張 濤

(商洛市水利水電勘測設計院 陜西 商洛 726000)

1 概述

工程控制網(wǎng)是工程項目的空間位置參考框架，是針對某項具體工程建設測圖、施工或管理的需要，在一定區(qū)域內(nèi)布設的平面和高程控制網(wǎng)。水利水電工程施工控制網(wǎng)一般分為樞紐區(qū)施工控制網(wǎng)、引水隧洞施工貫通測量控制網(wǎng)及長距離輸水線路施工控制網(wǎng)。

2 水利水電施工控制網(wǎng)的特點

2.1 樞紐區(qū)施工控制網(wǎng)的特點

（1）水利樞紐工程控制面積較小，一般在1 km2～2km2范圍內(nèi)，對于大型水利樞紐工程其控制范圍也不過10km2左右，因此多采用掛靠在前期測圖控制網(wǎng)下的獨立坐標系和高程控制系統(tǒng)。平面控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理時不考慮高斯投影改正，只進行高程投影改正計算，高程投影面選取在壩頂或1/2壩高處為宜；高程控制網(wǎng)可不進行正常水準面不平行改正及重力異常值測定，測段高差只需加入標尺尺長改正即可。

（2）水利樞紐工程多處在深山峽谷地帶，受地形條件影響，施工控制點點位一般選設在河谷兩岸較高的區(qū)域，為了滿足壩體基礎開挖及壩體澆筑放線測量的需要，應采用分級布網(wǎng)、逐層設點的方法在壩體不同高度處布設平面和高程控制點。圖1為某一水庫樞紐區(qū)平面控制網(wǎng)布設示意圖，其中II01～II07為首級網(wǎng)，II08～II12為加密網(wǎng)。圖2為大壩壩體施工高程控制點布設示意圖，在大壩左右岸不同高度（約20m）處布設1個高程點作為工作基點，以滿足大壩澆筑時進行高程放樣。

（3）平面精度要求為最末級平面控制網(wǎng)相對于首級控制網(wǎng)的點位中誤差不應大于±10mm，對于施工精度要求較低的工程項目，點位中誤差可放寬至±20mm。高程控制測量精度為最末級高程控制點相對于首級高程控制點的高程中誤差，對于混凝土建筑物不應大于±10mm，對于土石建筑物不應大于±20mm。采用精度估算的方式確定網(wǎng)型及施測等級。

圖1 平面控制網(wǎng)布設示意圖

圖2 大壩壩體施工高程控制點布設示意圖

（4）由于樞紐區(qū)施工控制網(wǎng)精度較高，加之受衛(wèi)星高度角及部分邊長較短等觀測條件的影響，GPS測量方法難以滿足精度要求，因此需要使用全站儀采用全測邊角網(wǎng)的方法建立平面控制網(wǎng)。采用幾何水準及光電測距三角高程測量建立高程控制網(wǎng)。同時需要建造混凝土觀測墩以消除對中誤差的影響。

2.2 輸水隧洞施工貫通控制網(wǎng)的特點

（1）輸水隧洞施工貫通測量控制網(wǎng)分為洞外控制網(wǎng)和洞內(nèi)控制網(wǎng)兩部分。洞外平面控制網(wǎng)多采用GPS網(wǎng)建立，洞內(nèi)平面控制網(wǎng)采用光電測距導線進行施測；洞內(nèi)、外高程控制網(wǎng)多采用幾何水準方法建立。

（2）洞外控制網(wǎng)的測量等級選擇見表1，洞內(nèi)光電測距基本導線測量的等級應根據(jù)相向開挖長度、導線全長及導線最短平均邊長進行選擇，一般情況下，導線長度為1km～2km時施測四等導線，2km～3km時施測三等導線，3km～5km時施測二等導線。導線邊長較短時為了提高測角精度，導線等級可選取較高一級進行施測。當導線長度大于5km時應進行精度估算，以保證隧洞貫通的順利實現(xiàn)。

表1 洞外控制網(wǎng)等級選擇

（3）進洞點需要建造混凝土觀測墩；洞內(nèi)導線宜進行兩組獨立觀測或同時觀測導線的左、右角或組成閉合線路，以確保測量成果的可靠性。

（4）應將隧洞進口、出口及施工支洞口處的控制點組成統(tǒng)一的控制網(wǎng)進行施測及數(shù)據(jù)處理，以保證整個控制網(wǎng)系統(tǒng)的統(tǒng)一性、精度的均勻性及尺度的一致性。數(shù)據(jù)處理時應進行高斯投影及高程投影改正。

2.3 輸水線路施工貫通控制網(wǎng)的特點

（1）平面控制精度要求較低，而為了滿足工程設計流量的實現(xiàn)，高程控制精度要求較高。具體等級選取可參照表2執(zhí)行。

表2 控制測量基本規(guī)定

（2）輸水線路距離一般較長，甚至有超長距離輸水線路，此時高斯投影改正尤為重要，加之高程投影的影響，應建立具有抵償面的平面控制網(wǎng)坐標系統(tǒng)，以取得與地面實際邊長尺度比一致的控制網(wǎng)數(shù)據(jù)。

（3）應將沿線渡槽、箱涵、隧洞等水工建筑物處的控制點納入到輸水線路控制網(wǎng)，在此基礎上在各大型建筑物處建立相對獨立的局部控制網(wǎng)，建立具有“整體系統(tǒng)統(tǒng)一、局部精度較高”特點的輸水線路控制網(wǎng)。

3 工程控制網(wǎng)的建立方法及過程

3.1 控制網(wǎng)建立方法

無論是樞紐區(qū)施工控制網(wǎng)、引水隧洞施工貫通測量控制網(wǎng)還是長距離輸水線路施工控制網(wǎng)，其建立的方法為：平面控制通常采用諸如邊角網(wǎng)、附合或閉合導線及導線網(wǎng)等形式的常規(guī)的大地測量方法；隨著空間定位技術(shù)的迅速發(fā)展，采用GPS測量方法建立工程控制網(wǎng)具有更好的優(yōu)越性，但在峽谷等隱蔽地區(qū)，受頂空遮擋因素影響，也有它的局限性。因此，布網(wǎng)方案要因地制宜的選取。高程控制網(wǎng)建立可根據(jù)地形地貌等自然地理條件，采用幾何水準、光電測距三角高程等。

3.2 控制網(wǎng)的建立過程

（1）資料收集：施工控制網(wǎng)是一個承上啟下的控制網(wǎng)，既是測圖控制網(wǎng)的延續(xù)，又是監(jiān)測網(wǎng)的基礎，它的主要作用是將設計圖紙上的建筑物通過施工放樣測量的方法投到地面上。因此，在建網(wǎng)前要充分收集項目前期規(guī)劃設計階段留設的測圖控制網(wǎng)的成果資料、建筑物布置圖以及施工組織設計報告等基礎資料。

（2）精度確定：根據(jù)建立控制網(wǎng)的目的、要求和控制范圍，參照相關(guān)規(guī)范的規(guī)定，確定控制網(wǎng)的測量精度。

（3）選點及控制網(wǎng)設計：結(jié)合收集到的基礎資料，首先在圖上進行規(guī)劃，然后根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定點位，確定控制網(wǎng)的圖形、決定參考基準（起始點）及投影面高度，并根據(jù)控制網(wǎng)圖形和觀測精度進行目標成果的精度估算與分析，并與預定的要求相比較，作必要的方案修正。樞紐區(qū)施工控制網(wǎng)一般要進行精度估算，以確定最弱點點位中誤差能否滿足精度要求，同時衡量控制網(wǎng)的可靠性因子，確?？刂凭W(wǎng)有足夠的可靠性。輸水隧洞施工貫通控制網(wǎng)需要估算洞內(nèi)、外控制網(wǎng)測量誤差在貫通面對橫向、縱向及豎向的影響，以此確定洞外、洞內(nèi)控制等級及作業(yè)方法。

（4）標志設立：樞紐區(qū)施工控制網(wǎng)網(wǎng)點多建造混凝土觀測墩；輸水隧洞施工貫通控制網(wǎng)需在隧洞進出口、支洞口（一般各布設4點）建造混凝土觀測墩，其他控制點埋設混凝土基本標石即可。設站點（或進洞點）至放樣點間高差不宜大于10°。高程控制點可埋設基巖水準標石或混凝土水準標石，對于大壩宜均勻在壩軸線上下游的左、右岸且不受洪水影響，對于隧洞應分布在隧洞進出口、支洞口且于開挖隧洞底板高程基本接近；每一個單項工程部位或洞口應布設2個高程點。

（5）觀測及數(shù)據(jù)處理：按照控制網(wǎng)設計時確定的網(wǎng)型、觀測方法進行觀測，按觀測數(shù)據(jù)評定觀測精度。最后進行成果處理、平差計算，平差值及目標成果的精度評定，編制測量報告（技術(shù)總結(jié)）。

4 建立控制網(wǎng)應注意的問題

（1）在控制網(wǎng)的建立過程中，除了外業(yè)測量、內(nèi)業(yè)計算的儀器設備和人員的技術(shù)素質(zhì)作為必要條件以外，控制網(wǎng)的優(yōu)化設計起著十分重要的作用，主要是對控制網(wǎng)的精度、可靠性、及經(jīng)濟性進行評估，即技術(shù)方案要科學、經(jīng)濟、合理。

（2）重視各控制網(wǎng)間的延續(xù)性，即坐標、高程系統(tǒng)的一致性，盡量避免隨意改變坐標、高程系統(tǒng)。確需改變時應建立不同系統(tǒng)間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系。

（3）樞紐區(qū)施工控制網(wǎng)應盡可能將壩軸線納入到網(wǎng)中并作為網(wǎng)的起始方位邊，輸水隧洞施工貫通控制網(wǎng)的起始方位邊應選在隧洞軸線方向，最大限度保證建筑物軸線放樣的精度。

（4）基本網(wǎng)（首級網(wǎng)）一般布設在施工區(qū)域以外穩(wěn)定區(qū)域，以便長期保存，加密網(wǎng)（工作基點網(wǎng)）應盡可能靠近建筑物，以減小放樣時設站、照準及氣象等因素的影響。

（5）采用GPS測量方法建立平面控制網(wǎng)時，對網(wǎng)中較短的邊長應進行直接觀測。對于部分基線邊因誤差或因故不能按GPS測量方法進行施測時，在平差處理時可以用其他方法測量的邊長數(shù)據(jù)（不低于相應精度要求）代替，采用與地面網(wǎng)聯(lián)合平差的方法進行數(shù)據(jù)處理，其原則是應使平差計算精度更高。陜西水利

[1]《水電水利工程施工測量規(guī)范》（DL/T 5173—2012）[S].

[2]《混凝土壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（DL/T5178—2003）[S].

[3]《水利水電工程測量規(guī)范》（SL197-2013）[S