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摘要:水利工程是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工程,其施工中受到環(huán)境的影響最為深刻,因此測放工作的展開就顯得尤為重要。在測放工程中,施工控制網(wǎng)的精度又對水利工程的建設(shè)有著直接的影響。在此將對并對于越南地區(qū)上昆嵩水電站的本施工段為1#施工支洞及引水隧洞TBM掘進(jìn)段施工情況為例,闡述控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施過程,并對控制網(wǎng)的優(yōu)化提出幾點(diǎn)建議。
關(guān)鍵詞:施工控制網(wǎng);越南上昆嵩水電站水利工程;優(yōu)化
前言
隨著GPS技術(shù)的進(jìn)步,在施工控制網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)階段已經(jīng)基本脫離首級(jí)控制網(wǎng)的需求,通常會(huì)直接進(jìn)行圖根級(jí)控制。在進(jìn)行水利工程施工的時(shí)候要避免按照圖測比例尺進(jìn)行施工,而是要貼合工程的測放要求和工程特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì),盡最大可能的滿足工程要求。
一、越南上昆嵩水電站工程概況
上昆嵩水電站位于越南崑嵩省公伯隴縣的Dak Nghe江上,處在西山河流域梯級(jí)開發(fā)電站的上游地區(qū),本次施工主要是對引水發(fā)電工程的設(shè)計(jì)及土建施工。根據(jù)地質(zhì)結(jié)果測量分析,發(fā)現(xiàn)昆嵩水電站引水隧洞的地質(zhì)條件極差,存在洞室埋深大、地應(yīng)力高、高壓涌突水等多種地質(zhì)混合,很容易發(fā)生塌方、巖爆、突涌水等地質(zhì)災(zāi)害,威脅施工人員的生命安全。施工控制網(wǎng)的運(yùn)用在對于工程的高精度測量就顯得尤為重要。
二、越南上昆嵩水電站控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)方案
(一)技術(shù)要求與施工精度要求
在越南昆嵩水電站工程中,本施工段的主長為12.993km。根據(jù)水工隧洞開挖極限貫通誤差表的可以得出它的橫向、縱向、豎向的極限貫通誤差分別為±640km、±640km、±320km.在它的相向(單向)開挖長度(含支洞)誤差分別為如下表所示。
表1 貫通中誤差分配值表
相向(單向)開挖長度
(含支洞)KM誤差名稱洞外測量洞內(nèi)測量全部貫通測量
12~14橫向(mm)±200±250±320
12~14縱向(mm)±200±250±320
12~14豎向(mm)±75±100±125
根據(jù)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求,洞內(nèi)采用三、四等水準(zhǔn)進(jìn)行測量。如下表。
表2 水準(zhǔn)測量的精度要求
水準(zhǔn)等級(jí)每公里高差中數(shù)的偶然中誤差(mm)水準(zhǔn)等級(jí)每公里高差中數(shù)的偶然中誤差(mm)
3±34±5
因?yàn)闄M向貫通以及豎向貫通誤差會(huì)對隧洞貫通造成影響,因此只對橫豎向貫通誤差進(jìn)行計(jì)算。因?yàn)槎磧?nèi)在沒有貫通前都屬于支導(dǎo)線,為了方便計(jì)算,橫向貫通誤差可以看做是支導(dǎo)線的點(diǎn)位誤差。
1.估算過程
本洞全長(12993m)分別采用300m、400m、500m、600m的邊長進(jìn)行估算如下:
根據(jù)公式:
本洞邊長300m:
=245.68mm
本洞邊長400m:
=213.92mm
本洞邊長500m:
=190.99mm
本洞邊長600m:
=176.56mm
通過上面的計(jì)算,600米的邊長和水工隧洞12-14KM的貫通誤差相接近,因此如果洞內(nèi)的能見度如果允許,可以選擇600米的洞內(nèi)導(dǎo)線邊長,保證施工的要求。
2.豎向貫通誤差估算
本次估算本洞,根據(jù)公式:
本洞:
mh=25.49<60
注:本洞的長度12.993km因考慮需往返測,故路線按增加一倍計(jì)算。
所以,采用四等水準(zhǔn)可以滿足豎向貫通誤差的要求。故采用三、四等水準(zhǔn)測量。
(二)平面點(diǎn)的布設(shè)
1.考慮方便施工放樣,將洞外控制點(diǎn)布置在洞口附近,根據(jù)地理?xiàng)l件,在適合的位置埋設(shè)標(biāo)點(diǎn),盡量能與洞外三個(gè)首級(jí)控制點(diǎn)通視。埋標(biāo)方法如下:將30cm×30cm、厚10mm的鋼板在四邊角下邊焊40cm長的螺紋鋼筋4根,埋設(shè)在混凝土地面中。在埋設(shè)標(biāo)點(diǎn)上的鐵板中心焊接帶有十字花的螺紋鋼筋,鐵板上澆筑10cm混凝土,并在外表面刷上紅色油漆。然后按三等平面控制外、內(nèi)業(yè)要求施測標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)。施測選擇在適合的天氣情況下進(jìn)行。
2.洞內(nèi)控制點(diǎn)埋設(shè),采用電動(dòng)沖擊鉆在洞底板開挖后較完整的巖基面上打孔,孔徑25mm,孔深20~30cm,然后將30~35cm長的同徑鋼筋插入孔內(nèi)裝入錨固劑并用鐵錘打?qū)崳娩撲徳阡摻铐斆驿徥植?,作為?biāo)點(diǎn)中心。制作完成后可進(jìn)行洞內(nèi)導(dǎo)線測量。
(三)施測方法
1.水平角觀測
(1)計(jì)算左角和右角的閉合差
(2)計(jì)算導(dǎo)線方位角的閉合差:
水平角觀測遵循下列規(guī)定:
①需要確保成像清楚和穩(wěn)定,這樣才能觀測。在晴好天氣的日出時(shí)刻、日落時(shí)刻和中午前后,如果成像非常模糊,不能進(jìn)行觀測。
②在觀測中,要確保儀器和外界環(huán)境溫度保持一致才可以。
③在旋轉(zhuǎn)儀器時(shí),要保持平穩(wěn)和勻速;不能過度擰緊制動(dòng)螺旋;要采用微動(dòng)螺旋的中間部位。當(dāng)目標(biāo)精確對準(zhǔn)時(shí),要旋動(dòng)微動(dòng)螺旋。
④在測量時(shí),儀器的偏移值不能超過一格。如果偏移值和限值接近時(shí),要整平儀器。
2.測距觀測
水平角觀測結(jié)束后,進(jìn)行測距觀測。
測距遵循下列規(guī)定:
(1)經(jīng)過氣象、加乘常數(shù)改正后的斜距,才能化為水平距。
(2)測距邊的氣象改正按儀器說明書給出的公式計(jì)算。
(3)測距邊的加、乘常數(shù)改正應(yīng)根據(jù)儀器檢定的結(jié)果計(jì)算。
(4)測距儀等級(jí)1級(jí),測距測回?cái)?shù)2。一次照準(zhǔn)后,四次測距。
測距邊長經(jīng)過氣象改正后的水平距,根據(jù)業(yè)主單位提成果使用說明:
按下式歸算到洞線平均高程面700m。
D0
3.高程測量
采用NA2型水準(zhǔn)儀(每公里往返測高程精度0.7mm)和紅、黑雙面尺進(jìn)行三等高程測量。
要在標(biāo)尺成像清楚穩(wěn)定的情況下進(jìn)行水準(zhǔn)觀測,要使用尺撐對水準(zhǔn)尺進(jìn)行固定,不能使用手扶進(jìn)行替代。要放置好尺墊,避免發(fā)生碰撞,在需