柏超
摘 要:水利水電工程測(cè)量是工程測(cè)量學(xué)科的分支,是一門(mén)直接為水利水電工程建設(shè)服務(wù)的專業(yè)性學(xué)科。測(cè)量技術(shù)對(duì)于水利水電工程的勘測(cè)、施工以及竣工驗(yàn)收起著至關(guān)重要的作用,然而我國(guó)目前許多水利水電工程由于采用不當(dāng)?shù)臏y(cè)量方法,導(dǎo)致測(cè)量精度低、誤差大、工作效率低等問(wèn)題。通過(guò)概括分析地形測(cè)量、水下測(cè)量、變形監(jiān)測(cè)以及地下洞室測(cè)量的技術(shù)要點(diǎn),討論各自的優(yōu)缺點(diǎn),并總結(jié)未來(lái)水利水電工程測(cè)量技術(shù)的發(fā)展方向,對(duì)我國(guó)水利水電工程測(cè)量技術(shù)的發(fā)展起到了一定的理論指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞:水利水電;工程測(cè)量;技術(shù)分析
1 測(cè)量在水利水電工程的重要性
測(cè)量是一門(mén)實(shí)踐性強(qiáng),技術(shù)操作性要求高,是貫穿于水利水電工程建設(shè)全過(guò)程的基本工作,是從事水利水電工程規(guī)劃設(shè)計(jì)與施工技術(shù)工作的基本條件。在水利水電工程建設(shè)中起著舉足輕重的作用,被譽(yù)為工程建設(shè)的眼睛和尖刀兵。測(cè)量作為一門(mén)能采集和表示各種地物和地貌的形狀、大小、位置等幾何信息,以及能把設(shè)計(jì)的建筑物、設(shè)備等按設(shè)計(jì)的形狀、大小和位置準(zhǔn)確地在實(shí)地標(biāo)定出來(lái)的技術(shù),在各種工程建設(shè)中的應(yīng)用廣泛。
2 工程控制測(cè)量
工程控制測(cè)量的目的是為后續(xù)的不同時(shí)期的工程建設(shè)提供位置參考信息,以滿足工程實(shí)施中涉及的費(fèi)用、進(jìn)度、質(zhì)量要求,主要為工程實(shí)施提供基準(zhǔn)位置及基準(zhǔn)空間框架。
2.1 平面控制系統(tǒng)
水利水電工程實(shí)施場(chǎng)所常常具有狹長(zhǎng)、獨(dú)立的特點(diǎn),因此,平面控制系統(tǒng)應(yīng)該根據(jù)工程實(shí)施位置和項(xiàng)目大小來(lái)確定。至于一些重點(diǎn)水利工程和水利樞紐等地點(diǎn)測(cè)繪時(shí),若測(cè)量地點(diǎn)的投影長(zhǎng)度大小大于5cm/km時(shí),投影變形方法可以使用以下2種:使用高斯正形投影,也就是把通過(guò)坐標(biāo)變換實(shí)現(xiàn)大地坐標(biāo)到中央子午線轉(zhuǎn)換;采用獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng),即起始數(shù)據(jù)為大地坐標(biāo)和此點(diǎn)到另外一個(gè)大地點(diǎn)形成的方位角。
2.2 高程控制系統(tǒng)
正常高系統(tǒng)是我國(guó)目前普遍使用的高程系統(tǒng),即1985年國(guó)家高程控制系統(tǒng)基準(zhǔn)點(diǎn),青島高程點(diǎn)為72.260m。但由于許多地區(qū)的使用習(xí)慣、一些歷史原因(如與水文相匹配),這些地區(qū)仍然堅(jiān)持原來(lái)的高程基準(zhǔn)開(kāi)始。安徽的高程基準(zhǔn)系統(tǒng)有:吳淞零點(diǎn)、黃海的高程系、國(guó)家高程系統(tǒng)。
3 地形圖測(cè)繪
地形圖測(cè)繪需嚴(yán)格遵守國(guó)家行業(yè)相關(guān)測(cè)繪要求及規(guī)范,其主要內(nèi)容有建筑物地點(diǎn)選取、工程選址等等。具體的測(cè)繪包括地物、植被、土質(zhì)、地貌、水下地形等測(cè)繪。
3.1 地物測(cè)繪
地物測(cè)繪的測(cè)圖主要有以下幾個(gè)方面:垣柵、境界及地類界;氣象、水文、地質(zhì)勘測(cè);獨(dú)立的地物測(cè)繪;通訊和輸電線線路測(cè)繪;管線、道路;居民點(diǎn);測(cè)量的控制點(diǎn)。工程地物測(cè)繪分為區(qū)域外和區(qū)域內(nèi)測(cè)量2部分。比如說(shuō),對(duì)中小型河流的地物測(cè)繪包括互岸、護(hù)坡、河道、加固等方面的測(cè)量。測(cè)量時(shí)還應(yīng)注意旁邊通信設(shè)備、電力設(shè)備、河堤旁建筑物及房屋、護(hù)岸護(hù)坡材質(zhì)、河提河道各種堵水(如溢流壩、涵閘、橋梁)設(shè)備。地形圖上還應(yīng)具有建筑物大小規(guī)模的標(biāo)注(寬、高)、堰頂高程、橋面高程、底高程等。
3.2 植被、土質(zhì)和地貌測(cè)繪
不同于其他城市測(cè)量,水利工程中的植被、土質(zhì)和地貌測(cè)繪特色更鮮明。在地圖上植被面積大于1cm2時(shí)應(yīng)該繪出地類界范圍。水利工程中有別于其他測(cè)繪,在保留高程基準(zhǔn)點(diǎn)的同時(shí)勾繪等高線,在繪制盆地、臺(tái)階、小丘時(shí)加繪地貌特征。
3.3 水下地形測(cè)量
水利水電工程中的重中之重便是水下的地形測(cè)繪,其他一些行業(yè)的測(cè)量、測(cè)繪常常只對(duì)河道的水涯線或河水線進(jìn)行繪制,而水利水電中的工程測(cè)繪常常還需要對(duì)水下的具體地形進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)量,圖上的溝渠標(biāo)記2~3cm的底高程。
4 縱橫斷面測(cè)繪
縱橫斷面有關(guān)水利水電方面的測(cè)繪主要為土石方方面的工程,為削坡、挖深、填高等。這些測(cè)量的精度對(duì)工程量的影響很大,縱橫斷面的測(cè)繪主要為提高測(cè)量精度,使工程概算精準(zhǔn)。
4.1 橫斷面測(cè)量精度的提高
目前我國(guó)水利水電工程中縱橫斷面測(cè)量中廣泛采用的方法為:GPS RTK測(cè)量方法和全站儀法。不論采用什么方式進(jìn)行縱橫斷面測(cè)量,只要能夠提高測(cè)量精度、降低測(cè)量誤差,斷面點(diǎn)的測(cè)量精度完全能夠滿足其斷面精度的要求,但縱橫斷面點(diǎn)的選取應(yīng)靠近斷面線,以免代表性不強(qiáng),規(guī)范要求為2m。
4.2 橫斷面位置布設(shè)
橫斷面的布設(shè)很大程度的影響了工程量的大小,橫斷面間距常常設(shè)定為20~50m之間,同時(shí)斷面間距的選擇不能過(guò)于稠密,需充分考慮相關(guān)因素。當(dāng)然,在橫斷面的布設(shè)時(shí)不僅應(yīng)該考慮斷面間距,布設(shè)地點(diǎn)還應(yīng)選擇在支流入口、河道轉(zhuǎn)彎處、比降變化明顯,橫斷面長(zhǎng)度變化顯著的部位。為了設(shè)置合理的橫斷面的位置,常常需要在地形圖上初選出,還需要結(jié)合實(shí)地考查。
4.3 橫斷面方向
斷面方向的選擇很重要,就工程量來(lái)說(shuō)非垂直的堤防斷面常常比垂直的堤防斷面小的多。實(shí)施開(kāi)挖時(shí)也一樣,實(shí)際工程量常常要大于概算的工程量,常常需要選擇斷面方向?yàn)榕c河道、堤防垂直的方向,并且在地形測(cè)繪圖上先判斷和選好橫斷面方向再通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)來(lái)確定。
4.4 縱斷面測(cè)量
測(cè)繪服務(wù)不同時(shí),縱斷面的選擇也不一樣,如:選擇中心線擬建渠道、公路、鐵路;選擇頂線來(lái)堤防加固、選擇中心線來(lái)疏浚河道等。因此,縱斷面的測(cè)繪主要是為了選擇縱斷面的斷面間距、測(cè)量?jī)砂痘蜓鼐€有關(guān)地物(如橋梁、涵閘)在中心線上的投影位置、中心線的高程變化。
5 結(jié)束語(yǔ)
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,水利水電工程測(cè)量方法和手段必將不斷更新?lián)Q代,服務(wù)領(lǐng)域也將不斷拓寬。水利水電測(cè)量技術(shù)是一種全方位測(cè)量工作的科學(xué)技術(shù)。隨著各種測(cè)量技術(shù)的發(fā)展,水利水電工程測(cè)量技術(shù)也得到了極大的發(fā)展。然而由于在實(shí)際應(yīng)用中采用了不當(dāng)?shù)臏y(cè)量方法,導(dǎo)致測(cè)量精度低、誤差大、工作效率低等問(wèn)題。這就要求我們的實(shí)際測(cè)量中采用正確的測(cè)量技術(shù)和方法,加強(qiáng)測(cè)量的監(jiān)督管理,使測(cè)量數(shù)據(jù)管理實(shí)現(xiàn)科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化,從而得到準(zhǔn)確和細(xì)致的測(cè)量數(shù)據(jù)。
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