張 瑞

（甘肅省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州730000）

0.引言

受引洮一期會(huì)寧北部供水工程管理局的委托，甘肅省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司對(duì)會(huì)寧縣頭寨鎮(zhèn)、塬邊鄉(xiāng)、新莊塬鎮(zhèn)配水管網(wǎng)改擴(kuò)建工程進(jìn)行外業(yè)勘測(cè)。根據(jù)配水管網(wǎng)改擴(kuò)建工程布置，測(cè)區(qū)控制測(cè)量點(diǎn)按狹長(zhǎng)的帶狀地形走向布設(shè)，施測(cè)比較困難。新莊塬測(cè)區(qū)平均海拔為1850m，線路最大高差630m。塬邊測(cè)區(qū)平均海拔為1900m，線路最大高差510m。頭寨測(cè)區(qū)平均海拔為1650m，線路比較平緩。

1.測(cè)區(qū)原有資料分析

需要勘測(cè)的頭寨鎮(zhèn)、塬邊鄉(xiāng)、新莊塬鎮(zhèn)改擴(kuò)建管網(wǎng)工程，除頭寨鎮(zhèn)管網(wǎng)有甘肅省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司勘測(cè)的輸水總干管、配水干管測(cè)量高程、坐標(biāo)控制網(wǎng)資料，塬邊鄉(xiāng)、新莊塬鎮(zhèn)管網(wǎng)為2007年已竣工的供水管網(wǎng)工程，原設(shè)計(jì)高程、坐標(biāo)控制網(wǎng)資料收集不到，或因年限較長(zhǎng)，現(xiàn)場(chǎng)也不易找到，因此施工圖設(shè)計(jì)階段勘測(cè)需重新建立高程、坐標(biāo)控制網(wǎng)。地質(zhì)勘察資料有白銀水電設(shè)計(jì)院完成的初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)勘察成果，因管線位置、泵站位置本次需調(diào)整或重新選線選址基本不可使用，需重新勘察。收集到2008年引洮工程二干渠延伸到會(huì)寧供水工程項(xiàng)目（二干渠延伸段）可行性研究階段測(cè)量平面、高程控制成果1份，部分控制點(diǎn)曾作為引洮一期會(huì)寧北部供水工程輸水總干管測(cè)量控制點(diǎn)利用，所以本次作業(yè)也應(yīng)該與輸水總干管系統(tǒng)一致。

2.技術(shù)依據(jù)

（1）《水利水電工程測(cè)量規(guī)范》SL197－2013；

（2）《國(guó)家基本比例尺地圖圖式第1部分1∶500、1∶1000、1∶2000地形圖圖式》GB/T20257.1－2007；

（3）《引洮供水一期會(huì)寧北部供水工程施工圖設(shè)計(jì)（頭寨、塬邊、新莊塬改擴(kuò)建工程）勘測(cè)委托書(shū)》；

（4）《引洮供水一期會(huì)寧北部供水工程施工圖設(shè)計(jì)（頭寨、塬邊、新莊塬改擴(kuò)建工程）技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)》。

3.主要技術(shù)問(wèn)題及處理方法

本次作業(yè)工期比較緊，平面控制沒(méi)有將新莊塬、塬邊控制網(wǎng)納入國(guó)家控制網(wǎng)平差，新莊塬管線起末點(diǎn)高差630m，根據(jù)起末點(diǎn)采用平均高程面1850m，邊長(zhǎng)進(jìn)行高程面投影后，線路起末點(diǎn)坐標(biāo)誤差值較大，無(wú)法滿足規(guī)范中關(guān)于高程面工程坐標(biāo)要求。所以本次采用二次分段高程面投影：將BM42－XZ06段采用平均高程面1695m；XZ05－XZ20采用2015m高程面。即BM42－XZ06段平面控制采用國(guó)家坐標(biāo)系坐標(biāo)，以BM42－XZ19方位角為起算方位角，將起末點(diǎn)高差控制在320m范圍內(nèi)，所以第一段采用1695m高程面，得到XZ05、XZ06高程面1695m工程坐標(biāo)；然后以XZ05為起算點(diǎn)，仍以BM42－XZ19方位角為起算方位角，進(jìn)行2015m高程面第二段投影。對(duì)于塬邊干管線和塬邊支管線平面控制參數(shù)選取（如表1所示）：

表1 塬邊干管線和塬邊支管線平面控制參數(shù)選取

按照設(shè)計(jì)大綱要求的方案實(shí)施外業(yè)觀測(cè)，必須滿足工程建設(shè)的需求。觀測(cè)記錄手簿由手工記錄，限差要求及計(jì)算正確。觀測(cè)工作嚴(yán)格按規(guī)范操作，各項(xiàng)限差和觀測(cè)精度均滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。新莊塬鎮(zhèn)部分測(cè)量控制網(wǎng)布設(shè)（如圖1所示）：

圖1 新莊塬鎮(zhèn)部分控制網(wǎng)布設(shè)示意圖

4.平面控制網(wǎng)解算與分析

4.1 基線解算

采用南方GNSS數(shù)據(jù)處理軟件，嚴(yán)格設(shè)置衛(wèi)星截止高度角15°，采樣間隔15s，根據(jù)基線殘差分布，剔除周跳跳變影響的基線部分，使基線閉合差滿足規(guī)范限差要求。

4.2 GNSS網(wǎng)平差計(jì)算

將合格的基線導(dǎo)入科傻GNSS數(shù)據(jù)軟件，輸入已知點(diǎn)坐標(biāo)、中央子午線經(jīng)度、投影面高程、起算方位角后進(jìn)行平差。各項(xiàng)測(cè)量指標(biāo)都符合五等GNSS網(wǎng)的要求，能夠滿足本次測(cè)量要求。

4.3 平差計(jì)算結(jié)果分析

經(jīng)計(jì)算，五等網(wǎng)最弱點(diǎn)YB11點(diǎn)位中誤差為±0.9cm；YB11-YB12最弱邊相對(duì)誤差為1/125000；XZ19點(diǎn)位中誤差為±0.56cm；XZ15-XZ16最弱邊相對(duì)誤差為1/155000。平面以測(cè)區(qū)內(nèi)E級(jí)GNSS網(wǎng)為起算點(diǎn)，中央子午線經(jīng)度105°。邊長(zhǎng)投影到每條管線平均高程面上，數(shù)據(jù)處理采用南方GNSS數(shù)據(jù)處理軟件，工程面投影采用科傻GNSS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，計(jì)算過(guò)程正確，精度均符合規(guī)范要求，可以滿足工程施工圖設(shè)計(jì)平面精度要求。

在控制測(cè)量過(guò)程中，分別進(jìn)行了1695m、2015m高程面GNSS邊長(zhǎng)與全站儀邊長(zhǎng)比較（如表2、表3所示）：

表3 2015m高程面GNSS邊長(zhǎng)與全站儀實(shí)測(cè)邊長(zhǎng)比較

根據(jù)以上不同高程面的兩種邊長(zhǎng)比較分析，邊長(zhǎng)差值很小，平面控制網(wǎng)布設(shè)合理，平差后精度評(píng)定中各項(xiàng)驗(yàn)算項(xiàng)目完整、方法正確、精度較高，按照本文中的方法選取獨(dú)立坐標(biāo)系和投影高程面是合理、正確的。各項(xiàng)精度指標(biāo)符合《水利水電工程測(cè)量規(guī)范》。

5.高程控制網(wǎng)精度分析

高程網(wǎng)采用南方平差易軟件平差，由于受到地形條件限制，采用四等三角高程閉合線路。塬邊四等三角高程線路控制精度分析（如表4所示）：

表4 塬邊四等三角高程線路控制精度分析

新莊塬四等三角高程控制網(wǎng)精度分析（如表5所示）：

表5 新莊塬四等三角高程控制網(wǎng)精度分析

高程以測(cè)區(qū)三等水準(zhǔn)點(diǎn)作為高程起算點(diǎn)，布設(shè)閉合線路。采用南方平差易軟件平差，計(jì)算過(guò)程正確，精度均符合規(guī)范要求。經(jīng)過(guò)分析高程控制成果可以分別滿足工程施工圖設(shè)計(jì)階段四等高程控制測(cè)量精度要求。

6.引水線路質(zhì)量分析

使用RTK配合全站儀選線、定線、實(shí)測(cè)，在地形變化處加樁，真實(shí)反映地形，詳細(xì)標(biāo)注地物。直接以測(cè)區(qū)五等GNSS平面控制點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，以均勻分布的7個(gè)以上五等GNSS網(wǎng)點(diǎn)為公共點(diǎn)，在這些點(diǎn)上同時(shí)實(shí)測(cè)兩套平面坐標(biāo)和兩套高程，通過(guò)軟件求解出測(cè)區(qū)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)和高程擬合參數(shù)。通過(guò)在已知點(diǎn)上校核，滿足精度要求即可。線路拐點(diǎn)IP點(diǎn)彎道要素采用可編程計(jì)算器，輸入設(shè)計(jì)的彎道半徑計(jì)算各彎道要素。對(duì)線路定線數(shù)據(jù)在實(shí)地計(jì)算，然后編寫(xiě)樁號(hào)，進(jìn)行實(shí)地打木樁確定位置。內(nèi)業(yè)斷面數(shù)據(jù)采用EXCEL電子表進(jìn)行編制成固定格式的數(shù)據(jù)集，即符合繪圖軟件使用的數(shù)據(jù)文件。采用計(jì)算機(jī)CAD軟件輔助制圖，調(diào)用斷面圖繪圖程序直接成圖。對(duì)生成的斷面圖，能直觀顯示線路的走勢(shì)，可根據(jù)手工記錄和RTK電子記錄對(duì)其進(jìn)行校核。對(duì)于斷面記錄、圖解數(shù)據(jù)、計(jì)算和斷面圖進(jìn)行100%的校核。要求原始記錄的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無(wú)誤，平面位置和高程誤差在限差之內(nèi)。

7.測(cè)區(qū)1∶500地形圖測(cè)繪質(zhì)量分析

本次作業(yè)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)程、規(guī)范進(jìn)行，測(cè)圖方法采用全站儀以極坐標(biāo)法和GNSS動(dòng)態(tài)測(cè)量（RTK）在野外采集坐標(biāo)、高程數(shù)據(jù)。儀器對(duì)點(diǎn)誤差不大于圖面5mm，檢測(cè)另一測(cè)站高程不大于1/5等高距，每測(cè)站重復(fù)觀測(cè)2-3個(gè)地形點(diǎn)或地物重合點(diǎn)，平面不大于圖面的2×0.6mm，高程不大于對(duì)于居民房屋輪廓以墻基為主測(cè)繪。送電線路、通信線路和管道都測(cè)繪入圖，對(duì)埋在地下的部分線路或管線在圖上以虛線表示。凡面積在圖上大于1cm2且有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的土質(zhì)或植被用地類(lèi)界繪出其范圍。對(duì)經(jīng)常輪換種植的農(nóng)作物或經(jīng)濟(jì)作物地塊可根據(jù)實(shí)際按水田和旱地區(qū)分表示。同一地塊內(nèi)生長(zhǎng)多種植物時(shí)，圖上配置符號(hào)（包括土質(zhì)符號(hào)）不超過(guò)3種。成圖采用CASS9.1測(cè)圖系統(tǒng)編輯成圖。對(duì)1∶500建筑物地形圖進(jìn)行野外現(xiàn)場(chǎng)設(shè)站檢查，地形圖測(cè)圖表示方法正確，地物取舍得當(dāng)，平面地物檢查點(diǎn)26個(gè)，高程檢查點(diǎn)33個(gè)，平面位置中誤差±0.06m；高程中誤差±0.10m，根據(jù)抽查各項(xiàng)指標(biāo)都滿足施工圖設(shè)計(jì)階段規(guī)范要求，也滿足1∶500地形圖精度要求。

測(cè)量過(guò)程中遇到高一級(jí)控制點(diǎn)進(jìn)行了校測(cè)驗(yàn)證，校測(cè)驗(yàn)證結(jié)果是ΔX=0.064m；ΔY=0.066m；ΔH=0.029m。符合設(shè)計(jì)和規(guī)范的精度要求。然后在計(jì)算機(jī)上采用“南方CASS7.0測(cè)圖系統(tǒng)”編輯成圖。地形圖野外檢查結(jié)果（如表6所示）：

表6 地形圖野外檢查結(jié)果

從地形圖野外檢查結(jié)果分析，所測(cè)繪的地形圖滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范的精度要求。外業(yè)數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，立點(diǎn)到位，能正確反映地形、地貌特征，并隨時(shí)檢查重合點(diǎn)和高一級(jí)控制點(diǎn)；GNSS動(dòng)態(tài)測(cè)量（RTK）起始數(shù)據(jù)的輸入正確。

8.成果質(zhì)量分析

經(jīng)分析測(cè)繪成果質(zhì)量總體情況如下：

（1）坐標(biāo)系采用每條干管工程坐標(biāo)系，高程系采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)，坐標(biāo)系、高程系選擇合理正確，符合當(dāng)?shù)氐匦螚l件；

（2）觀測(cè)儀器檢驗(yàn)項(xiàng)目齊全，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)符合規(guī)范要求，施測(cè)工作按現(xiàn)行規(guī)范和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，作業(yè)人員各項(xiàng)操作專(zhuān)業(yè)、嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致；

（3）平面控制及高程控制精度達(dá)到規(guī)范技術(shù)要求，測(cè)繪成果滿足本工程施工圖階段的設(shè)計(jì)精度要求；

（4）地形圖及斷面圖繪制符合規(guī)范及圖式要求，點(diǎn)位精度均滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求；

（5）采取的各項(xiàng)技術(shù)措施得當(dāng)，質(zhì)量保證體系完整；

（6）本次檢查驗(yàn)收的引洮一期會(huì)寧北部供水工程（頭寨、塬邊、新莊塬改擴(kuò)建工程）測(cè)繪成果滿足《水利水電工程測(cè)量規(guī)范》、《勘測(cè)委托書(shū)》和《測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)》的要求?？梢蕴峤坏刭|(zhì)、水文、水工、施工組織各專(zhuān)業(yè)使用。

9.結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)會(huì)寧縣塬邊、新莊塬供水管線改造工程測(cè)量實(shí)踐，由于主要建筑物位置比較固定，所以在埋控制樁時(shí)盡量將控制樁埋設(shè)在距離泵站比較近的位置，以便以后勘測(cè)、施工、運(yùn)營(yíng)利用。然而在實(shí)測(cè)過(guò)程中塬邊一泵站、三泵站選取了新址，原有的一、三泵站被廢棄，所以控制樁位置有點(diǎn)偏離固有建筑物。同時(shí)按照建筑物位置布設(shè)GNSS網(wǎng)，網(wǎng)圖結(jié)構(gòu)不是很好，平面和高程控制點(diǎn)經(jīng)校核，各項(xiàng)限差和觀測(cè)精度均滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求?？刂瀑Y料成果可以滿足會(huì)寧北部供水工程（頭寨、塬邊、新莊塬改擴(kuò)建工程）測(cè)量要求。美中不足的是，塬邊線路YB01-YB04段三角高程測(cè)量布設(shè)施測(cè)線路只能沿著公路邊穿行，有拉沙車(chē)往返穿過(guò)，高差閉合差雖然滿足限差要求，但每千米高差中誤差超限，只能滿足五等水準(zhǔn)要求，雖然這段線路長(zhǎng)只有2km多，返工時(shí)也沒(méi)有提高一些精度，所以這段高程成果只能按照五等三角高程精度使用。