峡口电站双曲拱坝施工测量方法探析

马龙 李明

摘要：本文探析了峡口双曲拱坝的放样实例，对双曲拱坝施工中的施工测量控制网的建立、现场施工放点、施工模板顶口和样架点位抽检进行了探析。

关键词：双曲拱坝测量方法

峡口双曲拱坝外形结构复杂，其主体形状呈双曲拱形，大坝施工轴线纵横交叉，点线之间相互关系复杂，泄洪结构曲线涉及消能施工要求严格，点位误差控制在0.8cm以内，因此本工程的测量工作显得尤为重要。施工放样作为单元工程开工的头道工序并贯穿于整个工程的施工过程，其正确与否是十分重要的，为指导工程施工，确保工程质量，测量工作应采取“先控制后细部，从整体到局部”的程序进行。1、控制测量根据工程特点和现场环境条件，按便于观测、长期保存使用的原则，在施工现场埋设若干个测量控制点，组成一个完全能满足平面放样、高程传递需要的施工专用控制网。 由于峡口电站地形山高坡陡,测量控制网的选点工作难度大,对现场地形进行了勘踏,反复比较,调整图形结构,改变网的类型及各元素的先验权,以满足规范要求。经测量监理工程师同意设四等导线，共4个网点。1#点采用钢架标，其余三点均为砼观测墩（2#、3#、4#、），顶部均埋设强制对中基座，分布于坝址河段左右两岸。利用设计单位提供的Z2坐标及起算方位角（Z2→Z3）为77°10′08.7″进行了外业观测。观测测量的仪器和量具由具备计量检测资质的专业机构进行全面的检定，并在其检定有效期内使用。观测仪器为TOPCON311，测角精度：±2秒，测距精度：±（2mm±2ppm）内业平差使用应用程序：PAPN(Ver1.20)先验测边中误差=2.5sec。先验测边中误差之固定误差=2mm,先验测边中误差之比例误差=2PPm。首级施工测量控制建立后，对5#砼标墩，6#钢标进行首级加密。加密按四等标准进行，由于全站仪测距的高精度，考虑到5#砼标位置2#、3#、1#的平面位置关系，以及导线平差软件的优势，布设了附合导线。使用仪器：NiKon352，测角精度±2秒，测距精度±（2±2ppmmxD）mm应用程序导线平差2.0，测角中误差：土2.26″，平均边长相对误差1/12万，满足四等导线控制网等级， 至此控制网点基本满足施工测量放样需要。

2、弧形建筑物平面位置测设该工程主体的双曲结构图形较复杂，半径较大，弧形圆心左右岸存在差异、弧形半径随高程存在差异，无法用直接拉线法或几何作图法来进行施工放样。根据场地条件状况并结合结构施工中多工种交叉作业的复杂性的综合考虑，采用极坐标法，该方法不仅能获得较高的施工放样精度，而且操作方法较为简单，因此该工程平面位置采用极坐标法进行放样。 2.1自然地面上测设平面位置。该坝体的平面位置放样以正式设计图纸、文件、修改通知、技术设计以及测定的控制网点同为施测依据，使用日本Nikon-352电子全站仪，采用极坐标法测设（因极坐标法不仅能获得较高的施测精度，且不存在误差累积）。为便于用极坐标法测放平面位置，正式放样前先根据设计图所示关系尺寸和角度将待放点的测量坐标和极坐标法测设数据全部算出，坝体放样数据采用计算机编程形式室内准备数据，用AutoCAD VisuaLLisp和VisualFoxPro所编程序计算，室内计算的数据不容易放到位的情况下，则使用fx-4800p计算器所编的程序计算，这样快速与灵活相济，提高了放样速度，同时互相校核，保证了数据的正确性。

实地放样时，将全站仅安置在控制点上，先测设出大坝单元施工坝段高程模板校核点，因场地或通视条件影响无法一次性放出时，可将仪器移至与待放点相对较近的控制点上进行测放，也可视定位条件灵活采用其他测量方法测设（如直角坐标法、距离交会法、全站仪坐标法等）。为保证测量质量，在整个测设过程中应注意观察仪器长水准器气泡是否居中（气泡中心位置偏离整置中心不超过1格），并对起始方向经常作归零检查（归零差＜5sec〕：若测设时程有较强日光则打伞遮阳保护仪器，以免仪器受暴晒后发生内部变化，影响观测精度。

2.2坝体泄洪孔洞竖曲线测设。该坝体由于坝高达到84m多，所以设计排洪采用曲线消能，坝体存在泄洪孔洞5个，且其溢流面曲线类型繁多，曲线间结点位置因单元施工坝段而异，这些都导致现场施工难度大，测量控制要求高。考虑到这些客观存在的因素，最后决定室内利用AutoCAD VisuaLLisp语言编程模拟和现场利用Nikon-352电子全站仪的两点放样模式，两者相辅相成，灵活应对，保证施工放样精度。

3. 施工模板顶口及溢流面样架点位抽检

3.1施工模板顶口抽检

由于坝体程双曲拱形，模板竖立工序复杂，为了控制坝体外观，测量从模板控制开始。对每一单元施工坝段，模板立起砼浇筑前，对模板进行抽样检查，控制在15mm以内。双曲拱坝结构的复杂性，导致模板检测存在很大的难度，例如模板顶很难保证同一高度，这样抽查数据在室内就不能有效准备，另外峡口大坝体形曲线方程式极其复杂，施工单元的分缝直线方程系数长达十多位，这样对编程计算器内存要求大，综合考虑上述情况，采用fx-4800p计算器，利用该计算器内存大的特点，把坝体体形方程式和分缝方程式以程序方式建立在计算器中。模板检测时根据模板顶口实际高程，输入计算器进行现场计算检测。检测时严格把关，使抽查点点位差别控制在15mm内。

3.2溢流面样架抽查。对溢流面样架抽查根据溢流面的实际情况采取多种检测方法。对溢流地板高差不大的，在仓位中使用水准仪进行相对高程检查，使高程变化幅度最大控制在3mm以内；对高程相对孔洞进洞桩号变化大的，采用全站仪两点放样模式测出检查点的实际桩号，根据桩号计算该点设计高程与实际高程相比较，控制其较差6mm内。

参考文献:

1、陶维锋 小湾水电站双曲拱坝施工测量《城市勘测》2007年3期2、雷建龙 闸木水对数螺旋线拱坝测量放样浅析 《科技展望》 -2010年10期3、高兴华.张新周 CASIO-4800计算器编程在双曲拱坝施工测量中的应用 [期刊论文] -水资源与水工程学报2009(4) 4、焦素朝CASIO-4800计算器编程在双曲拱坝施工测量中的应用 - 水资源与水工程学报 - 2009, 20(4) 5、 Casio Fx-4800计算器在双曲拱坝测量计算中的应用 福建省第八届水利水电青年学术交流会 - 2004 6、章彷闸木水对数螺旋线拱坝测量放样浅析-科技展望 - 2010(10)