□王長(zhǎng)生 □李 潔（河南省燕山水庫(kù)管理局）

0 前言

燕山水庫(kù)樞紐工程位于河南省葉縣境內(nèi)京廣鐵路以西保安鎮(zhèn)楊灣村老官寨水文站下游約1.60km處。水庫(kù)控制流域面積1169km2，總庫(kù)容9.25億m3。樞紐工程主要建筑物包括斜墻土石壩、溢洪道、泄洪（導(dǎo)流）洞和輸水洞及電站。大壩壩頂高程117.80m，壩長(zhǎng)4070m，最大壩高34.70m。

由于該項(xiàng)目工程量大、施工難度高、質(zhì)量要求高，如果采用普通經(jīng)緯儀的測(cè)量方法來(lái)投射如此長(zhǎng)距離軸線，需要布設(shè)多個(gè)臨時(shí)過(guò)渡測(cè)站點(diǎn)，不僅工作量大，而且精度低，容易出現(xiàn)誤差累積。為此，在該項(xiàng)目的施工測(cè)量工作中選用了GTS-330拓普康電子全站儀。

施工測(cè)量在燕山水庫(kù)樞紐工程中應(yīng)用相當(dāng)廣泛，歸納起來(lái)主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

（1）依據(jù)施工總布置圖和有關(guān)的測(cè)繪資料，布設(shè)施工測(cè)量控制網(wǎng)；

（2）針對(duì)各標(biāo)段不同的施工要求，進(jìn)行輪廓點(diǎn)的放樣，并在施工中進(jìn)行校核檢查；

（3）提供局部施工中所需的各種測(cè)繪資料；

（4）對(duì)已完工項(xiàng)目進(jìn)行收方測(cè)量，并以此為依據(jù)進(jìn)行工程量計(jì)算。

1 施工測(cè)量中應(yīng)注意的事項(xiàng)

1.1 嚴(yán)格儀器的對(duì)中整平是確保山區(qū)測(cè)量精度的關(guān)鍵

燕山水庫(kù)主要建筑物除大壩外，其他均布置在右岸的小燕山上，地勢(shì)相對(duì)復(fù)雜，在實(shí)際測(cè)量中，施工單位選用GTS-330拓普康電子全站儀進(jìn)行各施工項(xiàng)目中的測(cè)量工作。測(cè)量?jī)x器是進(jìn)行測(cè)量的必要工具，熟悉儀器性能，掌握儀器的使用方法及進(jìn)行正確讀數(shù)，是每個(gè)測(cè)量者必備的基礎(chǔ)知識(shí)。誤差存在于一切測(cè)量之中，分析測(cè)量過(guò)程中誤差產(chǎn)生的原因，提出削減誤差的辦法，并對(duì)測(cè)量結(jié)果中未能消除的誤差做出估計(jì)，是工程測(cè)量中的一項(xiàng)重要工作。在工程測(cè)量作業(yè)中，首先要進(jìn)行儀器的對(duì)中整平工作，然后再對(duì)施測(cè)部位進(jìn)行測(cè)量，對(duì)中整平將直接影響到觀測(cè)結(jié)果的精度。而且這一影響也不能通過(guò)盤(pán)左、盤(pán)右兩個(gè)盤(pán)位的觀測(cè)得到消除，隨著視線的豎直角越大，影響也就越大。為了克服整平誤差的影響，GTS-330裝有雙向傾斜補(bǔ)差器，可測(cè)出X方向（視準(zhǔn)軸方向）和Y方向（橫軸方向）的傾角，并自動(dòng)對(duì)水平角和豎直角進(jìn)行修正。實(shí)現(xiàn)傾斜補(bǔ)償?shù)牟僮魅缦拢?/p>

（1）用照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管將儀器整平；

（2）旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部使望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸與任意兩腳螺旋（設(shè)為A、B腳螺旋）的連線平行，然后固定；

（3）按〔MENU〕鍵后再按〔P4〕（P↓）鍵兩次，按〔F1〕鍵現(xiàn)實(shí)參數(shù)組1，按〔F3〕鍵現(xiàn)實(shí)傾斜傳感器雙軸（V/H）傾斜/開(kāi)。啟動(dòng)x、y方向傾斜改正功能，顯示

傾斜傳感器：（雙軸）

（4）轉(zhuǎn)動(dòng)A、B兩腳螺旋使X傾角值為0002′10″，然后轉(zhuǎn)動(dòng)另一腳螺旋（設(shè)為C），使Y傾角值為0000′00″，嚴(yán)格整平結(jié)束；

（5）按〔ESC〕鍵，返回角度測(cè)量模式。

1.2 注重環(huán)境因素對(duì)測(cè)量成果的影響

GTS-330拓普康電子全站儀屬精密電子儀器設(shè)備，為了保證測(cè)量成果的真實(shí)、可靠，在燕山水庫(kù)實(shí)際施工測(cè)量中，測(cè)量人員從以下幾方面給予了特別注意。

（1）首先，檢查儀器電池電壓是否能保證本次測(cè)量工作任務(wù)的完成，同時(shí)考慮在氣溫較低的條件下作業(yè)時(shí)，將儀器預(yù)熱時(shí)間考慮在內(nèi)；

（2）其次，全站儀的反射棱鏡等器具應(yīng)按出廠要求配套使用，未經(jīng)計(jì)量部門(mén)檢定，不得與其它型號(hào)的相應(yīng)設(shè)備互換使用。同時(shí)，反射棱鏡背面應(yīng)避免有其它反光物的干擾，鏡面不得有水珠或灰塵沾污；

（3）在測(cè)距作業(yè)中，應(yīng)在成像清晰、穩(wěn)定的情況下進(jìn)行，雨、雪及大風(fēng)天氣不應(yīng)作業(yè)；

（4）晴天作業(yè)時(shí)，儀器必須打傘遮陽(yáng)，不宜逆光觀測(cè)，嚴(yán)禁將主機(jī)鏡頭對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)；

（5）架設(shè)儀器后，測(cè)站、鏡站不得離人。

2 隧洞平面及高程控制測(cè)量精度的估算

燕山水庫(kù)泄洪（導(dǎo)流）洞全長(zhǎng)210m，為城門(mén)無(wú)壓洞，洞徑6m×7.80m；輸水洞全長(zhǎng)307m,為圓型有壓洞，洞徑3.50m，對(duì)洞室平面控制測(cè)量都有相當(dāng)高的精度要求。

2.1 隧洞平面控制測(cè)量精度的估算

在泄洪洞及輸水洞的測(cè)量中，按照實(shí)際情況，洞內(nèi)導(dǎo)線按設(shè)計(jì)等級(jí)施測(cè)。因洞內(nèi)通視條件的限制及施工等多方面的影響，造成部分?jǐn)嗝嫖茨馨搭A(yù)定路線進(jìn)行施測(cè)，針對(duì)這種情況，施工單位根據(jù)已施測(cè)的成果對(duì)該導(dǎo)線進(jìn)行精度估算。

對(duì)直伸型隧洞，采用直伸支導(dǎo)線終點(diǎn)的點(diǎn)位誤差作為洞內(nèi)橫向貫通中誤差：

MBz=±m(xù)Sβ2n＋(mβρL)2n+1.53

式中：n—導(dǎo)線邊數(shù)；mβ—測(cè)角中誤差；ms—測(cè)邊相對(duì)中誤差；L—導(dǎo)線全長(zhǎng),km。

非直伸型隧洞用非直伸支導(dǎo)線終點(diǎn)的點(diǎn)位誤差作為橫向貫通中誤差：

MBf=±m(xù)Sβ2n＋(mβρL)2∑Dy2

式中：n—導(dǎo)線邊數(shù)；mβ—測(cè)角中誤差；ms—測(cè)邊相對(duì)中誤差；L—導(dǎo)線全長(zhǎng),km；∑Dy2-導(dǎo)線重心到各導(dǎo)線點(diǎn)距離的平方和（導(dǎo)線重心為導(dǎo)線各點(diǎn)坐標(biāo)X、Y值的平均值），m2。

對(duì)還未施測(cè)的導(dǎo)線點(diǎn)仍以設(shè)計(jì)擬定的點(diǎn)位計(jì)算出各相應(yīng)數(shù)值，只要MBz，MBf值不大于洞內(nèi)設(shè)計(jì)橫向貫通中誤差即可。

2.2 隧洞高程控制測(cè)量精度估算

根據(jù)公式計(jì)算高程傳遞終點(diǎn)的精度，該式中m△為：

式中：△—測(cè)段往返測(cè)高差不符值；R—測(cè)段長(zhǎng)度；n—測(cè)段數(shù)。

這種高程控制測(cè)量精度的估算方法適用于水準(zhǔn)測(cè)量及三角高程測(cè)量。

3 土石方量測(cè)方法的分析比較

土石方量的計(jì)算方法有方格網(wǎng)法，等高線法，斷面法和三角網(wǎng)法。在工程施工測(cè)量時(shí)，無(wú)論是方格網(wǎng)法還是斷面法，其工作量都比較大，而且方格網(wǎng)法或斷面法很難反映地形的實(shí)際特征，使得測(cè)出的土方量與實(shí)際的土方量有較大的出入。等高線法存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且難以建立。而三角網(wǎng)法構(gòu)成的系統(tǒng)性能最完善，并能克服地形起伏不大的地區(qū)產(chǎn)生冗余數(shù)據(jù)的問(wèn)題，精度高于方格網(wǎng)法、等高線法及斷面法。先進(jìn)的技術(shù)和測(cè)量設(shè)備是完成測(cè)量工作的保障。在計(jì)算機(jī)科學(xué)日益發(fā)展的今天，可以用計(jì)算機(jī)工程軟件來(lái)測(cè)算更準(zhǔn)確的土方量，大大節(jié)省內(nèi)外業(yè)工作量。線路土方、場(chǎng)地土方估算中應(yīng)用數(shù)字地面模型原理，所有數(shù)字計(jì)算和邏輯判斷都由計(jì)算機(jī)軟件自動(dòng)完成，并能使估算過(guò)程達(dá)到自動(dòng)化和規(guī)范化水平。如在燕山水庫(kù)工程導(dǎo)流(泄洪)洞中進(jìn)行的土石方開(kāi)挖計(jì)量,首先在原地形及收方地形中建立數(shù)字模型；然后計(jì)算原地形中數(shù)字模型（頂高程）與收方地形中數(shù)字模型（底高程）相減的數(shù)字模型；通過(guò)底高程與頂高程相減的數(shù)字模型來(lái)計(jì)算工程量。即計(jì)算在原地形中的各坐標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)在收方地形中各坐標(biāo)點(diǎn)的高程，求得各坐標(biāo)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)高差；或者計(jì)算在收方地形中的各坐標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)在原地形中各坐標(biāo)點(diǎn)的高程，求得各坐標(biāo)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)高差。在土方計(jì)算圖中，用兩個(gè)圖的坐標(biāo)點(diǎn)高差數(shù)據(jù)建立數(shù)字模型，繪制等高線。為了避免三角網(wǎng)跨過(guò)填挖方分界線，應(yīng)加密0等高線的坐標(biāo)高程點(diǎn)數(shù)據(jù)，并加入兩個(gè)圖的坐標(biāo)點(diǎn)高差數(shù)據(jù)，重新建立數(shù)字模型，生成三角網(wǎng)。通過(guò)三角網(wǎng)來(lái)計(jì)算每個(gè)三棱錐的填挖方量，然后匯總合計(jì)得到指定范圍內(nèi)填方和挖方的土方量。

4 結(jié)語(yǔ)

工程測(cè)量是工程建設(shè)中最基礎(chǔ)的工作之一，燕山水庫(kù)自前期開(kāi)工建設(shè)期間，就著重此項(xiàng)工作，提前建立了燕山水庫(kù)測(cè)量控制網(wǎng)（二等），同時(shí)在施工期根據(jù)實(shí)際工作需要，又進(jìn)行了測(cè)量控制網(wǎng)網(wǎng)點(diǎn)的補(bǔ)充。為燕山水庫(kù)測(cè)量工作的順利進(jìn)行奠定了基礎(chǔ)。

需要有一支工作經(jīng)驗(yàn)豐富、裝備精良的測(cè)量隊(duì)伍。各參建單位都配備有豐富施工經(jīng)驗(yàn)的測(cè)量專業(yè)技術(shù)人員，在整個(gè)施工測(cè)量中起到了主導(dǎo)作用。

燕山水庫(kù)工程測(cè)量以聯(lián)合測(cè)量模式為主進(jìn)行。即現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量工作采用由業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)、地質(zhì)和承包人組成的聯(lián)合測(cè)量小組進(jìn)行測(cè)量工作。測(cè)量數(shù)據(jù)共同簽認(rèn)，計(jì)算成果獨(dú)立進(jìn)行，相互校對(duì)，確保了測(cè)量資料的透明度，減少了因獨(dú)立測(cè)量產(chǎn)生的爭(zhēng)議。大大節(jié)約了人力、物力，提高了工作效率。

專業(yè)的測(cè)量人員配合先進(jìn)的測(cè)量?jī)x器是施工測(cè)量工作順利進(jìn)行的保證。燕山水庫(kù)工程主要采用全站儀、水準(zhǔn)儀、先進(jìn)的測(cè)量成圖軟件技術(shù)，大大提供了工作效率和測(cè)量精度。

[1]陳桂忠.隧洞洞內(nèi)控制測(cè)量及質(zhì)量控制探討[J].鐵道勘測(cè)與設(shè)計(jì)，2007（6）.

[2]吳華兵，王巖，賈寶宏.隧洞洞內(nèi)控制測(cè)量的探析[J].山西建筑，2007（9）.