周 全

(四川中水成勘院測(cè)繪工程有限責(zé)任公司，四川 成都 610072)

0 引 言

猴子巖水電站的建網(wǎng)工作于2015年9月開(kāi)始實(shí)施，施工順序?yàn)椋旱勾辜半p金屬標(biāo)施工、觀測(cè)保護(hù)房修建、水準(zhǔn)控制網(wǎng)點(diǎn)埋設(shè)、平面控制網(wǎng)點(diǎn)埋設(shè)。整個(gè)建網(wǎng)工作于2016年2月中旬全部完成。2016年3月中旬開(kāi)始實(shí)施首期觀測(cè)，首期觀測(cè)連續(xù)觀測(cè)兩次，各項(xiàng)限差滿足規(guī)范要求后取平均值作為基準(zhǔn)值，整個(gè)首期觀測(cè)于2016年4月底全部完成，2016年10月完成第1次復(fù)測(cè)工作。在觀測(cè)過(guò)程中，為反映點(diǎn)位變化的及時(shí)性，平面網(wǎng)和水準(zhǔn)網(wǎng)基本同步觀測(cè)。最終平差成果滿足設(shè)計(jì)精度要求后，觀測(cè)成果直接作為外部變形監(jiān)測(cè)的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

1 建網(wǎng)概述

平面監(jiān)測(cè)網(wǎng)按照設(shè)計(jì)圖紙要求，共布設(shè)9個(gè)控制網(wǎng)點(diǎn)，點(diǎn)號(hào)分別為TN01～TN09(見(jiàn)圖1)。其中首期觀測(cè)以TN08為平面監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)起算點(diǎn)，TN08-TN03為控制網(wǎng)起算方向。TN03、TN07、TN08分別設(shè)置倒垂設(shè)備以校核控制點(diǎn)的穩(wěn)定性(鉆孔深度為51 m、65 m、56 m)。平面網(wǎng)最短邊長(zhǎng)為259 m，最長(zhǎng)邊長(zhǎng)為791 m，平均邊長(zhǎng)為484 m，共計(jì)38個(gè)觀測(cè)方向，19 條觀測(cè)邊，按《國(guó)家三角測(cè)量規(guī)范》GB T 17942-2000中一等邊角測(cè)量技術(shù)要求實(shí)施，設(shè)計(jì)要求平差后的最弱點(diǎn)位中誤差應(yīng)小于±2.0 mm。

水準(zhǔn)監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)按照設(shè)計(jì)圖紙要求共布設(shè)13套常規(guī)水準(zhǔn)標(biāo)志，2套雙金屬標(biāo)系統(tǒng)，沿壩址區(qū)高低線公路構(gòu)成兩個(gè)環(huán)線(見(jiàn)圖2)。按照《國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》GB/T 12897-2006中相關(guān)技術(shù)規(guī)定施測(cè)。平面監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)的起算高程從水準(zhǔn)監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)上引測(cè)，采用三角高程方式進(jìn)行聯(lián)測(cè)，聯(lián)測(cè)點(diǎn)為水準(zhǔn)控制網(wǎng)點(diǎn)EM01至平面監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)點(diǎn)TN08。實(shí)施過(guò)程中考慮到對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)施的保護(hù)和整體美觀效果，倒垂和雙金屬標(biāo)系統(tǒng)均建造觀測(cè)保護(hù)房。

圖1 平面監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)布置圖

圖2 水準(zhǔn)監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)布置圖

平面網(wǎng)點(diǎn)觀測(cè)墩和水準(zhǔn)網(wǎng)點(diǎn)的埋設(shè)位置均按照設(shè)計(jì)圖紙中所明確的位置進(jìn)行埋設(shè)，建造大小、類型均以設(shè)計(jì)圖為準(zhǔn)，埋設(shè)過(guò)程中由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師對(duì)質(zhì)量和技術(shù)要求進(jìn)行嚴(yán)格把控，經(jīng)過(guò)驗(yàn)收后才能進(jìn)行觀測(cè)。

倒垂孔及雙金屬標(biāo)施工位置均按照?qǐng)D紙中明確的位置進(jìn)行施工作業(yè)，完成鉆孔經(jīng)驗(yàn)收合格后對(duì)倒垂系統(tǒng)及雙金屬標(biāo)系統(tǒng)的設(shè)施進(jìn)行安裝，最終通過(guò)安裝驗(yàn)收，倒垂孔鋼保護(hù)管有效管徑需大于100 mm，雙金屬標(biāo)孔全孔段孔斜需小于0.5%，才能滿足設(shè)計(jì)要求。

2 觀測(cè)實(shí)施

2.1 主要儀器設(shè)備

平面網(wǎng)、三角高程網(wǎng)采用瑞士徠卡TM30全站儀觀測(cè)，儀器測(cè)角標(biāo)稱精度±0.5″，測(cè)距精度±(1 mm+1 ppm)。棱鏡采用徠卡生產(chǎn)的配套專用基座棱鏡，并且使用了抽風(fēng)式的干濕溫度計(jì)和空盒氣壓計(jì)同時(shí)測(cè)量溫度及氣壓。水準(zhǔn)網(wǎng)觀測(cè)采用天寶DiNi0.3電子水準(zhǔn)儀及其相配套條碼銦鋼尺，標(biāo)稱精度± 0.3 mm/km。倒垂觀測(cè)儀器采用四川飛翔測(cè)繪生產(chǎn)的ZBY-3型數(shù)顯垂線坐標(biāo)讀數(shù)儀。

2.2 起算數(shù)據(jù)檢驗(yàn)

在開(kāi)始實(shí)施首期觀測(cè)前，TN03、TN08已和施工測(cè)量控制網(wǎng)進(jìn)行了聯(lián)測(cè)并取得相應(yīng)的坐標(biāo)，雙金屬標(biāo)點(diǎn)的高程也通過(guò)施工測(cè)量控制網(wǎng)中附近的網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)并取得高程。

在平面控制網(wǎng)每次復(fù)測(cè)后首先對(duì)倒垂網(wǎng)點(diǎn)TN03、TN07、TN08進(jìn)行穩(wěn)定性檢核，通過(guò)倒垂讀數(shù)變化對(duì)起算點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行修正。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，倒垂點(diǎn)位移量△P大于±2 mm需對(duì)控制網(wǎng)點(diǎn)的坐標(biāo)值進(jìn)行修正，截至復(fù)測(cè)(第3次)的倒垂觀測(cè)統(tǒng)計(jì)如下(見(jiàn)表1)：

表1 倒垂觀測(cè)計(jì)算比較表

通過(guò)表1倒垂觀測(cè)計(jì)算成果可看出，三個(gè)倒垂點(diǎn)在4次觀測(cè)中位移量均小于±2 mm，所以無(wú)需進(jìn)行坐標(biāo)修正。由此可說(shuō)明，起算基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性均較好，可直接作為復(fù)測(cè)的計(jì)算基準(zhǔn)點(diǎn)。

2.3 觀測(cè)精度統(tǒng)計(jì)

表2 觀測(cè)精度統(tǒng)計(jì)表

注:三角形閉合差執(zhí)行±2.5″限差；測(cè)角中誤差執(zhí)行0.7″限差；最弱邊相對(duì)中誤差不大于1/30萬(wàn)。

通過(guò)表2可得，各項(xiàng)觀測(cè)精度指標(biāo)均滿足一等邊角測(cè)量規(guī)范要求。

2.4 平差計(jì)算

衡量平差成果的精度主要通過(guò)點(diǎn)位中誤差和高程中誤差來(lái)判斷，在5次觀測(cè)成果中，平面網(wǎng)點(diǎn)最弱點(diǎn)位中誤差為1.93 mm(復(fù)測(cè)第1次)，水準(zhǔn)網(wǎng)最弱點(diǎn)高程中誤差為±0.33 mm(復(fù)測(cè)第2次)，最弱點(diǎn)均滿足設(shè)計(jì)要求。統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)下表3：

表3 最弱點(diǎn)中誤差統(tǒng)計(jì)表 /mm

注:最弱點(diǎn)中誤差小于2 mm，水準(zhǔn)每公里偶然中誤差小于±0.45 mm。水準(zhǔn)網(wǎng)(低線環(huán))于2017年3月才開(kāi)始首期觀測(cè)，所以目前僅觀測(cè)3次。

3 結(jié) 語(yǔ)

猴子巖水電站變形監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)是外部變形監(jiān)測(cè)工作中最為核心的一部分，其核心作用是為給外部變形監(jiān)測(cè)工作提供基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。通過(guò)5次的觀測(cè)成果可看出，監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)的點(diǎn)位精度較高，滿足一等邊角測(cè)量規(guī)范要求。觀測(cè)過(guò)程中均嚴(yán)格按照規(guī)范要求執(zhí)行，平差計(jì)算方法嚴(yán)密，最終平差后的最弱點(diǎn)中誤差均小于設(shè)計(jì)文件2 mm的技術(shù)要求，水準(zhǔn)網(wǎng)每公里高差中數(shù)的偶然中誤差小于設(shè)計(jì)文件±0.45 mm的要求。

對(duì)于建網(wǎng)的合理性和觀測(cè)成果精度評(píng)價(jià)進(jìn)行總結(jié)和分析，可得出以下三點(diǎn)結(jié)論：

(1)觀測(cè)網(wǎng)點(diǎn)的土建埋設(shè)工作非常重要，所有基準(zhǔn)點(diǎn)均需埋設(shè)在穩(wěn)定可靠的基巖上，且打入插筋將觀測(cè)墩與基巖表面結(jié)合為整體。

(2)使用的儀器設(shè)備等級(jí)(如TM30)對(duì)獲取高精度、高質(zhì)量的觀測(cè)成果起到關(guān)鍵性作用。其次，在觀測(cè)過(guò)程中選擇好合適的觀測(cè)天氣、能見(jiàn)度清晰的空氣質(zhì)量都能夠在一定程度上減小偶然誤差。

(3)倒垂系統(tǒng)對(duì)起算點(diǎn)的穩(wěn)定性校核有非常顯著的作用，垂線坐標(biāo)讀數(shù)儀的觀測(cè)精度要優(yōu)于全站儀的觀測(cè)精度，從而對(duì)起算點(diǎn)的校核更能提供精度保障，對(duì)控制網(wǎng)成果的準(zhǔn)確性有更重要意義。