費(fèi) 開(kāi) 洋，曹 官 軍，蔡 敏

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 610213)

1 概 述

白鶴灘水電站左岸①②號(hào)出線豎井單井總高度為413.1 m，主要由出線豎井上段、下段兩部分組成。其中出線豎井上段頂部高程為965 m，位于出線場(chǎng)內(nèi)；上段底部高程為838 m，與①②號(hào)出線上平洞相連，上段總高度為127 m；出線豎井下段頂部高程為869 m，位于出線交通洞內(nèi)，與出線上平洞相連；出線豎井下段底部高程為583.4 m，與出線下平洞相連，下段總高度為286.1 m。豎井井口段(20 m)開(kāi)挖斷面直徑為15.2 m，噴射混凝土厚度為10 cm，初期鋼筋混凝土支護(hù)厚度為100 cm，支護(hù)后斷面直徑為13 m；上段井身段、下段豎井開(kāi)挖斷面的直徑均為13 m，噴射混凝土厚10 cm，支護(hù)后的斷面直徑為12.8 m。由于出線豎井開(kāi)挖完成后需要進(jìn)行混凝土襯砌施工，故豎井在垂直度控制、測(cè)量精度要求、超欠挖控制、空間貫通等方面對(duì)測(cè)量技術(shù)的要求比較高。筆者通過(guò)對(duì)新設(shè)備、新方法的綜合運(yùn)用并將其與傳統(tǒng)的方法進(jìn)行比對(duì)、分析，闡述了白鶴灘水電站左岸出線豎井開(kāi)挖采用的測(cè)量控制方法。

2 控制測(cè)量

2.1 控制網(wǎng)的布設(shè)

根據(jù)出線豎井的空間布置及分布特點(diǎn)，控制網(wǎng)的布設(shè)分上、下兩級(jí)，控制點(diǎn)加密測(cè)量按四等附合導(dǎo)線精度要求施測(cè)。該專用控制網(wǎng)主要作為豎井施工測(cè)量基準(zhǔn)控制的依據(jù)。

2.2 控制網(wǎng)的施測(cè)及平差

控制網(wǎng)的施測(cè)主要采用Leica TCRA1201+，標(biāo)稱精度為(1″，1 mm+1 ppm)全站儀按四等附合導(dǎo)線施測(cè)。在儀器設(shè)站的同時(shí)對(duì)溫度、氣壓、濕度等參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)記錄。水平角、天頂距和光電距離的測(cè)量參照《水電水利工程施工測(cè)量規(guī)范》(DL/T5173-2012)[1]中關(guān)于四等導(dǎo)線測(cè)量技術(shù)要求執(zhí)行(表1、2)。內(nèi)業(yè)平差使用南方平差易2005和武漢科傻軟件進(jìn)行控制網(wǎng)導(dǎo)線平差[2]計(jì)算。平差計(jì)算合格后，報(bào)監(jiān)理工程師復(fù)核、審批。

表1 水平角方向觀測(cè)法技術(shù)要求表 /″

表2 電磁波測(cè)距附合(閉合)導(dǎo)線技術(shù)要求表

2.3 控制點(diǎn)的保護(hù)與復(fù)測(cè)

工程測(cè)量[3]中的控制點(diǎn)主要采用混凝土地標(biāo)點(diǎn)，待施測(cè)完成后在控制點(diǎn)附近安置混凝土防撞墩(0.6 m×0.4 m×0.5 m)。鑒于洞內(nèi)照明及施工影響，在防撞墩外部涂刷反光漆或粘貼反光警示帶進(jìn)行防護(hù)提醒，嚴(yán)格要求控制點(diǎn)附近嚴(yán)禁堆放施工材料、嚴(yán)禁停放施工機(jī)械設(shè)備，并在墻壁上懸掛控制點(diǎn)告知警示標(biāo)志牌進(jìn)行控制點(diǎn)的防護(hù)與保護(hù)。

由于洞內(nèi)施工干擾大，加之開(kāi)挖爆破對(duì)控制點(diǎn)的穩(wěn)定性影響較大，在使用過(guò)程中需要根據(jù)實(shí)際情況定期(一般為一個(gè)月，特殊時(shí)期需增加頻次)對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)，以確?？刂泣c(diǎn)無(wú)位移、沉降、破壞等；必要時(shí)對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)移。轉(zhuǎn)移或局部加密控制點(diǎn)時(shí)，補(bǔ)測(cè)加密點(diǎn)的測(cè)量數(shù)據(jù)，經(jīng)系統(tǒng)平差[4]后將其作為控制點(diǎn)使用。

3 傳統(tǒng)與新型的施工測(cè)量方法

3.1 傳統(tǒng)的施工測(cè)量方法

洞室開(kāi)挖成型質(zhì)量的好壞主要取決于開(kāi)挖結(jié)構(gòu)線的放樣精度，因此，輪廓線放樣已成為①②號(hào)出線豎井測(cè)量管控中的重中之重。傳統(tǒng)測(cè)量方法主要采用的是重錘控制中心線的方式(重錘投點(diǎn)法)控制豎井的整體結(jié)構(gòu)。重錘投點(diǎn)放樣法是井挖施工中最常見(jiàn)的方法之一。但重錘利用地心引力的作用僅能保證在豎井開(kāi)挖中不會(huì)出現(xiàn)粗差,其精度相對(duì)較低.具體方法為：

(1)傳統(tǒng)放樣設(shè)施的布置。在龍門架上用全站儀準(zhǔn)確放出豎井中心點(diǎn)，在豎井中心點(diǎn)旁邊安裝或焊接事先準(zhǔn)備好的導(dǎo)向滑輪(主要起導(dǎo)向、定向作用)，反復(fù)測(cè)量滑輪的基準(zhǔn)點(diǎn)，直至定滑輪基準(zhǔn)點(diǎn)與豎井中心線重合為止，然后再在導(dǎo)向滑輪附近安裝細(xì)鋼繩繩圈作為重錘細(xì)鋼繩收、放使用。

(2)傳統(tǒng)測(cè)量方法之開(kāi)挖輪廓線放樣。開(kāi)挖輪廓線放樣時(shí)，首先將重錘的細(xì)鋼繩通過(guò)導(dǎo)向滑輪將細(xì)鋼繩下放至井底，然后將重錘懸掛于細(xì)鋼繩底部、將重錘放入溜渣井蓋板附近事先準(zhǔn)備好的油桶(或水桶加鋸末代替)內(nèi)，調(diào)整好錘球位置，待錘球和細(xì)鋼繩穩(wěn)定后，用10 m長(zhǎng)的鋼尺丈量出豎井中心至開(kāi)挖輪廓面的距離，將其與半徑比較，計(jì)算出超欠挖值，并按間隔0.5 m標(biāo)記在開(kāi)挖出的基巖面上。

高程傳遞[5]是測(cè)量施工放樣與驗(yàn)收的基本工作，待開(kāi)挖輪廓線放線完成后，將錘球及細(xì)鋼絲收回，然后將測(cè)繩安裝在鋼絲繩圈上面。通過(guò)全站儀測(cè)出細(xì)鋼絲繩圈底部井口桁架下方的實(shí)際高程并做好記錄，然后將測(cè)繩起始部位懸吊重物系至豎井底部，通過(guò)繩圈調(diào)整測(cè)繩讀數(shù)，并與井口桁架下方的實(shí)際高程進(jìn)行差值計(jì)算，計(jì)算出豎井整數(shù)高程并在豎井邊墻上做好基準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)記。由于豎井底部相對(duì)危險(xiǎn)、操作不便，常根據(jù)水平管連通器的原理將高程傳遞到相應(yīng)部位的邊墻上面。驗(yàn)收斷面時(shí)的高程傳遞通常也采用該方法。

(3)豎井段斷面的驗(yàn)收。斷面驗(yàn)收按高程布置，布置原則為非缺陷段5 m/條，地質(zhì)缺陷段2.5 m/條。如遇特殊斷面則驗(yàn)收樁號(hào)應(yīng)加密測(cè)量。首先通過(guò)高程傳遞的方法將高程傳遞至開(kāi)挖結(jié)構(gòu)面上并用紅色油漆做好標(biāo)記，然后用重錘投點(diǎn)法確定豎井的中心點(diǎn)，通過(guò)10 m鋼卷尺或手持激光測(cè)距儀丈量出每一高程樁號(hào)范圍內(nèi)的實(shí)際半徑，將實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)在現(xiàn)場(chǎng)直接填寫(xiě)在豎井測(cè)量檢測(cè)成果表上并會(huì)同測(cè)量監(jiān)理工程師簽字認(rèn)可。施工過(guò)程中的超欠挖檢查方法和豎井段斷面驗(yàn)收方法一致。

由于豎井深度的增加，吊重錘需要耗費(fèi)的時(shí)間亦逐步增加，每次施工時(shí)均需傳遞高程，而油桶在施工過(guò)程中會(huì)因人為擾動(dòng)和環(huán)境影響經(jīng)常傾倒，鋼繩和重錘晃動(dòng)的亦比較厲害，安全隱患突出，精度、質(zhì)量等方面無(wú)法得到有效控制。

3.2 新型施工測(cè)量方法

鑒于白鶴灘水電站左岸出線豎井采用了先進(jìn)的移動(dòng)式橋機(jī)作為豎井施工載人、載物的起重設(shè)備，因此，在桁架上部通過(guò)重錘投中心點(diǎn)的方式已不可取，為了提高工程實(shí)體的質(zhì)量，采用了全站儀下井、高精度全自動(dòng)激光垂準(zhǔn)儀和激光水平儀配合的方式，通過(guò)后方交會(huì)法測(cè)量施工開(kāi)挖放線。為了減少全站儀的下井頻次，采用高精度綠光水平儀和手持測(cè)距儀配合的方式對(duì)豎井錨桿施工放樣和高程傳遞進(jìn)行控制。具體方法如下：

(1)高精度全自動(dòng)垂準(zhǔn)儀配合全站儀設(shè)站。施工作業(yè)時(shí)，通過(guò)乘坐移動(dòng)橋機(jī)的載人吊籠至施工掌子面，在距豎井井壁50～80 cm位置任意架設(shè)兩臺(tái)自動(dòng)安平垂準(zhǔn)儀，粗平儀器即可(儀器可自動(dòng)整平)，然后在合適的位置架設(shè)全站儀并嚴(yán)格整平，盡量保持三臺(tái)儀器角、邊大致相等且距離不能太近，角度最好在30°～120°之間。需特別注意規(guī)避危險(xiǎn)圓的范圍。

7月10日，寶馬集團(tuán)與長(zhǎng)城汽車簽署了合資協(xié)議，在中國(guó)成立光束汽車，生產(chǎn)MINI電動(dòng)汽車。記者從長(zhǎng)城官方獲悉，近日，魏建軍董事長(zhǎng)與寶馬集團(tuán)董事Klaus?Fr?hlich（克勞斯·弗洛里希），長(zhǎng)城汽車高級(jí)副總裁、光束汽車董事長(zhǎng)趙國(guó)慶一行共同考察位于江蘇省張家港市的長(zhǎng)城寶馬光束汽車項(xiàng)目。目前，長(zhǎng)城寶馬光束汽車項(xiàng)目已獲最新進(jìn)展，項(xiàng)目公司名稱已經(jīng)核準(zhǔn)，項(xiàng)目工廠平面布局總圖已經(jīng)完成。

井下儀器架設(shè)完成后開(kāi)啟自動(dòng)激光垂準(zhǔn)儀(全自動(dòng)激光垂準(zhǔn)儀的具體參數(shù)見(jiàn)表3)和全站儀。首先將紅外線遙控器的發(fā)射窗對(duì)準(zhǔn)垂準(zhǔn)儀方向，操作“LASER”鍵，選擇激光束的上、下出光；其次進(jìn)行望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦，可利用紅外線遙控器操作“Focus Near”和“Focus Far”鍵分別實(shí)現(xiàn)向近點(diǎn)、向遠(yuǎn)點(diǎn)的調(diào)焦，快速、準(zhǔn)確地達(dá)到激光向上、向下的投點(diǎn)效果。向上投點(diǎn)可采用儀器原裝的激光接收靶進(jìn)行激光接收。激光投點(diǎn)完成后，需通過(guò)井口附近的近井控制點(diǎn)測(cè)量激光投點(diǎn)的平面直角坐標(biāo)(X1,Y1,H1)和(X2,Y2,H2)值，通過(guò)對(duì)講機(jī)將所測(cè)量的坐標(biāo)傳遞給井下的測(cè)量人員。井下的測(cè)量人員根據(jù)傳遞點(diǎn)平面(X1,Y1)和(X2,Y2)坐標(biāo)采用后方距離交會(huì)法[5]計(jì)算出井下測(cè)站點(diǎn)的平面坐標(biāo)，然后通過(guò)儀器免棱鏡測(cè)量，根據(jù)(X1，Y1，H1)的高程值反推計(jì)算出井下測(cè)站點(diǎn)的高程；最后，通過(guò)井下、井上兩臺(tái)儀器的一致性測(cè)量對(duì)同一觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行檢查復(fù)核，待其精度達(dá)到要求后，該井下全自動(dòng)激光垂準(zhǔn)儀配合全站儀設(shè)站完成。設(shè)站完成后，為后續(xù)施工測(cè)量方便，可在井壁錨桿上預(yù)留控制點(diǎn)，以方便下一次放樣或檢查時(shí)使用。

表3 全自動(dòng)激光垂準(zhǔn)儀參數(shù)表

(2)開(kāi)挖輪廓線的放樣及斷面測(cè)量。設(shè)站完成后，開(kāi)始進(jìn)行開(kāi)挖輪廓線放線。為保證開(kāi)挖質(zhì)量，輪廓線放樣時(shí)按照50 cm的間距進(jìn)行孔位測(cè)設(shè)并放出相應(yīng)的后視方向點(diǎn)。傳統(tǒng)的極坐標(biāo)計(jì)算方法需要用計(jì)算器(例如fx5800)進(jìn)行坐標(biāo)反算放樣，該方法速度慢、易出錯(cuò)。技術(shù)人員經(jīng)研究分析后采用了全站儀內(nèi)的“參考弧”功能，將豎井的中心點(diǎn)坐標(biāo)和設(shè)計(jì)開(kāi)挖輪廓線上任意兩點(diǎn)的坐標(biāo)參數(shù)輸入到儀器中，此時(shí)，用全站儀免棱鏡模式測(cè)距、儀器中直接計(jì)算出弧長(zhǎng)的樁號(hào)及超欠挖的大小，然后根據(jù)儀器的計(jì)算值進(jìn)行孔位和超欠挖值的調(diào)整，待輪廓點(diǎn)位精度滿足要求后進(jìn)行下一輪廓點(diǎn)的測(cè)設(shè)。

開(kāi)挖放線完成后，可以直接用全站儀及時(shí)對(duì)開(kāi)挖斷面按高程進(jìn)行免棱鏡測(cè)量，亦可待施工開(kāi)挖20～30 m時(shí)進(jìn)行一次性斷面驗(yàn)收測(cè)量，該斷面測(cè)量方法快速、簡(jiǎn)單、精度高、節(jié)約時(shí)間，在施工過(guò)程中得到了良好的印證。該開(kāi)挖輪廓線的放樣及斷面測(cè)量方法同樣適用于豎井混凝土澆筑階段的模板放樣、驗(yàn)收及混凝土形體斷面測(cè)量。

(3)激光水平儀及手持測(cè)距儀輔助測(cè)量。豎井開(kāi)挖過(guò)程中，為保證施工安全，往往遵循“一茬炮一支護(hù)”的原則，需要測(cè)量人員進(jìn)行錨桿孔位放樣和高程放樣，保證錨桿支護(hù)成排成行，此時(shí)就需要使用激光水平儀(兩線型)和手持測(cè)距儀進(jìn)行輔助測(cè)量放樣。

豎井開(kāi)挖時(shí)，可在井口位置布設(shè)50 cm×50 cm大小的激光反射板并測(cè)量該反射板的絕對(duì)高程。輔助測(cè)量時(shí)，首先用手持測(cè)距儀測(cè)量激光反射板的高差(保持測(cè)距儀氣泡居中)，傳遞出所測(cè)位置的高程，然后架設(shè)自動(dòng)安平的激光水平儀，開(kāi)起“V”(水平)和“H”(垂直)激光，根據(jù)錨桿的間排距逐孔測(cè)設(shè)各孔位點(diǎn)。在此過(guò)程中，可以通過(guò)“H”垂直激光檢查已施工錨桿的情況，保證錨桿施工成排成行。該方法施工簡(jiǎn)單、投入設(shè)備少、操作便捷、效果明顯。該施工輔助測(cè)量可由土建技術(shù)人員直接施測(cè)放樣，進(jìn)而提高了效率。

3.3 傳統(tǒng)與新型測(cè)量方法之對(duì)比

通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)測(cè)量方法和新型施工測(cè)量技術(shù)進(jìn)行對(duì)比得知，新技術(shù)優(yōu)點(diǎn)突出：

(1)新型測(cè)量方法解決了傳統(tǒng)測(cè)量方法施工安全風(fēng)險(xiǎn)高、隱患突出等問(wèn)題，自動(dòng)化程度較高。

(2)新型測(cè)量方法簡(jiǎn)單、絕對(duì)定位、效率高，解決了傳統(tǒng)測(cè)量方法在輪廓線、錨桿放樣過(guò)程中難以準(zhǔn)確放樣、精度差等問(wèn)題，突破了豎井施工開(kāi)挖形體控制的難題。

(3)新型測(cè)量方法在斷面驗(yàn)收及地質(zhì)缺陷測(cè)量方面優(yōu)勢(shì)明顯，解決了每茬炮都需要驗(yàn)收斷面的難題。新型測(cè)量方法可每30 m進(jìn)行一次斷面測(cè)量而不需要其他吊裝設(shè)備輔助，且任一高程均可測(cè)量，所采集的數(shù)據(jù)點(diǎn)位均為絕對(duì)坐標(biāo)，對(duì)工程計(jì)量及質(zhì)量管控具有重大意義。

(4)傳統(tǒng)測(cè)量方法需要定期復(fù)測(cè)導(dǎo)向滑輪基準(zhǔn)點(diǎn)，原則上每15 d復(fù)測(cè)一次。由于豎井開(kāi)挖爆破作業(yè)對(duì)導(dǎo)向基準(zhǔn)點(diǎn)影響較大導(dǎo)致復(fù)測(cè)較頻繁，而新型測(cè)量方法巧妙地避免了導(dǎo)向基準(zhǔn)點(diǎn)的復(fù)測(cè)，減輕了工作負(fù)擔(dān)，提高了工作效率。

(5)新型測(cè)量方式中的激光水平儀及手持測(cè)距儀輔助測(cè)量可實(shí)現(xiàn)孔位及高程的準(zhǔn)確定向、精確定位，且其簡(jiǎn)單易學(xué)，施工過(guò)程中土建管理人員及工人均可操作施工，進(jìn)而保證了工程外觀形象質(zhì)量。

(6)新型測(cè)量方法采用高精度全自動(dòng)激光垂準(zhǔn)儀并采用紅外遙控器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，激光斑點(diǎn)的大小具備可調(diào)節(jié)性，操作簡(jiǎn)單。該測(cè)量施工方法科技含量高、精度優(yōu)，實(shí)踐效果好。

4 結(jié) 語(yǔ)

白鶴灘水電站左岸出線豎井開(kāi)挖通過(guò)新型測(cè)量方法的綜合運(yùn)用，克服了傳統(tǒng)測(cè)量方法具有的精度低、安全風(fēng)險(xiǎn)高、施工難度大、質(zhì)量控制水平低等缺陷，取得了良好的效果。該新型測(cè)量方法在深大豎井、豎井上彎段、豎井下彎段等類似井段測(cè)量施工中具有十分廣闊的應(yīng)用前景，可廣泛推廣應(yīng)用。