長線路輸配水工程基礎高程控制方案的論證及精度驗證

宋紅蕊

（陜西省水利電力勘測設計研究院測繪分院 陜西 西安 710002）

1 引言

引漢濟渭受水區(qū)輸配水工程自取水口開始分為南北兩大系統(tǒng)，地理位置為東經(jīng)108°01′17″～109°45′12″，北緯34°00′09″～34°40′52.5″。取水口位于周至縣馬召鎮(zhèn)黃池溝（秦嶺隧洞出口），隧洞出口設計洞底高程510.00m。規(guī)劃的輸配水工程線路示意圖如圖1所示，其中，南干線長度約176.8km，過渭干線長度約31.6km，渭北西干線長度約29km，渭北東干線長度約103.3km。南干線沿秦嶺北麓布設，多處跨越河流及公路，地形起伏較大，按地面坡度劃分為丘陵地；渭北干線地形相對平坦，按地面坡度劃分為平地。測區(qū)交通比較方便。

測繪工作是引漢濟渭受水區(qū)輸配水工程建設的基礎工作，無論是在工程前期的規(guī)劃設計階段，還是工程建設階段和安全運行期都起著十分重要的作用。而基本平面和高程控制網(wǎng)測量又是測繪工作的基礎，它是為工程設計階段測量、施工測量、監(jiān)理測量，竣工測量、安全監(jiān)測提供統(tǒng)一的平面、高程控制基準和精度保障，顯得至為重要，也更受重視。

2 基礎高程控制方案論證

（1）等級

針對輸配水工程線路長、控制面積大的特點，參照工程規(guī)模及線路設計比降，高程控制等級確定為三等。

（2）布網(wǎng)的總體思路和方案

為統(tǒng)一整個工程線路高程基準，布設高程控制網(wǎng)的總體思路為：以三等水準網(wǎng)作為全線路高程控制骨架網(wǎng)，統(tǒng)一全線基準，其精度和密度除應滿足項目建議書階段1∶5000航測地形圖的需求，還應兼顧后續(xù)可行性研究、初步設計、施工圖設計階段以及施工階段進行加密高程控制對起閉點的要求。

經(jīng)實地查勘南干線、過渭及渭北干線沿線地形地貌，搜集并尋找到的已有二等以上國家等級水準點的分布情況，測區(qū)基礎高程控制分別由附合、閉合或結(jié)點等3種方式的水準路線構(gòu)成三等水準網(wǎng)。

圖1 受水區(qū)輸配水工程線路圖

表1 路線的左、右路線高差不符值統(tǒng)計表

（3）基礎高程控制點布設密度的選取

受水區(qū)輸配水工程在本次項目建議書階段設計必選方案較多，根據(jù)設計需求1∶5000帶狀地形圖，采用航空攝影測量方法成圖。其外業(yè)像控點測量采用GPS—RTK方法直接測定其坐標和高程。《工程測量規(guī)范》（GB50026-2007）規(guī)定：GPS—RTK方法的作業(yè)半徑不宜超過5km，RTK高程轉(zhuǎn)換參數(shù)采用擬合高程測量方法，其已知點分布應在基準站的兩端及中部。

按照平高控制點結(jié)合的原則，基礎高程控制點除利用輸配水工程沿線每間隔10km左右布設的一對三等GPS點之外，再在中間每間隔5km左右布設一個永久水準點；同時每間隔2.5km左右留設一個固定水準點（BM點），這樣，既滿足航空攝影測量時像控點采用GPS—RTK方法作點校正的需求，也為后續(xù)勘測設計階段測繪大比例尺地形圖及施工階段進行加密高程控制測量奠定了高程基準。

（4）外業(yè)觀測方案

水準測量采用3臺LeicaDNA03數(shù)字水準儀觀測。水準標尺采用銦瓦條碼尺，尺臺選用質(zhì)量不小于1.0kg。作業(yè)使用的3臺水準儀已在作業(yè)前送法定計量檢定單位進行了檢定，并在檢定有效期內(nèi)使用。測段高差觀測方法采用單程雙轉(zhuǎn)點法。外業(yè)觀測結(jié)束后，及時檢查和整理外業(yè)觀測電子記錄手簿，查驗各項觀測數(shù)據(jù)滿足限差要求，確認觀測成果符合規(guī)范要求，再進行外業(yè)觀測高差的驗算工作。

3 外業(yè)觀測高差驗算及精度評定

（2）每條水準路線觀測結(jié)束后及時計算檢驗其左、右路線高差不符值，其不符值統(tǒng)計見表1。

（3）根據(jù)每條水準路線的左、右路線觀測高差較差計算每千米水準測量偶然中誤差MΔ統(tǒng)計如下表2。

（4）附合或環(huán)形水準路線高程閉合差的檢驗結(jié)果統(tǒng)計如下表3。

從表1、表2、表3統(tǒng)計對比結(jié)果看，路線的左、右路線高差不符值、每千米水準測量偶然中誤差MΔ、附合路線或環(huán)線閉合差等精度指標的檢驗均在1/3限差內(nèi)，優(yōu)于相應等級的精度指標。

4 檢測國家等級水準點變化情況

本次基礎高程控制測量過程中，檢測國家等級水準點間高差時，發(fā)現(xiàn)Ⅱ曙申10和Ⅰ綏永147等2個水準點下沉，統(tǒng)計如下表4。后續(xù)使用時應注意其穩(wěn)定性檢測。

表2 每千米水準測量偶然中誤差MΔ統(tǒng)計表

表3 附合或環(huán)形水準路線高程閉合差統(tǒng)計表

表4 Ⅱ曙申10和Ⅰ綏永147等2個水準點變化統(tǒng)計表

表5 ⅡQLC04經(jīng)JH03推算得受水區(qū)水準點JH01的高程

5 引漢濟渭秦嶺隧洞工程與受水區(qū)高程系統(tǒng)的銜接驗證

受水區(qū)取水口即為秦嶺隧洞出口，其附近有引漢濟渭調(diào)水工程留設的二等水準點Ⅱ周西 2（Ⅱ周城 3）、ⅡQLC02、ⅡQLC04等2個二等水準點，其標石穩(wěn)定，標志保存完好，高程系統(tǒng)為1985國家高程基準。

本次測量時檢測了ⅡQLC02（=JH03）～ⅡQLC04測段的高差，由ⅡQLC04經(jīng)JH03推算得受水區(qū)水準點JH01的高程如下表5，與其差值為+6.0mm。

其二，引漢濟渭調(diào)水工程秦嶺隧洞施工建立基本高程控制網(wǎng)是先于受水區(qū)輸配水工程的，兩大工程銜接處均采用了I永漢40、I永漢41等兩個一等水準點。進行數(shù)據(jù)處理時采用的已知點高程值也相同。

由此說明秦嶺隧洞施工控制的高程系統(tǒng)與受水區(qū)高程系統(tǒng)相一致。

6 幾點體會與建議

（1）大型水利工程長線路高程控制測量，事前應充分搜集沿線已有水準資料，并確認其點位的保存完好和穩(wěn)定性，這是布設方案的重要依據(jù)。

（2）基礎控制的設計方案應做到滿足當前，兼顧長遠需求的原則，才能使工程建設各個階段的測量成果基準統(tǒng)一、精度統(tǒng)一。

（3）必須做好已知點的穩(wěn)定性檢測，確保成果的精度。

（4）新技術(shù)設備的應用是高精度測量結(jié)果的保障，充分體現(xiàn)測繪新科技的提升作業(yè)效率，大大降低外業(yè)成本的優(yōu)勢。

（5）同一條水準線路采用兩臺及以上水準儀觀測時，每個測段觀測的記錄文檔中應加注觀測儀器及標尺編號，這樣，測段高差加入尺長改正才能一一對應。

（6）測段高差觀測方法采用單程雙轉(zhuǎn)點法的工效比往返觀測提高20%以上，既可以保證精度，也可以減輕作業(yè)人員的勞動強度。陜西水利

[1]《工程測量規(guī)范》（GB50026-2007）[S].

[2]《國家三、四等水準測量規(guī)范》（GB/T 12898-2009）[S].