基于水利施工淺談土壩控制測(cè)量要點(diǎn)

吳憲

中國(guó)水利水電第六工程局有限公司 遼寧沈陽(yáng) 110179

摘要：本文以水利施工土壩測(cè)量為例，深入分析了土壩軸線(xiàn)的確定、壩身控制線(xiàn)的測(cè)設(shè)、土壩的施工測(cè)量、混凝土壩的施工控制測(cè)量及混凝土重力壩壩體的立模放樣測(cè)量，旨在為水利工程的施工奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：水利施工；土壩測(cè)量；控制放樣

1、水利施工土壩軸線(xiàn)的確定

土壩的控制測(cè)量是根據(jù)基本網(wǎng)確定壩軸線(xiàn)，然后以壩軸線(xiàn)為依據(jù)布設(shè)壩身控制網(wǎng)以控制壩體細(xì)部的放樣。對(duì)于中小型土壩的壩軸線(xiàn)，一般是由工程設(shè)計(jì)人員和勘測(cè)人員組成選線(xiàn)小組，深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地踏勘，根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡匦巍⒌刭|(zhì)和建筑材料等條件，經(jīng)過(guò)方案比較，直接在現(xiàn)場(chǎng)選定。對(duì)于大型土壩以及與混凝土壩銜接的土質(zhì)副壩，一般經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，圖上規(guī)劃等多次調(diào)查研究和方案比較，確定建壩位置，并在壩址地形圖上結(jié)合樞紐的整體布置，將壩軸線(xiàn)標(biāo)于地形圖上，為了將圖上設(shè)計(jì)好的壩軸線(xiàn)標(biāo)定在實(shí)地上，一般可根據(jù)預(yù)先建立的施工控制網(wǎng)用全站儀坐標(biāo)法測(cè)設(shè)到地面上。壩軸線(xiàn)的兩端點(diǎn)在現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定后，用永久性標(biāo)志標(biāo)明。為了防止施工時(shí)端點(diǎn)被破壞，應(yīng)將壩軸線(xiàn)的端點(diǎn)延長(zhǎng)到兩面山坡上。

2、水利施工壩身控制線(xiàn)的測(cè)設(shè)

2.1 平行于壩軸線(xiàn)的控制線(xiàn)的測(cè)設(shè)。平行于壩軸線(xiàn)的控制線(xiàn)可布設(shè)在壩頂上下游線(xiàn)、上下游坡面變化處、下游馬道中線(xiàn)，也可按一定間隔布設(shè)（如10、20、30m等），以便控制壩體的填筑和進(jìn)行收方。

2.2 垂直于壩軸線(xiàn)的控制線(xiàn)的測(cè)設(shè)。垂直于壩軸線(xiàn)的控制線(xiàn)，一般按50m、30m或20m的間距以里程來(lái)測(cè)設(shè)，其步驟如下：①沿壩軸線(xiàn)測(cè)設(shè)里程樁。由壩軸線(xiàn)的一端定出壩頂與地面的交點(diǎn)，作為零號(hào)樁，其校號(hào)為0十000。然后由零號(hào)樁起，由全站儀定線(xiàn)，沿壩軸線(xiàn)方向按選定的間距丈量距離，順序釘下0十030、060、090等里程樁，直至另一端壩頂與地面的交點(diǎn)為止。②測(cè)設(shè)垂直于壩軸線(xiàn)的控制線(xiàn)。將全站儀安置在里程樁上，定出垂直于壩軸線(xiàn)的一系列平行線(xiàn)，并在上下游施工范圍以外用方向樁標(biāo)定在實(shí)地上，作為測(cè)量橫斷面和放樣的依據(jù)，這些樁亦稱(chēng)橫斷面方向樁。

2.3 高程控制網(wǎng)的建立。用于土壩施工放樣的高程控制，可由若干永久性水準(zhǔn)點(diǎn)組成基本網(wǎng)和臨時(shí)作業(yè)水準(zhǔn)點(diǎn)兩級(jí)布設(shè)。基本網(wǎng)布設(shè)在施工范圍以外，并應(yīng)與國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)連測(cè)，組成閉合或附合水準(zhǔn)路線(xiàn)，用三等或四等水準(zhǔn)測(cè)量的方法施測(cè)。臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)直接用于壩體的高程放樣，布置在施工范圍以?xún)?nèi)不同高度的地方。臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)根據(jù)施工進(jìn)程及時(shí)設(shè)置，附合到永久水準(zhǔn)點(diǎn)上。

3、水利施工土壩的施工測(cè)量

3.1 清基開(kāi)挖線(xiàn)的放樣。為使壩體與巖基很好結(jié)合，壩體填筑前，必須對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行清理。為此，應(yīng)放出清基開(kāi)挖線(xiàn)，即壩體與原地面的交線(xiàn)。清基開(kāi)挖線(xiàn)的放樣，可用全站儀放樣數(shù)據(jù)在現(xiàn)場(chǎng)放樣。因此，先沿壩軸線(xiàn)測(cè)量縱斷面。即測(cè)定軸線(xiàn)上各里程樁的高程，繪出縱斷面圖，求出各里程樁的中心填土高度，再在每一里程樁進(jìn)行橫斷面測(cè)量，繪出橫斷面圖，最后根據(jù)里程樁的高程、中心填土高度與壩面坡度，在橫斷面圖上套繪大壩的設(shè)計(jì)斷面。

3.2 坡腳線(xiàn)的放樣清基。壩底與清基后地面的交線(xiàn)即為坡腳線(xiàn)。①橫斷面法仍用圖解法獲得放樣數(shù)據(jù)。首先恢復(fù)軸線(xiàn)上的所有里程樁，然后進(jìn)行縱橫斷面測(cè)量，繪出清基后的橫斷面圖，套繪土壩設(shè)計(jì)斷面。②平行線(xiàn)法這種方法以不同高程壩坡面與地面的交點(diǎn)獲得坡腳線(xiàn)。在地形圖上確定土壩的坡腳線(xiàn)，是用已知高程的壩坡面（為一條平行于壩軸線(xiàn)的直線(xiàn)），求得它與壩軸線(xiàn)間的距離，獲得坡腳點(diǎn)。平行線(xiàn)法測(cè)設(shè)坡腳線(xiàn)的原理與此相同，不同的是由距離（平行控制線(xiàn)與壩軸線(xiàn)的間距為已知）求高程（壩坡面的高程），而后在平行控制線(xiàn)方向上用高程放樣的方法，定出坡腳點(diǎn)。

3.3 邊坡放樣壩體被腳放出后，就可填土筑壩，為了標(biāo)明上料填土的界線(xiàn)，每當(dāng)壩體升高1m左右，就要用樁（稱(chēng)為上料樁）將邊坡的位置標(biāo)定出來(lái)。標(biāo)定上料樁的工作稱(chēng)為邊坡放樣。

3.4 坡面修整。大壩填筑至一定高度且坡面壓實(shí)后，還要進(jìn)行坡面的修整，使其符合設(shè)計(jì)要求。此時(shí)可用水準(zhǔn)儀或全站儀按測(cè)設(shè)坡度線(xiàn)的方法求得修坡量（削坡或回填度）。

4、水利施工混凝土壩的施工控制測(cè)量

混凝土壩按其結(jié)構(gòu)和建筑材料相對(duì)土壩來(lái)說(shuō)較為復(fù)雜，其放樣精度比土壩要求高。施工平面控制網(wǎng)一般按兩級(jí)布設(shè)，不多于三級(jí)，精度要求最末一級(jí)控制網(wǎng)的點(diǎn)位中誤差不超過(guò)±10mm。

4.1 基本平面控制網(wǎng)。基本網(wǎng)作為首級(jí)平面控制，一般布設(shè)成三角網(wǎng)，并應(yīng)盡可能將壩軸線(xiàn)的兩瑞點(diǎn)納入網(wǎng)中作為網(wǎng)的一條邊。根據(jù)建筑物重要性的不同要求，一般按三等以上三角測(cè)量的要求施測(cè)，大型混凝土壩的基本網(wǎng)兼作變形觀(guān)測(cè)監(jiān)測(cè)網(wǎng)，要求更高，需按一、二等三角測(cè)量要求施測(cè)。為了減少安置儀器的對(duì)中誤差，三角點(diǎn)一般建造混凝土觀(guān)測(cè)墩，并在墩頂埋設(shè)強(qiáng)制對(duì)中設(shè)備，以便安置儀器和視標(biāo)。

4.2 壩體控制網(wǎng)。混凝土壩采取分層施工，每一層中還分跨分倉(cāng)（或分段分塊）進(jìn)行澆筑。壩體細(xì)部常用方向線(xiàn)交會(huì)法和前方交會(huì)法放樣，因此，壩體放樣的控制網(wǎng)――定線(xiàn)網(wǎng)，有矩形網(wǎng)和三角網(wǎng)兩種，前者以壩軸線(xiàn)為基準(zhǔn)，按施工分段分塊尺寸建立矩形網(wǎng)，后者則由基本網(wǎng)加密建立三角網(wǎng)作為定線(xiàn)網(wǎng)。①矩形網(wǎng)直線(xiàn)型混凝土重力壩分層分塊示意圖，以壩軸線(xiàn)為基準(zhǔn)布設(shè)的矩形網(wǎng)，它是由若干條平行和垂直于壩軸線(xiàn)的控制線(xiàn)所組成，格網(wǎng)尺寸按施工分段分塊的大小而定。②三角網(wǎng)由基本網(wǎng)的一邊加密建立的定線(xiàn)網(wǎng)，各控制點(diǎn)的坐標(biāo)（測(cè)量坐標(biāo)）可測(cè)算求得。但壩體細(xì)部尺寸是以施工坐標(biāo)系船歲為依據(jù)的，因此應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙求其得施工坐標(biāo)系原點(diǎn)的測(cè)量坐標(biāo)和坐標(biāo)方位角，換算為便于放樣的統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)。

4.3 高程控制分兩級(jí)布設(shè)，基本網(wǎng)是整個(gè)水利樞紐的高程控制。視工程的不同要求按二等或三等水準(zhǔn)測(cè)量施測(cè)，并考慮以后可用作監(jiān)測(cè)垂直位移的高程控制。作業(yè)水準(zhǔn)點(diǎn)或施工水準(zhǔn)點(diǎn)，隨施工進(jìn)程布設(shè)，盡可能布設(shè)成閉合或附合水準(zhǔn)路線(xiàn)。作業(yè)水準(zhǔn)點(diǎn)多布設(shè)在施工區(qū)內(nèi)，應(yīng)經(jīng)常由基本水準(zhǔn)點(diǎn)檢測(cè)其高程，如有變化應(yīng)及時(shí)改正。

5、水利施工混凝土重力壩壩體的立模放樣測(cè)量

5.1 坡腳線(xiàn)的放樣基礎(chǔ)清理完畢，可以開(kāi)始?jí)误w的立模澆筑，立模前首先找出上、下游壩坡面與巖基的接觸點(diǎn)，即分跨線(xiàn)上下游坡腳點(diǎn)。

5.2 直線(xiàn)型重力壩的立模放樣在壩體分塊立模時(shí)，應(yīng)將分塊線(xiàn)投影到基礎(chǔ)面上或已澆好壩坡腳放樣示意圖的壩塊面上，模板架立在分塊線(xiàn)上，因此分塊線(xiàn)也叫立模線(xiàn)，但立模后立模線(xiàn)被覆蓋，還要在立模線(xiàn)內(nèi)側(cè)彈出平行線(xiàn)，稱(chēng)為放樣線(xiàn)，用來(lái)立模放樣和檢查校正模板位置。放樣線(xiàn)與立模線(xiàn)之間的距離一般為0.2～0.5m。①全站儀坐標(biāo)法；②前方交會(huì)（角度交會(huì)）法。全站儀坐標(biāo)法簡(jiǎn)易方便，放樣速度也較快，但往往受到地形限制，或因壩體澆筑逐步升高，擋住視線(xiàn)不便放樣，因此實(shí)際工作中可根據(jù)條件把全站儀坐標(biāo)法和角度交會(huì)法結(jié)合使用。

5.3 拱壩的立模放樣。放樣數(shù)據(jù)計(jì)算時(shí)，應(yīng)先算出各放樣點(diǎn)的施工坐標(biāo)，而后計(jì)算交會(huì)所需的放樣數(shù)據(jù)。①放樣點(diǎn)施工坐標(biāo)計(jì)算；②交會(huì)放樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)計(jì)算；③混凝土澆筑高度的放樣模板立好后，還要在模板上標(biāo)出澆筑高度。其步驟一般在立模前先由最近的作業(yè)水準(zhǔn)點(diǎn)（或鄰近已澆好壩塊上所設(shè)的臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)）在倉(cāng)內(nèi)酗設(shè)兩個(gè)臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)，待模板立好后曲腦時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)按設(shè)計(jì)高度在模板上標(biāo)出若干點(diǎn)，并以規(guī)定的符號(hào)標(biāo)明，以控制澆筑高度。

6、結(jié)束語(yǔ)

總之，水利施工測(cè)量是前提，是基礎(chǔ)，具有十分重要的意義。水利施工測(cè)量數(shù)據(jù)存在問(wèn)題，將會(huì)嚴(yán)重影響工程的施工質(zhì)量，繼而影響工程的實(shí)際使用效果，甚至引發(fā)極為嚴(yán)重的安全事故。所以，進(jìn)行水利施工測(cè)量時(shí)，施測(cè)人員應(yīng)該嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)操作，以保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和有效性，確保水利工程的施工得以正常開(kāi)展、順利開(kāi)展。