淺述南水北調(diào)中線滎陽段Ⅱ標(biāo)的渠道工程測量

王俊超 吳占虎

【摘要】渠道是線狀引水工程，它包括渠首、渠道、渡槽、倒虹吸、涵洞、節(jié)制分水閘、橋等一系列配套建筑物。渠道工程測量要把這些建筑物的中心線及平面位置和特征高程按一定的標(biāo)準(zhǔn)和精度放樣出來，為渠道施工提供充分的依據(jù)和保障。本文對渠道的施工控制網(wǎng)、縱橫斷面測量、施工放樣、土石方計(jì)算和等方面對渠道工程測量進(jìn)行闡述。

【關(guān)鍵詞】渠道工程測量；控制測量；地形測量；施工放樣；工程量計(jì)算

1、概述

渠道是線狀引水工程，它包括渠首、渠道、渡槽、倒虹吸、涵洞、節(jié)制分水閘、橋等一系列配套建筑物。渠道工程測量首先是依據(jù)測量規(guī)范，按照設(shè)計(jì)施工圖紙，在地面上放樣出建筑物中心線及平面位置，并測出縱、橫斷面和地形圖，繪制縱橫斷面圖，在圖上繪出設(shè)計(jì)線；然后，計(jì)算工程量，作為施工、施工方案制定和工程量結(jié)算的依據(jù)。渠道施工測量的目的是要把建筑物的中心線及平面位置和特征高程按一定的標(biāo)準(zhǔn)和精度放樣出來，并在施工過程中按照規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測和質(zhì)量控制。

2、工程概況

南水北調(diào)中線滎陽段工程施工Ⅱ標(biāo)：起點(diǎn)樁號XYD10+000，終點(diǎn)樁號XYD23+972.89，工程包括長13.973km的渠道及沿線布置的各類建筑物19座，包括：枯河倒虹吸，1座渠渠交叉建筑物，1座分水口門，10座公路橋，6座生產(chǎn)橋。渠道起點(diǎn)與終點(diǎn)設(shè)計(jì)流量265m3/s，加大流量320m3/s，起點(diǎn)渠底高程111.712m，設(shè)計(jì)渠水位高程119.236m；終點(diǎn)渠底高程110.999m，設(shè)計(jì)渠水位高程118.00m，設(shè)計(jì)水頭差為0.721m，設(shè)計(jì)縱坡為1∶23000。渠道過水?dāng)嗝鏋樘菪危O(shè)計(jì)底寬為18m，渠道過水?dāng)嗝孢吰缕露葹?：2。

本工程區(qū)附近有京珠、連霍、西南繞城高速公路、107國道、310國道，枯河倒虹吸右岸約2km處有滎陽～北邙的省道S232，交通運(yùn)輸條件較好。

3、控制測量

3.1 施工控制網(wǎng)的布設(shè)。施工測量控制網(wǎng)的布設(shè)主要滿足滎陽Ⅱ標(biāo)施工控制測量和施工期的測量放樣。由于工程施工范圍為狹長區(qū)域，施工測量控制網(wǎng)又必須覆蓋整個(gè)施工區(qū)域，狹長的測量控制網(wǎng)包含有許多不利因素。為加強(qiáng)控制網(wǎng)的精度、滿足施工測量的精度要求、保證測量成果的準(zhǔn)確性，施工控制網(wǎng)布設(shè)采用GPS常規(guī)網(wǎng)。

3.2 選點(diǎn)和標(biāo)石埋設(shè)。首先組織技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場選點(diǎn)并埋設(shè)加密控制點(diǎn)混凝土觀測墩。GPS點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)的點(diǎn)位選擇在距渠道開挖線外側(cè)2.0m～3.5m處，點(diǎn)位選擇符合技術(shù)要求，有利于使用其他測量方法進(jìn)行聯(lián)測。 其中GPS點(diǎn)被測衛(wèi)星的地平高度角大于15°；點(diǎn)位遠(yuǎn)離大功率無線點(diǎn)發(fā)射源，其距離不小于200m，并遠(yuǎn)離高壓輸電線，其距離不小于50m。

3.3 控制測量。控制測量嚴(yán)格按照相應(yīng)規(guī)范及作業(yè)依據(jù)的要求，外業(yè)觀測選擇最佳觀測時(shí)間，采用D級GPS靜態(tài)測量作業(yè)方式進(jìn)行施測。按D級GPS靜態(tài)測量要求完成41個(gè)測段75個(gè)點(diǎn)次靜態(tài)測量，數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)平差采用Trimble公司TGO1.6商用GPS軟件。高程控制測量執(zhí)行《國家三、四等水準(zhǔn)測量規(guī)范》，根據(jù)測區(qū)已知高程控制點(diǎn)情況采用DSZ2水準(zhǔn)儀配合雙面木質(zhì)尺按三等水準(zhǔn)測量要求施測，使用掌上電腦記錄，觀測過程中各項(xiàng)限差嚴(yán)格按規(guī)范的規(guī)定執(zhí)行。

4、地形圖測量

由于施工區(qū)域?yàn)閹瞠M長區(qū)域，可以直接利用施工控制網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行地形測量。

采用GPS結(jié)合全站儀進(jìn)行地形測量。架設(shè)一臺(tái)基準(zhǔn)站，利用三臺(tái)移動(dòng)站對施工區(qū)域內(nèi)的渠道及各個(gè)構(gòu)筑物的局部地形進(jìn)行測繪。對于一些地形低洼的地區(qū)，由于GPS信號較弱，可采用GPS基準(zhǔn)站架設(shè)在未知點(diǎn)進(jìn)行建站，這樣可以直接架設(shè)在低洼地形附近，增加基站信號的發(fā)射強(qiáng)度，靈活運(yùn)用RTK進(jìn)行局部測繪。連接GPS或者全站儀與計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸電纜；設(shè)置超級中端的通訊參數(shù)與儀器的通訊參數(shù)一致。

5、縱橫斷面測量

本工程包括了枯河倒虹吸，1座渠渠交叉建筑物，1座分水口門，10座公路橋，6座生產(chǎn)橋等多個(gè)分項(xiàng)工程，縱、橫斷面測量工作量大、工期緊、精度要求高。若采用常規(guī)的測量方法，很難保證測繪成果質(zhì)量。

原始地面的縱橫斷面圖可以利用Cass7.1軟件在原始地形圖中直接切得。施工期和竣工的縱橫斷面圖采用GPS-RTK 技術(shù)，只需按著要測的斷面參數(shù)結(jié)合儀器上所顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行縱橫斷面測量放樣、收方。

6、施工放樣

施工放樣是與工程施工密切相關(guān)的。只有在現(xiàn)場放線位置合適、測量數(shù)據(jù)精確的基礎(chǔ)上才能保證施工的正常快速進(jìn)行。施工放樣開始之前，應(yīng)查閱工程設(shè)計(jì)圖紙、收集施工區(qū)平面與高程控制成果，了解設(shè)計(jì)要求與現(xiàn)場施工需要，對設(shè)計(jì)圖紙中有關(guān)數(shù)據(jù)和幾何尺寸，認(rèn)真進(jìn)行校核，確認(rèn)無誤后方可作為放樣依據(jù)。

在控制點(diǎn)上設(shè)站，記錄員根據(jù)測站點(diǎn)和擬放樣點(diǎn)坐標(biāo)反算出測站點(diǎn)至放樣點(diǎn)的距離和方位角。觀測員轉(zhuǎn)動(dòng)儀器至第一個(gè)放樣點(diǎn)的方位角，指揮司鏡員移動(dòng)棱鏡至儀器視線方向上，測量平距D。計(jì)算實(shí)測距離D與放樣距離D°的差值：ΔD=D-D°，指揮司鏡員在視線上前進(jìn)或后退ΔD。重復(fù)過程7，直到ΔD小于放樣限差。檢查儀器的方位角值，棱鏡汽泡嚴(yán)格居中。測量并記錄現(xiàn)場放樣點(diǎn)的坐標(biāo)和高程，與理論坐標(biāo)比較檢核。確認(rèn)無誤后在標(biāo)志旁加注記。

7、工程量計(jì)算

工程量的計(jì)算我們一般采用Excel表格和南方CASS7.0生成的斷面圖相結(jié)合所生成的。將設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)斷面圖放置在渠道橫斷面各里程樁的渠底高程線上，然后用面積查詢得出開挖面積和填方面積。將相鄰的兩個(gè)里程樁的開挖面積或填方面積，用算術(shù)平均值乘以相鄰的兩個(gè)里程樁間的長度，即得到該段土方開挖及回填方量。在計(jì)算土方時(shí)，如果相鄰兩橫斷面中，一為挖方，而另一為填方，則中間必有一點(diǎn)既不挖也不填的零點(diǎn)。即地面線與渠底設(shè)計(jì)線的交點(diǎn)就是零點(diǎn)。

8、結(jié)束語

南水北調(diào)中線滎陽段Ⅱ標(biāo)的渠道工程測量方法在南水北調(diào)工程的渠道施工測量中具有典型性，特別是對于在狹長帶狀區(qū)域布設(shè)施工控制網(wǎng)和施工放樣方法特供了很好的借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫紅軍，王晶.淺談渠道測量的工作步驟[J].水利天地，2008，（4）.

[2]工程測量[I].測繪出版社，2009，978-7-5030-1927-2.