紅沙崗供水工程施測方法初探

□ 汪志遠

（甘肅省水利水電勘測設計研究院有限責任公司，甘肅 蘭州 730000）

0.引言

紅崖山水庫向紅沙崗工業園區供水工程位于甘肅省武威市民勤縣，其中調水區位于民勤縣紅崖山水庫，受水區位于民勤縣紅沙崗工業園區。紅崖山水庫向紅沙崗工業園區供水工程的主要任務是從紅崖山水庫調水，滿足紅沙崗工業園區的工業用水，為民勤縣經濟社會發展創造便利條件。紅沙崗供水工程初步設計階段的勘測主要工作內容有：平面、高程控制測量，供水線路縱、橫斷面測量，地質斷面，調蓄水池、泵站及線路穿越建筑物地形圖測繪等工作內容。本項目測繪工作的重點是平高控制體系的建立以及地質、水文斷面測量等。

1.坐標系、高程系的建立

項目測量坐標系建立方法。以測區黑山頭為基點、周家井東為起始方向，中央子午線為102°，邊長歸算至水庫平均高程面（Hm=1390m）上的獨立坐標系，投影方法為高斯正形投影。

高程系統。采用1985國家高程基準，以甘肅省民勤縣紅崖山水庫加高擴建工程中控制點HC08為起點，附合測量至國家水準點“周家井東”。

2.控制點選埋及數據采集方法

沿西北方向每間隔4-5km成對布設E級GPS控制點，每對點之間通視，點間距離按0.5km控制。共布設15對GPS控制點。

點位埋設土質堅硬、穩定、安全、僻靜、利于長期保存、便于觀測的地方，視野開闊，被測衛星的地平高度角大部分大于15°。點位附近沒有強烈干擾接受衛星信號的物體，遠離大功率無線電發射源200米以上，遠離高壓輸電線。點位的通行較便利，利于以后各階段各種測量手段擴展使用和共用。

砼樁埋設標準為底20cm×20cm、頂15cm×15cm、高40cm、中心帶有圓凸點的直徑大于10mm標志頭。紅油漆標注點名；其點名編號為HB01、HB02…,按照線路前進方向，每對GPS的編號左手為單號，右手為雙號。點位埋設時進行了底層和不同高度分層夯筑的方法，點位埋設穩固，地面做寬1.5m×1.5m、高0.3m的平臺，以便保存和使用。所有點實地繪制點之記。

GPS觀測采用七臺套南方S86接收機，高度角15°、采樣間隔20″的設置，觀測時間大于45分鐘，儀器高觀測前和觀測后各量測一次，差值不超過3mm，然后取中數使用。

四等三角高程控制采用雙轉點雙導線形式布設。路線每8-10km交叉一次形成一個雙節點閉合環，最終形成的雙節點高程網。高程控制點利用GPS點位，編號與GPS點編號一致，無需另行埋設點位和編號。

3.平面控制網處理方法

E級GPS平差采用南方隨機平差軟件進行平差計算。基線解算數據正常處理時，采用高度截止角20°、歷元間隔20″，粗差容忍系數3.5、最小歷元數20、雙差固定解中方差比大于3、中誤差小于±0.04m。個別基線處理不合格時，調整以上設置參數及適當刪除周跳變化的衛星或周跳變化大的時段，直至基線解算合格為止。

GPS網平差處理時，收集到的控制點首先進行檢核計算，再以黑山頭、HC08、周家井東為基準，中央子午線選擇102°，進行約束平差處理。

由于GPS網中，高程控制聯測的點多且分布均勻，高程擬合采用曲線擬合。平差后最弱點為 周 家 井 東 ：MX=1.28cm；MY=1.00cm；MP=1.62cm。最弱邊為HC08—黑山頭=1/146000。優于規范1/40000精度要求。

在控制測量過程中，進行了1390m高程面GPS邊長與全站儀邊長比較、分析與驗證，結果（如表1所示）。

表1 1390m高程面GPS邊長與全站儀邊長比較

綜上比較分析，工程平面控制網布設合理，數據平差和精度評定中各項指標達到要求，驗算項目完整、方法正確，能充分運用到工程項目中。

4.高程控制網施測

高程路線平差采用南方平差易軟件進行平差計算。邊長改平，高差推算及改正采用審核后的技術人員編寫的Excel表格進行推算。高程路線外業計算包括外業高差和概略高程表的計算、每千米水準測量偶然中誤差與附（閉）合路線閉合差的計算，計算概略高程時所用的高差加入正常水準面不平行改正和閉合差改正。

路線每8-10km交叉一次，最終形成2個雙節點閉合環，雙節點網采用高程網整體平差。起始點高程HA11與HA10的高差做了檢核，結果（如表2所示）。

表2 HA10-HA11的高差檢核結果

路線長度21.8km，高差閉合差小于限差，平差結果每公里高差中誤差=±2.80mm，在限差之內。綜上分析，高程控制路線設計和布設合理，起始點穩定，數據采集及處理正確，精度評定值符合規范要求。

5.地質、水文斷面測量

地質縱橫斷面的三維坐標測量采用動態GPS-RTK測量，測量過程中遇到高一級控制點進行了校測驗證，校測驗證結果是ΔX=0.068m；ΔY=0.067m；ΔH=0.029m。斷面數據采集精度、密度及數據處理合理，成圖圖面完善，各類地物的相互邏輯關系正確。同時在1∶500地形圖范圍內實測的水文斷面，經與地形圖數據比較，附和性較好。符合甲方對其勘測的精度要求。

斷面數據采用Excel電子表進行樁號、高程的推算調制，并生成繪圖軟件使用的數據格式文件。采用計算機輔助制圖，利用斷面圖繪圖程序直接成圖。

6.結束語

投影位置坐標及高程要選擇在工程測繪區域內靠近測區中心的位置，之所以靠近中心區域，是為了保持整個控制網長度變形相對均勻，便于達到控制的目的。通過對此供水工程測量的技術路線探討，對于地形復雜的狹長區域的控制測量和碎部測量以及地質、水文斷面測量提供了有益思路和方法。