大化電廠左岸水平控制網重建研究

江明新

（廣西恒通服務有限公司，廣西 田陽 533600）

1 概況

大化水電站位于紅水河中游廣西壯族自治區大化縣城，距南寧市130km，是紅水河綜合利用規劃的第六級梯級水電站。電站一期工程1985 年6 月投產發電，樞紐建筑物從右至左依次布置：右岸接頭重力壩、船閘、右岸發電廠房、溢流壩、閘檢室壩、左岸重力壩。擴建工程位于一期工程左岸，主要建筑物由上游引水渠、左岸河床式發電廠房、左右側土石壩、下游尾水渠組成，左右側土石壩頂高程174.5m。大化左岸水平位移控制網由5 個網點（TB-1、TB-2、TB-3 、TB-4、TB-5） 組成。大化左岸水平控制網在運行中，存在網點間通視受遮擋、控制網存在變形、網點測量誤差大等問題，影響了控制網的正常使用，需對左岸水平控制網觀測系統進行重建。

2 重建方案

根據左岸水平位移測點及現存的控制點分布情況，為節省人力、物力、財力，在一期混凝土壩壩頂視準線觀測使用的左倒垂（編號：IP11） 觀測房內增設工作基點（編號設為TB-6）；在土石壩壩頂左端增設工作基點TB-7，TB-7 采用增設倒垂線（倒垂編號：IP12） 校測；保留下游左岸原基點TB-2，原控制網的其他基準點不再納入左岸水平位移監測系統。重建后左岸水平監測網由TB-6、TB-7、TB-2、倒垂IP11 及倒垂IP12 組成，控制網示意圖見圖1。

圖1 增設倒垂方案左岸水平控制網示意圖

3 監測方法及精度分析

3.1 觀測方法

工作基點TB-6、TB-7 分別由倒垂IP11、倒垂IP12 校測，TB-2、TB-6、TB-7 組成三角形網觀測，水平角觀測12測回，距離測量4 測回。

3.2 理論精度分析

重建后工作基點TB-6、TB-7（TB-2 視為基準點） 采用倒垂校測的精度為0.1mm，滿足規范規定工作基點在位移方向測量精度±1.4mm 要求，滿足規范要求。TB-2、TB-6、TB-7 按三角網法測量，采用模擬平差法計算，估算其精度，精度估算公式：

三角網角度觀測采用TCA2003 全站儀進行角度測量，每個角測量12 測回，由于TB-6、TB-7 采用倒垂校測作為控制網的已知點，倒垂測量精度可達0.1mm，因此起算點誤差可以忽略。TCA2003 全站儀標稱精度為一測回中誤差±0.5″，考慮觀測條件影響取一測回中誤差為±1.0″，按最小二乘公式計算12 測回平均值中誤差為

TB-7、TB-6 坐標已知，兩點邊長為S0=270.799m，以TB-7 為起算點，TB-6 方位角為β0=179.590762°，令另外兩邊的長度分別為S1、S2，TB-2 的方位角為β1，三角形的三個內角分別為L1、L2、L3，三點坐標分別為（X1，Y1）、（X2，Y2）、（X3，Y3），同精度觀測12 測回的三個內角單位權中誤差為σ=±0.3″，由三角形閉合差有：

平差后的L1′、L2′、L3′為：

即有：

由此可知，三角網形網角度測量中誤差協因素距陣Q的對角元素均為2/3，則有平差后的角度值L'的中誤差估算為

根據三角形函數關系，TB-2 的坐標可由下式計算：

為了求TB-2 坐標（X3， Y3） 的中誤差σX3、σY3，可以先求邊長S1和方位角β1的方差σS1、σβ1，根據上述函數關系推求得：

由 各 點 的 近 似 位 置 可 知β1≈83.216847° ， L2≈53.440710°，L3≈30.185375°，S1≈432.6m，ρ 為 常 數 取206265，σβ1已在前面估值為±0.35″，經計算得σX3=±1.06mm，σY3=±1.36mm，TB-2 坐標測量精度滿足規范規定工作基點指定方向中誤差小于±1.4mm 的要求。

4 結語

本文針對大化電廠左岸水平控制網運行中存在的問題，提出了增設倒垂的重建方案，解決了網點間通視受遮擋、控制網存在變形、測量誤差大等問題，并使控制網得到優化，可為類似工程問題的解決提供參考。