水電站金屬結構安裝施工測量方案及精度分析

魏躍廣

（廣東水電二局股份有限公司，廣東 廣州 511340）

0 引言

金屬結構的優勢在于自重比較小且跨度大，施工周期較短但性能相對穩定，在水電站的結構設計環節具有良好的適用性和適用范圍。而施工測量一直以來都是非常關鍵的環節，采取合理的措施可以確保施工測量控制網布設過程的完整性和科學性。進一步保障控制測量精度要求與設計要求之后，能夠為工程順利開展提供更加強有力的保障。

1 施工控制網設置與測量

大型水利水電工程的金屬結構無論在設備制造還是安裝過程上都比較復雜，精度要求較高，且施工現場條件變化迅速，在設計階段需要展開全面分析。在設置和測量階段，根據測量控制點的有關資料與數據，按照控制點的要求進行檢測之后對控制點資料的準確性進行評估。在重新核算之后如果數據不出現其它錯誤并得到監理認可，就可以將這一點作為施工控制網的主要起算控制點。按照國家的測繪專業標準以及工程技術對于精度方面的實際要求，可以根據立體測量和整體設計的原則對控制網點展開布置和測量，在建立審核批準之后讓控制網點滿足工程技術要求。

1.1 平面控制網測設

在實地勘察和選點之后需要展開對于控制網的技術設計以及精度判定，在評估結果完成之后將所有數據信息報告監理工程師進行審批，審批結束之后根據規范要求展開控制網點施測工作（一般選擇邊角網的方式進行測量）。

利用全站儀與《水電水利工程施工測量規范》的相關要求對三、四等邊角網的精度進行測定之后，將三等網點位的誤差控制在7 mm以下，四等網點誤差控制在10 mm以下，此外半測回歸零差、兩次照準讀數差等指標也具有明確的數據要求。

1.2 高程控制網測設

水電廠主體工程高程控制按照二等水準網技術要求進行測量。技術人員在結合現場的地形條件和施工需求之后，按照實際的條件和施工要求進行放樣、選點等工作。通常情況下時間可以選擇某個時間段內（不受到水位影響），然后按照混凝土壩體的變化情況合理地對高程控制網進行測量并傳遞數據。結合實際的工程部位結構特點與重要性，可以選擇二等、三等或四等水準測量對加密點進行施測，讓這些加密點能夠成為具有關聯性的高程網。對于某些比較重要的單項工程區，需要保證這些區域有兩個以上的高程點，才能使用幾何水準測量或三角高程測量的方法進行后續的操作，按照國家的測量規范要求進行。以三角高程測量為例，以測量區域附近最高等級的水準點作為基準點，并組成導線網之后，對每個平面控制坐標上的高程數據進行采集，按照前文的《水電水利工程施工測量規范》三等三角高程測量規定展開。需要注意的是標墩也可以被作為平面測量控制的網點，且標盤對中的誤差需要維持在0.1 mm的范圍之內[1]。

1.3 施工控制點檢測

在整個施工測量控制網建設完畢之后，需要制定相應的措施對測量基準點和水準點進行保護，同時對已經布設的控制網點進行整體施測，能夠修建通向控制網點的專用道路和防護措施。因為測量控制網點缺失或損壞之后需要立即上報處理，否則會因為缺乏修復導致不同類型的技術問題。通常來說控制點檢測需要在以下范圍內進行：

控制網點建設時間達到一年以上、工程即將進入混凝土澆筑階段或安裝工程開始之前；距離施工區域比較近的控制點應該視情況合理增加檢測頻率；控制網點有被碰撞的跡象或是產生裂縫的明顯工程問題時；利用控制網點作為起算數據布設控制網時。通常情況下，項目在施工過程中定期進行控制點測量之后，在原有的控制網點成果基礎上，可以對各個加密點進行重新測量，并且將其中不穩定的控制點全部去除，必要時對所有控制點進行加密，并重新測定控制點坐標。

1.4 精度放線控制

1.4.1 平面控制

在平面控制階段讓測試樁和準確控制樁經緯儀進行合理控制，然后展開細節區域的測量工作，并且進行互相檢驗，確定檢測步驟。之后測定標準層和金屬結構的施工要求。

1.4.2 垂直控制

垂直控制應該在每層混凝土后檢驗孔的位置，選擇懸吊檢查上下控制線之間產生的誤差現象，然后拆除檢查軸控制線之間的距離，外部控制法和內部控制法可以一起進行檢驗。

2 水電站金屬結構的安裝測量

2.1 測量技術分析

安裝軸線點和高程基點均由等級控制點進行測量，同時設置穩定的測量標志，一旦確定之后，在整個測量環節中不再變動。對于一些精度要求比較高的獨立安裝單元點線測放與軸線基點測量，則需要用更加嚴密的局部控制系統保障尺寸的準確性，例如使用高精度光學經緯儀配合鋼帶尺量距的方法進行方向之后，就可以借助差分法進行比對。每次放樣完成之后，還可以對放樣點之間的尺寸關系進行確定，與前一次的放樣點進行對比，之后就能獲取測量資料。與此同時，該測量技術中對于中線點的位置有著明確要求，一般情況下，導線點前后方不少于三個點。

2.2 測量放樣

在金屬結構的安裝放樣方面安裝測量平面位置放樣，使用全站儀和棱鏡基座進行測量。在埋件安裝階段控制網的精度要求，則需要借助平面基點采用測設法確定坐標高程基點，采用水準測量方式確定高程，一個安裝部位需要有兩個以上的高程基點。整個安裝測量環節需要保護好安裝軸線與高程基點，如果出現損壞，可以考慮在不影響工程周期的情況下，借助已有的構件輪廓線與基準面進行恢復，達到已經安裝構件的最佳吻合點。安裝構件的鉛垂度檢查，則在距離構建一定的范圍內使用細鋼絲懸重錘，在檢查位置上用小鋼板尺測量垂線與構建之間的距離即可。

2.3 管型座安裝測量

管型座包括內錐、外錐、導流板、水平支撐和襯板等部分。水電站施工過程中的起重機起升高度和裝置地面的距離會比組裝之后的整體高度略低，所以要在基坑內進行單件組裝工作時要首先測量管型座組裝后的整體高度與起重機的預期高度，這樣才能對測量數據展開精確分析，避免施工工程的工期過長問題。需要注意的是，如果施工人員采取單點落地和整體樹立翻轉方式，則需要重新將拼裝后的管型座調到運行層，才能保障水電站工程的安裝、測量質量[2]。

2.4 壓力鋼管安裝測量

壓力鋼管的測量流程當中，由于考慮到施工現場可能產生交叉干擾問題，臨時保留加密控制點難度較高，所以可以在周邊穩定的部位軸線方向安裝特殊測量設備固定成為加密控制點，用以解決安裝過程中的絕對測量精度問題。在控制點布設方面選擇反射條件好的導流明渠側墻上固定測量控制點。壓力鋼管驗收時每次需要驗收4個點，如果測量過程中，鋼管出現變形，則需要加測，直至所有測量點都得到監理工程師的簽字認可。

2.5 尾水建筑物和啟閉設備安裝測量

整個機組尾水檢修門的平臺之上設置有混凝土隔墩，隔墩高處會對閘門進行建置，所以每臺機組尾水管出口會配置檢修閘門，閘門操作條件為靜水啟閉，如果機組需要檢修，首先將閘門進水關閉之后再打開水機設置的充水閥充水平壓后進行操作。尾水洞出口檢修門在啟門時先要提起最上門葉，然后借助門葉節間間隙對尾水洞進行充水。泵站設備選用的油泵電動機組控制方法也按照不同方式進行設計，啟閉機、其它電氣設備等都位于機房之內，設備設置工作時配置電源、應急電源等[3]。在整個水電站的施工工程當中，尾水閘門安裝工作需要在現場的門槽內進行事先拼裝，且單節重量最大值要預先計算。由于尾水閘門井位置處于廠房下游區域，在安裝方面難度較高，需要重點測量的是分節閘門吊入門槽內的部分。在施工現場，施工人員會對水工建筑物進行實地測量，并且借助梁上的輔助翻身吊點完成單節門葉的豎立環節工作，解決閘門吊入門槽安裝測量任務[4]。

2.6 安裝測量注意事項

在水電站的金屬結構安裝施工測量工作過程中，測量標志埋設是最為基礎且最重要的環節，在確定測量標志之后就能確保金屬結構安裝的相對精度，且后續的施工都會按照這一測量標志的標準展開，不會進行隨意改變和調整。另外在埋設測量標志過程當中，會按照等級控制點的不同區域展開埋設，確保臨近控制點的安裝軸和高層基點線差更小，確保埋設工作的穩定性。總體而言整個測量環節需要一個科學有效的局部控制系統作為支持，在放樣工作當中，借助高精度光學經緯儀或其他設備，在滿足技術規范的前提下進行測量，特別是對于某些無法展開分段測量的水平距離測算。

3 結語

水電站金屬結構安裝施工測量控制網設計、精度分析與相關的測量方案設計，應該滿足技術規范和實際工程需求并減少人為因素產生的影響。在提高工作效率的同時，要保障基準點和施工測量方案設計時的精度。在未來的實際工程案例環節，為了確保水電站金屬結構安裝施工測量的有效性，更穩定地滿足水電站工程服務與生產，需要在技術層面進行探索創新，科學合理研究布設安裝測量控制網的有關措施。