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1、浅述南水北调中线荥阳段标的渠道工程测量王俊超 吴占虎摘 要 渠道是线状引水工程，它包括渠首、渠道、渡槽、倒虹吸、涵洞、节制分水闸、桥等一系列配套建筑物。渠道工程测量要把这些建筑物的中心线及平面位置和特征高程按一定的标准和精度放样出来，为渠道施工提供充分的依据和保障。本文对渠道的施工控制网、纵横断面测量、施工放样、土石方计算等方面对渠道工程测量进行阐述。关键词 渠道工程测量 控制测量 地形测量 施工放样 工程量计算1 工程概况南水北调中线荥阳段标：起点桩号XYD10+000，终点桩号XYD23+972.89，工程包括长13.973km的渠道及沿线布置的各类建筑物19座。渠道起点与终点设计流量26
2、5m3/s，加大流量320m3/s，起点渠底高程111.712m，设计渠水位高程119.236m；终点渠底高程110.999m，设计渠水位高程118.00m，设计水头差为0.721m，设计纵坡为123000。渠道过水断面为梯形，设计底宽为18m，渠道过水断面边坡坡度为1:2。本工程区附近有京珠、连霍、西南绕城高速公路、107国道、310国道，枯河倒虹吸右岸约2km处有荥阳北邙的省道S232，交通运输条件较好。2 控制测量2.1 施工控制网的布设施工测量控制网的布设主要满足荥阳标施工控制测量和施工期的测量放样。由于工程施工范围为狭长区域，施工测量控制网又必须覆盖整个施工区域，狭长的测量控制网包含
3、有许多不利因素，如误差传递路线较长、最弱点精度较差、点位精度难以控制等。为加强控制网的精度、满足施工测量的精度要求、保证测量成果的准确性，施工控制网布设采用GPS常规网。施工区域内沿渠道两侧分布了7个已知GPS点：ML502、ML503、ML505、ML 506、ML 507、ML508、ML509，7个已知二等GPS点均为标石。为了方便施工期测量控制，根据实地情况，在渠道两侧加密控制点75个,布设D级GPS控制网和三等水准高程网。高程控制网的布设形式为附和水准路线，四条附合水准路线分别为：a.IIML503-X06-X56-X55-X54-X52-X51-X50-X49-X48-X47-M1
4、-X44-X43-X41-IIML506;b.IIML503-X57-X58-X59-X60-X61-X62-X63-X64-X65-X01-X02-X03-X04-X05-X07-X08-X09-X10-X11-X45-X12-X13-X14-M2-X15-X16-X46-X17-IIML506;c.ML507-X22-X23-X24-X25-X26-X27-X29-X30-X31-X32-X33-X34-X35-X36-X37-X38-X39-X40-IIML506;d.IIML507-X12-1-X20-X19-X18-IIML506.2.2 选点和标石埋设首先组织技术人员进行现场选点并
5、埋设加密控制点混凝土观测墩。GPS点和水准点的点位选择在距渠道开挖线外侧2.03.5处，点位选择符合技术要求，有利于使用其他测量方法进行联测。点位坚定稳固，易于长期保存，并有利于安全作业; 点位便于安置仪器设备和操作，视野开阔。其中GPS点被测卫星的地平高度角大于15º；点位远离大功率无线点发射源（如电视台、微波站等），其距离不小于200m,并远离高压输电线，其距离不小于50m；点位附近没有强烈干扰接收卫星信号的物体。75个点采用简易钢结构，底部用混凝土现场灌制。具体点位点名见图1荥阳标施工控制网布置图1。图1 荥阳标施工控制网布置图2.3 控制测量每时段采集数据前，作业员应量取天线
6、高，记录此时段的接收卫星数、卫星号、各通道信噪比、故障情况；一个时段观测过程中不得进行关闭接收机又重新启动、进行接收机初始化（发现故障除外）、改变卫星高度角、改变数据采集间隔、改变天线位置；观测员在作业期间不得擅自离开测站，并应防止仪器受震动和被移动，防止人和其他物体靠近仪器、以免遮挡卫星信号；观测时不应在接收机旁使用手机和对讲机，避免干扰卫星信号；在观测过程中应保证接收机正常工作，数据记录正确，每天观测结束后，应及时将数据输出到计算机硬、软盘上，确保观测数据不会丢失。按D级GPS静态测量要求完成41个测段75个点次静态测量，数据处理和网平差采用Trimble公司TGO1.6商用GPS软件。高
7、程控制测量执行国家三、四等水准测量规范，根据测区已知高程控制点情况采用DSZ2水准仪配合双面木质尺按三等水准测量要求施测，使用掌上电脑记录，观测过程中各项限差严格按规范的规定执行。3 地形图测量3.1 地形图测绘采用GPS结合全站仪进行地形测量。架设一台基准站，利用三台移动站对施工区域内的渠道及各个构筑物的局部地形进行测绘。对于一些地形低洼的地区，由于GPS信号较弱，采用GPS基准站架设在未知点进行建站，这样可以直接架设在低洼地形附近，增加基站信号的发射强度，灵活运用RTK进行局部测绘。或者用全站仪对局部区域进行补测。采集的大量地形碎部点数据，直接存入仪器电子手薄，直接上传电脑，方便数字化成图
8、。3.2 数据处理连接GPS或者全站仪与计算机之间的数据传输电缆；设置超级中端的通讯参数与仪器的通讯参数一致；仪器中选择要传输的文件和传输格式后按发送命令；计算机接收数据后以文本文件的形式存盘。通过软件将测量数据转换为成图软件识别的格式。在Cass7.1软件平台下进行地形图编绘。4 纵横断面测量 本工程包括了枯河倒虹吸，1座渠渠交叉建筑物，1座分水口门，10座公路桥，6座生产桥等19个分项工程，纵、横断面测量工作量大、工期紧、精度要求高。若采用常规的测量方法，不仅效率低，而目很难保证测绘成果质量。原始地面的纵横断面图利用Cass7.1软件在原始地形图中直接切得。施工期和竣工的纵横断面图采用GP
9、S-RTK 技术，只需按着要测的断面参数结合仪器上所显示的数据进行纵横断面测量放样、收方，这样既保证了精度又节省了时间、人力物力，提高了效率。绘制纵断面图：以高程作为纵坐标，用里程作为横坐标，按比例绘制。高程的比例尺可以放大一点，一般采用1：100，1：200，1：500 等。横坐标距离的比例尺可缩小一点，可以采用，1：1000，1：2000，1：5000，1;10000 等。根据测量记录中最低高程和设计最低高程,选择某一高程作为起始高程。绘制纵断面图的步骤如下：a.填写里程桩。b.填写各里程桩地面高程，并点图连接绘制，用实线；标明地面线。c.根据地面线定出设计坡降。并绘制在渠底坡度一栏。d.
10、根据流量和设计坡降计算截面尺寸，根据坡降计算各里程桩的高程并填入渠底设计高程一栏，根据截面高度加安全超高和坡降计算各里程桩渠面设计高程并填入渠面设计高程一栏，绘制里程桩上各高程点，用虚线连接；并标明渠底设计线和渠面设计线。e.有了渠底设计线，就可以计算开挖深度和填方高度，把开挖深度和填方高度填入开挖深度和填方高度一栏，并在里程桩对应的位置上填写。f.最后把路线平面图一并绘制在最后一栏。绘制横断面图的方法与纵断面图大至相同，只不过水平距离与高程采用同一比例尺。5 施工放样5.1 GPS-RTK放样首先在卡西欧5800计算器中编好所要放样的计算程序，在仪器中输入要放样的中线曲线要素，仪器中自动生成
11、线路图。在放线过程中，手薄中显示里程、偏距、高程，我们可以根据偏距在卡西欧计算器中结合设计算出所测点的设计参数，与RTK显示的数据进行比较，从而快速指导渠道的施工。5.2 全站仪坐标法设站极坐标法放样在控制点上设站，记录员根据测站点和拟放样点坐标反算出测站点至放样点的距离和方位角。观测员转动仪器至第一个放样点的方位角，指挥司镜员移动棱镜至仪器视线方向上，测量平距D。计算实测距离D与放样距离D°的差值：D=D-D°，指挥司镜员在视线上前进或后退D，直到D小于放样限差。（非坚硬地面此时可以打桩）检查仪器的方位角值，棱镜汽泡严格居中（必要时架设三脚架），再测量一次，若D小于限差要
12、求，则可精确标定点位。测量并记录现场放样点的坐标和高程，与理论坐标比较检核。确认无误后在标志旁加注记。重复上述操作过程，放样出该测站上的所有待放样点。6 工程量计算工程量的计算采用Excel表格和南方CASS7.0生成的断面图相结合所生成。将设计标准断面图放置在渠道横断面各里程桩的渠底高程线上，然后用面积查询可得出开挖面积和填方面积。将相邻的两个里程桩的开挖面积或填方面积，用算术平均值乘以相邻的两个里程桩间的长度，即可得到该段土方开挖及回填方量。在计算土方时，如果相邻两横断面中，一为挖方，而另一为填方，则中间必有一点既不挖也不填的零点。用比例插值法计算出零点位置后，还应该到实地上确定零点的位置，并补测零点处的横断面，绘出横断面图以后，同样加绘设计断面，计算挖方和填方的面积，以便把零点前后挖、填两部分计算。最后绘制土方计算表，将所有计算结果填入表中。如果所计算的工程量在单页内不能完全显示时，那么需要在Excel表格里的每一页一定要显示单页页码和总页码，另外，单页上也要显示本页总工程量和累计前面所有页的总工程量。7 结束语 南水北调中线荥阳段标的渠道工程测量方法在南水北调工程的渠道施工测量中具有典型性，特别是对于在狭长带状区域布设施工控制网和施工放样方法提供了很好的借鉴。5 / 5文档可自由编辑打印