浅议水利水电工程测量
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【摘要】随着计算机技术的进一步发展，以及GPS、RS、GIS、3S 集成技术等测绘新技术以及数字化测绘、地面测量等先进技术设备的应用，水利水电工程测量方法和手段必将不断更新换代，服务领域也将不断拓宽。未来的水利水电工程测量技术定会向着，测量数据采集和处理的自动化、实时化、数字化；测量数据管理的科学化、标准化、规格化；测量数据传播与应用的网络化、多样化、社会化的方向发展。本文介绍了水利水电工程常用测量技术，分析研究了水利水电工程测量要点。
【关键词】水利水电工程测量技术要点
中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号：
水利水电测量技术是一种全方位测量工作的科学技术，随着各种测量技术的发展，水利水电工程测量技术也得到了极大的发展。然而由于在实际应用中采用了不当的测量方法,导致测量精度低、误差大、工作效率低等问题。这就要求我们在实际测量中采用正确的测量技术和方法，加强测量的监督管理，使测量数据管理实现科学化、标准化、规格化，从而得到准确和细致的测量数据。
一、水利水电工程常用测量技术
1、控制测量技术
随着科学技术的发展，水利水电控制测量由传统控制测量过渡到现代控制测量模式，即以GPS 等空间定位技术为主、传统测绘方法为辅，快速高效、高精度确定空间点位的三维坐标。水利水电工程控制测量按水利水电工程阶段和服务内容划分为测图控制网和专用控制网两种类型，包含平面控制和高程控制两方面测量技术。水利水电工程平面控制网测量技术由传统的三角网发展为三边网、边角网、导线网、混合网等现代控制网测量技术，大区域测图控制网基本采用GPS 控制网技术，中小区域测图平面控制网采用GPS 控制网作为首级网或采用多种设备观测的混合网。水利水电工程高程控制网测量仪器从光学水准仪发展到自动安平水准仪再到数字水准仪、液体静力水准系统。观测方法从人工读数发展到自动读数纪录、自动观测，作业方式从单一的几何水准发展到测距三角高程、静力水准、GPS拟合水准等多元作业方式。
2、变形监测
变形监测又称变形测量，是对变形体进行测量，确定其空间位置及内部形态的变化特征。水利水电工程的变形监测主要包括基准网测量、工作基点测量、变形体变形监测、监测资料分析等内容，目前常用的变形监测方法主要有大地测量法、基准线测量法以及液体静力水准测量方法等。
3、水下地形测量技术
传统的水下地形测量采用一般多以经纬仪、电磁波测距仪及标尺、标杆为主要工具，用断面法或极坐标法及交会法定位，用测深杆和测深锤来采集水深数据，这种方法存在作业效率低，误差大等诸多缺点，近来已经很少被采用。
二、水利水电工程测量要点
1、施工控制网的建立
施工测量的主要目的是把在设计图纸、文件上的建筑物的位置、形状、大小、高程以足够的精度在实地上标定出来；用以指导施工，并检测建筑物的竣工形状；而无论是标定建筑物的位置等，还是检测其竣工形状均是以施工控制网为基准的；因此在施工放样前都需要建立与工程主体建筑物相应等级的施工控制网。
（1）控制网的布设
首先根据提供的资料：得到水电工程测区区地形图（比例尺为1/2000），经过现场实地踏勘原有的三角点、导线点、水准点的标石、标志现状和现存情况，了解坝区的自然和地理条件、交通、民情，然后进行了首级平面控制网的技术设计；选择保存较为完好、埋石稳固的三角点起算方位角推算控制网点的大地坐标（及施工坐标）；布设一级平面控制网点。控制网确定方案，网点标墩采用1.2 米高普通钢标，基础挖到基岩，顶部安装中心开孔直径为16mm 的钢板，做为强制归心的仪器平台，在全部埋设工作完成后，经过一段时间后进行外业观测工作。
（2）控制网的施测
由于一般水利工程测区山高林密、通视条件极差，利用常规方法(三角网或导线网)布设控制网无法构成附合或闭合图形，因此，利用GPS 采用卫星定位的方法进行布网、施测。根据测区的测绘面积及测区的地理状况，按照二级精度(相当于8 秒导线)的要求进行点连式的一次布网，采用静态相对定位的方法进行GPS 观测，所获得的测量结果均满足《全球定位系统(GPS)测量规范》的要求。选择起始点，不应选过短控制边，用短边控制长边会影响了GPS 待定点的精度，另外，如果已知点的数量过少，在坐标系统转换中会影响了转换精度，同时也缺少了已知点间的检核条件。科学的布网方法应该分两级布网，首先在测区的边缘选三个点用三台GPS 接收机测一个同步环(该同步环可静态观测2 小时以提高其基线向量的解算精度)， 将这个同步环作为一个E 级网(或一级网)，然后以同步环中的三个点作为该测区的已知点进行二级布网，这样不仅已知点的精度较高且均匀，而且二级网的精度也大幅度得以提高，不仅提高了坐标系统的转换精度，同时也增加了已知点间必要检核数量。
2、施工放样
为了保证放样数据的准确无误，混凝土的施工放样采用内业与外业分离，立模放样与立模验收检查相结合的办法进行。内业人员根据设计图纸绘制样点图，样点图均经过认真校核，未经校核和批准的图纸和样点图不得拿出放样。外业则采用全站仪的坐标放样或极坐标法进行放样。在立模放放样的过程中，对整个过程实施严格的质量控制，其中包括观测员、放样员、标定员、检查员均明确各自的职责，所有的放样过程均实行检核制度。立模验收阶段的检查，立模工人根据放样点把模板立好后，在浇筑混凝土之前，必须对模板的位置作检查验收，对不满足立模允许误差要求的进行调整，使之满足技术规范的要求。
由于测量技术的进步，仪器设备的数字化；整个工程施工中建筑物平面位置的放样主要采用极坐标法进行，使用精度高，使用稳定的全站仪进行施工放样。仪器精度指标为测距：2mm+2ppm、测角为2”；仪器每年均送相关技术鉴定单位率定一次。
校核角度差保证在±5”左右，设最大为mα=±10”；仪器对中误差m 中=±1mm；放样点标定误差致m 标=±5mm。放样精度要求，操作简便，减少了工作人员的劳动强度和粗差的出现，同时能够满足较快施工进度的需要，保证了放样精度和速度。
放样时， 对放样建筑物的轮角线根据实际情况采用距边线0.5m的放样控制点线和板、梁、柱、小墙体分中放样控制点线，同时在标定样点后,量取上一次砼浇筑后的实际边线桩号,做好放样、检测记录，作为下一次施工工作的控制依据和竣工体形测量资料的原始数据。
在放样过程中， 有时还采用了后方交会法放样部分闸墩的样点，均严格按规范要求操作，保证满足规范所规定的精度需要。
3、验收测量
（1）工程量验收测量
施工区原始地形线是计算开挖工程量的基准线之一，应该以业主提供的原始地形图或测量监理认可的实测地形图为依据。工程开工前应检查业主提供的原始地形图，在实地测量几条断面或散点，内业展点在图上比对。对有异议的部位应及时书面报告业主或测量监理工程师，协商解决补测方案，实测部分的地形图报送测量监理工程师认可。如果业主没有提供原始地形图， 工程开工前一定要实测原始地形图，并报送测量监理工程师签字认可。工程量验收测量一般每月进行一次，遇独立危岩体爆破、深洞溶槽清理回填，应及时测量计算工程量，并报监理签字认可。工程量验收测量时要分别出具土石方开挖、回填工程量。土石方开挖工程量要区分土、石分层和不同岩性石料的方量。土石方回填要区分各种回填材料的方量。工程量验收测量一般采用地形图法或断面法进行测量。采用全站仪或地面摄影方法测绘出验收部位的实际地形图，地形图比例尺一般在1：200～1：1000 范围内选择，测图范围应超出工程部位边线3m～10m。采用经纬仪或全站仪架在断面上进行测量，也应测出边线3m～10m，断面间距根据情况在5m～20m范围内选择。测点密度一般以图上间距不大于3cm，地形变化处应加密测点，以正确反映地形形状为原则。工程量计算时，在地形图上布设断面线位置和间距，应与测量监理工程师协商一致，并使用统一的原始地形图和设计断面线。