小水电工程地面控制测量的几种有效方法

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摘要：测量工作在小水电工程建设中起着重要的作用。结合自身的测量经验，介绍了用GPS与EDM导线建立小水电工程地面控制网的几种常用并有效的方法。图3幅，表1个。

关键词：水力发电 工程测量 控制网 导线测量

小水电工程按其布置的方式分为堤坝式、引水式和混合式3种。堤坝式电站属于低水头大流量型，大多位于水流平缓处，工程主要由大坝、坝后的厂房及库区构成，一般没有引水隧洞，这种电站的测量工作比较简单，只需在坝址处建立控制网，用以测量坝址和库区地形图，测绘工作相对比较简单；而引水式和混合式电站是高水头式，它的结构除大坝和厂房外，一般还有引水隧洞、压力管等。这类电站传统的地面控制测量方法是建立小三角网，但目前由于GPS和全站仪（测距仪）的全面普及，传统的小三角网控制已完全被GPS测量或与EDM导线结合的方法所代替。本文结合作者多年来小水电工程的测量经验，着重介绍引水式或混合式高水头小水电工程的地面控制测量。

1 小水电工程的特点

小水电一般装机5000kW以下，整个工程由拦水坝、引水洞（支洞）、压力管和厂房等组成。引水式或混合式小水电站多处于山地狭谷地带，交通不便，林木茂盛通视差，它的地面控制测量工作相对于堤坝式电站更加复杂和困难。这种电站水头多在30m以上，高的可达数百米，引水隧洞由一个或一个以上的洞组成，单个洞长一般小于2km，洞内坡度0．2％，横向贯通允许限差为20cm，高程贯通限差为5cm。

小水电工程测量工作的主要内容有建立平面和高程控制网，测绘库区、坝址、进出洞口（中洞）、压力管和厂房的数字化地形图（库区和其他区域的比例尺一般分别为1：2000和1：500），以及工程施工放样。测区采用任意直角坐标系和假定高程系，如是流域综合开发，可用区域内或国家统一的平面和高程系统。

2 地面控制测量

2．1 GPS与EDM导线结合的方法对于高水头的小水电工程，输水隧洞的控制是整个工程的核心。由于小水电工程处位于山地狭谷这种特殊的位置，采用GPS测量往往受到地形条件的限制，不能直接在坝址、进出洞口（支洞口）、厂房等关键位置上施测，而只能在附近山脊等开阔处选取合适的点，再用EDM导线延伸至需要的位置上。

在各施工区如坝址、洞口、厂房等处布点时，每处至少应布设2～3个点，并使各相邻点两两通视，最好能组成一个三角形。GPS观测的时间依工程对点位的精度要求不同而不同，一般20～30分钟即可，检验测量成果精度的方法，通常有3种：用全站仪（测距仪）测量两点间的平距与GPS二维约束边长进行比较（同一投影面上）［1］；用全站仪测量单角，与GPS坐标反算角度值进行比较；用GPS对原测点位在不同时间进行重测等方法进行检验。

GPS测量的二维精度可靠，但高程精度偏低，其高程中误差一般为±10cm，不能满足施工要求而需重新布设一条具有四等精度的测距三角高程导线或水准路线，这项测量工作特别是在交通不便的山区，工作量也是非常大的。

2．2 EDM三维导线

测距导线作为小水电工程的地表控制，也是非常合适的。一方面全站仪在生产单位已得到全面的普及，同时它又有良好的测角、测距精度，目前2秒级全站仪每公里测距精度一般都在3＋2ppm（mm）以内，另一方面，测距导线选点的自由度大，能在所需要的地方布点，并能一次性完成平面和高程控制测量。为提高隧洞的贯通精度，减少坝址与厂房间的控制点的数量，导线宜布设成直伸型。

1）闭合导线：这种闭合导线的布设形式为狭长型（如图1），A为进洞口控制点，D为出洞口控制点，1、2、……6点为中间点，单号点与双号点各构成一条导线，选点时，应使1与2，3与4等两两相邻的点间距为2m以内，并用钢卷尺量出间距。

[2]陶元洲．单程双测导线测量［J］．《测量员》，1991，（4）．

[3]李青岳等．工程测量学［M］．北京：测绘出版社，1995（第二版）．

[4]本书编写组．测量学［M］．北京：测绘出版社，1991年（第三版）．

[5]潘宝玉等．城市一、二级EDM导线适宜长度的探讨［J］《地矿测绘》，1994，（1）．