重庆盖下坝水电站大坝施工控加密网技术设计
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摘要:本文介绍了一种新型智能监控系统的硬件设计实现过程。
关键词:测量;微处理器;智能监控
1.1 概述
盖下坝水电站位于重庆市云阳县和奉节县境内的长江一级支流长滩河中上游河段,该电站开发的主要任务是发电,电站工程枢纽由混凝土双曲拱坝及左岸引水发电系统组成。
混凝土双曲拱坝包括溢流坝段、挡水坝段,坝顶中心线弧长153.31m,坝顶高程394.00m,最大坝高160m(包括垫座) 。
引水系统布置在长滩河左岸山体内,由进水口、引水隧洞、调压井及压力管道组成,采用一洞三机的布置方式。本标段施工内容为进水口、引水隧洞(0-70.15～1+000)。
本标主要测量项目包括:大坝工程、引水系统工程、缆机平台土建工程、永久交通工程等测量控制、施工放样。
本工程施工测量的重点、难点主要有:控制与加密控制;拱坝放样数据计算、日常施工放样与校模测量。
砼拱坝工程由中国水利水电第十二工程局有限公司承建,相应大坝施工加密控制网由十二局测量队施测,控制网2009年2月18日~24日经实地踏勘、初放点位,网点布置见附图。
1.2 编制依据
⑴盖下坝电站施工总平面布置图、拱坝平面布置及剖面图;招标阶段文件。
⑵中水东北勘测设计研究有限责任公司工程测绘公司完成的《盖下坝水电站施工控制网》成果;(独立平面直角坐标系统、1956年黄海高程系统)
⑶本工程招、投标文件
1.3 执行规范、要求
⑴《水电水利工程施工测量规范》(DL/T5173-2003)
⑵《国家三角测量和精密导线测量规范》
⑶设计、监理部门其它技术要求
1.4 设计原则
平面控制网结合工程规模、工程总体布置、工程建设周期等因素,执行规范有关规定,设计为三等平面控制网、高程网用光电测距三角高程代替三等水准。
1.5 平面控制
平面控制点相对于同级起算点或邻近高一级控制点的点位中误差小于±10mm。
施工控制网主要侧重于工程建设的施工放样、相对精度要求高。拟取用提供网中的一个点及一个方向作为本加密施工控制网的起算数据,作零类设计,按三等技术要求建立本标控制网。
三等平面控制网设计为导线网。测边与测角精度匹配附合下列要求:Mβ/√2ρ=MS/S×103
⑴ 对提供点复测做如下考虑:资料分析、测点踏勘、水平角及边长与实测比较。通过现场踏勘对提供的控制点是否有位移迹象、是否遭到破毁、通视等情况进行判断;实测比较根据提供的成果进行边长和水平角反算的结果与全站仪实测的边长和水平角进行比较。
校核提供控制点间相互关系。拟设站C17点,实测C17~A2间距,按四等要求实测A2、C17、C18水平夹角。根据复测结果报监理审核后选用起算点。
根据现有资料分析拟选定坝区附近点C17为施工控制网起算点,以C17~A2为起算方位,作零类设计,采用经典自由网。
⑵点位分布及主要作用:
首级控制点主要用于坝区原始地形复测、坝区开挖、引水洞进口明挖、坝体砼浇筑及作为加密控制的起算点。
根据盖下坝坝区地形和拱坝施工测量特点,分三层布设点位。考虑到点位的稳定性、长久性及为后期加密控制的方便性,首级布设6个控制点(网形见附图)。
低层布置一个点(点名GX05)高程约300,主要承担基坑为主施工放样任务。本控制点为EL300以下拱坝开挖、砼施工测量、进水口段加密控制起算、上游围堰放样主要控制点。
中层分布二个点(点名GX03、GX04)高程约340~360,主要承担EL300~360测量放样任务;
高层分布二个点(点名GX01、GX02)高程约400~420,承担高层区开挖放样任务,与今后变形观测系统衔接等。
(GX01~GX05)点位布置大坝上游侧左岸(将考虑左岸施工线路影响),均为高标墩控制点。
现导流洞出口洞顶附近布置一个高标墩点GX06,主要负责下游围堰、交通洞放样、加密起算等任务。
拱坝砼施工放样测站点主要为高标墩控制点。为确保放样使用高标墩原则,GX01、GX03、GX05点拟在缆机平台、临建施工路基本形成后进行。GX02、GX04、GX06点尽早安排标墩施工,按测站精度要求实测坐标。先行形成控制点主要服务施工准备阶段测量放样和地形测量任务。
⑶ 加密方案初定: 加密点采用地面墩,拟在拱坝区域(两坝肩)、引水系统进水口对面山体布置3~4个四等精度导线点主要用于地形测量。
以三等点为加密起算点按等级要求建立测站点,所建测站点考虑满足放样精度要求,放样前作精度估算。
⑷ 点位中误差估算:根据图上选点得出控制点概略坐标,用清华三维Nasew2000 智能图文网平差软件反算观测值,评估本设计的施测方案得出最弱点点位中误差为4.4mm。
⑸ 平面控制点以高标墩为主,具体点位据实地情况确定。高标墩点位要求开挖至基岩或坚硬土层,标墩砼浇筑分二期施工。安装强制对中盘时,须由测量人员监测,其底座不平度小于4′。确保砼浇筑质量,标身抹面,涂白漆,标注点名。观测墩加强保护,临时施工线路尽可能避开观测控制点,确保施工控制网完整性,施工控制网拟在拱槽开挖结束后根据点位情况考虑复测。
(6) 平面控制网水平角及测距由TCA2003全站仪观测。水平角观测当方向为2 个时奇数测回观测左角,偶数测回观测右角,当方向观测数超过2个时采用方向观测法左右角观测共六测回。水平角观测时度盘不作度盘配置、仅对秒值变换。
测距作业技术要求:
测距边往返较差须将斜距化算至同一高程面上方可比较。测距边经气象、加乘常数改正,倾角加入两差改正后化为水平距离,其中大气折光系数选用0.14,地球曲率半径为6368000米。观测边长投影到测区平均高程面:324m。
1.6 高程控制
最末级高程控制点相对起算高程控制点的高程中误差小于±10mm。
根据工程实际情况,按三等三角高程精度要求施测,每个平面控制点均提供三角高程,组成三维网。
拟选用C17水准高程作为控制网起算高程点。
三角高程作业技术要求:
1.7 计算
对所有观测手簿统一编号,记录规范、填写齐全。平差计算前,对外业观测记录手簿及平差计算起始数据,再次进行百分之百的检查校对。
计算采用武测科傻平差软件进行严密平差,方法采用验后定权法。平面网计算反映三角形闭合差,测角中误差,点位中误差、边长相对中误差、误差椭圆等信息,高程网计算反映平差后高程单位权中误差,各未知点平差后高程中误差等信息。
1.8 提交资料
⑴ 技术设计书
⑵ 测绘资质证书复印件
⑶ 仪器检定资料
⑷ 平面、高程网布置图
⑸ 控制点成果、精度表
⑹ 技术总结
1.9 工期安排、控制测量人员组织
⑴2009年2月18日~2月25日,技术设计、选点
⑵2009年2月25日~4月20日,观测墩制作、稳定
⑶2009年4月20日~4月30日,控制网观测、提供成果
人员组织:高级工程师一名、工程师二名,助工二名,测工二名