浅述水工建筑物的渠道测量与工程量计算

徐锦胜

摘要:渠道是常见而普遍水利工程,无论是以蓄、提、引的方式进行灌溉,还是排洪和排地面积水,都需要通过渠道才能发挥效益。文章踏勘选线、中线测量、纵横断面测量、土石方计算和边坡放样等方面对渠道测量进行阐述。

关键词:水工建筑物;渠道测量;工程量计算

中图分类号:TV672文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)18-0149-02

1踏勘选线

踏勘选线的目的是在地面上确定中心线位置。在选定渠道路线时,必须遵循“经济合理,安全可靠和灌溉面积大”的原则,因此在踏勘选线时要考虑如下几个问题:

①渠道要尽量短而直,力求避开障碍物,以减小工程量和水流损失。②把渠道选择在地势较高的地带,以利达到扩大灌溉面积和自流灌溉的目的。③渠道经过的地带土质要好,坡度要适宜,以防渠道运行出现严重的渗漏、冲刷和坍塌现象。④填挖土石方量和渠道建筑物要少,以达到省工、省料和少占用耕地。

在踏勘选线时,拟建渠道地区如果有大比例尺地形图时,可以先在图上选定出几个路线方案,进行比较后,根据初步拟定的渠线位置,再到实地沿线做调查研究和收集有关资料,结合当地实际情况,最后确定渠道的起点、转折点和终点,并用大木桩在地面上标志这些点的位置。

2中线测量

当渠道的中心线在地面上确定以后,还要测出渠道的长度和转折角的大小。

渠道的长度可以用钢尺沿渠道中心线丈量。为了方便计算渠道长度和测量渠道纵横断面图,一般每隔100 m(或50 m)的地面上钉立一个小木桩(里程桩),如果里程桩之间地面坡度变化较大或有重要建筑物时(涵洞、跌水等),应增设木桩,称为加桩。

里程桩必须进行编号,渠道起点桩号可写成0+000,依次为0+100,…0+900,距起点1KM处可写成1+000,依次为1+100,…1+900,依此类推。加桩编号亦同,例如距起点桩5 433 m处的桩号可写成5+433,里程桩桩号一律朝向渠首。

在沿中线量距的同时,要在现场绘出路线草图,作为设计渠道的参考,不必那么细致,可以用一条直线表示,遇到渠道转弯处,用箭头指出转角方向,并写出转角度数。

在转折处,还要测设圆曲线,里程桩和加桩就应该设置在曲线上,并且按照曲线长度计算里程。

3纵断面水准测量与绘制

渠道纵断面水准测量,就是测定渠道中心线上各个里程桩和加桩的高程,最后绘出渠道纵断面图,为设计渠道提供资料。

为了保证渠道纵断面水准测量的精度,测量时应按《水利水电工程测量规范》的规定进行。如果渠道沿线国家等级的水准点不多,则要用四等水准测量增设一些水准点,增设的水准点应该沿渠道方向每隔1～2 km设置一个(即BM点),设置在渠道开挖线和堆土线以外不易破坏的地点。BM点设置以后,就可以用普通水准测量的方法测定里程桩和加桩的高程。

丘陵地区距离国家等级的水准点较远,也可以采用假设高程,一般在起点桩附近的固定建筑物或岩石上设置一个固定桩。以便往返闭合,并精确计算各里程桩和BM点的高程。

用各个里程桩和加桩的高程绘制的渠道中心线纵向地面变化的图称为纵断面图。渠道纵断面图是设计渠底高程线、堤顶高程线、计算填挖土石方量和拟定施工计划的主要资料。

在渠道纵断面水准测量时,各个里程桩和加桩测量所计算出来的高程是木桩桩顶高程。但是在绘制纵断面图时,不能用桩顶高程而应该用地面高程绘制。所以,在桩顶读数的同时还应加读桩底读数或把木桩高钉成统一高度。

绘制纵断面图:以里程桩和加桩高程作为纵坐标,用里程桩和加桩的里程作为横坐标,按比例绘制。因为,里程桩上的高程变化不大,里程桩的距离较长;所以,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。

因为里程桩高程的数值比较大,但地面起伏变化较小,所以在图纸上编辑高程数值时,可以选择某一高程作为起始线,而不必从零开始。可根据水准测量记录中最底高程或设计最底高程定为起始高程。

绘制纵断面图的步骤如下:

①填写里程桩。②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。③根据地面线定出设计坡降。并绘制在渠底坡度一栏。④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。⑤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。⑥最后把路线平面图一并绘制在最后一栏。

4渠道横断面的测绘

横断面测量的目的,就是在里程桩和加桩上测量出垂直于渠道中心线的横向地面坡度变化点的高程,并绘出横断面图。

横断面测量的宽度与渠道的大小和地形变化情况有关,一般要求在横断面图上能标出渠道的边桩位置或渠面能满足边坡的位置。

在横断面上地形变化较小的情况下,可采用水准仪,在横断面坡度变化点上设置测钎或小木桩,并用皮尺或测绳量取水平距离,水准仪测量高程。

如果横断面地面坡度变化较大,可以采用经纬仪或全站仪,把仪器安置在里程桩上,对中、整平后,瞄准前或后桩归零,旋转90度向两边施测。

将测算成果绘制横断面图,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的采用同一比例尺。

5土方计算

随着科学技术的迅猛发展,电脑应用非常广泛,绘图采用电脑绘制。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。即地面线与渠底设计线的交点就是零点。如:在1+500是挖方,开挖深度是0.22m,1+527是填方,填方高度0.83m。设:零点距1+500为x,则:距1+527为27-x根据相似比的原理:x:(27-x)=0.22:0.83,求得x=566m,27-5.66=21.34m。

计算出零点到1+500的距离后,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1+500～1+527两桩间的土方分成1+500～1+505.66和1+505.66～1+527两部分计算。

最后绘制土方计算表,将所有计算结果填入表中。

参考文献:

[1] 孙红军,王晶.浅谈渠道测量的工作步骤[J].水利天地,2008,

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