光照水电站大坝安全监测控制网测量综述

李渝

（贵州省第一测绘院，贵州 贵阳 550025）

1 基本要求

1.1 平面坐标系统

平面坐标系统采用近似北京坐标系统，用施工控制网中大坝下游的TNI-02 的坐标为起算点坐标，用TNI-02点至TNI-05点的方向为起算方位角，投影高程面为800 m 的独立坐标系统。 起算点应选在不开挖的基岩上。

1.2 高程系统

高程系统采用以LE1-1 为基准点的独立高程系统，同时联测LE1-2、LE1-3 两个基准点相互检校。

1.3 精度要求

平面精度

1.4 图形设计

根据工程设计意图及其对控制网的精度要求，拟定合理布网方案，利用测区地形地物特点在图上设计出一个图形结构强的工程控制网。工程控制采用单三角锁时，三角形应尽量接近于等边三角形，任何角不应小于40°，采用中点多边形、大地四边形或采用三角网形式布点时，任一推算路线的传距角不得小于30°。一等水准路线应沿路面坡度平缓、左右岸交通公路路布设，水准线路以LE1-1 为基准点形成闭合环线，同时联测中间水准点构成网状。

1.5 联测方案

工程控制网平面采用边角同测的方法进行观测，使用徕卡TCA2003 仪器进行水平角观测和Ⅰ等距离观测，以确保平面观测的精度。高程采用闭合环网的方法，使用补偿式自动安平精密数字水准仪（DNA03），按一等水准测量的技术要求进行观测。

2 选点埋石

2.1 平面控制网的选点及埋设

2.1.1 应根据施工图上的概略坐标进行选点，平面控制点应选在通视良好、交通方便，地基稳定且能长期保存的地方，视线离障碍物（上、下和旁侧）不宜小于2.0m。

2.1.2 建造强制对中的观测墩，以减少仪器的对中误差。安装观测墩顶部的强制对中底盘应调整水平，倾斜角不得大于4′。

2.1.3 各等级控制点周围应有醒目的保护装置，以防止破坏，对一等网点采用观测房进行保护，双层观测房应控制好观测墩的垂直度。

2.2 水准网选点及埋设要求

2.2.1 水准基点是垂直观测的依据，必须具有足够的坚固和稳定性，埋设处地质条件要好，与大坝相距2km 左右的距离，以免水库蓄水后对水准基点的稳定性产生影响。

2.2.2 工作基点是垂直位移观测点所用的起点、终点，一般埋设在建筑物附近，且与待测点高程大致相近；其埋设应力求坚固稳定，埋设在基岩或原状土上。

2.2.3 水准测点一般和水平测点设在同一个观测墩上，其和观测对象接触一定牢固，应能真实地反观测对象的变形情况。

2.2.4 根据本工程地质条件，采用三种水准标石：

混凝土水准标石：由混凝土浇筑的标柱和底盘组成，标柱的顶部埋设有不锈钢标志头，在底盘埋设副点标志，用作检测。这种标石主要用于覆盖层较浅的深坑埋设。

单金属标（深埋钢管标）：覆盖层较厚时采用。把水准基点埋设在基岩中，为此需要钻孔至新鲜基岩2 m 以下，将直径为Ф89mm的钢管埋入基岩内。在埋设前，先在钢管下部1m处造若干个排浆孔。埋设时从管内灌入水泥沙浆。沙浆从排浆孔排出，使钢管与基岩结合。为防止地表移动而影响钢管位置，在内钢管外还套以直径Ф120mm 的外管，内外管之间垫以橡皮圈。初步考虑单金属标埋设在六冲河大桥右岸。

2.2.5 水准标石的造埋按照《国家一、二等水准测量规范》(GB12897)所提出的技术要求执行，所用的水泥标号应不低于425#。

3 观测方法

3.1 平面控制

3.1.1 水平角观测前准备工作

a.资料准备：观测计划、人员分工、作业技术规范；b.观测设备：智能型全站仪、连接螺丝；c.照准设备：照准棱镜、基座；d.通讯及交通工具：对讲机或无线电话、车辆；e.辅助工具：大于30cm 的游标卡尺、温度计、气压表、计算器、测伞；f.记录工具：笔记录本电脑、电子手簿、笔等。

3.1.2 水平角观测

水平角观测应遵守下列规定：

a.观测应在成像清晰、稳定的条件下进行。晴天的日出、日落和中午前后，如果成像模糊或跳动剧烈，不应进行观测；b.观测前应凉置仪器30分钟，让仪器温度与外界温度基本一致后才能开始观测。观测过程中仪器不得受日光直接照射；c.仪器照准部旋转时，应平稳匀速；制动螺旋不宜拧得过紧；微动螺旋应尽量使用中间部位。精确照目标时，微动螺旋最后应为旋进方向。d.观测过程中，仪器气泡中心偏离值不得超过一格。当偏移值接近限值时，应在测回之间重新整置仪器。e.观测必须按规范要求进行，观测成果应做到记录真实,字迹工整，注记明确，观测要求及各项限差均应符合规范规定。f.观测完后，应立即检查记录，计算各项观测误差是否在限差范围内，确认全部符合规定限差方可离去，以免造成不必要的返工与重测。

3.1.3 安置全站仪

a.把仪器固定在观测墩上，移动仪器强制对中，使观测墩标志中心与仪器中心强制重合；拧紧连接螺丝；b.用仪器脚螺旋精确整平仪器，使气泡居中；c.根据观测方案，利用技术设计或选点略图寻找并识别各观测目标；d.水平角观测仪器、观测方法和测回数按照下表执行：

3.1.4 水平角观测方法

使用徕卡TCA2003 智能型全站仪观测：水平角观测严格按照《精密工程测量规范》GB/T15314-94 执行。

一等水平角观测，一份成果的全部测回应在三个以上时间段完成，每个时间段的基本测回数应不超过全部测回数的2/5。每一角度各测回尽可能在不同条件下观测，至少应分配在两个时间段，每一时间段观测的测回数，应不超过单角总测回数的1/2。同一角度不得连续紧接观测（重测时例外）。注：时间段的划分为上午、下午、夜间。

3.1.5 水平角观测的限差和重测

a.方向法观测限差（见下表）

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b.超限观测值的重测

1）凡超出本规范规定限差的结果，均应进行重测。因超限而重测的完整测回，称为重测。因对错度盘、测错方向、读记错误或中途发现观测条件不佳等原因而放弃的测回，重新观测时，不算重测。

2）因测回互差超限而重测时，除明显孤值外，原则上应重观测结果中最大和最小值的测回。

3）方向观测法重测数的计算：在基本测回观测结果中，重测1个方向，算做1个方向测回，一测回中有2个方向需重测，算做2个方向测回，因零方向超限而全测回重测，算作（n-1）个方向测回。一份成果的全部方向测回总数（按基本测回计算）等于方向数减1 乘以测回数，即(n-1)*m。

4）方向观测重测时，只须联测零方向。

5）观测的基本测回结果和重测结果，一律抄入记簿。重测和基本测回结果不得取中数，每一测回（即每一度盘位置）只采用一个符合限差的结果。

6）三角形闭合差、极校验、基线条件和方位角条件自由项超限而重测时，应整份成果重测。

3.2 平差计算

根据所观测的水平角，垂直角、高差、距离等测量的有效数据，用徕卡公司提供的测量平差软件进行平差计算，计算中最弱点点位中误差、边长相对中误差等有关精度指标满足规范要求。提交正式的成果表、电子文档等有关资料。

4 精度估算

4.1 平面控制网

项目平面控制网的设计根据北盘江光照水电站枢纽平面网布置图量取两控制点坐标(TI02和TI05)作为已知起算数据，以原控制网图为参考对整个大坝设计布置监测控制网（边角网），并对其进行精度估算。经估算得出：最大点位误差[TI04]=0.0003(m)；最大点间误差=0.0004(m)；最大边长比例误差=1/2482685；平面网验后单位权中误差为0.05s。满足水平位移变形测量一等技术要求。

4.2 高程控制网

项目高程控制网设计为环闭合水准网。以LE1-1 为基准水准点进行设计布置，满足坝区垂直位移检测要求。经过精度估算得：每公里高程测量的高差中误差为 0.02(MM/KM)。满足一等水准网精度要求。

5 结语

通过以上成果表分析，该控制网无论是平面控制网，还是高程控制网，均满足规范及设计规定的一等平面控制网的精度要求。

[1]《国家三角测量规范》GB/T 17942-2000.

[2]《水利水电工程施工测量规范》DL/T5173-2003.

[3]《混凝土坝安全监测技术规范》DL5178-2003.