半预制式界桩在白鹤滩水电站建设征地界桩测设中的应用

刘振中，黎细波，张 婷

（浙江华东测绘有限公司，浙江杭州310030）

1 工程概况

白鹤滩水电站地处云贵高原西北，位于金沙江下游河段。库区干流全长182.77 km，不通公路的地段长度约占整个库区长度的一半。电站正常蓄水位为825 m。库区基本地貌类型多为侵蚀褶断高山与中山，其中水库区坝前段及库尾段主要为高山峡谷区，中间段地形较为开阔，地势相对平缓。库区内有四条大的支流，左岸为黑水河，右岸为以礼河、小江和普渡河。

白鹤滩水电站建设征地影响（包括水库淹没区和枢纽工程建设区）涉及四川、云南2省的4个市（州）7个县（区）。左岸为凉山彝族自治州的宁南县和会东县；右岸为昭通市巧家县、曲靖市会泽县、昆明市东川区和倘甸产业园区、禄劝县。

2 工程目的和内容

水电工程移民是水电工程的一个重要组成部分。在水电站建设用地范围确定后，为满足现场移民安置规划工作开展的需要，需按所在省人民政府“封库令”要求，对明确的范围按技术要求进行打桩定界，设置明显、当地群众家喻户晓的长久性标志。

白鹤滩水电站建设征地界桩布置范围包括水库淹没影响范围和枢纽工程建设区范围两部分。其中水库淹没影响范围需埋设界桩4 016个，枢纽工程建设区范围需埋设界桩382个。

3 界桩类型

根据布置位置的重要程度，界桩可分为主桩和加密桩两类。主桩为控制性界桩，在建设征地范围的控制点埋设主桩。在主桩之间布置加密桩。主桩露出地面高度为150 mm，加密桩露出地面高度为100 mm。两主桩间距为500～1 000 m，加密桩间距为50～200 m。

4 界桩制作

4.1 传统界桩制作方法

根据DL/T5376-2007《水电工程建设征地处理范围界定规范》的要求，钢筋混凝土永久界桩为菱柱体。永久界桩主桩规格为顶部100 mm×100 mm～150 mm×150 mm，下部200 mm×200 mm～250 mm×250mm，高度700～1 000mm。永久界桩加密桩规格为顶部100mm×50mm～150mm×100 mm，下部120 mm×50 mm～200 mm×100 mm，高度500～700 mm。具体规格见图1。

图1 永久界桩规格Fig.1 Size of the permanent boundary markers

4.2 半预制式界桩制作方法

在进行白鹤滩界桩埋设时，考虑到白鹤滩地质地貌、界桩加固、界桩美观等几方面问题与界桩在运输、埋设中存在的客观困难，提出了一种新的界桩制作方法即半预制式界桩制作法。具体做法如下：

保加利亚地处“一带一路”沿线国，几年来，中保两国政府有关部门对保加利亚公司的发展给予了高度重视和极大支持。2015年中国与保加利亚签署了“一带一路”合作备忘录，双方“16+1”及直线的合作进展顺利，保加利亚牵头成立了“16+1”农业合作促进联合会。2017年5月在两国农业部共同努力下，启动了“16+1”农业合作示范区。

（1）主桩制作：预制120 mm（长）×120 mm（宽）×200 mm（高）的主桩，制作时在每个界桩都镶嵌上四根直径8 mm、长度500 mm的钢筋，同时装上不锈钢标芯，桩面刷上白色涂料，桩顶印上界桩编号，编号涂上红漆。具体规格见图2。

图2 预制主桩规格Fig.2 Size of the half-prefabricated main boundary markers

（2）加密桩制作：预制100 mm（长）×100 mm（宽）×150 mm（高）的加密桩，制作时在每个界桩都镶嵌上四根直径8 mm、长度500 mm的钢筋，同时装上不锈钢标芯，桩面刷上白色涂料，桩顶印上界桩编号，编号涂上红漆。具体规格见图3。

埋设主桩与加密桩时需露出地面的高度分别为150 mm和100 mm，而制作的界桩均比露出地面的高度长50 mm。因此保证了埋设界桩时除了四根钢筋外，主桩和加密桩都有50 mm的部分埋设在水泥平台里，保证了界桩埋设的稳固。

界桩制作过程见图4。

图3 预制加密桩规格Fig.3 Size of the half-prefabricated infill boundary markers

图4 界桩制作过程Fig.4 Making process of the boundary markers

5 界桩测设

界桩测设步骤：

（1）界桩测设基于基本高程控制点，采用GPS-RTK实施。GPS-RTK系统建立时基本平面、高程控制点均不少于3个（以下称3个GPS控制点构成的三角形为控制三角形，3个GPS控制点构成的圆内范围为控制范围）。控制三角形内角不小于30°；测点在控制范围以外时，其距控制点距离不大于控制三角形最长边的1/3；系统建立后首先施测另外基本控制点以检查系统的可靠性。

（2）根据《金沙江白鹤滩水电站可行性研究报告阶段建设征地界桩规划报告》中影响区和枢纽区界桩的设计坐标和淹没区各断面间的界桩种类与个数并结合库区1∶2000地形图确定界桩埋设的概略位置，并将其坐标存储于测量仪器中。

（3）界桩测量采用GPS-RTK的模式进行测量放样。架设基准站过程中执行以下要求：基准架设在有水准高程的GPS控制点上，精确对中、整平卫星接收机天线，电台频率分区设置，各区之间无线电通信频率不相冲突。

（4）作业前对已知点进行检测，确保所建立的坐标系的适用性和仪器输入的准确性。

（5）通过仪器放样找到界桩埋设的概略位置，并根据实际情况调整埋设地点。

（6）在埋设地点处挖深500 mm、长宽约为300 mm×300 mm的坑洞。

（7）将预制好的界桩放入坑洞中并通过仪器调整界桩高度、位置，确保淹没区界桩实测高程与设计高程之差不超过0.05 m，枢纽区界桩和影响区界桩平面实测坐标与设计坐标之差不超过0.05 m，同时主桩露出地面0.15 m、加密桩露出地面0.1 m。

（8）界桩位置调整好后往坑洞中灌入水泥、石块夯实并浇注水泥平台。

（9）标石埋设完成后重新架设RTK，测量界桩桩顶标芯坐标并检查埋设的界桩高度或位置与设计是否一致。标芯坐标测量两次取平均作为该界桩成果，整理提交。

（10）用数码相机拍摄界桩近景和远景相片两张。近景相片拍摄清楚整个界桩的标面，点号等文字在相片中字头向上；远景相片拍摄清楚界桩与周围建筑物和地物的位置关系。

埋设好的界桩见图5。

图5 埋设好的界桩Fig.5 Embedded boundary markers

6 两种界桩的比较

6.1 界桩制作成本的比较

传统界桩的制作其模板木材需求量大且制作周期长，从浇筑、拆模、养护到阴干、刷漆需5 d时间。半预制式界桩模板制作的木材需求量小于传统界桩，因体积小，其制作周期大大缩短，一般48 h内就能完成全部工序，投入使用。由于制作效率的提高，即便加上界桩埋设时使用的水泥费用，半预制式界桩在制作成本上也要明显优于传统界桩。

6.2 界桩测设效率与安全的比较

电站界桩测设过程中，影响其效率的主要因素在于界桩的运输。界桩的运输主要分为两个部分，一是机动车辆运输，二是人（畜）力运输。一般西部的水电站库区交通情况较差，公路多为土石路面，很多不通公路的地方，其运输基本靠牲畜。

机动车辆运输界桩时，车辆的颠簸会使界桩与界桩或者界桩与车辆发生碰撞。传统界桩由于体积大、质量重，需皮卡、拖拉机等车辆运输，界桩在碰撞过程中容易破损，影响界桩美观甚至使用；而半预制式界桩因为体积小、质量轻，可以放到越野车、面包车后背箱，且车辆颠簸也不易使界桩破损。

白鹤滩水电站库区环境复杂多样，其中不通公路的地段长度约占整个库区长度的一半，地理环境恶劣，交通极为不便，界桩只能靠人（畜）运输。埋设界桩时，体积大、质量重的传统界桩运输起来极为不方便，并且在山高、坡陡、路滑的地方靠人力搬运整个界桩存在很大的安全隐患。

采用半预制式界桩能将埋设界桩时所需的材料分散运输，即参与界桩测设的人员可以每人只拿部分埋设材料，与一个人运输一个完整的界桩相比，大大节省了体力，有效提高了工作效率，更能保障人员安全。

6.3 界桩埋设牢固度的比较

传统界桩的埋设一般采用素土夯实而半预制式界桩采用混凝土浇注，因此埋设更加牢固。

7 结语

通过白鹤滩水电站建设征地界桩测设的生产实践，证明半预制式界桩在制作成本、测设的安全与效率以及埋设牢固度上都要优于传统界桩，其制作与埋设方法确实是一种安全高效的好方法。随着西南地区水电市场开发的不断推进，其必将创造良好的社会效益与丰厚的经济效益。