南水北调总干渠邯邢段二等水准测量技术探讨

□靳英超 李五科

南水北调总干渠邯邢段二等水准测量技术探讨

□靳英超 李五科

南水北调总干渠（邯邢段）全长172km，线路自河南省丰乐镇村西过漳河进入河北省境内，经过邯郸市、邢台市的10个县（市）。在邯郸市渠段以岗地为主，局部为丘陵，在邢台市渠段以倾斜平原为主，路线穿越洺河、沙河、七里河、白马河等大型交叉河道20条。地势海拔在70～100m之间，且高程变化频繁，沿线南北方向道路较少，施测难度很大，依据困难类别划分标准，本次总干渠（邯邢段）二等水准测量困难类别为Ⅱ类。

1.选点与埋石

1.1 选点

利用南水北调中线1∶5000带状地形图，作为选点埋石用图。首先进行图上布点，然后依据测量技术设计进行现场选点，选点兼顾了平面控制点和高程控制点在使用和保护方面的特点，选点遵循了以下原则：每3km左右布设一对,相互通视，间距不小于600m；点位选在距渠道设计中心线300m左右，质地坚硬、稳固可靠、交通方便的地方，便于长期保存和使用；点位远离发射台、高压线等，避免电磁波干扰，距离不小于200m；点位选在开阔的地方，在高度角15°范围内无障碍物；附近没有强烈反射卫星信号的物件（如大型建筑物等），避免多路径效应影响；尽量沿高差变化不大的区域布设，以利于水准测量。

1.2 埋石

该项目埋设混凝土普通水准标石126座，采用暗标方式，标石顶部距地面0.3m左右。既保证了点位不易破坏，达到永久保存的目的，又便于常规测量仪器对中。标石按照《国家一、二等水准测量规范》中混凝土普通水准标石规格制作。柱体、指示碑、标石盖按照标准规格进行预制，基座全部现场浇筑，为增强标石的稳固性，基座厚度由标准高度20cm改为30cm。采用标号为425#的矿渣水泥；石子采用级配合格的5～40mm的坚硬碎石；沙子采用0.15～3mm粒径的中沙，含泥量不超过3%；和灰使用清洁的淡水；水、水泥、沙子、石子的基本配比为0.6∶1∶2∶4，制作工艺均达到了规范要求。

在埋石时，充分考虑到南水北调建设的工期，以及大型水利工程对高程精度的要求，在挖好基坑后，每个基坑都进行了灌水处理，待水充分渗透沉降后再进行现场预制底座。标石埋设时间均在雨季之前，且经过了一个汛期的沉降，这样使每座标石更加稳定，比规范要求更高。

2.观测中的注意事项

二等水准观测完全按照《国家一、二等水准测量规范》进行。

2.1 跨桥测量

在水准路线遇到超过100m的桥梁，且交通繁忙、车流量大时，首先看桥下是否另有道路可通行，若有则优先选择；若桥下有水可按跨河水准方法观测；还可选择时间段通行，利用灯光照明，选择夜间零晨0∶00～3∶00车辆通行最少的时间段进行施测。

2.2 跨沙滩测量

在穿越长达7km的沙河时，如果绕道测量，水准路线则增加3倍以上，既浪费人力财力，又浪费时间，因此决定直接穿越。除沿道路时用重5kg的尺台外，沙滩地均采用自制长0.3m、重5kg的尺桩作转点尺承，在沙子较厚时仪器三脚采用打木桩方法进行，通过以上措施，充分保证了仪器、标尺的稳定，减小了仪器下沉引起的误差，完全满足测量精度要求。

2.3 雪后观测

2009年11月10日，54年一遇的一场大雪降落在石家庄及以南地区，当时正直二等水准观测阶段，被迫停工。为了赶进度，待雪融化后于23日到达临城县，由于暴雪的原因，造成土路泥泞、松软度较深，在观测时首先在安置尺台处，将表层松软泥土铲去，然后再打尺台，特别松软地段利用尺桩作转点。

2.4 温度变化出现分群现象

在观测Ⅲ111～Ⅲ112时，天气寒冷、气温较低，刚开始地面冻的结实，但随着时间的推移，温度的升高，10点钟过后温度变化较大，地面冻土开始融化，道路变得更加泥泞，经过两次往测和返测，得出两次往测观测结果靠近，而两次返测观测结果不符值超限的分群现象。为了保证质量，又进行了第3次往返测，在观测上尽量缩短时间，观测员、执尺员与打桩人员快速联动，一站由原来的3min左右降到2min左右，在阴天的上午往返测一气完成，观测结果完全满足规范要求。

2.5 人为因素

除顾及天气、环境、道路等因素外，还应考虑人为因素，比如：让视力好、手脚麻利、责任心强的同志观测，使成像清晰，每站观测时间短，保证观测精度。工作态度、工作能力和心情好坏会直接影响到每一项环节中，所以在测前要进行岗位培训、思想教育来提高参与人员的综合素质。

3.精度统计和质量分析

平差采用二等点起算点24个，待定点127个，总点数151个，总测段数150段，水准路线总长276.3km。

3.1 测段往返测不符值精度统计

测段往返测不符值小于限差1/3的测段占78.0%，介于限差1/3～2/3的占18.7%，介于限差2/3～1的占3.3%。全网每千米水准测量的偶然中误差为±0.60mm，小于规范±1.0mm的限差要求。

3.2 闭合差精度统计

路线闭合差小于限差1/3的17条，占总数的73.9%，介于限差1/3～2/3的6条，占总数的26.1%。每千米水准测量的全中误差为±1.10mm，小于规范±2.0mm的限差要求。

3.3 高程精度统计

水准测量平差计算待定点127个，高程中误差小于1mm的9个，占总数的7.2%，介于1～2mm之间的87个，占总数的69.6%，大于2mm的29个，占总数的23.2%。

4.结语

水准测量成果的精度主要取决于水准测量的方法和外界条件的影响。本次水准测量，通过埋标时对基坑灌水处理和标石基座加厚，以及针对不同测区采取不同措施，同时严格按照《国家一、二等水准测量规范》操作，从而获得了高质量的测绘成果。本项目的经验为今后建立长线路、高等级水准测量积累了宝贵经验。□

2014-07-13

靳英超，男，汉族，河北省水利水电第二勘测设计研究院，高级工程师。

李五科，男，汉族，河北省水利水电第二勘测设计研究院，技师。