浅述南水北调中线荥阳段Ⅱ标的渠道工程测量

王俊超 吴占虎

【摘要】渠道是线状引水工程，它包括渠首、渠道、渡槽、倒虹吸、涵洞、节制分水闸、桥等一系列配套建筑物。渠道工程测量要把这些建筑物的中心线及平面位置和特征高程按一定的标准和精度放样出来，为渠道施工提供充分的依据和保障。本文对渠道的施工控制网、纵横断面测量、施工放样、土石方计算和等方面对渠道工程测量进行阐述。

【关键词】渠道工程测量；控制测量；地形测量；施工放样；工程量计算

1、概述

渠道是线状引水工程，它包括渠首、渠道、渡槽、倒虹吸、涵洞、节制分水闸、桥等一系列配套建筑物。渠道工程测量首先是依据测量规范，按照设计施工图纸，在地面上放样出建筑物中心线及平面位置，并测出纵、横断面和地形图，绘制纵横断面图，在图上绘出设计线；然后，计算工程量，作为施工、施工方案制定和工程量结算的依据。渠道施工测量的目的是要把建筑物的中心线及平面位置和特征高程按一定的标准和精度放样出来，并在施工过程中按照规范的标准进行检测和质量控制。

2、工程概况

南水北调中线荥阳段工程施工Ⅱ标：起点桩号XYD10+000，终点桩号XYD23+972.89，工程包括长13.973km的渠道及沿线布置的各类建筑物19座，包括：枯河倒虹吸，1座渠渠交叉建筑物，1座分水口门，10座公路桥，6座生产桥。渠道起点与终点设计流量265m3/s，加大流量320m3/s，起点渠底高程111.712m，设计渠水位高程119.236m；终点渠底高程110.999m，设计渠水位高程118.00m，设计水头差为0.721m，设计纵坡为1∶23000。渠道过水断面为梯形，设计底宽为18m，渠道过水断面边坡坡度为1：2。

本工程区附近有京珠、连霍、西南绕城高速公路、107国道、310国道，枯河倒虹吸右岸约2km处有荥阳～北邙的省道S232，交通运输条件较好。

3、控制测量

3.1 施工控制网的布设。施工测量控制网的布设主要满足荥阳Ⅱ标施工控制测量和施工期的测量放样。由于工程施工范围为狭长区域，施工测量控制网又必须覆盖整个施工区域，狭长的测量控制网包含有许多不利因素。为加强控制网的精度、满足施工测量的精度要求、保证测量成果的准确性，施工控制网布设采用GPS常规网。

3.2 选点和标石埋设。首先组织技术人员进行现场选点并埋设加密控制点混凝土观测墩。GPS点和水准点的点位选择在距渠道开挖线外侧2.0m～3.5m处，点位选择符合技术要求，有利于使用其他测量方法进行联测。 其中GPS点被测卫星的地平高度角大于15°；点位远离大功率无线点发射源，其距离不小于200m，并远离高压输电线，其距离不小于50m。

3.3 控制测量。控制测量严格按照相应规范及作业依据的要求，外業观测选择最佳观测时间，采用D级GPS静态测量作业方式进行施测。按D级GPS静态测量要求完成41个测段75个点次静态测量，数据处理和网平差采用Trimble公司TGO1.6商用GPS软件。高程控制测量执行《国家三、四等水准测量规范》，根据测区已知高程控制点情况采用DSZ2水准仪配合双面木质尺按三等水准测量要求施测，使用掌上电脑记录，观测过程中各项限差严格按规范的规定执行。

4、地形图测量

由于施工区域为带状狭长区域，可以直接利用施工控制网点进行地形测量。

采用GPS结合全站仪进行地形测量。架设一台基准站，利用三台移动站对施工区域内的渠道及各个构筑物的局部地形进行测绘。对于一些地形低洼的地区，由于GPS信号较弱，可采用GPS基准站架设在未知点进行建站，这样可以直接架设在低洼地形附近，增加基站信号的发射强度，灵活运用RTK进行局部测绘。连接GPS或者全站仪与计算机之间的数据传输电缆；设置超级中端的通讯参数与仪器的通讯参数一致。

5、纵横断面测量

本工程包括了枯河倒虹吸，1座渠渠交叉建筑物，1座分水口门，10座公路桥，6座生产桥等多个分项工程，纵、横断面测量工作量大、工期紧、精度要求高。若采用常规的测量方法，很难保证测绘成果质量。

原始地面的纵横断面图可以利用Cass7.1软件在原始地形图中直接切得。施工期和竣工的纵横断面图采用GPS-RTK 技术，只需按着要测的断面参数结合仪器上所显示的数据进行纵横断面测量放样、收方。

6、施工放样

施工放样是与工程施工密切相关的。只有在现场放线位置合适、测量数据精确的基础上才能保证施工的正常快速进行。施工放样开始之前，应查阅工程设计图纸、收集施工区平面与高程控制成果，了解设计要求与现场施工需要，对设计图纸中有关数据和几何尺寸，认真进行校核，确认无误后方可作为放样依据。

在控制点上设站，记录员根据测站点和拟放样点坐标反算出测站点至放样点的距离和方位角。观测员转动仪器至第一个放样点的方位角，指挥司镜员移动棱镜至仪器视线方向上，测量平距D。计算实测距离D与放样距离D°的差值：ΔD=D-D°，指挥司镜员在视线上前进或后退ΔD。重复过程7，直到ΔD小于放样限差。检查仪器的方位角值，棱镜汽泡严格居中。测量并记录现场放样点的坐标和高程，与理论坐标比较检核。确认无误后在标志旁加注记。

7、工程量计算

工程量的计算我们一般采用Excel表格和南方CASS7.0生成的断面图相结合所生成的。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。

8、结束语

南水北调中线荥阳段Ⅱ标的渠道工程测量方法在南水北调工程的渠道施工测量中具有典型性，特别是对于在狭长带状区域布设施工控制网和施工放样方法特供了很好的借鉴。

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，（4）.

[2]工程测量[I].测绘出版社，2009，978-7-5030-1927-2.