石虎塘航电枢纽首级施工控制网及工作基点复测分析

朱万虎,张雅男

(广东珠荣工程设计有限公司，广东 广州 510610)

水利工程施工前必须建立高精度施工控制网，受洪水、施工车辆、周围人类活动的影响及工程建设有关的地质构造的变化，往往会引起控制网点点位的移动或沉降，因此须定期或不定期对施工控制网进行检查、复测以确定网点的变化情况，保证网点成果的有效性和网点成果的正确、可靠[1]。做好控制网的维护与复测工作对于工程后续建设和安全监测具有非常重要的意义。下面以赣江石虎塘航电枢纽首级施工控制网及工作基点复测为例，讲述布设GNSS控制网以及水准网的复测方法。

1 平面控制网及水准网复测方案

赣江石虎塘航电枢纽首级施工控制网于2009年5月建立并进行了第1次复测，期间于2010年5月进行了第2次复测，最近1次复测是2013年5月，本次共计复测12个二等平面控制点和23个二等高程控制点。平面控制点点名为：首级施工控制网保存完好的7个点(IISG01、IISG05、IISG06、IISG07、IISG08、IISG10、IISG11)和2013年新增的5个工作基点(X01、X02、X03、X04、X05)；高程控制点点名为：首级施工控制网保存完好的2个基岩点II-J1、II-J2，保存完好的12个观测墩点(IISS01、IISG01钉头、IISS05、IISG05钉头、IISS06、IISG06钉头、IISS07、IISG07钉头、IISS08、IISG08钉头、IISS10、IISG10钉头)，2013年新增的9个工作基点(X1D、X2D、X2DD钉头、X3D、X3DD钉头、X4D、X4DD钉头、JD、JDD)。

1.1 平面控制测量及平差

Ⅱ等平面控制网根据规范要求采用5台UniStrong G970 II双频接收机观测。实测前进行了同步观测环图形设计及观测时段设计，编制出作业计划进度表，设计好观测路线，按照计划依次进行观测。观测过程严格按规范要求操作，每个同步环观测两个时段，每个时段观测时间90 min以上。控制网观测示意见图1。

图1 平面控制观测示意

2013年5月施工控制网复测平差时，采用IISG06、IISG11点作为平差起算点，因此，此次平差过程中，也采用IISG06、IISG11作为平差起算点，起算点资料均来自上次复测结果报告。固定IISG06、IISG11两点对控制网进行约束平差，控制网中最弱点为ⅡXG11，点位中误差为1.0 mm。平面控制网平差的精度及质量统计情况见表1。

表1 平面控制网精度统计

以上精度统计情况表明，二等平面控制测量精度符合《水利水电工程施工测量规范》(SL 52—2015)[2]规定的限差要求，其测量成果可靠。

1.2 水准测量及平差

石虎塘航电枢纽首级施工控制网的高程控制在左右岸各布设有1个基岩水准点，分别为Ⅱ基1和Ⅱ基2。两基岩水准点严格按规范要求的深层基岩水准标石要求布设，因此相对比较稳定，由于2013年控制网第3次复测时未对点Ⅱ基2进行测量，故本次Ⅱ基2点成果用2010年第2次复测成果。基岩水准点稳定性分析比较见表2。

表2 基岩水准点稳定性分析

根据表2可见，该高程控制网中基岩水准点相对较为稳定，但由于2013年复测时未联测Ⅱ基2，而是以Ⅱ基1作为平差起算点，故本次控制网复测依然以Ⅱ基1作为水准控制网的平差起算点。

本次高程控制共复测Ⅱ等水准点23点，分别Ⅱ基1为起止点组成一条闭合水准路线。Ⅱ等高程控制复测路线见图2所示。

图2 Ⅱ等高程控制观测路线示意

由于本首级施工控制网为工程枢纽区而建，涉及的水准路线经纬度跨度较小，根据技术设计要求，本项目二等水准控制不作正常水准面不平行改正、重力异常改正和固体潮改正等计算。

二等水准控制网观测的高差经整理后，利用“清华山维平差软件”进行平差计算，Ⅱ等水准精度指标统计见表3。

表3 Ⅱ等水准精度指标统计

高程控制网平差后，网中最弱点为SG10，其点位中误差为0.3 mm。同时，利用“南方平差易2005”对高程控制网进行复核计算，成果一致。以上精度统计情况表明，二等水准测量精度符合《国家一、二等水准测量规范》(GB/T 12897—2006)[3]规定的限差要求，其测量成果可靠。

2 复测成果分析

本次复测平面坐标和高程控制成果与2013年5月第3次复测成果进行比较(见表4～5)。

表4 平面控制成果复测比较

根据表4平面控制成果复测比较可见：

1)2009年布设的施工控制网中ⅡSG01、ⅡSG05、ⅡSG06、ⅡSG07、ⅡSG10、ⅡSG11等6点相对变化较小，可认为这些点相对较为稳定；

2)2009年布设的施工控制网中ⅡSG08平面坐标与2013年观测值比较，位移变化相对较大，平面位移变化量为10.4 mm，分析可能为点ⅡSG08位于鱼塘边，临鱼塘侧土体比较单薄，产生了位移变形所致；

3)工作基点X01、X02、X03、X04、X05等5个点均有一定的位移，最大为8.3 mm，最小为3.2 mm，显示2013年布设的5个工作基点均有一定的平面位移。

根据表5高程控制成果复测比较可见：

表5 高程控制成果复测比较

1)2009年布设的施工控制网中ⅡSG05、ⅡSG05钉头、ⅡSG06、ⅡSG06钉头、ⅡSG07、ⅡSG07钉头、ⅡSG10、ⅡSG10钉头等8点相对变化较小，可认为这些点相对较为稳定；

2)2009年布设的施工控制网中IISS08、IISS08钉头等2点高程变化相对较大，分别为-17.6 mm和-18.5 mm，分析可能为点ⅡSG08位于鱼塘边，临鱼塘侧土体比较单薄，产生了下沉所致；

3)工作基点X01、X02、X03、X04、X05等5个点下沉量均比较大，最大为12.5 mm，最小为6.5 mm，显示2013年布设的5个工作基点均有较大的下沉；

4)大坝上的基岩水准点JD和JDD，下沉量分别为2.9 mm和2.4 mm，下沉量较小。

3 复测结论

根据本次再次复测同2013年5月复测观测结果比较可见：

1)2009年布设的施工控制网中的SG08坐标及高程变化均较大，分析可能为点ⅡSG08位于鱼塘边，临鱼塘侧土体比较单薄，由于控制点桩体较重，产生了位移变形和下沉所致；

2)工作基点X01、X02、X03、X04、X05等5个点平面位移及下沉均比较大，原测成果已不能满足现场监测要求，应利用本次复测成果；

3)受施工及其他因素影响，首级控制网中部分平面坐标及高程控制点变化较大。该工程在后期施工放样中，应利用2019年复测成果。