水电站工程测量技术及测绘新技术应用

曹官军 王战新 龚明勇

摘 要：测量技术贯穿于水电站工程建设和运行的全过程，而且其中的任一施工环节都必须要有良好测量技术的支持，才能保证测量的准确性与科学性，维护好工程建设的安全与質量。伴随着现代科技的迅猛发展，越来越多的测量技术和仪器设备被应用到了水电站工程建设当中，显著提高了测量工作的质量和效率，同时也节省了多个方面的资源。为了进一步推动水电站事业的发展，保证工程的社会以及经济效益，就必须要提高对测量技术的研究力度，不断完善测量技术的应用体系。本文围绕测绘新技术及其在水电工程测量中的应用进行了分析，并结合具体案例对测绘新技术的应用效果进行了说明。

关键词：水电站;工程测量;技术开发;技术应用

1水电站项目施工测量各项准备工作与基本步骤

1.1施工测量准备

1.1.1对施工设计图纸进行了解

在对水电站工程进行施工测量的过程中，测量人员必须要对施工图纸认真分析并研究，深入了解设计图纸中提到的平面及高程等控制点搞成洗漱。同时，施工测量阶段，水电厂施工现场与控制范围必须要得到保障。

1.1.2施工中测量精度的确定

根据我国相关规定，根据（水利水电项目测量规范）SL52__2015要求测量水电站项目。此外，测量人员还要认真分析施工现场情况，以此为项目施工确定测量标准。另外，为了合理安排后期施工，系统化测量断面施工，碎部施工测量精确度

1.1.3测量仪器的检校

在施工之前，需要保证水电站施工测量的精准度，测量人员根据相关规定去检查测量仪器，正常来讲，该项工作都是有专门的负责人员，在检查完成之后，还应当由具体凭证，为水电站后期顺利进行竣工验收创造条件。

1.2项目施工基本测量步骤

1.2.1对控制点做好复测

水电站项目建设中，复测并复核施工企业提供的所有控制点是十分重要的，切忌直接测量。完成复测后，还要讲复测报告提供给施工企业。

1.2.2为施工测量设立控制网

复测与合并好所有控制点后，进一步确立施工控制网。建设施工控制网时，不仅需要与现场实际的地形地质情况结合，同时还应当具备一定的整理观念。需要充分考虑到水电站的建设需求。一般调价情况下，通视条件好、地势广阔且范围控制区域作为控制点。所需要注意的主要有建设方所提供的资料。（正常情况下，水电站的施工测量比例尺图形都会选择1：2000）与此同时，施工单位还需要认真勘察现场，从而深入了解导线、水混及三角点等标志性情况。另外，对项目建设区域内的地貌、地质与地形等情况掌握基础上，平面控制网前提下合理选择施工技术。此外，完整储存三角点，地点选择必须要稳固，以此合理推算控制网点大地与施工等坐标。

项目施工中，平面一级控制网点的布置也是必不可少的。控制网点确定好后，再进行开挖与基岩施工，在基岩顶部安装中心开孔钢板，用于强制归心。完成埋设工作后，外业测量要过段时间再进行。水电站项目施工中，一级控制网点的复核是首要施工任务，同时为建设单位提供复核报告，再由监理工程师审核该成果。假若审核结果符合水电站项目建设要求或规范，施工企业要结合现有成果开展施工并尽可能提高其使用效率。反之，最终审核结果不符合水电站项目建设要求与施工规范，建设企业要上报通知施工单位，以此为水电站获得准确的施工测量精度提供保障，之后施工单位根据要求进行返工，随后再次提交复核报告，最终保证满足复核要求。

1.3项目施工放样

水电站项目施工中，为了有效获得准确而可靠的施工放样数据，一般情况需要采用内外业相结合的施工方法。

严格依照水电站设计方案与要求进行施工放样。例如，如果施工场地平坦的化，就要根据实际情况对放样精度进行降低，合理选用平尺与钢尺等做好施工测量。填筑路堤段进行施工放样时，首选要在堤路边线或中线做好放样工作，再借助相关器具准确测量各层填筑范围。条件允许情况下，采用全站仪开展施工放样工作。在测量水电站工程相关部委时，需要尽可能安排监理工程师监督施工现场情况，确保获得准确测量结果基础上，开展后续施工流程。

2控制施工测量质量的建议

2.1合理选择加密点

第一：精密导线网，将精密导线点、平面加密及GPS等控制点融合起来。高程加密及精密水准点相互配合共同构成附和与闭合线路;第二：对于平面加密点，其相邻变长差距必须要适宜，太小或太大都不行，将高程加密点距离控制在300米范围内，如果情况特殊的话，边长可高于100米;第三：注意GPS与相邻平面加密点之间垂直角不能超过30°;第四：假若施工场地出现沉降变形，则该场地不能布置加密点。

2.2合理布设加密点

水电站施工测量中，完成加密点复测后，为平面加密点合理制定控制方案，要结合水电站项目实际施工情况，结合首级控制点合理确定施工方案。另外合理布设加密点，并准确测量闭合导线，以此确保施工与监控测量满足水电站施工测量要求。

2.3准确测量加密点

平面测量过程中，全站仪是首选施工测量仪器。水准点加密时，所选测量技术应为国家二级或以上标准。结合条码尺与中纬电子水准仪，提高符合水准线路测量的准确性，在对加密点进行测量之前，需要根据监理工程师认可，从根本上保障测量精度与精密导线技术测量要求，实现测量技术的统一。数据测量前，严密平差法的应用是十分重要的，另外监理工程师应注意测量结果的批准，水平测量工作中，原控制桩及加密点的测量必不可少，以此为水准线路的形成奠定良好的基础。精密导线测量中，原有控制桩形成的附和与闭合等导线是真要的测量参考标准。

2.4严格复核工程量与测量地形

水电站项目主体环节施工前，复核项目开挖量是十分重要的，首先需要对开挖工程量有一个准确的估计，选择比例分别为1：200与1：500的断面与平面图。结合地形断面图，对工程开挖量进行计算。同时，由监理工程师负责审核计算结果，以此为项目竣工结算奠定良好的基础。项目完成开挖后，测量每一环节断面图与基础竣工地形，计算基础工程量前提下，施工资料要准备好。

3水电站工程测量新技术的运用

对于技术，不能只停留在纸面上的研究，技术需要不断地结合实际，在实际的使用中，不断发展問题，解决问题，实现对技术的完善改进。

3.1控制性测量

一座水电站从设计到建造，从竣工到运营时管理都是一个复杂的过程。水电站大多数都是选址在崇山峻岭中，这些地域大多被植被覆盖，因此严重影响测试工作者的视线，进行光学测量的通视条件也比较不足，并且这些地区的控制点也较少，这些因素都对测试工作的开展较为不利。在这种情况下使用光学测量会产生较大的误差，而改用GPS等全球定位技术，能摆脱这些地形、气候和时间对测量的限制，使用全球定位系统能更好地为水电站工程建设提供各种精确地所需数据，极大地提高了工作的效率。

3.2在地下管网测量中的应用

在水电站工程施工中，有时需要在地下铺设管网，但由于不同时期工程施工使得地下本身就存在一些铺设好的管网，在此情况下，对水电站工程建设所需管网进行铺设就会进一步增加地下管网的复杂性。为保证不破坏地下原有管线，就必须采用足够精确地测量技术对地下现有管线进行准确探测。基于这一施工需求，水电站工程地下管网测量就为测绘新技术在其中的应用创造了条件，提供了理论支持。根据地下管网具有分布复杂、种类繁多、专业性强、涉及不同部门多等特点分析，在实际测量中首先就需要探测清楚地下管网的种类、材质、规格与具体分布位置等相关信息，然后在明确水电站地下管网铺设要求的基础上，合理选择探测仪器与探测方法。测绘新技术凭借精确地测量手段、高效的测量时间而在水电站工程地下管网测量中得到了较好的应用。

3.3在工程变形监测中的应用

工程变形监测在水电站工程建设中是非常关键的一个环节，开展此项工作的主要目的在于对大坝的位移、整体倾斜变形情况进行监测，以便及时采取补救措施，预防安全事故发生，减少经济损失。对于水电站工程变形监测而言，其监测环境较为复杂特殊，对监测技术与监测人员的专业水平要求较高，若采用一般的、常规的变形监测技术很难满足工程变形监测需要与测量精度要求。这就需要采用测绘新技术来担任工程变形监测这一重要任务。测绘新技术在水电站工程变形监测中的应用，可以达到毫米级甚至亚毫米级测量精度，可以获取有效的绝对平面位移与相对垂直监测数据，因而能够较好地满足工程变形监测精度要求。这是传统工程变形监测技术所无法达到的测量精度，也是测绘新技术所具有的一个突出优势。

4实例分析

在某市河流上游山洪与水土流失治理工程中，着重对河流上游东、西支流域进行综合治理。测区为山地海拔48米至490米，高差大;正值夏季山上树木高大且植被茂密，虫蛇盛行对测量带来不便。东支和西支主干流都有水泥路车行交通便利，花园支流、程家湾支流及新建的道路则交通困难，只有人行小路，且植被茂密工作不便。由于周围的国家级控制点很多都已破坏，测区又位于山区，从测区附近引点进行GPS静态测量和水准控制测量工作量巨大，且在工程上报省发改委批复的时间上无法完成。遂采用省CORS（网络RTK）的方式，在测区内以3km基线长度均匀布设控制点进行采集。测区共布设了16个点，并联测了一个国家C级点和一个Ⅲ水准点，利用南方测绘软件的GPS4.4GNSS数据处理进行七参数计算以获得区域转换模型。转换后的水平残差精度最大为6mm，高程残差精度最大为12mm，所得模型符合工程测量精度要求。遂利用CORS（网络RTK）测量点作为测区首级控制进行逐级加密，测量地形图和断面。传统的山区利用全站仪测量，测量的视距离断和转点次数多，精度逐步下降。且山区陡峭很多地方不好架设仪器，树木植被多通视情况差。这次我们采用RTK电台和网络结合的方式测量，能在不通视的情况下测量，效率较全站仪测量提高数倍。这次测区的房屋等地物比较密集，用人工测量费时费力，遂采用摄影测量影像来处理，采用数字测图和计算机辅助设计（CAD）技术制图。此次任务在3个月后顺利地完成，及时地提交测量资料。这次工程顺利完成再次证明利用测量新技术可以满足现代工程要求的高精度，快速地测量，保证国家各种项目的及时开工建设。为测量新技术的应用获得更广阔的空间。

结束语

水电站工程中的测量工作是水电站工程重要支柱之一，大大地减轻了工程施工人员的工作量，提高了工程的效率与质量，它为水电站工程的发展作出了巨大的贡献。目前各种高新科学技术运用于测量工程中，实行信息化、数字化后各种新技术可以互相的渗透、互相促进。更好地为工程的建设提供数据的支持。周密而准确的测量工作在工程建设之初、建设时一直到工程竣工后都起着重要的作用，测量工作贯穿整个工程的建设，为工程起着不可磨灭的巨大作用。现在科学技术日新月异，随着现代测绘技术的不断完善，日后的测量技术应向着一体化的技术，自动化的采集与处理，智能化的测量工作，可视化、信息化的测量数据，共享化的测量成果等方向发展。

参考文献

[1]卢冉.论水电站工程测量技术及测绘新技术应用[J].建筑工程技术与设计，2018，（5）：481.

[2]谢彦军，曹子妍.论水电站工程测量技术及测绘新技术应用[J].建筑工程技术与设计，2018，（34）：2472.