金沙江乌东德水电站工程施工中的测绘保障

杜正乔，杜俊凤，袁瑞红

(长江三峡技术经济发展有限公司，北京 101100)

1 概 述

1.1 乌东德水电站工程在施工测量上的特点

金沙江乌东德水电站装机规模位居中国第四、世界第七，在四川省会东县与云南省禄劝县交界的金沙江河道上，是三峡集团开发建设金沙江下游河段4个巨型水电站——乌东德、白鹤滩、溪洛渡和向家坝水电站中的最上游一级。乌东德水电站左右岸地下工程各布置6台单机容量85万kW的水轮发电机组，共安装12台水轮发电机组，装机总容量1 020万kW，多年平均发电量389.1亿kWh，保证出力315万kW。其施工分类测量工作具有如下特点：

(1) 施工区范围广。乌东德水电站工程建设征地总面积139.89 km2，水库淹没区125.00 km2，坝区征地面积为12.32 km2，其中陆域为10.95 km2，水域为1.37 km2[1]。在施工区占地面积大的情况下，控制网的覆盖范围要大。

(2) 工程项目多、规模大。混凝土双曲拱坝、泄洪建筑物、引水发电系统等项目都是相对独立的大项目，但项目与项目之间相互独立，又紧密联系，保持有一定的相对精度关系，给控制网的布设带来了困难。

(3) 测量精度要求高。乌东德水电站工程按照精品工程目标要求建设，这就对施工控制网的质量、施工放样的精度、建筑物形体的质量及金结机电安装质量提出了一系列的高精度要求；在施工测量过程中广泛采用新技术、对施工测量管理要求有序、测量资料管理要求规范化等。

(4) 管理体制新。乌东德水电站工程建设实行业主负责制、工程建设监理制、招投标制，符合国家基本建设程序的相关规定[2]。

1.2 施工测量必须考虑的几个问题

(1) 施工测量管理体制的建立、严格执行

乌东德水电站工程中有各参建单位组建的施工测量专业队伍、监理单位的测量监理工程师、业主组建的测量中心，还有临建工程项目中的测量人员。这些测量队伍各有一套施工测量的习惯和经验，因此,建立一套完整、严格的施工测量管理体制并且统一技术标准是必要的。

(2) 施工测量控制网必须统一、精度高

主体建筑物由不同的施工单位承建，使各建筑物成为整体，必须为整个工程项目布设统一的测量控制网，各施工单位加密施工测量控制网必须以统一的控制网作为基准进行引测。

(3) 重视工程量的计量审核

工程量是业主控制投资的关键一环，为了做好计量监测工作，采用施工单位、监理单位和测量中心三级把关的方法，做到采集数据正确、断面布设合理、计算依据充分，确保了工程计量的真实、准确，建立严格的测量、复核、审核制度是十分必要和迫切的任务[3]。

(4) 加强监理测量工程师的力度

监理测量工程师的职责权限，在施工测量工作中具有一定的权威，许多技术问题需要由监理测量工程师来组织协调、沟通。施工放样、模板验收、混凝土形体检测、金结机电安装验收、竣工资料的收集、整理等都需要检查、监督和签认；施工测量的技术方案、管理办法等都需要监理工程师组织审核通过，测量中心的管理文件、检测资料需要监理向施工单位转发，并监督落实；施工单位申报的工程量需测量监理审核等。

(5) 必须采用先进的测量技术

乌东德水电站工程施工融汇一流的施工技术，施工测量应该使用一流的施工测量队伍及技术，许多先进的测绘仪器设备和测量方法在乌东德工程中得到创新应用。

2 乌东德工程中的施工测量管理

为进一步加强乌东德工程测量工作的管理，明确参建各方职责，使测量工作管理制度化、规范化，确保乌东德工程测量工作管理体系有效运行，乌东德工程建设部制订了《乌东德工程测量工作管理办法》，着重明确了以下要点：

(1) 测量中心负责乌东德水电站坝区首级施工测量控制网(平面网、高程网)的观测和维护管理，并根据工程进度，进行二级网的加密布设(观测墩埋设)、观测、维护和管理，并向监理及通过监理向承包商发布控制网点成果及有关信息。

(2) 收方计量用的地形资料，在施工单位测量前，由监理单位通知测量中心对其原始地形、土石分界线等进行独立或联合测量，施工单位形成资料后由监理审核确认并报测量中心备案。

(3) 放样由施工单位测量人员负责。对于重要节点、关键部位的放样结果，监理单位必须进行校测和审核。测量中心对主体工程或重要项目的开挖断面线、建筑结构轮廓线、混凝土形体、金属结构及机电设备安装的基准点和形位尺寸等进行抽检。

(4) 工程量的审核，由施工单位施测完成并上报监理测量工程师审核，必要时，建设部委托测量中心进行校核。

(5) 施工单位负责完成竣工测量资料的收集、整理、归档，由监理单位督促、校核，测量中心审核后进行测量资料的移交。

(6) 乌东德工程施工测量遵循的主要技术标准是：国家颁布的有关测量规范; 合同及有关设计文件；SL 52-2015《水电水利工程施工测量规范》；GB 50026-2007《工程测量规范》等及乌东德工程建设部颁布的测量管理办法。

3 施工测量质量控制的措施

3.1 保证施工质量，必须建立统一高精度的施工控制网

(1) 技术标准高

乌东德水电站枢纽工程为Ⅰ等大(1)型工程，首级平面施工控制网按Ⅱ等网的标准布设[4]，为提升精度，最弱点的点位中误差按不大于±5 mm的精度要求，重点部位高程控制点从一等水准点引测，按二等技术标准控制。其中平面网测角中误差为±0.5″，最大点位中误差±2.1 mm。

(2) 布点密度大

从设计单位初期在乌东德工程布设首级控制网点40点，根据工程进度逐步发展到现在的96点，如果计算施工单位因放样加密布设的控制网点就有968点。施工控制网点位密度大：一是方便施工放样；二是利于放样点的精度提高；三是有些精度要求高的放样点可以直接在控制点上测设。

(3) 检测频率高

施工控制网建设完成后，周围的各种施工活动会造成点位的移动或沉降，在施工过程中须定期或不定期进行检查、复测，以确定控制网点的变化情况，保证控制网点成果的正确、可靠。乌东德工程首级施工控制网从2011年建成，已全面复测了8次，每年10——12月复测1次，局部控制网根据要求随时进行复测。

3.2 保证施工测量质量，必须提高测量放样精度，严格放样程序

在乌东德工程中，全站仪免棱镜的应用，提高了放样的精度，且末级控制点相对于首级控制网点位中误差由±10 mm提高到不大于±5 mm，设计特殊要求外，模板安装质量验收标准按不大于±10 mm控制，安装金结机电埋件专用控制网的点位中误差要求<±2 mm。

3.3 高质量施工测量需要有效的检测体系保证

在乌东德水电站工程中，施工测量放样由施工单位落实并自检、监理测量工程师复检和测量中心抽检[5]。

施工单位自检：要求施工单位采用合适的放样方法和必要的检核条件对某些主要点线进行放样，并要求按不同的方法校核，确保放样点线正确。

监理单位复核：审核施工单位的控制方案、放样方法，对放样过程旁站监理及验收资料审核签字等。

业主单位抽检：接受项目管理部门的委托，对施工最终成果进行独立的检测，或者施工与监理单位之间对放样数据有异议时，业主测量中心进行抽检，且测量中心对施工单位加密布设的控制网点进行100%复测，确保控制网点正确。

乌东德工程施工质量证明，3级检测程序是防止出现测量错误的有效办法。

3.4 新技术是提高施工测量质量的有效措施

(1) 使用高精度的全站仪和水准仪对乌东德水电站工程进行控制测量工作。其中徕卡全站仪TM30标称测距精度为(0.6 mm+0.3 mm/km)，测角精度为0.5″级，自动目标识别技术距长达3 000 m；水准测量采用高精度的徕卡DNA03电子数字水准仪。

(2) GPS 测绘技术在测量生产工作中发挥着广泛和重要的作用，其定位精准、兼容性好、高智能、数据处理快、安全性高等特点被广泛应用于乌东德工程的首级控制网布设和检测、水下地形测量、地形测量、移民征地线放样、航空摄影像控点测量等方面，对乌东德工程施工测量工作发挥了巨大作用。

(3) 采用航空摄影与数字摄影技术进行地形图更新。

乌东德工程在2015年对施工区进行1次航空摄影测量，编制1∶1000地形图，并建立形成DEM数据库。有了这套地形图，对局部变化可利用地面数字摄影技术或人工测量进行更新，确保地形数据符合现状，满足建设部各项目部及设计单位的用图需要。

地形图更新方法在乌东德工程使用5 a多,有比较成熟的经验，且这项技术不需要接触物体，减少了外业测图的工作量，测量人员只需进行局部补测，对于大规模的土石方工程量计算、地形及陡坡测量有着特殊的优越性。

(4) 广泛应用计算机绘图

在乌东德工程中，施工、监理单位和业主测量中心在绘制地形图、断面图方面都已实现了计算机化、数字化、规范化[6]，测制地形图已全部采用全站仪加记录模块进行外业作业，内业由计算机进行数据处理、编辑成精美的地形图。在地形图的内业处理中，利用航空摄影、数字摄影、GPS和全站仪技术有效地进行地形图的补测、更新和数据库管理。

(5) 计量断面测量方法

乌东德水电站工程为地下工程，计量方式主要以断面法计算，因此在测量过程中主要采用自由设站断面测量法和数字地面模型法。

自由设站断面测量法：这种方法在乌东德工程开挖、混凝土形体测量中普遍应用，仪器在现场可以“自由”设站，利用后方交会进行设站，在测量前将所测部位坐标换算为施工坐标系，按事先规划好的断面进行测量，且全站仪带有免棱镜功能，测量速度快、精度高，内业处理直观、方便，大大减轻了外业、内业测量人员的工作量，并提高了绘图精度和计算正确率。

数字地面模型法： 收集各种测绘技术采集的地形数据，利用绘图软件建立数字地面模型，在模型上设计中线，布设断面，按断面“切”出断面线，然后计算面积，进而得到体积。为了提升工程量计算的合理性，建议施工、监理及测量中心布设断面位置一致，以免产生计算分歧。

(6) 几何水准、三角高程助推金结机电安装精度

乌东德水电站左右岸地下工程金结机电安装数量庞大、进度快、安装精度要求高，对测量工作而言，水准控制不能出现丝毫的马虎，机组安装施工空间小、高差大，无法按常规的几何水准进行测量，采取固定钢尺，用水准仪上下读数高差计算高程，利用全站仪三角高程方法对水准高程点成果进行校核，确保金结机电安装的正确性。到目前为止，左右岸地下工程首台机组已按期发电，事实证明这种高程控制点测量措施得当，校核方法使用正确，采用水准仪、全站仪方式进行高程测量，有力助推了乌东德水电站金结机电安装的精度和进度要求，此方法以后同类项目可以参考、借鉴。

4 加强乌东德工程施工中的计量监督

加强乌东德工程施工中的计量监督，对工程量进行宏观控制，是乌东德工程建设部成立业主测量中心的初衷之一，也是对控制工程成本的重要措施，必须做好计量监测工作。

(1) 为做好计量审核工作，监理单位应该组建自己的测量队伍，配备专业的测量设备，独立进行数据测量和资料计算，如果人员少且没有测量设备，仅仅利用“旁站”或审查施工单位的测量数据无法满足计量审核要求，工程计量也很难达到控制与监督的效果。

(2) 对于关健部位的测量数据应100%进行独立校测，仅仅按单位职责抽查很小的百分比(5%～10%)，是不能达到计量校核目的[7]。

(3) 为做好工程计量监测工作，在测量工作中要事先要做好各种资料的收集整理和保存。如果事先不到施工现场测量数据收集资料，等到施工单位申报工程量完工资料时，施工现场已经完全改变或已无测量条件，没有自己测量的数据，怎么完成审核工作呢?在日常的测量工作中就需要熟悉现场、了解进度，加强测量数据的收集、校核，确保测量资料正确、完整。

(4) 做好工程量审核工作，要秉持公正的立场，以测量资料为依据，凭数据说话，既不能偏向业主，也不能靠向施工单位。

5 结 语

乌东德水电站工程是清洁能源的重要组成，也是三峡集团战略布局的重要板块，并且对满足受电地区经济发展需求，优化能源结构，促进“西电东送”具有重要作用[8]。乌东德工程施工周期长、结构复杂、精度要求高，各单位施工设备先进，科研创新积极，是广大测量工作者大显身手的舞台，在工程建设中积累了大量的测绘保障工作经验。广大测绘工作者通过不懈努力，定会将我国的施工测量技术提高到一个新的水平，并将这些可贵测绘保障经验有效应用到类似的工程项目。