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关于输水隧洞的控制测量和施工测量放线分析

2021-05-20 来源:步旅网
关于输水隧洞的控制测量和施工测量放线分析

摘要:在水利水电工程中,输水隧洞是一种常见的施工项目,在引水、导流上具有重要作用,随着测量技术的进步,对于施工测量提出了更高的要求,成为技术人员的关注重点。本文首先介绍了平面控制测量和高程控制测量,然后阐述了新型施工测量放线方法,以供参考。

关键词:输水隧洞;平面控制;高程控制;测量放线

输水隧洞指的是在地下或山体中开凿的过水洞,主要用于灌溉、供水、泄水、输水、施工导流等方面。施工中,洞线、断面尺寸、进出口的设计,会受到地形、地质、施工技术的影响,因此工序多、干扰大,施工条件恶劣。做好施工测量工作,才能保证隧洞开挖的准确性,主要包括平面控制和高程控制两个要素。以下结合工程实践,针对控制测量方法和施工测量放线方法进行探讨。

1.输水隧洞的平面控制测量 1.1 洞内控制测量方法

隧洞内平面控制测量,在贯通前均采用支导线,根据开挖长度、贯通度精度等要求,设计洞内导线,确定测量等级和预期误差,保证轴线精度满足规范要求。测量时,要分析洞内环境的影响,例如出渣情况、通视条件,合理选择导线点位。测量工作经验显示,终点是支导线精度的薄弱点,贯通误差多是由测角误差、边长误差引起的。对此,应该采用多个后视定向,并且取平均值进洞;同时减少测站数量、采用左右角闭合等方法,能避免观测误差积累,提高轴线准确性。 1.2 洞外控制测量方法 1.2.1 GPS测量

考虑到输水隧洞的地理位置特殊,测量作业会受到现场条件的影响,因此可以尝试采用GPS测量技术。虽然不能在进出口直接施测,但是可以在附近选择合适点位,然后利用导线延伸至关键位置。值得注意的是,在进出口等重要部位布点时,每处至少3个,保证相邻点能够通视,且最好组成三角形。 1.2.2 平面导线测量

地面控制测量中,要想保证测量精度,首先要具有几何结构强、可靠性好、能自检的平面控制网。其中,测距导线是常用的控制方法之一,能自由布设点位,一次完成所有控制测量工作,具体介绍如下:

第一,闭合导线。一般设置为狭长型,如下图1,A、B分别是进口、出口的控制点,1-6是中间点,奇数和偶数分别形成一条导线,适用于导线长度在2km以上。布设点位时,奇偶之间相邻点位间距控制在2m以内。观测时满足闭合导线的要求,既减少测量工作量,又保证水平角、竖直角、往返平距、斜距等满足精度要求。

式中n代表导线边数,mβ代表测角中误差,m/ρ代表测边相对中误差,L代表导线长度。 2.输水隧洞的高程控制测量 2.1 控制测量方法

在高程控制测量上,主要是根据设计精度的要求,对洞口控制点的高差进行测量,促使隧洞在竖向方向上相互贯通。以往高程测量中,采用等级水准测量法,观测效率较低。相比之下,当前测量工作中采用光电测距三角高程法,首先利用全站仪测量得到斜距、竖直角等数据,然后获得目标高、仪器高,最后利用三角计算得到高差数值,为高程控制提供依据。 2.2精度控制要求

评估高程控制的测量精度,适用于水准测量或三角高程测量,计算公式如下: (式2)

图4:隧洞内边角后方交会测量示意图 3.2 施工放线方法

在隧洞内现场测量作业时,首先在可编程计算器里,编制完善的放样程序;根据掌子面的情况,架设全站仪设备,利用边角交会法,计算得出测站点的坐标。然后利用免棱镜激光反射,得到掌子面上一点的坐标,将数据输入计算器的程序中,即可得到该点的桩号、距离轴线间距,以及和开挖轮廓线之间的差值。最后移动掌子面上的点位,重复以上测量步骤,直至坐标符合设计要求,进行标记并放样下一个点,直至完成整个开挖轮廓面的放样。 3.3 精度控制措施

输水隧洞在开挖过程中,精度控制措施如下:①采用分段开挖法,每完成一段距离的开挖,就要增加基本导线点,临时点位控制在2-3个,并通过校核保证点位的准确性。②隧洞开挖到某个阶段后,对导线进行复测,评估测量精度;如果要改变设计路线,也要对精度进行预估。③布设导线时,最好布设成等边直伸型,在环境允许条件下,优先选择长边。④采用三角高程测量法,观测垂直角要同测距,且在一次照准时全部完成;如果三角高程等级在三等及以上,要采用高精度控制措施,例如隔点设站法。⑤隧洞内的贯通面较多时,要分析全部贯通后的轴线特点;如果隧洞内采用混凝土进行衬砌,还要复核相向开挖的两条导线,进行平差处理或分配贯通误差,保证衬砌结构的准确性。 结语:

综上所述,输水隧洞是水利工程的重要组成部分,做好测量工作,能保证开挖作业的准确性,提高施工进度和质量。文中从平面控制、高程控制两个方面,介绍了控制测量方法,阐述了新型施工测量放线技术的应用,希望为类似工程的测量作业提供经验借鉴,促进施工作业顺利进行。 参考文献:

[1] 齐红军.南水北调东干渠输水隧洞监测技术[J].山东交通学院学报,2015,(2):47-52,72. [2] 高岳,仲崇威,张大奇等.引大输水隧洞工程施工质量管理探讨[J].东北水利水电,2012,30(3):31,63.

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