淺述水工建筑物的渠道測(cè)量與工程量計(jì)算

徐錦勝

摘要:渠道是常見(jiàn)而普遍水利工程,無(wú)論是以蓄、提、引的方式進(jìn)行灌溉,還是排洪和排地面積水,都需要通過(guò)渠道才能發(fā)揮效益。文章踏勘選線、中線測(cè)量、縱橫斷面測(cè)量、土石方計(jì)算和邊坡放樣等方面對(duì)渠道測(cè)量進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞:水工建筑物;渠道測(cè)量;工程量計(jì)算

中圖分類號(hào):TV672文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-8937(2009)18-0149-02

1踏勘選線

踏勘選線的目的是在地面上確定中心線位置。在選定渠道路線時(shí),必須遵循“經(jīng)濟(jì)合理,安全可靠和灌溉面積大”的原則,因此在踏勘選線時(shí)要考慮如下幾個(gè)問(wèn)題:

①渠道要盡量短而直,力求避開(kāi)障礙物,以減小工程量和水流損失。②把渠道選擇在地勢(shì)較高的地帶,以利達(dá)到擴(kuò)大灌溉面積和自流灌溉的目的。③渠道經(jīng)過(guò)的地帶土質(zhì)要好,坡度要適宜,以防渠道運(yùn)行出現(xiàn)嚴(yán)重的滲漏、沖刷和坍塌現(xiàn)象。④填挖土石方量和渠道建筑物要少,以達(dá)到省工、省料和少占用耕地。

在踏勘選線時(shí),擬建渠道地區(qū)如果有大比例尺地形圖時(shí),可以先在圖上選定出幾個(gè)路線方案,進(jìn)行比較后,根據(jù)初步擬定的渠線位置,再到實(shí)地沿線做調(diào)查研究和收集有關(guān)資料,結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況,最后確定渠道的起點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)和終點(diǎn),并用大木樁在地面上標(biāo)志這些點(diǎn)的位置。

2中線測(cè)量

當(dāng)渠道的中心線在地面上確定以后,還要測(cè)出渠道的長(zhǎng)度和轉(zhuǎn)折角的大小。

渠道的長(zhǎng)度可以用鋼尺沿渠道中心線丈量。為了方便計(jì)算渠道長(zhǎng)度和測(cè)量渠道縱橫斷面圖,一般每隔100 m(或50 m)的地面上釘立一個(gè)小木樁(里程樁),如果里程樁之間地面坡度變化較大或有重要建筑物時(shí)(涵洞、跌水等),應(yīng)增設(shè)木樁,稱為加樁。

里程樁必須進(jìn)行編號(hào),渠道起點(diǎn)樁號(hào)可寫成0+000,依次為0+100,…0+900,距起點(diǎn)1KM處可寫成1+000,依次為1+100,…1+900,依此類推。加樁編號(hào)亦同,例如距起點(diǎn)樁5 433 m處的樁號(hào)可寫成5+433,里程樁樁號(hào)一律朝向渠首。

在沿中線量距的同時(shí),要在現(xiàn)場(chǎng)繪出路線草圖,作為設(shè)計(jì)渠道的參考,不必那么細(xì)致,可以用一條直線表示,遇到渠道轉(zhuǎn)彎處,用箭頭指出轉(zhuǎn)角方向,并寫出轉(zhuǎn)角度數(shù)。

在轉(zhuǎn)折處,還要測(cè)設(shè)圓曲線,里程樁和加樁就應(yīng)該設(shè)置在曲線上,并且按照曲線長(zhǎng)度計(jì)算里程。

3縱斷面水準(zhǔn)測(cè)量與繪制

渠道縱斷面水準(zhǔn)測(cè)量,就是測(cè)定渠道中心線上各個(gè)里程樁和加樁的高程,最后繪出渠道縱斷面圖,為設(shè)計(jì)渠道提供資料。

為了保證渠道縱斷面水準(zhǔn)測(cè)量的精度,測(cè)量時(shí)應(yīng)按《水利水電工程測(cè)量規(guī)范》的規(guī)定進(jìn)行。如果渠道沿線國(guó)家等級(jí)的水準(zhǔn)點(diǎn)不多,則要用四等水準(zhǔn)測(cè)量增設(shè)一些水準(zhǔn)點(diǎn),增設(shè)的水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)該沿渠道方向每隔1～2 km設(shè)置一個(gè)(即BM點(diǎn)),設(shè)置在渠道開(kāi)挖線和堆土線以外不易破壞的地點(diǎn)。BM點(diǎn)設(shè)置以后,就可以用普通水準(zhǔn)測(cè)量的方法測(cè)定里程樁和加樁的高程。

丘陵地區(qū)距離國(guó)家等級(jí)的水準(zhǔn)點(diǎn)較遠(yuǎn),也可以采用假設(shè)高程,一般在起點(diǎn)樁附近的固定建筑物或巖石上設(shè)置一個(gè)固定樁。以便往返閉合,并精確計(jì)算各里程樁和BM點(diǎn)的高程。

用各個(gè)里程樁和加樁的高程繪制的渠道中心線縱向地面變化的圖稱為縱斷面圖。渠道縱斷面圖是設(shè)計(jì)渠底高程線、堤頂高程線、計(jì)算填挖土石方量和擬定施工計(jì)劃的主要資料。

在渠道縱斷面水準(zhǔn)測(cè)量時(shí),各個(gè)里程樁和加樁測(cè)量所計(jì)算出來(lái)的高程是木樁樁頂高程。但是在繪制縱斷面圖時(shí),不能用樁頂高程而應(yīng)該用地面高程繪制。所以,在樁頂讀數(shù)的同時(shí)還應(yīng)加讀樁底讀數(shù)或把木樁高釘成統(tǒng)一高度。

繪制縱斷面圖:以里程樁和加樁高程作為縱坐標(biāo),用里程樁和加樁的里程作為橫坐標(biāo),按比例繪制。因?yàn)?里程樁上的高程變化不大,里程樁的距離較長(zhǎng);所以,高程的比例尺可以放大一點(diǎn),一般采用1:100,1:200,1:500等。橫坐標(biāo)距離的比例尺可縮小一點(diǎn),可以采用,1:1000,1:2000,1:5000,1:10000等。

因?yàn)槔锍虡陡叱痰臄?shù)值比較大,但地面起伏變化較小,所以在圖紙上編輯高程數(shù)值時(shí),可以選擇某一高程作為起始線,而不必從零開(kāi)始?？筛鶕?jù)水準(zhǔn)測(cè)量記錄中最底高程或設(shè)計(jì)最底高程定為起始高程。

繪制縱斷面圖的步驟如下:

①填寫里程樁。②填寫各里程樁地面高程,并點(diǎn)圖連接繪制,用實(shí)線;標(biāo)明地面線。③根據(jù)地面線定出設(shè)計(jì)坡降。并繪制在渠底坡度一欄。④根據(jù)流量和設(shè)計(jì)坡降計(jì)算截面尺寸,根據(jù)坡降計(jì)算各里程樁的高程并填入渠底設(shè)計(jì)高程一欄,根據(jù)截面高度加安全超高和坡降計(jì)算各里程樁渠面設(shè)計(jì)高程并填入渠面設(shè)計(jì)高程一欄,繪制里程樁上各高程點(diǎn),用虛線連接;并標(biāo)明渠底設(shè)計(jì)線和渠面設(shè)計(jì)線。⑤有了渠底設(shè)計(jì)線,就可以計(jì)算開(kāi)挖深度和填方高度,把開(kāi)挖深度和填方高度填入開(kāi)挖深度和填方高度一欄,并在里程樁對(duì)應(yīng)的位置上填寫。⑥最后把路線平面圖一并繪制在最后一欄。

4渠道橫斷面的測(cè)繪

橫斷面測(cè)量的目的,就是在里程樁和加樁上測(cè)量出垂直于渠道中心線的橫向地面坡度變化點(diǎn)的高程,并繪出橫斷面圖。

橫斷面測(cè)量的寬度與渠道的大小和地形變化情況有關(guān),一般要求在橫斷面圖上能標(biāo)出渠道的邊樁位置或渠面能滿足邊坡的位置。

在橫斷面上地形變化較小的情況下,可采用水準(zhǔn)儀,在橫斷面坡度變化點(diǎn)上設(shè)置測(cè)釬或小木樁,并用皮尺或測(cè)繩量取水平距離,水準(zhǔn)儀測(cè)量高程。

如果橫斷面地面坡度變化較大,可以采用經(jīng)緯儀或全站儀,把儀器安置在里程樁上,對(duì)中、整平后,瞄準(zhǔn)前或后樁歸零,旋轉(zhuǎn)90度向兩邊施測(cè)。

將測(cè)算成果繪制橫斷面圖,繪制橫斷面圖的方法與縱斷面圖大至相同,只不過(guò)水平距離與高程的采用同一比例尺。

5土方計(jì)算

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,電腦應(yīng)用非常廣泛,繪圖采用電腦繪制。將設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)斷面圖放置在渠道橫斷面各里程樁的渠底高程線上,然后用面積查詢可得出開(kāi)挖面積和填方面積。

將相鄰的兩個(gè)里程樁的開(kāi)挖面積或填方面積,用算術(shù)平均值乘以相鄰的兩個(gè)里程樁間的長(zhǎng)度,即可得到該段土方開(kāi)挖及回填方量。

在計(jì)算土方時(shí),如果相鄰兩橫斷面中,一為挖方,而另一為填方,則中間必有一點(diǎn)既不挖也不填的零點(diǎn)。即地面線與渠底設(shè)計(jì)線的交點(diǎn)就是零點(diǎn)。如:在1+500是挖方,開(kāi)挖深度是0.22m,1+527是填方,填方高度0.83m。設(shè):零點(diǎn)距1+500為x,則:距1+527為27-x根據(jù)相似比的原理:x:(27-x)=0.22:0.83,求得x=566m,27-5.66=21.34m。

計(jì)算出零點(diǎn)到1+500的距離后,還應(yīng)該到實(shí)地上確定零點(diǎn)的位置,并補(bǔ)測(cè)零點(diǎn)處的橫斷面,繪出橫斷面圖以后,同樣加繪設(shè)計(jì)斷面,計(jì)算挖方和填方的面積,以便把1+500～1+527兩樁間的土方分成1+500～1+505.66和1+505.66～1+527兩部分計(jì)算。

最后繪制土方計(jì)算表,將所有計(jì)算結(jié)果填入表中。

參考文獻(xiàn):

[1] 孫紅軍,王晶.淺談渠道測(cè)量的工作步驟[J].水利天地,2008,

(4).