紅沙崗供水工程施測(cè)方法初探

□ 汪志遠(yuǎn)

（甘肅省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730000）

0.引言

紅崖山水庫(kù)向紅沙崗工業(yè)園區(qū)供水工程位于甘肅省武威市民勤縣，其中調(diào)水區(qū)位于民勤縣紅崖山水庫(kù)，受水區(qū)位于民勤縣紅沙崗工業(yè)園區(qū)。紅崖山水庫(kù)向紅沙崗工業(yè)園區(qū)供水工程的主要任務(wù)是從紅崖山水庫(kù)調(diào)水，滿足紅沙崗工業(yè)園區(qū)的工業(yè)用水，為民勤縣經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展創(chuàng)造便利條件。紅沙崗供水工程初步設(shè)計(jì)階段的勘測(cè)主要工作內(nèi)容有：平面、高程控制測(cè)量，供水線路縱、橫斷面測(cè)量，地質(zhì)斷面，調(diào)蓄水池、泵站及線路穿越建筑物地形圖測(cè)繪等工作內(nèi)容。本項(xiàng)目測(cè)繪工作的重點(diǎn)是平高控制體系的建立以及地質(zhì)、水文斷面測(cè)量等。

1.坐標(biāo)系、高程系的建立

項(xiàng)目測(cè)量坐標(biāo)系建立方法。以測(cè)區(qū)黑山頭為基點(diǎn)、周家井東為起始方向，中央子午線為102°，邊長(zhǎng)歸算至水庫(kù)平均高程面（Hm=1390m）上的獨(dú)立坐標(biāo)系，投影方法為高斯正形投影。

高程系統(tǒng)。采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)，以甘肅省民勤縣紅崖山水庫(kù)加高擴(kuò)建工程中控制點(diǎn)HC08為起點(diǎn)，附合測(cè)量至國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)“周家井東”。

2.控制點(diǎn)選埋及數(shù)據(jù)采集方法

沿西北方向每間隔4-5km成對(duì)布設(shè)E級(jí)GPS控制點(diǎn)，每對(duì)點(diǎn)之間通視，點(diǎn)間距離按0.5km控制。共布設(shè)15對(duì)GPS控制點(diǎn)。

點(diǎn)位埋設(shè)土質(zhì)堅(jiān)硬、穩(wěn)定、安全、僻靜、利于長(zhǎng)期保存、便于觀測(cè)的地方，視野開(kāi)闊，被測(cè)衛(wèi)星的地平高度角大部分大于15°。點(diǎn)位附近沒(méi)有強(qiáng)烈干擾接受衛(wèi)星信號(hào)的物體，遠(yuǎn)離大功率無(wú)線電發(fā)射源200米以上，遠(yuǎn)離高壓輸電線。點(diǎn)位的通行較便利，利于以后各階段各種測(cè)量手段擴(kuò)展使用和共用。

砼樁埋設(shè)標(biāo)準(zhǔn)為底20cm×20cm、頂15cm×15cm、高40cm、中心帶有圓凸點(diǎn)的直徑大于10mm標(biāo)志頭。紅油漆標(biāo)注點(diǎn)名；其點(diǎn)名編號(hào)為HB01、HB02…,按照線路前進(jìn)方向，每對(duì)GPS的編號(hào)左手為單號(hào)，右手為雙號(hào)。點(diǎn)位埋設(shè)時(shí)進(jìn)行了底層和不同高度分層夯筑的方法，點(diǎn)位埋設(shè)穩(wěn)固，地面做寬1.5m×1.5m、高0.3m的平臺(tái)，以便保存和使用。所有點(diǎn)實(shí)地繪制點(diǎn)之記。

GPS觀測(cè)采用七臺(tái)套南方S86接收機(jī)，高度角15°、采樣間隔20″的設(shè)置，觀測(cè)時(shí)間大于45分鐘，儀器高觀測(cè)前和觀測(cè)后各量測(cè)一次，差值不超過(guò)3mm，然后取中數(shù)使用。

四等三角高程控制采用雙轉(zhuǎn)點(diǎn)雙導(dǎo)線形式布設(shè)。路線每8-10km交叉一次形成一個(gè)雙節(jié)點(diǎn)閉合環(huán)，最終形成的雙節(jié)點(diǎn)高程網(wǎng)。高程控制點(diǎn)利用GPS點(diǎn)位，編號(hào)與GPS點(diǎn)編號(hào)一致，無(wú)需另行埋設(shè)點(diǎn)位和編號(hào)。

3.平面控制網(wǎng)處理方法

E級(jí)GPS平差采用南方隨機(jī)平差軟件進(jìn)行平差計(jì)算?；€解算數(shù)據(jù)正常處理時(shí)，采用高度截止角20°、歷元間隔20″，粗差容忍系數(shù)3.5、最小歷元數(shù)20、雙差固定解中方差比大于3、中誤差小于±0.04m。個(gè)別基線處理不合格時(shí)，調(diào)整以上設(shè)置參數(shù)及適當(dāng)刪除周跳變化的衛(wèi)星或周跳變化大的時(shí)段，直至基線解算合格為止。

GPS網(wǎng)平差處理時(shí)，收集到的控制點(diǎn)首先進(jìn)行檢核計(jì)算，再以黑山頭、HC08、周家井東為基準(zhǔn)，中央子午線選擇102°，進(jìn)行約束平差處理。

由于GPS網(wǎng)中，高程控制聯(lián)測(cè)的點(diǎn)多且分布均勻，高程擬合采用曲線擬合。平差后最弱點(diǎn)為 周 家 井 東 ：MX=1.28cm；MY=1.00cm；MP=1.62cm。最弱邊為HC08—黑山頭=1/146000。優(yōu)于規(guī)范1/40000精度要求。

在控制測(cè)量過(guò)程中，進(jìn)行了1390m高程面GPS邊長(zhǎng)與全站儀邊長(zhǎng)比較、分析與驗(yàn)證，結(jié)果（如表1所示）。

表1 1390m高程面GPS邊長(zhǎng)與全站儀邊長(zhǎng)比較

綜上比較分析，工程平面控制網(wǎng)布設(shè)合理，數(shù)據(jù)平差和精度評(píng)定中各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到要求，驗(yàn)算項(xiàng)目完整、方法正確，能充分運(yùn)用到工程項(xiàng)目中。

4.高程控制網(wǎng)施測(cè)

高程路線平差采用南方平差易軟件進(jìn)行平差計(jì)算。邊長(zhǎng)改平，高差推算及改正采用審核后的技術(shù)人員編寫(xiě)的Excel表格進(jìn)行推算。高程路線外業(yè)計(jì)算包括外業(yè)高差和概略高程表的計(jì)算、每千米水準(zhǔn)測(cè)量偶然中誤差與附（閉）合路線閉合差的計(jì)算，計(jì)算概略高程時(shí)所用的高差加入正常水準(zhǔn)面不平行改正和閉合差改正。

路線每8-10km交叉一次，最終形成2個(gè)雙節(jié)點(diǎn)閉合環(huán)，雙節(jié)點(diǎn)網(wǎng)采用高程網(wǎng)整體平差。起始點(diǎn)高程HA11與HA10的高差做了檢核，結(jié)果（如表2所示）。

表2 HA10-HA11的高差檢核結(jié)果

路線長(zhǎng)度21.8km，高差閉合差小于限差，平差結(jié)果每公里高差中誤差=±2.80mm，在限差之內(nèi)。綜上分析，高程控制路線設(shè)計(jì)和布設(shè)合理，起始點(diǎn)穩(wěn)定，數(shù)據(jù)采集及處理正確，精度評(píng)定值符合規(guī)范要求。

5.地質(zhì)、水文斷面測(cè)量

地質(zhì)縱橫斷面的三維坐標(biāo)測(cè)量采用動(dòng)態(tài)GPS-RTK測(cè)量，測(cè)量過(guò)程中遇到高一級(jí)控制點(diǎn)進(jìn)行了校測(cè)驗(yàn)證，校測(cè)驗(yàn)證結(jié)果是ΔX=0.068m；ΔY=0.067m；ΔH=0.029m。斷面數(shù)據(jù)采集精度、密度及數(shù)據(jù)處理合理，成圖圖面完善，各類(lèi)地物的相互邏輯關(guān)系正確。同時(shí)在1∶500地形圖范圍內(nèi)實(shí)測(cè)的水文斷面，經(jīng)與地形圖數(shù)據(jù)比較，附和性較好。符合甲方對(duì)其勘測(cè)的精度要求。

斷面數(shù)據(jù)采用Excel電子表進(jìn)行樁號(hào)、高程的推算調(diào)制，并生成繪圖軟件使用的數(shù)據(jù)格式文件。采用計(jì)算機(jī)輔助制圖，利用斷面圖繪圖程序直接成圖。

6.結(jié)束語(yǔ)

投影位置坐標(biāo)及高程要選擇在工程測(cè)繪區(qū)域內(nèi)靠近測(cè)區(qū)中心的位置，之所以靠近中心區(qū)域，是為了保持整個(gè)控制網(wǎng)長(zhǎng)度變形相對(duì)均勻，便于達(dá)到控制的目的。通過(guò)對(duì)此供水工程測(cè)量的技術(shù)路線探討，對(duì)于地形復(fù)雜的狹長(zhǎng)區(qū)域的控制測(cè)量和碎部測(cè)量以及地質(zhì)、水文斷面測(cè)量提供了有益思路和方法。