羅閘河水電站大壩施工測量要點(diǎn)

謝彥軍 曹子妍

中國水電第四工程局，青海西寧 810000

1 開挖放樣控制測量

由于該大壩為拋物線型雙曲拱壩，左右岸拱槽及基坑是以拱冠中心為界漸變拋物曲線，不同高程的拱端是以該高程拱端與拱冠中心的最大圓心角和徑向半徑控制。放樣點(diǎn)位高程不同，距拱冠中心上下和左右距離不同，實(shí)際平面位置將會不同，變化因子比較大，施工放樣測量有一定的難度。該工程的解決思路是以設(shè)計(jì)提供的典型斷面及平面位置坐標(biāo)和不同高程左右岸拱端的上下游及拱壩中心的設(shè)計(jì)坐標(biāo)繪制拱壩平面圖和平切圖，以此作為檢查放樣計(jì)算數(shù)據(jù)的正確性。線性內(nèi)插加密繪制不同高程的設(shè)計(jì)開挖輪廓線，通過現(xiàn)場測得的實(shí)際開挖高程和平面位置就能相當(dāng)方便的檢查驗(yàn)證到現(xiàn)場實(shí)際開挖及超欠挖情況。靈活運(yùn)用坐標(biāo)系的正反算程序，結(jié)合設(shè)計(jì)拱端坐標(biāo)可以快速準(zhǔn)確地確定出實(shí)際開口線及設(shè)計(jì)開挖邊界線。

2 拋物線型雙曲線砼拱壩澆筑體型放樣控制測量

羅閘河水電站大壩是拋物線型雙曲線砼拱壩，它的特點(diǎn)是拱冠中心為拱壩厚度最大，高程不同拱壩厚度不同。同一高程左右岸拱端厚度和拱端夾角不同，在同一高程距離拱冠中心左岸及右岸距離不同拱壩徑向厚度。在施工中為了快速準(zhǔn)確有效控制模板定位，利用fx-5800計(jì)算器，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙編寫拱壩放樣計(jì)算測量程序。該程序可以計(jì)算出任意高程左右岸拱端與拱冠中心的夾角——拱端角度，根據(jù)所需放樣點(diǎn)與拱冠中心的夾角可以快速準(zhǔn)確的計(jì)算出該夾角下拱壩上游、拱壩中心和拱壩下游的施工坐標(biāo)及平面直角大地坐標(biāo)。根據(jù)實(shí)際情況為采用大地坐標(biāo)和施工坐標(biāo)提供了選擇機(jī)會。為了簡便快速方便施工放樣和模板檢查驗(yàn)收建議采用施工坐標(biāo)系。

（1）根據(jù)設(shè)計(jì)圖可知，羅閘河水電站拱壩采用變厚雙曲拋物線拱體型，其拱圈中心線為拋物線，拱圈中心線上任意點(diǎn)處的法線方向拱厚計(jì)算公式：

（2）根據(jù)勘測設(shè)計(jì)院提供的拱壩體型參數(shù)進(jìn)行壩面放樣點(diǎn)計(jì)算。其中φ左岸為負(fù)，右岸為正如圖1所示。

圖1 拱壩設(shè)計(jì)體型計(jì)算示意圖

① Po點(diǎn)為：

② 下游點(diǎn)PD(XD，YD=)

③ 上游點(diǎn)PV(XV，YV)

④ 坐標(biāo)變換，如圖2所示。

圖2 坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換示意圖

3 編程后的應(yīng)用

程序編好后，可用計(jì)算器對每個(gè)壩段任意所求點(diǎn)進(jìn)行任意高程時(shí)放樣資料計(jì)算。拋物線雙曲拱壩不同高程時(shí)拱壩中心線會向上游或下游移動，拱壩中心線弧線半徑不同，圓心坐標(biāo)不是定值，徑向厚度是變量。導(dǎo)致拱壩在不同高程左右岸的不同部位會發(fā)生拱壩上下游設(shè)計(jì)邊線向拱壩中心線或遠(yuǎn)離拱壩中心線傾斜，對于內(nèi)傾型根據(jù)需要可以放樣所求高程的投影點(diǎn)位，對于外傾型根據(jù)需要可以放樣所求高程0.5m或0.3m的檢查點(diǎn)位，以利于模板精確有效控制。拋物線雙曲拱壩高程是影響大壩體型的主要因子，所以，在模板檢查驗(yàn)收時(shí)嚴(yán)格控制所測點(diǎn)的高程，根據(jù)所測高程計(jì)算大壩體型設(shè)計(jì)坐標(biāo)，以校正模板嚴(yán)格處于設(shè)計(jì)位置。

在實(shí)際的施工測量中由于現(xiàn)場地形陡峭，每次在控制點(diǎn)架設(shè)儀器測量放樣與模板檢查無法滿足施工進(jìn)度的要求，難以快速有效地實(shí)現(xiàn)測量工作，所以通過首級施工控制網(wǎng)在合適的位置測量臨時(shí)控制觀測點(diǎn)，在倉號中利用后方交會的測量方法架設(shè)儀器進(jìn)行測量工作。為了保證后方交會的正確性及提高后方交會的精度，在后方交會的同時(shí)觀測3個(gè)及3個(gè)以上控制點(diǎn)。根據(jù)后方交會相關(guān)參考文獻(xiàn)及現(xiàn)場實(shí)際復(fù)核檢查在后方交會時(shí)同時(shí)觀測3個(gè)及3個(gè)以上控制點(diǎn)完全滿足施工精度和規(guī)范的要求。

眾所周知，測量放樣的點(diǎn)位誤差M，用傳統(tǒng)公式計(jì)算，是包括起始誤差及放樣誤差如果起始誤差很很?。ū揪W(wǎng)是3.0mm），則按規(guī)范若放樣誤差不大于20mm，則起始誤差對本網(wǎng)的影響僅占2%，可以略去。

4 拋物線型雙曲拱壩工程量計(jì)算

拋物線型雙曲拱壩體型是漸變曲線不能按照普通工程橫斷面計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算，應(yīng)該按照相同高程水平切繪計(jì)算工程量，這樣計(jì)算出來的工程量比較精準(zhǔn)。由于工程體型復(fù)雜特殊在實(shí)際工程量計(jì)算中要合理準(zhǔn)確分割成不同塊體分開合并計(jì)算。

在該工程中拱壩沒有特殊結(jié)構(gòu)部位，按照水平切繪大壩體型設(shè)計(jì)斷面，斷面間距按照高差的方法計(jì)算工程量，在中孔部位從拱壩整體中分解出按照中孔設(shè)計(jì)體型計(jì)算。溢流表孔區(qū)域工程量的計(jì)算思路是兩個(gè)邊墩和兩個(gè)中墩分解成個(gè)體按照其設(shè)計(jì)體型計(jì)算工程量。溢流表孔孔距是11m，在該部位不能按照水平切繪方法計(jì)算工程量，應(yīng)該按照溢流面曲線形狀繪制設(shè)計(jì)體型斷面，斷面間距按照水平斷面間距計(jì)算工程量。這樣計(jì)算出來的工程量非常精確符合實(shí)際工程量，否則會增加工程量計(jì)算誤差甚至出現(xiàn)錯(cuò)誤。

在實(shí)際工作當(dāng)中熟練運(yùn)用AUTO CAD軟件、Cass軟件和Excel辦公軟件會給工作帶來事半功倍的效果，在該工程中利用Excel軟件中的函數(shù)編輯功能可以快速方便的計(jì)算不同高程拱壩設(shè)計(jì)體型的上下游及拱壩中心線的設(shè)計(jì)坐標(biāo)，利用Excel軟件和Cass軟件數(shù)據(jù)編輯轉(zhuǎn)換功能在Cass中快速繪制出所需要的設(shè)計(jì)體型，計(jì)算出相應(yīng)的面積。

5 結(jié)語

水利水電工程施工建設(shè)對測量工作的要求精度要求和速度要求越來越高，這就要求測量工作人員不斷更新知識，有效利用各種軟件提高工作效率。參閱相關(guān)理論文獻(xiàn)，豐富測量理論知識，為大膽創(chuàng)新測量工作提供源動力，為測量工作服務(wù)。