淺談水利工程管理范圍劃界工作的設(shè)計與施工

楊 崧

(常州市城市防洪工程管理處，江蘇 常州 213000)

水利工程是實(shí)施防洪排澇 、抗旱供水 、農(nóng)業(yè)灌溉 、生態(tài)調(diào)節(jié)的重要基礎(chǔ)設(shè)施[1]，在國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中發(fā)揮著極為重要的作用。水利工程確權(quán)劃界是依法保護(hù)水利工程的重要措施，是加強(qiáng)水利工程管理的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作[2]。通過確權(quán)劃界，明確水利工程的保護(hù)和管理范圍，可以依法管理水利工程，充分發(fā)揮水利工程的社會效益。

1 工程概述

澡港河南樞紐工程是常州市運(yùn)北片的重要防洪控制節(jié)點(diǎn)工程，為大2型水利泵站，主要功能為防洪、排澇和改善城市水環(huán)境，防洪標(biāo)準(zhǔn)為200年一遇。工程由泵站和節(jié)制閘各1座組成，泵站設(shè)計流量為50 m3/s，采用5臺2180ZGB10-1.3型雙向豎井式貫流泵，配套450 kW的10 kV高壓異步電動機(jī)。節(jié)制閘布置在泵站東側(cè)，規(guī)模為2×10 m，閘門為升臥式平面鋼閘門，通過卷揚(yáng)式啟閉機(jī)進(jìn)行啟閉。澡港河南樞紐管理范圍劃界工作主要有：實(shí)地踏勘水利樞紐具體情況，按要求布設(shè)控制點(diǎn)，修測河道堤腳線、堤肩線、河口線及地形圖，預(yù)制、放樣、埋設(shè)界樁(牌)、告示牌，實(shí)地采集界樁(牌)坐標(biāo)信息等。

2 管理范圍線圖設(shè)計

2.1 基準(zhǔn)線修測及優(yōu)化

澡港河南樞紐劃界主要依據(jù)《常州市河道管理實(shí)施辦法》第8條“小型涵閘、抽水站：上下游河道、堤防各200 m，左右側(cè)各50 m”和《江蘇省水利工程管理?xiàng)l例》第6條“水利樞紐工程內(nèi)分別由水利部門和其他管理部門管理的各類建筑物，凡各自的管理范圍已經(jīng)劃分明確的，不再變動”的規(guī)定執(zhí)行。澡港河南樞紐向上游河道延伸512 m，河道左側(cè)至河口線外10 m，右側(cè)為河口線外10 m；向下游河道延伸519 m，河道左側(cè)為河口線外10 m，右側(cè)為河口線外10 m；水工建筑物左側(cè)至外80 m，右側(cè)至外50 m為管理范圍。根據(jù)現(xiàn)場踏勘，澡港南樞紐管理范圍線的基準(zhǔn)線是河口線?；鶞?zhǔn)線基本沒有發(fā)生明顯變化，可修測部分以便檢驗(yàn)。

2.2 管理界樁(牌)設(shè)計要求

在1∶1000地形圖的基礎(chǔ)上，依據(jù)基準(zhǔn)線繪制管理范圍線，預(yù)布設(shè)拐點(diǎn)界樁。界樁點(diǎn)都設(shè)置在了易埋設(shè)的位置，且在拐彎位置進(jìn)行了適當(dāng)?shù)募用?，基本體現(xiàn)出了河道的走向。界線拐點(diǎn)處設(shè)置界樁，圓弧段應(yīng)加密以準(zhǔn)確反映出界線走向?yàn)樵瓌t[3]。根據(jù)現(xiàn)場踏勘，澡港河南樞紐以河口線為基準(zhǔn)線。為保證基準(zhǔn)線順延的連貫性和完整性，內(nèi)業(yè)剔除不合理的折點(diǎn)，按上下斷面優(yōu)勢合理優(yōu)化。布設(shè)選擇澡港河南水利樞紐上游(主要運(yùn)行工況水流方向)右岸管理范圍界樁作為起始點(diǎn)，按順時針方向依次編號，間隔按照100 m布設(shè)，拐點(diǎn)和圓弧段處加設(shè)界樁，對于已安裝護(hù)欄作為管理范圍標(biāo)識的，管理界樁布置間距適當(dāng)加大。

2.3 公共界樁與移位樁

在相鄰河道處埋設(shè)界樁時，根據(jù)其級別埋設(shè)界樁，公共界樁在一般界樁基礎(chǔ)之上，在界樁頂部采用紅色油漆噴涂；移位樁在界樁頂部采用黃色油漆噴涂，以示區(qū)別。澡港河南樞紐管理范圍上下游與澡港河河道各有2個公共界樁，根據(jù)兩者級別，公共界樁將由河道處埋設(shè)，不存在移位界樁。

2.4 管理界樁(牌)編號

(1)圖上界樁編號由樞紐工程名稱、縣(市、區(qū))名稱各字拼音第一個字母縮寫和界樁號組成。界樁號用阿拉伯?dāng)?shù)字0001、0002、0003流水編號。例如澡港河南樞紐第5號編號為“ZGHNSN-CZBJ-S0005”，其中ZGHZSN為澡港河南樞紐拼音首字母縮寫，CZBJ為常州本級的拼音首字母縮寫，S為岸別缺省值。

(2)當(dāng)在已經(jīng)立好的界樁之間需要增加界樁時，其界樁編號在上一個原有界樁號后加“-”再加數(shù)字序號，保證界樁編號不重號[4]。

3 施工執(zhí)行

3.1 主要技術(shù)指標(biāo)

平面坐標(biāo)系統(tǒng)使用2000國家大地坐標(biāo)系，投影面為橢球面。高程基準(zhǔn)使用1985國家高程基準(zhǔn)。測圖比例尺為1∶1000，基本等高距為1 m。地形圖分幅方式為400 mm×500 mm。

3.2 總體工作流程

總體工作流程見圖1。

圖1 工作流程

3.3 首級控制測量

根據(jù)實(shí)施方案要求澡港河南樞紐管理范圍內(nèi)均勻布設(shè)了2個E級GNSS點(diǎn)，1個位于澡港河南樞紐院內(nèi)，1個位于澡港河旁綠化帶內(nèi)，并按照四等水準(zhǔn)的要求進(jìn)行水準(zhǔn)聯(lián)測。

3.3.1 選點(diǎn)

(1)選點(diǎn)人員在實(shí)施選點(diǎn)前，在野外踏勘的基礎(chǔ)上，根據(jù)布網(wǎng)任務(wù)分析研究了測區(qū)已有資料，并合理利用資料。

(2)選點(diǎn)人員在熟悉和掌握測區(qū)情況后，在管理范圍內(nèi)布設(shè)了2個GNSS點(diǎn)。

3.3.2 點(diǎn)位情況

(1)方便操作和放置接收設(shè)備，視野良好；視場內(nèi)如果有障礙物，高度角不能超過15°。

(2)必須遠(yuǎn)離電臺、微波站等大功率無線電發(fā)射源200 m開外，遠(yuǎn)離微波無線電信號傳送通道、高壓輸電線路50 m開外。

(3)周圍沒有強(qiáng)烈反射衛(wèi)星信號的大型建筑物。

(4)交通方便，點(diǎn)位都位于路邊，大型車輛可以直接到達(dá)，點(diǎn)與點(diǎn)之間保證可以通視，有利于其他測量手段擴(kuò)展或聯(lián)測。

(5)地面基礎(chǔ)必須要穩(wěn)定，有利于標(biāo)石的長期保存。

(6)對符合要求的已有控制點(diǎn)可以直接利用。

3.3.3 埋石情況

(1)標(biāo)石采用預(yù)先做好的標(biāo)石，規(guī)格底部400 mm×400 mm，頂部200 mm×200 mm,高550 mm,中心標(biāo)志為不銹鋼制作，并刻有十字線。

(2)埋設(shè)標(biāo)石時，根據(jù)標(biāo)石尺寸，人工開挖到預(yù)定深度后，在坑底中間再開挖了長寬各200 mm、深100 mm的小坑，小坑底倒入100 mm厚的混凝土墊層，放入標(biāo)石并擺正。為了確保標(biāo)石底部排水暢通，標(biāo)石底部邊緣與土層直接接觸。用原狀土回填至一定深度后放上護(hù)框，為了防止周邊雨水流入坑內(nèi)，保證了護(hù)圈高出地表5 cm左右。

3.3.4 水準(zhǔn)聯(lián)測

本次四等水準(zhǔn)聯(lián)測使用電子水準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)尺、尺墊1對。水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺都經(jīng)過法定計量單位的檢定和校準(zhǔn)，并在有效期內(nèi)。利用了樞紐附近二等水準(zhǔn)點(diǎn)II309為起算點(diǎn)，并通過二等水準(zhǔn)點(diǎn)II75對起算點(diǎn)進(jìn)行了校核。形成了II309-E134-E133-II309閉合水準(zhǔn)路線。四等水準(zhǔn)測量各環(huán)節(jié)都按GB12898—2009《國家三、四等水準(zhǔn)測量規(guī)范》的要求操作。

3.3.5 圖根控制測量

(1)在建筑物周邊、樹林里不能使用RTK地方需要用全站儀測量，在這些區(qū)域外圍布設(shè)了圖根點(diǎn)。圖根控制點(diǎn)利用了CZCORS根據(jù)CH/T2009—2010《全球定位實(shí)時動態(tài)測量技術(shù)規(guī)范》中RTK控制測量的要求布設(shè)。此次共布設(shè)了2個圖根點(diǎn)，每個圖根點(diǎn)觀測了4測回，取平均值，見表1。

表1 圖根點(diǎn)成果

(2)每次作業(yè)開始前，都在1個E級GNSS已知點(diǎn)的檢核，平面坐標(biāo)較差不大于±0.0 7m，見表2。

表2 已知點(diǎn)檢核

3.4 地形修測

3.4.1 修測范圍及內(nèi)容

對澡港河南樞紐管理范圍線向外擴(kuò)20 m的范圍內(nèi)進(jìn)行地形圖全要素采集，約170 163 m2，涉及地形圖9幅。包括測量控制點(diǎn)、交通、水系、地貌、居民地及設(shè)施、管線、境界、植被與土質(zhì)注記，成圖比例尺為1∶1000。

3.4.2 測圖方法

本區(qū)域地形圖修測主要采用RTK測圖與全站儀測圖相結(jié)合的方法。

RTK測圖流動站的作業(yè)符合下列規(guī)定：

(1)流動站工作的有效衛(wèi)星數(shù)量不少于5個，PDOP值小于6，使用固定解成果[5]。

(2)正確選擇和設(shè)置測量模式、轉(zhuǎn)換參數(shù)、基準(zhǔn)參數(shù)和數(shù)據(jù)鏈的通信頻率等。

(3)作業(yè)前，檢測了2個以上E級GNSS已知點(diǎn)。檢測結(jié)果同已知成果之間的平面較差不大于0.2 m，高差較差不大于0.2 m。

全站儀測圖的作業(yè)符合下列規(guī)定：

(1)在不適宜RTK測圖的區(qū)域采用全站儀測圖。

(2)全站儀測圖方法采用草圖法。

(3)當(dāng)布設(shè)的圖根點(diǎn)不能滿足測圖需要時，采用了極坐標(biāo)法增設(shè)少量測站點(diǎn)，一般不超過2站。

(4)儀器對中偏差不大于5 mm，儀器高和反光鏡高的量取精確至1 mm。

(5)作業(yè)結(jié)束前，對定向方位進(jìn)行檢查。

(6)全站儀測圖的測距長度不超過規(guī)定。

3.5 界樁的埋設(shè)

埋設(shè)前，依據(jù)內(nèi)業(yè)布設(shè)的界樁點(diǎn)，采集界樁點(diǎn)理論坐標(biāo)，作業(yè)組已對界樁點(diǎn)位置進(jìn)行放樣測量。埋設(shè)時，測量人員對樁位進(jìn)行檢核。檢核無誤后，用生石灰標(biāo)定開挖范圍線，指導(dǎo)工人開挖。

埋設(shè)規(guī)格：從地面往下600 mm，地面以上露出400 mm，下設(shè)50 mm的C20混凝土墊層?；靥顣r先用C20混凝土300 mm，再用回填土250 mm，從而確保填筑密實(shí)。埋設(shè)界樁的時候，“嚴(yán)禁破壞”標(biāo)識面向水利工程，要求平行于河道岸線。界樁垂直方向上偏斜不超過5°；水平方向上與河道岸線之間的夾角偏斜不超過15°。

界樁(牌)埋設(shè)(安裝)結(jié)束后，待混凝土凝固后，采集界樁(牌)的三維坐標(biāo)，測量精度參照地形圖測量精度進(jìn)行。每座樁(牌)埋設(shè)完成后，以數(shù)碼相機(jī)距界樁3 m至5 m拍攝樁(牌)體正面照，與其坐標(biāo)表對應(yīng)，以便存檔，并根據(jù)管理范圍線繪制地形圖及時繪制界樁位置略圖，標(biāo)明地理名稱，形成界樁身份證。

3.6 公共界樁

在相鄰河道處埋設(shè)界樁時，根據(jù)其級別埋設(shè)界樁，本次公共界樁由河湖處埋設(shè)，分別是ZGHNSN-S1，ZGHNSN-S2，ZGHNSN-S18，ZGHNSN-S19，界樁頂部用紅色油漆噴涂。

4 結(jié) 論

通過開展水利工程管理范圍劃界工作，明確管理和保護(hù)范圍，逐步建立起權(quán)責(zé)清晰的水利工程管理保護(hù)責(zé)任體系，保障防洪、供水、生態(tài)安全，促進(jìn)水利工程管理工作不斷向規(guī)范化、法制化和現(xiàn)代化邁進(jìn)。