1#尾水洞施工测量组织设计.docx

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1#尾水洞施工测量组织设计

溪洛渡水电站1#尾水洞施工测量组织设计

1.工程概述

溪洛渡水电站工程是我国西电东送中线的骨干电源之一，位于四川省雷波县和云南省永善县交界处的金沙江干流上。

溪洛渡水电站以发电为主，兼有防洪、拦沙和改善下游航运条件等巨大的综合效益，具有不完全年调节能力的特大型水电站。

总装机容量为12600MW。

1＃尾水洞位于金沙江峡谷溪洛渡水电站坝址左岸，平面上呈直线布置，主洞在尾0＋252.246前与1－1、1－2、1－3尾水支洞连通，全长1784.883m。

本合同界限为尾0＋508.510～尾1＋7784.883，合同内尾水洞施工长度为1276.373，合同编号为0590。

洞身断面呈城门洞型，断面尺寸为17m22m边墙与底板相交处设半径为3.5m的曲线连接。

2执行的主要测量技术标准及规范

溪洛渡水电站1＃尾水洞施工测量组织设计遵循下列技术标准及规范编制：

《中、短程光电测距规范》GB/T 16818—1997

《国家三、四等水准测量规范》GB12898-91

《水电水利工程施工测量规范》DL/T5173-2003

《光电测距高程导线测量规范》DZ/T 0034—1992

《国家三角测量规范》GB/T 17942—2000

以及招标文件相应规定、设计图纸、修改通知、监理部门提出的其它技术要求。

3控制测量

由于溪洛渡水电站控制网布设层次分明，基本覆盖整个施工区域，各隧洞口附近均有控制网点，加密控制较为方便。

业主测量中心于2006年2月份下发溪洛渡水电站施工测量控制网复测成果，平面控制等级为II等，最弱点点位中误差不大于5mm，高程控制等级为III等，控制网采用金沙江平面坐标系统,高程采用黄海高程系统。

我部将本着“从整体到局部，先控制后细部”的测量原则，围绕着工程施工的整体部署，及时进行施工控制网的加密、各级控制点的引测工作。

3.1前期准备

⑴资料收集

收集监理工程师（业主）提供的建设区域原有的测绘资料。

主要包括建设区域控制网（平面、高程）、成果表及标点位置和原始地形图。

在此基础上对各类资料和数据进行复核计算，发现问题立即向监理工程师进行汇报。

⑵现场踏勘

测量人员根据监理工程师（业主）提供的控制点到现场逐一确认，检查其保存的完好性、可靠性及可利用性。

⑶测量仪器的检查和校核

在测量工作开始之前对用于本工程的所有测量仪器按照《水电水利工程施工测量规范》（DL/T5173-2003）规定逐项进行检查，并将检查结果备案，对于超出限差要求的测量仪器进行校准，使之符合规范要求。

所使用的仪器将定期到检测部门进行检定（见附件1：

05年度仪器检定证书）。

⑷复测

对监理工程师提供的测区范围内的所用控制网点、水准点进行复测，复测控制网的等级与原控制网的等级相同，以检验所提供成果的可靠性和准确性。

及时提交复测成果，如果复测结果与监理单位的成果相差较大，则应与监理工程师协商处理。

3.2施工控制网的布设

⑴平面控制测量

①加密网等级的选取

根据《水电水利工程施工测量规范》（DL/T5173-2003）规定,梯级布网其最末级平面控制点相对于同级起始点或邻近高等级基本控制点的点位中误差不大于±10mm。

对于本工程地面控制网,应满足水工规范施工的精度要求，同时隧洞相邻洞口点的点位中误差应满足其贯通面的误差要求。

1＃尾水洞工程，根据隧道贯通误差预计值、施工放样起始数据误差与测量误差比例关系，采用四等平面控制网可满足要求。

综上所述,为确保加密施工控制点满足不同施工阶段对施工测量的精度要求,结合本工程主要为隧洞之特点，在复测监理工程师提供的控制网点的同时布设加密平面控制网，考虑本工程隧洞贯通精度要求，拟定平面控制施测等级为四等，高程控制采用四等三角高程，

②加密施工控制网的布设方案

控制测量采用业主测量中心提供的溪洛渡水电站施工测量控制网中的溪洛渡、蔡家岩、XII32为起算点。

根据1＃尾水洞平面布设位置及施工方案洞内主导线控制测量以溪洛渡、蔡家岩为起算点布设四等附合导线经1＃公路隧道－102隧道附合至蔡家岩及XII32，在102隧洞与左岸3＃施工支洞平交处测设控制点，经3＃施工支洞作边长至200～150米左右四等直伸导线进入尾水洞，独立观测两次，取均值成果作为开挖阶段的首级控制。

待上导洞贯通后联测成附和导线网，平差成果作为1＃尾水洞衬砌施工测量的首级控制。

高程控制测量采用四等三角高程，在布设直伸导线的同时布设。

施工导线点随开挖掘进布设，每隔数点至基本导线点附合。

导线点的埋设形式采用洞壁钢支架强制对中标，见图1。

图1控制点埋设形式示意图

施测前编制控制测量施测细则，对测量过程相关技术参数进行详细明确，具体做法及注意事项等，保证野外测量施测成果的精度。

日常注意巡视基本导线点，及时恢复被破坏的控制点，定期复测基本导线点。

由于目前我部施工左岸导流洞工程，布设导线等级为四等，且应引测至1＃尾水洞工作面，在施工支洞开挖过程中，我部前期将采用现有施工控制点，检测洞内导线点时采用上述方案进行。

4贯通误差

4.1贯通误差限差

根据规范、规程要求，控制测量设计精度取决于隧洞贯通面上贯通误差的限定，由洞外及洞内控制测量两部分组成。

根据《水电水利工程施工测量规范》（DL/T5173-2003）规定贯通限差如下：

表1贯通测量限差

相向开挖长度（含支洞在内）km

限差mm

横向

纵向

竖向

<5

100

100

50

5～10

150

150

75

4.2贯通误差预计

因目前尾水洞图纸未到，加之1＃公路等级控制未加密完成，如按照导线线路为1#公路隧道－102隧道－3＃施工支洞－1＃尾水洞－（1－3）尾水支洞－101隧道－1＃公路出口－地面首级控制布置进行贯通误差预计，与今后实际操作线路不符，加之尾水洞与厂房等相关关系我部尚未理清，待图纸到达后，我部将根据操作可行的导线线路进行贯通误差预计，另行呈报贵部审核。

4.3实际贯通误差的测定及调整

隧道贯通后，应及时对贯通误差进行测定及调整：

贯通误差的测定可按下列方法进行：

1.采用精密导线测量时，在贯通面附近定一临时点，由进测的两方向分别测量该点的坐标，所得的闭合差分别投影至贯通面及其垂直的方向上，得出实际的横向和纵向贯通误差，再置镜于该临时点测求方位角贯通误差。

采用三角高程测量贯通点的高程，计算竖向贯通误差。

贯通误差的调整应按以下的方法进行：

1.用折线法调整隧道中线。

2.进行高程贯通误差调整时，贯通点附近的水准点高程，采用由进出口分别引测的高程平均值作为调整后的高程。

遂道贯通后，施工中线及高程的实际贯通误差，应在未衬砌的100米地段内（即调线地段）调整。

该段的开挖及衬砌均应以调整后的中线及高程进行放样。

5施工测量放样

5.1施工放样程序

为保证本工程测量放样工作的有序进行，严格保持所放样各元素之间存在的几何关系，应遵循由整体到局部的原则。

即直接由等级控制点（首级及加密控制点）进行放线，也可以由细部临时加密点进行放样。

重要部位采用首级控制点进行放样。

做到“四无”，即无缺测、无漏测、无不符合精度、无违时；“四随”，即随时观测、随时记录、随时计算、随时校核。

⑴施工放样方法的选择及放样数据的准备

熟悉建筑物的总体布置图和细部结构设计图，确定公路轴线和主要点线的设计位置，以及各部分之间的几何关系，并绘制设计参数略图现场方便查阅。

结合现场实际情况，平面位置的放样可采用直角坐标法、极坐标法、前方交会法、正倒镜投点法等放样方法；高程放样采用水准测量法、三角高程法。

在计算放样数据并核实无误后，进行施工放样。

对于重要的点线须由控制检查组检核无误后进行施工。

1＃尾水洞施工过程中开挖放样采用全站仪配合卡西欧fx-4850p（fx-4800p）编程计算器进行，利用施工坐标系可直观反映超欠挖值，预先编辑好放样程序，确保放样精度及工作效率。

施工测量放样作业的流程如下图：

内业整理

在每次外业观测时，做好相应的观测记录。

每一单元均提交相关的记录及验收图，观测原始数据要及时收集存档备查。

5.2放样精度预估

1#尾水洞施工放样的主要方法采用全站仪坐标法及后方交会法设站放样，就两种方法放样精度进行估算。

⑴全站仪坐标法放样精度估算

全站仪坐标法放样的误差主要来源为水平角测量误差、垂直角测量误差及测距误差。

我部目前采用放样的徕卡系列全站仪标称精度为测角1"，测距精度2＋2ppm，水平角观测误差来源为望远镜照准误差、读数误差、仪器误差、目标偏心误差、测站偏心误差（强制对中标可忽略其影响）及外界条件影响。

水平角观测误差

①望远镜照准误差m1

该误差与望远镜放大倍率有关，取v=30，则m1＝（60/v）＝60/30＝2"。

②读数误差m2

全站仪读数系统度盘采用绝对编码技术液晶显示，当照准目标后自动重复显示，多次显示读数差一般不超过2"，故取读数误差为m2＝2"。

③仪器误差m3

仪器误差主要是垂直轴系误差，全站仪因结构合理，管水准器分划值小，仪器置平精度高，由仪器结构引起误差据有关资料显示，不超过1.5"，m3＝1.5"。

④目标偏心误差m4

在放样过程中多采用手持对中杆或免棱镜技术，而由对中杆引起的放样误差约为5mm，对水平角的影响与放样点至设站点的距离有关，m4＝0.005ρ/s（ρ=206265"）。

⑤测站偏心误差m5

测站点仪器对中时所产生的误差，采用光学对点器及激光对点器一般其误差不超过2mm，同样该误差与放样点至设站点的距离有关，m5＝0.002ρ/s

⑥外界条件影响m6

外界条件的影响主要存在与温度的变化对视准轴的影响，据资料介绍，温度变化1℃，测角误差的变化范围为0.27"～0.85"之间，取m6＝0.5"。

综合上述因素影响，半测回方向中误差为：

垂直角观测误差

垂直角观测误差的主要来源有望远镜照准误差、读数误差、外界条件影响及自动补偿误差。

前三项误差影响基本与水平角误差相同，分别取m1＝2"、m2＝2"、m6＝0.5"。

全站仪垂直读数度盘读数指标由倾斜传感器通过液体补偿器修正，在仪器基本置平的情况下，补偿器的精度在1"范围内，取仪器自动补偿误差为m7＝1"，则垂直角半测回观测值中误差为：

"

测距精度

测距误差来源于仪器误差、对中偏心误差等。

1仪器误差mD

仪器误差取其标称精度值，即mD＝（2mm+210-6D）

2对中偏心误差

对中偏心误差可产生5mm的误差，故取mP＝5mm

综合上述因素，测距中误差为

放样点的平面位置精度估算

假设放样时全站仪设站于A点，对各放样点的水平角、垂直角和距离进行测定，获得放样点的三维坐标值。

对于任意放样点p的坐标按下式计算：

对上式微分并转化为中误差关系式，如下

考虑测站点点位误差，则测站点的精度估算公式（忽略垂直角的影响）为：

若取测站点为四等导线点，则

"、

，导线点间距离为150m，则

。

式中ms为测距中误差，mα为半测回测角中误差，s为距离。

放样距离一般不过100m，当s＝100m时，放样点P的点位中误差为mP＝7.2mm

⑵边角后方交会设站放样精度估算

根据《水电水利工程施工测量规范》DL/T5173-2003中规定，采用边角后方交会设站的测站误差估算按下式计算：

若去已知点间距离按100m计，放样点距离50m计，考虑交会角度一般在30º～90º之间，按四等精度估算测边及测角精度，取K＝2，ms＝5mm、mα＝2.5",

º，取

º及

º，则设站点点位中误差为：

6mm及

6mm

放样时采用全站仪坐标法，故放样点精度同上述，即

，则放样点精度预估为：

⑶放样点高程精度估算

放样高程点采用三角高程，在EDM三角高程测量中，单向观测的高差公式为：

若不考虑测站高程误差影响，单向高差误差可视作单向高程的测量误差，对上式微分得

因距离较短，两差改正和大气折光这两项的影响忽略，因此高程中误差关系式为：

作业中一般采用3m卷尺量取仪器高和棱镜高，可分别产生2mm的误差，放样时放样点的至测站的垂直角不大于45º。

当

及

时，所求得的高程中误差分别为

及

。

5.3断面测绘

1＃尾水洞洞身开挖断面采用免棱镜全站仪测量，断面间距按招标文件每3m一条实施，在开挖断面体型变化处增设断面。

对于地质超挖部位断面测量按1m间距进行布置。

断面点间距以真是反映现场开挖形体为宜，一般取断面点间距0.5m左右。

绘制断面图采用Autocad软件进行绘制，成图格式应满足监理工程师相关要求。

6施工区原始地形及断面测绘

1＃尾水洞所涉及的原始地形图测绘主要在出口位置，为了保证尾水洞出口后期开挖工程量的准确性，开工前我方将按监理工程师要求采用监理方同我部联测的方式，对本合同施工范围内的原始地貌进行实地测量。

并按现场施工的精度及规范要求采用数字化机助成图（采用南方CASS6.0成图软件）的方法绘制1：

500的原始地形图，待原始地形图经监理工程师认可后，及时绘制原始纵、横断面图，断面图的布置依据设计图的布置方式在设计断面间加密布置。

断面中心桩间距按工程结构特征和地形变化情况在5m～10m之间选择。

实测原始地形线剖绘完成后，报送监理工程师复核、审批。

7竣工测量

本工程结束后及时进行竣工测量，按照《公路勘测规范》（JTJ061—99）的规定要求进行。

并提交如下资料：

⑴施工控制网原始观测手簿、概算及平差计算资料

⑵施工控制网布置图、控制点坐标及高程成果表

⑶建筑物实测坐标、高程与设计坐标、高程比较表

⑷施工期变形观测资料

⑸隧道轴线控制点与控制网联测的平差资料及进洞关系平面图

⑹洞内导线和高程计算成果和平面图

⑺开挖和混凝土竣工断面图、竣工工程量

⑻贯通误差的实测误差和说明

⑼技术总结

8测量质量保证措施

为保证测量工作的高效、准确，在施工中，我部在人力、设备及组织制度上提供了积极的保障，并制定了行之有效的各项规章制度，确保施工测量工作规范化、程序化，避免出现错误。

8.1严格执行ISO9000质量体系文件《施工测量控制程序》，制定各种测量管理制度、编定测量措施，使各项目工程的施工测量过程处于受控状态。

具有完整的组织机构，人员分工清晰，责任明确。

首先制定如下各种管理制度、办法：

⑴测量措施编写、审批制度

⑵测量仪器管理办法

⑶测量成果审核、使用制度

⑷测量班组岗位责任制

8.2分阶段编制、上报有针对性的测量措施，如：

⑴加密控制网布设、施测措施

⑵地下隧道贯通测量措施

措施主要内容包括：

平面高程控制点布置，控制点大地坐标以及工程坐标，施测办法，精度要求，人员、仪器配置情况等。

⑶测量人员必需持有上岗证。

8.3记录、计算资料整理规定

⑴测量记录

严格按规范规定的方法和格式，作好原始记录。

保证原始测量记录的完整性和准确性。

⑵内业整理

依据设计图纸，计算测量放样数据和工程量，并绘制相应的地形图、断面图。

⑶测量平差

用通过鉴定的商业测量平差软件，进行测量平差。

并作好相应的测量精度评估。

9人员及仪器设备配置

9.1组建一支具有丰富经验、良好职业素质的测量队伍

截止目前我单位已成功地建设了十三陵、小浪底、山西万家寨引黄贵州索风营地下厂房、宜兴抽水蓄能电站地下厂房等地下工程项目。

我部在长期的地下工程施工中对施工测量工作积累了一定的经验，较为先进的技术及时应用于实践，为高精度、高效率地完成测量工作提供了保障。

目前水电六局溪洛渡施工局测量部测量人员47人，其中技术人员24人，在人力资源上充分保障了现场施工需要。

预计在6＃尾水洞施工期测量放样组两个，每组2～3人，控制检查组4人，内业员1人，共11人。

从事尾水洞测量人员组织机构如下：

测量部部长

内

业

放样二组

控制组

放样－组

9.2测量仪器的配置

测量仪器技术的先进性、精度、工作性能的可靠性是施工测量成果精确无误的重要保证。

目前我部在溪洛渡水电站投入全站仪9台，全站仪以徕卡全站仪TCR1200及TCR1100系列为主，本工程控制检查组和施工放样组将应用以下两组测量仪器分别进行控制、检查测量和施工放样测量工作。

⑴控制测量、检查测量所用测量仪器见表2。

表2控制测量、检查测量仪器表

仪器

名称

型号

测角精度

测距精度

产地

数量

备注

全站仪

TCR1201

1.0″

2mm+2ppm

瑞士

1

A配置

⑵施工放样所用测量仪器设备见表3。

表3施工放样测量仪器设备表

仪器

名称

型号

精度

测距精度（高差中数偶然中误差）

产地

数量

备注

全站仪

TCR1102

2″

2mm+2ppm

瑞士

1

A配置

全站仪均按规定进行每年一次的检定工作，保证仪器的性能稳定，保证施工测量放样的精度。