水利工程施工测量的应用与解析

水利工程施工测量的应用与解析

兴修水利，需要防洪、灌溉、排涝、发电、航运等综合治理。一般由若干建筑物组成一整体．称为水利枢纽。水利枢纽示意图，其主要组成部分有：拦河大坝、电站、放水涵洞、溢洪道等。

拦河大坝是重要的水工建筑物，按坝型可分为土坝、堆石坝、重力坝及拱坝等(后两类大中型多为混凝土坝、中小型多为浆砌块石坝)。修建大坝需按施工顺序进行下列测量工作：布设平面和高程基本控制网，控制整个工程的施工放样；确定坝轴线和布设控制坝体细部放样的定线控制网；清基开挖的放样；坝体细部放样等。对于不同筑坝材料及不同坝型施工放样的精度要求有所不同，内容也有些差异，但施工放样的基本方法大同小异。

第一节土坝的控制测量

土坝是一种较为普遍的坝型。根据土料在坝体的分布及其结构的不同，其类型又有多种。粘土心墙土坝的示意图。

土坝的控制测量是根据基本网确定坝轴线，然后以坝轴线为依据布设坝身控制网以控制坝体细部的放样。

一、坝轴线的确定

对于中小型土坝的坝轴线，一般是由工程设计人员和勘测人员组成选线小组，深入现场进行实地踏勘，根据当地的地形、地质和建筑材料等条件，经过方案比较，直接在现场选定。’

对于大型土坝以及与混凝土坝衔接的土质副坝，一般经过现场踏勘，图上规划等多次调查研究和方案比较，确定建坝位置，并在坝址地形图上结合枢纽的整体布置，将坝轴线标于地形图上，为了将图上设计好的坝轴线标定在实地上，一般可根据预先建立的施工控制网用角度交会法测设到地面上。

坝轴线的两端点在现场标定后，应用永久性标志标明。为了防止施工时端点被破坏，应将坝轴线的端点延长到两面山坡上。

二、坝身控制线的测设

坝身控制线一般要布设与坝轴线平行和垂直的一些控制线。这项工作需在清理基础前进行(如修筑围堰，在合拢后将水排尽，才能进行)。

(一)平行于坝轴线的控制线的测设

平行于坝轴线的控制线可布设在坝顶上下游线、上下游坡面变化处、下游马道中线，也可按一定间隔布设(如10、20、30m等)，以便控制坝体的填筑和进行收方。

(二)垂直于坝轴线的控制线的测设

垂直于坝轴线的控制线，一般按50m、30m或20m的间距以里程来测设，其步骤如下。

(1)沿坝轴线测设里程桩。

由坝轴线的一端定出坝顶与地面的交点，作为零号桩，其校号为0十000。

然后由零号桩起，由经纬仪定线，沿坝轴线方向按选定的间距丈量距离，顺序钉下0十030、060、090……等里程桩，直至另一端坝顶与地面的交点为止。

(2)测设垂直于坝轴线的控制线。将经纬仪安置在里程桩上，定出垂直于坝轴线的一系列平行线，并在上下游施工范围以外用方向桩标定在实地上，作为测量横断面和放样的依据，这些桩亦称横断面方向桩。

三、高程控制网的建立

用于土坝施工放样的高程控制，可由若干永久性水准点组成基本网和临时作业水准点两级布设。基本网布设在施工范围以外，并应与国家水准点连测，组成闭合或附合水准路线，用三等或四等水准测量的方法施测。

临时水准点直接用于坝体的高程放样，布置在施工范围以内不同高度的地方。临时水准点应根据施工进程及时设置，附合到永久水准点上。

第二节土坝清基开挖与坝体填筑的施工测量

一、清基开挖线的放样

为使坝体与岩基很好结合，坝体填筑前，必须对基础进行清理。为此，应放出清基开挖线，即坝体与原地面的交线。

清基开挖线的放样精度要求不高，可用图解法求得放样数据在现场放样。为此，先沿坝轴线测量纵断面。即测定轴线上各里程桩的高程，绘出纵断面图，求出各里程桩的中心填土高度，再在每一里程桩进行横断面测量，绘出横断面图，最后

根据里程桩的高程、中心填土高度与坝面坡度，在横断面图上套绘大坝的设计断面。

二、坡脚线的放样

清基以后应放出坡脚线，以便填筑坝体。坝底与清基后地面的交线即为坡脚线，下面介绍两种放样方法。

(一)横断面法

仍用图解法获得放样数据。首先恢复轴线上的所有里程桩，然后进行纵横断面测量，绘出清基后的横断面图，套绘土坝设计断面。

(二)平行线法

这种方法以不同高程坝坡面与地面的交点获得坡脚线。在地形图上确定土坝的坡脚线，是用已知高程的坝坡面(为一条平行于坝轴线的直线)，求得它与坝轴线间的距离，获得坡脚点。平行线法测设坡脚线的原理与此相同，不同的是由距离(平行控制线与坝轴线的间距为已知)求高程（坝坡面的高程)，而后在平行控制线方向上用高程放样的方法，定出坡脚点。

三、边坡放样

坝体被脚放出后，就可填土筑坝，为了标明上料填土的界线，每当坝体升高lm 左右，就要用桩(称为上料桩)将边坡的位置标定出来。标定上料桩的工作称为边坡放样。

四、坡面修整

大坝填筑至一定高度且坡面压实后，还要进行坡面的修整，使其符合设计要求。此时可用水准仪或经纬仪按测设坡度线的方法求得修坡量(削坡或回填度)。

第三节混凝土坝的施工控制测量

混凝土坝按其结构和建筑材料相对土坝来说较为复杂，其放样精度比土坝要求高。施工平面控制网一般按两级布设，不多于三级，精度要求最末一级控制网的点位中误差不超过±10mm。

一、基本平面控制网

基本网作为首级平面控制，一般布设成三角网，并应尽可能将坝轴线的两瑞点纳入网中作为网的一条边。根据建筑物重要性的不同要求，一般按三等以上三角测量的要求施测，大型混凝土坝的基本网兼作变形观测监测网，要求更高，需按一、二等三角测量要求施测。为了减少安置仪器的对中误差，三角点一般建造混凝土观测墩，并在墩顶埋设强制对中设备，以便安置仪器和视标。

二、坝体控制网

混凝土坝采取分层施工，每一层中还分跨分仓(或分段分块)进行浇筑。坝体细部常用方向线交会法和前方交会法放样，为此，坝体放样的控制网——定线网，有矩形网和三角网两种，前者以坝轴线为基准，按施工分段分块尺寸建立矩形网，后者则由基本网加密建立三角网作为定线网。