發布時間：2023-07-16 08:31:57
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關鍵詞：水電工程；測量坐標系統；確定
引言：
國家建立全國統一的坐標系統，包括大地坐標系統，平面坐標系統，地心坐標系統。由于需要建立相對獨立的平面坐標系統必須申報相應的測繪行政主管部門進行批準，和獨立的平面坐標系統要和國家的坐標系統一和一致。水電工程測量坐標系統宜采用國家坐標系統，包括1954年的北京坐標系和80的西安坐標系統。舊坐標系統的使用方便現有的水電項目的前期設計數據和相應的資料。國家統一的坐標系統是相對于基礎測繪來說的，測繪和工程測圖是為工程服務的，國家坐標系統有很大的長度變形，影響工程的設計和精確的數量，特別是在高海拔和遠離中央子午經線長度變形區的，這些是越來越明顯的，因此，往往需要建立相對獨立的平面坐標系統。
一、 水電工程規劃設計階段坐標系統的選擇
水利水電工程測量規范：（1）水電工程樞紐區地形圖使用現有的國家坐標系統的高斯正形投影。（2）樞紐區和重要的工程建筑物區內的封閉圖投影長度變形值不超過5厘米/公里，超過5厘米/公里時要建立相對獨立的平面坐標系統。（3）長度小于60公里的獨立測量面積或長度獨立的狹長測量區域，可以不實施高斯投影，可以采用任意的平面直角坐標系統。工程樞紐區的測量繪圖為了滿足設計和施工圖和實地測量的需要，但是要求線長度相符，控制網絡側的長度算到參考橢球面的高程歸化和高斯正形投影距離變化而變化的組合（即長度變形）限制在一定的數值，以便使它的影響被忽視。因此，要利用國家統一的坐標系統必須滿足以下條件：（1）工程樞紐區坐落在高斯正形投影帶中央子午線的附近，不大于±60公里的區域；（2）調查地區的平均高度表面附近的國家參考橢球體面（或平均海平面）的平均高度不超過300米，否則，應根據具體條件和要求選擇獨立的平面直角坐標系統。
二、 水電工程施工階段坐標系統的選擇
水電工程樞紐區建設工程施工測量是在設計階段的調查是對現有的控制點和其他相關的基礎測繪數據進行的。因此，水電工程施工測量的規則和條例規定：（1）施工平面控制網坐標系統應符合規劃和設計階段的坐標系統一致。（2）平面控制網的觀測數據不做高斯投影校正，只將邊長投影到測試區選定的高程平面上，使用平面直角坐標系統在平面上進行直接的計算。
非工程樞紐區的建設工程測量工作主要是水庫測量。淹沒線的測量僅對高程的精度要求更高，塌岸和滑坡影響的區面積較小，對坐標系統的選擇沒有特殊的要求。土地詳查制圖比例尺通常是1：1000和1：2000，在高海拔地區使用國家坐標系統的投影變形較大，當高程高度是3000米時，投影變形可達到1 / 2100，大于圖根控制的誤差。在水庫區的土地詳查應根據密集的住宅區，城市，工礦企業和其他重要地區建立獨立的坐標系統，測繪土地詳查地圖。
三、水電工程測量的幾種獨立坐標系統
1、 高斯正形投影任意帶平面直角坐標系統
（1）投影面是高斯正形投影面：該平面坐標系統和國家平面坐標系統完全一樣，只是中央子午線可任意選擇，和國家大地坐標轉換方便，但它是不方便其他用戶的使用。該坐標系統并沒有解決標高高程投影變形的影響，適用于低海拔地區。
（2）投影面是選定的高程面：為解決高程投影變形的影響，可以將測量線長投影到測區選定的高程面上。測量線的長度投影測試選定的區域高程面。該坐標系統解決了高斯投影和高程標高投影變形的影響，使用應用范圍廣。
2、任意平面直角坐標系統
（1）以國家坐標做起算數值數據的獨立坐標系統：以一個國家大地平面坐標及該點到另一個大地方方位角成為一個數值起算數據建立獨立坐標系統，我們可以稱為平面坐標計算點為原點的坐標系統，它適用于長度小于60公里的獨立測量區域，這是水電工測量范圍往往選擇獨立坐標系統。長度小于60公里的參考橢球面幾乎接面，可不進行高斯投影校正，但要減少測量線測區的高程平面選擇。遠點坐標和投影面的高程是該坐標系統與國家坐標系統相關的基本參數，必須在材料結果中應當記錄作為坐標系統轉換的數據。
（2）假設平面直角坐標系統：一個點的假設平面坐標及該點到另一點的假設方位（或磁方位角）成為一個數值數據建立獨立的坐標系統，只有在很小范圍內的測繪，測繪數據成果沒有其他用途的條件下使用。它與國家坐標系統沒有任何聯系，它是測繪法不允許使用的。
四、 水電工程測量坐標系統的確定
1、壩后式水電工程坐標系統的確定；壩后式型工程坐標系統是比較好的確定。庫區應該采用國家坐標系統，壩區采用坐標點以國家點坐標作為一個數值數據獨立坐標系統。獨立坐標系統的關鍵是選擇測試區域線投影面的選擇：規劃階段一般選定的測量平均高程面，它是不適合施工階段的測量要求；在施工階段，線長投影平面由被選定壩頂高程和壩基高度（或發電機組安裝平均海拔高度）的平均高程表面，而是開展地質勘查大壩高度之前是未知的，因此，投影面的高程應選擇壩址水面高程海拔正三分之一水頭為宜，以取10米整數倍使用。測量線線長的高程和投影面的高差小于300米，投影變形小于5厘米/公里，海拔差異超過300米，面積較少，是重要的地區。
2、引水式水電工程坐標系統確定；類型的引水式工程的坐標系統一般是分階段確定的。在規劃設計階段，整個隧道及水庫利用國家坐標系統，閘址區域和廠房的建筑面積區域是兩個相對獨立的區域，各自建立一個以國家坐標點成為一個數值數據的獨立坐標系統，線路長的投影面也可以各不相同，以適合各自投影面積變形盡可能少的要求。施工階段，隧洞區普遍建立引水隧洞平均高程面為平面坐標系統，往往因為其設計階段的坐標系統不符合實際建筑所造成的設計位置不一致，設計和實際數量不一致的矛盾等，如設計洞線的長度是高斯投影平面上的長度，施工洞線的長度是選定的投影平面上的長度，當利用國家坐標系統進行的施工階段，施工測量中存在大量投影校正計算，從而增加了施工測量工作的難點。施工期間為重新建立的一個新的獨立坐標系統，坐標系變化的隧道區也會引起閘址和廠房區坐標系統的變化，導致主要建筑物的設計與實際情況不一致的情況。應將建筑物轉移到河流位置變化小的地方，如果閘門地址沿河道方向地形變化不大，坐標原點可選在工廠區內，反之亦然。
3、混合式水電工程坐標系統的確定；混合式工程坐標系統的測定和引水類型基本相同，壩址區和廠房區也是相對獨立的兩個區域，各設立一個以國家點坐標作起算數據的一個獨立坐標系統，各自選定測量線的投影面。在設計階段，隧道和水庫一般采用國家坐標系統；在施工階段，隧道一般采用獨立的坐標系統，投影面通常是引水隧洞平均高程面。由于大壩工程量大，建筑形態規模大，為避免坐標系統上的變化量和建筑形態體型的變化并影響隧道區；新的坐標系的遠點應設在壩區。
五、結語
施工階段的測量具有測量精度高，大形建筑要求投影變形小，要準確計算工程量等特點，因此，坐標系統的確定要以滿足施工階段的測量工作要求為主。
規劃設計、建設施工和隨后的安全監控每個階段的坐標系統應該是統一的。獨立坐標系統的建立，與國家坐標系統的轉換關系隨將成立，同一地區不能多次建立新的獨立坐標系統，其對測量與設計結果的使用和保存不利。
在規劃階段選定測量線長投影面時，在滿足當地地形測繪需要的前提下，盡量選擇投影面低的地方為好。由于施工階段的施工測量精度高，主要在正常蓄水位以下進行施工測量，低的選擇投影面可以保證主要的測量線的長度投影變小。
參考文獻：
[1]水利水電工程測量規范，SLl97—1997[s]．
[2]水電水利工程施工測量規范，DIMT5173—2003[s]．
關鍵詞：高程點注記間距；測點高差精度；土石方工程量
中圖分類號： P21 文獻標識碼： A
一、概述
在電力工程(變電站、發電廠)勘測設計過程中，如何為設計提供準確可靠的測量數據進行土石方工程量計算，是個多年來困擾測量人員的問題。隨著經濟的發展、工程成本的提高和工程預算制度的嚴格執行，設計計算土石方與實際土石方不合的矛盾日益突出。
現今常用的土方計算方法有方格法、斷面法、等高線法、數字地面模型法(DTM)、三角網法(TIN)，任何一種方法實際精度主要由原始數據的采集誤差和高程內插誤差兩方面決定。數據采集誤差來自測點設備誤差、測量誤差等，而高程內插誤差取決于測點密度和點位位置。
為進一步做好設計服務，滿足土石方計算誤差要求，使工程量計算更科學合理，需要對野外測點高程精度、測點的密度進行探討，找出科學合理的解決方案，滿足業主不斷提高的要求。
二、現行測量標準
目前廠區電力工程測量使用的測量規范是：《火力發電廠工程測量技術規程》(DL/T5001－2004)行業標準，《水利水電工程測量規范》(SL197－97)行業標準，《工程測量規范》(GB50026－2007)國家標準，《1:5001:10001:2000外業數字測圖技術規程》(GB/T14912－2005)國家標準。在這些規范中，對于地形圖測繪精度，沒有提出要滿足施工土石方工程量計算的要求，但業主對計算土石方工程量有要求(如有的要求“土石方平衡工程量誤差不超過±5%”等)，這就對地形測量提出了挑戰。地形測量內容包括：地面地形地貌、地物信息和地下信息等。設計使用地形圖，一方面進行總平面布置，另一方面計算土石方工程量。而土石方工程量的計算，與地形圖高程點注記間距及精度、等高線或插求點有關。
1、高程點注記間距要求
對于高程點注記間距，各工程標準的要求見表1。
表1幾種工程標準對測點密度要求
2、高程注記點精度要求
對于高程注記點的精度，各工程標準的要求見表2。
表2幾種工程標準對高程注記點高程精度要求
3、等高線或插求點高程精度要求
對于等高線或插求點高程精度，各工程標準的要求見表3。
表3幾種工程標準對等高線或插求點高程精度要求
4、幾種工程標準的比較
測點密度方面，《工程測量規范》與《火力發電廠工程測量技術規程》注記點密度相同，《水利水電工程測量規范》注記點密度最高，《1:5001:10001:2000外業數字測圖技術規程》注記點密度最低。
高程注記點精度方面，《工程測量規范》與《火力發電廠工程測量技術規程》無規定，《水利水電工程測量規范》要求高程注記點精度高于《1:5001:10001:2000外業數字測圖技術規程》。
等高線或插求點高程精度方面，《水利水電工程測量規范》要求高于《火力發電廠工程測量技術規程》和《1:5001:10001:2000外業數字測圖技術規程》，與《工程測量規范》要求相同。
三、全站儀采集高程點精度分析
從以上規范中可以看出，《水利水電工程測量規范》提出了高程注記點精度和較高的密度，比較好地規定出地形圖測圖精度。由于土石方工程量與地形圖高程注記點精度和密度有關，而高程注記點精度與全站儀三角高程測量精度相關。下面對三角高程測量高差精度進行分析：
全站儀三角高程測量高差計算公式：
式中：h為高差；S為斜距；α為垂直角；I為儀器高；V為覘標高；K為大氣折光改正；R為地球半徑。
根據誤差傳播定律,忽略微小項，得到高差中誤差為：
式(2)中，又因mk較小(一般為±0.03mm～0.05mm)，忽略，式(2)簡化為：
在全站儀地形圖測量中，取ms=±14mm(取自《工程測量規范》全站儀測圖要求，距離按700m計算)
mα=±18″(取自《工程測量規范》圖根電磁波測距三角高程的主要技術要求)
其他取值為：
按式(3)計算，垂直角和距離對高差的影響見表4。
表4垂直角和距離對地形點高差中誤差影響
根據《工程測量規范》，對于1:2000地形圖，全站儀測量地形點最大距離為700m，則平地、丘陵地形的地形點高差中誤差為63mm。圖根點高程中誤差不大于基本等高距的1/10，以基本等高距為1m計算，則有：
m測站=±0.1m
測點的高程誤差
m高差=±0.063m
則MH=±0.12m。
可以看出，測點高程誤差主要是測站點高程誤差。取測點高差限差為±0.13m，測點高程限差為±0.3m。
從表4可知，垂直角對高差誤差的影響不明顯，距離影響明顯。在野外工作中，提高測站點高程精度將大大提高地形圖測點精度。
除測點誤差外，在地形圖測量過程中，有些人為因素直接影響土石方工程量計算精度，如：測點點位不準，地形地物取舍不當等。因此，在野外測量過程中，測量人員需要注意如下事項：持鏡員應進行崗前培訓，地形圖測量立點時，棱鏡桿不應插入地下，應立于測點地面。地形地物的取舍應滿足規范要求，根據電力工程地形圖測量的特點，按照規范要求進行施測。測點應能反映地形的變化，如：坡度變化處、坎上坎下、溝底等，在測量稻田、旱地時，點位不應立在田、地中間的廂溝下面，應立在地臺上面，并能反映田、地的地面高度。
總結不同規范的要求，結合工作實際，我們認為目前地形圖測量建議補充內容如下：地形點相對于測站點的高差限差為±0.15m；地形點高程限差為±0.3m。大比例尺地形圖測點密度見表5。
表5地形點點位間距(單位：m)
四、高程點精度對土方量計算的影響
1、采用不規則三角網計算土石方量的方法
不規則三角網(TriangulatedIrregularNetwork，TIN)指將按地形特征采集的點按一定規則連接成覆蓋整個區域且互不重疊的連續三角形。TIN能較好地顧及地貌特征點、線，表示復雜的地形表面比矩形格網精確。我們將根據地形起伏變化的復雜性來確定采樣點的密度和采樣點的位置，從而可以避免地形平坦時的數據冗余，又能按地形特征點較好地逼近地形表面。在計算填方和挖方量的過程中，首先根據在挖前和挖后的地面特征點建立不規則三角網。在建立好的不規則三角網中，其每一個基本單元的核心是組成不規則三角形的三個頂點的三維坐標；從每個挖前三角形的三個頂點豎直向下引出三條直線，直到與挖后的地表面的三角網相交，便形成許多的三棱柱，這時整個區域的土石方地形便形成了由許多連續但不可微分的三棱柱組成的集合。分別計算出每個三棱柱的體積，所有的三棱柱體積之和便是整個區域的土石方量。具體見圖1：
現假設，面ABC為挖前地表面TIN中的三角形，面DEF為挖后地表面上的三角形面，面A1B1C1為上下表面在水平面上的投影；點A、B、C為測區內挖前地表面的特征點，點D、E、F為測區內挖后地表面上的地形點，其三維坐標(X，Y，H)已知。
首先令：
圖1不規則三角網計算土石方量示意圖
則投影面的面積為：
則三棱柱的體積為：
其中A1B1、B1C1、C1A1、AD、BE、CF長度可由三角形幾何關系求得，圖1為三棱柱示意圖。這樣便求出了一個三棱柱的體積為V1；假設整個區域是由n個連續但不可微分的三棱柱組成，則整個區域的土石方量為：
式(7)中V1為各個不規則的三棱柱的體積。
2、高程點誤差對采用TIN計算土石方量的影響分析
由上面的計算公式可以看出，單個三棱柱的體積與上表面在水平面上的投影面積、三角形挖前挖后的頂點高差之和相關，計算區域內的TIN由離散高程點按德勞內法則組成，離散點的分布決定了三角形的分布，對于分布一定的TIN來說，決定其土石方計算精度的就是三角形頂點高差之和。僅考慮高程點測量誤差的影響，將每一個三角形面積看作一個常數，以挖方為例說明高程點高程誤差對土石方量計算的影響。
假設所有高程為同樣的方法測得，則高程點具有同樣的高程精度，假設其高程誤差為h。AD為A點高程減去挖方后的設計高程值，設計高程值為常量，則AD的誤差也為h，同理BE、CF的誤差也為h，將h值代入公式(6)，則：
由高程點誤差引起的挖方量誤差是：
式中：V為計算土方量，為真實土方量，Δv為高程測量誤差產生的土方量誤差。
則有
，即為土方量計算誤差百分比。
而為計算區域所有三角形在水平面上的投影三角形面積之和，也就是說在計算區域內高程點分布一定的情況下，挖方量誤差直接與高程點的誤差成正比，區域投影面積越大，其土方量計算誤差越大。因此，高程點的誤差越小，土方量計算的精確度越高。
為了明確高程點的高程誤差對土方量計算誤差的影響程度，按以下方法進行了模擬計算：以一定面積的外業采集高程點作為理論數據，將高程點高程誤差分別按+0.1m、+0.2m、+0.3m進行假設，計算的挖方量及高程誤差影響比例見表6。
表6高程誤差對挖方量的影響計算
由表6可以看出，高程點的高程誤差直接影響土方量計算的精度。
在實際的計算過程中，計算區域挖方體積只能依靠有限的三棱柱來模擬計算，為了盡可能提高區域體積計算的精度，有限的三棱柱的上表面三角形所代表的平面必須盡可能地接近地面實際情況，最大程度地模擬地面起伏變化，因此區域內構造TIN的高程點還要分布均勻，且具有足夠多的地形地貌特征點。
如何確定土石方開挖平均高差與測點精度關系，《水電水利工程施工測量規范》(DL/T5173－2012)7.6.10規定“對同一區域土石方挖填工程量進行兩次獨立測量計算的土方量差值不超過7%或石方量差值不超過5%時，可取其平均值作為最后值。”，《水利水電工程施工測量規范》(SL52－93)5.3.15規定“兩次獨立測量同一區域的開挖工程量其差值小于5%(巖石)和7%(土方)時，可取中數(或協商確定)作為最后值。”，結合表6，我們可以推算出挖方平均高差與測點精度關系。
我們假設計算挖方高差誤差與測點高程誤差相同。
設M1為第一次測量工程量；M2為第二次測量工程量；S為挖方平均面積；ΔH為挖方平均高差；M為挖方平均工程量。
則工程量
由于每次測量均有誤差，對(1)、(2)式微分，按誤差傳播定律有
2次測量工程量
誤差相同)
取2倍mt為工程量差值限差ΔT，于是考慮上述規范要求有
18)式為挖方平均高差與高差精度的關系。
平均挖方高差與測量高差誤差關系見表7。
表7平均挖方高差與測量高差誤差關系(單位：m)
由于假設計算挖方高差誤差與測點高程誤差相同，表7可以作為野外地形圖測量高程注記點精度指標。
根據以上分析，對于1:500或1:1000地形圖測量，在用于土石方工程量計算時，測點高程精度將直接影響其工程量計算，綜合考慮表7和工作實際，建議要求測點對于測站點的高差限差為0.15m，點的密度按表5要求執行。從我們使用測量儀器精度看，結合目前測繪工作現狀，對于地形點高差限差取0.15m，是可以滿足的。
從管理角度上看，在進行測量交樁過程中，需要使用測量儀器對現場關鍵地形點進行檢測，并將測量數據提交給監理和施工單位，以減少施工過程中施工單位提出土石方工程量不符合的矛盾。
結束語
隨著業主精細化管理的提高，對設計、施工管理日益細化，經濟指標量化，對土石方工程量計算會提出更高要求。這對我們測量人員是個新的挑戰，也為測量技術的發展提出了新的課題。
參考文獻
[1]成.核電廠土石方量計算影響因素分析[J].工程建設與設計,2014,07:151-153.
關鍵詞：土方吹填；全站儀；測量技術
中圖分類號：[P258]文獻標識碼：A文章編號：
全站儀，即全站型電子速測儀（Electronic Total Station）。是一種集光、機、電為一體的高技術測量儀器，是集水平角、垂直角、距離（斜距、平距）、高差測量功能于一體的測繪儀器系統。因其一次安置儀器就可完成該測站上全部測量工作，所以稱之為全站儀。廣泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程測量或變形監測領域。
一、工程概況
駱馬湖羅曼園生態修復土方吹填工程項目位于江蘇省宿遷市駱馬湖風景區內，地處駱馬湖湖濱帶狀濕地公園的南部位置，西部毗鄰避風港，東到環湖大道，南至駱馬湖南堤，背面與游憩中心和酒吧一條街相連，占地面積36.24公頃，為江蘇省第七屆園藝博覽會主會場。工程主要內容有：土方開挖、土方吹填等。
二、施測方案
1、對甲方提供的基準點進行平面位置坐標和高程復核；
2、在施工區加密增設控制點，為施工工程中測量工作提供控制坐標和高程；
3、根據基準點及增設的控制點依次放設河邊道路、管理區主、次干道的邊線；測量土方施工現場原始斷面。
三、 測量依據
按國家測繪標準和本工程施工精度要求。
GB/T17942-2000《國家三角測量規范》
GB 12897-91《國家一、二等水準測量規范》
GB 12898-91《國家三、四等水準測量規范》
SL 52-93《水利水電工程施工測量規范》
四、測量方法
(1) 施工控制網加密測量
根據業主單位提供的施工平面控制網基準點和高程控制網基準點，并依據施工測量的實際需要，布設施工測量加密控制網，控制網等級為四等。
加密控制網基準點埋設鋼筋砼標墩，標墩結構嚴格按照規范和設計要求執行。頂部埋設強制鋼筋頭。標墩建好后穩定24周后即進行觀測。
對加密控制網的觀測嚴格按照《水利水電工程施工測量規范》的規定和限差要求執行。加密控制點相對于首級控制點點位中誤差不大于±5.0mm。
控制網基準點可能存在水平位移和垂直升降，定期對控制網點檢測校核。
（2）原始斷面測量放樣
通過分析施工圖紙，我們發現所提供圖紙數據為每20m為一個單元格的網格數據。如果進行數據校核和原始地形測量，測量點必須與之對應，結合我工程實際，我們采用以南北方向每20米為以斷面，共劃分66個斷面，然后每個斷面上放樣兩個控制點。在實際放樣的過程中，考慮到全部利用坐標點放樣需要較長時間，我們在施工中心區域放樣相鄰斷面共四個控制點，例如假定某斷面為1+000，相隔20m的另一斷面為1+020,1+000斷面自東至西放樣A、 B兩點，1+020斷面自東至西放樣C、 D兩點，此四點為施工圖上一個網格的四個點，然后將全站儀架在A點，棱鏡放C點，將該點方向置零，然后在保持角度方向不變的情況，利用全站儀測距模式向北每隔20m放出相應斷面上的控制點，采用同樣的方法可以放出B、D方向上的相應斷面的控制點，該方法充分利用的全站儀方向可以置零的特點，進行控制點放樣，在該工程前期放樣中發揮了重要作用，節省了大量時間。
3、原始斷面測量
控制點完成放樣后，我們以加密控制網基準點中的一個點為后視點，另外一個點為測站點，可以測出已放樣的每個斷面上的其中一個斷面樁的坐標及高程數據，然后以該數據點作為每個斷面上的基點，采用全站儀中的對邊測量模式中放射對邊測量模式，對每個斷面進行原始斷面測量。確保平面定位誤差小于±10mm，高程誤差小于±2mm。
測量中，為保證棱鏡方向始終處于斷面上，我們在已知的兩個斷面控制點上各插一把旗子，作為參照，并有一人專門負責指揮手持棱鏡人員的方向，確保了測量數據的有效性。對邊測量方法的應用，對進行前期斷面測量及后期完工測量起到了關鍵作用，該方法簡單易用，測量方便，在儀器位置架設得當的情況下，在儀器不需二次移動的情況下，可以一次測量多個斷面，該測量方式的應用也得到了建設單位的認可。
（4）施工中數據測量
工程正式開始后，因該工程主要為吹填土方，吹填期間土方無法整形，這給計算期中支付的工程量帶來了困難，考慮到已完成吹填的區域周邊先期已填筑圍堰，吹填土方全部位于圍堰范圍內，我們采用對沉降后圍堰高程一下的區域采用坐標測量的方式，求出吹填面積s1和高程h1，結合該區域原始數據，利用(s1+s原)*（h1-h原）/2的方式進行工程量計量，對于高出圍堰的部分采用斷面測量方式，結合實際將其分割為多個斷面，并測量斷面之間的距離，按照相鄰斷面面積的算術平均值乘以斷面距離的方式求得吹填工程量，例如，假定其中兩個斷面面積分別為s1、s2兩斷面間的垂直距離為d ,則其計算公式為（s1+s2）*d/2，通過上述兩種方式，最終計算出吹填土方總的工程量。
（5）地形整理控制測量
土方吹填結束后，待土方沉降穩定后，就要按照施工圖紙要求進行土方整理，這時要使用全站儀中的坐標放樣放出地形，考慮到將地形上的每個高程點全都進行放樣工作量太大，而且難以完成，我們采用放出每個地形的邊界主要變化點，及最高點的辦法，進行放樣， 如圖，該地形共有五個主要控制點，分別為BD41至BD44，及最高點7，以此五點進行地形放樣，根據整理情況適時測量，及時對整理情況進行控制。
地形整理是確保工程質量最終滿足合同要求的關鍵，所以該階段確保地形整理到位非常重要，在實際土方整理的過程中，我們采用全站儀全程跟蹤復核的辦法，采用放樣測量模式，及時對各控制點與設計數值進行比較，確保了地形整理最終滿足了合同要求，得到了建設單位的肯定。
（6）竣工斷面測量
該階段測量方法與原始斷面測量方法類似，不再贅述。
關鍵詞：TBM;激光導向; 控制測量;貫通測量
Abstract: The whole section roadheader (The tunnel boring machine) TBM as in recent years, both a new underground excavation engineering tunneling technology, underground excavation engineering construction is The development direction, shield construction machine measurement system is a kind of brand-new measurement model, this paper TBM tunnel control survey and laser guided survey system in long tunnel construction process of The organic combination of The thoroughly discussed, with support for constitutive machine more experience accumulated construction measure.
Keywords: TBM; Laser guidance; Control measurement; Breakthrough measurement
中圖分類號：TU74文獻標識碼：A 文章編號：
1、概況
隨著全斷面掘進機在地下開挖工程中的廣泛應用，是未來隧洞工程施工技術的發展方向，而盾構機測量系統是附屬于TBM全新的測量模式，它表現的形式是如何指導著隧洞掘進，根據大部分工程的經驗，洞內基本導線網宜布設交叉閉合雙導線，相互間互相校核，將精確的數據傳遞至盾構機測量系統，為隧洞貫通提供了測量技術的支持。從而保證了工程的順利實施。
2、洞外與洞內的聯系測量
2.1進洞口控制網的布設
根據發包人提供的施工控制網成果，結合地形的實際情況，進行設計、選點、造標，布設兩條獨立進洞交叉閉合導線。兩個獨立進洞控制點的定向起始方向為同一方向，進洞口控制網布設成邊角交會網。如下圖2-1所示
A7和A12為獨立的進洞控制點，A8為定向起始方向, JDL1和JDR1為進洞點，A8、A7、A12、JDL1、JDR1就共同構成進洞口控制網。
2.2進洞口控制網的觀測
施測過程中嚴格執行《水利水電工程施工測量規范》SL52―93中測角中誤差、三角形閉合差、測距中誤差、測回數的相關規定。
觀測時，充分考慮外界條件對測角、測距的影響，在日出后或日落前，避開大氣透明度差的時段，在外界條件符合觀測要求的情況下按略高于三等邊角網的精度進行觀測。
2.3進洞口控制網的平差
由于進洞控制點是在地面基本控制網的基礎上測設的，因此可將地面基本控制點作為已知起算點。為了提高進洞點的精度,為其單獨進行測站平差,在進行測站平差時，采用組間聯合平差, 聯測方向的改正數分配遵照“平均反符號”的原則進行。原理如下:
設兩組聯測的共同方向ij的觀測值分別為i’j’和i’’j’’相應的改正數為v’i,v’j 和v’’i,v’’j
則:
-v’i+v’j+v’’i-v’’j+n=0
其中:n=(j’-i’)-(j’’-i’’) 組成法方程式:4k+n=0
解之:聯系數 k=-1/4n
V’i=-k=+1/4n v’j=+k=-1/4n
V’’i=+k=-1/4n v’’j=-k=+1/4n
3、洞內基本導線網的控制
3.1洞內基本導線網的布設
為保證隧洞測量貫通的準確性,洞內基本導線網布設成交叉閉合的雙導線， 洞內直線段由兩側布設的對稱交叉雙導線構成。導線網邊長根據儀器等級和洞內觀測條件，直線段控制在300～500m。
如下圖所示：
1）直線段交叉閉合對稱雙導線
ACE G IK
BD F H JL
3.2洞內基本導線網控制點的布設
洞內基本導線控制點布置在隧洞軸線兩側洞壁上，距洞底1.5m高的位置。強制對中螺絲的中心即為導線點的平面位置。控制點用鋼筋混凝土固定在洞壁上以保證觀測臺的穩定性。其位置既保證人能夠方便觀測，又避免洞內其它輔助設施的影響，在觀測臺底部放置簡單實用且為活動的觀測者輔助設施，以便觀測完畢后移走。在觀測臺上方的洞壁上設置照明裝置和插座。儀器臺的簡圖如圖所示
3.3洞內基本導線網控制點的測量方法及傳遞
洞內基本導線測量采用瑞士徠卡TCA1800全自動全站儀（測角精度 1＂，測距精度1mm+2PPm），在進行洞內基本導線的角度觀測中，當方向數為2時，采用左右角觀測方法；當方向數多于2時，采用全圓方向觀測法，觀測6個測回。在進行洞內基本導線的距離觀測中，對導線邊要進行對向觀測，要測量氣象元素，并進行氣象改正、乘常數和加常數改正以及傾斜改正。在洞內觀測過程中,測角和測距要考慮外界條件對精度的影響。由于TBM盾掘進機開挖中,灰塵的流動和氣流的不穩定,以及光線的折射都會對觀測數據的質量產生整體的不可靠，所以盡量選擇視線清晰，氣流穩定的狀態下進行導線測量。每當基本導線向前延伸一個環節，則計算和檢核就要進行一次，檢核的內容包括：
1）圖形閉合差
w圖=[B]-(n-2)*180限差(w圖)限 2√nmp
其中: [B]為圖形內角和mp一測回測角中誤差n左角數
2) 檢查兩期都進行觀測過的新、舊角值之較差Δβ是否超限。
其限差按下式計算：
3)檢查新增環節未端導線點的橫向點位精度。
推算的導線點i的點位橫向較差Δi來檢查。點位橫向較差的限差可按下式計算
式中 是與導線點i相應的橫向中誤差的估值，可以根據導線點i的樁號進行計算。
TBM開挖中，測量工作是根據主機機頭位置，固定安裝的VMT激光導向系統自動引導掘進方向,屬于洞內施工導線部分。洞內施工導線是在洞內基本導線測設的基礎上,用基本導線對施工導線進行校核，通過一定的糾偏量調整掘進機姿態沿設計軸線前進。在糾偏的過程當中,調整后視方位,避免出現縱向大的偏差,先使掘進方位角平行于設計軸線方向,然后調整一定的角度偏差值使掘進方向緩和的歸于設計軸線。在TBM掘進中，由基本導線的坐標系統傳遞給VMT激光導向系統，并進一步根據隧洞的設計洞軸線指導掘進機方向。洞內施工導線的水平角和距離均應觀測2個測回，水平角按左右角觀測，左右角之和與360°的較差不大于±3″。洞內施工導線的技術要求按下表的規定：
平均邊長（m）
（m） 測角中誤差（″）
（″） 測距中誤差（mm）
（mm） 左右角之和與360°較差（″）
（″）
300 ±1.8 ±3 ±3
為避免出現任何形式的粗差和精度不等權，每隔2km左右將左右兩條導線進行聯測，洞內基本導線的計算與檢核是隨基本導線向前延伸而逐次進行。
3.4洞內基本導線網樁點內業及平差計算
根據《水利水電工程施工測量規范》SL5293以及測量總體設計報告，洞內基本導線網執行三等導線測量限差，水平角：兩次照準差4cc，半測回歸零差6cc，2C互差9cc，同方向測回差6cc；天頂距：指標互差9cc，測回差9cc，附合或閉合現閉合差±12√（D）。根據據天頂距和斜距計算出測站與鏡站平均高程面上的平距，再進行測區平均高程面上邊長的歸算。使用軟件《控制網優化與平差》進行嚴密平差。驗后方差定權，先驗測角中誤差：1.8″，先驗測距中誤差公式：A+B*D其中.A=1.37mm，B=-0.23mm/Km。平差后獲得：網形及精度統計表、三角形閉合差、導線段閉合差、方向平差成果表、邊長平差成果表、點位誤差、點間誤差及控制點成果表。
4、貫通測量
貫通前，從支洞向下游方向人工開挖50m左右的小導洞，此洞的頂部超過掘進機刀盤中心。
當TBM即將到達小導洞時，從支洞洞口控制點，引測控制點至小導洞內（執行三等導線觀測成果）。在小導洞內將控制點引測至主機皮帶拖架焊接的固定儀器觀測臺上，最后傳遞至VMT激光導向系統，與主洞基本導線點引測數據進行比較，根據偏差調整TBM姿態.
5、結束語：
在最終貫通后：各項誤差指標均要符合SL378--2007《水工建筑物地下開挖工程施工規范》中的限差要求，對于目前測量方法的可靠性及精確度，我們還要在以后的工程中多加實踐，為今后TBM施工中測量工作奠定了堅實的基礎。
編后話：
此文作者現就職遼西北供水工程監理部，任測量監理工程師。本文寫在某供水工程（四段）三標段隧洞開挖前，該隧洞采用TBM盾構機施工，隧洞總長18.7，設有一個支洞。作者以此文提出自己的設計與建議，供參建單位參考。
參考文獻：1.《水工建筑物地下開挖工程施工規范》SL378―2007；
2.《水利水電工程施工測量規范》SL52―93；
關鍵詞：水利工程；農田；施工技術
正文：
1.農田水利工程概述
1.1水利建設技術管理的重要性
由于社會經濟的發展進步，水利工程施工技術也在不斷的發展進步，并且在水利工程施工中，國家投資也在不斷增多，與水利工程相關的基礎配套設施也在不斷的完善中，這些都促進了水利工程施工企業的發展。總的來說，在水利工程施工中，施工技術起到了十分重要的作用。因此，在水利工程施工中，只有提高施工技術，加強技術管理才能夠在確保水利工程順利施工的同時，獲取最高的經濟效益。
1.2農田水利工程施工難點分析
在農田水利工程施工中，不但工程施工內容多，且涉及多種施工工種交叉作業，所需的施工人員以及施工設備也較多，由于涉及的施工面積較大，因此需要加強工程的施工管理，并且合理的組織施工，從而確保農田水利工程的順利完成。另外，在水利工程施工中，各項工程要密切配合，在進行田間道路修筑、剝離耕作層、修溝渠以及局部切填土過程中，要認真嚴格進行施工，減少施工環節之間的影響。除此之外，為了確保農田水利工程的順利完工，還需要監理人員以及業主之間的配合，施工企業要對施工進行精心的組織以及科學的管理，嚴格根據ISO9002質量管理體系要求來進行施工。
2.農田水利工程施工技術
2.1施工測量
在農田水利工程施工技術中，施工測量是重要的技術之一，其主要內容包括了放樣測量、控制樁位復測以及交接樁施工測量等，另外，水平位置、高程復核以及加密等也屬于施工測量的范圍之內。農田水利工程施工測量工作主要包括：線路平面控制測量、高程控制測量，渠系的放樣及測量等，由施工管理部門成立專門測量放樣小組，由小組負責施工測量放樣工作。施工測量工作應該按照《工程測量規范》和《水利水電工程施工測量規范》等技術規范的要求實施。
2.2施工臨時排水設施的施工
在農田水利工程施工中，加強臨時排水設施的施工對于后續工程施工的安全性有著極為重要的作用，同時這也是保證施工主體安全的重點及關鍵。從這方面來看，為了保證農田水利工程施工的順利進行，必須要做好臨時排水設施的施工。在進行工程開挖之前，必須要做好臨時排水設施施工，這需要根據永久性排水設施的布置情況來進行確定，并且臨時性排水設施需要建立在工程施工區域之外，這樣能夠有利于將雨水以及地面積水及時排除，從而確保了主體工程的施工安全。
2.3基坑開挖施工
在開挖基坑的過程中，要做好環境保護，防止水土流失，同時禁止出現棄渣胡亂堆積丟棄的行為。在進行土方填筑試驗之前，需要確定測試方法、質量控制要求以及施工技術等。如果存在地面起伏不平的問題，其填充層的施工需要根據水平分層來進行，要對分層工作面進行水平碾壓，盡可能的減少界溝的存在。在進行滾動操作施工的時候，首先要對各個指標參數進行確定，這里可以利用壓實試驗來進行。同時，要處理好路基表面，將散土以及各種工程廢料清理干凈。在進行相鄰作業面施工的過程中，要確保兩者之間的均勻上升，從而盡可能的減少施工縫以及高度差。
2.4過路涵以及溝渠襯砌施工
在農田水利工程施工中，要找過路涵以及溝渠襯砌的施工。首先是對過路涵進行施工。一般來說，先進行基坑的開挖，這里需要運用機械設備來進行，之后是進行清坡以及清底，需要人工來完成。在進行過路涵施工過程中，必須要嚴格根據施工順序來進行施工。其次是進行溝渠襯砌的施工，具體來說，主要的是處理好溝渠的溝槽基礎，其中的各項數據必須與水利工程設計的要求相符合，然后是安裝以及制作渠身。如果是利用標準預制或者預制板來進行明渠段的制作，必須要以設計要求中的混凝土標號來進行預制，只有這樣才能確保混凝土強度與工程質量要求相符合，并且要以工程設計為依據來進行明渠基礎高程的測量。除此之外，在溝渠施工過程中，要確保預制明渠的密實以及平整，并且要將直順度、高度以及頂面高等偏差控制在要求的范圍之內。
2.5漿砌工程施工
在這個施工過程中，必須要嚴格根據施工標準規范來進行。在這里需要注意的是，需要將單層厚度控制在30cm左右，并要使得漿砌工程每層的寬度相同。在施工完畢之后，要重點進行防滲處理。另外，在施工過程中，要確保用砂粒徑、細度模數以及材料質量等滿足砌筑工程的施工規范要求，并且石料的物理力學強度指標也應當滿足標準要求。除此之外，在選擇水泥的時候要根據水泥砂漿的具體要求來進行選擇，并且水泥標號絕不能降低。
3.結束語
從上述分析中可以看得出來，水利工程項目在我國經濟發展建設中起到了極其重要的作用。而農田水利工程則關系到現代農業的發展進步，因此必須要加強農田水利工程的施工質量，尤其是施工技術，這是確保水利工程施工質量的關鍵所在。在農田水利工程施工中，主要涉及到施工測量、施工臨時排水設施、基坑開挖、過路涵以及溝渠襯砌、漿砌工程等施工技術，只有這樣才能確保水利工程施工質量，更好的促進我國農業的發展進步。
參考文獻
[1]郜書杰.淺析農田水利工程施工技術的難點及質量控制[J].城市建設理論研究：電子版，2016.
[2]劉建英.淺析小型農田水利工程的漿砌石施工技術[J].珠江水運，2016（2）：74-75.
關鍵詞：農田水利；特點；施工技術；
中圖分類號：TV 文獻標識碼：A
引言
隨著國家對于農業生產扶持力度的不斷提高，農田水利工程施工項目也日益增多，農田水利工程施工內容主要包括農業田間的灌排水系統、農村小型水庫、農村抗旱水源工程以及農業用水引水工程。強化農田水利工程施工管理，完善農田水利基本建設體系，已經成為當前農田水利工程施工管理的重要內容，這對于確保農業生產的正常開展，推動國民經濟的發展也具有重要的作用。
1.水利工程的施工技術管理重要性以及特點
水利工程施工單位要在這激烈的市場競爭中占有一席之地，除了要采用科學、優良的施工技術，使用先進的機械設備以及新型材料，同時加強對水利工程施工技術的管理，不斷提高其管理水平，增強企業的競爭優勢，從而實現企業經濟價值的最大化。水利工程施工技術管理的重要性主要有以下幾點：第一，由于施工技術和施工材料的特殊性，在施工過程中，工程項目不僅會受到外界因素的影響，同時還會綜合利用各種先進技術、材料、能源以及交替施工等，因此，只有加強對施工技術的管理，才能確保工程項目的正常有序地進行，從而使工程建設滿足工程的質量要求和技術要求。第二，通過對施工技術的管理，使工程中的各項工序進行交叉施工，在一定程度上不僅能夠減少工程的施工成本，同時還有效縮短了施工工期，以此提高企業的經濟效益。
相對于其他工程項目而言，水利工程項目的施工特點主要有以下幾點：第一，水利工程項目一般都是在湖畔或者河流等處來實行施工的，為了防止水流對工程施工的影響，必須要采取相應的措施來有效控制施工地點的水流，從而確保工程項目周圍的一些實體不會受到水流的沖刷和影響。第二，氣候的變化，水利工程多數是露天施工，氣候的變化對工程的施工質量有著一定的影響，比如暴雨、強風等，因此，在工程施工過程中，必須重視氣候的變化，并采取相應的措施進行預防和管理。第三，水利工程質量要求較高，由于水利工程項目的工期比較長、投資較大，同時涉及到的面積非常的廣泛，其施工技術具有一定的復雜性，水利工程項目的建設不僅要兼顧交通運輸和生產生活用水，同時還必須具有防洪和發電的功能。
2.農田水利工程施工方案布置原則
(1）農田水利工程在施工方案制定時，必須遵循充分合理利用土地的原則，充分發揮土地資源的價值。
(2）農田水利工程施工方案的制定應該遵循因地制宜以及因時制宜的原則，能夠有利于農業生產作業的開展，施工方案應該易于組織管理而且安全可靠、經濟合理。
(3）農田水利工程施工方案必須注重環境保護、避免由于農田水利工程施工造成水土流失等破壞的發生。
(4）農田水利工程施工方案，在施工結束后能夠實現水利工程、農業生產以及自然環境的和諧。
3.農田水利工程施工管理技術
3.1 施工測量
農田水利工程施工測量應該按照《水利水電工程施工測量規范》、《工程測量規范》等相關技術規范的要求，由施工管理部門成立專門測量放樣小組開展施工測量放樣工作。施工測量的主要內容包括施工測量交接樁、控制樁位復測及加密、放樣測量、水平位置和高程的復核等工作內容。
3.2施工臨時排水設施的施工
施工臨時排水設施作為保證施工安全以及施工主體安全的關鍵，對于確保工程施工的順利開展具有至關重要的作用。在農田水利工程開挖工程施工前，應該結合永久性排水設施的布置，在農田水利工程施工區域外設置完善的臨時性排水設施，以便于能夠及時的排除或者引導雨水和地面積水，確保主體工程的施工安全。
3.3 土方工程施工
（1） 挖方工程施工
對于土方開挖工程的施工，應該與填筑工程施工相結合，盡可能的遵循土方填挖平衡的原則。土方挖方工程施工的內容主要包括開挖區域的臨時道路的施工、水利設施基礎和岸坡的清理開挖、開挖區域臨時邊坡穩定加固施工以及開挖坡面及基坑底部滲水排除等幾方面的施工內容。對開挖區域及回填區進清除表面的松土，盡可能的采用機械開挖以及機械運輸的方式。
（2）填筑工程施工
在土方填筑工程施工前，應該合理的規劃土方的開挖回填方案，盡可能的采取就近開挖就近回填的方式，減少調土距離降低工程施工成本。填筑工程施工方法應該結合填筑部位具體制定，在填筑工程施工過程中，應該注意嚴格按照技術標準要求控制填筑的厚度，平整度，對于單層填筑層盡可能的控制厚度在20cm左右，并及時的采取機械夯實或者是壓實。
3.4 漿砌工程施工
對于漿砌工程施工，首先應該確保材料質量滿足施工規范的要求，石料的各項物理力學強度指標應符合施工圖紙以及施工規范的要求，漿砌工程用砂的粒徑、細度模數也必須滿足規范要求，水泥則應該根據水泥砂漿的具體要求采用合適標號的水泥。漿砌工程施工應該分層砌筑，控制單層厚度在30cm左右，保證每層漿砌工程的寬度相同，并按照帶線砌筑的方式施工作業，在砌筑結束后應該及時對漿砌工程進行縫防滲處理。
3.5 過路涵以及溝渠襯砌施工
對于過路涵的施工，其施工順序為首先進行 溝槽施工，然后管道鋪設，并在過路涵的兩側設置短墻。首先采用機械機挖土，然后采取人工配合清底、清坡的作業方式。在溝槽施工作業結束后，在溝底鋪設墊層基礎，并擺放墊塊，然后管道安裝，并利用水泥砂漿接口，做好防水保護后填筑覆土即可。
對于溝渠襯砌施工，首先應該對溝渠的溝槽進行基礎處理，然后在確認了溝渠的基底高程、地基承載力、基礎幾何尺寸、排水設施等一系列設施滿足設計要求后，即可安制渠身。如果采用預制混凝土的預制板，必須保證按照設計要求的混凝土標號進行預制，確保強度滿足設計要求，對于溝渠襯砌的施工管理，應該保證勾縫均勻，密實平整，線條直順，曲線圓滑美觀無折角現象，直順度、高度偏差以及頂面高偏差均在規范要求的范圍內。
3.6 鋼筋工程及混凝土工程施工
對于鋼筋工程施工，首先應該確保用于農田水利工程施工的鋼筋質量滿足使用要求，一般采取人工綁扎、焊接接頭的方式進行處理。對于鋼筋工程施工管理主要是確保鋼筋保護層的厚度、鋼筋的型號、鋼筋的焊接質量，只有各項控制指標合格后方可進行混凝土的澆筑作業或者是進行下道工序的施工。
對于混凝土工程的施工，首先應該檢查模板的強度、剛度、穩定性和表面平整度是否滿足設計以及規范要求，確保立模質量。混凝土的澆筑施工作業應該采取水平分層、一次整體澆筑，插入式振搗器振搗密實的方式進行澆筑作業，在混凝土澆筑完成并初凝后應立即進行養護，養護期間應保持濕潤，防止雨林、日曬和受凍，影響混凝土的施工質量。
4 結語
綜上所述，隨著社會經濟的快速發展，我國水利工程項目規模的不斷擴大，企業必須要加強對施工技術的管理，根據具體的施工技術，結合企業的發展特點，采取相應的管理措施，加強企業員工和管理人員專業技能的培訓，增強對工程施工質量的監控，從而促使水利工程項目達到優質高標準化的目的。
參考文獻：
[1]丹.關于水利工程施工技術管理的探討[J].城市建設理論研究（電子版），2012，（5）.
[2]吳林.淺述水利工程施工技術管理[J].城市建設理論研究（電子版），2012，（15）.
【關鍵詞】：輸水隧洞鉆爆法施工工藝 淺析
中圖分類號： U455文獻標識碼：A
鉆爆法施工條件
工程概況
遼寧省大伙房水庫輸水隧洞工程位于遼寧省東部山區、本溪市的桓仁縣和撫順市的新賓縣兩個行政區域內。該工程為從渾江流域調水至渾河、太子河流域的大型引水工程，用以解決遼寧省中部六大城市的生活和工業用水問題。輸水隧洞全長85.32km、開挖直徑8.0m、設計引水流量70m3／s、年平均調水量為17.88×108m3。其中樁號0＋000.00m～23＋513.70m和58＋676.86m～60＋676.86m采用常規鉆爆法施工，其它洞段采用硬巖掘進機（TBM）施工，工程總工期5.5年。
工程地質、水文地質條件
本段地表地形山巒起伏，植被茂密，地面高程為370～620m，屬低山地貌類型。主洞鉆爆段洞室在山巒谷壑交迭的山脈底部通過，其軸向為316°，埋深150～300m。依據地下水賦存條件與分布規律、地下水補給、徑流、排泄條件和地下水類型及巖體的富水性等水文地質條件推測對于一般裂隙巖體，在施工開挖過程中洞室多為滲水至滴水狀態，隧洞地下水常年流量＜1m3／min·km。但在個別構造發育部位外水壓力較大，有集中涌水問題，推測涌水量一般不超過100L／min。
該地段穿越了中生代燕山晚期侵入體（ξπ53⑴），主要巖性為正長斑巖，呈不規則狀侵入于太古代混合巖體中，多呈微風化至新鮮狀態，天然重度為24.8～26.3kN／m3，其單軸干抗壓強度為51～99MPa、飽和抗壓強度為47～73MPa。根據施工地質設計圖,主洞鉆爆段只有Ⅱ、Ⅲb類圍巖。
主洞鉆爆開挖
鉆爆開挖工藝原則
洞室開挖將采用以自制鑿巖臺車和YT-28鉆機成孔為主、多臂鑿巖臺車成孔配合的聯合施工作業方式。針對斷層、巖脈、圍巖等不良地質洞段，嚴格按“新奧法”原則施工，鉆爆開挖按照“短進尺、弱爆破、強支護、勤觀測”的原則、解決好不良地質洞段開挖難度大的問題，施工中制定針對性的施工技術方案。方案的制定要充分考慮以往的施工經驗和其它相似的工程，盡可能全面的考慮到各種可能出現的情況。同時，開挖中加強地質超前預報工作，在摸清前方工程地質、水文地質的情況下，根據相應的實際情況對施工技術措施作調整后施工，不冒然輕進，防止造成無法預料的局面。
鉆爆開挖工藝
鉆爆開挖程序
（1）在洞室施工中，采取“新奧法”施工工藝。
（2）在地質條件許可的情況下，盡量滯后支護，以加快工程開挖進度。不良地質洞段開挖施工嚴格按照“超前支護預加固、短進尺、小藥量、弱爆破、強支護、緊封閉、勤觀測”的原則施工。
（3）為便于出渣機械設備快速、安全地抵達工作面，及時將棄渣運輸至洞外，以縮短循環時間，加快施工進度，主洞每隔200m設一側洞，用于洞內相向車輛的避車，車輛的倒車。結構及斷面尺寸見圖2－1。
圖2－1側洞布置形式示意圖
（4）由于主洞埋置較深，施工支洞洞線較長，通風散煙難度很大，因此，采用強力軸流通風機通風散煙，以增強通風效果，改散洞內施工條件，保證工程施工的順利進行。
（5）充分考慮不良地質洞段開挖對工程進度的影響，加強技術支持，確保不良地質洞段施工順利。
（6）采取爆破工程師跟班作業制度，加強現場施工指導，優化爆破參數，加快施工進度。
（7）加強信息化管理，及時調整施工方案和開挖參數。
鉆爆開挖工藝
2.2.2.1爆破試驗
依據不同圍巖類別的工程地質條件和巖石的物理力學性能，在進行爆破施工前，首先在不同類別圍巖第一段按照設計的炮孔布置和裝藥量進行爆破實驗，借以調整和修正已設計的爆破參數，使爆破效果達到比較好的結果。
(1)試驗目的
①確保邊坡開挖的安全穩定，控制爆破振動及飛石影響；
②確定適合地質條件和巖性特征的爆破參數；
③觀測爆破對爆破區底部及周邊保留巖體的破壞情況，確定巖體保護層厚度或其他有關數據；
④觀測爆破對建筑物的破壞影響，判斷其安全性，為爆破施工提供依據。
⑵試驗內容
爆破材料性能的檢測和材料的選擇、爆破參數試驗、爆破效果檢測、對周圍已建建筑物及錨噴區的影響等。
2.2.2.2工藝措施
綜合考慮本項目洞挖工程的圍巖特性、洞挖斷面特性、施工進度以及現場施工條件等諸因素，本洞挖工程主要采用自制手風鉆臺車造孔，多臂液壓鉆機造孔配合，全斷面爆破成型的施工法進行洞身開挖。
⑴測量放線
先對整個洞室施工區進行控制測量，建立導線控制網，使各洞口位置間形成閉合導線網，測量控制點埋設要牢固，并作好保護。控制測量采用全站儀進行，施工測量采用激光指向儀，每排炮的開挖掌子面均要準確放出中心十字線和周邊線。每個月至少進行一次洞軸線及坡度的測量復查，校準指向儀，以及時糾正測量中的偏差，確保測量的精確度。所有測量工作均由經驗豐富的測量專業人員負責進行。測量儀器必須經過國家認可的檢驗機關鑒定后方可使用。
⑵鉆孔作業
為確保工程質量，減少超挖、避免欠挖，擬在本工程隧道洞室開挖爆破中采用光面爆破。根據審批后的施工方案中所設計的炮孔布置圖，用手風鉆或多臂液壓鉆機進行造孔。由于炮孔的分布、角度等均直接影響到爆破效果，所以，要保證爆破質量，首先要保證造孔質量。因此需要專業的操作手嚴格按照審批后的設計鉆爆圖進行鉆孔作業，采用手風鉆造孔時，各鉆手要分區、分部位、定人定位施鉆。各炮孔的孔徑、孔深、打設角度都必須與設計圖一致，孔位偏差不得超過施工規范要求。每排炮由值班爆破工程師按“平、直、齊“的要求進行檢查（見圖2－2）。
圖2－2開挖鉆孔施工示意圖
⑶裝藥爆破
炮孔經檢驗合格后，方可根據審批的施工方案及鉆爆設計要求進行裝藥連線，由取得爆破資質的炮工負責進行炮孔的裝藥、堵塞、引爆線路的連接。利用裝載機做吊籃，人工從上至下裝藥，電雷管引爆非電雷管起爆。裝藥連線完成后，由爆破工程師和專業爆破員分區分片檢查驗收，起爆前必須確認工作面人員、設備、材料已撤退至安全位置。
爆破順序為掏槽眼先響，輔助眼次之，抵抗眼再次之，周邊眼最后響，周邊眼的爆破順序為頂眼及邦眼等光爆眼先響，底眼再響，起翻渣的作用。
⑷通風散煙、灑水
爆破后利用強力軸流通風機送風至工作面排煙，必要時在開挖面爆破渣堆進行人工灑水降塵。改善工作環境加快施工進度（見圖2－3）。
圖2－3爆破、散煙除塵施工示意圖
⑸安全處理
通風、除塵之后，便進行爆破后四周圍巖的安全處理，以確保進洞人員和設備的安全。對于掌子面、邊墻及拱頂上的浮石，由經驗豐富的人員先進入工作面，用長鋼釬撬掉。對于掌子面的啞炮，用高壓水沖刷掉或在啞炮周圍殉爆距離之內重新鉆孔，炮工裝藥引爆。
⑹出渣
由于隧洞斷面較小，支洞坡度較緩，采用50裝載機配8t自卸車直接運輸至棄渣場（見圖2－4）。
圖2－4出渣裝載與運輸示意圖
2.2.2.3鉆爆施工工藝
⑴爆破設計
采用斷面中部掏槽，形成臨空面，中間進行崩落爆破，周邊布設光面爆破孔。炮孔布置見圖2－5。
圖2－5炮孔布置示意圖
①掏槽形式
根據地質特性，主洞鉆爆段開挖斷面以Ⅱ、Ⅲb類圍巖為主，擬采用單空孔菱形直孔掏槽的形式。
②炮孔布置
a.周邊孔的孔距以（10～15）d（d為孔徑，擬用約50mm）控制，最小抵抗線與孔距之比控制在1.0～1.3之間。
b.掏槽孔布置于斷面中部。
c.崩落孔按近似等間距布置，最小抵抗線與孔距之比控制在1.0～1.2。
各類圍巖炮孔布置密度見表2－2。
表2－2 炮孔布置密度表
名稱 圍巖類別 斷面面積
（m2） 炮孔數量 合 計 布孔密度
（個／m2）
空孔 掏槽孔 崩落孔 底孔 周邊孔
主洞鉆爆
法施工段 Ⅱ 50.30 1 4 74 10 35 124 2.47
Ⅲb 52.90 1 4 72 11 38 126 2.38
③爆破參數
a.炮孔的深度及直徑
根據不同的圍巖類別，采取不同的鉆孔深度：Ⅱ類圍巖鉆孔深度為3.8m；Ⅲ類圍巖鉆孔深度為2.5～3.8m；Ⅳ、Ⅴ類圍巖鉆孔深度為1.3～2.5m。
b.裝藥量
對于掏槽孔采用Φ25mm藥卷，裝藥系數取0.70～0.85；崩落孔采用Φ25mm藥卷，裝藥系數取0.65～0.75；為保證光爆效果，周邊孔采用Φ20mm細藥卷，并采用間隔裝藥結構，裝藥量控制在（200～300）g／m。
各類圍巖炸藥消耗量見表2－3。
表2－3 炸藥消耗量表
圍巖
類別 斷面
面積 裝藥參數
孔數 炮孔密度 爆破方量 總裝藥量 單耗 爆破效率 進尺
m2 個 個／m2 m3 kg kg／m3 ％ m
Ⅱ 50.3 124 2.47 150.9 239.4 1.59 80 3
Ⅲb 52.9 126 2.38 105.8 115.9 1.10 80 2
c.爆破方法和爆破順序
爆破采用由塑料導爆管串、并聯形成爆破網絡，以毫秒延發雷管實現微差爆破。起爆順序：由掏槽孔崩落孔底孔周邊孔的順序，按毫秒延發按爆破圖所示的順序分段起爆。
d.炮孔堵塞
炮孔堵塞長度一般在（0.7～1.0）抵抗線之間，堵塞材料選用黃泥和砂子的均勻混合料。
⑵Ⅱ、Ⅲ類圍巖開挖工藝及措施
a.開挖工藝流程
Ⅱ、Ⅲ類圍巖開挖工藝流程見圖2－4。
b.主要工藝作業措施
測量放線：控制測量采用激光經緯儀和紅外線測距儀作導線控制網。施工測量采用經緯儀配水準儀進行。測量作業由專業人員認真進行，確保測量控制工序質量。
鉆孔作業：由熟練的鉆手嚴格按照設計鉆爆圖進行鉆孔作業。各鉆手分區、分部位定人定位施鉆，實行嚴格的鉆手作業質量責任制。每排炮由值班工程師按“平、直、齊“的要求進行檢查，偏差不大于5cm。
圖2－4Ⅱ、Ⅲ類圍巖開挖施工工藝流程圖
裝藥爆破：炮工按鉆爆設計參數認真進行，炸藥選用2＃巖石銨銻炸藥或4＃巖石抗水銨銻炸藥。臺車水平崩落孔藥卷直徑32mm連續裝藥，周邊孔選用25mm直徑藥卷，間隔裝藥。裝藥完成后，由技術員和專業炮工分區分片檢查，聯結爆破網絡，撤退工作面設備、材料至安全位置后，導火索起爆、導爆管傳爆，毫秒微差爆破，周邊光面爆破。
通風散煙：爆破后啟動強力軸流通風機通風，開挖面爆破渣堆進行人工灑水降塵。
安全處理、清底：爆破后要用1.0m3挖掘機處理掌子面及拱頂安全。出渣后再次進行安全檢查及處理，并用挖掘機清理工作面積渣，為下一循環鉆爆作業做好準備。
支護：根據地質情況確定支護方法及時段。
出渣：50裝載機配8t自卸汽車出渣，石渣均運至指定堆渣場。
⑶ 不良地質段施工
根據設計施工圖，主洞鉆爆段無不良地質地段施工，但出于安全預防，提出以下不良地質地段施工措施。
不良地質地段是指隧洞穿過小斷裂密集帶、斷層等洞段。這些洞段的施工，除了Ⅳ、Ⅴ類圍巖所述施工技術措施以外，還要當遵循以下原則：
a.施工前切實掌握斷層的情況，包括破碎帶的寬度、填充物、地下水以及隧洞軸線與斷層構造方向的組合關系（正交、斜交或平行），根據有關施工技術和機具設備條件，選擇通過斷層的施工方法報工程師審批。
b.當小斷裂密集帶、斷層帶內填充軟弱狀的斷層泥或特別松散的顆粒時，采用超前錨桿、小導管預注漿等支護措施超前支護。
c.小斷裂密集帶、斷層地段出現大量涌水時，采取排堵結合的治理措施。
d.通過小斷裂密集帶、斷層地段的各施工工序的施工時段須盡量縮短，減少巖層暴露、松動和地層壓力增大。
e.鉆爆作業時，嚴格掌握炮孔眼數、深度和裝藥量，盡量減少爆破對圍巖的震動。
f.斷層帶的支護寧強勿弱，并經常檢查加固。
g.斷層帶的襯砌應緊跟開挖面進行，盡早封閉開挖面。
預防隧洞塌方安全措施
⑴做好超前地質預報工作，尤其是施工開挖接近設計探明的富水、崩塌及斷層破碎帶時，認真及時的分析和觀察開挖工作面巖性變化，遇有探孔突水、涌泥、滲水增大等現象時，及時改變方案。
⑵嚴格控制爆破裝藥量，盡量減少對軟弱破碎圍巖的擾動。
⑶保證施工質量，超前預注漿固結止水，格柵鋼架制作、初期支護和混凝土襯砌混凝土質量符合設計及驗收要求。
⑷嚴格控制開挖工序，尤其是一次開挖進尺，杜絕各種違章施工。
⑸施工期間，洞口常備一定數量的坍方搶險材料，如方木、型鋼鋼架等，以備急用。
⑹如遇到以下現象發生時，先撤出工作面上的施工人員和機械設備，指定專人觀察和進行加固處理。
①圍巖變形速度急劇加快；
②圍巖面不斷掉塊剝落；
③初期支護噴混凝土表面龜裂、裂縫或脫皮掉塊，鋼架嚴重變形。
質量保證措施
⑴為搞好地質預報，配一名有經驗的地質工程師，監控地質變化，指導現場施工。
⑵注漿施工人員必須經過專門培訓，實行崗位責任制，嚴格按配合比計量，確保注漿質量。
⑶施工前根據設計文件提供的地質資料，對不良地質地段的鉆爆參數進行修正，提高爆破效果。軟弱圍巖地段，堅持“弱爆破、短進尺、多循環”的施工原則，嚴格控制裝藥量，采用控制爆破，減少爆破對圍巖的擾動，確保結構穩定和施工安全。
⑷加強初期支護，防止隧洞塌方，襯砌適時緊跟，保證隧洞結構強度。
⑸實行質量負責制，逐級落實到工班，責任到人，增強工人的責任感。
參考文獻：
（1）《爆破安全規程》GB 6722－2003；
（2）《水利水電工程爆破施工技術規范》DL／T 5135－2001；
（3）《水工建筑物巖石基礎開挖工程施工技術規范》DL/T 5389－2007；
（4）《水工建筑物地下開挖工程施工技術規范》DL／T 5099－1999；
（5）《水電水利工程施工地質規程》DL／T 5109－1999；
【summary】The dam is an important and indispensable to the construction of water resources management. Dam shapes, from small to large dam concrete dam, dam safety monitoring are of great significance for the dam design, construction and performance evaluation. At the same time, continuous long-term monitoring system of dam safety, can provide early warning of dam-break notice, have great significance for protecting people's life and property safety of downstream.
【關鍵詞】水工大壩；沉降監測；水準測量；
【keyword】Dam；Subsidence monitoring；leveling measurement；
中圖分類號：TV文獻標識碼： A 文章編號：
【正文】
20世紀以來,相繼發生了美國Teton土石壩、法國Mal2passet拱壩、意大利Vajaut拱壩、我國板橋和石漫灘等水庫的跨壩事件,給相關國家帶來了慘重的災害和巨大的經濟損失,引起人們對大壩安全監測的高度重視。大壩安全監測的主要項目有變形監測、滲流監測、應力應變監測、溫度監測和大壩周圍環境監測等。由于變形監測能直觀地反映大壩運行性態,許多大壩性態出現異常,最初都是通過變形監測值出現異常得到反映的,因此變形監測項目列為大壩安全監測的首選監測項目。在我國大壩變形監測領域中,經歷了20世紀50年代開始研究和使用的人工變形監測系統,70年代開始研究和使用的以傳感器、激光技術和全站儀TPS為基礎的自動化變形監測系統以及90年代開始研究的GPS自動化變形監測系統等發展階。本文主要針對大壩變形監測中的壩體沉降監測做簡單的論述。
一、沉降監測的基本要求
1、儀器設備、人員素質的要求
水工大壩沉降變化量很小，要想得到大壩沉降變形的監測數據，就要求水工大壩沉降監測需要很高的精度。根據水工大壩沉降監測精度要求高的特點，為能精確地反映出大壩壩體的沉降情況，一般規定測量的誤差應小于變形值的1/10—1/20，為此要求沉降監測應使用精密水準儀(S1或S05級)，為了保證精度，減少人為誤差，個人建議使用0.7mm或0.5mm級的電子水準儀；水準尺應使用受環境及溫差變化影響小的高精度銦合金水準尺，電子水準儀應使用專用的配套的銦合金條碼尺。
人員素質的要求，必須是有測量資質的單位測繪工作人員來進行監測，因為這些人員都接受了專業學習及技能培訓，能熟練掌握儀器的操作規程，熟悉測量理論能針對不同工程特點、具體情況采用不同的監測方法及監測程序，對實施過程中出現的問題能夠會分析原因并正確的運用誤差理論進行平差計算，做到按時、快速、精確地完成每次監測任務。
2、監測時間的要求
大壩的沉降監測對時間有嚴格的限制條件，監測必須按時進行，只有這樣，才能得到準確的沉降情況或規律。相鄰的兩次時間間隔稱為一個監測周期，一般大壩的沉降監測按一定的時間段為一監測周期(如：次/30天)，無論采取何種方式都必須按施測方案中規定的監測周期準時進行。
3、監測點的要求
為了能夠反映出大壩的準確沉降情況，沉降監測點要埋設在最能反映沉降特征且便于監測的位置。一般要求埋設在大壩壩頂位置，且相鄰點之間間距以10——20米為宜，均勻地分布在大壩壩軸線上。通常情況下，大壩設計圖紙上有專門的沉降監測點布置圖。
4、沉降監測的自始至終要遵循“五定”原則
所謂“五定”，即常說的沉降監測依據的基準點、工作基點和大壩上的沉降監測點，點位要穩定；所用儀器、設備要穩定；監測人員要穩定；監測時的環境條件基本一致；監測路線、鏡位、程序和方法要固定。以上措施在客觀上盡量減少監測誤差的不定性，使所測的結果具有統一的趨向性，保證各次復測結果與首次監測的結果可比性更一致，使所監測的沉降量更真實。
5、施測要求
儀器、設備的操作方法與監測程序要熟悉、正確。在首次監測前要對所用儀器的各項指標進行檢測校正，必要時經計量單位予以鑒定。連續使用3——6個月重新對所用儀器、設備進行檢校。
在監測過程中，操作人員要相互配合，工作協調一致，認真仔細，做到步步有校核。
6、沉降監測精度的要求
根據大壩的特性和建設、設計單位的要求選擇沉降監測精度的等級。在未有特殊要求情況下，一般性的大壩監測過程中，采用二等水準測量的監測方法就能滿足沉降監測的精度要求。
7、沉降監測成果整理及計算要求
原始數據要真實可靠，記錄計算要符合測量規范的要求，依據正確，嚴謹有序，步步校核，結果有效的原則進行成果整理及計算。
二、具體施測程序及步驟
1、建立水準控制網
根據工程的特點布局、現場的環境條件制訂測量施測方案，由建設單位提供的水準控制點根據工程的測量施測方案和布網原則的要求建立水準控制網。要求：
(1)一般大壩壩體100米外周圍要布置三個以上水準點，水準點的間距不小于100米。
(2)各水準點要設在大壩沉降可能影響到的范圍之外，水準點的埋深要符合二等水準測量的要求(大于1.5米)
根據工程特點，建立合理的水準控制網，與基準點聯測，平差計算出各水準點的高程。
2、建立固定的監測路線
由場區水準控制網，依據沉降監測點的埋設要求或圖紙設計的沉降監測點布點圖，確定沉降監測點的位置。在控制點與沉降監測點之間建立固定的監測路線，并在架設儀器站點與轉點處作好標記樁，保證各次監測均沿統一路線。
3、沉降監測
根據編制的大壩監測方案及確定的監測周期，首次監測應在監測點安穩固后及時進行。
首次監測的沉降監測點高程值是以后各次監測用以比較的基礎，其精度要求非常高，并要求每個監測點首次高程應在監測兩次后決定。
4、將各次監測記錄整理檢查無誤后，進行平差計算，求出各次每個監測點的高程值。從而確定出沉降量。
5、統計表匯總
(1)、根據各監測周期平差計算的沉降量，列統計表，進行匯總。
(2)、繪制各監測點的沉降曲線圖。
(3)根據沉降量統計表和沉降曲線圖，我們可以預測大壩的沉降趨勢，將大壩的沉降情況及時的反饋到有關主管部門，正確地指導大壩的維護和運行。同樣也為勘察設計單位提供寶貴的一手資料，以便設計出更完善的施工圖紙。
三．監測中的注意事項：
(1)嚴格按測量規范的要求施測。
(2)每次都要用同一對水平尺。
(3)各次監測必須按照固定的監測路線進行。
(4)監測時要避免陽光直射，且各監測環境基本一致。
(5)成像清晰、穩定時再讀數。
(6)隨時監測，隨時檢核計算，監測時要—氣阿成。
(7)在雨季前后或者3-6個月需聯測一次控制水準網，檢查水準控制網水準點的標高是否有變動。
(8)將各次所監測沉降情況及時反饋，以便于當大壩沉降異常時，有關部門能及時采取應急措施。
【參考文獻】
《工程測量規范》GB50026-2007；
《水利水電工程施工測量規范》(SL 52-93)；
