河北抚宁抽水蓄能电站工程测量控制技术

河北抚宁抽水蓄能电站工程测量控制技术

作者：徐启帅

（中国水利水电第十二工程局有限公司，浙江  杭州  310004）

摘要：以河北抚宁抽水蓄能电站控制网布设为例，研究项目进场初期施工测量控制网的布设，针对测量控制网的具体建立过程进行分析，合理规划测量网点的布置，通过本文的研究，可以有效地指导抽水蓄能电站施工控制网的建设，提高项目实施的效率和质量，确保工程的顺利进行。

关键词：施工测量控制网 测量误差 数据处理

1概述

河北抚宁抽水蓄能电站装机容量1200MW，额定水头437m，安装4台单级混流可逆式水泵水轮机，单机容量300MW。总体布置由上水库、下水库、输水系统和地下厂房系统等部分组成，上水库大坝坝顶高程为676.00m，坝轴线处最大坝高109m，坝长430m。下水库大坝坝顶高程226.0m，最大坝高66.0m，轴线长度372m。为了指导首级测量控制网的复测及施工测量控制网的加密，针对河北抚宁抽水蓄能电站该代表性工程编制了测量方案，确保初期测量工作的顺利开展。

2控制测量

2.1任务来源

项目进场后需复核抚宁公司提供首级测量控制网，同时加密施工测量控制网，为保证施工精度要求及控制网的可靠性，特进行施工测量控制网复测及加密工作。

2.2控制点的布设

2.2.1收集资料

现有资料为业主单位国网新源河北抚宁抽水蓄能有限公司提供、北京勘测设计研究院有限公司测绘大队施测完成的控制点成果资料。

本工程平面坐标系统和高程系统均采用业主提供的控制网系统；

坐标系统：挂靠于1980年西安坐标系下的独立坐标系，中央子午线为120度；

高程系统：1985 国家高程基准；

投影高程面：上下水库采用400m高程面。

2.2.2现场踏勘、选点布设控制网

将监理交底的测量控制网认真阅读及研究后，结合招投标阶段施工图纸，采用将首级测量控制网导入奥维地图的方式对工程现场进行详细踏勘，选点加密。控制点选择在相邻导线点相互通视的部位，导线点尽量选择在岩石上或者土质坚硬、稳定的部位，且导线点应该在地形较高，视野开阔的地形。导线点的点数不应过多，且导线点高程不应相差太多，避免产生测角或者测距误差。导线点分为高标墩和地面标墩两种：高标墩施工控制网点由标座、标身和安装于标顶的强制归心底盘组成；地面标墩施工控制网点由标座和测钉组成，如图1所示。

图1：测量控制点结构图

加密控制网主要服务于抚宁抽水蓄能电站施工区域原始地形测绘、坝区土石方开挖放样、建基面验收形体、填筑施工放样、面板混凝土浇筑放样；围堰区域原始地形测量、开挖、填筑施工放样；工程量计算等。测量控制网点选择后，布设施工测量控制网，上下水库施工区域平面控制网拟采用Ⅲ等精度边角组合网布设，控制网点相对于首级控制网的点位中误差不大于±10mm。

高程控制测量采用Ⅲ等三角高程替代Ⅲ等水准，其最末级高程控制点相对于首级高程控制点的高程中误差不大于±10mm。

拟利用起算成果如下：下水库枢纽区域拟选用FJ11、FJ08、FJ09三座高墩、下水库枢纽区域拟选用FJ01、FJ03两座高墩作为起算数据，详细数据见表1。

表1:起算坐标表

测量控制网点位布置见图2、图3。

图2：上水库测量控制网点示意图

图3：下水库测量控制网点示意图

3测量控制网技术要求

3.1平面控制网

平面控制网水平角及测距由TS50（0.5″0.6+1ppm*D）全站仪观测。

测量技术要求见表2、表3和表4。

表2:水平角方向观测法技术要求

表3:地面三角形网测量技术要求

表4 测距作业技术要求

测距边往返较差将斜距化算至同一高程面上比较。测距边经气象、加乘常数改正，测距边加入两项改正后化为水平距离，其中大气折光系数选用0.14，地球曲率半径为6374450米。基于上下库统一原则，观测边长投影到测区选定高程面：400m。

作业可采用电子手簿同时人工记录观测手、仪高镜高、温度气压等信息。

3.2高程控制网：

高程控制网点采用全自动观测和记录，测量技术要求见表5。

表5三角高程测量技术要求

4控制网观测

4.1测量的误差来源和消减方法

(1）仪器精度误差、分辨率误差：测量仪器本身自带误差，消除的方法是定期检定测量仪器，使用高精度的测量设备进行测量，并使用合适的测量方法；

(2)环境误差：例如温度、湿度、光线、大雾天气等环境因素都可能影响测量结果，消除的方法就是尽可能的在稳定的环境下进行测量，并在数据处理的过程中进行温度、湿度等相关因素的改正；

(3)测量员操作误差：不正确的操作可能会导致测量误差，例如读数误差，安置仪器误差等，消除的方法就是对测量员进行培训，保证操作正常并使用适当的检查机制。

4.2外业观测及数据质量

根据控制网点图进行外野测量，平面控制网水平角、边长、天顶距由 Leica TS50全站仪观测。

水平角按规范采用全圆方向观测法四测回观测，本次作业使用电子记录手簿同时人工记录观测人员、仪高、镜高、温度、气压等信息。

计算平距用垂直角经过两差改正、观测边长改正、经气象，加乘常数改正，经改正后观测边投影至测区选定高程面400m高程面.

经外业测量完成，上水库区域本阶段共对向观测边长27条，平均边长552.3m，边长对向观测平均值中误差mD为0.82mm，平均边长相对中误差为1/630000。对向观测边长较差极大为ⅢS07~FJ09的3.6mm，小于规范要求2√2（a+bD）的4.9mm要求。下水库区域共对向观测边长20条，平均边长350.7m，边长对向观测平均值中误差mD为0.78mm，平均边长相对中误差为1/450000。对向观测边长较差极大为FJ01~ⅢX02的3.4mm，小于规范要求2√2（a+bD）的3.5mm要求。

三角高程观测按规范及技术设计书要求执行，垂直角往返各4测回。垂直角加入两差改正，指标差，测回差均在限差以内，仪高、镜高、温度、气压等均在观测开始和观测结束各读数一次。

上水库区域高差较差极大为ⅢS04~FJ09，高差较差24.4mm，小于规范要求35√L的28.8mm。

下水库区域高差较差极大为FJ02*~FK07*，高差较差29.3mm，小于规范要求35√L的30.3mm。

所有对向观测高差均满足Ⅲ等三角高程规范要求。

5控制网点观测数据整理、计算和平差

5.1控制网点观测数据收集整理

为保证控制网数据完整，每天工作结束后对全部数据检核，并将正确数据存于电脑或硬盘之中，待控制网全部观测结束后对数据汇总整理。

5.2控制网计算和平差

对整理好外业观测数据按照测量规范要求进行内业计算，计算采用武汉大学Cosawin（科傻）软件进行严密平差，方法采用验后定权法。

平面网计算反映闭合差，测角中误差，点位中误差、边长相对中误差、误差椭圆等信息，高程网计算反映平差后高程单位权中误差，各未知点平差后高程中误差等信息。

6提交测量资料

在测量工作完成后，提交：技术设计书、 测绘资质证书复印件、仪器鉴定证书、平面网布置图、高程网布置图、外业观测原始资料、控制网计算资料、控制点成果图、技术总结等。

7结语

本文旨在研究河北抚宁抽水蓄能电站控制网的建立，满足项目后续施工测量任务的同时提高控制网测量精度，在与监理、业主的多方沟通，及时提供准确的测量资料，为项目的顺利动工打下了坚实的基础。