蜀河水電站廠頂溢流式廠房工程施工測量技術與應用

1、蜀河水電站廠頂溢流式廠房工程施工測量技術與應用張燕王俊超摘要蜀河水電站采用廠頂溢流式廠房布置形式，該類壩型采用了溢流壩與廠房重疊布置形式，能夠在狹窄的河谷上布置電廠，大幅度縮短了樞紐建筑物壩頂長度。本文簡要介紹了蜀河水電站廠頂溢流廠房施工測量的方法，并對關鍵的作業(yè)步驟作了具體的敘述；總結(jié)了在蜀河水電站廠頂溢流廠房工程施工測量中測量技術應用和創(chuàng)新，新的施工坐標轉(zhuǎn)換方法等，為類似工程施工提供借鑒。關鍵詞蜀河水電站控制測量excel 施工坐標轉(zhuǎn)換流道放樣1 工程概況陜西漢江蜀河水電站工程由中國大唐集團投資興建，位于陜西省旬陽縣境內(nèi)的漢江上游干流上，是漢江上游梯級開發(fā)規(guī)劃中的第六個梯級電站。樞紐內(nèi)安裝

2、6 臺 46MW燈泡貫流式機組， 樞紐布置采用了廠頂溢流式廠房布置方案。蜀河水電站的主要任務是發(fā)電，并兼顧航運，工程規(guī)模為二等大（2）型。廠房工程于2008 年 2 月 1 日開工， 2009 年 12月 30 日首臺機組發(fā)電，2010 年 10 月 31 日完工，工期33 個月。2控制測量2.1平面控制測量導線布設形式我部根據(jù)業(yè)主提供的測量成果 (TS03,TS05,TS08,TS07) ，結(jié)合現(xiàn)場地形，采用了附合導線布設形式 ,TS03 TS05 CF01 CF02 TS08 TS07, 詳見控制網(wǎng)圖形。觀測水平角觀測所采用的儀器為尼康DTM-532,其測角中誤差為2, 測距中誤差為(2m

3、m+2ppm),觀測目標采用的是照準覘牌, 水平角觀測為六個測回. 觀測過程中 , 我們嚴格按照規(guī)范要求進行, 最終的觀測結(jié)果滿足精度要求.2.2高程控制測量布設形式根據(jù)水利水電工程施工測量規(guī)范(DL/T5173-2003),高程控制測量中, 可以采用光電三角高程導線測量代替三、四等水準測量, 因此我部對整個測區(qū)的四個控制點CF01,CF02, TS08 ， TS07的高程進行了光電三角高程測量.觀測豎直角觀測采用的儀器為尼康DTM-352,其測角中誤差為2, 根據(jù)跨河光電三角高程測量的規(guī)范要求, 豎直角共觀測了四個測回.邊長觀測為4 個測回 , 邊長觀測時已將當時的氣壓及溫度同時觀測, 并將

4、其氣象數(shù)據(jù)依次輸入 ( 氣壓最小讀數(shù)為1hpa, 溫度最小讀數(shù)為1 C), 以便儀器自動進行氣象改正; 豎直角觀測為4 個測回 , 目標采用覘牌 , 儀器高與目標高的測量精度不大于2mm.2.3數(shù)據(jù)處理水平方向值我們對水平方向觀測值數(shù)據(jù)進行了處理,最大點位誤差CF02=0.0063 (m)，最大點間誤差 =0.0164(m) ，角度閉合差=0.28,限差 = 4.067距離改正及歸化外業(yè)觀測的斜距需進行各項改正: 其中氣象改正在觀測過程中通過儀器自身進行了自動改正 , 利用 S=a+b*S0(a= 0.9 mm 為固定誤差 , b= 1.55 mm/km 為乘常數(shù) , S0 為觀測斜距 ) 對

5、經(jīng)過氣象改正后的斜距進行常數(shù)改正, 在氣象改正和常數(shù)改正之后, 再利用觀測的豎直角對改正之后的斜距進行傾斜改正, 最后再將傾斜改正之后的距離投影到工程所在的203.5m 高程面上 .用南方平差易，進行控制網(wǎng)( 平面 ) 平差報告3 施工坐標系的轉(zhuǎn)換在施工中，發(fā)包方常常提供給我們的是大地坐標，數(shù)據(jù)很大，不利于現(xiàn)場位置的放樣，如何快速進行施工坐標系和大地坐標系的轉(zhuǎn)換，我們在蜀河廠房施工中嘗試了運用excel 進行大地坐標和施工坐標的相互轉(zhuǎn)換這一新的方法：點號DXDYB5536.75307915.8850A5400.60108167.9661其中 A 為原點坐標，B 為方面公式：aAB=180-90

6、*SIGN(7915.8850-8167.9661)-DEGREES(ATAN(5536.7530-5540.601)/(7915.8850-8167.9661)=298.3740097這個公式僅能在 excel 里面用，目前 fx-4850還沒有 sign 這個函數(shù)。大地轉(zhuǎn)施工：點名DXDYDHSXSYTS016106.93658272.1891341.3936243.966295671.0087TS026240.11078855.1651268.6231-205.685711065.229公式：SX=(DX-5400.601)*COS(RADIANS(aAB)+(DY-8167.9661)

7、*SIN(RADIANS(aAB)SY=-(DX-5400.601)*SIN(RADIANS(aAB)+(DY-8167.9661)*COS(RADIANS(aAB)施工轉(zhuǎn)大地點名SXSYSHDXDYTS01243.9662671.0087341.39366106.93658272.189TS02-205.68571065.2287268.62316240.11078855.165DX=5400.601+SX*COS(RADIANS(aAB)-SY*SIN(RADIANS(aAB)DY=8167.9661+SX*SIN(RADIANS(aAB)+SY*COS(RADIANS(aAB)這樣把公式

8、列在excel里面，就能方便進行施工坐標系和大地坐標系的轉(zhuǎn)換。4 施工放樣的測量這里我們主要以尾水出口流道為例講述流道的放樣。出口流道寬度為11.2m，高度為 10.6m，出口底板高程173.70m。流道出口布置了尾水事故檢修門。尾水出口流道典型的圓變方結(jié)構(gòu)，是廠房工程結(jié)構(gòu)最復雜的部位，也是本工程的最大難點。模板加工制作和安裝都采用整體制作和安裝，精度要求在mm，所以給測量控制提出了更高的要求。尾水流道樁號范圍為壩下0+41.233壩下0+62.4，總長21.167m，也就是尾水流道在壩下41.233斷面處結(jié)構(gòu)為?4.142m的圓，在壩下0+62.4處斷面處的結(jié)構(gòu)為的長方形。詳見廠房尾水出口流

9、道平面圖、廠房尾水出口流道立面圖和廠房尾水流道正視圖。由圖可以看出， 廠房尾水出口流道的圓變方實際是流道的四個角由?=4.142m 的 1/4的圓變漸變?yōu)??=0m，所以只要求出各個變化元素的變化率就能夠求出任意位置的要素。尾水流道各變化元素統(tǒng)計表變化要素變化范圍總變化量變化率半徑（ 41.233 46.851 ）4.142 3.4580.6840.684/（46.85141.233）半徑（ 46.851 53.544 ）3.458 2.6230.8350.835/（53.54446.851）半徑（ 53.544 57.179 ）2.623 1.9770.6460.646/（57.17953.

10、544）半徑（ 57.179 60.973 ）1.977 0.9840.9330.933/(60.97357.179)半徑（ 60.973 62.4 ）0.984 00.9840.984/（62.4 60.973 ）外邊線寬度4.142 5.61.4581.457/19.74=0.07386內(nèi)切線寬度內(nèi)切（ 41.233 46.851 ）0 1.0981.0981.098/（46.85141.233）內(nèi)切（ 46.851 53.544 ）1.098 2.4291.3311.331/（53.54446.851）內(nèi)切（ 53.544 57.179 ）2.429 3.3430.9140.814/（5

11、7.17953.544）內(nèi)切（ 57.179 60.973 ）3.343 4.6161.2730.273/(60.97357.179)內(nèi)切（ 60.973 62.4 ）4.616 5.60.9840.984/（62.4 60.973 ）流道程序如下：Lbl 1X:Y:ZXYZU” ZX” :ZX表示軸線的首字母M=ABS(X-U)m標示到軸線的偏差值X 46.851 Goto 2 X53.544 Goto 3 X57.179 Goto 4 X 60.973 Goto 5 X 62.4 Goto 6 Lbl 2I= （ 4.142-3.458 ） (46.851-41.233)半徑的變化率R=4

12、.142-(Y-41.233) I每個斷面的半徑J=(1.098-0)/(46.851-41.233)內(nèi)切線的變化率N=0+J*(Y-41.233)每個斷面圓弧與直線的內(nèi)切線的xGoto 1Lbl 3I= （ 3.458-2.623 ） (53.544-46.851)半徑的變化率R=4.142-(Y-46.851) I每個斷面的半徑J=(2.429-1.098)/(53.544-46.851)內(nèi)切線的變化率N=1.098+J*(Y-46.851)每個斷面圓弧與直線的內(nèi)切線（也就是圓心的x 水平坐標）Goto 1Lbl 4I= （ 2.623-1.977 ） (57.179-53.544)半徑的

13、變化率R=2.623-(Y-53.544) I每個斷面的半徑J=(3.343-2.429)/(57.179-53.544)內(nèi)切線的變化率N=2.429+J*(Y-53.544)每個斷面圓弧與直線的內(nèi)切線的xGoto 1Lbl 5I= （ 1.977-0.984 ） (60.973-57.179)半徑的變化率R=1.977-(Y-57.179) I每個斷面的半徑J=(4.616-3.343)/(60.973-57.179)內(nèi)切線的變化率N=3.343+J*(Y-57.179)每個斷面圓弧與直線的內(nèi)切線的xGoto 1Lbl 6I= （ 0.984-0 ） (62.4-60.973)半徑的變化率R

14、=0.984-(Y-60.973) I每個斷面的半徑J=(5.6-4.616)/(62.4-60.973)內(nèi)切線的變化率N=4.616+J*(Y-60.973)每個斷面圓弧與直線的內(nèi)切線的xK=（ 5.6-4.142 ） / （60.973-41.233 ） 寬度的變化率W=4.142+K*（ Y-41.233 ）寬度Q1=（ 5.3-4.142 ） / （ 60.973-41.233）高差的變化率Q=4.142+（Y-41.233 ） *Q1高差A=Abs(Z-179)M NE=A-Q高程的偏差Y U V” Y, ” =U+N 判斷是在左邊還是右邊 V” Y, ” =U-NZ 179 O=179+Q-R計算圓心高程 O=179-Q+R計算圓心高程“ DR=” : (Z-O)2+(X-N)2)-R