水利工程的大壩施工中的測(cè)量

水利工程的大壩施工中的測(cè)量

摘 要：在水利工程中，河道、渠道、大壩等區(qū)域的測(cè)量工作為施工放樣的重要組成部分，是水利工程施工的重要的內(nèi)容。其中，河道、河道施工測(cè)量與道路測(cè)量基本相同，而大壩施工測(cè)量則有重大區(qū)別。因此，本文以保證水利工程施工質(zhì)量為目標(biāo)，分別分析了以防洪蓄洪為主的土石大壩和以水力發(fā)電為主的混凝土重力壩的施工測(cè)量，為其施工提供較為精確的施工放樣。

工程測(cè)量作為各種建設(shè)項(xiàng)目的基礎(chǔ)性工作，是工程實(shí)施的指路標(biāo)，更是檢測(cè)工程質(zhì)量的重要工具。水利工程與一般工程項(xiàng)目相比，施工放樣的精度要求尤其高，這就需要工程測(cè)量具有高度的精確性和可靠性，才能保證工程的施工質(zhì)量。大壩是水利工程的重要組成部分，其施工測(cè)量成為水利工程測(cè)量的關(guān)鍵。一旦出現(xiàn)超越規(guī)定范圍內(nèi)的誤差，將會(huì)產(chǎn)生非常嚴(yán)重的后果。因此，研究與分析水利工程中大壩施工中測(cè)量具有巨大的價(jià)值和意義。

一、土石大壩施工測(cè)量

修建大壩的測(cè)量工作具體包括布置平面和高程基本控制網(wǎng)、確定壩軸線和布設(shè)控制壩體細(xì)部的定線控制網(wǎng)、清基開挖放樣及壩體細(xì)部放樣工作等。具體到土石大壩，施工測(cè)量工作主要內(nèi)容包括壩軸線定位、控制線測(cè)設(shè)、高程控制網(wǎng)建立、清基放樣、坡腳線放樣、邊坡放樣及坡面修整等七項(xiàng)。

（一）壩軸線定位

壩軸線即壩頂中心線，一般先由設(shè)計(jì)圖紙量得軸線兩端點(diǎn)的坐標(biāo)值，反算出他們與附近施工控制網(wǎng)中的已知點(diǎn)的方位角，用角度（方向）交會(huì)法測(cè)設(shè)其地面位置。通常情況下，中小型大壩的壩軸線由工程設(shè)計(jì)人員根據(jù)地形和地質(zhì)情況，經(jīng)過(guò)多方比較，直接在現(xiàn)場(chǎng)選定軸線兩端點(diǎn)的位置。而大型土壩則需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)與規(guī)劃、多方比較與研究后才能進(jìn)行壩軸線定位。最重要的是軸線兩端點(diǎn)定位后必須用永久性標(biāo)志標(biāo)明，并且需要沿軸線方向設(shè)立軸線控制樁，以便檢查。

（二）壩身控制線測(cè)設(shè)    

為了施工放樣方便，應(yīng)當(dāng)測(cè)設(shè)若干條垂直或平行于壩軸線的壩身控制線。一般情況下，垂直于壩軸線的壩身控制線的布設(shè)需要按照20m、30m、50m的間距以里程來(lái)布設(shè)，而平行于壩軸線的壩身控制線可以布設(shè)在壩頂上下游線、上下游坡面變化處及下游馬道中線，也可按照間距方式來(lái)測(cè)設(shè)。其中，垂直于壩軸線的壩身控制線布設(shè)較為復(fù)雜，需要分為兩個(gè)步驟來(lái)完成。

第一，沿壩軸線測(cè)設(shè)里程樁：將一端壩頂與地面的交會(huì)點(diǎn)定位零號(hào)樁，然后從零號(hào)樁起沿著壩軸線按照間距丈量距離，直到另一端壩頂與地面的交會(huì)點(diǎn)。

第二，測(cè)設(shè)垂直于壩軸線的壩身控制線：將經(jīng)緯儀正確安置在里程樁上，然后準(zhǔn)確測(cè)出一系列平行于壩軸線的控制線，并在上下游施工范圍外定位橫斷面方向樁，用于作為測(cè)量橫斷面和施工放樣的依據(jù)。

（三）高程控制網(wǎng)建立

高程控制網(wǎng)由由若干永久性水準(zhǔn)點(diǎn)組成基本網(wǎng)和臨時(shí)作業(yè)水準(zhǔn)點(diǎn)兩級(jí)構(gòu)成。其中，基本網(wǎng)是用三等或四等水準(zhǔn)施測(cè)方法，以閉合或附和水準(zhǔn)路線形式測(cè)設(shè)，一般布設(shè)在施工分為以外。臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)則需要根據(jù)施工進(jìn)度及時(shí)設(shè)置，且保證附和在永久水準(zhǔn)點(diǎn)上，通常直接用于壩身的高程放樣。

（四）清基放樣

清基放樣工作的主要目的是保證壩體與巖基銜接牢固，為此，應(yīng)在壩體與原地面接觸處放出清基開挖線。由于清基開挖線的放樣精度要求并不高，所以可以采用圖解法計(jì)算得到施工放樣的數(shù)據(jù)。第一，測(cè)定壩軸線上各里程樁的高度，得出各里程樁的中心填土高度；第二，在每一里程樁處進(jìn)行截?cái)嗝鏈y(cè)量，并繪制出橫斷面圖；第三，結(jié)合里程樁的高程、中心填土高度等數(shù)據(jù)在橫斷面圖基礎(chǔ)上繪制大壩的設(shè)計(jì)斷面。

由于清基具有一定深度，開挖時(shí)需要一定的邊坡，所以實(shí)際清基開挖線應(yīng)向外適當(dāng)放寬1m-2m。另外，清基過(guò)程中位于壩軸線上的里程樁將被毀掉。為了接下來(lái)施工放樣工作的需要，應(yīng)在清基開挖線外設(shè)置各里程樁的橫斷面樁，避免其被毀掉。當(dāng)前，隨著科學(xué)技術(shù)水平提高大大增強(qiáng)了測(cè)量手段技術(shù)性，故清基放樣工作主要采用全站儀坐標(biāo)法等方式進(jìn)行，精確性得到了顯著提高。  

（五）坡腳線放樣

清基放樣工作完成后，應(yīng)標(biāo)出填土范圍，即找出壩體和清基后地面的交線，即坡腳線。具體操作工序：首先，做出兩個(gè)與上下游壩腳坡度相一致的三角形坡度放樣板；其次在上下游清基開挖點(diǎn)位置處各定位一個(gè)木樁，并用水準(zhǔn)儀測(cè)量木樁高程，確保木樁高程等于清基開挖前的地面高程；然后，將三角形坡度放樣板的斜面放在樁頂位置，斜邊延長(zhǎng)線與地面的交會(huì)點(diǎn)就是為土壩坡腳點(diǎn)；最后，連接相鄰坡腳點(diǎn)，形成坡腳線。

（六）邊坡放樣

壩體坡腳線放出后，則可以進(jìn)行填土筑壩工作。為了標(biāo)明上料填土的界線，每當(dāng)壩體上升1m就需要用上料樁將邊坡位置明確標(biāo)定出來(lái)，這項(xiàng)工作則可稱之為邊坡放樣工作。為了保證邊坡放樣的工作質(zhì)量，之前應(yīng)當(dāng)依據(jù)大壩的設(shè)計(jì)坡度計(jì)算得出不同層面坡面點(diǎn)的軸距。同時(shí)，還要使上料樁的軸距比設(shè)計(jì)計(jì)算值大出1m-2m，能夠有效確保壓實(shí)修理后的壩坡面與設(shè)計(jì)坡面相符。

（七）坡面修整

坡面修整的目的是保證大壩填筑至一定高度且坡面壓實(shí)后，壩坡面符合設(shè)計(jì)要求。為了保證坡面修整的精度，可以利用水準(zhǔn)儀或經(jīng)緯儀按照測(cè)設(shè)坡度線的方法求得修坡量，決定是否削坡或回填。

二、混凝土重力壩施工測(cè)量

由于混凝土壩結(jié)構(gòu)和施工材料相對(duì)復(fù)雜，故施工放樣精度要求相對(duì)較高。一般澆筑混凝土壩時(shí)，整個(gè)壩體沿軸線方向劃分成許多壩段，而每一壩段在橫向上又分成若干個(gè)壩塊，實(shí)施分層澆筑，主要是為了保證施工質(zhì)量�；炷�土重力壩施工測(cè)量工作的主要內(nèi)容與土壩施工測(cè)量基本相符，其中壩體控制測(cè)量、清基開挖放樣尤為重要。

（一）壩體控制測(cè)量

其實(shí)，建立壩體施工控制網(wǎng)就是建立壩體放樣的定線網(wǎng)。由于混凝土壩一般采用分層施工，故壩體細(xì)部經(jīng)常采用方向線交會(huì)法和前方交會(huì)法放樣。因此，壩體放樣控制網(wǎng)具有一定線網(wǎng)，包括矩形網(wǎng)和三角網(wǎng)兩種，且每一種控制網(wǎng)型具有不用的測(cè)設(shè)工序與方式，精度要求點(diǎn)位誤差上下浮動(dòng)不超過(guò)10mm。

矩形網(wǎng)：由若干條平行或垂直于壩軸線的控制線組成，格網(wǎng)尺寸按施工分段分塊的大小而定。其中，控制線測(cè)設(shè)方式與土壩基本相同。三角網(wǎng)：由基本網(wǎng)的一邊加密建立的定線網(wǎng)，各控制點(diǎn)的坐標(biāo)可以測(cè)算得到。

（二）清基開挖放樣

清基開挖放樣主要是確定清除大壩基礎(chǔ)巖基表面松散物范圍的線，其位置由兩側(cè)坡腳線、開挖深度 和坡度決定。標(biāo)定基坑開挖線的方式與土壩基本一致，先在方向線上定出該斷面的基坑開挖點(diǎn)，然后將這些點(diǎn)連接起來(lái)就是清基開挖線，但是實(shí)際測(cè)定時(shí)需要采用逐漸接近法。鑒于開挖深度的重要性，每次爆破后應(yīng)當(dāng)及時(shí)在基坑內(nèi)選擇較低的巖面測(cè)定高程，并顯著標(biāo)注出來(lái)，便于施工人員掌握開挖深度。