浅谈苏丹麦洛维电站施工测量

浅谈苏丹麦洛维电站施工测量摘要：本文介绍了苏丹麦洛维电站施工测量的情况，提出了全自动记录、用Excel处理数据的人机一体化测量方法。关键词：控制测量、自动记录、数据处理、效率、精度苏丹麦洛维水电站工程位于苏丹王国北方省，距苏丹首都喀土穆（KHARTOUM）350km，位于卡瑞玛（KARIMA）城东北部27km的尼罗河上。其主要目的为发电和灌溉。电站装机容量为125万kw（10×12.5万kw）。大坝从尼罗河左岸至右岸依次为：左岸土堤及左岸灌溉取水口、左岸面板堆石坝坝段、左岸粘土心墙坝坝段、厂房坝段、砼非溢流坝段、砼溢流坝段、右岸面板堆石坝、右岸土堤及灌溉取水口等建筑物组成，最大坝高67m，挡水坝坝轴线长9285m。麦罗维电站所在地区气候为热带大陆气候，炎热少雨。春天和秋天沙尘暴扬尘高度达到600m（水电站坝址），沙尘暴平均要持续3小时左右。风吹沙动，在尼罗河两岸几公里外都可看到。该工程业主单位是苏丹水利灌溉部(MDPIU)，监理单位是德国拉美尔国际咨询工程公司（LahmeyerInternationalGMBH）。笔者有幸参加了麦洛维电站施工测量工作，在此谈一谈在国外从事测量工作的感受。首先从控制测量说起，其它诸如地形测量、施工放样等内容将会在今后介绍。如前所述，麦洛维电站工程坝轴线全长近10KM，合同规定控制网最弱点的点位中误差不能大于±5mm，高程中误差不能大于±2mm。而最具挑战性的是：业主在整个施工范围内仅提供了一个高程控制点、两个平面控制点，且两平面控制点相距14KM。因为刚进场，我们没有仪器设备只能委托苏丹国家测绘局（SNSA）建立首级控制网。由于种种原因，三个月后SNSA提供的测量成果由于精度不够（平均点位误差为50cm左右）而放弃。这样建网的重任又当任不让的落在了我们身上。该网难度大就大在唯一的两个已知点相距14KM，寻找目标十分困难，每天仅有一小段时间能看见目标可以观测，其次是坝轴线全长近10KM，控制网只能布设成一长达十几公里的窄长边角网。沙漠戈壁滩，制高点难找，图形条件难以保证。经多次踏勘、选点并经内业精度估算后，确定了如下网形。2020MR13MR18MR02MR01MR17MR03MR07MR04MR05MR10MR16MR11MR15MR11-1MR11-2MR14MR12MR09整个控制网的建立，除了常规的施测方法以外，笔者认为有以下几点应作特别介绍：一：测量数据全自动记录。传统的控制测量由于自动记录数据处理的问题没有解决，大都采用人工记录下各测回的方向值、天顶距、斜距等观测数据，外业费时不说，还存在着大量的内业工作：外业手薄的检查、方向值、边长、高差的计算等等锁碎、繁杂的工作特别容易出错。虽然Leica公司有方向观测记录程序，但由于价格昂贵，笔者几乎就没有发现哪家单位使用过。在麦洛维电站控制网的施测中，我们充分利用EXCEL电子表格强大的数据处理功能，基本实现了集观测、记录、数据处理一体化。彻底摆脱了手工记录、人工处理数据的方法，提高了效率，保证了精度。以麦洛维电站控制网为例，本网计19个点，单点最多方向为7个，最长边14KM（仅观测方向），全网共观测了92个方向，45条边。由于采用了自动记录的方法，测站仅需一名观测员，天气条件好的情况下一小时左右就可测完一站，节约了大量的外业时间。而内业数据处理更是简便，将外业采集的所有数据从仪器传输至计算机，用EXCEL处理后就可直接用于平差计算。完全做到了当天的外业成果当天全部处理完，效率提高了几倍。本网仅用9天时间就全部完成（每天只有3个小时的有效观测时间）应归功于此。下面是一个测站的记录实例：仪器输出的数据：（测站：MR05。两个方向MR21和MR07、两个测回）*110057+000000000000MR0584..16+000000400309164385..16+000002064519418986..16+000000000000000087..16+000000000000236088..16+0000000000002360*110058+000000000000MR2121.324+000000000000020222.324+000000000904225131..06+000000001506090532..16+000000001505979933..16-000000000018429258..16+000000000000000051..1.+000000000023+00059..16+000000000022775352..1.+000000000001+00019....+000000000920080487..16+0000000000002360*110059+000000000000MR0721.324+000000000312502822.324+000000000904648931..06+000000001382055932..16+000000001381931533..16-000000000018690358..16+000000000000000051..1.+000000000023+00059..16+000000000022775352..1.+000000000001+00019....+000000000920080687..16+0000000000002360*110060+000000000000MR0721.324+000000002112504922.324+000000002691308131..06+000000001382056032..16+000000001381931433..16-000000000018709758..16+000000000000000051..1.+000000000023+00059..16+000000000022775352..1.+000000000001+00019....+000000000920080787..16+0000000000002360*110061+000000000000MR2121.324+000000001800022022.324+000000002691733331..06+000000001506090532..16+000000001505979833..16-000000000018439658..16+000000000000000051..1.+000000000023+00059..16+000000000022775352..1.+000000000001+00019....+000000000920080887..16+0000000000002360*110062+000000000000MR2121.324+000000000600020322.324+000000000904228431..06+000000001506090332..16+000000001505979433..16-000000000018453358..16+000000000000000051..1.+000000000023+00059..16+000000000022775352..1.+000000000001+00019....+000000000920080987..16+0000000000002360*110063+000000000000MR0721.324+000000000912504522.324+000000000904651931..06+000000001382056132..16+000000001381931433..16-000000000018710758..16+000000000000000051..1.+000000000023+00059..16+000000000022775352..1.+000000000001+00019....+000000000920081087..16+0000000000002360*110064+000000000000MR0721.324+000000002712504522.324+000000002691309431..06+000000001382056032..16+000000001381931533..16-000000000018700958..16+000000000000000051..1.+000000000023+00059..16+000000000022775352..1.+000000000001+00019....+000000000920081187..16+0000000000002360*110065+000000000000MR2121.324+000000002400022222.324+000000002691734731..06+000000001506090432..16+000000001505979833..16-000000000018429958..16+000000000000000051..1.+000000000023+00059..16+000000000022775352..1.+000000000001+00019....+000000000920081387..16+0000000000002360用EXCEL处理后的成果(部分)水平角天顶距斜距平距高差方向值°(′)(″)较差0000020290422511506090515059799-18429200000.00(″)0312502890464891382055913819315-186903312442.75-0.2521125049269130811382056013819314-18709718000220269173331506090515059798-1843960600020390422841506090315059794-1845330912504590465191382056113819314-187107312443.250.2527125045269130941382056013819315-18700924000222269173471506090415059798-184299均值00000.00312443.00(续)天顶距斜距平距较差高差较差904225.11506.09051505.97990.2-18.42928.8904648.91382.05591381.93150.1-18.690312.62691308.11382.05601381.93140.0-18.7097-6.82691733.31506.09051505.97980.1-18.4396-1.6904228.41506.09031505.9794-0.3-18.4533-15.3904651.91382.05611381.93140.0-18.7107-7.82691309.41382.05601381.93150.1-18.70092.02691734.71506.09041505.97980.1-18.42998.1均值均值均值均值904226.371506.09041505.9797-18.4380904650.831382.05601381.9315-18.7029二：充分利用全站仪的所有功能。在国内测控制网时仅在全站仪内进行温度、气压、干湿度改正（有个别工程的监理工程师甚至不同意在仪器内进行任何改正），对高程投影改正往往是在内业处里时人工计算，既费时精确度又不高。而我们绝大多数人都忽略了LeicaTC2003全站仪中有一项GEOMETRICCORR设置，此设置能对所测的平距进行高程投影改正。只须在ScaleC.M选项中输入1.0000000；在OffsetC.M选项中输入0；在HeightaRef选项中输入测站高程减去投影面的高程即可，则所测的平距即为所选投影面上的平距，可以直接用于平差计