设计方案(最终)

陕西商南莲花台水电站首级控制网技术设计方案中国水利水电第三工程局有限公司测量总队第1页，共10页1概述1.1任务及目的为满足陕西商南莲花台水电站工程施工期及电站后期运行变形监测的需要，受南京南瑞集团公司陕西商南莲花台水电站工程安全监测项目部的委托，中国水利水电第三工程局有限公司测量总队建立莲花台水电站首级独立平面控制网和高程控制网，为施工期的测量工作提供平面和高程控制，同时为电站后期运行变形监测提供服务。1.2任务的内容按照南京南瑞集团公司陕西商南莲花台水电站工程安全监测项目部的要求，在大坝上下游、大坝左右端头附近、左岸边坡及右岸上坝公路附近布设首级控制点，分为平面控制点和高程控制点两部分。平面控制：整个平面控制网精度要求按照水电水利工程施工测量规范要求的三等平面控制网的要求布设。高程控制:整个高程控制网精度要求按照水电水利工程施工测量规范要求的三等三角高程控制网的要求布设。1.3实际工作量1.新建强制观测墩6个；2.新建辅助地面点1个；3.测量三等平面控制点和三等高程点7个（平面点和高程点同点）。4.复核已知点2个。2测区概况2.1测区踏勘概况莲花台水电站坝区东经110°58′，北纬33°17′，坝址位于汉江一级支流丹江的上游陕西省商南县湘河镇莲花台村上游1.0km处，莲花台水电站为丹江干流梯级开发的第二级电站，坝址以上流域面积6614km2，水库总库容9537万m3，水库正常蓄水位294.0m，电站装机40MW。库区分水岭高程均在600m以上，山体雄厚，两岸有长流水冲沟汇入丹江，坝区内岸坡岩石大部分为片岩类岩石，质地较软弱，破碎且风化较深，在库水长期浸泡下，易软化，易坍落，稳定性较差，部分地段荒山面积相对较大，通视条件良好。交通比较便利，右岸上坝公路陕西商南莲花台水电站首级控制网技术设计方案中国水利水电第三工程局有限公司测量总队第2页，共10页已经形成，有从商南县-双河镇的乡间公路从坝区通过，坝区具有亚热带气候和暖温带气候的特点，流域内夏无酷暑，冬无严寒，四季分明，多年平均气温11～14℃，极端最高气温37.1～40.8℃，极端最低气温-12.1～-18℃，多年平均风速1.7m/s，多年平均最大风速13.2m/s，实测最大风速20.3m/s。2.2测区已知点资料2010年1月8日，国电陕西水电开发有限公司陕西商南莲花台水电站工程项目部提供大坝上游库区2个已知点有关坐标资料，1月9日我方对坝区内已调到的已知点资料进行现场踏勘。2.2.1已有平面控制资料国电陕西水电开发有限公司陕西商南莲花台水电站工程项目部提供的控制点是平面和高程共用点，平面坐标系统为1980西安坐标系，3度带，中央子午线为111度的成果。经过现场踏勘，首级控制为两个混凝土地标点（用混凝土埋设钢筋头，钢筋头顶做标记），点的编号分别为E、F，分别位于大坝上游右岸商南县湘河镇-水沟乡乡道路旁，E点位于下游侧，F点位于上游侧，点位基本保存完好。可以起到平面控制效果。2.2.2已有高程控制资料高程已有资料为莲花台高程系统成果，点位和已有平面点同点，可以起到高程控制效果。2.3坐标和高程系统由于已知点为莲花台独立坐标系下的平面控制测量成果，所以本首级平面控制网平面坐标系统仍采用这一坐标系统（3度带，中央子午线为111度）；高程系统与已知点所属高程系统保持一致，为莲花台高程系统。3.技术设计要求及精度指标3.1作业技术依据主要技术依据：1）《水电水利工程施工测量规范》DL/T5173-2003；2）《工程测量规范》GB50026-2007；3）《中短程光电测距规范》GB/T16818-2001；4）《国家三角测量规范》GB/T1794—2000。陕西商南莲花台水电站首级控制网技术设计方案中国水利水电第三工程局有限公司测量总队第3页，共10页次要技术依据1）《测绘技术设计规定》CH/T1004-2005；2）《测绘产品检查验收规定》CH/T1002-1995；3）GDCX-SGZB09-112《国电陕西丹江莲花台水电站安全监测系统施工招标文件—第二卷》GDCX-SGZB09-112；4）其它有关技术要求【丹江（2010）通知013号】。3.2控制网精度指标本工程控制网是为莲花台水电站施工建立独立的首级三等平面控制网和首级Ⅲ等高程控制网，拟定控制网精度指标如表3-1。控制网精度指标表表3-1类别等级平面点位精度每千米高差偶然中误差MΔ每千米高差全中误差MW测角中误差边长相对中误差最弱点点位中误差平面控制网三等±1.8″1/15万±7-10mm高程控制网Ⅲ等±3mm±6mm4控制网起算数据4.1起算数据首级施工控制网平面和高程起算数据是根据国电陕西水电开发公司丹江项目部提供的坝区上游库区右岸湘河-水沟公路边两点，即E点和F点。经实地踏勘和现场用仪器复核，发现E、F两点位移和高程发生变化，由于现场只仅存这两点，其余点均不复存在，后经协商，确定采用E点坐标（X、Y、Z）为平面网和高程网起算数据，F点采用实测距离，根据给定的方位角反算其坐标，作为F点的新起算坐标，以实测EF边作为平面网起算边。起算点控制点成果表4-1点名等级X（m）Y（m）H（m）备注E3690860.491488172.336280.563原有控制点F3690998.960488402.768289.141新测控制点注：F点坐标为实测反推坐标。4.2投影面高程陕西商南莲花台水电站首级控制网技术设计方案中国水利水电第三工程局有限公司测量总队第4页，共10页根据国电陕西水电开发公司丹江项目部下发丹江（2010）通知013号具体要求，莲花台水电站首级三等平面控制网边长投影面高程应选取坝顶高程297.20m。5控制网作业技术路线6首级控制网设计6.1首级平面控制网设计6.1.1首级平面控制网布设按照国电陕西丹江莲花台水电站安全监测系统施工招标文件—第二卷技术条款有关要求，在大坝轴线上、下游范围内，建立莲花台水电站独立的首级三等平面控制网。具体要求是，在坝轴线上游左右岸各布设1个混凝土标墩点；下游左右岸各布设四个混凝土标墩点，左右岸相邻点间平均距按照250m的密度布设，并附合到上游库区2个已知点（E点、F点）上。首先在莲花台监测标书附图-1：500枢纽安全监测平面布置图上按照上述制订严格的作业计划外业测量平面外业测量高程外业测量现场选位和接收资料内业处理、整理整编编写技术设计书技术总结报告测量成果报告验收报告陕西商南莲花台水电站首级控制网技术设计方案中国水利水电第三工程局有限公司测量总队第5页，共10页密度要求做图上设计，选出控制点概略位置并计算出坐标，构成初始控制网（并考虑图形结构有关因素是否满足三等平面要求，以便及时调整），并依据图上构成初始平面边角网有关数据进行模拟平差（判断结果是否满足三等精度要求），达到要求后，根据初始控制网坐标在施工现场根据全站仪标定具体位置，并判断控制点相互通视条件，再做一具体调整。实际布设如下：根据现场情况，左岸地形基本为陡峭山体，布设3个平面控制点，最上游1个点距坝轴线距离大约100米，中间1个点在坝轴线下游约60米，最下游距坝轴线约300米；点位全部位于山体上；右岸控制点点位选取坝上游1点位于上坝公路右侧旁，距坝轴线大约200米，中间1个点位于坝轴线下游侧80米上坝公路右侧，最下游1个点位于山坝公路左侧上体上，距坝轴线大约350米处。这6个点相互同视情况良好，并构成由2个大地四边形组成的平面边角网，作为首级平面控制网网型。由于作为平面控制网起算数据的大坝右岸上游库区E点、F点两点中F点距首级网中最上游两点较远，且和左岸1个点不具备同视条件，为保证网型观测精度，采用单三角形形式，并通过在左岸增加辅助控制点方式和首级网点相连，形成混合网型。首级网点名书写采用大写字母“TN”来表示，点号编排按照TN01开始顺序往后编号。其中“TN”表示三等平面控制点，“1”表示控制点顺序号。具体为右岸上坝公路从上游至下游采用奇数编号，即“TN01、TN03、TN05”；左岸山体从上游至下游采用偶数编号，即“TN02、TN04、TN06”；辅助点点名采用“J”编号。具体布设网图见附录一《莲花台水电站首级控制网平面布置图》。6.1.2平面控制网点埋设根据国电陕西丹江莲花台水电站安全监测系统施工招标文件第二卷技术条款1.2.2要求，三等平面控制点埋设采用混凝土标墩（强制观测墩），即现场浇注混凝土。根据《水电水利工程施工测量规范》中有关平面控制点建造规格和埋设深度的规定，我们拟定以下埋设规格，详见附图《首级控制点施工详图》。建造平面控制网点时，依据点位埋设所占土地，应征得土地使用者或管理部门同意方可施工。在施工时，根据覆盖层情况，决定基础开挖深度，基岩露陕西商南莲花台水电站首级控制网技术设计方案中国水利水电第三工程局有限公司测量总队第6页，共10页头的点位，建造时应挖去表面风化的松动碎石，基座平台高度可适当调整，在此基础上浇筑混凝土观测墩。强制对中盘（不锈钢）是观测墩的重要部件，为保证仪器和觇标置中精度达到0.1mm，应将其安置水平（利用水准尺操平），其倾斜度应小于4′。为此，在观测墩浇筑时，混凝土应分三期浇注，即基础回填底座及观测墩下部浇注观测墩上部回填，待混凝土凝固到适当时候再安置强制对中盘，并用管水准气泡反复检查调整。观测墩建成后，应在观测墩四周侧面压印点位编号等级、施测单位名称、建造年代、标志警示语等内容。观测墩建造结束应上交平面点点之记，点之记格式参见附二。6.1.3平面控制网外业观测6.1.3.1仪器的检验与校正为保证进行首级平面控制网观测的仪器设备的性能处于良好状态，除应在观测过程中加强维护保养外，还应在观测前、后对仪器的性能进行以下必要的检验和校正。1）照准部水准轴应垂直于竖轴的检验和校正；2)十字丝竖丝应垂直于横轴的检验和校正；3)视准轴垂直于横轴的检验和校；4)横轴应垂直于竖轴的检验和校正；以上四项检验校正，以一、三、四项最为重要，在观测期间最好经常进行。每项检验完毕后必须旋紧有关的校正螺钉。6.1.3.2水平角观测1）一般要求观测应在成像清晰、稳定的条件下进行。晴天的日出、日落和中午前后，如果成像模糊或跳动剧烈，不应进行观测；观测过程中，应待仪器温度与外界气温一致后开始观测，应用测量伞遮阳；仪器照准部旋转时，应平稳匀速；制动螺旋不宜拧得过紧；微动螺旋应尽量使用中间部位。精确照准目标时，微动螺旋最后应为旋进方向；观测过程中，仪器气泡中心偏移值不得超过一格。当偏移值接近限值时，应测回之间重新整平仪器。陕西商南莲花台水电站首级控制网技术设计方案中国水利水电第三工程局有限公司测量总队第7页，共10页2）技术要求水平角观测方式采用方向观测法，技术要求见表4-1方向观测法技术要求表4-1等级仪器标称精度两次照准读数差半测回归零差一测回2c互差同方向各测回互差三等±14″6″9″6″注：当垂直角大于3°时，该方向2c互差可按同一观测时段内各相邻测回比较。边角组合网技术要求表4-2等级边长m测角中误差（″）平均边长相对中误差标称精度mm/km测回数边长水平角（″）天顶距（″）三等300～1000±1.81:150000±3往返各263注:光电测距仪一测回的定义为照准1次，测距离4次。测距技术要求表4-3等级标称精度mm/km测距限差（mm）气象数据一测回读数较差测回间较差往返较差温度最小读数气压最小读数测定间隔数据取用三等±33522（a+bD）0.2℃50pa观测始末平均值7.首级高程控制测量7.1高程控制网布设以大坝上游库区右岸湘河-水沟公路边已知点E点为起算高程点，将以选定陕西商南莲花台水电站首级控制网技术设计方案中国水利水电第三工程局有限公司测量总队第8页，共10页的首级平面控制点TN01、TN02、TN03、TN04、TN05、TN06相连，最后闭合到已知点E点，组成首级高程控制网。首级高程控制网布设布设形式为光电测距三角高程闭合环。7.2高程控制网等级首级高程控制网等级按照要求满足国家三等水准测量精度。7.3高程控制点埋设首级高程控制网点采用已建立的平面强制观测墩，以观测墩顶部归心盘