维普资讯 http://www.cqvip.com 第２６卷增刊 ２００７年增刊 红水河 ＨｏｎｇＳｈｕｉ Ｒｉｖｅｒ Ｖ０１．２６，ＳＯ Ｏ．２０ｏ７ Ｓ桥巩水电站首级施工控制网设计与施测 蒙祥达 （广西电力工业勘察设计研究院，南宁摘５３００２３） 要：介绍了桥巩水电站首级施工控制网的方案设计、施测和数据处理方法。在通视困难的平丘地区，在大比例 尺施工总布置图上选点，并利用ＲＴＫ放样。结合实地情况进行网形优化后，选取合适的平高点，提高了作业效率。 通过精度统计和分析，表明桥巩水电站首级施工控制网的精度达到了规范的要求。 关键词：首级施工控制网；方案设计；网形优化；施测；精度；桥巩水电站 中图分类号：Ｔｖ５２２ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００１—４０８Ｘ（２００７）Ｓ０—００１５—０３ 表１二等边角网的技术要求表 等 边级 １工程概况 桥巩水电站是红水河第９个梯级水电站，装机 长 测角中 平均边 测距仪 误差 长相对 （ ） 中误差 等级 测回数 边长 天顶距 ＤＪ１ 容量为４５６ ＭＷ，水库正常蓄水位８４ ｍ，坝顶高程 １０２ ｍ，厂房基础面高程５４ ｍ。坝址两岸为平丘地 区，相对高差较小，没有明显的山包可以利用；植被 全为甘蔗、木薯等高杆作物，通视条件极差，因此，首 级施工控制网的选点和布设较为困难。 ５００～１ ５００ ±１．Ｏ １／２５万 １～２ 往返各２ ４ 表２二等水准网的技术要求表 等 级 每测站平均 闭合环容许误差 高差中误差 ｒｎｒｎ 注 备 ±４ 或±０．２首级施工控制网方案设计 ２．１控制网精度设计 ６ ±Ｏ．３ 其中Ｌ为闭合环长度； 为测站数 制点的保护。因此，控制网方案设计时遵循以下 原则： 桥巩水电站首级施工控制网主要是为施工各阶 段提供高精度的控制测量基础资料，以满足施工阶 段进行施工放样、坝体变形观测，以及进行下一级控 制网加密的需要。为满足设计和施工的需要，平面 坐标系统采用近似１９５４年北京坐标系（固定１９５４ （１）控制网要尽量覆盖整个施工区域； （２）控制网的起算边必须位于坝轴线上，以满 足坝轴线精度的要求和施工坐标系的建立； （３）控制点应避开施工总布置图中的道路及建 （构）筑物等； （４）控制点必须处于地质条件好且易于保存的 地方： 年北京坐标系的一个已知点，以该点至另一已知点 的坐标方位角为已知方位角作为起算依据，边长投 影至５４ ｍ高程面上）和施工坐标系，高程系统采用 １９５６年黄海高程系。平面网按二等边角网的技术 要求进行施测，高程网按二等水准网的技术要求进 行施测。根据文献［１］，二等边角网与二等水准网的 技术要求见下表１、表２。 （５）平面控制采用强制观测墩，且平面点和高 程点尽可能放置于同一个观测墩上。 ２．３控制网网形设计与优化 由于测区多为电站各种设施的施工建设区，因 ２．２首级施工控制网的方案设计原则 此选点比较困难，按照控制网的设计原则，利用已有 的１：２ ０００施工总布置图先在图上进行初步选点， 首级施工控制网方案设计时，首先应考虑便于 坝址区施工各阶段对控制网的应用及对特殊部位精 度的要求，其次要考虑便于控制网的外业观测及控 收稿日期：２０ｏ７—０６—１４；修回日期：２００７—０８—１５ 并量取概略坐标，初步选定了１２个控制点位置供方 案优化。利用ＲＴＫ技术在实地放出控制点位置， 作者简介：蒙祥达（１９７３一），男，广西平南人，工程师，在职研究生，主要从事水利电力工程的测绘工作，Ｅ—ｍａｉｌ：ｍｘｄ８９９＠１６３．ｔｏｍ。 １５ 维普资讯 http://www.cqvip.com 红水河２００７年增刊 通过图上初步选点和现场进一步优化，选取９个地 质条件较好、均匀分布在测区周围、且通视条件较好 的控制点进行埋设。控制点编号依次为Ⅱ１～Ⅱ９， 其中左岸４点，右岸５点，Ⅱ４、Ⅱ５两点埋设在坝轴 控制网利用ＣＳ０８左一２和ＣＳ０８右一２两个四等 ＧＰＳ点作为平面控制网坐标的联测点。 初步设计阶段高程控制的起算点是国家Ｉ等水 准点柳南２６，点位距离测区８ ｋｍ，故首级施工高程 控制网的高程仍从此点引测。 ３．２控制网联测方法 线上。由于施工控制网边长相对较短，为削弱仪器 对中误差，使平面控制网达到二等边角网的精度，所 有平面控制点均埋设为强制对中的观测墩。在每个 平面观测墩底座埋设一专用金属不锈钢水准装置作 为高程控制网的点位，全网共埋设９个二等水准点。 平面控制网网形的优化以经济合理并且能满足 控制网精度为原则，采用观测少部分边长和大部分 角度的边角混合网作为观测方案。为确保坝轴线的 测量精度，与坝轴线平行的４条边采用高精度全站 仪实测边长；角度观测的原则为某测站所测的各点 中最大边长与最小边长之比大于１：３，全网共观测 １４个三角形。平面控制网由大地四边形、中心多边 形组成，平面控制网网形布设如图１。 高程控制网布设为二等水准闭合环线，观测示 意图如图２。 图１平面控制网布设示意图 图２二等水准闭合环线观测示意图 ３控制网联测 ３．１ 已有成果的分析与利用 桥巩水电站初步设计阶段已布设有四等ＧＰＳ 控制网，平面坐标系统为１９５４年北京坐标系，高程 系统为１９５６年黄海高程系。现场对坝址附近的 ＣＳ０８左一２和ＣＳ０８右一２两个ＧＰＳ点进行了检 测，检测结果表明其点位牢固，成果可靠。首级施工 １ ６ 利用四等ＧＰＳ点ＣＳ０８左一２和ＣＳ０８右一２作 为平面控制网坐标的联测起算点，按四等导线的精 度要求进行坐标联测，联测的控制点为Ⅱ５、Ⅱ４两 点。联测后以Ⅱ５为固定点，Ⅱ５～Ⅱ４的方位角为 方向，用Ⅱ５～Ⅱ４投影后的边长推算出Ⅱ４的坐标， 再利用Ⅱ５、Ⅱ４这两点的坐标作为施工控制网平面 起算点。 在高程控制网中，最重要的是要保证施工高程 控制网内部精度达到二等水准网的精度，而对外部 联测精度的要求相对较低。因此，高程控制网的外 部联测以国家Ｉ等水准点柳南２６作为起算点，采用 四等水准闭合环的方法联测至高程控制网中的Ⅱ９ 点。 ４控制网施测 ４．１平面控制网施测 平面控制网观测采用的仪器为徕卡Ｔ ｏ０３ 型全站仪，该仪器标称精度：测角±０．５ ，测距±（１ ＩＴＩＩＴＩ＋１ ｐｐｍ×Ｄ）。水平角观测采用方向观测法观 测９测回，边长往返各观测２测回，起算边Ⅱ４～Ⅱ５ 的观测按往返各４个测回进行对向观测，边长测量 时，根据实测气象参数进行气象改正。 ４．２高程控制网施测 首级施工高程控制网测量按二等水准闭合环线 施测，起闭于Ⅱ９水准点。每测段的测站数均为偶 数。观测时奇数站的观测顺序为：后、前、前、后，偶 数站的观测顺序为：前、后、后、前。水准测量采用天 宝ＤＩＮＩ１２电子水准仪，该仪器标称精度为±０．３ ｍｍ／ｋ１ＴＩ。水准仪自动测出前后标尺的距离和视线 高度，自动判断观测数据是否合格；如合格则由仪器 自动记录，否则重测该数据。观测过程中由于人工 干预较少，减少了人为错误，提高了作业效率和观测 精度。 ５控制网平差及其精度统计 ５．１平面控制网 由于水电站水轮机安装精度要求较高，故将施 维普资讯 http://www.cqvip.com
蒙祥达：桥巩水电站首级施工控制网设计与施测 工平面控制网中观测的基线边长投影至放样精度要 段往返测不符值计算的每测站平均高差中误差为 ±０．０８ ＩＴｌｌｎ＜±０．３ ｒｎｍ；水准测量每公里高差中数 全中误差为±０．５８ ｍｍ＜±２．０ ＩＴｌｌｎ。 以上各项指标均在规范容许的限差范围内，符 合文献［１］对二等水准网的精度要求。 求最高的厂房基础平面上，即将基线边长投影至５４ ｍ高程面上。 控制网平差采用清华山维Ｎ 、Ｅｗ ９８测量平 差软件进行严密平差。以Ⅱ４、Ⅱ５两点为固定点， 采用间接平差法进行平差计算。全网共观测１４个 三角形，三角形角度闭合差最大为２．８６ ，最小为 ０．２４ ，由ｌ４个三角形闭合差计算的实际测角中误 差为±０．８３ 。根据４条实测基线边长往返测不符 值计算实际测距中误差和相对边长中误差，实际测 距中误差最大为０．５ ｒｆｌＩｎ，最小为０．１ ｒｆｌＩｎ，边长相 ６结束语 通过桥巩水电站首级施工控制网设计与施测的 实践，有如下几点体会： （１）进行高精度水电站施工控制网设计时，由 于边长较短，控制点埋设为强制观测墩，可以有效地 削弱仪器对中误差。 对精度在１／１８４万～１／５７３万之间，其中二等平面 网起始边Ⅱ４一Ⅱ５边长相对中误差为１／２０４万。 通过对平面控制网观测精度和平差精度的统计 可得：平面网起始边Ⅱ４一Ⅱ５相对边长中误差小于 １／３０万，各观测边平均边长相对中误差小于１／２５ 万，平差后角度的测角中误差小于１．０ ，三角形最 （２）利用测区已有的大比例尺施工总布置图在 图上选点，采用ＲＴＫ实地放样相结合进行控制网 优化设计，可以提高效率，缩短优化设计周期。 （３）充分利用先进的仪器设备，可减少作业人 员数量和作业时间，提高工作效率和测量精度。 大闭合差小于３．５ ，控制点最大点位误差最大为 ３．４ ｍｍ，最小为２．５ ｍｍ。因此，施工控制网的平面 成果符合文献［１］对二等平面控制网的精度要求。 ５．２高程控制网 （４）水准测量测站数较多的情况下，采用按测 站定权进行水准网平差比较合理。 桥巩水电站首级施工控制网的建网步骤、布网 方法与原则可为同类工程施工控制网的设计与施测 提供借鉴。 参考文献： 二等水准测量时，由于跨河时上下坡测站数较 多，因此按测站数定权，以Ⅱ９水准点为起算点进行 水准网平差。 水准闭合环测站总数为２０４站，闭合差为０．６１ ＩＴｌｌｎ，按测站数计算的容许误差为±８．５７ ＩＴｌｌｎ。按测 ［１］ＳＬ５２—９３，水利水电工程施工测量规范［Ｓ］． ［２］刘理生．乐滩水电站扩建工程施工控制网测量综述 ［Ｊ］．红水河，２００２，（１）－６６—６８． Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｆｉｒｓｔ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ ｆｏｒ Ｑｉａｏｇｏｎｇ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ ＭＥＮＧ Ｘｉａｎｇ—ｄａ （Ｇｕａｎｇｘｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｎａｎｎｉｎｇ ５３００２３） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ。ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｄａｔａ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｏｆ ｆｉｒｓｔ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｎｅｔｗｏｒｋ ｆｏｒ Ｑｉａｏｇｏｎｇ Ｈｙ— ｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｓｉｔｅｓ ａｒｅ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｏｎ ｌｒｇｅ－ｓｃａｌａｅ ｇｅｎｅｒａｌ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｌａｎ ｏｒ ｆｈｉｌｌｙ ｒｅａｓ ｔａｈａｔ ｂｏａｓｔ ｕｎｆａｖｏｒａｂｌｅ ｖｉｓｕａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ａｎｄ ＲＴＫ ｉｓ ｕｓｅｄ ｏｒ ｓｔｆａｋｉｎｇ ｏｕｔ．Ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｓｈａｐｅ ｏｆ ｔｈｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ｉｓ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｂｙ ｔａｋｉｎｇ ｌｏｃａｌ ｏｎｄｉｃｔｉｏｎｓ ｉｎｔｏ ｏｎｓｉｃｄｅｒａｔｉｏｎ，ｗｏｒｋｉｎｇ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｉｓ ｐｒｏｍｏｔｄ ｅｂｙ ｓｅｌｅｃｔｉｇ ａｐｐｒｏｐｒｉｎａｔｅ ｓｉｔｓ ｅｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｈｅｉｇｈｔ．Ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｆｉｒｓｔ ｏｎｓｔｒｕｃｔｉｃｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｎｅｔｗｏｒｋ ｏｆ Ｑｉａｏｇｏｎｇ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ ｒｅａｃｈｅｓ ｓｔｎｄａａｒｄｓ ｔｈｒｏｕｇｈ ａｃｃｕｒａｃｙ ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｆｉｒｓｔ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｎｅｔｗｏｒｋ；ｓｃｈｅｍｅ ｄｅｓｉｇｎ；ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｈａｐｅ；ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ； ａｃｃｕｒａｃｙ；Ｑｉａｏｇｏｎｇ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ １７
