观瀑亭水电站施工控制网施测

2022-09-12

1 工程概况

西江观瀑亭水电站位于西江干流中游河段贵州省中部兴庆县境内, 西江干流中游河段上, 是西江流域规划中规模最大的水电工程。与金阳市直线距离约135km, 距上游已建的西江渡水电站137km, 下游拟建思木水电站89km, 控制流域面积43250km2, 占全流域的49.2%。该水电站工程为国家大 (I) 型一等工程, 电站总装机容量3000MW。多年平均发电量96.67亿KWh, 过坝船舶吨位300吨级, 年过坝能力为293万吨, 具有发电、航运、防洪等总合效益。电站枢纽控制工程主要由双曲拱坝、河床坝身泄水建筑物、右岸地下式厂房、左岸泄洪洞、左岸三级垂直升船机和垂直防渗帷幕等组成。观瀑亭水电站大坝坝体采用混凝土抛物线型双曲拱坝, 坝顶上游面弧长552.6m坝顶高程640.5m, 最大坝高232.5m。

2 网型布设

水平控制网由10个基准点组成, 点号分别为:GPT01、GPT02、GPT03、GPT04、GPT05、GPT06、GPT07、GPT08、GPT09、GPT10。其中单号位于西江左岸, 双号位于西江右岸;起算数据GPT02、GPT09均为观瀑亭原控制网观测成果。水准网由基准点LE01及其副点LE01-1、2个工作基点LS01、LS02和19个基准网点LR01、LR02、LR03、LR04、LR05、LR06、LR07、LR08、LR21、LR22、LR23、LR24、LR25、LR26、LR27、LR28、LR29、LR30、LR31组成。

3 控制网观测

3.1 水平控制观测

水平角用TCA2003测量机器人采用全圆方向法按国家一等边角网精度要求进行观测, 测角中误差不大于±0.7”, 角极条件自由项须全部在限差范围内。全网共10个测点, 进行了两套独立观测。在10个测点上设站, 每测站观测12测回, 分别在两个时间段内完成水平角方向观测, 第一套观测资料符合要求后进行第二套成果的观测, 两套成果共观测20组水平角。

边长用测量机器人TCA2003按国家一等边角网精度要求进行观测, 全网共29条边, 每条边在两个异午时间段内进行对向独立观测, 第一套观测资料符合要求后进行第二套成果的观测。每套成果每条边观测前后测定干温、湿温、和气压。所用气象仪表为经过计量部门检定合格的通风干湿温度计和空盒气压计。两套成果共观测116条边。

3.2 垂直控制观测

水准网按一等水准要求组成闭合环线施测。起算点的高程连测和水平控制网观测墩的高程连测从水准网点按一等精度要求进行支测。最大视距<30m, 视线高不低于0.5m, 前后视距不等差≤0.5m, 视距差累计≤1.5m。第一套水准观测共1059站, 同午130站, 占总站数的12.3%;第二套观测共1052站, 同午124站, 占总站数的11.8%。水准网观测一等水准25km, 两套共50km。水准测线有两处跨越西江, 选取江面宽度小于100m的地方, 采用常规方法进行跨江观测。

3.3 坐标、高程连测

平面坐标连测:将水平控制网中GPT06、GPT10和原施工控制网中GPT02、GPT06组成大地四边形, 按国家Ⅳ等边角网的要求进行施测, 水平角观测设站4点计12方向、观测边长6条。

高程连测:将施工控制网中的水准点SG04基与水准网中LR08进行连测, 求出水准网基点LE01-1的高程, 并连测施工控制网中GPT02、GPT06两平面点进行检核。

4 控制网计算

4.1 水平控制网平差

平差计算分三步进行。

(1) 以GPT02、GPT06为起算点, 对所有经投影改正后的边长和观测水平角进行整体平差, 计算出GPT09的坐标和GPT09~GPT02的方位角。

(2) 以GPT09的坐标和GPT09~GPT02的方位角为起算数据, 将平面监测网两套边、角观测值合并进行整体平差, 求出GPT02的坐标。

(3) 以GPT09、GPT02两点的坐标为起算数据, 分别对两套边、角进行平差计算, 计算出网中各点两套坐标及其坐标中误差取两套成果的平均值作为各点首次值。

4.2 高程网平差

水准网组成一条闭合路线进行观测高程连测和观测墩连测均按一等要求从水准网点支测, 计算工作按下述流程进行。

(1) 对两套观测高差分别进行标尺长度改正计算, 编制高差表。

(2) 将所有经过尺长改正后的高差合并, 以SG04基为起算点, 平差计算求出各点高程、高程中误差和路线闭合差。

(3) 以第二步计算出的LE1-1的高程为起算点, 分别将两套改正后的高差 (含观测墩连测高差) 进行平差计算, 求出各点两套高程, 两套成果取中数后作为首次观测高程基准值。

(4) 对测距边 (经气象改正后) 进行加、乘常数的内插改正计算。

(5) 将观测斜距精确归算到标心。

(6) 将标心斜距投影到640m (平面监测网点平均高程) 高程面。

(7) 对经预处理后的观测边长和观测水平角进行各项验算;求算出坐标连测的大地四边形、水平控制网第一套、水平控制网第二套的三角形闭合差、测角中误差, 角、边极条件自由项。

5 结语

(1) 水平控制网方向、边长观测使用测量机器人技术, 提高了观测的精度, 加快了观测进度。使用测量机器人进行自动观测, 自动记录观测数据, 再通过专用软件将记录数据生成观测手簿, 整个过程减少了工作中出错的几率, 提高了工作效率。

(2) 垂直控制网水准观测使用高精度电子水准仪DINI12配合条码式铟瓦水准尺, 记录采用惠普掌上电脑加曾获湖北省科技进步三等奖水准记录软件, 降低了作业难度, 提高了工作速度和观测精度。水平控制网网点高程联测中, 在地形条件恶劣的地方采用高精度经纬仪WILDT3和TCA2003同时对象观测垂直角的方法, 加上高精度测边计算各点的高程, 大大减小了作业难度和作业时间。

(3) 采用了“八五”国家科技攻关中的科研成果“高精度大地测量监测自动化系统”, 生产中采用了该成果的新理论与新技术, 其中采用的软件分三类: (1) 外业观测的记录软件; (2) 内业计算的观测数据预处理与平差处理软件; (3) 成果整理的各类软件。以上新技术对提高监测精度、保证质量及做到及时提供监测成果起到了关键性作用。

摘要：介绍了观瀑亭水电站施工控制网的方案设计、施测、和数据处理分析方法。

关键词：测量,控制网,施工,测量平差