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水利工程施工测量

兴修水利,需要防洪、灌溉、排涝、发电、航运等综合治理。一般由若干建筑物组成一整体.称为水利枢纽。水利枢纽示意图,其主要组成部分有:拦河大坝、电站、放水涵洞、溢洪道等。
 
拦河大坝是重要的水工建筑物,按坝型可分为土坝、堆石坝、重力坝及拱坝等(后两类大中型多为混凝土坝、中小型多为浆砌块石坝)。修建大坝需按施工顺序进行下列测量工作:布设平面和高程基本控制网,控制整个工程的施工放样;确定坝轴线和布设控制坝体细部放样的定线控制网;清基开挖的放样;坝体细部放样等。对于不同筑坝材料及不同坝型施工放样的精度要求有所不同,内容也有些差异,但施工放样的基本方法大同小异。
 
第一节 土坝的控制测量
 
土坝是一种较为普遍的坝型。根据土料在坝体的分布及其结构的不同,其类型又有多种。粘土心墙土坝的示意图。
 
土坝的控制测量是根据基本网确定坝轴线,然后以坝轴线为依据布设坝身控制网以控制坝体细部的放样。
 
一、坝轴线的确定
 
对于中小型土坝的坝轴线,一般是由工程设计人员和勘测人员组成选线小组,深入现场进行实地踏勘,根据当地的地形、地质和建筑材料等条件,经过方案比较,直接在现场选定。 ’
 
对于大型土坝以及与混凝土坝衔接的土质副坝,一般经过现场踏勘,图上规划等多次调查研究和方案比较,确定建坝位置,并在坝址地形图上结合枢纽的整体布置,将坝轴线标于地形图上,为了将图上设计好的坝轴线标定在实地上,一般可根据预先建立的施工控制网用角度交会法测设到地面上。
 
坝轴线的两端点在现场标定后,应用永久性标志标明。为了防止施工时端点被破坏,应将坝轴线的端点延长到两面山坡上。
 
二、坝身控制线的测设
 
坝身控制线一般要布设与坝轴线平行和垂直的一些控制线。这项工作需在清理基础前进行(如修筑围堰,在合拢后将水排尽,才能进行)。
 
(一)平行于坝轴线的控制线的测设
 
平行于坝轴线的控制线可布设在坝顶上下游线、上下游坡面变化处、下游马道中线,也可按一定间隔布设(如10、20、30m等),以便控制坝体的填筑和进行收方。
 
(二)垂直于坝轴线的控制线的测设
 
垂直于坝轴线的控制线,一般按50m、30m或20m的间距以里程来测设,其步骤如下。
 
(1)沿坝轴线测设里程桩。
 
由坝轴线的一端定出坝顶与地面的交点,作为零号桩,其校号为0十000。
 
然后由零号桩起,由经纬仪定线,沿坝轴线方向按选定的间距丈量距离,顺序钉下0十030、060、090……等里程桩,直至另一端坝顶与地面的交点为止。
 
(2)测设垂直于坝轴线的控制线。 将经纬仪安置在里程桩上,定出垂直于坝轴线的一系列平行线,并在上下游施工范围以外用方向桩标定在实地上,作为测量横断面和放样的依据,这些桩亦称横断面方向桩。
 
三、高程控制网的建立
 
用于土坝施工放样的高程控制,可由若干永久性水准点组成基本网和临时作业水准点两级布设。基本网布设在施工范围以外,并应与国家水准点连测,组成闭合或附合水准路线,用三等或四等水准测量的方法施测。
 
临时水准点直接用于坝体的高程放样,布置在施工范围以内不同高度的地方。临时水准点应根据施工进程及时设置,附合到永久水准点上。
 
第二节 土坝清基开挖与坝体填筑的施工测量
 
一、清基开挖线的放样
 
为使坝体与岩基很好结合,坝体填筑前,必须对基础进行清理。为此,应放出清基开挖线,即坝体与原地面的交线。
 
清基开挖线的放样精度要求不高,可用图解法求得放样数据在现场放样。为此,先沿坝轴线测量纵断面。即测定轴线上各里程桩的高程,绘出纵断面图,求出各里程桩的中心填土高度,再在每一里程桩进行横断面测量,绘出横断面图,最后根据里程桩的高程、中心填土高度与坝面坡度,在横断面图上套绘大坝的设计断面。
 
二、坡脚线的放样
 
清基以后应放出坡脚线,以便填筑坝体。坝底与清基后地面的交线即为坡脚线,下面介绍两种放样方法。
 
(一)横断面法
 
仍用图解法获得放样数据。首先恢复轴线上的所有里程桩,然后进行纵横断面测量,绘出清基后的横断面图,套绘土坝设计断面。
 
(二)平行线法
 
这种方法以不同高程坝坡面与地面的交点获得坡脚线。在地形图上确定土坝的坡脚线,是用已知高程的坝坡面(为一条平行于坝轴线的直线),求得它与坝轴线间的距离,获得坡脚点。平行线法测设坡脚线的原理与此相同,不同的是由距离(平行控制线与坝轴线的间距为已知)求高程(坝坡面的高程),而后在平行控制线方向上用高程放样的方法,定出坡脚点。
 
三、边坡放样
 
坝体被脚放出后,就可填土筑坝,为了标明上料填土的界线,每当坝体升高lm左右,就要用桩(称为上料桩)将边坡的位置标定出来。标定上料桩的工作称为边坡放样。
 
四、坡面修整
 
大坝填筑至一定高度且坡面压实后,还要进行坡面的修整,使其符合设计要求。此时可用水准仪或经纬仪按测设坡度线的方法求得修坡量(削坡或回填度)。
 
第三节 混凝土坝的施工控制测量
 
混凝土坝按其结构和建筑材料相对土坝来说较为复杂,其放样精度比土坝要求高。施工平面控制网一般按两级布设,不多于三级,精度要求最末一级控制网的点位中误差不超过±10mm。
 
一、基本平面控制网
 
基本网作为首级平面控制,一般布设成三角网,并应尽可能将坝轴线的两瑞点纳入网中作为网的一条边。根据建筑物重要性的不同要求,一般按三等以上三角测量的要求施测,大型混凝土坝的基本网兼作变形观测监测网,要求更高,需按一、二等三角测量要求施测。为了减少安置仪器的对中误差,三角点一般建造混凝土观测墩,并在墩顶埋设强制对中设备,以便安置仪器和视标。
 
二、坝体控制网
 
混凝土坝采取分层施工,每一层中还分跨分仓(或分段分块)进行浇筑。坝体细部常用方向线交会法和前方交会法放样,为此,坝体放样的控制网——定线网,有矩形网和三角网两种,前者以坝轴线为基准,按施工分段分块尺寸建立矩形网,后者则由基本网加密建立三角网作为定线网。
 
(一)矩形网
 
直线型混凝土重力坝分层分块示意图,(A以坝轴线为基准布设的矩形网,它是由若干条平行和垂直于坝轴线的控制线所组成,格网尺寸按施工分段分块的大小而定。
 
(二)三角网
 
由基本网的一边加密建立的定线网,各控制点的坐标(测量坐标)可测算求得。但坝体细部尺寸是以施工坐标系船岁为依据的,因此应根据设计图纸求其得施工坐标系原点O的测量坐标和坐标方位角,换算为便于放样的统一坐标系统。
 
三、高程控制
 
分两级布没,基本网是整个水利枢纽的高程控制。视工程的不同要求按二等或三等水准测量施测,并考虑以后可用作监测垂直位移的高程控制。作业水准点或施工水准点,随施工进程布设,尽可能布设成闭合或附合水准路线。作业水准点多布设在施工区内,应经常由基本水准点检测其高程,如有变化应及时改正。
 
第四节 混凝土坝清基开挖线的放样
 
清基开挖线是确定对大坝基础进行清除基岩表层松散物的范围,它的位置根据坝两侧坡脚线、开挖深度和坡度决定。标定开挖线一般采用图解法。和土坝一样先沿坝轴线进行纵横断面测量绘出纵横断面图,由各横断面图上定坡脚点,获得坡脚线及开挖线。
 
实地放样时,可用与土坝开挖线放样相同的方法,在各横断面上由坝轴线向两侧量距得开挖点。如果开挖点较多,可以用大平板仪测放也较为方便。方法是按一定比例尺将各断面的开挖点绘于图纸上,同时将平板仪的设站点及定向点位置也绘于图上。
 
在清基开挖过程中,还应控制开挖深度,在每次爆破后及时在基坑内选择较低的岩面测定高程(精确到cm即可),并用红漆标明,以便施工人员和地质人员掌握开挖情况。
 
第五节 混凝土重力坝坝体的立模放样
 
一、坡脚线的放样
 
基础清理完毕,可以开始坝体的立模浇筑,立模前首先找出上、下游坝坡面与岩基的接触点,即分跨线上下游坡脚点。
 
二、直线型重力坝的立模放样
 
在坝体分块立模时,应将分块线投影到基础面上或已浇好坝坡脚放样示意图的坝块面上,模板架立在分块线上,因此分块线也叫立模线,但立模后立模线被覆盖,还要在立模线内侧弹出平行线,称为放样线,用来立模放样和检查校正模板位置。放样线与立模线之间的距离一般为0.2一O.5m。
 
(一)方向线交会法
 
(二)前方交会(角度交会)法
 
方向线交会法简易方便,放样速度也较快,但往往受到地形限制,或因坝体浇筑逐步升高,挡住方向线的视线不便放样,因此实际工作中可根据条件把方向线交会法和角度交会法结合使用。
 
三、拱坝的立模放样
 
拱坝坝体的立模放样,一般多采用前方交会法。放样数据计算时,应先算出各放样点的施工坐标,而后计算交会所需的放样数据。
 
(一)放样点施工坐标计算
 
(二)交会放样点的数据计算
 
(三)混凝土浇筑高度的放样 、
 
模板立好后,还要在模板上标出浇筑高度。其步骤一般在立模前先由最近的作业水准点(或邻近已浇好坝块上所设的临时水准点)在仓内酗设两个临时水准点,待模板立好后曲脑时水准点按设计高度在模板上标出若干点,并以规定的符号标明,以控制浇筑高度。
 

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