探析水利工程中的大壩施工測量

 摘 要：在水利工程中，河道、渠道、大壩等區(qū)域的測量工作為施工放樣的重要組成部分，是水利工程施工的重要的內(nèi)容。其中，河道、河道施工測量與道路測量基本相同，而大壩施工測量則有重大區(qū)別。因此，本文以保證水利工程施工質(zhì)量為目標(biāo)，分別分析了以防洪蓄洪為主的土石大壩和以水力發(fā)電為主的混凝土重力壩的施工測量，為其施工提供較為精確的施工放樣。

工程測量作為各種建設(shè)項(xiàng)目的基礎(chǔ)性工作，是工程實(shí)施的指路標(biāo)，更是檢測工程質(zhì)量的重要工具。水利工程與一般工程項(xiàng)目相比，施工放樣的精度要求尤其高，這就需要工程測量具有高度的精確性和可靠性，才能保證工程的施工質(zhì)量。大壩是水利工程的重要組成部分，其施工測量成為水利工程測量的關(guān)鍵。一旦出現(xiàn)超越規(guī)定范圍內(nèi)的誤差，將會產(chǎn)生非常嚴(yán)重的后果。因此，研究與分析水利工程中大壩施工中測量具有巨大的價值和意義。

一、土石大壩施工測量修建大壩的測量工作具體包括布置平面和高程基本控制網(wǎng)、確定壩軸線和布設(shè)控制壩體細(xì)部的定線控制網(wǎng)、清基開挖放樣及壩體細(xì)部放樣工作等。具體到土石大壩，施工測量工作主要內(nèi)容包括壩軸線定位、控制線測設(shè)、高程控制網(wǎng)建立、清基放樣、坡腳線放樣、邊坡放樣及坡面修整等七項(xiàng)。

（一）壩軸線定位

壩軸線即壩頂中心線，一般先由設(shè)計(jì)圖紙量得軸線兩端點(diǎn)的坐標(biāo)值，反算出他們與附近施工控制網(wǎng)中的已知點(diǎn)的方位角，用角度（方向）交會法測設(shè)其地面位置。通常情況下，中小型大壩的壩軸線由工程設(shè)計(jì)人員根據(jù)地形和地質(zhì)情況，經(jīng)過多方比較，直接在現(xiàn)場選定軸線兩端點(diǎn)的位置。而大型土壩則需要經(jīng)過嚴(yán)格的現(xiàn)場勘測與規(guī)劃、多方比較與研究后才能進(jìn)行壩軸線定位。最重要的是軸線兩端點(diǎn)定位后必須用永久性標(biāo)志標(biāo)明，并且需要沿軸線方向設(shè)立軸線控制樁，以便檢查。

（二）壩身控制線測設(shè)    

為了施工放樣方便，應(yīng)當(dāng)測設(shè)若干條垂直或平行于壩軸線的壩身控制線。一般情況下，垂直于壩軸線的壩身控制線的布設(shè)需要按照20m、30m、50m的間距以里程來布設(shè)，而平行于壩軸線的壩身控制線可以布設(shè)在壩頂上下游線、上下游坡面變化處及下游馬道中線，也可按照間距方式來測設(shè)。其中，垂直于壩軸線的壩身控制線布設(shè)較為復(fù)雜，需要分為兩個步驟來完成。

第一，沿壩軸線測設(shè)里程樁：將一端壩頂與地面的交會點(diǎn)定位零號樁，然后從零號樁起沿著壩軸線按照間距丈量距離，直到另一端壩頂與地面的交會點(diǎn)。

第二，測設(shè)垂直于壩軸線的壩身控制線：將經(jīng)緯儀正確安置在里程樁上，然后準(zhǔn)確測出一系列平行于壩軸線的控制線，并在上下游施工范圍外定位橫斷面方向樁，用于作為測量橫斷面和施工放樣的依據(jù)。  

（三）高程控制網(wǎng)建立

高程控制網(wǎng)由由若干永久性水準(zhǔn)點(diǎn)組成基本網(wǎng)和臨時作業(yè)水準(zhǔn)點(diǎn)兩級構(gòu)成。其中，基本網(wǎng)是用三等或四等水準(zhǔn)施測方法，以閉合或附和水準(zhǔn)路線形式測設(shè)，一般布設(shè)在施工分為以外。臨時水準(zhǔn)點(diǎn)則需要根據(jù)施工進(jìn)度及時設(shè)置，且保證附和在永久水準(zhǔn)點(diǎn)上，通常直接用于壩身的高程放樣。

（四）清基放樣清基放樣工作的主要目的是保證壩體與巖基銜接牢固，為此，應(yīng)在壩體與原地面接觸處放出清基開挖線。由于清基開挖線的放樣精度要求并不高，所以可以采用圖解法計(jì)算得到施工放樣的數(shù)據(jù)。第一，測定壩軸線上各里程樁的高度，得出各里程樁的中心填土高度；第二，在每一里程樁處進(jìn)行截?cái)嗝鏈y量，并繪制出橫斷面圖；第三，結(jié)合里程樁的高程、中心填土高度等數(shù)據(jù)在橫斷面圖基礎(chǔ)上繪制大壩的設(shè)計(jì)斷面。

由于清基具有一定深度，開挖時需要一定的邊坡，所以實(shí)際清基開挖線應(yīng)向外適當(dāng)放寬1m-2m。另外，清基過程中位于壩軸線上的里程樁將被毀掉。為了接下來施工放樣工作的需要，應(yīng)在清基開挖線外設(shè)置各里程樁的橫斷面樁，避免其被毀掉。當(dāng)前，隨著科學(xué)技術(shù)水平提高大大增強(qiáng)了測量手段技術(shù)性，故清基放樣工作主要采用全站儀坐標(biāo)法等方式進(jìn)行，精確性得到了顯著提高。  

（五）坡腳線放樣

清基放樣工作完成后，應(yīng)標(biāo)出填土范圍，即找出壩體和清基后地面的交線，即坡腳線。具體操作工序：首先，做出兩個與上下游壩腳坡度相一致的三角形坡度放樣板；其次在上下游清基開挖點(diǎn)位置處各定位一個木樁，并用水準(zhǔn)儀測量木樁高程，確保木樁高程等于清基開挖前的地面高程；然后，將三角形坡度放樣板的斜面放在樁頂位置，斜邊延長線與地面的交會點(diǎn)就是為土壩坡腳點(diǎn)；最后，連接相鄰坡腳點(diǎn)，形成坡腳線。

（六）邊坡放樣

壩體坡腳線放出后，則可以進(jìn)行填土筑壩工作。為了標(biāo)明上料填土的界線，每當(dāng)壩體上升1m就需要用上料樁將邊坡位置明確標(biāo)定出來，這項(xiàng)工作則可稱之為邊坡放樣工作。為了保證邊坡放樣的工作質(zhì)量，之前應(yīng)當(dāng)依據(jù)大壩的設(shè)計(jì)坡度計(jì)算得出不同層面坡面點(diǎn)的軸距。同時，還要使上料樁的軸距比設(shè)計(jì)計(jì)算值大出1m-2m，能夠有效確保壓實(shí)修理后的壩坡面與設(shè)計(jì)坡面相符。  

（七）坡面修整

坡面修整的目的是保證大壩填筑至一定高度且坡面壓實(shí)后，壩坡面符合設(shè)計(jì)要求。為了保證坡面修整的精度，可以利用水準(zhǔn)儀或經(jīng)緯儀按照測設(shè)坡度線的方法求得修坡量，決定是否削坡或回填。

二、混凝土重力壩施工測量

由于混凝土壩結(jié)構(gòu)和施工材料相對復(fù)雜，故施工放樣精度要求相對較高。一般澆筑混凝土壩時，整個壩體沿軸線方向劃分成許多壩段，而每一壩段在橫向上又分成若干個壩塊，實(shí)施分層澆筑，主要是為了保證施工質(zhì)量?；炷林亓问┕y量工作的主要內(nèi)容與土壩施工測量基本相符，其中壩體控制測量、清基開挖放樣尤為重要。  

（一）壩體控制測量

其實(shí)，建立壩體施工控制網(wǎng)就是建立壩體放樣的定線網(wǎng)。由于混凝土壩一般采用分層施工，故壩體細(xì)部經(jīng)常采用方向線交會法和前方交會法放樣。因此，壩體放樣控制網(wǎng)具有一定線網(wǎng)，包括矩形網(wǎng)和三角網(wǎng)兩種，且每一種控制網(wǎng)型具有不用的測設(shè)工序與方式，精度要求點(diǎn)位誤差上下浮動不超過10mm。

矩形網(wǎng)：由若干條平行或垂直于壩軸線的控制線組成，格網(wǎng)尺寸按施工分段分塊的大小而定。其中，控制線測設(shè)方式與土壩基本相同。三角網(wǎng)：由基本網(wǎng)的一邊加密建立的定線網(wǎng)，各控制點(diǎn)的坐標(biāo)可以測算得到。

（二）清基開挖放樣

清基開挖放樣主要是確定清除大壩基礎(chǔ)巖基表面松散物范圍的線，其位置由兩側(cè)坡腳線、開挖深度 和坡度決定。標(biāo)定基坑開挖線的方式與土壩基本一致，先在方向線上定出該斷面的基坑開挖點(diǎn)，然后將這些點(diǎn)連接起來就是清基開挖線，但是實(shí)際測定時需要采用逐漸接近法。鑒于開挖深度的重要性，每次爆破后應(yīng)當(dāng)及時在基坑內(nèi)選擇較低的巖面測定高程，并顯著標(biāo)注出來，便于施工人員掌握開挖深度。

三、結(jié)束語

通過本文分析與論述土石大壩及混凝土重力壩的施工測量工作，我們比較詳細(xì)而系統(tǒng)地掌握了水利工程中主要大壩的施工測量內(nèi)容及程序。鑒于施工測量工作是為工程施工服務(wù)，測量精度要求相當(dāng)高，尤其水利工程測量。為了保證大壩施工測量的工作質(zhì)量，必須做好壩軸線、控制網(wǎng)、清基開挖等工作的施工放樣工作，并注意每一項(xiàng)測量工作的關(guān)鍵點(diǎn)。  

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