摘要：在開展水利樞紐水電工程建設的過程中，需要嚴格控制精度，工程的順利開展離不開施工控制測量的有效實施，所以需要全面考慮各方面影響因素，進一步優化設計方案，設置更加規范合理的施工控制網，有效提高施工放樣的精度要求。本文主要結合實例對水利樞紐工程施工控制網的設計與實現進行了探討。

關鍵詞：水利樞紐工程；施工控制網；設計與實現

中圖分類號：TV 文獻標識碼：A 文章編號：

水利建筑物測放的一個重要前提就是施工控制網的布置，控制網的精度會對建筑物的測放精度產生極大的影響。一般會在水利工程項目的研究以及初步設計階段，根據測圖比例尺大小確定最為合理的控制網等級，確保地形圖的精度能夠符合工程設計的相關要求。最近幾年以來隨著GPS技術的廣泛推廣應用，水利工程建設項目的設計階段已經不再利用首級控制網了，而是直接完成圖根級控制的布設操作。因此在工程正式施工中，需要按照工程規定的測放要求以及工程項目的主要特點等合理設計施工控制網，確保其能夠滿足施工精度提出的新要求。

1 實例概況

某水利工程項目建設于某流域當中的Ⅰ級支流上，整個流域的面積達到了3131 km2,河流總長度為163km，總落差大約為1351m，壩址能夠控制的流域面積達到了2800 km2。該水利樞紐的主要任務是防洪，同時兼有發電、農田灌溉以及水利航運等功能，屬于綜合利用性質的水利樞紐工程。大壩屬于碾壓混凝土重力壩，最高達到了81.5m，正常情況下蓄水高程大約可以達到138.5m，整個水庫的庫容量一共有12.5億m3,此外，整個電站廠房當中裝機大約為145 MW，并且在右岸設置了長度為308m的引水隧道。該水利工程的施工等級屬于Ⅰ級，位于低山丘陵區域，交通運輸方面較為便利，不過壩址兩岸山體較高，坡度角度，地形相對來說較為復雜。

2 控制網的設計過程

2.1建網的具體要求

在整個水利樞紐建筑物的控制過程中，施工控制網的設計是一個基本環節，一定要做好關鍵的控制工作。這就要求施工中滿足下述幾個要求：控制網的覆蓋范圍要達到水利樞紐的要求；能夠對壩址區域內的所有建筑物實行基本的控制；網點要具有較好的通視條件；可以在首級控制網的基礎上進一步進行低等級控制點的加密操作；控制網點在遭受到損壞以后能夠及時的進行有效恢復；控制網點要求具有較高的精度。

2.2 平面控制網網型結構的具體設計過程

由于水利樞紐所在區域的兩岸山體較高，坡度較陡，地形相對來說較為復雜，因此在構造網型的時候會遇到一定的困難。在設計施工控制網的時候一定要盡可能的方便施工放樣操作，所以可以在壩軸線上的左岸和右岸分別設置一點。而在該水利樞紐中，由于壩軸線是在兩岸山脊的上游側，在跟下游網點進行通視時會受到一定的阻礙。這就需要在壩軸線的周圍適當增加網點，以此來共同構成網形。在經過了若干次的實地勘察之后，將該水利樞紐的平面控制網網型結構最終確定為：全網控制點一共包括9個，其中6號點（起算點）和7號點處在壩軸線上。具體結構如圖1所示：

2.3 平面控制網觀測方案的具體設計過程

在確定平面控制網型的過程中，還需要對觀測方案進行考慮，對二者同時進行進一步的優化和設計。首先需要將網型固定，確定最佳控制點的位置以及最合理的觀測方案，降低工作量，保證精度滿足設計要求。在進一步對比各個觀測方案之后，將平面控制網最終確定為二等邊角網，具體觀測方案的內容為：(1)全測邊，需要對26條邊進行逐一觀測。(2)對一部分水平角進行觀測，并在1到6號點設置相應的觀測水平角，最后對26個水平方向進行觀測。(3)在觀測平面控制點的高程時，可以采用下述兩種方法，一種是三角高程法，另一種是直接水準法。(4)在測邊的時候可以采用精度為1mm+1ppm的測距儀標。在測角的過程中可以利用型號為WILD T3的光學經緯儀，要求將測角的誤差有效的控制在1.0″以內。

在選擇合理的觀測方案時，需要對控制網的精度進行大致的估算，確保網點能夠達到設計要求的精度，具有較高的可靠性。根據檢測結果可以知道：各個控制點的點位中誤差大多都控制在了±2.00mm以內。

2.4 對高程控制網進行具體的設計

針對高程控制網具有的主要特征以及壩區實際的交通情況等，將高程控制網最終確定為二等精密水準網，并將其全部設置成為基巖標。為了有效的提高水利樞紐高程基準的準確性，還需要在壩區右岸的附近開挖一條長度大約為10m的平硐,并分別將BM01、BM02號水準點布設在這一平硐當中，確保在工程施工期間高程基準具有良好的可靠性。然后在大壩下游的左岸繼續布置BM03號點，并在上游的左岸布設BM04號點，右岸布設BM05號點。此外，在布設高程控制點的時候一定要確保觀測方便，并且不會受到施工的干擾。在進行高程控制網觀測的過程中需要進行平面控制點高程聯測操作。并利用型號為Ni007的水準儀對整個高程控制網做最后的觀測，要求將各個控制點的高程出現誤差的范圍控制在±1.00mm以內。

3 控制網的建造過程和觀測過程

3.1 控制網的建造

（1）平面控制網點標型。在該樞紐中所有平面控制網點都屬于混凝土觀測墩，所處的位置要么是裸露的基巖，要么是堅硬的粘土層，從地質條件上來看是較為良好的，在有效處理基礎之后能夠確?？刂泣c具有良好的穩定性。對于位于結實粘土層上的控制點，其基礎深度大約為1.3m，而位于裸露基巖上的控制點，其基礎深度則稍有降低，大約是在0.38～0.60m之間。（2）完成平面控制網點的埋設工作。首先應該在原測圖控制點的基礎上完成兩次精確放樣操作，并利用二期合成混凝土進行觀測墩的建設。其他各點可以直接在混凝土的基礎上完成埋設工作。（3）高程控制網點的標型以及埋設操作。在該樞紐中五個高程控制網點都屬于基巖標，在基巖面上的基礎上向下開挖大約0.6m，完成混凝土的澆筑工作。

3.2 控制網的觀測

（1）完成起算點的聯測工作。在三個原測圖控制點的基礎上，通過二等精度對6號點的北京坐標進行聯測，并確定出6-7相應的坐標方位角。與此同時對6號點和7號點進行檢測，查看其是否準確的落在了設計壩軸線上面。（2）完成水平角的觀測。利用型號為WILD T3光學經緯儀并根據二級精度對水平角進行觀測。將每個點劃分為兩個光段并按照全圓方向法進行9個測量回合的觀測，一共觀測6個點。（3）完成水準的觀測。根據二等水準精度分別對水準環線以及平面控制點的高程進行實際觀測。（4）完成邊長的觀測。使用型號為WILD DI2002的測距儀完成邊長的觀測，一共觀測26條邊。

4 對觀測成果進行處理

4.1 坐標系統以及高程系統的處理

(1)在確定坐標系統的時候主要應用了兩套平面坐標系統，一種是壩軸坐標系統，另外一種是北京坐標系統。(2)高程控制網主要應用了黃海高程系。

4.2 對數據進行的處理

(1)對平面網起算數據進行的處理。在該樞紐中將6號點作為聯測的起算點，將6-7作為聯測的起算方位邊。對于1954年北京坐標系統來說，起算數據確定為上文所描述的聯測成果；對于壩軸坐標系來說，6號點的實際坐標是在設計樁號的基礎上再加一個常數，6～7的方位則確定為90°。(2)對數據進行的預處理操作。這一操作過程的主要目的是滿足平差計算的要求。主要包括平距計算、角極條件等的檢驗。(3)對平面網平差進行的計算。在完成外業觀測數據的預處理操作之后，需要進行平差計算，分別得出兩套坐標系的最終結果。

4.3 精度的統計工作

完成全部觀測資料的精度統計工作，要求最終成果的精度要比設計要求更加優越。

5 結語

在該水利樞紐工程中，為了有效的建立施工控制網，對各個建筑物的特點、建網的要求、觀測精度以及控制網建立所需要的成本等進行了全面的考慮?？刂泣c位置的選擇以及實際的建造具有良好的可靠性，觀測方案的選擇也非常合理，經過觀測發現：控制網點的布置不僅能夠保障運行的安全可靠，還可以滿足各方面的施工以及管理等要求。此外，觀測精度也符合該水利樞紐的設計精度，提高了資料的可靠性。

參考文獻

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