拉戈西大坝加高工程施工测量实践及其探讨

 ,杨玉华

中国水利水电第九工程局有限公司总承包公司，贵州  贵阳  550008

摘  要：在拉戈西大坝加高项目中，为了保证整体工程质量满足要求，需要在每一个施工环节中进行精确的测量，保证主体建筑物结构尺寸满足图纸要求，同时满足工程质量要求，工程测量属于贯穿于整个工程建设过程的重要施工技术，对保障工程的整体质量具有重要的促进作用。因此，我们要对工程测量在拉戈西大坝加高工程建设中的重要作用有足够的了解，工程建设中测量工作，保证工程整体施工的有效性。

关键词：工程测量、工程建设、作用、实施

1  工程概况

拉戈西大坝位于塞舌尔共和国马埃岛北部，安塞埃托瓦区和格拉西斯区交界，大坝距西部海岸1.1公里，距东部海岸2公里，是塞舌尔共和国目前最大的水库和水源地，建成后大坝坝顶高程增加至RL151.65m，大坝最大高度为41m，坝顶长197 m。

拉戈西大坝加高工程项目的主要施工分部包括：

1）将大坝坝堤加高6 m，即从RL 145.0m提升到RL 151.65m。库容高度将提升6.65 m，即从RL 143.5提升到RL 149.5m，而大坝的最低允许运行水位为RL 129.0 m。

2）对天然的南北副坝采取帷幕灌浆防渗措施。

3）右岸新建的溢洪道。

4）将现有进水塔从RL 145.0m提升到RL 151.65m。

5）更换进水塔和隧道内的所有球墨铸铁管、阀门等；

6）将建造一座新的人行天桥，通向进水塔；

7）修建从左坝肩现有道路连接南部副坝的永久道路。

2  工程测量在该项目中的重要地位

2.1  工程测量是该项目的重要技术手段

由于工程测量是该工程中具体的勘测手段，能够准确测绘出工程建设地点的地理位置、地形、地物和控制点等地形图要素，同时能对图纸设计尺寸进行现场复核，因此工程测量是重要的施工技术手段。

2.2  工程测量是保证工程质量的重要措施

考虑到水利工程的重要性，我们在水利工程建设中要把握质量管理原则，做到严格按图施工，满足工程总体质量需要。在这一过程中，工程测量是满足工程整体质量的重要措施。

3  拉戈西大坝加高项目工程测量的具体实施

3.1施工控制网的建立

3.1.1首级控制网的建立

由于测区控制点被破坏，首级控制网的建立需要在塞舌尔国家控制点的基础上进行加密获得，然后在此基础上进行测区控制网的建立，总之遵循由高级到低级，由总体到局部的原则进行加密。

根据施工区域地形图、建筑物测量精度要求，确定首级施工控制网的等级。平面控制网的精度指标及布设密度，本工程首级控制网的等级采用GPS E级。主要建筑物位于首级控制网内。首级控制网平面布置图见图1。首级控制网点号Josephine、JR4、GPS01、GPS02、D1、D2。根据施工需要在首级控制网的基础上进行加密，加密控制网点号D3、D4、L1、L3、L5，用于控制溢洪道、大坝、进水塔、人行天桥、永久道路、南北副坝的施工。加密网测设完毕并经过精密平差后，汇同首级控制网平差后将成果提交工程师审批。

3.1.2控制网的选点与埋设

控制点选在通视良好，在整个观测期间能长久地保存，视线离障碍物。控制点标志采用混凝土或金属等材料制成。控制点应埋设在离施工地点比较远的的位置，着重考虑网形结构和便于加密为原则，用于施工放样的控制点侧重考虑方便使用为宜，并将标志的基础埋设到可靠的深度、适当高度。

3.1.3已知永久控制点数据

已知永久控制点数据来源于塞舌尔国家规划局测量部门，永久控制点为塞舌尔国家测量控制点。

塞舌尔国家控制点平面坐标：

Josephine：X= 330602.083，Y=9485670.312，

JR4：      X= 328910.675，Y=9488471.302，    

塞舌尔国家水准点          M5：       Z=1.982m。

图1：

首级控制点平面布置图

3.1.4资源配置

表1  主要仪器设备配置表

序号	仪器	品牌	型号	台套	标称精度
1	GPS接收机	中海达	V60	3	5mm+0.5×10-6D
2	全站仪	徕卡	TS06	1	2″，1.5mm+2×10-6D
3	水准仪	徕卡	NA720	3	2.5mm/km

3.1.5 测量方法

利用GPS静态测量进行平面控制点的测量，以塞舌尔国家控制点Josephine、JR4作为已知点分别对未知点GPS01、GPS02、D1、D2进行240分钟的静态观测，采用三角形扩展的方法进行测量。第一时段对点Josephine、JR4、 GPS01观测240分钟；第二时段对点JR4、 GPS01、D1观测240分钟；第三时段对点GPS01、D1、GPS02观测240分钟；第四时段对点D1、GPS02、D2观测240分钟；经过四个时段的观测对四个未知点观测完成。四个三角形中每两个相邻的三角形都有一条重复基线，6个观测点总观测时段共10个，平均每个点1.6个观测时段达到380分钟，这样既保证了观测质量也保证了网形的稳定性，从而保证观测成果的质量。观测采集的外业观测数据用中海达GPS数据后处理软件HGO进行平差，得到GPS01、GPS02、D1、D2四个未知点的平面坐标，平差结果符合平规范要求。

由于受距离及网形要求的限制，需对施工区域控制点进行加密，加密点平面布置

如下图2：

测量方法同上述：

利用上述GPS静态测量所得控制点D1、D2作为已知点分别对未知点L1、L3、L5、D3、D4进行90分钟的静态观测，采用三角形扩展的方法进行测量。第一时段对点L1、L3、 D4观测90分钟；第二时段对点L3、 D4、D2观测90分钟；第三时段对点L3、D2、L5观测90分钟；第四时段对点L3、L5、D3观测90分钟；第五时段对点L5、D3、D1观测90分钟；经过五个时段的观测五个未知点观测完成。六个三角形中每两个相邻的三角形都有一条重复基线，7个观测点共19个时段，平均每个点大于2个观测时段，这样既保证了观测质量也保证了网形的稳定性，从而保证观测成果的质量。采集的外业观测数据用中海达GPS数据后处理软件HGO进行平差，得到L1、L3、L5、D3、D4四个未知点的平面坐标，平差结果符合平规范要求。

3.1.6控制点的高程测量

高程测量采用全站仪三角高程测量方法：利用全站仪（LEICA TS06）从塞舌尔国家水准点M5测至L1，再从L1分别测量至L3、L5、D3、D4。 三角高程是根据两点间的水平距离和垂竖直角计算两点间的高差。边长与垂直角都进行对向观测，经平差后高差闭合差精度满足规范要求。各控制点成果经校核无误后出成果报告，报工程师审批后方能投入使用。

3.1.7控制点成果表

3.1.7.1已知测量控制点成果表：

拉戈西大坝加高项目已知测量控制点成果表
PN	X	Y	Z	Remark
JR4	9488471.302	328910.675	——	已知点
Josephine	9485670.312	330602.083	——
M5	——	——	1.982

3.1.7.2首级测量控制网成果表

拉戈西大坝加高项目首级测量控制点成果表
PN	X	Y	Z	Remark
JR4	9488471.302	328910.675	——	已知点
Josephine	9485670.312	330602.083	——
M5	——	——	1.982
GPS01	9491089.959	329732.958	0.000	首级网成果
GPS02	9492682.901	328368.466	0.000
D1	9492554.180	326807.497	145.612
D2	9492970.681	327279.363	165.607

3.1.7.3加密网成果表

拉戈西大坝加高项目加密测量控制点成果表
PN	X	Y	Z	Remark
D1	9492554.180	326807.497	145.612	加密网成果
D2	9492970.681	327279.363	165.607
D3	9492616.871	327319.689	175.595
D4	9492900.641	327579.245	159.212
L1	9492746.737	327486.068	115.647
L3	9492836.127	327320.630	139.969
L5	9492772.920	327143.819	146.058

3.2原始地形测量

在各施工部位开工前，对本合同施工范围内的原始地貌进行实地测量。并按现场施工的精度要求绘制相应比例尺的原始地形图，待原始地形图经工程师审批后，及时绘制原始纵、横断面图，横断面图的布置依据设计图纸的布置方式在设计断面间加密布置。断面中心桩间距按工程结构特征和地形变化情况在5m～20m之间选择。完成实测原始地形后，再依据业主招标文件提供的原始地形线及工程量进行分析对比，并将对比结果报送工程师复核、审批。

3.3施工放样

为保证本工程测量放样工作的有序进行，严格保持所放样各元素之间存在的几何关系，遵循由整体到局部的原则。

（1）施工放样方法的选择及放样数据的准备

熟悉建筑物的总体布置图和细部结构设计图，找出主要轴线和主要点线的设计位置，以及各部分之间的几何关系，结合现场实际情况，平面位置的放样可采取直角坐标法、极坐标法放样方法。在计算放样数据并核实无误后，进行施工放样。放样采用全站仪配合卡西欧fx-9860编程计算器及其他计算辅助工具进行。

（2）内业整理

在每次外业放样时，做好相应的放样记录。经计算正确的数据存档备查。

3.3.1开挖工程细部放样

（1）开口线采用卡西欧9860计算器配合全站仪直角坐标法进行。

（2）在实地放出开挖轮廓点及曲线段的转角点，并用醒目标志加以标定。

（3）按照开挖的技术规范要求控制误差。

（4）开挖验收测量要由工程师参加并签字认可，确定所测数据真实有效，及时整理资料上报存档。在混凝土施工前，必须进行开挖断面验收测量。

3.3.2浇筑混凝土工程测量

（1）混凝土建筑物测量控制限差详见表1；表2；表3；表4表5；高程放样根据不同要求，采用不同方法。

   ① 混凝土浇筑的建筑物，高程放样采用全站仪三角高程测量方法。

   ② 金属结构及预埋件的部位，采用水准测量的方法。

   ③ 在施工过程中，在混凝土底板即将完工时，预埋各式测量标志，并及时利用原施工控制点，将其中心线的桩号、高程引测在标志上，以备日后的竣工测量之用。

（2）混凝土建筑物轮廓放样点的点位以距设计线0.2m、0.3m或0.5m为宜，测放基础立模点，采用相互独立的放样方法进行全面检查，并做好记录。

（3）混凝土建筑物的高程放样，宜区别结构部位，满足各自不同的精度要求。

（4）对于斜坡面及形体特殊的部位，其高程放样的精度宜与平面位置放样的精度一致。

（5）特殊部位的模板（溢洪道溢流堰及渐变段）采用架设定位，利用已放样的轮廓点进行检查。要求已放样的轮廓点或结构线必须稳固且保护好，以便验收时检查。

表1　细部点的放样的间距

几何形状	直线	曲线
材    料	混凝土	混凝土
相邻点最长距离/m	≤8	≤5

表2　立模轮廓点点位中误差及分配

建筑材料	建筑物名称	点位中误差/mm		平面位置误差分配/mm
		平面	高程	轴线点或测站点	细部放样
混凝土	溢  洪  道	≤±20	≤±15	≤±20	≤±10
	进  水  塔	≤±20	≤±15	≤±20	≤±17
	灌 浆 平 台	≤±30	≤±30	≤±20	≤±15

表3　竖向测量偏差

工程部位	相邻两层对接中心线的偏差/mm	相对基础中心线的偏差/mm	累计偏差/mm	备注
溢洪道边墙	≤±3	H/2000	≤±20	H—总高度
进  水  塔	≤±3	H/1000	≤±30

表4　滑升模板放样点的点位中误差

项          目		点位中误差
		平面/mm	高程/mm
轴线间相对位移		≤±5	—
垂 直 度	本    层	≤±3	—
	总 高 度	H/2000
截 面 尺 寸	墙、  柱	≤±5	≤-3
	梁	≤±5
预留孔洞中心位移		≤±10	≤±20
预 埋 件 位 置		≤±10	≤±10

注：1、H为建筑总高度。

    2、点位中误差均相对建筑物的固定轴线。

表5　模板的校正

项         目	实际测量偏差最大值
	外露表面	隐蔽内部
模板边线与放样轮廓点的偏差	≤±10	≤±15
结构物水平截面内部尺寸	≤±20
预留孔、洞尺寸及位置	≤±15

3.3.3大坝填筑测量

填筑工程施工放样一般直接放超出设计边线或大于坡脚线线20～50cm的参照线以便碾压修坡。具体实施方法：

（1）全站仪坐标法

在控制点上安置全站仪，使用微型棱镜配合全站仪在工作面测量坐标，使用fx9860计算器或测量软件计算出所测点位与设计线之间的距离，采用趋近法，重复以上操作，直到所测点与需放线之间的理论距离在允许误差以内，方可打桩注记标志。

（2）极坐标法放样

使用“极坐标法”进行填筑工程特殊轮廓点的放样，具体操作步骤：先计算出填筑轮廓线的设计三维坐标，在将三维坐标输入到测量仪器计算出测站到设计填筑轮廓线的距离、角度及高差，然后用全站仪拨动角度归零进行测量，反复测量直到放到满足精度要求。

3.3.4道路测量

（1）线路中边桩测量放样

路基施工前应根据路线中桩、设计图表、施工工艺和有关规定钉出路基用地界桩、路堑开口线、路堤坡脚线等的具体位置，并打桩注记，桩上标明桩号里程与路中心填挖高,用(+)表示填方,用(－)表示挖方。

（2）填方路段

清表后，根据填挖宽度及坡比计算出路基填方的坡脚线，直线段每20米一个桩，曲线段视曲线半径分别为10米和5米一个桩，并标明填方高度。

（3）挖方路段

根据实测标高计算出该标高处开口线的平面坐标，放样出路基挖方的开口线。

（4）结构层测量控制

①宽度控制

根据施工图纸的路基横断面在道路两侧按照逐桩进行放样，打桩标记，直线每20m设一钢筋桩，平曲线每10m设一桩，桩的位置应在摊铺结构层的宽度外一定距离处，便于控制碎石摊铺及碾压。

②路面高程控制 

  在水准网基础上沿线路每300米左右加密水准点，水准路线应沿利预测设的线路两侧布设，水准点应选在土质坚硬、观测方便、利于保存的地点。水准仪采用自动安平水准仪，塔尺，观测方法按照水准测量操作流程进行测设。

3.3.5施工放样记录

施工放样观测记录必须写明观测内容、观测时间、测站点、后视点及检查点，要求记录数据清晰整洁，特殊点位必须备注标明，一式两份，现场施工员签字后施工员一份，测量队留存一份，所有放样记录数据必须要让现场施工员清楚点的作用和位置，交接清楚以免发生错误。

施工放样记录必须完整并存档，分月份或部位，不漏任何部位、不漏任何一次记录。

3.4计量测量与工程量计算

（1）用于工程量计算的地形图和断面图根据用途、部位、范围大小选择适当的比例尺。

（2）断面间距一般为10m-20m，有特殊部位的可以加密以满足实际需求。

（3）断面测点间距以能正确反映断面形状、满足计算精度要求为原则，地形变化比较大的地方加密测点，断面宽度应测超出工程部位边线相应的距离。

（4）在实测的地形图上截取断面数据绘制断面图时，断面图的比例尺按1:1000绘制。

（5）施工过程中定期测算已完成的工程量，工程量的计量以测量收方的测量成果为依据。

（6）用于计算工程量的地形图或断面图为现场实测，本工程工程量计算选用断面法进行计算，面积计算可选用断面法或用计算面积软件（CASS9.0）。

（7）土石方工程收方，要根据实测的土石分界线分别计算土石方量。混凝土收方，基础部位根据基础开挖验收图计算，基础以上部位直接根据设计图的几何尺寸进行计算。

3.5竣工测量

竣工测量资料（图形、数据）是实测的资料，不套用施工图。竣工地形（断面）图测量点精度应满足规范相应比例尺地形图的要求，重要开挖（或填筑）部位的轮廓及特征点的测量精度不低于放样点精度。

4结论

本文结合拉戈西大坝加高项目工程测量施工实践，对该大坝施工测量的一般步骤和技术要点，重点对该大坝的控制测量和施工放样过程的细节以及技术问题进行阐述，同时结合笔者实践经验，提出了相关技术要点，可为类似大坝工程施工测量提供经验借鉴。

参考文献

[1]工程测量规范GB50026-2007).

作者简介：杨玉华（1985.），女，贵州人，高级工程师，从事项目管理工作。