水利工程測量ppt版（共93頁）

1、第十一章 水利工程測量第十一章 水利工程測量主要內容： 河流梯級開發(fā)規(guī)劃階段的測量 水利樞紐工程設計階段的測量 水利樞紐工程的施工控制測量 水利樞紐工程的施工放樣 水利樞紐工程的變形監(jiān)測重點： 水利樞紐工程各階段的測量工作11.1 概述11.1.1 發(fā)展歷史公元前21世紀，禹奉命治水，已有“左準繩，右規(guī)矩”，以測定遠近高低。公元前13世紀埃及人于每年尼羅河洪水泛濫后，即用測量方法重新丈量劃分土地。20世紀50年代以后，測量工作吸收各種新興技術，發(fā)展更加迅速。中國水利工程測量，從70年代后期以來： 控制測量方面，普遍采用電子計算機計算技術以及電磁波測距導線、邊角網等形式與優(yōu)化設計方法。 陸上地形

2、測量，廣泛應用航測大比例尺成圖和地面立體攝影測量，由模擬測圖逐步轉向數字化、自動化測圖。11.1 概述 水下地形測量普遍應用回聲測深技術，大面積水域測量開始應用微波測距自動定位系統(tǒng)。 施工測量中，電磁波測距儀、激光導向儀、激光投點儀、陀螺經緯儀、坡面經緯儀及地面攝影測量技術正在普及。 大壩變形觀測及地殼形變觀測廣泛采用了正倒錘、引張線、大氣激光波帶板準直、真空管道激光波帶板準直、短基線、短水準、近景攝影測量等設備和技術，測量精度和效率不斷提高，某些觀測儀器已開始實現自動化和遙測。 近年來，遙感技術已應用于地圖編制、土壤侵蝕測繪和水深測量等方面。11.1 概述11.1.2 主要工作內容：水利工程

3、測量是指在水利工程規(guī)劃設計、施工建設和運行管理各階段所進行的測量工作。水利工程測量的主要工作內容有：平面、高程控制測量、地形測量（包括水下地形測量）、縱橫斷面測量、定線和放樣測量、變形觀測等。11.1 概述1 施工控制測量為工程建筑物的施工放樣、驗收及其他測量工作建立平面控制網和高程控制網。 首級平面控制網常用高精度測角網、邊角網或電磁波導線等形式布設，再以插網、插點或導線加密。隨著GPS應用技術的推廣和應用，在許多大型工程中已開始采用GPS建立平面施工控制網，并用動態(tài)GPS技術進行施工放樣工作，這對提高施工測量的效率是十分有益的。 首級高程控制網一般為高精度的水準網，然后以較低等級的附合水準

4、路線或結點水準網加密，地形起伏較大時則用電磁波三角高程測量或解析三角高程測量代替適當等級的水準測量。11.1 概述2 施工放樣及貫通測量施工放樣及驗收。將設計圖上建筑物的軸線、細部輪廓點標定到實地，并進行填挖方量的驗收測量。一般由基本控制網測設建筑物的主要軸線點和施工水準點，布設成施工方格控制網或放樣網，再以極坐標法、直角坐標法、角度或距離交會法等平面放樣方法和水準測量、三角高程測量等高程放樣方法，測設、檢測建筑物輪廓點與立模點、填筑點、開挖點，并隨施工進展測繪挖填斷面，并計算驗收完成工作量。11.1 概述2 施工放樣及貫通測量安裝測量。為安裝閘門、攔污柵、起重軌道、發(fā)電機組等金屬或混凝土構件

5、以及機電設備進行的測量。安裝點位置一般由施工方格控制網或軸線點以直角坐標法或其他方法測設；高程由高程基點以水準測量方法測定。11.1 概述2 施工放樣及貫通測量隧洞貫通測量。 進行貫通測量設計； 建立洞外（地面）平面和高程控制； 進行聯(lián)系測量，布設洞口控制點或通過豎井、斜井、支洞將坐標、方位角和高程傳入洞內； 敷設洞內基本導線、施工導線和水準路線，并隨施工進展而不斷延伸； 在開挖掌子面上放樣，標出拱頂、邊墻和起拱線位置，立模后檢測； 測繪竣工斷面。11.1 概述2 施工放樣及貫通測量附屬工程測量。為施工服務的附屬工程（如鐵路、公路、輸電線路、通訊線路、壓力管道等）所進行的測量工作。11.1 概

6、述3 變形觀測按照設計文件布設變形觀測控制網和監(jiān)測點，埋設觀測設備，及時開始觀測工作?？刂凭W點和監(jiān)測點應布設在不受淹沒及施工爆破等影響的穩(wěn)定地區(qū)。對重要建筑物，從基坑開挖開始即須進行變形觀測，以測定建筑物基礎和地基在施工期間因荷載變化所引起的形變。11.1 概述4 竣工測量單項工程完成后，要施測開挖、填筑竣工斷面圖和竣工平面圖。主體工程開挖至建基面時，要測繪建基面的大比例尺地形圖?？⒐ず?，要測繪過流部位的形體斷面及綜合反映工程全貌的竣工總平面圖。這些資料是工程驗收及管理的重要依據。11.2 河流梯級開發(fā)規(guī)劃階段的測量一般來講，山區(qū)河流的開發(fā)目標以發(fā)電為主，而平原河流的開發(fā)目標則以航運、灌溉為主

7、。這種對整條河流（或局部段）綜合開發(fā)的規(guī)則稱為流域規(guī)劃，它是國民經濟發(fā)展計劃的一個組成部分。流域規(guī)劃的主要內容之一是制定河流的梯級開發(fā)方案，合理地選擇樞紐位置和分布。在進行梯級布置時，不僅需要在地形圖上確定合適的位置，而且還應確定各水庫的正常高水位。11.2 河流梯級開發(fā)規(guī)劃階段的測量測量人員應提供該流域內的地形圖、河流縱斷面圖以及河谷地形圖。整個流域范圍內可提供1:500001:100000的流域地形圖。為初步確定各梯級水庫的淹沒情況及庫容，需用1:100001:50000的地形圖?？墒占瘒一緢D或其他勘測單位的現有圖提供設計使用。在收集資料時，除具體成果、成圖外，還應收集下列資料：施測單

8、位、時間、作業(yè)規(guī)范，標石耐久程度和保存情況，實測結果所達到的各項精度指標，所采用的坐標系統(tǒng)等。11.2 河流梯級開發(fā)規(guī)劃階段的測量11.2.1 河流水面高程的測定在河流上每隔一定的間距設有水文站，但為詳細了解河流水面的變化特征，還須沿河流布設一定數量的水位點，水位點應盡可能位于河流水面變化的特征處。11.2 河流梯級開發(fā)規(guī)劃階段的測量11.2.1 河流水面高程的測定 水位點的密度應根據河流的比降、落差、橫斷面形態(tài)變化等來確定，同時也要考慮各設計階段的要求。在流域規(guī)劃時期，水位點的間距可長一些。根據不同的比例尺要求，從0.42.5km不等。對于水面比降急劇變化的地段，應適當增設水位點。 水位點的

9、平面位置可根據地形圖上的測站點或明顯地物點用解析或圖解支導線或圖解交會法測定；其精度與編繪縱斷面圖時地形圖上的平坦地區(qū)地物點的精度要求一致。 為測定水面高程，首先沿河流建立統(tǒng)一的高程控制，然后再設立水位點進行水位觀測?？刂泣c的高程一般采用等級幾何水準法測定，其精度要求視地形條件、水面比降和路線長度而定。11.2 河流梯級開發(fā)規(guī)劃階段的測量11.2.2 橫斷面測量 橫斷面的位置一般可根據設計用途由設計人員會同測量人員先在地形圖上選定; 橫斷面的間距視河流大小和設計要求而定； 斷面基點應埋設在最高洪水位以上，并與控制點聯(lián)測，以確定其平面位置和高程，作為橫斷面測量的平面和高程控制; 橫斷面的編號可以

10、從某一建筑物的軸線或支流入口處由上游向下游或由下游向上游按順序統(tǒng)一編號，并在序號前冠以河流名稱或代號。11.2 河流梯級開發(fā)規(guī)劃階段的測量橫斷面測量常用方法：斷面索法、交會法、GPS（RTK）法等。 圖11-1 橫斷面圖示例11.2 河流梯級開發(fā)規(guī)劃階段的測量11.2.3 縱斷面編繪河流縱斷面是指沿著河流深泓點（即河床最低點）剖開的斷面。河流縱斷面圖一般是利用已有的水下地形圖、河道橫斷面圖及有關水文資料進行編繪的，其基本步驟如下：1.量取河道里程；2.換算同時水位，同時水位的計算一般根據距離或時間作線性內插；3.編制河道縱斷面表，內容包括：點編號、點間距、累計距離、深泓點高程、瞬時水位及時間、

11、洪水位及時間、堤岸高程等；4.繪制河道縱斷面圖，一律從上游向下游繪制。11.3 水利樞紐工程設計階段的測量11.3.1 工程設計階段的控制測量 平面控制網建網方法：三角測量、導線測量、三邊測量和邊角測量、GPS等； 高程控制網建網方法：水準測量和三角高程測量；布設方式：一次全面布網，或分級布設。首級網一般布設成環(huán)形網，加密時可布設成附合線路或結點網。11.3 水利樞紐工程設計階段的測量11.3.2 水庫淹沒界線測量水庫淹沒界限測量：測設移民線、土地征用線、土地利用線、水庫清理線等各種水庫淹沒、防護、利用界線的工作。測設目的： 測定水庫淹沒、浸潤和坍岸范圍，由此確定居民地和建筑物的遷移、庫底清理

12、、調查與計算由于修建水庫而引起的各種賠償； 規(guī)劃新的居民地、確定防護界線等。11.3 水利樞紐工程設計階段的測量11.3.2 水庫淹沒界線測量測設依據： 以設計正常蓄水位為基礎； 結合浸沒、坍岸、風浪影響等因素綜合確定，根據需要測設其中的一種、幾種或全部。測設方法： 根據邊界種類和現場條件而有所不同，各種邊界線的測設精度要求也有一定的差異； 在通常情況下，一般采用幾何水準測量法和經緯儀高程導線法進行。11.3 水利樞紐工程設計階段的測量11.3.3 地質勘察測量配合水利工程地質勘察所進行的測量工作稱為地質勘察測量。基本任務：為壩址、廠址、引水洞、水庫、堤線、料場、渠道、排灌區(qū)的地質勘察工作提供

13、基本測量資料；主要地質勘探點的放樣；聯(lián)測地質勘探點的平面位置、高程和展繪上圖。11.3 水利樞紐工程設計階段的測量11.3.3 地質勘察測量具體工作： 鉆孔測量、井硐測量、坑槽測量、地質點測量、剖面測量等。 一般應用經緯儀、水準儀和電磁波測距儀等進行。11.3 水利樞紐工程設計階段的測量11.3.3 地質勘察測量精度要求： 水工建筑物地區(qū)的鉆孔以及豎井、平硐的起點高程和平面位置按厘米級精度測定； 查明地下水水位或觀測地下水動態(tài)的鉆孔、井、泉和江、河水位點，其高程按厘米級、平面位置按分米級精度測定； 地質點（構造點、巖性點、地貌點、巖層界線點等）、物探點、坑槽點、剖面點、料場和一般地區(qū)的鉆孔、高

14、程和平面位置的測量精度均取至分米。11.3 水利樞紐工程設計階段的測量11.3.4 河道測量為河流的開發(fā)整治而對河床及兩岸地形進行測繪，并相應采集、繪示有關水位資料的工作稱為河道測量。主要內容：平面、高程控制測量；河道地形測量；河道縱、橫斷面測量；測時水位和歷史洪水位的聯(lián)測；某一河段瞬時水面線的測量；沿河重要地物的調查或測量。11.4 水利樞紐工程的施工控制測量 施工控制網應作為施工總平面圖設計的一部分，設計點位時應充分考慮建筑物的分布、施工的程序、施工的方法以及施工場地的布置情況，將施工控制網點畫在施工總平面圖相應的位置上，并教育工地上的所有人員愛護測量標志，注意保存點位。11.4 水利樞紐

15、工程的施工控制測量11.4.1 平面控制網的建立分級：一般按兩級布設。 基本網，首級平面控制網起著控制各建筑物主軸線的作用； 定線網，定線網直接控制建筑物的輔助軸線及細部位置。網形： 首級平面施工控制網一般布設成三角網形式，也可布設GPS網，在首級網中應盡可能將壩軸線納入網中作為網的一邊； 定線網有矩形網、三角網、導線網等形式。11.4 水利樞紐工程的施工控制測量11.4.1 平面控制網的建立布設： 基本網一般布設在施工區(qū)域以外，以便長期保存； 定線網應盡可能靠近建筑物，以便放樣。精度： 根據建筑物竣工時對于設計尺寸的容許偏差(即建筑限差)來確定，建立施工控制網時應使控制點誤差引起細部點的誤差

16、，相對于施工放樣的誤差來說，小到可以忽略不計； 定線網的測量精度不一定比基本網的測量精度低，有時定線網的內部相對精度甚至比基本控制網精度要高得多。11.4 水利樞紐工程的施工控制測量11.4.2 高程控制網的建立高程控制網一般也分兩級，一級水準網與施工區(qū)域附近的國家水準點聯(lián)測，布設成閉合(或附合)形式，稱為基本網，基本網的水準點應布設在施工爆破區(qū)外，作為整個施工期間高程測量的依據。另一級是由基本水準點引測的臨時性作業(yè)水準點，它應盡可能靠近建筑物，以便做到安置一次或二次儀器就能進行高程放樣。高程控制的基本網是整個水利樞紐的高程基準，其基準點應穩(wěn)定可靠，且能長期保存。為此，水準基點一般應直接埋設在

17、基巖上，當覆蓋層較厚時，可埋設基巖鋼管標志。11.5 水利樞紐工程的施工放樣11.5.1 大壩的施工放樣1 壩軸線的測設壩軸線的位置一般是在圖紙上設計選定，用圖解方法量算出壩軸線兩端點的坐標。再在現場測設出壩軸線的兩個端點。2 清基中的放樣工作清基放樣的主要工作是確定清基范圍和各位置的高程，一般根據設計數據計算而得。目前，清基放樣工作一般采用全站儀坐標法和GPS（RTK）法進行。11.5 水利樞紐工程的施工放樣11.5.1 大壩的施工放樣3 壩體分塊控制線的測設分塊控制線一般是平行于壩軸線的一組直線，分段控制線則是垂直于壩軸線的一組直線。應建立大壩分段、分塊的基本控制線。4 壩體澆筑中的放樣工

18、作放樣分塊線、立模線、標高線。11.5 水利樞紐工程的施工放樣11.5.2 水工隧洞施工測量主要內容： 洞外控制測量 洞內控制測量 聯(lián)系測量 隧洞中心線放樣 開挖斷面和襯砌斷面的放樣等。11.5 水利樞紐工程的施工放樣11.5.3 水電站廠房施工測量主要內容： 廠房施工控制網的建立 基礎開挖測量 廠房建筑放樣測量11.5 水利樞紐工程的施工放樣11.5.3 水電站廠房施工測量 廠房施工控制網的建立 一般布設成矩形方格網，其主軸線可根據首級施工控制網測設并調整； 精度應根據工程的規(guī)模和具體要求確定。 基礎開挖測量 開挖邊界放樣，用全站儀坐標法。11.5 水利樞紐工程的施工放樣11.5.3 水電站

19、廠房施工測量 廠房建筑放樣測量 廠房兩側邊墻放樣，用廠房中心軸線設置平行軸線的方法控制，高程懸吊鋼尺的方法控制。 吊車梁及軌道安裝，精度要求相對較高，一般設置平行軸線，利用激光經緯儀進行測量，為保證兩軌道間的相對距離，可采用量距法對軌道的中心間距進行調整和檢核。11.5 水利樞紐工程的施工放樣11.5.4 金屬結構安裝測量金屬結構安裝測量的精度一般較高，需建立獨立的控制網。金屬構件與土建工程有一定的關系，所建立的安裝測量控制網與土建施工測量控制網軸線關系應保持一致。11.5 水利樞紐工程的施工放樣11.5.4 金屬結構安裝測量1 閘門安裝測量以建筑物的軸線為依據進行，主要工作：（1）測定底樞中

20、心點。為確保中心點與一期混凝土的相對關系，可用土建施工控制點進行初步放樣，檢查兩點連線是否與中心線垂直平分，并根據實際情況調整。（2）頂樞中心點的投影?？捎媒浘晝x交會投影或精密投點儀進行。投影結束后，可采用吊錘球的方法進行檢核。（3）高程放樣。應保證兩蘑菇頭的相對高差，絕對高程只需與一期混凝土一致。兩蘑菇頭的高程放樣須用同一基準點。11.5 水利樞紐工程的施工放樣2 發(fā)電機組安裝測量發(fā)電機組各部分之間的相對位置精度要求較高，在放樣時應建立高精度的放樣基準。安裝放樣主要有： 吸出管安裝放樣一般用機組縱軸線和機組中心線所建立的坐標系進行，軸線上控制點離機組中心的距離應根據機組的大小而定。高程放樣一

21、般采用水準測量進行。 座環(huán)上水平面高出吸出管口一段距離，需將上述建立的控制點位置抬高，可在原控制點上搭建測量臺架，并將控制點投影到臺架頂面上。座環(huán)安裝完成后，應進行檢查驗收測量。 蝸殼的安裝放樣一般也是直接利用前述的縱橫軸線控制點，此外還需放樣出鋼管中心線的控制點。蝸殼的中心高程一般通過水準測量方法放樣。11.5 水利樞紐工程的施工放樣3 壓力管道安裝測量 水電壓力管道一般都是傾斜管道，結構上分為水平段、彎段和斜段。壓力管道鋼管的安裝放樣隨施工進程分兩步進行，首先放樣承重支墩，并在支墩上鋪設輸送鋼管的導軌，然后進行鋼管的安裝放樣。 支墩放樣主要是根據管道的設計中心線和墩距計算和放樣各墩的位置，

22、一般可利用施工控制點，采用全站儀放樣。壓力管道的總體高差一般較大，各項測量數據應投影到合適的平面上。 壓力管道鋼管一般為圓柱體，放樣點一般以3個測點為一組，為鋼管底板中心點和左右腰線高程點。鋼管就位時，以中腰線為轉軸，按設計傾角旋轉，致使管口平面傾斜，所以3個測點在一傾斜面內。 腰線高程點的放樣一般根據管道里程和傾斜角，采用水準測量的方法進行。11.6 水利樞紐工程的變形監(jiān)測11.6.1 主要觀測項目1 水平位移觀測 基準線法是通過一條固定的基準線來測定監(jiān)測點的位移，主要包括：視準線法、引張線法、激光準直法和垂線法。 大地測量方法主要用于水利工程的外部變形監(jiān)測，主要包括：交會法、精密導線法、三

23、角測量方法和GPS觀測法。2 垂直位移觀測常用觀測方法：幾何水準測量法、液體靜力水準法和三角高程測量法。11.6 水利樞紐工程的變形監(jiān)測11.6.1 主要觀測項目3 撓度觀測一般是在壩體內設置鉛垂線作為基準線，然后測量壩體不同高度相對于鉛垂線的位置變化，以測得各點的水平位移，從而得知壩體的撓度。設置鉛垂線的方法有正垂線和倒垂線兩種。4 裂縫觀測對水工建筑物產生的裂縫進行位置、長度、寬度、深度和錯距等的定期觀測。通常可分為兩類：土工建筑物裂縫觀測和混凝土建筑物裂縫觀測。11.6 水利樞紐工程的變形監(jiān)測11.6.1 主要觀測項目5 應力/應變觀測混凝土應變觀測：在混凝土內埋設應變計和無應力計，根據

24、觀測資料和混凝土徐變試驗資料可以計算混凝土的應力，了解壩體內的應力分布。土壩應變觀測：在土壩內埋設土應變計，根據觀測資料研究壩體內的應力分布，分析產生內部裂縫或局部破壞的可能性。基巖變形觀測：在壩基內埋設巖石應變計或多點基巖變形計用以觀測壩基變形，分析壩基產生滑動的可能性。11.6 水利樞紐工程的變形監(jiān)測11.6.1 主要觀測項目6 分層沉降觀測在土壩內部用十字臂固結管、深式標點組、電磁式沉降儀或水管式沉降儀等觀測壩體內部不同高程點位上的沉降量，以便了解壩體內部土料的固結程度，評估設計施工質量，保證大壩安全運行。7 傾斜觀測在土石壩或巖土邊坡的鉆孔內用傾斜儀觀測不同高程點位的傾斜度，用以計算巖

25、土體內部的水平位移，以便分析巖土體的穩(wěn)定性或產生內部裂縫的可能性。11.6 水利樞紐工程的變形監(jiān)測11.6.1 主要觀測項目8 滲流觀測在土壩內部用十字臂固結管、深式標點組、電磁式沉降儀或水管式沉降儀等觀測壩體內部不同高程點位上的沉降量，以了解壩體內部土料的固結程度，評估設計施工質量，保證大壩安全運行。9 溫度觀測專用的溫度傳感器埋設在混凝土建筑物內部對建筑物的溫度狀態(tài)所進行的測量。混凝土溫度觀測使用的儀器有電阻式溫度計、熱電阻等溫度傳感器。11.6 水利樞紐工程的變形監(jiān)測11.6.1 主要觀測項目10 檢查觀測對水利工程在施工和運用期間工作情況和狀態(tài)變化的表面觀察和原型觀測。11 滑坡崩岸觀

26、測滑坡監(jiān)測是對可能滑動的山坡、明塹和填筑坡變形的觀測,通常根據具體情況選定觀測范圍,布設垂直位移和水平位移標點，定期進行觀測。垂直位移宜采用精密水準測量，水平位移可根據情況采用視準線法或三角網法進行觀測，在降雨或融凍季節(jié)，位移出現異常時期，要增加測次。11.6 水利樞紐工程的變形監(jiān)測2）觀測周期 在施工期和水庫蓄水時，建筑物的變形發(fā)展較快，所以觀測的時間間隔不宜過大，它與預期的變形值及水庫蓄水階段有關。在施工期間，若遇特殊情況（暴雨、洪水、地震等），應進行加測。 在施工結束、水庫開始蓄水，庫水位下降、水庫放空等有代表性的階段，要進行變形測量工作。 在大壩運行期間，建筑物及其基礎變形過程已變得緩

27、慢，因而周期可以放長，而各觀測周期應盡量在每年相同的情況下進行。 在時效變形基本停止以后（這一過程一般需十年以上），測量工作并不能停止，繼續(xù)觀測的任務是為了保證大壩的安全運行，以防事故的發(fā)生。11.6 水利樞紐工程的變形監(jiān)測11.6.3 觀測資料的整編與分析資料整編的主要內容：收集資料（如：工程或觀測對象的資料、考證資料、觀測資料及有關文件等）。審核資料（如：檢查收集的資料是否齊全、審查數據是否有誤或精度是否符合要求、對間接資料進行轉換計算、對各種需要修正的資料進行計算修正、審查平時分析的結論意見是否合理等）。填表和繪圖（將審核過的數據資料分類填入成果統(tǒng)計表；繪制各種過程線、相關線、等值線圖等；按一定順序進行編排）。編寫整編成果說明（如：工程或其他觀測對象情況、觀測情況、觀測成果說明等）。11.6 水利樞紐工程的變形監(jiān)測