硬殼壩在洙盤二座水毀大壩修復中的應用

一、前言明渠截流水文監(jiān)測是明渠截流系統(tǒng)工程的保障服務系統(tǒng)，主要為截流施工進占戧堤的穩(wěn)定性、截流河段總落差及上下游戧堤分擔落差的分配、龍口流速及其分布對拋投物的影響提供動態(tài)水文和水力學實時信息，同時為二期圍堰拆除區(qū)的水下形象及對導流底孔分流能力的影響等進行全面系統(tǒng)的動態(tài)監(jiān)測，掌握截流全過程的截流戧堤形象和水文要素的變化特征及規(guī)律性，為截流設計優(yōu)化、實體模型跟蹤試驗、水文預報、水文及水力學計算、科學研究、截流施工監(jiān)理及管理決策提供準確可靠的水文信息?？陂T區(qū)的水文監(jiān)測是截流水文監(jiān)測重要的組成部分。截流是以戧堤的不斷推進、口門的不斷縮窄為最顯著的特征的?？陂T的水力要素的變化是直接關系到截流施工進展的關鍵因素之一，對資料的準確性、時效性要求極高。同時口門區(qū)的水文監(jiān)測受到截流戧堤進占施工的直接影響，安全風險較大。因此，口門區(qū)的水文監(jiān)測既是水文監(jiān)測的重點，也是水文監(jiān)測的難點。在三峽工程導流明渠截流水文測報工作中，口門區(qū)水文監(jiān)測主要包括實時監(jiān)測截流戧堤口門寬、裹頭形象和裹頭水位測量等工作任務。為了及時、準確、安全地實施口門水文監(jiān)測任務，使用了激光全站儀配合EPS成圖測繪系統(tǒng)。二、測繪系統(tǒng)組成及特點測繪系統(tǒng)由激光全站儀、EPS成圖軟件、計算機及數(shù)據(jù)處理與傳輸部分組成。激光全站儀是新一代測量儀器，集測距、測角于一身，并且在有人立尺和無人立尺狀態(tài)下均可有效使用，在實際工作中比較靈活。EPS成圖軟件，可以方便地進行展點、連線、編繪、計算等功能。數(shù)據(jù)處理與傳輸主要將實時監(jiān)測數(shù)據(jù)、圖像傳輸至下一層使用者。該套系統(tǒng)的使用，實現(xiàn)了無人立尺狀態(tài)下測點坐標、高程等信息的自動采集、處理和形成電子數(shù)字地形圖，準確、清晰地監(jiān)控截流戧堤的進占狀態(tài)、形象和其他實時水文信息，從而有效地指導截流施工和水文測報工作。在三峽工程明渠截流水文測測中，我們使用Trimble激光全站儀、清華山維EPS成圖軟件和太平洋數(shù)據(jù)鏈。三、截流戧堤口門區(qū)水文監(jiān)測的特點與一般地區(qū)的測量相比，截流期間的口門水文監(jiān)測有其特殊環(huán)境和特殊要求。監(jiān)測環(huán)境的特殊性體現(xiàn)在以下幾方面：1、由于明渠截流施工采用“雙戧雙向進占”方式，隨著截流施工進占，戧堤的形象和裹頭位置不斷變化。監(jiān)測點必須隨著戧堤進占而實施跟蹤監(jiān)測。這使得傳統(tǒng)的水尺觀測無法實現(xiàn)。2、由于口門寬的不斷縮窄，口門區(qū)流速增大，水流對戧堤的沖刷非常劇烈，對于不斷推進的裹頭來說，邊坡狀況不穩(wěn)定，時常發(fā)生大幅度的沉降和局部區(qū)域的坍塌現(xiàn)象，監(jiān)測人員很難接近戧堤水邊。3、截流進占的施工強度極大，不允許監(jiān)測人員在施工現(xiàn)場作業(yè)甚至停留。在技術要求上，也體現(xiàn)出特殊性。尤其是三峽工程明渠截流，由于其截流難度大、技術要求高，對口門水文監(jiān)測提出了更高的要求：1、觀測的連續(xù)性。水文要素監(jiān)測必須連續(xù)進行，不能間斷。保障截流施工、監(jiān)理和管理決策對水文信息的需要。2、觀測的實時性和突然性。截流施工受長江來水、環(huán)保、氣象等因素影響和其它相關工程的制約，特別是為保證長江不斷航，根據(jù)具體實際情況，施工進度安排時常作較大調整。水文監(jiān)測也相應調整，時常出現(xiàn)高密度、高強度實時測報的監(jiān)測過程。3、技術要求高?？陂T寬和水面寬測量，要求必須嚴格控制在設計的截流戧堤軸線上；裹頭水位測量必須保證具有國家水位觀測規(guī)范規(guī)定的水位觀測精度。4、實施難度大。比如水位測量，一般江河上觀測并不復雜，但是在裹頭，由于大幅度的沉降，用傳統(tǒng)方法實施實時觀測的難度就非常大。采用無人立尺方法觀測水位徹底解決了安全問題，但水面線的正確測定和夜間觀測難度大，需要技術上的創(chuàng)新。四、截流戧堤口門區(qū)水文監(jiān)測的實施攔1勵、戧堤形象和滿口門寬測量帝明渠截流期，雷根據(jù)截流施工伙進度及時、準猛確監(jiān)測了上、普下游截流戧堤悲形象和口門寬村。利用高精帆度饑Trimbl丟e560火1擋型激光全站儀繞所具有的免棱瞇鏡測程可達對400m僚、測距精度蝴5mm灑+3pp磁m霸、測角精度杰的特點，無接翠觸式測出裹頭鵝的形象；使用截EPS圣成圖軟件的計黃算和編繪功能斯，實時繪制戧保堤三維形象。丘根據(jù)截流戧堤溪設計軸線，計晴算出與堤頂和沸水邊兩條輪廊帝線交叉點的坐稻標，解算口門題寬和水面寬。縫具有實時監(jiān)測銅裹頭進占對態(tài)勢和進占幅畢度，對裹頭進替占過程形象實瘦現(xiàn)直觀的圖解嘴和精確的數(shù)字泡成果的特點。洗2地、裹頭水位接犬測離截流戧堤裹頭明水位是標定上且下游截流戧堤育分擔落差的重吩要指標之一，紫要求準確、及惑時。利用經緯伏儀接測水位，特本是一項成熟粥的測量方法。竭但是在不同的高測量環(huán)境中，輕應根據(jù)工作實哀際，采取一些招技術創(chuàng)新措施椅。在截流戧堤趟裹頭水位測量誕工作中，根據(jù)挺工作實際，為標保證觀測精度滋，采取了如下苦辦法：擦①徹慢垂直角和距離蜓異步觀測蓮在水位監(jiān)測過郊程中，理論上叼應準確確定水春位監(jiān)測目標位慶置，準確測量亭待測目標的垂內直角、距離等菌要素。但在實沖際工作中，水今邊線因為波浪脆起伏是潮濕的免，會影響到激北光全站儀的測征距。所以在實埋際工作中，采投取了垂直角和趟距離異步觀測靈。方法如下：彎確定水位監(jiān)測槳目標位置后，疾準確測取垂直脫角，至宵少透2弟測回數(shù)。微移陪測距目標（盡嘗可能貼近目標托位置）測取距媽離。計算目標肢位置的三維坐照標，并使縱用建EP嫩S情成圖系統(tǒng)準確肺標注入戧堤形蒸象。欄下面對因垂直隊角和距離異步拉觀測對水位接今測帶來的誤差撿作簡要分析：武解析法接測水見位的計算公式沿為：士臟誕惑（膛1母）答其中涼，手Z糊—弦—行測點高程吸H伴—炮—瑞儀器站視線高倆，儀器站高程瞎與儀器高之和另。測站點高程狡由四等以上水運準或電磁波導羨線測量。儀器堆高由鋼卷尺量嶼取，精確到礙1mm季?！祉斁喽街`—頌球氣差改正值謝，勁K稻指大氣折光系刊數(shù)染，筐R鈔指地球半徑。來在距離一定的安情況下，是一逗個相對固定的玉值。指郊—壇—他垂直角指標差普孩由式（脫1楊）可以看出，耽水位接測的精慢度主要取決于嘩垂直角觀測精喬度和測距精度秀。利用經緯儀發(fā)接測水位，是臭一項已經成熟鳴的測量方法，橡其精度在此不滿作討論。在采聽用垂直角和距杠離異步觀測的部條件下，實際煤意味著測距誤唯差的增大，對遠此，有必要作桐進一步論證。媽對式富（裙1障）微分并轉換忍為中誤差公式療，有描兄蕩弟槐攻（禽2請）乞式（誦2萄）中，尚

=206賽265根諷構可看作儀器測晨距標稱誤差，桃即慕5mm醫(yī)+3ppm根是經緯儀垂直匹角測量誤差，賠在工作中，采斗用了鋪級全站儀。經灘過阻2債測回正倒鏡觀疏測，指標差一哪般控制在墓以內，測回差牢一般控制在惕以內，打可認為為是。模采用垂直角和青距離異步觀測偷時，垂直角觀探測是準確的。傻當觀測距離控樣制在憲400m趴以內時，距離雜的測量誤差對容水位接測精度板影響可由促表庸1東粗略反映：針表遞1

捕距離觀測誤差啊對水位接測精檢度影響統(tǒng)計表禁天頂距

訴（度）桑距離

鎖（來m蕩）霧距離觀測誤差軋（殖m蜻）剃水位接測

遙精度轎(廢cm)劑天頂距

倉（度）困距離

歲（剛m營）倍距離觀測誤差梢（箱m巖）印水位接測精度翅(誦cm)缺100黨400托0.10沸1.77記95城400彩0.10零0.95日

桃

竿0.15龍2.62厚

西

摸0.20麻1.82遺

竊

嚴0.20緊3.48恩

壤

涂0.30賄2.70黑

輩350植0.10僻1.76析

全350濕0.10菊0.94攻

晉

奉0.15講2.62瞞

柳

沈0.20先1.81自

容

義0.20筑3.48陰

業(yè)

據(jù)0.30臺2.70獅97嚴400煎0.10業(yè)1.27押92覆400秋0.10秧0.48趣

亭

鐵0.15坦1.87害

綿

洞0.30碌1.09寄

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落0.50事1.77我

滅350紹0.10蜜1.26懶

窗350泊0.10脖0.46汁

襪

蕩0.15禮1.86狂

敢

例0.30把1.08四

輔

圍0.20毒2.46魂

劈

復0.50炒1.76虧在實際工作中紀，垂直角一般緣控制慨在浙2~凝3淘度，當距離觀癥測誤差控制在屋0.牛3貨米臨以內時，異步鉆觀測對測量精幅度的影響可以下控制在穩(wěn)1cm厲左右?？梢詽M緊足測量精度需猛要。②多點觀測輛在水位接測中灑，對水邊線的款判斷也是誤差雜來源之一。為沫了減少這種誤自差，消除照準美誤差，采用多爆點觀測取平均學值，是有效的洪辦法。淺③豆靈波浪影響的消特除翠船只的航行和吹裹頭投料，都水可以產生波浪律，影響水面線饑的確定，波浪晨也是水位誤差憶來源之一。為染確保水位監(jiān)測復精度，采取適稍當提前和延遲寸監(jiān)測和一定時糠段內連續(xù)觀測尿的辦法來消除屋波浪的影響。靜為了確保觀測布工作的質量，鹿在工作開展前割采用以上方法式與水尺觀測進匪行了比測工作盲，比測結果表粥明，激光全站北儀的接測精度讀是值得信賴的斷。趁表堤2

東激光全站儀接午測水位與水尺湖觀測比測成果姿表過序號均激光全站儀接夜測允(吊m)騙水尺觀測君(鏈m)臘差值嬌(薦m)呆1壘67.28娃67.26狼0.02漢2訊67.26錦67.25壩0.01蹲3納67.23孤67.24斃-0.01耀4練67.22戀67.22喇0絲5定67.24賣67.23矩0.01汪6獲67.26牙67.24稀0.02灣7辜67.23么67.25膽-0.02即8知67.25唉67.24悄0.01袋9瘦67.22樸67.25課-0.03派10甘67.23此67.24撥-0.01劈中誤差謊0.017材3玩、監(jiān)測成果的蓋整理與傳輸甩截流水文監(jiān)測模直接服務于截班流施工、監(jiān)理崇和管理決策，沙要求具有很高諒的時效性。利溜用替EP艙S碌成圖系統(tǒng)輸出云的監(jiān)測成果，蘇實時計算、繪舌圖、修正和合芝理性檢查，把鄉(xiāng)實測的數(shù)據(jù)經數(shù)專用數(shù)據(jù)處理銅軟件處理后，趴使用數(shù)據(jù)傳輸輕軟件和太平洋崇數(shù)據(jù)鏈傳輸至仁水文監(jiān)測數(shù)據(jù)游網(wǎng)絡中心上網(wǎng)容公布或以其它理方式傳至水文導信息用戶。五、結語粒經過實踐檢驗梁，激光全站儀召配峽合播EP瓶S割成圖測繪系統(tǒng)工在三峽工程明光渠截流水文測戒報中的應用是廣成功的。圓滿哨完成了任務，釣收集到了寶貴棒的水文資料，火對截流施工的富順利進行提供芒了旅有力的保障，饑充分發(fā)揮了水職文工鎖作盯“工尖雙兵深”飛和斜“堪耳林目精”辯的作用，為后保續(xù)的分析和科案研工作打下了憂基礎。炭與傳統(tǒng)的測量達方法相比，激淺光全站儀配亂合絡EP葬S貸成圖測繪系統(tǒng)額在以下幾方面?zhèn)}表現(xiàn)出明顯的慘優(yōu)勢：受1礙、僵確保人員安全范該套系統(tǒng)成功輝運用，實現(xiàn)了煮無接觸方式監(jiān)罰測，徹底消除予了裹頭垮塌、鍛施工機械等因武素對測量人員楚的威脅，確保腳了測量人員的橋安全?，F(xiàn)代科旁學技術的發(fā)展捕為安全生產提找供了有力的?？孔C。低2丙、帥觀測精度得以管提高阿北激光全站儀的拿應用使單點測僅量精度有了保騎障，廁EPS勻成圖軟件使成母圖過程中的展蘆點、勾線等繪依圖誤差基本消遺除，提高了測庫量成果精度?？险麄€測繪系統(tǒng)同的應用，基本壓可以消除人為離操作產生的錯斗誤和誤差。成鬼果質量在整體利上上了一個新蕉臺階。陜3毀、肥提高了工作效滾率姑經無人立尺測量縮方法的實現(xiàn)，梅避開了裹頭垮漏塌、施工機械玉等不利因素對按測量速度的影李響，倆EP玻S損成圖軟件的使福用免去了計算錦、繪圖等傳統(tǒng)特的手工工作中門必不可少的環(huán)護節(jié)，便于監(jiān)測未成果的合理性招檢查；配套的其程序實現(xiàn)了成蘆果表的自動生霞成和