硬殼壩在洙盤二座水毀大壩修復(fù)中的應(yīng)用

一、前言明渠截流水文監(jiān)測(cè)是明渠截流系統(tǒng)工程的保障服務(wù)系統(tǒng)，主要為截流施工進(jìn)占戧堤的穩(wěn)定性、截流河段總落差及上下游戧堤分擔(dān)落差的分配、龍口流速及其分布對(duì)拋投物的影響提供動(dòng)態(tài)水文和水力學(xué)實(shí)時(shí)信息，同時(shí)為二期圍堰拆除區(qū)的水下形象及對(duì)導(dǎo)流底孔分流能力的影響等進(jìn)行全面系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，掌握截流全過(guò)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(shè)計(jì)優(yōu)化、實(shí)體模型跟蹤試驗(yàn)、水文預(yù)報(bào)、水文及水力學(xué)計(jì)算、科學(xué)研究、截流施工監(jiān)理及管理決策提供準(zhǔn)確可靠的水文信息?？陂T區(qū)的水文監(jiān)測(cè)是截流水文監(jiān)測(cè)重要的組成部分。截流是以戧堤的不斷推進(jìn)、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(guān)系到截流施工進(jìn)展的關(guān)鍵因素之一，對(duì)資料的準(zhǔn)確性、時(shí)效性要求極高。同時(shí)口門區(qū)的水文監(jiān)測(cè)受到截流戧堤進(jìn)占施工的直接影響，安全風(fēng)險(xiǎn)較大。因此，口門區(qū)的水文監(jiān)測(cè)既是水文監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)，也是水文監(jiān)測(cè)的難點(diǎn)。在三峽工程導(dǎo)流明渠截流水文測(cè)報(bào)工作中，口門區(qū)水文監(jiān)測(cè)主要包括實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)截流戧堤口門寬、裹頭形象和裹頭水位測(cè)量等工作任務(wù)。為了及時(shí)、準(zhǔn)確、安全地實(shí)施口門水文監(jiān)測(cè)任務(wù)，使用了激光全站儀配合EPS成圖測(cè)繪系統(tǒng)。二、測(cè)繪系統(tǒng)組成及特點(diǎn)測(cè)繪系統(tǒng)由激光全站儀、EPS成圖軟件、計(jì)算機(jī)及數(shù)據(jù)處理與傳輸部分組成。激光全站儀是新一代測(cè)量?jī)x器，集測(cè)距、測(cè)角于一身，并且在有人立尺和無(wú)人立尺狀態(tài)下均可有效使用，在實(shí)際工作中比較靈活。EPS成圖軟件，可以方便地進(jìn)行展點(diǎn)、連線、編繪、計(jì)算等功能。數(shù)據(jù)處理與傳輸主要將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、圖像傳輸至下一層使用者。該套系統(tǒng)的使用，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人立尺狀態(tài)下測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)、高程等信息的自動(dòng)采集、處理和形成電子數(shù)字地形圖，準(zhǔn)確、清晰地監(jiān)控截流戧堤的進(jìn)占狀態(tài)、形象和其他實(shí)時(shí)水文信息，從而有效地指導(dǎo)截流施工和水文測(cè)報(bào)工作。在三峽工程明渠截流水文測(cè)測(cè)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(cè)的特點(diǎn)與一般地區(qū)的測(cè)量相比，截流期間的口門水文監(jiān)測(cè)有其特殊環(huán)境和特殊要求。監(jiān)測(cè)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(jìn)占”方式，隨著截流施工進(jìn)占，戧堤的形象和裹頭位置不斷變化。監(jiān)測(cè)點(diǎn)必須隨著戧堤進(jìn)占而實(shí)施跟蹤監(jiān)測(cè)。這使得傳統(tǒng)的水尺觀測(cè)無(wú)法實(shí)現(xiàn)。2、由于口門寬的不斷縮窄，口門區(qū)流速增大，水流對(duì)戧堤的沖刷非常劇烈，對(duì)于不斷推進(jìn)的裹頭來(lái)說(shuō)，邊坡?tīng)顩r不穩(wěn)定，時(shí)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(cè)人員很難接近戧堤水邊。3、截流進(jìn)占的施工強(qiáng)度極大，不允許監(jiān)測(cè)人員在施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)甚至停留。在技術(shù)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(shù)要求高，對(duì)口門水文監(jiān)測(cè)提出了更高的要求：1、觀測(cè)的連續(xù)性。水文要素監(jiān)測(cè)必須連續(xù)進(jìn)行，不能間斷。保障截流施工、監(jiān)理和管理決策對(duì)水文信息的需要。2、觀測(cè)的實(shí)時(shí)性和突然性。截流施工受長(zhǎng)江來(lái)水、環(huán)保、氣象等因素影響和其它相關(guān)工程的制約，特別是為保證長(zhǎng)江不斷航，根據(jù)具體實(shí)際情況，施工進(jìn)度安排時(shí)常作較大調(diào)整。水文監(jiān)測(cè)也相應(yīng)調(diào)整，時(shí)常出現(xiàn)高密度、高強(qiáng)度實(shí)時(shí)測(cè)報(bào)的監(jiān)測(cè)過(guò)程。3、技術(shù)要求高。口門寬和水面寬測(cè)量，要求必須嚴(yán)格控制在設(shè)計(jì)的截流戧堤軸線上；裹頭水位測(cè)量必須保證具有國(guó)家水位觀測(cè)規(guī)范規(guī)定的水位觀測(cè)精度。4、實(shí)施難度大。比如水位測(cè)量，一般江河上觀測(cè)并不復(fù)雜，但是在裹頭，由于大幅度的沉降，用傳統(tǒng)方法實(shí)施實(shí)時(shí)觀測(cè)的難度就非常大。采用無(wú)人立尺方法觀測(cè)水位徹底解決了安全問(wèn)題，但水面線的正確測(cè)定和夜間觀測(cè)難度大，需要技術(shù)上的創(chuàng)新。竹四、截流根戧堤口門火區(qū)水文監(jiān)賺測(cè)的實(shí)施播1峰、戧堤形裙象和口門圍寬測(cè)量絮明渠截流泥期，根據(jù)村截流施工彼進(jìn)度及時(shí)雞、準(zhǔn)確監(jiān)撲測(cè)了上、鑰下游截流紐戧堤形象象和口門寬嗓。利用高史精售度恨Trim柳ble役560繩1改型激光全蹈站儀所具拾有的免棱閥鏡測(cè)程可桿達(dá)勉400互m于、測(cè)距精怠度佳5mm+絹3pp此m悟、測(cè)角精口度豐的特點(diǎn)，灘無(wú)接觸式階測(cè)出裹頭丹的形象；課使用犯EPS隊(duì)成圖軟件噴的計(jì)算和宣編繪功能鞋，實(shí)時(shí)繪構(gòu)制戧堤三苦維形象。拾根據(jù)截流扔戧堤設(shè)計(jì)音軸線，計(jì)老算出與堤野頂和水邊梯兩條輪廊拍線交叉點(diǎn)宏的坐標(biāo)，射解算口門夫?qū)捄退尜t寬。具有慰實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)燦裹頭進(jìn)占彎態(tài)勢(shì)和進(jìn)勝占幅度，究對(duì)裹頭進(jìn)色占過(guò)程形登象實(shí)現(xiàn)直已觀的圖解饞和精確的旁數(shù)字成果危的特點(diǎn)。薦2援、裹頭水楊位接測(cè)驚截流戧堤耀裹頭水位賓是標(biāo)定上健下游截流超戧堤分擔(dān)慶落差的重刊要指標(biāo)之犧一，要求浩準(zhǔn)確、及奇時(shí)。利用床經(jīng)緯儀接貞測(cè)水位，奧本是一項(xiàng)貴成熟的測(cè)獅量方法。違但是在不焰同的測(cè)量詞環(huán)境中，科應(yīng)根據(jù)工娃作實(shí)際，很采取一些答技術(shù)創(chuàng)新鳥措施。在竭截流戧堤貝裹頭水位親測(cè)量工作泰中，根據(jù)林工作實(shí)際習(xí)，為保證次觀測(cè)精度皺，采取了筍如下辦法虧：另①樸掠垂直角和藏距離異步攀觀測(cè)場(chǎng)在水位監(jiān)幟測(cè)過(guò)程中枯，理論上角應(yīng)準(zhǔn)確確元定水位監(jiān)僅測(cè)目標(biāo)位湖置，準(zhǔn)確究測(cè)量待測(cè)綱目標(biāo)的垂氏直角、距辨離等要素再。但在實(shí)峽際工作中譯，水邊線私因?yàn)椴ɡ隧斊鸱浅泵顫竦?，?huì)揭影響到激淘光全站儀兆的測(cè)距。短所以在實(shí)撈際工作中獨(dú)，采取了示垂直角和蘭距離異步角觀測(cè)。方性法如下：寄確定水位朋監(jiān)測(cè)目標(biāo)腸位置后，泊準(zhǔn)確測(cè)取迷垂直角，沈至槍少幕2膠測(cè)回?cái)?shù)。評(píng)微移測(cè)距船目標(biāo)（盡疾可能貼近耽目標(biāo)位置端）測(cè)取距籌離。計(jì)算密目標(biāo)位置絡(luò)的三維坐陵標(biāo)，并使扯用賞EP謝S絕成圖系統(tǒng)遷準(zhǔn)確標(biāo)注紀(jì)入戧堤形項(xiàng)象。艱下面對(duì)因毯垂直角和超距離異步辣觀測(cè)對(duì)水牙位接測(cè)帶絨來(lái)的誤差寒作簡(jiǎn)要分轉(zhuǎn)析：勻解析法接缺測(cè)水位的民計(jì)算公式姿為：（1）衫其中雷，湖Z塔—北—汗測(cè)點(diǎn)高程率H江—擇—咸儀器站視趙線高，儀吊器站高程鉆與儀器高普之和。測(cè)聽(tīng)站點(diǎn)高程季由四等以愿上水準(zhǔn)或用電磁波導(dǎo)稿線測(cè)量。忠儀器高由誤鋼卷尺量休取，精確摸到絡(luò)1m侄m融。挖—娃—委天頂距么—捷—竿球氣差改耗正值糟，咬K擺指大氣折舌光系數(shù)扶，正R貢指地球半圾徑。在距籍離一定的委情況下，馬是一個(gè)相僻對(duì)固定的碌值。愈—陵—醒垂直角指劇標(biāo)差粉由式（膝1遣）可以看乓出，水位擴(kuò)接測(cè)的精贈(zèng)度主要取用決于垂直延角觀測(cè)精塌度和測(cè)距嗓精度。利憤用經(jīng)緯儀呢接測(cè)水位沖，是一項(xiàng)夾已經(jīng)成熟像的測(cè)量方營(yíng)法，其精籮度在此不話作討論。公在采用垂過(guò)直角和距粉離異步觀型測(cè)的條件笑下，實(shí)際淹意味著測(cè)慎距誤差的虧增大，對(duì)辛此，有必龜要作進(jìn)一隊(duì)步論證。萍對(duì)式銳（勇1錯(cuò)）微分并郊轉(zhuǎn)換為中扒誤差公式名，有耗

翁

曉

徑

令（刮2旋）鉗式（輸2幻）中，末

=2鋤0626扎5內(nèi)可看作儀掌器測(cè)距標(biāo)奪稱誤差，駁即渡5mm+客3ppm希是經(jīng)緯儀鍋垂直角測(cè)閘量誤差，盡在工作中籌，采用了稈級(jí)全站儀恢。經(jīng)過(guò)遞2幻測(cè)回正倒嘗鏡觀測(cè)，輩指標(biāo)差一遞般控制在感以內(nèi)，測(cè)液回差一般路控制在妨以內(nèi)，沖可認(rèn)為為濾。轉(zhuǎn)采用垂直選角和距離細(xì)異步觀測(cè)哀時(shí)，垂直纏角觀測(cè)是音準(zhǔn)確的。嘆當(dāng)觀測(cè)距傭離控制屠在述400蘭m昂以內(nèi)時(shí)，山距離的測(cè)令量誤差對(duì)辦水位接測(cè)合精度影響節(jié)可由頓表報(bào)1庫(kù)粗略反映相：送表傳1

箱距離觀測(cè)他誤差對(duì)水憤位接測(cè)精蕉度影響統(tǒng)餃計(jì)表溜天頂距（蛛度）側(cè)距離（堤m有）并距離觀測(cè)賽誤差（澇m糠）駱?biāo)唤訙y(cè)冠精度范(坊cm)銷天頂距（坡度）門距離（屯m穗）豈距離觀測(cè)純誤差（隆m虛）急水位接測(cè)魔精度膊(門cm)初100騰400庭0.10抵1.77遭95晶400束0.10還0.95陳

檔

至0.15委2.62錘

沒(méi)

瞧0.20疑1.82幸

竄

投0.20燦3.48扎

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韻0.30仁2.70膝

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夢(mèng)0.15頸2.62錄

蒙

陸0.20洲1.81紗

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元0.20護(hù)3.48隙

宵

西0.30性2.70搜97質(zhì)400魯0.10危1.27唱92銀400鉤0.10褲0.48耀

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易0.15禾1.87禍

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倆0.30浮1.09梅

熔

曉0.20王2.48殊

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胞0.50牽1.77津

推350鏡0.10輔1.26駕

屑350農(nóng)0.10阻0.46票

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憐0.15凱1.86腔

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秋0.30心1.08使

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綢0.20熊2.46追

抄

葵0.50何1.76責(zé)在實(shí)際工潛作中，垂繼直角一般贊控制嫂在繭2~服3妨度，當(dāng)距有離觀測(cè)誤基差控制牢在勤0.澇3堡米以內(nèi)時(shí)成，異步觀討測(cè)對(duì)測(cè)量陳精度的影稍響可以控餅制繼在僅1c歷m光左右?？蓾娨詽M足測(cè)鞠量精度需菠要。抬②嫩釀多點(diǎn)觀測(cè)罷在水位接唯測(cè)中，對(duì)捎水邊線的桂判斷也是甜誤差來(lái)源駁之一。為墨了減少這趟種誤差，天消除照準(zhǔn)鬧誤差，采洗用多點(diǎn)觀夕測(cè)取平均必值，是有俊效的辦法肥。梯③陪良波浪影響泳的消除吹船只的航悶行和裹頭耳投料，都籍可以產(chǎn)生蜓波浪，影居響水面線汗的確定，盜波浪也是擴(kuò)水位誤差鏟來(lái)源之一多。為確保麻水位監(jiān)測(cè)乞精度，采屢取適當(dāng)提龍前和延遲超監(jiān)測(cè)和一潤(rùn)定時(shí)段內(nèi)鎮(zhèn)連續(xù)觀測(cè)吸的辦法來(lái)悟消除波浪漲的影響。連為了確保懇觀測(cè)工作汪的質(zhì)量，護(hù)在工作開(kāi)資展前采用娛以上方法妥與水尺觀供測(cè)進(jìn)行了死比測(cè)工作罪，比測(cè)結(jié)鏈果表明，套激光全站禽儀的接測(cè)獵精度是值態(tài)得信賴的灣?？帽砼?

之

怒激光全站柿儀接測(cè)水縣位與水尺荒觀測(cè)比測(cè)客成果表裝序號(hào)予激光全站璃儀接測(cè)前(物m)冠水尺觀測(cè)奧(尼m)漿差值固(零m)五1廈67.2商8抱67.2性6沙0.02方2芝67.2魚6在67.2高5尊0.01糖3突67.2括3獸67.2煩4珠-0.0砌1僵4濱67.2擁2歇67.2第2允0嚇5助67.2冶4鋒67.2哥3雹0.01復(fù)6葉67.2耍6抽67.2皆4桃0.02型7漲67.2持3猾67.2甚5息-0.0海2營(yíng)8神67.2津5跡67.2殃4歪0.01占9阿67.2甲2紡67.2廟5鄉(xiāng)-0.0圾3摘10齊67.2腎3鵝67.2下4押-0.0喉1堪中誤差販0.01癥7肺3疏、監(jiān)測(cè)成配果的整理桌與傳輸匪截流水文緩監(jiān)測(cè)直接科服務(wù)于截囑流施工、才監(jiān)理和管劫理決策，撒要求具有壓很高的時(shí)循效性。利梢用腔EP鍵S襖成圖系統(tǒng)私輸出的監(jiān)問(wèn)測(cè)成果，餃實(shí)時(shí)計(jì)算薦、繪圖、滾修正和合左理性檢查俘，把實(shí)測(cè)面的數(shù)據(jù)經(jīng)準(zhǔn)專用數(shù)據(jù)躍處理軟件尋處理后，箭使用數(shù)據(jù)玉傳輸軟件灰和太平洋衫數(shù)據(jù)鏈傳驢輸至水文艇監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)掙網(wǎng)絡(luò)中心兔上網(wǎng)公布會(huì)或以其它澤方式傳至賠水文信息溝用戶。五、結(jié)語(yǔ)傳經(jīng)過(guò)實(shí)踐編檢驗(yàn)，激呢光全站儀偉配藏合揚(yáng)EP艇S鐮成圖測(cè)繪鉛系統(tǒng)在三去峽工程明鵲渠截流水襲文測(cè)報(bào)中寸的應(yīng)用是以成功的。墻圓滿完成盼了任務(wù)，產(chǎn)收集到了于寶貴的水驚文資料，蠶對(duì)截流施灶工的順利碎進(jìn)行提供祝了寧有力的保齡障，充分底發(fā)揮了水據(jù)文工姜作間“情尖欣兵絮”徹和序“脅耳淚目艇”典的作用，面為后續(xù)的散分析和科吹研工作打盆下了基礎(chǔ)搖。護(hù)與傳統(tǒng)的贏測(cè)量方法井相比，激渠光全站儀躬配駱合責(zé)EP輔S容成圖測(cè)繪受系統(tǒng)在以挺下幾方面隙表現(xiàn)出明壘顯的優(yōu)勢(shì)暈：亦1砌、木確保人員掀安全怠該套系統(tǒng)慎成功運(yùn)用千，實(shí)現(xiàn)了堆無(wú)接觸方患式監(jiān)測(cè)，桶徹底消除淋了裹頭垮移塌、施工沸機(jī)械等因駱?biāo)貙?duì)測(cè)量匙人員的威完脅，確保劃了測(cè)量人納員的安全贏?，F(xiàn)代科珠學(xué)技術(shù)的畝發(fā)展為安抬全生產(chǎn)提倆供了有力輪的保證。漸2違、鵝觀測(cè)精度遇得以提高惱激光全站庫(kù)儀的應(yīng)用勢(shì)使單點(diǎn)測(cè)于量精度有縫了保障，剛EPS宿成圖軟件嚷使成圖過(guò)侍程中的展縣點(diǎn)、勾線百等繪圖誤勤差基本消翻除，提高勢(shì)了測(cè)量成痛果精度。腎整個(gè)測(cè)繪廣系統(tǒng)的應(yīng)膨用，基本音可以消除務(wù)人為操作死產(chǎn)生的錯(cuò)喜誤和誤差倡。成果質(zhì)乏量在整體皮上上了一北個(gè)新臺(tái)階撓。舍3辟、托提高了工能作效率冒無(wú)人立尺桌測(cè)量方法筆的實(shí)現(xiàn)，衡避開(kāi)了裹威頭垮塌、桿施工機(jī)械臥等不利因盤素對(duì)測(cè)量召速度的影合響，憂EP鞭S壞成圖軟件掛的使用免院去了計(jì)算屈、繪圖等從傳統(tǒng)的手尸工工作中固必不可少錦的環(huán)節(jié)，廁便于監(jiān)測(cè)猛成果的合竟理性檢查微；配套的磚程序?qū)崿F(xiàn)班了成果表疤的自動(dòng)生疫成和數(shù)據(jù)低遠(yuǎn)傳