溪洛渡水电站泄洪洞开挖施工测量技术

第４０卷第６期２００９年３月　　人　民　长　江Ｙａｎｇｔｚｅ　Ｒｉｖｅｒ　　Ｖｏｌ．４０，Ｎｏ．６Ｍａｒ．，２００９收稿日期：２００９－０１－１５作者简介：祝细根，男，武警水电第六支队，高级工程师。　　文章编号：１００１－４１７９（２００９）０６－００７５－０２溪洛渡水电站泄洪洞开挖施工测量技术祝细根（武警水电第六支队，湖北宜昌４４３１３３）摘要：右岸泄洪洞建筑物由３、４号泄洪洞组成，２条泄洪隧洞均为有压接无压，洞内龙落尾型式；３、４号泄洪洞轴线平行布置，中心间距为５０．００ｍ，３号泄洪洞长１４３３．５４９ｍ，４号泄洪洞长１６３３．６１１ｍ。由于泄洪洞型变化复杂，对施工测量要求较高。从控制测量、施工放样测量、断面验收测量等几个方面，介绍洞室开挖测量方法，以有效控制开挖质量，提高经济效益。关　键　词：泄洪洞；施工测量；测量技术；溪洛渡水电站中图分类号：ＴＶ５　　　文献标识码：Ａ１　概述溪洛渡水电站右岸泄洪洞建筑物由３、４号泄洪洞组成，２条泄洪隧洞均为有压接无压，洞内龙落尾型式。泄洪洞由进水塔、有压洞段、地下工作闸门室、无压洞段、龙落尾段和出口挑坎等组成。右岸３、４号泄洪洞轴线平行布置，中心间距为５０．００ｍ，隧洞全长分别为１４３３．５４９、１６３３．６１１ｍ，２条泄洪洞均在有压洞段平面转弯。进口置于大坝与厂房进水口之间，为岸塔式结构，进水塔后接有压隧洞。有压隧洞由直段和弯段组成，混凝土衬砌后洞径１５．００ｍ，末端为２５．００ｍ长圆变方连接段，由洞径１５ｍ的圆形洞渐变至１２ｍ×１４ｍ（宽×高）的城门形洞，后接弧形工作闸门室，闸门孔口尺寸１４ｍ×１２ｍ（宽×高），闸室纵向长２５ｍ，底板为平坡。启闭机室下游侧闸门后设置与大气相通的通气洞。相邻两条泄洪洞的工作闸门控制室以交通洞连接，闸室交通洞与右岸的进厂交通洞相连。工作闸门控制室宽为１６ｍ，闸室后接无压隧洞段。无压隧洞段由上直坡段、奥奇曲线段、斜坡连接段、反弧曲线段以及下直坡段等组成，无压洞混凝土衬砌后断面尺寸为１４ｍ×１９ｍ（宽×高），断面形式为圆拱直墙型。在奥奇曲线段的起始段设置有与大气相通的补气洞；在反弧段与下直坡段交接处设置一道突跌式掺气坎，跌坎高度１．５ｍ，下直坡段底坡ｉ＝０．０８，出口通过明渠段与挑流鼻坎相接。由于泄洪洞洞型变化复杂，对施工测量要求较高，本文从控制测量、施工放样测量、断面验收测量等几个方面，介绍洞室开挖测量方法。２　控制点加密方案２．１　控制点布设根据３、４号泄洪洞施工组织设计，泄洪洞闸室、泄洪洞出口、下层施工支洞、上层施工支洞开挖分头进行。因此，以大地四边形法分部位加密控制点。考虑测量中心首级控制点的布设情况，在泄洪洞进口部位埋设ＷＪＸ０１、ＷＪＸ０２控制点，在大坝高线混凝土系统交通洞出口、３号补气洞出口埋设ＷＪＸ０３、ＷＪ０４控制点，在上、下施工支洞进口埋设ＷＪＸ０５、ＷＪＸ０６控制点，泄洪洞出口埋设ＷＪＸ０７、ＷＪＸ０８控制点。加密控制点布置见图１。图１　加密控制点布置２．２　观测仪器及方法（１）观测仪器。加密控制网观测仪器采用莱卡ＴＣＲ１２０２全站仪，仪器标称精度：测角２″，测距２ｍｍ＋２ｐｐｍ。（２）水平角观测方法。角度观测一般采用方向观测法进行。观测６测回。各项限差按《水利水电工程施工测量规范》规定要求执行。（３）天顶距、斜距观测方法。天顶距、斜距观测前，使用温度气压计读取测站温度、气压值，将温度、气压值输入仪器，由仪器自动进行气象改正；天顶距观测３测回，距离往返观测各３测回。各项限差满足《水利水电工程施工测量规范》要求。　　人　民　长　江２００９年　２．３地下洞室基本导线点的埋设光电测距基本导线沿洞壁两壁布设，主要拐角点埋设观测墩或插入洞壁的金属观测架。导线边长在直线地段１５０ｍ左右；曲线地段不宜短于７０ｍ。３　地下开挖工程贯通测量方案３．１　地面控制测量与洞室导线测量误差分配地面控制测量与洞室导线测量误差分配按表１的原则分配。表１　贯通中误差分配原则相向开挖长度（含支洞在内）／ｋｍ中误差／ｍｍ横向纵向竖向洞外洞内贯通面洞外洞内贯通面洞外洞内贯通面＜５±３０±４０±５０±３０±４０±５０±１５±２０±２５注：本工程相向开挖长度均小于５ｋｍ。３．２　施测方法贯通误差采用精密导线法测定。施测时，在贯通面附近定一临时点，由进测的两方向分别测量该点的坐标，所得的闭合差分别投影至贯通面及其垂直的方向上，得出实际的横向和纵向贯通误差。３．３　贯通误差预估以相向开挖贯通最长的４号导流洞进口至下层施工支洞为例估算洞内贯通误差。４号导流洞进口至下层施工支洞洞内导线布置见图２，依据《水电水利工程施工测量规范》（ＤＬ／Ｔ５１７３－２００３）附录Ｋ的贯通误差估算方法，在图２上量取Ｒｘｉ、ｄｙｉ，列于表２。图２　洞内导线布置表２　Ｒｘｉ、ｄｙｉ计算点号Ｒｘｉｄｙｉ点号Ｒｘｉｄｙｉ点号Ｒｘｉｄｙｉ０３１０６６０４２８０２８０８０８１３６０５８０５２００１５０１′１５０８２４２５５５０６１６０１５０２′３００８３３４０４２０７８５６００′４５０８取ｍｌ／Ｌ＝１／３５０００、ｍβ＝±２．５″、ｎ＝２，由表２计算出Ｒｘ２＝９８８１５０，ｄｙ２＝１３７８１５６，ｍｙβ＝±０．０１２ｍ；ｍｙＬ＝±０．０３３５ｍ；Ｍｙ′＝±０．０２５２ｍ。４号泄洪洞上层于２００８年６月７日贯通，横向贯通误差１２ｍｍ，纵向贯通误差３ｍｍ，竖向贯通误差２６ｍｍ，３号泄洪洞上层于２００８年６月１０日贯通，横向贯通误差２８ｍｍ，纵向贯通误差１ｍｍ，竖向贯通误差５ｍｍ，满足规范要求。４　施工放样方法及精度预估４．１　洞室开挖放样方法施工放样坐标系采用施工坐标系，一般将工区坐标系换算为以洞轴线为Ｘ轴，以０＋０００桩号为起点的施工坐标系。现场测量放样方法如下。（１）在控制点上架设全站仪并对中整平，初始化后检查仪器设置，气温、气压、棱镜常数；输入（调入）测站点的三维坐标，量取并输入仪器高，输入（调入）后视点坐标，照准后视点进行后视。在后视点上架设棱镜，输入棱镜高，测量后视点的坐标和高程并与已知数据检核。（２）瞄准另一控制点，检查方位角。（３）采用无棱镜反射测出开挖掌子面某一点的坐标，放样顶拱轮廓线时，将该坐标输入计算器计算该点与圆心的距离，若该距离与设计半径的差值大于放样误差，则转动全站仪的水平和竖直微动螺旋，直至差值小于２ｃｍ。放样侧墙轮廓线时，将该坐标的Ｙ值与设计值比较，若差值大于放样误差，则转动全站仪的水平和竖直微动螺旋，直至差值小于２ｃｍ。（４）重复（３）的过程，放样出该测站上的所有待放样点，放样点的密度根据爆破设计图上周边孔间距而定。（５）为控制钻孔方向，放样出顶拱、起拱点的方向点。（６）全部放样点放样完毕后，随机抽检规定数量的放样点并记录，其差值应不大于放样点的允许偏差值。（７）作业结束后，观测员检查记录计算资料并签字。（８）测量放样负责人逐一将标注数据与记录结果比对，同时检查点位间的几何尺寸关系及与有关结构边线的相对关系尺寸并记录，以验证标注数据和所放样点位无误。（９）填写测量放样成果交样单。４．２　精度预估依据《水电水利工程施工测量规范》（ＤＬ／Ｔ５１７３－２００３）附录Ｈ测站点的精度估算公式。取ｍｓ＝６ｍｍ，ｍβ＝±６″，ｓ＝５０ｍ，则Ｍｐ＝±０．００６ｍ。４．３　特殊洞段开挖放样方法因３、４号泄洪洞奥奇曲线段、斜坡段、反弧段开挖设计断面为垂直泄洪洞轴线，与铅垂方向存在一个夹角，同一断面的底板点、起拱点、顶拱点为不同的开挖桩号，给施工放样和断面测量带来较大困难。为简化施工放样方法，采取如下方法。（１）采用ＣＡＤ辅助绘图软件绘出龙落尾段三维图形。（２）以２ｍ间距按铅垂方向截取断面图，在断面图上读取放样数据，施工放样时，若所测桩号与截取断面桩号不同，则采用内插的方法计算放样数据，该数据与设计数据最大误差为５．１ｍｍ，满足施工放样误差要求，故可以将奥奇曲线段看作为２ｍ一段的折线连接而成，每一段的坡度不同。（３）采用无棱镜反射测出开挖掌子面某一点的坐标，将该坐标与放样坐标比较，若该坐标与采用放样坐标内插法计算的（下转第９０页）６７