苗家坝施工测量控制网技术总结报告范文.docx
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苗家坝施工测量控制网技术总结报告范文
白龙江苗家坝水电站
施工测量控制网技术总结报告
1概述
1.1工程概述
白龙江苗家坝水电站位于甘肃省文县境内,距下游已建成的碧口水电站31.5km。
苗家坝水电站工程的主要任务是发电。
预可研初拟的低坝方案正常蓄水位为800m,共安装三台80MW水轮发电机组,总装机容量240MW,设计发电量9.07亿kW·h,水库总库容2.68亿m3。
工程规模属二等大
(2)型。
枢纽由拦河砼面板堆石坝(最大坝高114m,趾板置于覆盖层上)、左岸排沙泄洪洞与导流洞采用“龙抬头”形式结合的溢洪洞、引水发电系统及岸边式厂房等组成。
1.2测区概况
苗家坝水电站工程区地理坐标为:
东经105°02′、北纬32°54′,工程范围内现有一条简易公路沿白龙江左岸可以到达施工区,白龙江右岸只有人行小路可以通行,整个工程施工区内没有交通桥,总体交通极为不便。
受甘肃大唐白龙江水电开发有限公司(下称:
业主)的委托,我单位于2007年2月初完成了《白龙江苗家坝水电站施工测量控制网技术设计》,并按业主的要求于2007年2月4日至3月1日完成了选点、造桩等工作。
2007年3月9日再次进点,于2007年3月28日完成了所有外业观测工作。
2测区已有资料及利用情况
2.1测区已有资料情况
2.1.1已有的平面控制网(点)成果资料
为使测量资料具有连贯性,苗家坝水电站施工测量控制网平面控制点起算数据采用2006年1月我大队布设的苗家坝坝址区GPS控制网中的M400、M401两点成果,并与施工测量控制网中的MS06、MS07两点构网完成引测。
2.1.2已有的高程控制网(点)成果资料
为了与前期资料在高程系统方面保持一致,同时也为了与下游已建成的碧口水电站测量资料相衔接,本高程控制网起算点选择国家II等水准点武碧II15-1。
2.1.3测区已有平面及高程控制点成果见表一。
测区已有平面及高程控制点成果表
表一
点名
等级
X(m)
Y(m)
H(m)
备注
M400
Ⅳ等
.885
.309
720.524
起算点
M401
Ⅳ等
.172
.388
716.521
起算点
M404
Ⅳ等
.690
.126
720.214
校核点
M405
Ⅳ等
.465
.397
721.475
校核点
武碧II15-1
II等
731.234
以上资料来源于我大队资料室。
该成果的平面坐标系统为:
1954年北京坐标系;高程系统为:
1956年黄海高程系。
边长投影面高程为750m;未进行高斯投影。
2.2测区已有资料的利用情况
我们对用作平面起算点的控制点进行了校测,具体的校测方案是:
以M404、M405两点为起算点,以M400、M401两点位附合点,采用三联脚架法按四等光电导线的精度进行了校测。
校测结果见表二。
控制点校测成果
表二
项目
方位角闭合差
坐标闭合差
导线全长中误差
Fx(mm)
fy(mm)
校测结果
1.6"
28
20
1/42300
由校核成果来看起算点数据可靠,可以使用。
苗家坝电站测区内现存国家水准点只有一个,所以无法进行已知国家水准点之间的相互校核。
但是为了检校高程起算点的可靠性,在实际工作中联测了平面控制点M401,该点的高程是GPS拟合高程。
校核成果见表三。
水准起算点的校核成果
表三
校核点名
GPS拟合高程(m)
本次水准联测高程(m)
较差
(mm)
备注
M401
716.521
716.525
4.0
校核结果及我们现场对该点的检视表明,国家水准点武碧II15-1点位稳定可靠,可以作为施工测量控制网的高程起算点。
2.3控制网点的精度指标
根据《技术设计》中的有关规定,该控制网的精度指标要求见表四。
控制网精度指标
表四
类别
等级
最弱点点
位中误差
每公里高差中数偶然中误差
每公里高差
中数全中误差
备注
平面控制网
专用三级
±5.0mm
相对起始点
高程控制网
II等
±1.0mm
±2.0mm
2.4平面和高程系统及边长投影面
本次施工测量控制网的平面坐标系统为:
1954年北京坐标系,3°分带的第35度带;高程系统为:
1956年黄海高程系统。
依照《技术设计》本次平面控制网的边长投影面为:
750m高程面,不进行高斯投影。
3平面控制测量
3.1平面控制网的布设
依据《技术设计》,平面控制网的布设由12点组成,详见附图1《白龙江苗家坝水电站施工测量控制网布置图》。
平面控制网网形多由大地四边形、中点多边形相互交织组成。
平面控制网点编号规则为:
点号前冠以字母“MS”,其中“M”表示苗家坝,“S”表示施工测量控制网的意思。
3.1.1平面控制网的选点
平面控制网点布设的位置和密度依据《技术设计》布设方案进行,选点时充分考虑了地基的牢固可靠、便于埋石和施工测量工作,且又能长期保存、使用等情况。
实地选点工作是在设计的基础上进行。
3.1.2平面控制网点的造埋
根据国家《水利水电施工测量规范》中有关平面控制点观测墩建造规格和埋设深度的规定,结合各点位处的地质条件及当地的气候情况,按照《技术设计》中观测墩的建造规格,详见附图2《施工测量控制网平面桩点结构图》,完成了平面控制网点的造埋。
对于平面控制网点,要求有较高的稳定性,按照覆盖层的情况,决定地基处理深度。
有基岩露头的点位,在建造时挖去了表面风化的松动碎石,基座平台高度有时适当调整。
个别桩点先采用钢筋锚固岩基,在此基础上浇筑混凝土观测墩。
观测墩顶面安置强制对中盘,为保证仪器和觇标的置中精度,在观测墩浇筑时,待混凝土凝固适当时再安置强制对中盘,并用管水准气泡反复的检查调整,最终安置的强制对中盘平面倾斜度均小于4′。
3.1.5作业依据
(1)《水利水电工程测量规范》(规划设计阶段)(SL197—97)
水利部、电力工业部1997-08-11发布
(2)《水利水电工程施工测量规范》(SL52—93)
水利部、电力工业部1993-06-25发布
(3)《中、短程光电测距规范》(GB/T16818—1997)
国家技术监督局1997-05-28发布
(4)《国家三角测量规范》(GB/T17942-2000)
国家技术监督局2000-01-03发布
(5)《白龙江苗家坝水电站施工测量控制网技术设计》
西北勘测设计研究院测绘工程大队2007年02月
3.2平面控制网的施测
平面控制网的施测根据《技术设计》的推荐方案进行观测,各项观测限差严格执行《技术设计》中的有关技术要求。
3.2.1测量仪器的型号和标称精度
本次测量工作投入使用的主要仪器见表五。
主要施测仪器
表五
仪器名称
编号
精度指标
生产厂家
TC2003全站仪
±(1mm+1ppm*D),±0.5"
瑞士莱卡公司
3.2.2水平角观测
本次使用的TC2003电子全站仪,在2007年02月经甘肃省测绘产品质量监督检验站检定,其各项性能指标合格,可以投入使用。
平面控制网水平角方向观测的技术要求见表六。
方向观测技术要求
表六
观测方法
测回数
三角形闭合差
测角中误差
方向中误差
全圆方向观测
6
2.5″
0.7″
0.5″
两次读数差
归零差
2c互差
测回差
观测值取位
3″
5″
9″
5″
0.1″
3.2.3距离测量
1)使用的TC2003电子全站仪,在2007年02月鉴定的各项性能指标合格,仪器加、乘常数为:
加常数:
C=0.45mm乘常数:
K=-3.41mm/km
2)边长测量的技术要求见表七。
边长观测技术要求
表七
序号
项目名称
要求
1
观测方法
往返测
2
对中方法
强制对中
3
测回数
4
4
观测时段
往返各1
5
一测回读数次数
3
6
一测回读数互差
ms
7
往返测互差
ms
8
气象元素读数精度
T:
0.2℃;P:
0.5hpa
9
4测回始末气象元素测定互差
T:
1.0℃;P:
1.0hpa
3.3外业观测成果的检验
3.3.1方向观测成果的检验
方向观测成果的检验,采用三角形闭合差统计法,测站平差法和计算极条件自由项法,由计算机一次完成。
结果统计见表八。
三角形闭合差统计
表八
三角形
个数
三角形闭合差
1/3限差内个数
2/3限差内个数
接近限差个数
正号
负号
为零
最大
允许
15
9
6
0
1.8
±2.5
7
5
3
按菲列罗公式计算的测角中误差实测为±0.68″,符合《技术设计》中规定的测角中误差±0.7″的要求。
3.3.2距离测量观测值的检验
距离测量主要进行边长往返测不符值的检验,检验结果见表九。
边长往返测不符值统计表
表九
测边条数
负个数
正个数
零个数
往返测不符值
0~1mm
1~2mm
2~3mm
31
15
15
1
20
8
3
按
ms计算均在限差以内。
由此可知,边长观测不存在系统误差,观测精度良好。
3.4平面控制网的平差
3.4.1边长的改化参数
观测边长改化时使用的主要参数见表十。
边长的改化参数
表十
序号
改化项目
公式及常数
1
气象元素改正
2
加、乘常数改正
3
平距化算(利用水准高差)
4
投影改正(投影到750m高程面)
式中:
P——气压,mb;T——温度,℃;
R——地球平均半径6371km
3.4.2方向系统误差及边长粗差的检验与剔除
外业观测值通过检验后,在平差计算前,还必须进行系统误差和粗差的检验和剔除,以保证控制网平差成果的精度。
3.4.2.1方向系统误差的检验和剔除
方向观测值中系统误差的检验,采用三角形闭合差的符号检验法,本次控制网观测结果中,正闭合差个数为9,负闭合差个数为6,零闭合差个数为0,通过检验得知方向观测值无明显的系统误差。
3.4.2.2边长粗差的检验与剔除
在边长的改化中,已进行了加、乘常数改正,消除了仪器本身的系统性误差,并经运用边长改正数分量法检验,证明边长观测值中无粗差存在,可以参与平面控制网整体平差。
3.4.3边角权的确定
3.4.3.1边角精度匹配问题
按照边角网定权原则,采用方向中误差的先验值ma=±0.5″作为平差计算中的单位权中误差。
边长观测值的中误差,按其标称精度ms=±(1mm+1ppm*D)计算,具体定权如下:
Pi=C/m2a=m2a/m2a=1Ps=C/m2s=m2a/(0.1+1×10-4×S)2
式中:
ma——方向中误差的先验值,取ma=±0.5″
Pi——方向观测值的权;
Ps——边长观测值的权,单位:
秒2/cm2;
ms——测距仪的标称精度,取ms=±(1mm+1ppm*D)。
3.4.3.2边角精度匹配的准则
用横向、纵向误差的比值K=ML=Mq来衡量,K=1时,测角误差与边长误差引起的横向、纵向误差相等,为所谓的边角精度完全匹配,一般情况下,当0.5≤K≤2.0时,边、角精度是匹配的。
3.4.4平差计算
平差计算按附有条件的间接平差法,使用“清华山维”平差软件进行平差,结果良好。
3.4.5精度评定
a.验后方向中误差m0=±0.48″固定误差=±0.96mm
边长比例误差=0.96PPM
b.平差后各点的点位中误差如表11所示。
各点的点位误差分布均匀,说明观测值精度接近,全网整体强度好。
c.控制网中最大点位误差±2.8mm,最大点间误差±2.8mm。
d.平差后边长的最弱边相对中误差为1/。
平差后平面点位的点位中误差统计见表十一。
平面点位误差表
表十一
点名
长轴E(mm)
短轴F(mm)
长轴方位Etdms(°′)
点位中误差(mm)
备注
MS01
1.6
1.0
-83.33124
1.9
MS02
1.0
0.8
61.31494
1.3
MS03
0.7
0.7
-19.37059
0.9
MS04
0.8
0.7
49.38323
1.1
MS05
0.9
0.8
-88.27282
1.2
MS06
0.0
0.0
0.00000
0.0
固定点
MS07
0.7
0.0
-81.47125
0.7
MS08
0.8
0.6
76.32565
1.0
MS09
2.5
1.1
-40.40041
2.8
MS10
0.7
0.6
-73.28038
1.0
MS11
1.6
1.0
-25.16349
1.9
MS12
1.2
1.0
-6.10368
1.6
注:
《技术设计》规定的最大点位中误差为±5.0mm。
平差后平面点位的点位中误差统计见表十二。
平面点间误差表
表十二
点名
点名
Mt
MD
T-方位
D-距离
备注
MS01
MS04
1.1
0.9
204.29369
481.4945
MS01
MS06
1.6
1.0
189.21552
868.9416
MS01
MS02
0.9
0.9
202.26296
348.7781
MS04
MS02
0.3
0.8
29.51372
133.5254
MS04
MS03
0.4
0.7
124.53285
176.2903
MS04
MS08
1.3
0.8
142.54401
885.1799
MS04
MS06
0.8
0.7
172.05344
423.2194
MS06
MS03
0.7
0.7
15.10501
329.8644
点名
点名
Mt
MD
T-方位
D-距离
备注
MS06
MS07
0.0
0.7
98.12475
566.9865
MS06
MS10
0.6
0.7
110.50022
676.6760
MS06
MS02
1.0
0.9
0.53041
535.0581
MS06
MS05
0.8
0.9
60.53209
386.8960
MS06
MS08
0.7
0.7
121.06064
555.4317
MS03
MS08
1.1
0.8
147.15268
719.6062
MS08
MS05
1.1
0.8
343.51101
494.6527
MS08
MS09
2.6
1.0
44.18360
1236.8930
MS08
MS11
1.6
0.9
52.37307
781.8224
MS08
MS12
1.1
0.8
58.58202
514.6880
MS08
MS07
0.5
0.6
22.34070
222.9922
MS08
MS10
0.4
0.5
73.34171
163.5185
MS07
MS10
0.4
0.6
155.56556
174.8494
MS10
MS09
2.3
1.0
40.07564
1097.1548
MS10
MS11
1.4
0.9
47.18596
631.8198
MS10
MS12
0.8
0.8
52.22356
358.8239
MS09
MS12
1.8
1.0
214.18417
750.3621
MS09
MS11
1.3
1.0
210.35421
476.8869
MS11
MS12
0.7
0.9
220.44143
276.2134
4高程控制测量
4.1高程控制网的布设
依据《技术设计》高程控制网分两级布设:
II等水准网是高程控制网的主体部分。
为了对平面控制网点之间的斜距进行化平计算,需要对各网点的高程进行测定,除已纳入水准闭合环内的高程控制点外,II等水准支线是对II等水准网的必要补充。
高程控制网起算点的引测方法是直接把国家水准点武碧II15-1纳入II等水准路线,以其高程作为高程控制网的起算高程。
考虑到施工测量控制网的可靠性等因素,在远离施工区、基础稳固、不易破坏的施工营地下游布设了两个永久性水准点:
BM05、BM06,在以后工作中可以作为高程控制的水准基点。
4.1.1高程控制网点的选点
高程控制网共计水准点18个,其中包括永久水准点6个,其余12个高程控制点位于各平面观测墩基座上。
点位总体上沿白龙江两岸布设,以方便各控制点的高程联测为主要目的,并顾及到点位的使用寿命,尽量选择在易长期保存的地点建造。
4.1.2高程控制网点的造埋
所有永久水准点均埋设了永久性水准点标志,其规格见附图3《施工测量控制网高程桩点结构图》,在埋设时对点位基础进行了处理,尤其对BM05、BM06两点加筑了底盘,埋设在了基岩上,确保其稳定性。
4.1.3作业依据
(1)《国家一﹑二等水准测量规范》(GB12897-91)
国家技术监督局1991年05月05日发布
(2)《白龙江苗家坝水电站施工测量控制网技术设计》
西北勘测设计研究院测绘工程大队2007年02月
4.2高程控制网的施测要求
4.2.1测量仪器的型号和标称精度
本次水准测量工作投入使用的主要仪器见表十三。
主要施测仪器
表十三
仪器名称
编号
精度指标
生产厂家
Ni007自动安平水准仪
0.7mm/km
蔡司公司
DINI12电子水准仪
0.3mm/km
天宝公司
4.2.2水准测量的主要观测技术要求
高程控制网的外业观测严格执行《技术设计》中的有关技术要求,详见表十四、表十五、表十六。
水准测量的技术要求
表十四(单位:
m)
等级
仪器
类型
视线
长度
前后视距差
任一测站前后
视距差累积
视线高度
(下丝读数)
II
DS1,DS05
≤50
≤1.0
≤3.0
≥0.3
水准测量的技术要求
表十五(单位:
mm)
等级
上下丝读数的均值与中丝读数之差
基辅分划
读数之差
基辅分划所
测高差之差
检测间歇点高差之差
0.5cm刻划标尺
1cm刻划标尺
II
1.5
3.0
0.4
0.6
1.0
水准测量的技术要求
表十六(单位:
mm)
等级
测段、区段、路线
往返测高差不符值
附合路线闭合差
环闭合差
检测已测测段高差之差
II
或
或
或
或
注:
K——测段、区段或路线长度,km;L——附合路线长度,km;
F——环线长度,km;R——检测测段长度,km;
n——水准路线单程测站数。
4.3外业观测成果的检验
水准测量外业数据的检验,主要是进行测段往返不符值的计算和水准环线闭合差的统计。
经过计算,各水准测段的往返不符值和水准环线的闭合差均在限差以内,统计结果见表十七、表十八、表十九。
水准环线闭合差统计
表十七
名称
路线长度
(km)
实测闭合差
(mm)
允许闭合差
(mm)
II等水准闭合环
5.19
+0.16
±9.11
每公里高差中数偶然中误差统计
表十八
水准等级
实测值
(mm)
限差
(mm)
II等
±0.58
±1.0
II等水准部分测段往返不符值统计
表十九
区段号
测站数
距离中数(m)
实测往返不符值
(mm)
允许闭合差
(mm)
II15-1---JX07
16
430
-1.63
2.62
JX07----BM06
20
631
-0.87
3.18
BM06----BM05
2
147
0.66
1.53
BM05----Z1
14
879
1.11
3.75
Z1----BM04
10
156
-0.12
1.58
BM04----Z3
18
404
-0.86
2.54
Z3----Z4
12
356
0.18
2.39
Z4----Z5
14
926
1.01
3.85
区段号
测站数
距离中数(m)
实测往返不符值
(mm)
允许闭合差
(mm)
Z5----Z6
6
388
0.79
2.49
Z6----MS01下
24
584
0.27
3.06
MS01下----JX04
18
383
0.30
2.48
JX04---BM01
6
121
-0.10
1.39
BM01---MS02下
8
117
-0.25
1.37
MS02下---JX02
22
695
0.40
3.33
JX02---JX01
12
461
0.05
2.72
JX01---BM02
10
137
-0.77
1.48
BM02---MS10下
4
50
-0.09
0.89
MS10下---JX03
12
239
0.15
1.96
JX03---BM03
16
206
0.14
1.81
BM03---MS12下
4
41
-0.23
0.80
MS12下---MS11下
14
348
-0.71
2.36
MS11下---JX05
8
296
-0.14
2.18
JX05----Z4
2
197
0.04
1.77
Z4----JX08
26
476
1.95
2.76
JX08----MS07下
6
78
0.44
1.11
MS01下----MS03下
24
631
0.66
3.18
MS03下----Z8
12
242
0.28
1.97
Z8----MS05下
30
233
0.53
1.93
BM04----Z2
10
178
0.91
1.69
Z2----MS09下
8
67
-0.03
1.04
MS02下---MS04下
8
183
-0.73
1.71
BM02---MS08下
14
160
0.02
1.60
JX02---JX06
12
296
0.04
2.18
JX06---MS06下
36
255
0.02
2.02
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