浅谈西藏果多水电站外部变形监测控制网复测质量控制

浅谈西藏果多水电站外部变形监测控制网复测质量控制

侯志彬

侯志彬

中国水利水电第四工程局有限公司青海省西宁市810007

摘要：果多水电站所处高原地区，气象条件复杂等客观因素给控制网的复测增加了难度，作为水电站的外部变形监测控制网，点位精度要求高，需要按照高等级控制网技术要求施测才能满足变形监测工作的要求。本文就我个人在高原高精度控制网复测中如何保证复测质量方面和大家探讨学习。

关键词：果多水电站外部变形控制网质量控制

1、概况

1.1工程概况

西藏自治区扎曲果多水电站位于西藏自治区昌都县，电站坝址距离昌都县城公路里程约59km，昌都县城沿317国道至热曲为55km，热曲至坝址左岸为4km的地方公路。

果多水电站为扎曲规划的第二个梯级，工程等别为三等工程，工程规模为中型。坝址以上控制流域面积33.470km2，坝址多年平均流量303m3/s，多年平均径流量95.7亿m3。该电站以发电为主，水库正常蓄水位为EL3418m，死水位EL3413m。正常蓄水位以下库容7959万m3，调节库容1746万m3，具有周调节性能，电站装机容量160MW（4×40MW），保证出力32.8MW，年发电量8.363亿kw?h。

1.2外部变形监测控制网建网概况

果多水电站枢纽区外部变形监测控制网由平面位移监测控制网和垂直位移监测控制网组成，是在施工控制网的基础上逐步建立起来。平面位移监测控制网是由7个网点组成，左岸坝肩4个，右岸坝肩3个。

垂直位移监测控制网共由2个基准点和4个工作基点组成。

1.3果多水电站外部变形监测控制网的目的和功能：

（1）为电站外部变形监测（大坝、厂房、边坡等）提供可靠的基准；

（2）监测大坝上下游近坝区岩体的表面变形：

（3）为大坝、厂房等外部变形监测提供工作基点；

（4）通过定期的观测和严密的数据处理方法，获得大坝等主要水工建筑物和近坝区岩体的三维变形量。

2、执行的技术规范和作业依据

2.1执行的规范

1．《国家三角测量规范》GB/T17942-2000

2．《中、短程光电测距规范》GB/T16818-1997

3．《土石坝安全监测技术规范》SL/551-2012

4．《混凝土坝安全监测技术规范》DL/T5178-2003

5．《水电水利工程施工测量规范》DL/T5173-2012

6．《国家一、二等水准测量规范》GB12897-2006

2.2作业依据

1．西藏扎曲果多水电站2017年枢纽区边坡安全监及零星项目测量工程合同文件（合同编号：GD2017/D2）。

3、控制网的复测技术要求及施测情况

3.1平面网观测

平面位移监测网点共7个点，网型为边角网，共17条边，34个方向，其中，TNI-04为固定点，TNI-04至TNI-06方向为起算方位角，高程坐标以TNI-07为起算点。平面位移监测控制网为专一等边角网，测角精度±0.5″，测边精度为±（1mm+1ppm×D）。平面位移监测控制网观测等级及精度要求严格按照相关规范及设计要求执行。

1．仪器设备：平面控制测量我单位用TM30全自动全站仪，标称精度：测距（0.6+1D）mm，测角0.5秒，具备合格有效的仪器鉴定证书，满足本项目要求。TM30全自动全站仪机载的多测回测量软件是按照国家测绘行业规程研制的，在设置观测目标、测回数、观测限差后，仪器可自动进行照准、观测，并且能自动对超限的观测值进行补测或重测，在剔除超限观测数据后，最终记录合格的观测数据，完全消除了人工观测误差。

气温测量采用通风干湿温度计，气温值最小分划为0.2℃，气压测量采用高原空盒气压计，气压值最小读数为0.5毫巴（mb）。

2．外业观测：

水平角观测，方向数超过3个以上时，采用全圆方向观测法，测回数为16个测回，分为上、下午不同时段观测，各观测8个测回。在日间气温变化不大的阴天和观测条件较好时，可一次完成16个测回观测。在一个测站上方向数多于8个的，进行分组观测。根据规范，分组观测时应有两个共同方向，本项目中分组观测时，我们采取后一组观测必须采用与前一组相同的零方向，并加测另一个与前一组相同的方向进行。

天顶距和边长的观测与水平角观测同时自动进行，均观测16个测回。

3．每次观测时，需量取仪器高和棱镜高，并在测前、测后分别在仪器站和棱镜站读取干、湿温度和气压，边长读数至0.1mm，温度读至0.2℃，气压读至50帕，并做好记录。边长观测时将仪器设定为不进行气压改正状态，即设置标准状况PPM=0，待后期数据处理时根据实际气温、气压值进行统一改算。

垂直角观测读数、测回中数、记录及平差计算均取至0.1″，边长观测记录小数位数为0.0001m；量取仪器高和目标位置高时需用小钢尺在观测前后二次量取，读至0.5mm，二次读数之差应小于1mm，取中数使用。

4．超限与重测的规定：除规范另有规定外，以下情况下必须重测：

①方向观测中误差或边长测量中误差大于限差要求的，分析原因，重测误差较大的测站或边长，直至满足要求；

②检验项目中任何项目超限的，分析原因，重测误差较大的测站或边长，直至满足要求；

5．其他技术要求按照《水利水电工程测量规范》及其他相关规范的规定执行。

3.2水准网观测

垂直位移监测控制网共由2个基准点和4个工作基点组成，基准点组为左岸下游距坝址2km左右的双金属管标，编号为LB01~LB02，工作基点编号为LS01~LS04，垂直位移监测控制网布置图及观测路线图，见附图2。垂直位移监测网等级为一等，要求每千米水准测量的偶然中误差为±0.45mm．每千米水准测量的全中误差为±1.0mm。水准网按照一等水准要求进行观测。

观测技术要求如下：

l．按照招标文件要求，本项目水准测量我单位用精度高的徕卡DNA03电子水准仪，标称精度为每公里中误差0.3mm。仪器和水准尺具有合格有效的鉴定证书。并且在观测前对仪器和水准尺进行了一次全面检验和必要的校正。水准仪i角的检验在观测开始后一个星期内每天检验一次，其他时段每星期检验一次。

2．水准测量选择有利的观测天气和观测时机，观测在标尺成像清晰而稳定时进行；本项目有2个基点在灌浆廊道里边，观测时利用照明工具对水准尺面进行照明进行测量，并且为了减小洞内外因温度差大而对观测结果产生影响，采取在进洞或出洞部位适当减小视距长度的方法进行水准测量。水准测量按单路线进行往返测量，从左岸下游距坝址2km处水准基准点开始，首先对2个基准点LB01-LB02进行检测校核之后，从LB01点开始，依次测向LB01、LS01、LS02、LS03、LS04，再闭合到LB01，沿着同一条路线往返测，观测使用同一仪器和转点尺承；同一测段的往测和返测分别在上、下午不同时段内完成；为保持本期观测的一致性，观测时在水准路线上标定尺、站位置。

测站观测顺序和方法：奇数站采用“后前前后”，偶数站采用“前后后前”的方法观测，必须偶数站结束落点。返测时两支标尺互换位置，重新整置仪器后再进行观测。

其他的观测技术要求、观测限差按照《国家一、二等水准测量规范》中的有关要求执行。

4、数据处理及精度分析

4.1平面网数据处理及精度分析

1．概算：首先对记录的外业观测数据进行认真检查之后，进行观测数据整理和计算。

将16测回水平角、天顶距和斜距取中数后，根据观测时实际气温气压值对斜距进行气象改正和仪器加乘常数改正计算、斜距化平计算、按照3418.0m高程面进行投影改正计算后得到改算后的平距为单向平距。

2．验算：利用各方向上16测回水平角观测值中数和改算过的平距，对所有三角形角度闭合差和大地四边形极条件闭合差进行验算，闭合差超出限差时应重新测量。

3．平差计算：在平差确定有效观测量的基础上，平面监测网以TNI-04为起算点、TNI-04至TNI-06的方向为起算方向，三角高程以TNI-07

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