1、浅谈采用全站仪施工测量电站斜井摘要：本文主要是对唐村水电站压力管道斜井段施工测量方法进行分析，在探讨的过程中重点阐述在斜井施工测量时，由于洞内烟雾浓厚，视距短，洞内空间狭小，坡度陡峭，仪器架设困难，采用全站仪在斜井开挖过程当中的具体使用方法和状况，以控制开挖质量和贯通精度满足施工规范要求。 关键词：全站仪，放样计算，斜井测量施工，难度高 中图分类号：TU74 文献标识码： A 一、引言 唐村水电站工程位于浙江省杭州市淳安县，利用已建的龙头电站拦河坝挡水，通过引水隧洞和发电厂房发电。压力管道斜井倾角 48，桩号引 5+082.29m5+250.10m，水平投影长度 167.81m，斜长 241.
2、93m。斜井轴线上端高程 285.24m，下端高程 11.21m，高差 171.03m。斜井引5+082.29m5+200.79m 段设计开挖洞径 4.8m，引 5+200.79m5+204.14m段洞径由 4.8m 渐变至 4.2m，引 5+204.14m5+250.10m 段洞径为 4.2m。斜井开挖石方工程量约 4100m3。斜井石方开挖采用光面爆破法开挖，先自下而上开挖上半部（以中心线下 50cm 处为界） ，再自上而下开挖上半部。 二、控制测量 按施工测量加密网，压力管道斜井主要由底部方向下平洞施工测量控制点 D、XP1 和顶部方向主洞施工测量控制点 SD1、SD2 控制。首先，在洞
3、外通过符合导线控制网的要求，从施工测量控制点 D、XP1 符合至SD1、SD2，建立复核控制坐标点的控制网，经平差，复核结果应满足水利工程施工测量规范的施工测量点，再采用近井位置的施工测量控制点在斜井内按支导线控制网要求建立支导线控制网。 由于斜井倾角大，全站仪仰（俯）角最大到 48，若支导线控制点过稀，会出现测量仪器观测死角，并且由于自下而上开挖随着进尺的增加，洞内积存的烟雾逐渐变浓，视线极差，达到进尺 60m 后，很难看清目标位置，最终导致施工测量控制及放样精度达不到设计及施工要求，造成超欠挖过大。这就加大了误差控制难道，因此，导线控制点必须加密。支导线控制点的布置，根据“全过程控制、不出
4、现测量仪器观测死角”的原则，在已成型洞段斜井的左、右两侧边墙上，按斜长间距 20m形成 2.0m 见方的“猫儿洞”作为施工测量控制及放样平台，平台中心预埋画有十字丝刻痕的 22 钢筋段作为支导线控制点标记，使仪器支于该控制点时能达到最大观测空间和清楚的看见测量目标。 三、测量方法 1、施工坐标系的建立 如果施工测量过程中运用大地坐标系，因其不直观性，于施工极为不方便。为此，在唐村水电站压力管道斜井施工测量时，建立了直观易懂、一目了然的施工测量坐标系。施工坐标系以压力管道工程洞轴线水平方向为 X 轴，顺水流方向为正方向；垂直于洞轴线(顺水流)水平方向为 Y 轴，向右侧方向为正方向，定轴线起点 G
5、 点坐标为(5082.29,0)。 2、反井法上半洞施工放样的方法 反井法施工工作时斜井掌子面成铅垂面(设计为 3.5872.4m 椭圆)，利用编制完成的压力管道相应放样计算公式进行施工放样与计算。斜井引 5+082.29m5+200.79m 段设计开挖洞径 4.8m，由于最底部部分为了施工方便和出料等的需要，为全断面开挖。控制网从底部下平洞施工测量控制点 D、XP 向斜井内测设，将测量全站仪支于斜井施工工作面视距最短，且观测最方便的测量导线控制点，对中、整平、开机、输入测站坐标、后视、打开激光束、瞄准、测量。将实测坐标、高程进行放样计算，根据计算结果放出斜井中心点、两腰线点、顶点和设计开挖轮
6、廓点。例如：如图引 5+120.0m 所示(图 1)： 图 1 (1)、斜井中心点： 中心点位于 X 轴上，即：Y=0；桩号为引 5+120.0m，即：X=5120；H中=11.21+tg48(5250.1-5120)=155.701，移动目标点，使测得坐标为(5120，0，155.701)，即为斜井引 5+120.0m 断面中心点。 (2)斜井开挖轮廓点： a、两腰线点与轴线距离为半径 R=2.4m，与中心点成一直线，即：Y=2.4、X=5120、H=155.701，移动目标点，使测得坐标为(5120，-2.4，155.701)、(5120，2.4，155.701)，即为斜井引 5+120.
7、0m 断面的两开挖腰线点 A1、A2。 b、洞顶开挖轮廓点位于 X 轴线正上方，即：Y=0；桩号为引5+120.0m，即：X=5120； H= H 中+ h =11.21+tg48(5250.1-5120)+ R/cos48=11.21+tg48(5250.1-5120)+ 2.4/cos48=159.288,移动目标点，使测得坐标为(5120，0，159.288)，即为斜井引 5+120.0m 断面洞顶点。 c、其余开挖轮廓线点 实测 C 点坐标 X=5118.50m，Y=1.50m，H=157.30m 计算：桩号引 5+120.0m 的中心点高程 H 中=11.21+tg48(5250.1
8、-5120)=155.701m 铅垂椭圆长轴 a=h=R/cos48= 2.4/cos48=3.5867、短轴 b=R=2.4,根据椭圆标准方程：h22/a2+ Y2/b2=1 或 h12/a2+ Y22/b2=1；即：h22/3.5872+ 1.52/2.42=1 或(157.30-155.701)2/3.5872+ Y22/2.42=1；得：h2=2.8(HH 中，取正值；HH 中，取负值) 或 Y2=2.148(Y0，取正值；Y0,取负值) h= h2- h1=2.8-(157.30-155.701)=1.201 或 y= Y2- Y=2.148-1.5=0.648 即：得 C 点须垂直
9、向上移动 1.201m 或向 Y 轴正方向(图中向右侧)移动 0.648m 为该断面开挖轮廓边线点。 实测 D 点坐标 X= 5118.5m，Y= -2.0m，H=153.301m 计算类同 C 点，经计算得出 h= h2- h1=1.983-2.4= -0.417 或 y= Y2- Y=1.784-2.0= -0.216 即：得 D 点须垂直向下移动 0.417m 或向 Y 轴负方向(图中向右侧)移动 0.216m 为该断面开挖轮廓边线点。 按照此方法，类同测量、计算，间距 50cm 依次放出整个上半洞的开挖轮廓线。 3、下半洞扩挖施工放样方法 扩挖施工工作时斜井掌子面成水平面(设计为 3.
10、232.4m 椭圆)，利用编制完成的压力管道相应放样计算公式进行施工放样与计算。控制网从顶部主洞施工测量控制点 SD1、SD2 向斜井内测设。施工上游段时，由于斜井上半洞已贯通，洞内积存的烟雾极少，视线较好，激光红外线照射清晰，可将测量全站仪支于斜井顶部位置直接放样测量；施工下游段时，施工面掌子面平台已约有 2.74.7m 见方，结合上半洞开挖时设置的控制导线点，可直接将测量全站仪支于工作平台实施放样工作。将实测坐标进行放样计算，根据计算结果放出斜井设计开挖轮廓点。例如：如图引 5+120.0m 所示(图 2)： 图 2 实测 M 点坐标 X=5119.0m，Y= -2.10m，H=155.7
11、01m 计算：X=5250.1-(155.701-11.21)/ tg48=5120，即测点位于桩号引 5+120m 断面上 铅垂椭圆长轴 a=x=R/sin48= 2.4/sin48=3.23、短轴 b=R=2.4,根据椭圆标准方程：x12/a2+ Y2/b2=1 或 x22/a2+ Y22/b2=1；即：x12/3.232+ (-2.1)2/2.42=1 或(5119-5120)2/3.232+ Y22/2.42=1；得：x1= -1.564( XX,取正值 ;XX ，取负值) 或 Y2= -2.282 (Y0，取正值；Y0,取负值) x= x2- x1= (5119-5120)-(-1.
12、564)= -0.564 或 y= Y2- Y= -2.282-(-2.1)= -0.182 即：得 M 点须水平向后移动 0.564m 或向 Y 轴负方向(图中向左侧)移动 0.182m 为该断面开挖轮廓边线点。 按照此方法，类同测量、计算，间距 50cm 依次放出整个下半洞的开挖轮廓线。 四、结语 斜井施工测量过程中，重点及难点在于控制点的测设及测量精度的保证。在反井法施工时，为了能满足仰角较大、视距极短，避免出现放样观测死角，在洞壁两侧交替设置尽可能多的测量导线控制点。为了保证测量精度，应严格按设计的控制测量等级相关技术要求进行施测，斜井每开挖到一定长度时要及时增设基本导线点，并及时对导线进行检测、复测，斜井导线测量中常采用三角高程测量，更要严格按操作程序进行，如垂直角的观测要同测距在同一次照准时完成，并要采取一些提高精度的措施进行施测。在写井施工放样测量中应尽量免棱镜全站仪，能够将掘进放样、断面测量、围岩净空位移量测等每一个断面的测量都在几分钟内完成，并提高了测量结果的精确度。 参考文献： 1周礼艳 张际泽. 高桥电站斜井施工测量J.云南省水力发电,2005.02 2赵建军刘翠芝王娟平等; 隧洞洞内控制测量的探析J; 科技咨询导报;2007 年 18 期 3张正禄.工程测量学M.武汉大学出版社,2002
