陕西汉江蜀河水电站厂顶溢流式厂房工程施工测量技术与应用

张 燕，王俊超

中国水电十一局有限公司二分局，陕西旬阳 472000

1 工程概况

陕西汉江蜀河水电站工程由中国大唐集团投资兴建，位于陕西省旬阳县境内的汉江上游干流上，是汉江上游梯级开发规划中的第六个梯级电站。枢纽内安装6台46mW灯泡贯流式机组，枢纽布置采用了厂顶溢流式厂房布置方案。蜀河水电站的主要任务是发电，并兼顾航运，工程规模为二等大（2）型。厂房工程于2008年2月1日开工，2009年12月30日首台机组发电，2010年10月31日完工，工期33个月。

2 控制测量

2.1 平面控制测量

2.1.1 导线布设形式

我部根据业主提供的测量成果（TS03，TS05，TS08，TS07)，结合现场地形，采用了附合导线布设形式，TS03→TS05→CF01→CF02→TS08→TS07，详见控制网图形。

2.1.2 观测

水平角观测所采用的仪器为尼康DTM-532，其测角中误差为2"，测距中误差为±（2mm+2ppm），观测目标采用的是照准觇牌，水平角观测为六个测回。观测过程中，我们严格按照规范要求进行，最终的观测结果满足精度要求。

2.2 高程控制测量

2.2.1 布设形式

根据水利水电工程施工测量规范（DL/T5173-2003），高程控制测量中，可以采用光电三角高程导线测量代替三、四等水准测量，因此我部对整个测区的四个控制点CF01， CF02， TS08，TS07的高程进行了光电三角高程测量。

2.2.2 观测

竖直角观测采用的仪器为尼康DTM-352，其测角中误差为2"，根据跨河光电三角高程测量的规范要求，竖直角共观测了四个测回。

边长观测为4个测回，边长观测时已将当时的气压及温度同时观测，并将其气象数据依次输入（气压最小读数为1hPa，温度最小读数为1℃），以便仪器自动进行气象改正；竖直角观测为4个测回，目标采用觇牌，仪器高与目标高的测量精度不大于2mm。

2.3 数据处理

1）水平方向值

我们对水平方向观测值数据进行了处理， 最大点位误差[CF02]= 0.0063（m）；最大点间误差= 0.0164（m），角度闭合差=0.28"，限差 =±4.067"。

2）距离改正及归化

外业观测的斜距需进行各项改正：其中气象改正在观测过程中通过仪器自身进行了自动改正，利用△S=a+b*S0（a=±0.9mm为固定误差，b=±1.55mm/km为乘常数， S0为观测斜距）对经过气象改正后的斜距进行常数改正，在气象改正和常数改正之后，再利用观测的竖直角对改正之后的斜距进行倾斜改正，最后再将倾斜改正之后的距离投影到工程所在的203.5m高程面上。

3）用南方平差易，进行控制网（平面）平差报告。

3 施工坐标系的转换

用Excel进行大地坐标和施工坐标的相互转换

在施工中，发包方常常提供给我们的是大地坐标，数据很大，不利于现场位置的放样，如何快速进行施工坐标系和大地坐标系的转换，我们在蜀河厂房施工中尝试了运用Excel进行大地坐标和施工坐标的相互转换这一新的方法：

点号 DX DY B 5536.7530 7915.8850 A 5400.6010 8167.9661

其中A为原点坐标，B为方面公式：aAB=180-90*SIGN

（7915.8850-8167.9661）-DEGREES（ATAN（（5536.7530-5540.601）/（7915.8850-8167.9661）））=298.3740097

这个公式仅能在excel里面用，目前fx-4850还没有sign这个函数。大地转施工：

点名 DX DY DH SX SY TS01 6106.9365 8272.1891 341.3936 243.966295 671.0087 TS02 6240.1107 8855.1651 268.6231 -205.68571 1065.229

施工转大地点名 SX SY SH DX DY TS01 243.9662 671.0087 341.3936 6106.9365 8272.189 TS02 -205.6857 1065.2287 268.6231 6240.1107 8855.165

这样把公式列在Excel里面，就能方便进行施工坐标系和大地坐标系的转换。

4 施工放样的测量

这里我们主要以尾水出口流道为例讲述流道的放样。出口流道宽度为11.2m，高度为10.6m，出口底板高程173.70m。流道出口布置了尾水事故检修门。

尾水出口流道典型的圆变方结构，是厂房工程结构最复杂的部位，也是本工程的最大难点。模板加工制作和安装都采用整体制作和安装，精度要求在±2mm，所以给测量控制提出了更高的要求。尾水流道桩号范围为坝下0+41.233～坝下0+62.4，总长21.167m，也就是尾水流道在坝下41.233断面处结构为Ø4.142m的圆，在坝下0+62.4处断面处的结构为11.2*10.6的长方形。详见厂房尾水出口流道平面图、厂房尾水出口流道立面图和厂房尾水流道正视图。

由图可以看出，厂房尾水出口流道的圆变方实际是流道的四个角由Ø=4.142m的1/4的圆变渐变为Ø=0m，所以只要求出各个变化元素的变化率就能够求出任意位置的要素。

尾水流道各变化元素统计表

流道程序如下：

Lbl 1

X:Y:Z

｛XYZ｝

U”ZX”: ZX表示轴线的首字母

M=ABS（X-U）m 标示到轴线的偏差值

X≤46.851→Goto 2◢ ≠ →X≤53.544→Goto 3◢ ≠→X≤57.179→Goto 4◢≠→X≤60.973→Goto 5◢≠→X≤62.4→Goto 6◢ ⊿

Lbl 2

I=（4.142-3.458）÷（46.851-41.233）半径的变化率

R=4.142-（Y-41.233）×I 每个断面的半径

J=（1.098-0）/（46.851-41.233）内切线的变化率

N=0+J*（Y-41.233） 每个断面圆弧与直线的内切线的x

Goto 1

Lbl 3

I=（3.458-2.623）÷（53.544-46.851）半径的变化率

R=4.142-（Y-46.851）×I每个断面的半径

J=（2.429-1.098）/（53.544-46.851）内切线的变化率

N=1.098+J*（Y-46.851）每个断面圆弧与直线的内切线（也就是圆心的x水平坐标）

Goto 1

Lbl 4

I=（2.623-1.977）÷（57.179-53.544）半径的变化率

R=2.623-（Y-53.544）×I每个断面的半径

J=（3.343-2.429）/（57.179-53.544）内切线的变化率

N=2.429+J*（Y-53.544）每个断面圆弧与直线的内切线的x

Goto 1

Lbl 5

I=（1.977-0.984）÷（60.973-57.179）半径的变化率

R=1.977-（Y-57.179）×I每个断面的半径

J=（4.616-3.343）/（60.973-57.179）内切线的变化率

N=3.343+J*（Y-57.179）每个断面圆弧与直线的内切线的x

Goto 1

Lbl 6

I=（0.984-0）÷（62.4-60.973）半径的变化率

R=0.984-（Y-60.973）×I每个断面的半径

J=（5.6-4.616）/（62.4-60.973）内切线的变化率

N=4.616+J*（Y-60.973）每个断面圆弧与直线的内切线的x

K=（5.6-4.142）/（60.973-41.233） 宽度的变化率

W=4.142+K*（Y-41.233）宽度

Q1=（5.3-4.142）/（60.973-41.233）高差的变化率

Q=4.142+（Y-41.233）*Q1高差

A=Abs（Z-179）

M≤N→E=A-Q高程的偏差

Y≥U→V”Y，”=U+N ◢判断是在左边还是右边

≠→V”Y，”=U-N◢

Z≥179→ O=179+Q-R◢ 计算圆心高程

≠→O=179-Q+R◢计算圆心高程

“DR=”:√（（Z-O）2+（X-N）2）-R◢内切线的边其实就是圆心的x

“CZGZ=”√（R2-（X-N）2）-（A-O）

“SPGZ=”√（R2-（A-O）2）-（X-N）

通过上文所述施工测量过程，蜀河电站厂房施工测量工作完全符合测量规范要求，用Excel进行施工坐标系的转换，速度快、效率高，能够对厂房的各个施测位置进行快速放样；通过尾水出口流道程序的编制，保证了模板的放样精度，实现了厂顶溢流式厂房快速施工，使得发电目标按如期实现，取得了良好的社会效益和经济效益。

[1]翟翊、赵夫来，等.现代测量学.解放军出版社，2004，8.

[2]靳祥升.测量学.黄河水利出版社，2001，6.