水电站金属结构安装施工测量方案及精度分析

魏跃广

（广东水电二局股份有限公司，广东 广州 511340）

0 引言

金属结构的优势在于自重比较小且跨度大，施工周期较短但性能相对稳定，在水电站的结构设计环节具有良好的适用性和适用范围。而施工测量一直以来都是非常关键的环节，采取合理的措施可以确保施工测量控制网布设过程的完整性和科学性。进一步保障控制测量精度要求与设计要求之后，能够为工程顺利开展提供更加强有力的保障。

1 施工控制网设置与测量

大型水利水电工程的金属结构无论在设备制造还是安装过程上都比较复杂，精度要求较高，且施工现场条件变化迅速，在设计阶段需要展开全面分析。在设置和测量阶段，根据测量控制点的有关资料与数据，按照控制点的要求进行检测之后对控制点资料的准确性进行评估。在重新核算之后如果数据不出现其它错误并得到监理认可，就可以将这一点作为施工控制网的主要起算控制点。按照国家的测绘专业标准以及工程技术对于精度方面的实际要求，可以根据立体测量和整体设计的原则对控制网点展开布置和测量，在建立审核批准之后让控制网点满足工程技术要求。

1.1 平面控制网测设

在实地勘察和选点之后需要展开对于控制网的技术设计以及精度判定，在评估结果完成之后将所有数据信息报告监理工程师进行审批，审批结束之后根据规范要求展开控制网点施测工作（一般选择边角网的方式进行测量）。

利用全站仪与《水电水利工程施工测量规范》的相关要求对三、四等边角网的精度进行测定之后，将三等网点位的误差控制在7 mm以下，四等网点误差控制在10 mm以下，此外半测回归零差、两次照准读数差等指标也具有明确的数据要求。

1.2 高程控制网测设

水电厂主体工程高程控制按照二等水准网技术要求进行测量。技术人员在结合现场的地形条件和施工需求之后，按照实际的条件和施工要求进行放样、选点等工作。通常情况下时间可以选择某个时间段内（不受到水位影响），然后按照混凝土坝体的变化情况合理地对高程控制网进行测量并传递数据。结合实际的工程部位结构特点与重要性，可以选择二等、三等或四等水准测量对加密点进行施测，让这些加密点能够成为具有关联性的高程网。对于某些比较重要的单项工程区，需要保证这些区域有两个以上的高程点，才能使用几何水准测量或三角高程测量的方法进行后续的操作，按照国家的测量规范要求进行。以三角高程测量为例，以测量区域附近最高等级的水准点作为基准点，并组成导线网之后，对每个平面控制坐标上的高程数据进行采集，按照前文的《水电水利工程施工测量规范》三等三角高程测量规定展开。需要注意的是标墩也可以被作为平面测量控制的网点，且标盘对中的误差需要维持在0.1 mm的范围之内[1]。

1.3 施工控制点检测

在整个施工测量控制网建设完毕之后，需要制定相应的措施对测量基准点和水准点进行保护，同时对已经布设的控制网点进行整体施测，能够修建通向控制网点的专用道路和防护措施。因为测量控制网点缺失或损坏之后需要立即上报处理，否则会因为缺乏修复导致不同类型的技术问题。通常来说控制点检测需要在以下范围内进行：

控制网点建设时间达到一年以上、工程即将进入混凝土浇筑阶段或安装工程开始之前；距离施工区域比较近的控制点应该视情况合理增加检测频率；控制网点有被碰撞的迹象或是产生裂缝的明显工程问题时；利用控制网点作为起算数据布设控制网时。通常情况下，项目在施工过程中定期进行控制点测量之后，在原有的控制网点成果基础上，可以对各个加密点进行重新测量，并且将其中不稳定的控制点全部去除，必要时对所有控制点进行加密，并重新测定控制点坐标。

1.4 精度放线控制

1.4.1 平面控制

在平面控制阶段让测试桩和准确控制桩经纬仪进行合理控制，然后展开细节区域的测量工作，并且进行互相检验，确定检测步骤。之后测定标准层和金属结构的施工要求。

1.4.2 垂直控制

垂直控制应该在每层混凝土后检验孔的位置，选择悬吊检查上下控制线之间产生的误差现象，然后拆除检查轴控制线之间的距离，外部控制法和内部控制法可以一起进行检验。

2 水电站金属结构的安装测量

2.1 测量技术分析

安装轴线点和高程基点均由等级控制点进行测量，同时设置稳定的测量标志，一旦确定之后，在整个测量环节中不再变动。对于一些精度要求比较高的独立安装单元点线测放与轴线基点测量，则需要用更加严密的局部控制系统保障尺寸的准确性，例如使用高精度光学经纬仪配合钢带尺量距的方法进行方向之后，就可以借助差分法进行比对。每次放样完成之后，还可以对放样点之间的尺寸关系进行确定，与前一次的放样点进行对比，之后就能获取测量资料。与此同时，该测量技术中对于中线点的位置有着明确要求，一般情况下，导线点前后方不少于三个点。

2.2 测量放样

在金属结构的安装放样方面安装测量平面位置放样，使用全站仪和棱镜基座进行测量。在埋件安装阶段控制网的精度要求，则需要借助平面基点采用测设法确定坐标高程基点，采用水准测量方式确定高程，一个安装部位需要有两个以上的高程基点。整个安装测量环节需要保护好安装轴线与高程基点，如果出现损坏，可以考虑在不影响工程周期的情况下，借助已有的构件轮廓线与基准面进行恢复，达到已经安装构件的最佳吻合点。安装构件的铅垂度检查，则在距离构建一定的范围内使用细钢丝悬重锤，在检查位置上用小钢板尺测量垂线与构建之间的距离即可。

2.3 管型座安装测量

管型座包括内锥、外锥、导流板、水平支撑和衬板等部分。水电站施工过程中的起重机起升高度和装置地面的距离会比组装之后的整体高度略低，所以要在基坑内进行单件组装工作时要首先测量管型座组装后的整体高度与起重机的预期高度，这样才能对测量数据展开精确分析，避免施工工程的工期过长问题。需要注意的是，如果施工人员采取单点落地和整体树立翻转方式，则需要重新将拼装后的管型座调到运行层，才能保障水电站工程的安装、测量质量[2]。

2.4 压力钢管安装测量

压力钢管的测量流程当中，由于考虑到施工现场可能产生交叉干扰问题，临时保留加密控制点难度较高，所以可以在周边稳定的部位轴线方向安装特殊测量设备固定成为加密控制点，用以解决安装过程中的绝对测量精度问题。在控制点布设方面选择反射条件好的导流明渠侧墙上固定测量控制点。压力钢管验收时每次需要验收4个点，如果测量过程中，钢管出现变形，则需要加测，直至所有测量点都得到监理工程师的签字认可。

2.5 尾水建筑物和启闭设备安装测量

整个机组尾水检修门的平台之上设置有混凝土隔墩，隔墩高处会对闸门进行建置，所以每台机组尾水管出口会配置检修闸门，闸门操作条件为静水启闭，如果机组需要检修，首先将闸门进水关闭之后再打开水机设置的充水阀充水平压后进行操作。尾水洞出口检修门在启门时先要提起最上门叶，然后借助门叶节间间隙对尾水洞进行充水。泵站设备选用的油泵电动机组控制方法也按照不同方式进行设计，启闭机、其它电气设备等都位于机房之内，设备设置工作时配置电源、应急电源等[3]。在整个水电站的施工工程当中，尾水闸门安装工作需要在现场的门槽内进行事先拼装，且单节重量最大值要预先计算。由于尾水闸门井位置处于厂房下游区域，在安装方面难度较高，需要重点测量的是分节闸门吊入门槽内的部分。在施工现场，施工人员会对水工建筑物进行实地测量，并且借助梁上的辅助翻身吊点完成单节门叶的竖立环节工作，解决闸门吊入门槽安装测量任务[4]。

2.6 安装测量注意事项

在水电站的金属结构安装施工测量工作过程中，测量标志埋设是最为基础且最重要的环节，在确定测量标志之后就能确保金属结构安装的相对精度，且后续的施工都会按照这一测量标志的标准展开，不会进行随意改变和调整。另外在埋设测量标志过程当中，会按照等级控制点的不同区域展开埋设，确保临近控制点的安装轴和高层基点线差更小，确保埋设工作的稳定性。总体而言整个测量环节需要一个科学有效的局部控制系统作为支持，在放样工作当中，借助高精度光学经纬仪或其他设备，在满足技术规范的前提下进行测量，特别是对于某些无法展开分段测量的水平距离测算。

3 结语

水电站金属结构安装施工测量控制网设计、精度分析与相关的测量方案设计，应该满足技术规范和实际工程需求并减少人为因素产生的影响。在提高工作效率的同时，要保障基准点和施工测量方案设计时的精度。在未来的实际工程案例环节，为了确保水电站金属结构安装施工测量的有效性，更稳定地满足水电站工程服务与生产，需要在技术层面进行探索创新，科学合理研究布设安装测量控制网的有关措施。