石门坎水电站双曲拱坝施工测量

石门坎水电站双曲拱坝施工测量

穆国锋 辛晓涛

摘 要 本文介绍了石门坎水电站双曲拱坝施工测量放样计算的原理和施工测量的

要求，通过实测采集大坝体型数据对采用平面多卡模板在大坝施工测量中出现的拟合误差及大坝体型控制和提高精确度进行分析。并提出减少混凝土体型误差在施工测量可以采用的措施，提高放样速度及精确度。

关键词 石门坎 双曲拱坝 施工测量 1 工程概况

石门坎水电站大坝为混凝土双曲拱坝，坝顶高程EL758.00m，建基高程EL647.00m，坝顶宽7.0m，最大坝高111.0m。拱坝体形采用抛物线双曲拱坝，顶拱中心角75.326，拱坝中心线方位角NW76°00′00″。拱冠梁底宽23.917m，厚高比0.222。坝顶长296.26m(顶拱上游面弧长)，泄洪消能中心线方位角为NW76°53′45″，与拱坝中心线夹角为0.896°，泄洪轴线为半径300.00m， 2 控制测量

2.1 测量方案

（1）施工控制网的检测。按照业主提供的测量控制网点，根据《水电水利工程施工测量规范》(DL/T5173-2003)的相关要求对其控制网校核， 对观测成果进行检测，校核边长，角度进行各项改正，归算后使用《南方平差易2002》进行平差计算成果。日常注意巡视基本导线点，及时恢复被破坏的控制点，并定期复测其控制点。

（2）控制点加密测量。根据业主提供的首级控制点布设施工测量加密控制导线网。水平角观测采用左，右角观测4测回，边长与高差相向观测4测回，由仪器自动进行气象改正和距离改化，仪器高和棱镜采用钢尺量测2次，读至mm，取平均值，采用严密平差计算法，严格检测各项精度指标。

（3）高程控制测量按照四等三角高程的规范要求进行施测，与布设四等基本导线一起同时进行。衬砌阶段的高程控制测量，采用二等水准测量将水准点引坝内，经各项改正后，再将控制成果发放。从而满足严格的混凝土外观平整度要求。 3 测量放样

3.1 施工平面坐标系统

为了能够更加简捷的对大坝进行细部放样，首先要建立一套适合现场放样的新的施工坐标系统。以大坝中心线与坝轴线的交点为原点，（如图1）通过建立轴线坐标系统，可以很方便的利用全站仪进行现场放样。

3.2 双曲拱坝的参数及编程公式

表1 拱圈体型参数表 参数高程758.00745.00728.00713.00698.00683.00668.00650.00拱 冠 梁Yc(m)0.0002.7696.1948.61710.07110.1698.5213.693厚 度Tc(m)5.0037.51110.39812.73815.04017.45520.13623.917右拱圈左拱圈半中心角拱端厚度(°)rTar(m)5.01341.0079.09740.86113.82141.22617.34441.89420.20142.56822.33343.00023.68039.43524.17624.013弦 长拱冠曲率半径拱端厚度半中心角弦 长拱冠曲率半径Rcr(m)Rcl(m)(°)Xl(m)Xr(m)lTal(m)5.01334.319152.913224.002115.645133.0028.71734.971140.798201.297109.176126.21013.31437.170127.022167.52799.954114.07216.96038.596109.590137.30191.311101.78920.04439.71891.404110.02682.18389.47422.40040.24075.23588.90373.21578.51377.13323.86037.08058.29357.82170.30524.19318.58426.85579.87229.41966.036表2 拱坝几何参数的插值系数表

几何参数拱冠梁中心线坐标(Yc,m)拱冠处厚度(Tc,m)左拱端厚度(Tar,m)右拱端厚度(Tal,m)α00.0000005.0028725.0125775.013301224.000000133.000000

1α2α3α0.2105374.40400E-04-1.91967E-050.205861-1.09114E-037.46822E-060.287997-1.27327E-04-8.28608E-060.328759-1.08471E-03-2.92989E-06-1.580627-1.48089E-021.58219E-04-0.412819-9.32570E-036.85827E-05根据参考方程式与公式，可以将双曲拱坝的设计参数套用在公式中进行计算，经过研究改进编写了一套用于双曲拱坝的计算程序，提高放样速度及精确度。 3.3 应用CASIO fx-4850P 编制双曲拱坝放样程序

拱坝程序一个以主程序，二个子程序组成。为了方便阅读，本文省略了子程序。 Defm 50

“1.Zp?XY 2.XYZ?UD”:L “XSH UDZB YES(1)NO(0)”:0 T=1:I=1:J=1 Lbl 1

L=1?(ZU):Z“Z”:U“p”：??（XYZ）:X“X”:Y“Y”:Z“Z”:X=X-?K=?-Z 省略………

双曲拱坝编制过程如下：

L=2?Prog“Z JSZXJ”:K=?*Y/Abs Y-U

Prog”Z JSGDZXJ”:T=??“ERR:GC CHCHFW” ◢ Goto 1

I=W:Porg “Z JSHC”:R=J I=U:Prog “Z JSHC”:S=J

T=??“ERR:CHCHGD HC=”:Abs(S-R) ◢

U≧0?T=B+(C-B)*(S/R)^?: ??T=B+(D-B)*(S/R)^?U≧0?G=E/?*(tan U)-A: ??G=F/?*(tan U)-A G=G+?

U≧0?H=E*tan U: ??H=F*tan U

L=??X=X+?:Pol((X-G,Y-H):P=T/?-I:K=cos K-cos JL=2?Abs K(??P≧0?“?U”:P◢ ??“?D”:Abs P◢ ??P≧0?“?D”:P◢ ??“?U ”:Abs P◢

??“X=”:G◢ “Y=”:H◢“T/?=”:T/?◢L=?? “P=”:U→DMS◢ O=1?”XU=”:G-T/？*cos U◢

“YU=”:H+T/?*sinU ◢ “XD=”:G+T/?*cos U◢ “YU=”:H-T/?*sin U◢ Goto1

通过上面例举的程序，就可以应用此程序很方便的计算出多卡模板在大坝上的偏差，或是坝体曲面结构变化区间，还可以计算出大坝体型在任意空间的变化。从而实现快速精确放样的目的。 4 测量内业处理

根据实际测量的经验，整理了一套内业绘制断面的程序。首先在EXCEL中编制了一套公式。公式主要计算双曲拱坝在任意高程上的平面上下游拱圈数据，并对其进行数据格式转换，在CAD下绘制断面图。

第一步：在表格中的“高程”一栏填入要绘制断面图的高程，EXCEL表格即可自动计算出该高程断面图各点平面坐标。

第二步：用鼠标选中EXCEL表中CAD绘图辅助栏“上游拱圈数据”，点击菜单栏“编辑”—“复制”，将数据复制到剪贴板。

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