龙口水利枢纽 [老龙口水利枢纽GPS施工控制网的布设]

来源:老年 发布时间:2019-05-15 04:08:44 点击:

  摘要:详细介绍了老龙口水利枢纽工程GPS施工控制网的设计及计算情况,以及作者的心得体会。   关键词:GPS;施工控制网;投影   中图分类号:TV61文献标识码:A 文章编号:
  工程概况
  老龙口水利枢纽工程位于珲春河干流上,枢纽区距珲春市30KM。该工程是以防洪、供水为主,结合灌溉,兼顾发电的综合利用工程。主要建筑物包括:土石坝、溢洪道、引水隧洞、调压井、发电厂房及坝下涵洞。该工程现已完工,进入到运营状态。老龙口水利枢纽工程的顺利完工,高精度的GPS施工控制网起到了关键作用。
  仪器设备
  采用四台套Leica1230GPS接收机进行静态观测,用LeicaTC1700全站仪进行检查。
  平面控制网布设
  布设原则
  施工控制网必须覆盖建筑物施工范围,不仅要满足施工放样精度要求,还要结合建筑物的总体布置图进行选点和布网,网形要合理,网形强度要满足要求(1)。同时尽量避开施工开挖线,免遭施工破坏。根据老龙口水利枢纽工程建筑物布置特点,结合实地地形条件,施工控制网布设形式为:以坝轴线为中心,在河两岸高地布设点位,上下游分别延伸至引水洞进出口外500米。
  考虑到测区林木茂密,通视困难,而控制点的边长又有一定的限制,因此在布网时,控制点与相临点通视之外,与河对岸至少有一个点通视。
  3.2 选点、埋石
  点位选择要有利于其他测量手段进行扩展与联测。点位基础应坚实稳定,易于长期保存,并有利于安全作业。在选定的点位上埋设或浇筑标石时,尽量埋设在基岩上。由于地形限制不能埋设在基岩上时,深挖至冻土层以下,浇筑成为钢筋混凝土观测墩,地面部分高为1.2米,顶部安装不锈钢的强制对中装置以保证仪器的稳定,减少对中误差及照准误差的影响。
   外业观测
  采用多边形连续布网方案,网的结构坚强,网的整体可靠性好。全网共联测十个点,外业观测严格按照规范要求进行。
   内业处理
  为了与前期成果一致,用设计阶段的坝左、坝右作为起算点,用TC1700实测出起算点到LG3、LG9的边长和角度,求出LG3、LG9的坐标值,并反算出两点的方位角。将LG3到LG9的边长(已进行完各项改正)投影到100米测区平均高程面上,然后以LG9为起算点,以LG9到LG3的方位角为起始方位角,以投影后的边长为起算边,求出LG3的新坐标,作为GPS施工控制网的起算坐标。
  GPS基线向量采用LGO解算,对部分基线进行了人工解算处理,同步环、异步环和重复基线闭合差都小于相应的限差。对观测质量差的基线,全部进行了重测,保证了整体网的精度。选取独立基线参与平差计算
  平差计算采用PowerADJ计算。平差计算以所有独立基线组成闭合图形,以三维基线向量及其相应方差协方差阵作为观测信息(2),以LG9的WGS-84系三维坐标作为起算依据,进行GPS网的无约束平差。然后采用投影后的LG9、LG3两个点进行约束平差。这样,所求出的坐标就可以直接应用于施工放样,无需再进行投影改正了。
   精度分析
  本网经二维约束平差后,各项指标均符合规范要求(见表1、表2)。为了更好地检查控制网的可靠性,我们在现场用全站仪实测了几条边长,并与GPS边长作了比较(见表3)。比较结果表明,GPS控制网的精度和可靠性是相当高的。
  
  表1点位中误差 mm
  最大 2.0
  最小 0.7
  
  表2边长相对中误差
  最大 1/94042
  最小 1/664688
  表3GPS边长和测距边比较表
  边名 GPS边长(m) 全站测距边(m) 比较差(mm)
  LG3—LG9 938.540 938.544 -4.0
  LG6—LG7 331.332 331.335 -3.0
  LG3—LG6 996.523 996.522 +1.0
  LG7—LG8 353.744 353.746 -2.0
  LG9--LG10 364.876 364.872 +4.0
  该GPS施工控制网建立过程中,充分考虑建筑物的布置特点,在点位的选定和建造上做到稳固可靠,便于施工,便于发展,通过优化设计确定合适的观测方案。采用强制归心装置,消除了对中误差,采用先进仪器,减少了人为误差。点位精度达到设计要求,满足施工放样精度。
  几点体会
  4.1 现在GPS 控制网应用已十分普遍,但在做施工控制网时,必须解决好投影变形的影响,否则边长的变形会影响整个控制网的精度。
  4.2 布设基本网时应图形简单,点位尽量选在地质条件好、离开爆破震动远,施工干扰小的地方,以便于长期保存和稳定。
  4.3 本网的起算点选在坝轴线两端,坝轴线附近的精度最高,满足了施工放样的需要。
  4.4 水利枢纽的大部分建筑物位于坝下游,因此施工控制网点位分布重点在坝下游, 上游适当照顾。
  4.5 GPS控制网平差之后,用常规方法检测可以提高网的可靠性。
  
  
  参考文献:
  (1)张正禄,李广云等.工程测量学(M). 武汉:武汉大学出版社,2005.
  (2)魏二虎,黄劲松.GPS测量操作与数据处理(M).武汉:武汉大学出版社,2004.
  作者简介:刘松波(1965--),男,长春人,工程师,现从事水利水电工程测量工作
  

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