廖品灵
四川省四零二测绘科技有限责任公司 四川 成都 611730
摘要：本文以黑水县扎窝水电站工程为例详细介绍了水电站施工控制测量的实施方法。从布网、选点、野外观测到内业数据处理，从控制测量方案设计到提高精度措施提出了一整套行之有效的方法。同时还阐述了在实测过程中的具体要求及注意事项。
关键词：水电站；平面； 高程；控制测量
引言：黑水县扎窝水电站位于扎窝乡窝窝村西里沟干流上，为河床式开发，正常蓄水位321m（独立高程系），装机容量3×21MW，年平均发电量为1.25亿KW·h。
枢纽沿坝轴线从左至右布置分别为：安装间、发电厂房、1#储门槽坝段、3孔冲砂闸、12孔泄洪闸、2#储门槽坝段、非溢流坝及左、右岸防洪堤等建筑物。电站尾水渠沿河床左岸布置，在安装间左侧布置副厂房、升压站、办公区及生产生活区。
1. 水利枢纽工程施工项目简介
水利枢纽工程施工之前，需要建立高精度的平面施工控制网和高程施工控制网，用于确定水电站设计图纸准确放到实际地面上。
众所周知控制测量分为平面控制测量和高程控制测量两个部分。所以本项目的主要工作可分为两个部分：第一，平面控制测量；第二，高程控制测量。
此次项目的工作重点是在认真完成平面和高程控制测量外业的基础上做好内业数据的处理并得到合格的控制测量成果。
2. 控制测量
2.1平面控制网的测设
控制测量选点应实施踏勘，详细了解整个测区的范围、线路定测的控制点等。现场接收了甲方提供的18个三维平面、高程控制点及9个水准控制点，分别是二等GPS点8个为GPSII-01、GPSII-02、GPSII-03、GPSII-04、GPSII-05、GPSII-06、GPSII-07、GPSII-08；三等GPS点10个为GPSIII-01、GPSIII-02、GPSIII-03、GPSIII-04、GPSIII-05、GPSIII-06、GPSIII-07、GPSIII-08、GPSIII-09、GPSIII-10；9个三等水准控制点为BMIII-01、BMIII-02、BMIII-03、BMIII-04、BMIII-05、BMIII-06、BMIII-07、BMIII-08、BMIII-09。并同时移交正式成果资料一份。经过现场实地踏勘，了解坝区的自然和地理条件、交通，然后进行了首级平面控制网的技术设计并根据工程主要建筑物的等级、施工范围和《水电水利工程施工测量规范》DL/T5173-2003对整个坝区控制点进行了加密；为了施工的方便我们采用水利水电工程的一般布网方案，以坝轴线为基准在坝区两岸加密了川01#、川02#，并做成了混凝土埋石点。控制网采用四等导线网方案，在全部埋设工作完成后，经过一段时间后进行外业观测工作。
图2-1 加密控制网点位图
2.1.1布网选点一般应遵循以下事项
1)控制网的范围须包括全线路各个工程项目，做到一网多用。
2)尽可能将首级网点兼作定线网点（工作基点）之用，减少控制点数量。
3)每个区域应布设不少于3个控制点并且相互之间可以通视，以便在施工过程中检测校核，最好能组成一个三角形。
4)在保证通视的情况下选择土质坚实处埋桩，并油漆做点、编号，便于安装仪器和稳定且能长期保存，并且这些点应纳入整个控制网中。
5)导线边长应根据地形条件、所使用的仪器测程选择。相邻导线边长之比不宜超过1：3。
6)观测视线离障碍物（距上、下和旁测）不宜小于1.5m，并避免视线通过吸热、散热较快和强磁场干扰的地方（如烟囱、高压线等）。
2.1.2控制测量外业观测
1）导线控制测量采用附合导线形式布设。
2）使用LeicaTCR402型全站仪（2″，2mm+2*10-6D）。水平观测前，必须对仪器进行检验和校正。
3）执行《水电水利工程施工测量规范》，导线测量根据Ⅳ等标准选定。测角采用方向观测法，奇数测回观测左角，偶数测回以前进方向为起始方向观测右角，左、右角各测三个测回，其左、右角中数和与360°较差△（即圆周角闭合差）不得大于5.0″。距离测量采用对向观测，在两测点上测定温度和气压，对实测的边长进行加、乘常数、气温、气压和斜距改正，并归算到平均高程面上。
4）水平角观测的秒值读、记错误，应重新观测，度、分读、记错误可在现场更正。但同一方向盘左、盘右不得同时更改相关数字。
5）距离测量人工记录时，每测回开始要读、记完整的数字，以后可读、记小数点后的数。厘米以下数字不得划改。米和厘米部分的读、记错误，在同一距离的往返测量中，只能划改一次。
2.1.3提高观测精度措施
1）测量过程中应严格遵循导线测量的一般原则。
2）应待仪器温度与外界气温一致后开始观测，观测过程中应用测量伞遮阳。
3）观测应在成像清晰、稳定的条件下进行。观测时应充分利用阴天进行；晴天的日出、日落和中午前后，如果成像模糊或跳动剧烈，不应进行观测。
4）测回间仪器和目标应严格对中或采用三联脚架法测角以减少仪器对中和目标偏心误差的影响。仪器照准部旋转时，应平稳匀速。
5）在观测过程中采用双照准读数法（两次照准、两次读数），两次照准读数限差小于±3″。以减少照准误差的影响保证测量精度。
6）观测过程中，仪器气泡中心偏移值不得超过一格。当偏移值接近限值时，应在测回之间重新整平仪器。
2.1.4内业数据的计算
内业计算前首先对外业观测原始记录及计算数据进行严格检查。确保准确无误后才开始进行平差计算。平差计算采用南方公司的“平差易”软件进行计算。
首先画出导线网示意图，标上真实点名，并标出已知点、已知方向和起算边，然后再从记录手簿上将每一测站的测得的方向值，经改正后的边长抄记在示意图上每两边中间。然后整体检查一下图形及测量数据的准确性。
利用“平差易”，按软件格式要求输入数据并保存，采用自动平差计算，若软件提示错误则重新检查输入数据直到正确为止，检查闭和差，点位误差等误差是否符合要求，最后得到最终结果。
2.2高程控制网的测设
高程控制网的布设以能有效地控制各水工建筑物的紧凑性、实时克服测量误差的传播，并能方便直接使用为原则，沿工程主体建筑物上下游方向布置成环形。高程控制根据甲方所提供的二等三维控制点，我部利用了控制点GPSII-01、GPSII-02、GPSII-03、GPSII-04、GPSII-05、GPSII-06、GPSII-07、GPSII-08进行了闭合三角高程的控制测量，在大坝上游围堰、下游围堰采取大地四边形过河三角高程测量，使两岸水准联结成环网。
沿河床两岸水准线路采用DS32型水准仪往返观测。观测按三等三角水准测量规范操作执行。观测按规范严格执行。选择在阴天、微风、大气波动较小成象清晰稳定的情况下进行，观测仪器均经过鉴定合格。精度均达到国家四等水准测量的规范要求。
结论：施工控制测量所依据的地面控制测量成果要有足够的精度。对于测量员而言，必须在确认地面控制测量成果充分可靠的前提下才能使用，一般的要求是对原控制网进行复核或重测；
水电站施工控制测量涉及的内容多，关键要抓住核心部分，特别是大坝的点位和高程测设等，以确保工程施工符合设计要求；
施工控制测量用的全站仪要严格做好检验工作，必须通过专门检验机构的检测合格。在使用中要不定期地对是C误差、I角误差、仪器的加常数等进行检验，并要注意棱镜常数与镜框的关系，以免使用时反向安装；
观测过程中，仪高、觇高要量测两遍，相差少于3mm取中数。为减少量测时出错，一般将棱镜高度固定，并采用线粗在1mm左右的深色线，以利瞄准。
参考文献:
[1]DL/T5173—2003水电水利工程施工测量规范.
[2]孔祥元、梅是义.控制测量学.武汉大学，2002