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摘要：测量工程贯穿于工程建设的始终，作为一个水利工程建设者，应充分掌握测量的知识和技能，才能担负起工程勘测、规划设计、施工及管理等任务。
关 键 词：水利工程施工测量
中图分类号：TV文献标识码：A 文章编号：
Abstract： Measurement engineering throughout the project from beginning to end, as a water conservancy project builder, should fully grasp the measurement of knowledge and skills, to assume the project survey, design, construction and management of the task.
Key Words：Water conservancy project; Construction survey.
1引言
工程测量贯穿于整个工程建设，进行任何一项水利工程建设，水电站、大坝、港口和码头的修建等，都需要通过测量来获得有关地区的地形资料。如在某河道上修建电站，首先应有坝址以上该流域内的全部地形图，作為水文计算、地质勘探、经济调查等规划设计的依据。坝址选定后，又必须为设计水工建筑物测绘较为详尽的地形团。兴建时还要进行工程建筑物的施工放样。工程竣工时，检查工程质量是否符合设计要求，又需要进行竣工测量。建成后，在使用管理过程中，还要进行变形观测，以监视运行情况，确保工程安全。
由此可见，在水利工程建设中测量工作贯穿于规划、设计、施工和管理的各个阶段。作为一个水利技术人员必须懂得测量学的基本知识，能进行小区域大比例尺的地形测量工作，掌握阅读和应用地形图的基本知识，以及有关水利工程施工放样方面的基本方法。
2工程概况
文江口电站项目，该电站位于四川省青川县竹园镇境内清江河上，为引水式电站，总装机容量为18。2MW，电站由首部枢纽，引水系统及厂区枢纽三部分组成，引水隧道为马蹄形，洞径4。8米，约长9。4公里，有5条施工支洞，该洞由水电四局承建，我部负责承建厂区枢纽由主厂房，安装间，副厂房，尾水，泄洪闸，大坝组成。其中8孔泄洪闸（2孔冲砂闸6孔泄洪闸）墩高18米，长约20米，弧形闸门。在此项目的施工测量中，负责控制布点，测量放线，施测地形图，形体测量和变形观测，及后期的资料整理，为最终结算准备好每一阶段所应有的竣工资料。
3施工测量概述
施工测量的目的是将设计图纸上工程建筑物、构筑物的平面位置和高程，采用一定的测量方法和精度测设到实地上，作为施工的依据。在施工过程中，需进行一系列的测设工作，以衔接和指导各工序间的施工。施工测量主要包括施工控制网的建立；将设计图上建筑物或构筑物的平面位置和高程标定在实地上，即施工放样；工程的竣工测量以及建筑物的变形观测等。
3.1施工测量的原则
为了保证所测设建筑物、构筑物的平面位置和高程能够满足设计要求，施工测量和地形测绘一样，也要遵循“从整体到局部”、“先控制、后碎部”的原则，即先在施工现场建立统一的平面控制网和高程控制网，然后以此为基准，测设出各建筑物的平面位置和高程。对于水工建筑物而言，一般先由施工控制网测设建筑物的主轴线，用它来控制建筑物的整个位置。再根据主轴线来测设建筑物的细部，测设细部的精度往往比测设主轴线的精度要高。
3.2施工放样的精度要求
对水利工程建筑物采取施工放样就是把设计图上的建筑物的轴线、细部轮廓点标定到实地，并且进行填挖方量的验收哦测量。一般由基本控制网测设建筑物的主要轴线点和施工水准点，布设成施工方格控制网或者放样网，再以极坐标法、直角坐标法、角度或者距离交会法等平面放样方法和水准测量、三角高程测量等高程放样方法，测设、检测建筑物轮廓点与立模点、填筑点，并且随着施工进度测绘挖填断面，并且计算验收完成工作量。
施工放样的精度与建筑物的大小、结构形式、材料等因素有关。例如，在水利工程施工中，要求钢筋混凝土工程较土方工程的放样精度高，而金属结构物安装放样的精度要求则更高。因此，应根据不同施工对象，选用不同精度的测量仪器和测量方法，即保证工程质量，又不致浪费人力、物力。
4施工控制测量
4.1基本平面控制网
首级平面控制网常用高精度测角网、边角网或者电磁波等形式布设，再以插网、插点或者导线加密。随着GPS应用技术的推广与应用，在许多的大型水利工程施工测量中已经逐渐采用GPS建立平面施工控制网，并且采用动态GPS技术来进行水利测量施工放样工作，这也是有效提高施工测量的技术。
基本网作为首级平而控制，一般布设成三角网，并应尽可能将坝轴线的两端点纳入网中作为网的一条边。根据建筑物重要性的不同要求，一般按三等以上三角测量的要求施测，大型混凝土坝的基本网兼作变形观测监测网，要求更高，需按一、二等于角测量要求施测。为了减少安置仪器的对中误差，三角点一般建造混凝土观测墩，并在墩顶埋设强制对中设备，以便于安置仪器和觇标。
通过实地踏勘、选点后，进行控制网的技术设计及精度评估。经监理工程师审批后，按监理和规范要求进行施测。本工程的平面控制网观测采用GPS静态测量方法进行测量。采用标称精度为±（5mm+1mm/km×D）的美国Trimble 4800 GPS接收机以静态方式进行测量。按《全球卫星定位系统（GPS）测量规范》中C级GPS网的精度实测，其点位中误差不超过±10mm，控制网的平均边长相对中误差不超过1/250000。其具体技术要求（见表1）所示：
级别
项目 C级
卫星高度角（°） ≥15
数据采集间隔（s） 10~30
观测时间 静态定位（min） ≥60
点位几何图形强度因子（PDOP） ≤8
施测时段数 ≥2
有效观测卫星总数 ≥6
时段中任意一卫星的有效观测时间（min） ≥15
表1GPS控制网观测基本指标
4.2坝体控制网
混凝土坝采取分层施工，每—层中还分跨分仓(或分段分块)进行浇筑。坝体细部常用方向线交会法和前方交会法放样，为此坝体放样的控制网-定线网，有矩形网和三角网两种，前者以坝轴线为基准，按施工分段分块尺寸建立三角网作为定线网。
（1）矩形网。矩形网是由若干平行和垂且于坝轴线的控制线所组成，格网尺寸按施工分段分块的大小而定。在测设矩形网的过程中，测设直角时须用盘左、盘有取平均，丈量距离应细心校核，以免发生错误。
（2）三角网。如图1所示为由基本网的一边AB(拱坝轴经两端点)加密建立的定线网ADCBFEA，各控制点的坐标(测量坐标)可测算求得。但坝体细部尺寸是以施工坐标x0，y为依据的，因此应根据设计图纸求算得施工坐标系原点0’的测量坐标和0’x的坐标方位角，按坐标换算公式换算为便于放样的统一坐标系统。
图1 定线三角网示意图
4.3高程控制
对于高程控制网一般为高精度的水准网，然后以较低登记的符合水准路线或者结点水准网加密，地形起伏较大时则采用电磁波三角高程测量代替适当等级的水准测量。对于水利工程施工测量的高程控制分两级布设，其基本网是以整个水利枢纽的高程控制而定。视工程的不同要求按二等或三等水准测量施测，并考虑以后可用作监测垂直位移的高程控制。作业水准点或施工水准点，随施工进程布设，尽可能布设成闭合或附合水准路线。作业水准点多布设在施工区内，应经常由基本水准点检测其高程，如有变化应及时改正。
5混凝土坝清基开挖线的放样
清基开挖线是确定对大坝基础进行清除基岩表层松散物的范围。它的位置根据坝两侧坡脚线、开挖深度和坡度决定。标定开挖线一般采用图解法。和土坝一样，先沿坝轴线进行纵横断面测量，绘出纵横断面图，由各横断面图上定坡脚点，获得坡脚线及开挖线。
实地放样时，可用与土坝开挖线放样相同的方法，在各横断面上由坝轴线向两侧量距得开挖点。如果开挖点较多，用大平板仪测放也较为方便。方法是按一定比例尺将各断面的开挖点绘于图纸上，同时将平板仪的设站点及定向点位置也绘于图上。
在清基开挖过程中，还应控制开挖深度，在每次爆破后及时在基坑内选择较低的岩面测定高程(精确到厘米即可)，并用红漆标明，以便于施工人员和地质人员掌握开挖情况。
6坝体的立模放样
6.1坡脚线的放样
基础清理完毕，可以开始坝体的立模浇筑，立模前首先找出上、下游坝坡面与岩基的接触点，即分跨线上、下游坡脚点。采用逐步趋近法进行坡脚线的放样。
6.2坝的立模放样
在坝体分块立模时，应将分块线投影到基础上或已浇好的坝块面上，模板架立在分块线上，因此分块线也叫方模线，但立模后立模线被覆盖，还要在立模线内侧弹出平行线，称为放样线，用来立模放样和检查校正模板位置。放样线与立模线之间的距离一般为0.2~0.5m.
6.3.混凝土浇筑高度的放样
模板立好后，还要在模板上标出浇筑高度。其步骤一般在立模前先由最近的作业水准点〔或邻近已浇好坝坝上所设的临时水准点)在舱内测设两个水准点，待模板立好后由临时水准点按设计高度在模板上标出若干点。并以规定的符号标明，以控制浇筑高度。
7施工测量成果检测
依据国家测绘标准和《水电水利工程施工测量规范》（DL/T5173-2003）的作业规程和精度要求，及时准确地完成对各施工部位的重要测量点线（如轴线点、孔洞中心线、主体建筑物基础块和预埋件的立模点、大型金属结构、设备安装基准点等）和监理认为需要检查的测量成果，以及从自身的业务角度出发，对施工中某些重要点线成果产生怀疑时进行复核。复核前对施工所涉及的的各类测量资料、图纸及时调阅，并再实施检测。
为保证检测的准确性，对必须用到的测量基准点进行严格的检查和复测。轴线点、主体建筑物基础块和预埋件立模点等的复核在等级控制点上设站，也可在以等级控制点为依据重新测设的测站点上设站，采用全站仪（测角精度为0.5″测量，测边精度为(1mm+1mm/km×D)）采取极坐标法进行正、倒镜观测，取平均值作为测量成果，在有必要时采用双极坐标法进行正、倒镜观测，若2次极坐标观测成果较差小于5mm取平均值作为测量成果，大于5mm则重测。根据大型金属结构相对精度要求高（±0.53mm）的特点，着重检查安装点相对轴线（如孔中线、门槽中心线等）及安装点相互的几何尺寸（包括高差）的精度，检测使用全站仪及经过鉴定的钢带尺进行，高程检测采用Leica DNA03数字水准仪及NA2光学水准仪进行。
8结语
施工测量是工程施工必不可少的环节，而其测量的精度直接影响到工程实施海后是否符合原设计意图。鉴于此重要性，文章通过结合实例以及笔者测量实践经验，提出水利工程施工测量相关技术，以及相应的测量要点，以有效地提高测量精度，为同类工程提供有价值的参考。
参考文献：
[1] 谢先明．水利水电工程测量技术的研究[J]．淮北职业技術学院学报，2010，28（06）：118~119．
[2] 陈永亮．浅谈GPS高程测量技术在水利工程测量中的应用[J]．价值工程，2011，27（01）：31~33．
[3] 曾庆有．论测量监理在水利工程建设中的质量控制[J]．福建建筑，2011，31（08）：57~58．
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关 键 词：水利工程施工测量
中图分类号：TV文献标识码：A 文章编号：
Abstract： Measurement engineering throughout the project from beginning to end, as a water conservancy project builder, should fully grasp the measurement of knowledge and skills, to assume the project survey, design, construction and management of the task.
Key Words：Water conservancy project; Construction survey.
1引言
工程测量贯穿于整个工程建设，进行任何一项水利工程建设，水电站、大坝、港口和码头的修建等，都需要通过测量来获得有关地区的地形资料。如在某河道上修建电站，首先应有坝址以上该流域内的全部地形图，作為水文计算、地质勘探、经济调查等规划设计的依据。坝址选定后，又必须为设计水工建筑物测绘较为详尽的地形团。兴建时还要进行工程建筑物的施工放样。工程竣工时，检查工程质量是否符合设计要求，又需要进行竣工测量。建成后，在使用管理过程中，还要进行变形观测，以监视运行情况，确保工程安全。
由此可见，在水利工程建设中测量工作贯穿于规划、设计、施工和管理的各个阶段。作为一个水利技术人员必须懂得测量学的基本知识，能进行小区域大比例尺的地形测量工作，掌握阅读和应用地形图的基本知识，以及有关水利工程施工放样方面的基本方法。
2工程概况
文江口电站项目，该电站位于四川省青川县竹园镇境内清江河上，为引水式电站，总装机容量为18。2MW，电站由首部枢纽，引水系统及厂区枢纽三部分组成，引水隧道为马蹄形，洞径4。8米，约长9。4公里，有5条施工支洞，该洞由水电四局承建，我部负责承建厂区枢纽由主厂房，安装间，副厂房，尾水，泄洪闸，大坝组成。其中8孔泄洪闸（2孔冲砂闸6孔泄洪闸）墩高18米，长约20米，弧形闸门。在此项目的施工测量中，负责控制布点，测量放线，施测地形图，形体测量和变形观测，及后期的资料整理，为最终结算准备好每一阶段所应有的竣工资料。
3施工测量概述
施工测量的目的是将设计图纸上工程建筑物、构筑物的平面位置和高程，采用一定的测量方法和精度测设到实地上，作为施工的依据。在施工过程中，需进行一系列的测设工作，以衔接和指导各工序间的施工。施工测量主要包括施工控制网的建立；将设计图上建筑物或构筑物的平面位置和高程标定在实地上，即施工放样；工程的竣工测量以及建筑物的变形观测等。
3.1施工测量的原则
为了保证所测设建筑物、构筑物的平面位置和高程能够满足设计要求，施工测量和地形测绘一样，也要遵循“从整体到局部”、“先控制、后碎部”的原则，即先在施工现场建立统一的平面控制网和高程控制网，然后以此为基准，测设出各建筑物的平面位置和高程。对于水工建筑物而言，一般先由施工控制网测设建筑物的主轴线，用它来控制建筑物的整个位置。再根据主轴线来测设建筑物的细部，测设细部的精度往往比测设主轴线的精度要高。
3.2施工放样的精度要求
对水利工程建筑物采取施工放样就是把设计图上的建筑物的轴线、细部轮廓点标定到实地，并且进行填挖方量的验收哦测量。一般由基本控制网测设建筑物的主要轴线点和施工水准点，布设成施工方格控制网或者放样网，再以极坐标法、直角坐标法、角度或者距离交会法等平面放样方法和水准测量、三角高程测量等高程放样方法，测设、检测建筑物轮廓点与立模点、填筑点，并且随着施工进度测绘挖填断面，并且计算验收完成工作量。
施工放样的精度与建筑物的大小、结构形式、材料等因素有关。例如，在水利工程施工中，要求钢筋混凝土工程较土方工程的放样精度高，而金属结构物安装放样的精度要求则更高。因此，应根据不同施工对象，选用不同精度的测量仪器和测量方法，即保证工程质量，又不致浪费人力、物力。
4施工控制测量
4.1基本平面控制网
首级平面控制网常用高精度测角网、边角网或者电磁波等形式布设，再以插网、插点或者导线加密。随着GPS应用技术的推广与应用，在许多的大型水利工程施工测量中已经逐渐采用GPS建立平面施工控制网，并且采用动态GPS技术来进行水利测量施工放样工作，这也是有效提高施工测量的技术。
基本网作为首级平而控制，一般布设成三角网，并应尽可能将坝轴线的两端点纳入网中作为网的一条边。根据建筑物重要性的不同要求，一般按三等以上三角测量的要求施测，大型混凝土坝的基本网兼作变形观测监测网，要求更高，需按一、二等于角测量要求施测。为了减少安置仪器的对中误差，三角点一般建造混凝土观测墩，并在墩顶埋设强制对中设备，以便于安置仪器和觇标。
通过实地踏勘、选点后，进行控制网的技术设计及精度评估。经监理工程师审批后，按监理和规范要求进行施测。本工程的平面控制网观测采用GPS静态测量方法进行测量。采用标称精度为±（5mm+1mm/km×D）的美国Trimble 4800 GPS接收机以静态方式进行测量。按《全球卫星定位系统（GPS）测量规范》中C级GPS网的精度实测，其点位中误差不超过±10mm，控制网的平均边长相对中误差不超过1/250000。其具体技术要求（见表1）所示：
级别
项目 C级
卫星高度角（°） ≥15
数据采集间隔（s） 10~30
观测时间 静态定位（min） ≥60
点位几何图形强度因子（PDOP） ≤8
施测时段数 ≥2
有效观测卫星总数 ≥6
时段中任意一卫星的有效观测时间（min） ≥15
表1GPS控制网观测基本指标
4.2坝体控制网
混凝土坝采取分层施工，每—层中还分跨分仓(或分段分块)进行浇筑。坝体细部常用方向线交会法和前方交会法放样，为此坝体放样的控制网-定线网，有矩形网和三角网两种，前者以坝轴线为基准，按施工分段分块尺寸建立三角网作为定线网。
（1）矩形网。矩形网是由若干平行和垂且于坝轴线的控制线所组成，格网尺寸按施工分段分块的大小而定。在测设矩形网的过程中，测设直角时须用盘左、盘有取平均，丈量距离应细心校核，以免发生错误。
（2）三角网。如图1所示为由基本网的一边AB(拱坝轴经两端点)加密建立的定线网ADCBFEA，各控制点的坐标(测量坐标)可测算求得。但坝体细部尺寸是以施工坐标x0，y为依据的，因此应根据设计图纸求算得施工坐标系原点0’的测量坐标和0’x的坐标方位角，按坐标换算公式换算为便于放样的统一坐标系统。
图1 定线三角网示意图
4.3高程控制
对于高程控制网一般为高精度的水准网，然后以较低登记的符合水准路线或者结点水准网加密，地形起伏较大时则采用电磁波三角高程测量代替适当等级的水准测量。对于水利工程施工测量的高程控制分两级布设，其基本网是以整个水利枢纽的高程控制而定。视工程的不同要求按二等或三等水准测量施测，并考虑以后可用作监测垂直位移的高程控制。作业水准点或施工水准点，随施工进程布设，尽可能布设成闭合或附合水准路线。作业水准点多布设在施工区内，应经常由基本水准点检测其高程，如有变化应及时改正。
5混凝土坝清基开挖线的放样
清基开挖线是确定对大坝基础进行清除基岩表层松散物的范围。它的位置根据坝两侧坡脚线、开挖深度和坡度决定。标定开挖线一般采用图解法。和土坝一样，先沿坝轴线进行纵横断面测量，绘出纵横断面图，由各横断面图上定坡脚点，获得坡脚线及开挖线。
实地放样时，可用与土坝开挖线放样相同的方法，在各横断面上由坝轴线向两侧量距得开挖点。如果开挖点较多，用大平板仪测放也较为方便。方法是按一定比例尺将各断面的开挖点绘于图纸上，同时将平板仪的设站点及定向点位置也绘于图上。
在清基开挖过程中，还应控制开挖深度，在每次爆破后及时在基坑内选择较低的岩面测定高程(精确到厘米即可)，并用红漆标明，以便于施工人员和地质人员掌握开挖情况。
6坝体的立模放样
6.1坡脚线的放样
基础清理完毕，可以开始坝体的立模浇筑，立模前首先找出上、下游坝坡面与岩基的接触点，即分跨线上、下游坡脚点。采用逐步趋近法进行坡脚线的放样。
6.2坝的立模放样
在坝体分块立模时，应将分块线投影到基础上或已浇好的坝块面上，模板架立在分块线上，因此分块线也叫方模线，但立模后立模线被覆盖，还要在立模线内侧弹出平行线，称为放样线，用来立模放样和检查校正模板位置。放样线与立模线之间的距离一般为0.2~0.5m.
6.3.混凝土浇筑高度的放样
模板立好后，还要在模板上标出浇筑高度。其步骤一般在立模前先由最近的作业水准点〔或邻近已浇好坝坝上所设的临时水准点)在舱内测设两个水准点，待模板立好后由临时水准点按设计高度在模板上标出若干点。并以规定的符号标明，以控制浇筑高度。
7施工测量成果检测
依据国家测绘标准和《水电水利工程施工测量规范》（DL/T5173-2003）的作业规程和精度要求，及时准确地完成对各施工部位的重要测量点线（如轴线点、孔洞中心线、主体建筑物基础块和预埋件的立模点、大型金属结构、设备安装基准点等）和监理认为需要检查的测量成果，以及从自身的业务角度出发，对施工中某些重要点线成果产生怀疑时进行复核。复核前对施工所涉及的的各类测量资料、图纸及时调阅，并再实施检测。
为保证检测的准确性，对必须用到的测量基准点进行严格的检查和复测。轴线点、主体建筑物基础块和预埋件立模点等的复核在等级控制点上设站，也可在以等级控制点为依据重新测设的测站点上设站，采用全站仪（测角精度为0.5″测量，测边精度为(1mm+1mm/km×D)）采取极坐标法进行正、倒镜观测，取平均值作为测量成果，在有必要时采用双极坐标法进行正、倒镜观测，若2次极坐标观测成果较差小于5mm取平均值作为测量成果，大于5mm则重测。根据大型金属结构相对精度要求高（±0.53mm）的特点，着重检查安装点相对轴线（如孔中线、门槽中心线等）及安装点相互的几何尺寸（包括高差）的精度，检测使用全站仪及经过鉴定的钢带尺进行，高程检测采用Leica DNA03数字水准仪及NA2光学水准仪进行。
8结语
施工测量是工程施工必不可少的环节，而其测量的精度直接影响到工程实施海后是否符合原设计意图。鉴于此重要性，文章通过结合实例以及笔者测量实践经验，提出水利工程施工测量相关技术，以及相应的测量要点，以有效地提高测量精度，为同类工程提供有价值的参考。
参考文献：
[1] 谢先明．水利水电工程测量技术的研究[J]．淮北职业技術学院学报，2010，28（06）：118~119．
[2] 陈永亮．浅谈GPS高程测量技术在水利工程测量中的应用[J]．价值工程，2011，27（01）：31~33．
[3] 曾庆有．论测量监理在水利工程建设中的质量控制[J]．福建建筑，2011，31（08）：57~58．
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。