壹、項目介紹
金沙江溪洛渡水電站是我國西電東送中線骨幹電源之壹，位於四川省雷波縣和雲南省永善縣交界處的金沙江幹流上。溪洛渡水電站是壹座年調節能力不完全的超大型水電站，以發電為主，具有防洪、攔沙、改善下遊航運條件等巨大的綜合效益。它是金沙江流域“西電東送”的壹期工程。
溪洛渡水電站水利工程由混凝土雙曲拱壩、引水發電系統、泄洪系統和導流建築物組成。混凝土雙曲拱壩最大壩高278.0m，壩頂高程610.0m，壩頂拱中心線弧長698.07m；電站為地下式，位於左右兩岸的山體中，每座電站配置9臺單機容量為700MW的水輪發電機組，總裝機容量為12600MW。
施工期間，壩址兩岸共布置3條導流隧洞，從左至右分別為左岸1#~3#導流隧洞和右岸4#~6#導流隧洞。導流隧洞在平面上呈單彎道布置，洞身斷面為城門洞，斷面尺寸為18×20m。右岸4#~6#導流洞長度分別為1258.852米、1434.985米和1697.438+010米。
右岸導流洞施工期間，共布置了三個施工支洞進行施工，從上遊至下遊分別為1#、2#和3#施工支洞。
二、右岸導流洞施工測量
1，控制測量
由於溪洛渡水電站控制網布局較好，已基本覆蓋整個施工區域，控制測量采用業主測量中心提供的溪洛渡施工控制網中的五個點作為起點。根據右岸導流洞平面布置位置和施工方案，以衛星城至日月亭為起始數據，在1 #施工支洞進行洞內控制測量；2 #施工支洞以壹條石水連線為起始數據，3 #施工支洞以壹個觀石臺為起始數據，作成四等直導線引入主洞，是導流洞開挖階段的壹級控制。上導洞貫通後，測量成附合導線網，平差成果作為導流洞襯砌施工測量的壹級控制。高程控制測量采用四等三角高程，同時布設四等直導線。
1.1實地觀察
野外觀測采用徠卡TCR402全站儀(測角標稱精度為2″，測距精度為(2+2 ppm))。
由於隧道內環境差，交叉作業影響大，應選擇空氣條件好，其他工序影響小的時間段進行控制測量。確保觀察成像清晰，測量結果準確。
架設儀器和棱鏡時，要仔細嚴格地對中和調平，測量並記錄儀器高度和棱鏡高度，每站觀測後再測量壹次儀器高度和棱鏡高度。嚴格按照規範要求進行觀測:水平角觀測6回，邊長和高差觀測2回。水平角觀測應符合以下技術要求:外業記錄應按記錄簿規定的格式進行記錄，每測壹站後檢查記錄，然後移至下壹站作業。
1.2室內平差計算
室內計算前，應先檢查200%的野外原始記錄。記錄儀自檢完成後，另外兩人要分開檢查。在開始校正計算之前，請確保它是準確的。
平差計算采用南方公司的“平差易”軟件進行，並嚴格遵循以下步驟。
先畫出導線網示意圖，用實點名標註，標註已知點、已知方向、起始邊。然後，從記錄本上記錄每個測站的測量方向值，並在示意圖上記錄每邊中間的校正邊長。
啟動“平差易”，按照軟件格式要求輸入數據並保存，啟動自動平差計算，如果軟件提示錯誤，則重新檢查輸入數據直至正確，並檢查閉合差、點位誤差等誤差是否符合要求，最後得到最終結果。
2、施工放樣
2.1放樣前的準備
放樣前，及時收集工作面附近控制點的信息，根據圖紙和行車裏程樁號確定工作面開挖斷面類型，並在計算器中核對預先編制的放樣程序，做到現場放樣時優質高效。
2.2利用角與角的交點進行基本導線的延伸。
由於溪洛渡電站引水隧洞開挖斷面為20m×22m，采用大型鉆機鉆孔，日進尺約10m，要求斷面精度小於5mm。中心線和開挖輪廓線都需要測量員放線。由於大型裝載機和20噸以上的汽車出碴，測量人員根本無法按照傳統方法在掌子面附近布設控制點。車頂上布局太高，在地面上滾車很難保護他們。測量速度跟不上施工進度，急需采用新的測量方法布設測量控制點。經過討論和實驗，測量人員采用在洞壁上布設控制點的方法，並采用邊角後方交會的方法來解決這壹問題。
具體方法是:首先在距隧道掌子面約100m處布設高精度導線，在高精度導線點設站，使用免棱鏡全站儀在隧道壁上布設控制點，在隧道壁上布設控制點時采取壹定的措施，保證點位的精度。在100m範圍內，采用邊角交會法在洞壁上布設控制點，采用邊角交會法進行掌子面開挖輪廓線的測設。當超過約100m時，將為後續導線布設新的超前控制點，並用新的超前控制點重新布置隧道壁點。
下圖為隧道內拐角的交點，P點為站點，A點和B點為布置在隧道壁上的控制點。根據測得的PA的距離和PA與PB的夾角，可以快速計算出P點的坐標，根據測得的P與A的高差，可以計算出P點的高程..
利用該方法可以在施工幹擾較大的環境下快速架設儀器並測量計算測站坐標，在保證測量放樣精度的同時大大提高了測量效率。
2.3施工坐標系與洞內相對坐標系的轉換
溪洛渡水電站采用獨立的金沙江坐標系。在導流洞施工過程中，為了施工方便，測量人員在洞內采用了相對坐標系。坐標系的具體建立方法是:在隧道內的相對坐標系中，以隧道的起點為零；以隧道軸線為X軸，隧道掘進方向為正方向，樁號為X值，垂直於軸線的方向為Y軸構成左手坐標系，離軸線的垂直距離為Y值。標高仍采用原高度系統。如下圖所示:
在隧道內的這套相對坐標系中，某壹點的X、Y值直觀地反映了樁號和距隧道軸線的距離，給隧道的測量放線和寫出放線程序帶來了極大的方便。同時，坐標系的應用也給後期的斷面驗收帶來了很大的方便。
2.4約束放樣
溪洛渡右岸導流洞施工放樣中，壹直使用無棱鏡反射的全站儀，所以放樣采用極坐標法。具體步驟如下:首先，事先已在卡西歐fx-4500和fx-4800系列可編程計算器中編制好具體放樣程序；根據隧道掌子面情況在施工現場架設儀器，采用邊角交會的方式計算測站坐標；采用無棱鏡激光反射直接測量隧道掌子面上某點的三維坐標，將數據輸入計算器中的放樣程序，計算樁號、距軸線的距離以及相對於該點開挖輪廓線的差值。根據具體放樣要求，移動該點後再進行測量，直到符合要求後，再進行標記，然後放樣下壹個點。放樣應放出隧道開挖的輪廓線、中線、腰線等壹些基本點和因施工等各種原因需要加密的盲文。
與傳統放樣方法相比，使用該全站儀進行極坐標放樣的效率大大提高。在技術熟練的情況下，壹個作業隊架設儀器、完成測量只需30~45分鐘，大大降低了測量人員的勞動強度。
3、分段驗收
隨著隧道的不斷開挖，需要及時測量隧道的開挖剖面，以便及時反映隧道的開挖質量，如超挖值和欠挖值，為後續的驗收和支護過程提供信息。溪洛渡水電站右岸有三條導流隧洞* * *段，高峰時同時開挖十幾個洞面。由於隧道施工各工序銜接緊密，平行交叉施工項目多，隧道內工作面狹窄，且隧道斷面圖要求每3米及時提供壹個隧道，斷面驗收工作量很大，時間很緊。在實踐中，測量人員采用“野外全站儀采集數據，內業cass軟件成圖”的全數字化方法很好地解決了這壹問題。
3.1現場數據采集
利用LeicaTCR402等無棱鏡反射式全站儀直接進行野外數據采集。采用孔內相對坐標系。
首先，根據要求，每3m測量壹個斷面，由於采用了孔內相對坐標系，可以直接讀出每個測點的樁號，所以不需要像傳統測量斷面那樣為每個斷面單獨架設儀器，而是在斷面圖需要測量的任意位置架設測站，通過邊角交點計算測站坐標。然後測量每個點，看其樁號是否符合要求。如果在待測斷面的樁號上，則直接存儲在全站儀內存中；如果不符合，就沿著X軸來回移動，直到符合要求，然後存入全站儀內存，再測量下壹個點。測完壹段再測下壹段。
使用這種方法，可以在壹個測站中測量多個剖面。根據實踐經驗，前後約20米範圍內的斷面，壹個測站就可以測完，其精度完全可以滿足要求。具體可測範圍可以根據隧道斷面大小、儀器架設位置、洞壁高低不平、儀器無棱鏡測量距離來確定，只要精度滿足要求即可。
與傳統的斷面驗收方法相比，由於不需要在每個斷面上架設儀器，采用孔內相對坐標系的新方法大大提高了作業效率，縮短了野外采集所需的時間。
3.2辦公室內的數據處理和繪圖
徠卡TCR402在現場采集的數據應及時傳輸到計算機。數據傳輸可以通過南方公司的cass系列成圖軟件進行，也可以通過徠卡公司提供的徠卡測量局系列軟件中的數據交換管理器進行。傳輸到計算機的數據要按照統壹要求存放在指定位置並命名，以便以後繪圖或需要時方便快捷地找到。
由於儀器傳來的數據文件格式為GSI格式，而cass軟件繪制剖面圖所需的裏程文件為HDM格式，所以全站儀傳來的數據需要進壹步處理後才能繪制剖面圖。數據處理可以用徠卡測辦系列軟件的坐標編輯器直接打開GSI格式的數據文件，然後將所有數據復制粘貼到Excel電子表格中，將Excel電子表格中的數據按照HDM文件的格式手工修改，改成HDM文件後在cass中繪制。這種方法雖然步驟少，但是將Excel電子表格中的數據轉換成HDM格式的工作比較繁瑣，工作量大，手工編輯容易出錯。
因此，葛洲壩溪洛渡勘測隊專門開發了壹個數據轉換軟件來處理數據。具體步驟如下:首先在cass軟件中，利用“數據”菜單下的“讀取全站儀數據”對話框，將徠卡的GSI格式文件轉換成通用的DAT文件，然後運行這個專用轉換軟件，將DAT文件轉換成cass所需的HDM文件，核對無誤後即可在cass軟件中繪制橫斷面圖。
運行cass軟件中“工程應用”菜單下“繪制斷面圖”子菜單下的“根據裏程文件”命令，選擇新轉換的HDM文件，繪制斷面圖。如下圖所示繪制橫截面:
然後把繪制的實測斷面和設計斷面放在同壹個框架下，標出超挖和欠挖值，這些值可以反映隧道的開挖質量。最終剖視圖如下圖所示:
第三，溪洛渡水電站右岸導流洞施工測量采用的新技術和新方法。
隨著工程測量的發展，越來越多的新技術和新方法被應用到實際生產中。然而，溪洛渡引水隧洞工程因其工程量巨大，測量精度高，工期緊，在實踐中得到了廣泛的應用，如。
1，隧道控制點的補充方法及轉角交會的壹般應用。
傳統隧道控制測量的導線點都布設在地面上。但由於隧道內環境較差，地面布設的控制點容易因渣車碾壓、施工機械碰撞等原因被渣破壞或掩埋。因此，在溪洛渡水電站右岸導流洞的施工測量中，廣泛采用在洞壁上增加較低等級控制點結合邊角交匯的方法，在保證其精度滿足要求的同時，大大提高了勞動生產率。
2.相對坐標系在洞穴中的普遍應用。
在溪洛渡右岸導流洞施工測量中，應用了三條導流洞內的相對坐標系，這對於隧洞的現場布置和斷面的驗收，特別是斷面的驗收非常方便，大大提高了工作效率。
3.全站儀野外采集數據，CASS軟件野外成圖的作業模式。
在溪洛渡右岸導流洞施工測量中，外業采用全站儀采集數據，內業采用CASS軟件成圖的作業模式已成為壹種常規作業模式。采用這種全數字化的作業模式，不僅大大減少了調查的內業工作，而且由於數據采集和使用的全過程都是數字化的，大大降低了人工操作產生誤差的概率。
溪洛渡右岸導流洞施工測量采用的新技術、新方法很多，這裏就不壹壹描述了。正是由於這些新技術和新方法，溪洛渡右岸導流洞施工測量的質量和效率達到了壹個新的水平。
四。結論
通過上述施工測量過程，溪洛渡右岸導流洞工程施工測量完全滿足測量規範要求，滿足生產需要。並通過生產實踐，總結出大量隧道開挖施工測量的新技術、新方法。但也存在壹些不足，如對新的創新和方法總結不夠，需要從理論和實踐兩方面進行改進。
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