两河口水电站涡室涡井结构混凝土施工测量控制技术

两河口水电站涡室涡井结构混凝土施工测量控制技术

马海

中国葛洲坝集团勘测设计有限公司测绘分公司，湖北 宜昌 443000

摘 要：两河口水电站泄水建筑物系涡室涡井分为盲井段、涡井段、变径段、涡室段及穹顶段。涡室半径为18m，涡井半径为12m，衬砌厚度为1.5m，该项目混凝土结构复杂，控制混凝土体型难度大，阐述涡室涡井施工测量技术以期为类似项目的施工测量提供参考。

关键词：两河口水电站；竖井；施工测量

1.工程概况

两河口水电站泄洪建筑物系统布置在雅砻江的左岸，其中竖井旋流泄洪洞系统由竖井旋流泄洪洞进口塔体、无压隧洞上平段、涡室涡段、无压隧洞的下平段（与3#导流洞结合段）以及竖井旋流泄洪洞出口挑坎组成。竖井旋流泄洪洞进口混凝土底板高程为EL.2840.00m，竖井旋流泄洪洞出口挑坎混凝土起挑点高程为EL.2625.00m，其最大泄量为1217.55m³/s，最大设计流速34.48m/s。其中涡室涡井分为盲井段、涡井段、涡井变径段、涡室段及穹顶段，总高146.76m。该项目工程规模大、结构形体复杂、项目施工难度更是十分巨大。

2.施工测量难点分析

（1）整个涡室涡井作业面空间狭小，全站仪架设十分困难；（2）混凝土结构线较多，且竖井内各种设备和施工材料也多，整个涡室涡井使用满堂脚手架，实际测量达到通视条件非常差，每次放样验收需要较多的人员配合，效率十分低下；（3）施工部位高差大，交叉作业严重，控制网布设非常困难，控制点精度难以保证。

3.控制网布设

3.1专用测量控制网的建立

（1）仪器采用瑞士Leica公司生产的全站仪TS06型号（标称测角精度±2″，测边精度±（2mm+2mm/km×D））。首席控制网使用的是成勘院2020年复测二等施工控制网，起算点和方位角为雅砻江坐标系，投影面高程为2730米，高程系统为1985国家高程基准，导线按四等导线标准测量，技术要求按表1要求。测量控制网之前，先对全站仪及配套设备先进行校核合格，再根据现场条件埋设稳定的测量标志，以建立专门满足于规程规范和本合同约定质量管理要求施工测量控制网点，由于施工现场存在严重的交叉作业情况，要求专用控制网点安全可靠并便于找到，同时和现场各级相关施工人员沟通保护好专用控制网点，避免控制点遭到破坏，导线需经过3#导流洞、竖井泄洪洞、竖井上平段及穹顶之上的补气竖井附合。导线做完之后再施工过程中可加密控制点，加密控制点使用Leica全站仪配套的反射片做点，反射片需人工乘坐原开挖完成后未拆除的升降梯用钉子固定在基岩上。

表1 导线技术要求

3.2精度分析：

(1)极坐标法精度估算公式：Mp1=±√（Ms²+S²×Mβ²÷ρ²）；平面点位精度可用公式估算：Mp=±√(Ms²+S²×Mβ²÷ρ²+M对中²+M定点²)式中：（Mp为放样点位中误差，单位mm；Ms为测距中误差，单位mm；可取全站仪测距标称精度2+2ppm；M对表示棱镜对中误差，通常取2倍人眼睛最小分辨尺寸±0.2mm；M定点表示定点中误差，通常取2倍人眼睛最小分辨尺寸±0.2mm；S表示测距边长或平距，单位m；Mβ表示水平角观测中误差，可取全站仪测角标称精度单方向观测中误差2″；ρ为206265″，瑞士Leica公司生产的全站仪（标称测角精度±2″，测边精度±（2mm+2mm/km×D））。设站点至放样点平距取最大值20m，因此点位估算精度如下：MP=±√{[(2+2×0.02)²+[(20000×√2)÷206265]²+0.2+0.2]}=±4.58

mm，完全满足规程规范以及合同文件等对于施工质量控制的要求。

4.施工测量放样及验收

4.1施工测量放样

整个涡室涡井为钢筋混凝土结构，目前已完成开挖及喷锚施工工序，需先对钢筋结构进行放样，钢筋施工完成后再进行模板安装，模板安装前先对模板位置进行初步放样，安装完成后再对模板调校及验收。放样过程中采用CASIO FX-5800P计算器进行计算，同时结合全站仪内部自带“参考弧”功能，提前将混凝土结构参数输入进全站仪中，用全站仪自带计算功能进行计算，施工测量工作流程见图2。

4.2全站仪架设

混凝土结构施工工序是由下而上进行混凝土浇筑，整个竖井中间布满满堂脚手架，根本没有空间无法使用传统的三角架进行仪器架设，全站仪只能挂在竖井已开挖好的井壁上，再进行观测。为达到这一目的，只能摒弃传统的架设仪器方式，考虑把标盘固定在井壁上，通过与施工方沟通，先行为我部对基岩进行钻孔，再插入钢管或钢筋,裸露在基岩外部的钢管或钢筋不超过50cm，再把标盘通过焊接的形式焊接在裸露在基岩外部的钢管或钢筋上，现场实践证明全站仪完全可以稳固架设在标盘上，满足测量精度要求。一仓浇筑结束后再拔出钢管或钢筋，在下一仓的井壁上再次钻孔循环安装，直至工程完成。

4.3混凝土体型控制

两河口水电站竖井旋流泄洪洞最大流速为34.48m/s，为保证过流面抗空蚀、抗冲蚀能力，保证洞室过流安全，进而确保枢纽运行安全，对过流洞室体型提出了极高要求。《四川省雅砻江两河口水电站泄水建筑物系统工程标混凝土施工技术要求（B版）》规定：模板外露表面允许偏差-10mm～0mm，混凝土浇筑块成型后允许偏差±20mm。“模板定位不精准”和“浇筑过程中移位”是影响边墙混凝土体型成型一次合格率的主要症结。

（1）为保证模板定位精准，模板安装完成后还需要对安装完成的模板进行测量验收，并出具模板验收成果表，验收过程一是通过徕卡配套的mini小棱镜验收，好处是精度更高，对通视要求度较高，二是通过免棱镜模式“见缝插针”能观测到模板哪个位置就观测哪个位置，再配合吊铅垂线，钢尺量具等手段综合评定模板定位精准，最终出具合格模板检定成果表；

（2）针对“浇筑过程中移位”的问题，采取了浇筑过程中监测模板形变值反馈给施工方用以解决模板浇筑过程中位移问题。在监测过程中，变形点我们使用稳固的反射片贴在模板上，便于观测准确且快速，在实际变形监测过程中，通过使用测量成果配合施工方控制混凝土的下料速度、下料位置、二次加固等手段大大减小浇筑过程中模板的位移造成的影响。混凝土体型我们按照5m/条断面进行数据采集，最终汇总了竖井旋流泄洪洞涡室涡井段体型数据，混凝土体型最大偏差25mm，平均偏差8.4mm，体型合格率达到了94.8%，达到优质水平，检测成果表见表2。

表2  竖井旋流泄洪洞涡室涡井段体型成果检测表

5. 结语

两河口水电站竖井旋流泄洪洞涡室涡井段总高146.76m，在通视条件差、施工干扰大、无法使用传统的三脚架架设仪器的情况下，通过改变思路在井壁钻孔安装标盘，实现灵活架设仪器；通过变形监测手段配合施工方提高了混凝土体型合格率，使体型合格率达到了优级。

参考文献：

［1］DL5173-2012 水电水利工程施工测量规范［S］.

［2］SL52-2015 水利水电工程施工测量规范［S］.

［3］DL/T5407-2009 水电水利工程斜井竖井施工规范［S］.

［4］DL/T5742-2016 水电水利地下工程施工测量规范［S］.

［5］CH/1016-2008 测绘作业人员安全规范［S］.

作者简介：马海（1991-），男，工程师，研究方向为工程测量技术