混凝土重力坝的施工放样浅析

1 工程概况

某枢纽大坝在河床部分为混凝土重力坝, 两岸为土坝, 其主要建筑物有厂房、溢流坝和升船机等。混凝土坝总长为622m, 最大坝高为76m。该水利枢纽地处山区, 河道两岸比较狭窄。基本网为沿河两岸布设的三角锁, 由6个三角形共8个点组成。在大坝附近下游河滩上布设了一条基线作为起始边, 使大坝建筑区的控制网精度为最高, 这对于主要建筑物的施工放样是很有利的。

2 坝轴线测设

混凝土重力坝的轴线是坝体与其它附属建筑物放样的依据, 它的位置正确与否, 直接影响建筑物各部分的位置。一般先在图纸上设计坝轴线的位置, 然后根据图纸上量出的数据, 计算出两端点的坐标以及和附近施工控制网中三角点之间的关系, 在现场用交会法或极坐标法, 测设坝轴线两端点。为了防止施工时受到破坏, 需将坝轴线两端点延长到两岸的山坡上, 各定1~2点, 分别埋桩, 用以检查端点的位置。

3 坝体控制测量

混凝土坝的施工采取分层分块浇筑的方法, 每浇一层一块就需要放样一次, 因此, 要建立坝体施工控制网, 作为坝体放样的定线网。一般常用施工坐标系进行放样比较方便, 坝体施工控制网可布设成矩形网 (如图1, 2) 。

如图1所示, 是以坝轴线AB为基准布设的矩形网, 它是由若干条平行和垂直坝轴线的控制线所组成, 格网的尺寸按施工分块的大小而定。测设时, 将经纬仪安置在A点, 照准B点, 在坝轴线上选甲、乙两点, 通过这两点测设与坝轴线相垂直的方向线, 由甲、乙两点开始, 分别沿垂线方向按分块的宽度钉出e、f和g、h、m以及eˊ、fˊ和gˊ、hˊ、mˊ等点。最后将e eˊ、f fˊ、g gˊ、h hˊ及m mˊ等连线延伸到开挖区外, 在两侧山坡上设置Ⅰ、Ⅱ、…Ⅴ和Ⅰˊ、Ⅱˊ、…Ⅴˊ等放样控制点。然后在坝轴线方向上, 按坝顶的高程, 找出坝顶与地面相交的两点Q与Qˊ, 再沿坝轴线按分块的长度钉出坝基点2、3、4、…10, 通过这些点各测设与坝轴线相垂直的方向线, 并将方向线延长到上、下游围堰上或两侧山坡上, 设置1ˊ、2ˊ、3ˊ……11ˊ和1″、2″、3″……11″等放样控制点。

4 清基中的放样工作

在清基工作之前, 要修筑围堰工程, 将围堰以内的水排尽, 就可以开始清基开挖线的放样。如图1所示, 可在坝体控制点1ˊ、2ˊ……等点上安置经纬仪, 瞄准对应的控制点1″、2″……等, 在这些方向线上定出该断面基坑开挖点, 如图1中有“×”记号的点, 将这些点连接起来就是基坑开挖线。

开挖点的位置是先在图上求得, 然后在实地用逐步接近法测定的。开挖点定出后, 在开挖范围外的该断面方向上, 设立两个以上的保护桩, 量得保护桩到Ⅰ点的距离, 绘出草图, 以备查核。用同样方法可定出各个断面上的开挖点, 将这些点连接起来即为清基时的开挖边线。

5 坝体立模中的放样工作

(1) 坝坡面的立模放样。坝体立模是从基础开始的, 因此立模时首先要找出上、下游坝坡面与岩基的接触点。

(2) 坝体分块的立模放样。在坝体中间部分的分块立模时, 可将分块线投影到基础面或已浇好的坝块面上。随着坝体向上浇筑, 大坝的宽度变窄, 坝块可能减少, 但对不同的水平层, 每一块的形状都呈矩形。顾及大坝浇筑, 每层厚度一般为1.5~3m, 对于100多米高的大坝, 重复放样的次数很多。为了混凝土浇筑的立模放样, 通常在两岸建立标志, 形成平行坝轴的方向线, 在上、下游围墙上建立垂直坝轴线的方向线, 然后用方向线法放样立模控制线。根据所建立的方向线放样立模点的顺序是:在一条方向线的一个端点如图2 (A点) 安置全站仪。照准该方向线的另一端点 (B点) 上的标志, 在P点附近根据全站仪标出这一方向线ab;在另一方向线的一端点 (C点) 安置全站仪, 照准D点上的标志, 在P点附近再标出一方向线cd。两条方向线的交点即为欲放样的立模点P (如图2) 。对于放样的P点也可以首先计算其在施工控制网中的坐标, 然后用全站仪根据其坐标值用极坐标法或直角坐标法直接放样。

在用全站仪放样每一块坝体的立模点P时, 只要计算出P点在其施工控制网中的坐标, 将全站仪安置在任一控制点上, 就可用极坐标法或直角坐标法放样出P点。因此, 放样的关键是P点的坐标计算, 而坐标的计算是根据P点与坝体及控制点之间的几何关系来求得。

6 结语

水利工程测量放样贯穿于水工建设的各个阶段, 是应用测量学原理和方法解决水工建设中相关的问题。由于近几年来, 测绘仪器正向电子化和自动化方面发展, 精度也在不断提高。各种类型的全站仪已使测角、量边完全自动化, 尤其是ATC1800I测量机器人, 使变形观测完全自动化。同时, 随着空间技术的发展, 全球定位系统 (GPS) 精度不断提高, 它可以提供精密的相对定位, 特别是它不要求地面控制点之间互相通视, 且可以大量减少施工控制网中的中间过渡控制点, 这在水利工程测量中将发挥极大的作用, 也为水工建筑物的变形观测提供远离建筑物的基准点创造了条件。

摘要：水利工程测量是水利工程建设中不可缺少的一个组成部分, 无论是在水利工程的勘测设计阶段, 还是在施工建造阶段以及运营管理阶段, 都要进行相应的测量放样工作。本文就水利工程混凝土重力坝的测量放样作浅述。

关键词：混凝土重力坝,测量,施工放样