大化電廠左岸水平控制網(wǎng)重建研究

江明新

（廣西恒通服務(wù)有限公司，廣西 田陽 533600）

1 概況

大化水電站位于紅水河中游廣西壯族自治區(qū)大化縣城，距南寧市130km，是紅水河綜合利用規(guī)劃的第六級梯級水電站。電站一期工程1985 年6 月投產(chǎn)發(fā)電，樞紐建筑物從右至左依次布置：右岸接頭重力壩、船閘、右岸發(fā)電廠房、溢流壩、閘檢室壩、左岸重力壩。擴(kuò)建工程位于一期工程左岸，主要建筑物由上游引水渠、左岸河床式發(fā)電廠房、左右側(cè)土石壩、下游尾水渠組成，左右側(cè)土石壩頂高程174.5m。大化左岸水平位移控制網(wǎng)由5 個網(wǎng)點（TB-1、TB-2、TB-3 、TB-4、TB-5） 組成。大化左岸水平控制網(wǎng)在運行中，存在網(wǎng)點間通視受遮擋、控制網(wǎng)存在變形、網(wǎng)點測量誤差大等問題，影響了控制網(wǎng)的正常使用，需對左岸水平控制網(wǎng)觀測系統(tǒng)進(jìn)行重建。

2 重建方案

根據(jù)左岸水平位移測點及現(xiàn)存的控制點分布情況，為節(jié)省人力、物力、財力，在一期混凝土壩壩頂視準(zhǔn)線觀測使用的左倒垂（編號：IP11） 觀測房內(nèi)增設(shè)工作基點（編號設(shè)為TB-6）；在土石壩壩頂左端增設(shè)工作基點TB-7，TB-7 采用增設(shè)倒垂線（倒垂編號：IP12） 校測；保留下游左岸原基點TB-2，原控制網(wǎng)的其他基準(zhǔn)點不再納入左岸水平位移監(jiān)測系統(tǒng)。重建后左岸水平監(jiān)測網(wǎng)由TB-6、TB-7、TB-2、倒垂IP11 及倒垂IP12 組成，控制網(wǎng)示意圖見圖1。

圖1 增設(shè)倒垂方案左岸水平控制網(wǎng)示意圖

3 監(jiān)測方法及精度分析

3.1 觀測方法

工作基點TB-6、TB-7 分別由倒垂IP11、倒垂IP12 校測，TB-2、TB-6、TB-7 組成三角形網(wǎng)觀測，水平角觀測12測回，距離測量4 測回。

3.2 理論精度分析

重建后工作基點TB-6、TB-7（TB-2 視為基準(zhǔn)點） 采用倒垂校測的精度為0.1mm，滿足規(guī)范規(guī)定工作基點在位移方向測量精度±1.4mm 要求，滿足規(guī)范要求。TB-2、TB-6、TB-7 按三角網(wǎng)法測量，采用模擬平差法計算，估算其精度，精度估算公式：

三角網(wǎng)角度觀測采用TCA2003 全站儀進(jìn)行角度測量，每個角測量12 測回，由于TB-6、TB-7 采用倒垂校測作為控制網(wǎng)的已知點，倒垂測量精度可達(dá)0.1mm，因此起算點誤差可以忽略。TCA2003 全站儀標(biāo)稱精度為一測回中誤差±0.5″，考慮觀測條件影響取一測回中誤差為±1.0″，按最小二乘公式計算12 測回平均值中誤差為

TB-7、TB-6 坐標(biāo)已知，兩點邊長為S0=270.799m，以TB-7 為起算點，TB-6 方位角為β0=179.590762°，令另外兩邊的長度分別為S1、S2，TB-2 的方位角為β1，三角形的三個內(nèi)角分別為L1、L2、L3，三點坐標(biāo)分別為（X1，Y1）、（X2，Y2）、（X3，Y3），同精度觀測12 測回的三個內(nèi)角單位權(quán)中誤差為σ=±0.3″，由三角形閉合差有：

平差后的L1′、L2′、L3′為：

即有：

由此可知，三角網(wǎng)形網(wǎng)角度測量中誤差協(xié)因素距陣Q的對角元素均為2/3，則有平差后的角度值L'的中誤差估算為

根據(jù)三角形函數(shù)關(guān)系，TB-2 的坐標(biāo)可由下式計算：

為了求TB-2 坐標(biāo)（X3， Y3） 的中誤差σX3、σY3，可以先求邊長S1和方位角β1的方差σS1、σβ1，根據(jù)上述函數(shù)關(guān)系推求得：

由 各 點 的 近 似 位 置 可 知β1≈83.216847° ， L2≈53.440710°，L3≈30.185375°，S1≈432.6m，ρ 為 常 數(shù) 取206265，σβ1已在前面估值為±0.35″，經(jīng)計算得σX3=±1.06mm，σY3=±1.36mm，TB-2 坐標(biāo)測量精度滿足規(guī)范規(guī)定工作基點指定方向中誤差小于±1.4mm 的要求。

4 結(jié)語

本文針對大化電廠左岸水平控制網(wǎng)運行中存在的問題，提出了增設(shè)倒垂的重建方案，解決了網(wǎng)點間通視受遮擋、控制網(wǎng)存在變形、測量誤差大等問題，并使控制網(wǎng)得到優(yōu)化，可為類似工程問題的解決提供參考。