石虎塘航電樞紐首級施工控制網(wǎng)及工作基點復(fù)測分析

朱萬虎,張雅男

(廣東珠榮工程設(shè)計有限公司，廣東 廣州 510610)

水利工程施工前必須建立高精度施工控制網(wǎng)，受洪水、施工車輛、周圍人類活動的影響及工程建設(shè)有關(guān)的地質(zhì)構(gòu)造的變化，往往會引起控制網(wǎng)點點位的移動或沉降，因此須定期或不定期對施工控制網(wǎng)進(jìn)行檢查、復(fù)測以確定網(wǎng)點的變化情況，保證網(wǎng)點成果的有效性和網(wǎng)點成果的正確、可靠[1]。做好控制網(wǎng)的維護(hù)與復(fù)測工作對于工程后續(xù)建設(shè)和安全監(jiān)測具有非常重要的意義。下面以贛江石虎塘航電樞紐首級施工控制網(wǎng)及工作基點復(fù)測為例，講述布設(shè)GNSS控制網(wǎng)以及水準(zhǔn)網(wǎng)的復(fù)測方法。

1 平面控制網(wǎng)及水準(zhǔn)網(wǎng)復(fù)測方案

贛江石虎塘航電樞紐首級施工控制網(wǎng)于2009年5月建立并進(jìn)行了第1次復(fù)測，期間于2010年5月進(jìn)行了第2次復(fù)測，最近1次復(fù)測是2013年5月，本次共計復(fù)測12個二等平面控制點和23個二等高程控制點。平面控制點點名為：首級施工控制網(wǎng)保存完好的7個點(IISG01、IISG05、IISG06、IISG07、IISG08、IISG10、IISG11)和2013年新增的5個工作基點(X01、X02、X03、X04、X05)；高程控制點點名為：首級施工控制網(wǎng)保存完好的2個基巖點II-J1、II-J2，保存完好的12個觀測墩點(IISS01、IISG01釘頭、IISS05、IISG05釘頭、IISS06、IISG06釘頭、IISS07、IISG07釘頭、IISS08、IISG08釘頭、IISS10、IISG10釘頭)，2013年新增的9個工作基點(X1D、X2D、X2DD釘頭、X3D、X3DD釘頭、X4D、X4DD釘頭、JD、JDD)。

1.1 平面控制測量及平差

Ⅱ等平面控制網(wǎng)根據(jù)規(guī)范要求采用5臺UniStrong G970 II雙頻接收機(jī)觀測。實測前進(jìn)行了同步觀測環(huán)圖形設(shè)計及觀測時段設(shè)計，編制出作業(yè)計劃進(jìn)度表，設(shè)計好觀測路線，按照計劃依次進(jìn)行觀測。觀測過程嚴(yán)格按規(guī)范要求操作，每個同步環(huán)觀測兩個時段，每個時段觀測時間90 min以上。控制網(wǎng)觀測示意見圖1。

圖1 平面控制觀測示意

2013年5月施工控制網(wǎng)復(fù)測平差時，采用IISG06、IISG11點作為平差起算點，因此，此次平差過程中，也采用IISG06、IISG11作為平差起算點，起算點資料均來自上次復(fù)測結(jié)果報告。固定IISG06、IISG11兩點對控制網(wǎng)進(jìn)行約束平差，控制網(wǎng)中最弱點為ⅡXG11，點位中誤差為1.0 mm。平面控制網(wǎng)平差的精度及質(zhì)量統(tǒng)計情況見表1。

表1 平面控制網(wǎng)精度統(tǒng)計

以上精度統(tǒng)計情況表明，二等平面控制測量精度符合《水利水電工程施工測量規(guī)范》(SL 52—2015)[2]規(guī)定的限差要求，其測量成果可靠。

1.2 水準(zhǔn)測量及平差

石虎塘航電樞紐首級施工控制網(wǎng)的高程控制在左右岸各布設(shè)有1個基巖水準(zhǔn)點，分別為Ⅱ基1和Ⅱ基2。兩基巖水準(zhǔn)點嚴(yán)格按規(guī)范要求的深層基巖水準(zhǔn)標(biāo)石要求布設(shè)，因此相對比較穩(wěn)定，由于2013年控制網(wǎng)第3次復(fù)測時未對點Ⅱ基2進(jìn)行測量，故本次Ⅱ基2點成果用2010年第2次復(fù)測成果?；鶐r水準(zhǔn)點穩(wěn)定性分析比較見表2。

表2 基巖水準(zhǔn)點穩(wěn)定性分析

根據(jù)表2可見，該高程控制網(wǎng)中基巖水準(zhǔn)點相對較為穩(wěn)定，但由于2013年復(fù)測時未聯(lián)測Ⅱ基2，而是以Ⅱ基1作為平差起算點，故本次控制網(wǎng)復(fù)測依然以Ⅱ基1作為水準(zhǔn)控制網(wǎng)的平差起算點。

本次高程控制共復(fù)測Ⅱ等水準(zhǔn)點23點，分別Ⅱ基1為起止點組成一條閉合水準(zhǔn)路線。Ⅱ等高程控制復(fù)測路線見圖2所示。

圖2 Ⅱ等高程控制觀測路線示意

由于本首級施工控制網(wǎng)為工程樞紐區(qū)而建，涉及的水準(zhǔn)路線經(jīng)緯度跨度較小，根據(jù)技術(shù)設(shè)計要求，本項目二等水準(zhǔn)控制不作正常水準(zhǔn)面不平行改正、重力異常改正和固體潮改正等計算。

二等水準(zhǔn)控制網(wǎng)觀測的高差經(jīng)整理后，利用“清華山維平差軟件”進(jìn)行平差計算，Ⅱ等水準(zhǔn)精度指標(biāo)統(tǒng)計見表3。

表3 Ⅱ等水準(zhǔn)精度指標(biāo)統(tǒng)計

高程控制網(wǎng)平差后，網(wǎng)中最弱點為SG10，其點位中誤差為0.3 mm。同時，利用“南方平差易2005”對高程控制網(wǎng)進(jìn)行復(fù)核計算，成果一致。以上精度統(tǒng)計情況表明，二等水準(zhǔn)測量精度符合《國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范》(GB/T 12897—2006)[3]規(guī)定的限差要求，其測量成果可靠。

2 復(fù)測成果分析

本次復(fù)測平面坐標(biāo)和高程控制成果與2013年5月第3次復(fù)測成果進(jìn)行比較(見表4～5)。

表4 平面控制成果復(fù)測比較

根據(jù)表4平面控制成果復(fù)測比較可見：

1)2009年布設(shè)的施工控制網(wǎng)中ⅡSG01、ⅡSG05、ⅡSG06、ⅡSG07、ⅡSG10、ⅡSG11等6點相對變化較小，可認(rèn)為這些點相對較為穩(wěn)定；

2)2009年布設(shè)的施工控制網(wǎng)中ⅡSG08平面坐標(biāo)與2013年觀測值比較，位移變化相對較大，平面位移變化量為10.4 mm，分析可能為點ⅡSG08位于魚塘邊，臨魚塘側(cè)土體比較單薄，產(chǎn)生了位移變形所致；

3)工作基點X01、X02、X03、X04、X05等5個點均有一定的位移，最大為8.3 mm，最小為3.2 mm，顯示2013年布設(shè)的5個工作基點均有一定的平面位移。

根據(jù)表5高程控制成果復(fù)測比較可見：

表5 高程控制成果復(fù)測比較

1)2009年布設(shè)的施工控制網(wǎng)中ⅡSG05、ⅡSG05釘頭、ⅡSG06、ⅡSG06釘頭、ⅡSG07、ⅡSG07釘頭、ⅡSG10、ⅡSG10釘頭等8點相對變化較小，可認(rèn)為這些點相對較為穩(wěn)定；

2)2009年布設(shè)的施工控制網(wǎng)中IISS08、IISS08釘頭等2點高程變化相對較大，分別為-17.6 mm和-18.5 mm，分析可能為點ⅡSG08位于魚塘邊，臨魚塘側(cè)土體比較單薄，產(chǎn)生了下沉所致；

3)工作基點X01、X02、X03、X04、X05等5個點下沉量均比較大，最大為12.5 mm，最小為6.5 mm，顯示2013年布設(shè)的5個工作基點均有較大的下沉；

4)大壩上的基巖水準(zhǔn)點JD和JDD，下沉量分別為2.9 mm和2.4 mm，下沉量較小。

3 復(fù)測結(jié)論

根據(jù)本次再次復(fù)測同2013年5月復(fù)測觀測結(jié)果比較可見：

1)2009年布設(shè)的施工控制網(wǎng)中的SG08坐標(biāo)及高程變化均較大，分析可能為點ⅡSG08位于魚塘邊，臨魚塘側(cè)土體比較單薄，由于控制點樁體較重，產(chǎn)生了位移變形和下沉所致；

2)工作基點X01、X02、X03、X04、X05等5個點平面位移及下沉均比較大，原測成果已不能滿足現(xiàn)場監(jiān)測要求，應(yīng)利用本次復(fù)測成果；

3)受施工及其他因素影響，首級控制網(wǎng)中部分平面坐標(biāo)及高程控制點變化較大。該工程在后期施工放樣中，應(yīng)利用2019年復(fù)測成果。