中国电建市政建设集团安装工程公司 山东省德州市 253000
摘要：随着清洁能源的开发利用，水电站建设数量不断增加，大多数水电站施工环境比较复杂，其中部分位于高陡的山区中，压力管道的安装存在着施工难度大、危险系数高、交通条件差的问题。因此，在上述施工条件下准确的定位压力管道镇墩、支墩的位置和压力钢管安装的直线性是施工的重点。本文将通过梯级水电站中金属结构工程的压力管道安装测量施工来介绍全站仪在高陡峭的山区安装压力管道中的应用。
关键词：水电工程、压力钢管安装、全站仪、控制精度
前言
某水电站第三级站压力钢管前接压力前池，后接发电厂房，位于重庆市巫山县大溪乡平台村一山体的半山腰上，附近原始地形极其陡峭。管道沿线平面布置与山体等高线呈11～30°的斜交状，立面与水平面呈20～45°角，全长1.435km，由12个镇墩、43个支墩组成。在此工程项目中，根据设计院提供的坐标系布设控制网。严格根据施工规范及测量规划方案进行放样、高程测量、沉降和变形观测控制。在各个施工前期提供各项测量方案及最终项目竣工测量成果。
1测量方案分析
方案1：根据经纬仪的测角功能和水准仪高程测量、高程放样、沉降和变形监测、操作方便的特点，通过经纬仪和水准仪相结合使用进行控制网的布设、高程测量、施工放样、沉降和变形监测。但是由于五级站整个管线坡度变化较大、要求精度高，经纬仪和水准仪实际结合使用难，工作量大，投入的人力物力大，不经济，精度无法保证，测量施工的进度慢，无法保证后续施工顺利进行。故方案1不可行。
方案2：全站仪是集水平角、垂直角、距离（斜距、平距）、高差测量功能于一体的测绘仪器系统，将人工光学测微读数代之以自动记录和显示读数，使测角操作简单化，且可避免读数误差的产生。安置一次仪器可完成该测站上全部测量工作，对精密工程测量和变形监测能很好的应用。对梯级站整个管线坡度变化较大，要求精度高，工期紧的要求都能满足，节约了大量的人力物力，为总施工进度节约了大量的时间。故方案2可行。
2高程控制网布设
在工程施工过程中，常常涉及到高程测量，传统的方法是使用水准仪进行水准测量，这是一种直接测高法。它的特点是速度快，精度高。但水准测量受地形起伏限制，后视距离差较大时，直接影响精度。在水电站工程中，地形起伏较大，为了工程的实施将使用三角高程法，用全站仪配合跟踪杆进行三角高程测量比传统的三角高程测量速度快、精度高、效果好、容易操作。
2.1三角高程测量基本原理：
三角高程测量的基本原理如图1所示，A、B为地面上两个控制点，自A点观测B点的竖直角为α，为两点间水平距离，为A点仪器高，为B点觇标高，则A、B两点间高差为：
上式是假设地球表面为一平面，观测视线为直线条件推导出来的。在大地测量中，当两点距离大于300m时，应考虑地球曲率和大气折光对高差的影响。三角高程测量，一般应进行往返观测（双向观测），它可消除地球曲率和大气折光的影响。
为了提高三角高程测量的精度，通常采取对向观测竖直角，推求两点间高差，以减弱大气垂直折光的影响。
图1 三角高程测量示意图
2.2施工中三角高程测量的优点
三角高程测量是一种间接测高法，它不受地形起伏的限制，且实测速度较快，在大比例地形图测绘、线型工程、管网工程等工程测量中广泛应用，但其精度较低，且每次测量都得量仪器高、棱镜高，麻烦而且增加了误差来源。随着传统的三角高程测量方法已经显示出了它的局限性。经过人们长期摸索，总结出一种新的方法经行三角高程测量。这种方法既结合了水准测量的任一置站的特点，又减少了三角高程的误差来源，同时每次测量时还不必量取仪器高、棱镜高。使三角高程测量精度进一步提高，施测速度更快。
梯级水电站压力管道安装工程位于高陡峭的山区中，传统的三角高程测量满足不了精度要求。正是采用了上述新的全站仪测量高程方法使测量施工不但提高了施测速度及精度，而且满足了工程进度的需要，为后续工作提供了很大的便利。
3镇墩的变形监测
3.1变形监测的目的和意义
变形监测的首要目的是要掌握水工建筑物的实际性状，科学、准确、及时的分析和预报水利工程建筑物的变形状况，对水利工程建筑物的施工和运营管理极为重要。变形监测涉及工程测量、工程地质、水文、结构力学、地球物理、计算机科学等诸多学科的知识，它是一项跨学科的研究，并正向边缘学科的方向发展。
变形监测工作的意义主要表现在两个方面：首先是掌握水利工程建筑物的稳定性，为安全运行诊断提供必要的信息，以便及时发现问题并采取措施；其次是科学上的意义，包括根本的理解变形的机理，提高工程设计的理论，进行反馈设计以及建立有效的变形预报模型。
3.2 施工变形监测的内容
建筑物的变形监测内容一般有沉降观测、位移监测和倾斜变形监测等。通过变形监测，对所得到的变形观测数据进行分析，从而对建筑物的运营状态进行判断，当发现不正常状况时，需及时对其进行分析，找出原因并采取措施，以保证建筑物施工及使用的安全。对于水电站的变形监测，主要针对沉降和水平位移的观测。镇墩由于自身荷载和压力管道的重量，在
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论文作者:宋丽丽,范留名
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第2期
论文发表时间:2019/9/4
标签：高程论文; 测量论文; 压力论文; 水电站论文; 精度论文; 建筑物论文; 水准仪论文; 《建筑细部》2019年第2期论文;