关键词：支铰座；安装测量；精度；锦屏一级水电站
锦屏一级水电站为混凝土双曲拱坝，坝高305?m，为目前世界最高混凝土双曲拱坝。大坝共布置了4个泄洪表孔，表孔均采用的是弧形门。为了使安装满足精度要求，需要研究施工测量方案和检测方案。
1 精度要求
1.1 弧形闸门铰座公差
锦屏一级水电站泄洪表孔弧形闸门铰座采用的是圆柱铰，其安装公差见表1。根据业主要求，分为合格及优良两种安装标准。
表1 铰座安装公差
安装标准 铰座中心对孔口中心线的距离/mm 里程/mm 高程/mm 铰座轴孔倾斜率 两铰座轴线的同轴度/mm
合格 ±1.5 ±2.0 ±2.0 1/1000 1.0
优良 ±1.0 ±1.5 ±1.5 1/1000 1.0
注:铰座轴孔倾斜是指任何方向的倾斜。
1.2 控制网及检测点精度要求
由表1可知，两铰座轴线的同轴度精度要求最高，其指标为1.0mm，因此铰座的测量精度应为mm。根据安装检测原理，闸门安装精度由控制网精度和检测点观测精度两部分组成。在安装过程中，控制网点和检测点是在同一站点上完成测量，故控制网精度和检测点观测精度的精度分析是相同原理，控制网的精度()与铰座观测精度()为等精度，则有：
?? (1)
因此控制网的精度和铰座点观测精度不大于0.707mm。
2 精度分析
2.1 基准控制点
基准控制点是安装测量过程中最重要的控制网点。安装过程中，安装专用控制网的建立和铰座安装的放样、验收以及监测都是在此控制点上完成的测量工作。
2.1.1 基准控制点的建立
在表孔弧形门支铰座单元工程实施前，根据现场条件，在表孔底板的中心线附近埋设基准控制点。采用极坐标法测设，具体步骤如下:
(1)在大坝首级控制点A(JP01)上架站，在表孔底板的中心线附近选取的基准控制点B上架设棱镜，用方向观测法观测已知点(JP103C)和基准控制点(B)方向4测回，同时测量平距和高差2测回；在B点架站，在JP01上架设棱镜，测量平距和高差2测回。
(2)取平均观测值从已知方向计算临时控制点方位角、平距、高差。已知大坝施工测量控制网点JP01、JP103C点坐标，计算基准控制点B的坐标。
2.1.2基准控制点的平面精度()分析
按照《水电水利工程施工测量规范DL/T5173-2012》中光电测距平面精度计算公式：
（2）?
使用标称精度为水平角=±1″，垂直角=±1″，=±(1mm+1mm/km×S)的全站仪，斜距S≤600m时(取S=600m进行计算)，计算出控制点平面位置点位中误差，≤±3.3mm，满足“相对于邻近等级控制点的点位(平面和高程)限差为±10mm”的要求。
2.1.3 基准控制点的高程精度（）分析
按照《水电水利工程施工测量规范DL/T5173-2012》中三角高程精度计算公式：
(3)
其中垂直角，平距D=600m，地球平均曲率半径6369km，取仪器高测定误差均为1mm，大气折光系统误差=0.03，则 ≤±3.3mm，满足“相对于邻近等级控制点的点位（平面和高程）限差为±10mm”的要求。
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2.2 安装专用控制网
2.2.1 安装专用控制网点的平面精度()分析
经现场查勘，表孔闸门宽度为11m，半径为14.08m，现用全站仪按一般网建网比较困难，故在表孔边墙及支绞座强上进行布网。在基准控制点B上架设仪器，后视大坝施工测量控制网点JP01。在与B点同桩号表孔侧墙的适合位置测设B1、B2，在距离B1、B2下游侧3~5m的位置测设B3、B4，在表孔的支撑梁上测设B5、B6。B1、B2、B3、B4、B5和B6的测设方法与基准控制点的测设方法相同，但安装专用控制网布设的点必须在基准点B上一次性全部完成，测设过程中不能二次调动仪器，不能跟换观测人员。其精度计算公式采用公式(2)，使用标称精度为水平角=±1"，垂直角=±1"，=±(0.5mm+0.5mm/km×S)的全站仪，斜距S≤20时(取S=20m进行计算)，计算出控制点平面位置点位中误差为0.519mm。
2.2.2 安装专用控制网点的高程精度（）分析
从2.2.1可知基准控制点的高程是采用光电测距三角高程的方法从等级控制点上引测，高程精度能够满足要求。结合现场控制点的布设情况，安装专用控制网点的高程也只能采用光电测距三角高程的方法测设到每个控制点。由于边长较短，测站高程为仪器中心高程，三角高差计算公式可简化为：
(4)
其中按最大边长20m，垂直角计，计算出控制点高程位置点位中误差为0.19mm。
2.2.3 控制网网点点位中误差
根据2.2.1.和2.2.2的精度分析，可用下式计算控制网网点点位中误差：
（5）
经计算，得为0.55mm，小于分析要求应达到的规定值0.71mm。
3 安装测量方案
3.1 支绞座安装点、线放样
支铰座安装点、线放样采用全站仪坐标法。在表孔左右侧墙上分别放样一个铰座轴的设计里程点和基准高程点，在支撑大梁位置放样表孔的中心线，总共4个点和1条线，分为2步完成放样工作。
第1步：埋设样架。在基准点上设站，用坐标法在表孔两侧侧墙上放样铰座轴的设计里程(误差在1~2cm内)，安装人员根据放样点，在点位上游及下游大约10cm位置埋设膨胀螺丝，在膨胀螺丝裸露的段位上焊接一根钢筋，样架的高度应超过铰座高。
第2步：精确放样。在样架上用全站仪定点，采用正倒镜2次取平均的方法。用徕卡小棱镜在样架上放样出设计数据，安装人员根据放样的点，用细、直、尖特点的钢铳做点，做点完成后再次复测放样点，如与设计相差超过1mm需重新做点复测，直到放样点符合要求。
3.2 安装检测
绞座的安装检测主要是对绞座中心里程、绞座中心对孔口中心线的距离以及绞座中心高程进行测量控制。绞座中心无法直接测量，以绞座圆轴裸露的端头断面代替绞座中心的检测，圆轴的半径为R。
3.2.1 里程检测
绞座中心里程的检测方法，在绞座圆轴裸露端头上以轴为中心挂一根0.3mm钢丝，在钢丝端头分别悬挂0.3kg吊锤，使得钢丝自然垂直。在钢丝的双线上分别粘贴莱卡反射片，反射片需贴正，十字丝竖丝与钢丝重合。用全站仪分别测量前后反射片的三维坐标（x,y,z），其中x值代表里程L，y值代表对孔口中心线的距离G。在里程检测过程中，如遇风吹动钢丝，可将吊锤置于小桶费油中，防止钢丝摆动。多次测量前后反射片的三维坐标，待数据稳定后再采用。
3.2.2 绞座中心对孔口中心线的距离检测
在基准点上设站，用全站仪定点法在绞轴裸露断面测设4个点，安装人员将鉴定合格的90°角尺紧贴待测点，测量人员用全站仪照准角尺上一刻度值，测量其坐标（x,y,z），由于使用的是安装准用控制网，x值代表的是被测点的里程，y代表的是被测点对孔口中心线的距离。
3.2.3 高程检测
当里程方向检查满足要求时，将小棱镜立于圆绞轴裸露的端头，测设其在里程上的高程，将左右支绞的两个裸露端头都进行测设，对其测设的四个高程值进行精度分析。
3.3 混凝土浇筑后检测
在安装检测合格之后，需浇筑混凝土保护绞座基础。混凝土浇筑完成一周后，需对绞座进行复测，确保绞座能达到运行条件。绞座的复测方法与浇筑前的检测方法相同。
4 结语
通过检测方案的研究和实践，证明此弧形门闸门支绞座的安装方案是可行的，精度能够满足闸门安装的要求。其中运用的一些新型的测量方法，有效的解决了隐蔽点测量困难问题，对数据可靠性和精度都有很大提高。
论文作者:林阳
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第38卷18期
论文发表时间:2019/12/19
标签：精度论文; 高程论文; 测量论文; 里程论文; 基准论文; 中心线论文; 锦屏论文; 《建筑实践》2019年第38卷18期论文;