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1、第15章 水利工程测量,15.1 概述15.2 土坝施工测量15.3 混凝土重力坝施工测量,在农业水利工程中，主要的测设工作是河道、大坝的施工放样。河道、渠道施工测量步骤和方法与道路测量大致相同，在此主要介绍大坝的测设。拦河大坝按功能可将大坝分为以农田灌溉、防洪蓄洪为主的土石大坝和以水力发电为主的混凝土重力坝。修建大坝的测量工作：布置平面和高程基本控制网 确定坝轴线和布设控制坝体细部的定线控制网 清基开挖的放样 坝体细部的放样等,15.1 概述,15.2 土坝施工测量,15.2.1 坝轴线的定位,坝轴线即坝顶中心线，一般先由设计图纸量得轴线两端点的坐标值，反算出它们与附近施工控制网中的已知点的
2、方位角，用角度（方向）交会法，测设其地面位置。对于中、小型土坝的坝轴线，一般由工程设计人员根据地形和地质情况，经过方案比较，直接在现场选定轴线两端点的位置。轴线两端点在现场标定后，应用永久性标志标明。还需沿轴线方向在山坡上设立埋石点（轴线控制桩），以便检查。,为放样方便，应测设若干条垂直（或平行）于坝轴线的坝身控制线。用于土坝施工放样的高程控制，可由若干永久性水准点组成基本网和临时作业水准点两级布设。,基本网布设在施工范围以外，用三等或四等水准施测方法，以闭合或附和水准路线形式测设，这些点必须和国家水准点连测。为了便于施工，还须在坝体工作面附近不同高程的位置测设临时性的水准点，并做到安置一、两
3、次仪器就可放样高程。,15.2.2 清基开挖线放样,为使坝体与岩基很好结合，在坝体施工前，必须对基础进行清理。为此，应放出清基开挖线，即坝体与原地面的交线。清基开挖线的放样精度要求不高，可用图解法求得放样数据在现场放样。为此，先沿坝轴线测量纵断面。即测定轴线上各里程桩的高程，绘出纵断面图，求出各里程桩的中心填土高度，再在每一里程桩进行横断面测量，绘出横断面图，最后根据里程桩的高程、中心填土高度与坝面坡度，在横断面图上套绘大坝的设计断面。,清基时，位于坝轴线上的里程桩将被毁掉，为了以后放样工作的需要，应在清基开挖线以外放出各里程桩的横断面桩。,A,B,A,B,根据横断面图上套绘的大坝设计断面，如
4、左上图为某一横断面处的情况，由坝轴线分别向上、下游量取d1、d2得A、B为清基开挖点，量d3、d4得C、D为心墙开挖点。因清基有一定的深度，开挖时要有一定的边坡，故实际开挖线应根据地面情况和深度向外适当放宽12m，用白灰连接相邻的开挖点，即为清基开挖线。,清基工作结束后，应标出填土范围，即找出坝体和清基后地面的交线坡脚线。首先做两个与上、下游坝脚坡度一致的三角形坡度放样板。然后在上、下游清基开挖点上各钉一木桩（如图中A），用水准仪测量其高程，使桩顶高程等于清基开挖前地面高程。,将坡度放样板的斜边放在桩顶，左右移动，使圆水准气泡居中，则斜边延长线与地面的交点即为土坝坡脚点，相邻坡脚点的连线，即为
5、坡脚线。,15.2.3 坡脚线的放样,上料桩的轴距是根据上料层的高程计算出来的。例如，某土坝的高程为102.5m，顶宽为8m，上游边坡为13.0，上料层的高程为80.0m，则上料桩的轴距：,由于坡面需要压实，所以应根据不同的土质，在填土时将计算的轴距外加12m，即为上料桩位置。随着土坝筑高，应随时修定上料桩。,放样时，在填土处以外预先埋设轴距杆，轴距杆距坝轴线的距离主要考虑便于量距、放样，如图中为80m。此时，从坝轴杆向坝轴线方向量取 80-(71.50+2)=6.50(m)即为上料桩的位置。,15.2.4 坝坡面的放样,15.3 混凝土重力坝施工测量,用混凝土浇筑，主要依靠坝体自重来抵抗上游
6、水压力及其它外荷载并保持稳定的坝，叫做混凝土重力坝。我国的三峡工程混凝土重力坝，坝顶高程185米，最大坝高181米(坝基开挖最低高程为4米)；坝顶宽度(亦称坝顶厚度)15米，底部宽度(亦称底部厚度)一般为124米；从右岸非溢流坝段起点至左岸非溢流坝段终点，大坝轴线全长2310米。混凝土重力坝的放样精度比土坝要求高。一般在浇筑混凝土坝时，整个坝体是沿轴线方向划分成许多坝段的，而每一坝段在横向上又分成若干个坝块。浇筑时按高程分层进行，每一层的厚度一般为1.53m。混凝土坝施工放样的工作包括：坝轴线的测设、坝体控制测量、清基开挖放样和坝体立模等。,15.3.1 坝体控制测量,混凝土坝采用分层施工，每
7、层中还分跨分仓（或分段分块）进行浇筑，因此每层每块都必须进行放样，建立施工控制网，作为坝体放样的定线依据是十分必要的。混凝土重力坝施工平面控制网一般按两级布设，首级基本控制多布置成三角网，且按三等以上三角测量的要求施测。,建立坝体施工控制网作为坝体放样的定线网，一般有矩形和三角网两种，其精度要求点位中误差不超过10mm。坝体细部常用方向线交会法和前方交会法放样。如图为直线型混凝土重力坝分层分块的示意图,测设矩形网时，先将经纬仪置在A点，照准B点，根据坝顶设计高程，在坝轴线上找出坝顶与地面的交点Q、Q。自Q点起，根据分段长度在坝轴线上定出2、3、4、等各点。,图为以坝轴线为基准布设的施工矩形网。
8、AB是坝轴线，矩形网是由平行和垂直于坝轴线的控制线组成，矩形网格的尺寸按施工分段分块的大小来决定。,经纬仪安置A点瞄B点旋转90，在与坝轴线垂直方向上，以分块宽度定出、等放样控制点。然后将经纬仪移到B点，以同样的方法定出、等放样控制点。再通过2、3等点测设出与坝轴线相垂直的方向线，并延长到上、下游围堰上或开挖线以外，设置1、2、3、和1、2、3、等放样控制点。,在矩形网测设过程中，方向线测设必须采用盘左、盘右两个盘位测设，取其平均值作为最后结果。距离丈量也应往返丈量，以免发生差错。混凝土重力坝的高程控制也分两级布设，基本网是整个水利枢纽的高程控制。作业水准点或施工水准点，随施工进程布设，尽可能
9、布设成闭合或附合水准路线。,清基开挖线是大坝基础进行清除基岩表层松散物的范围，它的位置根据坝两侧坡脚线、开挖深度和坡度决定。清基工作是在围堰修好、坝体控制测量结束后进行。分别在1、2、3、等放样控制点上安置经纬仪，瞄准对应的控制点l”、2”、3”、等点，在方向线上定出该断面的基坑开挖点。将这些点连接起来就是基坑开挖线。,开挖点的位置在设计图上用图解的方法求得，实际测定时采用逐渐接近法，测设步骤如下：,15.3.2 清基开挖线放样,右图是某一坝基点的设计断面图，由图上可求得坝轴线到坡脚点A的距离S0。在地面由坝轴线量出S0得地面点A，测得A点的高程后，就可求得AA的高差h1。如果基坑开挖设计坡度
10、为1m，则Slmh1，自 A点沿横断面方向线量出S1得B点，实测B点高程，得h2HB-HA，同样可以计算出S2mh2，。,若S2与S1相接近，则该点即为基坑开挖点；若Sl与S2相差较大，则按上述方法继续进行。直到量出的距离与计算值相接近为止。,开挖点定出后，还应在开挖范围外的该断面上设立两个以上的保护桩，以备校核。用同样的方法可以定出各断面上的开挖点，将这些开挖点连接起来即为清基开挖线。在清基开挖过程中，还应控制开挖深度，在每次爆破后及时在基坑内选择较低的岩面测定高程（精确到cm即可），并用红漆标明，以便施工人员和地质人员掌握开挖情况。,15.3.3 坝体立模放样 立模前首先找出上、下游坝坡面
11、与岩基的接触点，即分跨线上下游坡脚点，然后按设计坝坡面立模。,右图是大坝横断面图，欲放出坡脚点A，可先从设计图上查得坝坡顶B的高程HB，坡顶距坝轴线的距离为D，设计的上游坡度为1n，为了在基础面上标出A点，可依据坡面上某一点C的设计高程为HC，计算距离S1：,求得距离S1后，可由坝轴线沿该断面量一段距离S1得C1点，用水准仪实测C1点的高程H C1，若H C1与设计高程HC相等，则C1点即为坡脚点A。否则应根据实测的C1点的高程，再求距离得：,坝体中间部分分块立模时，可根据与坝轴线平行和垂直的分块线控制点，将分块线投影到已浇好的坝体上。,若要测设分块n的c点，可在点和6点同时安置经纬仪，分别照
12、准和6点，两台仪器视线的交点即为c点位置。同法可以测出分块的其余三点位置。模板立在分块线上，因此，分块线也称立模线，立模板后分块线被覆盖，所以在分块线确定后，还要在分块线内侧0.2m处弹出平行线，用来检查和校正模扳的位置(图中虚线)，称为放样线。,模板立的是否垂直，可用一小钢尺在模板的顶都垂直量出0.2m，并悬挂一垂球，待垂球自由静止后，检查其尖端是否指向立模线，如果不通过，应校正模板，直到通过立模线为止。模板立好后，还要在模板上标出浇筑高度。其步骤一般在立模前先由最近的作业水准点(或邻近已浇好坝块上所设的临时水准点)在仓内测设两个临时水准点，待模板立好后，由临时水准点按设计高度在模板上标出若干点，并以规定的符号标明，以控制浇筑高度。,
