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1、14瓮潭电站大王山输水隧洞施工控制技术设计书设计单位：桂林工学院测量队主要设计人：张腾旭指导老师： 朱军桃 副教授. 瓮潭电站大王山输水隧洞施工控制一、项目名称：翁潭电站大王山输水隧洞施工控制网二、施工目的：本次安排课程设计，是为了培养高年纪学生综合运用所学知识解决实际工程能力2.1 地理概况： 本工程位于广东河源市连平县大湖镇内，为瓮潭水电站的引水隧道。连平县地处广东省北部，位于北纬24度06至2436，东经11414至11456之间。县境东西长72.4公里，南北宽55.公里。东与和平县接壤，南与河源市郊区、新丰县相连，西与翁源县毗邻，北与江西省的龙南、全南县交界。距离广州市 217 公里、
2、河源市107公里、深圳市 278 公里、赣州市263公里。全县总面积2365平方公里，是105国道入粤第一县。三、 工程概况： 该工程水源引自罗家水库，水库坝址位于罗家村下游约1.4公里，设计为混凝土重力坝，最大坝高95米。水流从大王山输水隧洞至瓮潭村西南1公里的山坡出口后，用两条压力钢管引至电站水轮机蜗壳发电，发电后尾水经明渠经瓮潭村排入义江。2.3 测区交通等情况： 该工程所在地区山地毗连，山高坡陡；居民点距离工程所在地比较远；进水口处没有公路相连，适宜在罗家村处用船抵达，出口处位于大王山东半山腰，可从瓮潭村沿西南方向上山，交通较不便。四、作业依据、已有资料分析情况：3.1 作业依据(1)
3、 新建铁路工程测量规范TB (10101-99)(2) 水利水电工程测量规范 （SL197-97）(3) 水利水电工程施工测量规范 （SL52-93）(4) 工程测量规范 GB50026-93(5) 测绘产品检查验收规定：CH1002-953.1 已有资料分析情况水库坝顶高程 400.00米水库正常高水位 390.00米输水隧洞进口地面高程 375.00米输水隧洞出口地面高程 365.00米输水隧洞全长 1900.00米输水隧洞断面尺寸 宽2米，高2.5米压力钢管直径 =1.50米水电站厂房地坪标高 223.00米水电站水轮机蜗壳高程 220.00米最大流速 4米/秒最大水头 145.00米发
4、电能力 14000千瓦五、 工程施工方法本隧洞施工采用全断面开挖法，自两端洞口相向开挖，贯通面设计在距进口1100米。六、地面控制网布设方案及主要特征地面设计为边角网（见下图），采用独立网形式，不与国家网相连接，采用假定水准面投影，减少投影误差，为了保证他们之间的相互的有机联系，分别位于坝址和厂房附近个布设一个控制点。保证他们纳入同一控制网中，此类点只作坝址去和厂区和厂房另建施工控制的起算点之用，控制网主要特征值如下：三角形个数12基线边数7最大边长616.8233最短边长318.1608平均边长424.1060最大角95最小角39七、地面网误差对横向贯通误差的影响值的计算对地面网误差对横向贯
5、通误差的影响值可用导线替代发计算，假设一天A-B-C-D-E-F-G-H,的导线，测间隔边AB、BC、CD、EF、FG、GH。基线数据如下表：基线边等级长度(m)边长精度仪器测回数边长在贯通面上的投影长度（m）AB四等394.04381/500006220.3904BC四等396.97271/500006341.4128CD四等389.98421/500006277.8241DE四等483.22141/500006312.2316EF四等396.97821/500006287.6964FG四等390.93101/500006330.2393GH四等447.2523 1/50000 6213.4
6、357Ra=1095.2903,Rb=768.8140,Rc=566.0412,Rd=292.2964,Re=83.8986,Rf=189.4862,Rg=403.2925,Gh=795.1487,Ri=863.0833My=（1）控制网平均边长为424.1060m,对应等级为四级，测角中误差为2.5,带入公式（1），求得My=2.5/206265=23.56mmMy= (2)各导线边对应的为1/50000，将各导线边的边长精度带入公式（2），求得My= 1/50000=15.9mm故地面网误差对横向贯通误差的影响值为:Mq地面=28.42mm八、地下导线布设方案及精度估计洞内施工采用导线法施
7、工，其控制网形式采用等边直伸导线。进口只贯通面分两级布设，分别为边长50m的施工导线和边长为150米的基本导线。对于等边直伸地下导线来说，导线的测角误差引起横向误差，而量边误差与横向误差无关，所以进口、出口至贯通面的地下导线引起的横向贯通误差公式由Mq=得到，由于是相向开挖则要考虑两边的导线误差的影响。1、 若只布设施工导线时： 在进洞口边布设施工导线 s=50米 S=1100m n=22 Mb=2.5则Mq =37.3mm在进出口边布设施工导线 s=50米 S=800m n=16 Mb=2.5则Mq=23.4mm由地面Mq地面22.72mm 则Mq=52.4mm则刚好满足精度，易分级布设导线
8、综上所述还需布设基本导线在进洞口边布设施工导线 s=150米 S=1100m n=8 Mb=2.5则Mq =25.88mm在进出口边布设施工导线 s=50米 S=800m n=16 Mb=2.5则Mq=17.15mm由地面Mq地面28.4mm 则Mq=42.0mm九、横向贯通预期总误差估算 因Mq地面28.42mm Mq =25.88mm Mq=17.15mm 则隧道横向贯通预期总误差为Mq=42.0mm十、地面网地下网观测主要技术要求 地面观测网采用全圆观测法观测2测发测角1、地面网等级平均边长 S均（米）测角中误差起始边边长相对中误差最弱边边长相对中误差测回数二等8001.01/23万1/
9、13万:9三等6001.81/13万1/7万:4 :9四等4002.51/7万1/4万:2 :6五等2005.01/4万1/2万:3电磁波测边要求等级最小边长边长精度测回数三等600米1/8万2四等400米1/5万2五等200米1/3万22、 地下导导线网由于地下观测条件环境特殊需，观测条件较特殊，首先导线点得布设在施工干扰小的地方，通视良好且安全稳固的地段，两点间距离与建筑物距离应大于0.2米，角度观测时尽量减少对中和偏心误差，测距是要防止水汽的影响，尤其防止镜头上的雾水影响。十一、有关说明对于山岭隧道来说，纵向误差只要不大于定测中线的误差，能够满足要求即可，对于横向贯通误差，按水利水电工程
10、施工测量规范根据两开挖口间的长度确定（见表一）贯通误差分配值表一相向开挖长度/km误差名称洞外测量洞内测量全部贯通测量1-4横向/mm3040501-4纵向/mm6080100由此可见，瓮潭电站输水隧洞长不足4公里，可用表一中小于4公里的横向贯通中误差，即横向贯通中误差为40mm；纵向贯通中误差30mm；全部贯通误差为50mm。一般而言，纵向误差较易达到，竖向误差在两洞口的水准联测情况下也不难达到。而横向误差如果超过了限差，就会引起隧道中线几何形状的改变，设计洞内建筑物侵入规定限界而使已衬砌部分拆除重建，给工程造成损失。6.1.2边角网测量误差对横向贯通精度影响的近似估算在隧道的地面三角测量中
11、采用三角锁，因此主要讨论三角锁测量误差所引起的横向贯通误差的近似估算。将三角锁的边看作导线边，选择最靠近隧道中线的一条线路，将其作为导线，用式一、式二估算对横向贯通的影响值。式中m取先验的测角中误差，取最弱边的相对种误差。地面导线测量误差引起的横向贯通误差m= = 公一为地面导线的测角中误差，以秒计；为导线边长的相对中误差；为各导线点至贯通面的垂直距离的平方和；为各导线便在贯通面上投影上读平方的总和；m 、m为洞口两端起始边方向角误差；、为洞口两端点至贯通面的垂直距离。=206265/()洞内导线测量误差引起的横向贯通误差m= = 公二式中各符号的含义同上导线测量误差引起的横向贯通误差m= 公
12、三上式即为导线测量误差对横向贯通误差的影响值德近似公式。 它是按直导线推导的。对于等边直伸得地下导线来说，导线的测角误差引起横向误差，而量边误差与横向误差无关。因地下导线一般为支导线，由测角引起的横向贯通误差可表示为：m= 公四式中：以米为单位，为导线边长（单位为米），为导线的边数。控制网等级规格等级平均边长 S均（米）测角中误差起始边边长相对中误差最弱边边长相对中误差测回数二等8001.01/23万1/13万:9三等6001.81/13万1/7万:4 :9四等4002.51/7万1/4万:2 :6五等2005.01/4万1/2万:3对于起算边使用全站仪进行布设和控制。电磁波测边要求等级最小边
13、长边长精度测回数三等600米1/8万2四等400米1/5万2五等200米1/3万2因地面控制网以四等等级进行布设，起始边中误差要求达到1/7万，故全站仪测边需达到三等等级。现以偏于安全的角度带入估算数据=2.5；=1/4万；=463940；=75650；m=2.5 、m=2.5；=1115；=836。6.布网方案设计6.1 坐标系选取为施工坐标使用及考虑到在被测区没有起算点坐标，故需建立独立坐标系。根据长度归算至参考椭球面和投影至高斯平面改正公式，得长度的相对误差公式： =- 公四其中为测区平均曲率半径；为测区平均大地高；为测区中心至中央子午线的垂距；为长度的相对误差。采用中央子午线设在测区中央，高程归化面选用测区得平均高程面这种方法建立独立坐
