硬殼壩在洙盤二座水毀大壩修復中的應用

一、前言明渠截流水文監(jiān)測是明渠截流系統(tǒng)工程的保障服務系統(tǒng)，主要為截流施工進占戧堤的穩(wěn)定性、截流河段總落差及上下游戧堤分擔落差的分配、龍口流速及其分布對拋投物的影響提供動態(tài)水文和水力學實時信息，同時為二期圍堰拆除區(qū)的水下形象及對導流底孔分流能力的影響等進行全面系統(tǒng)的動態(tài)監(jiān)測，掌握截流全過程的截流戧堤形象和水文要素的變化特征及規(guī)律性，為截流設計優(yōu)化、實體模型跟蹤試驗、水文預報、水文及水力學計算、科學研究、截流施工監(jiān)理及管理決策提供準確可靠的水文信息。口門區(qū)的水文監(jiān)測是截流水文監(jiān)測重要的組成部分。截流是以戧堤的不斷推進、口門的不斷縮窄為最顯著的特征的?？陂T的水力要素的變化是直接關系到截流施工進展的關鍵因素之一，對資料的準確性、時效性要求極高。同時口門區(qū)的水文監(jiān)測受到截流戧堤進占施工的直接影響，安全風險較大。因此，口門區(qū)的水文監(jiān)測既是水文監(jiān)測的重點，也是水文監(jiān)測的難點。在三峽工程導流明渠截流水文測報工作中，口門區(qū)水文監(jiān)測主要包括實時監(jiān)測截流戧堤口門寬、裹頭形象和裹頭水位測量等工作任務。為了及時、準確、安全地實施口門水文監(jiān)測任務，使用了激光全站儀配合EPS成圖測繪系統(tǒng)。二、測繪系統(tǒng)組成及特點測繪系統(tǒng)由激光全站儀、EPS成圖軟件、計算機及數據處理與傳輸部分組成。激光全站儀是新一代測量儀器，集測距、測角于一身，并且在有人立尺和無人立尺狀態(tài)下均可有效使用，在實際工作中比較靈活。EPS成圖軟件，可以方便地進行展點、連線、編繪、計算等功能。數據處理與傳輸主要將實時監(jiān)測數據、圖像傳輸至下一層使用者。該套系統(tǒng)的使用，實現了無人立尺狀態(tài)下測點坐標、高程等信息的自動采集、處理和形成電子數字地形圖，準確、清晰地監(jiān)控截流戧堤的進占狀態(tài)、形象和其他實時水文信息，從而有效地指導截流施工和水文測報工作。在三峽工程明渠截流水文測測中，我們使用Trimble激光全站儀、清華山維EPS成圖軟件和太平洋數據鏈。三、截流戧堤口門區(qū)水文監(jiān)測的特點與一般地區(qū)的測量相比，截流期間的口門水文監(jiān)測有其特殊環(huán)境和特殊要求。監(jiān)測環(huán)境的特殊性體現在以下幾方面：1、由于明渠截流施工采用“雙戧雙向進占”方式，隨著截流施工進占，戧堤的形象和裹頭位置不斷變化。監(jiān)測點必須隨著戧堤進占而實施跟蹤監(jiān)測。這使得傳統(tǒng)的水尺觀測無法實現。2、由于口門寬的不斷縮窄，口門區(qū)流速增大，水流對戧堤的沖刷非常劇烈，對于不斷推進的裹頭來說，邊坡狀況不穩(wěn)定，時常發(fā)生大幅度的沉降和局部區(qū)域的坍塌現象，監(jiān)測人員很難接近戧堤水邊。3、截流進占的施工強度極大，不允許監(jiān)測人員在施工現場作業(yè)甚至停留。在技術要求上，也體現出特殊性。尤其是三峽工程明渠截流，由于其截流難度大、技術要求高，對口門水文監(jiān)測提出了更高的要求：1、觀測的連續(xù)性。水文要素監(jiān)測必須連續(xù)進行，不能間斷。保障截流施工、監(jiān)理和管理決策對水文信息的需要。2、觀測的實時性和突然性。截流施工受長江來水、環(huán)保、氣象等因素影響和其它相關工程的制約，特別是為保證長江不斷航，根據具體實際情況，施工進度安排時常作較大調整。水文監(jiān)測也相應調整，時常出現高密度、高強度實時測報的監(jiān)測過程。3、技術要求高?？陂T寬和水面寬測量，要求必須嚴格控制在設計的截流戧堤軸線上；裹頭水位測量必須保證具有國家水位觀測規(guī)范規(guī)定的水位觀測精度。4、實施難度大。比如水位測量，一般江河上觀測并不復雜，但是在裹頭，由于大幅度的沉降，用傳統(tǒng)方法實施實時觀測的難度就非常大。采用無人立尺方法觀測水位徹底解決了安全問題，但水面線的正確測定和夜間觀測難度大，需要技術上的創(chuàng)新。竹四、截流根戧堤口門火區(qū)水文監(jiān)賺測的實施播1峰、戧堤形裙象和口門圍寬測量絮明渠截流泥期，根據村截流施工彼進度及時雞、準確監(jiān)撲測了上、鑰下游截流紐戧堤形象象和口門寬嗓。利用高史精售度恨Trim柳ble役560繩1改型激光全蹈站儀所具拾有的免棱閥鏡測程可桿達勉400互m于、測距精怠度佳5mm+絹3pp此m悟、測角精口度豐的特點，灘無接觸式階測出裹頭丹的形象；課使用犯EPS隊成圖軟件噴的計算和宣編繪功能鞋，實時繪構制戧堤三苦維形象。拾根據截流扔戧堤設計音軸線，計老算出與堤野頂和水邊梯兩條輪廊拍線交叉點宏的坐標，射解算口門夫寬和水面賢寬。具有慰實時監(jiān)測燦裹頭進占彎態(tài)勢和進勝占幅度，究對裹頭進色占過程形登象實現直已觀的圖解饞和精確的旁數字成果危的特點。薦2援、裹頭水楊位接測驚截流戧堤耀裹頭水位賓是標定上健下游截流超戧堤分擔慶落差的重刊要指標之犧一，要求浩準確、及奇時。利用床經緯儀接貞測水位，奧本是一項貴成熟的測獅量方法。違但是在不焰同的測量詞環(huán)境中，科應根據工娃作實際，很采取一些答技術創(chuàng)新鳥措施。在竭截流戧堤貝裹頭水位親測量工作泰中，根據林工作實際習，為保證次觀測精度皺，采取了筍如下辦法虧：另①樸掠垂直角和藏距離異步攀觀測場在水位監(jiān)幟測過程中枯，理論上角應準確確元定水位監(jiān)僅測目標位湖置，準確究測量待測綱目標的垂氏直角、距辨離等要素再。但在實峽際工作中譯，水邊線私因為波浪頂起伏是潮妙濕的，會揭影響到激淘光全站儀兆的測距。短所以在實撈際工作中獨，采取了示垂直角和蘭距離異步角觀測。方性法如下：寄確定水位朋監(jiān)測目標腸位置后，泊準確測取迷垂直角，沈至槍少幕2膠測回數。評微移測距船目標（盡疾可能貼近耽目標位置端）測取距籌離。計算密目標位置絡的三維坐陵標，并使扯用賞EP謝S絕成圖系統(tǒng)遷準確標注紀入戧堤形項象。艱下面對因毯垂直角和超距離異步辣觀測對水牙位接測帶絨來的誤差寒作簡要分轉析：勻解析法接缺測水位的民計算公式姿為：（1）衫其中雷，湖Z塔—北—汗測點高程率H江—擇—咸儀器站視趙線高，儀吊器站高程鉆與儀器高普之和。測聽站點高程季由四等以愿上水準或用電磁波導稿線測量。忠儀器高由誤鋼卷尺量休取，精確摸到絡1m侄m融。挖—娃—委天頂距么—捷—竿球氣差改耗正值糟，咬K擺指大氣折舌光系數扶，正R貢指地球半圾徑。在距籍離一定的委情況下，馬是一個相僻對固定的碌值。愈—陵—醒垂直角指劇標差粉由式（膝1遣）可以看乓出，水位擴接測的精贈度主要取用決于垂直延角觀測精塌度和測距嗓精度。利憤用經緯儀呢接測水位沖，是一項夾已經成熟像的測量方營法，其精籮度在此不話作討論。公在采用垂過直角和距粉離異步觀型測的條件笑下，實際淹意味著測慎距誤差的虧增大，對辛此，有必龜要作進一隊步論證。萍對式銳（勇1錯）微分并郊轉換為中扒誤差公式名，有耗

翁

曉

徑

令（刮2旋）鉗式（輸2幻）中，末

=2鋤0626扎5內可看作儀掌器測距標奪稱誤差，駁即渡5mm+客3ppm希是經緯儀鍋垂直角測閘量誤差，盡在工作中籌，采用了稈級全站儀恢。經過遞2幻測回正倒嘗鏡觀測，輩指標差一遞般控制在感以內，測液回差一般路控制在妨以內，沖可認為為濾。轉采用垂直選角和距離細異步觀測哀時，垂直纏角觀測是音準確的。嘆當觀測距傭離控制屠在述400蘭m昂以內時，山距離的測令量誤差對辦水位接測合精度影響節(jié)可由頓表報1庫粗略反映相：送表傳1

箱距離觀測他誤差對水憤位接測精蕉度影響統(tǒng)餃計表溜天頂距（蛛度）側距離（堤m有）并距離觀測賽誤差（澇m糠）駱水位接測冠精度范(坊cm)銷天頂距（坡度）門距離（屯m穗）豈距離觀測純誤差（隆m虛）急水位接測魔精度膊(門cm)初100騰400庭0.10抵1.77遭95晶400束0.10還0.95陳

檔

至0.15委2.62錘

沒

瞧0.20疑1.82幸

竄

投0.20燦3.48扎

荒

韻0.30仁2.70膝

普350片0.10州1.76剪

燒350催0.10買0.94插

蒙

夢0.15頸2.62錄

蒙

陸0.20洲1.81紗

拘

元0.20護3.48隙

宵

西0.30性2.70搜97質400魯0.10危1.27唱92銀400鉤0.10褲0.48耀

蟻

易0.15禾1.87禍

欠

倆0.30浮1.09梅

熔

曉0.20王2.48殊

花

胞0.50牽1.77津

推350鏡0.10輔1.26駕

屑350農0.10阻0.46票

愛

憐0.15凱1.86腔

移

秋0.30心1.08使

魂

綢0.20熊2.46追

抄

葵0.50何1.76責在實際工潛作中，垂繼直角一般贊控制嫂在繭2~服3妨度，當距有離觀測誤基差控制牢在勤0.澇3堡米以內時成，異步觀討測對測量陳精度的影稍響可以控餅制繼在僅1c歷m光左右。可潑以滿足測鞠量精度需菠要。抬②嫩釀多點觀測罷在水位接唯測中，對捎水邊線的桂判斷也是甜誤差來源駁之一。為墨了減少這趟種誤差，天消除照準鬧誤差，采洗用多點觀夕測取平均必值，是有俊效的辦法肥。梯③陪良波浪影響泳的消除吹船只的航悶行和裹頭耳投料，都籍可以產生蜓波浪，影居響水面線汗的確定，盜波浪也是擴水位誤差鏟來源之一多。為確保麻水位監(jiān)測乞精度，采屢取適當提龍前和延遲超監(jiān)測和一潤定時段內鎮(zhèn)連續(xù)觀測吸的辦法來悟消除波浪漲的影響。連為了確保懇觀測工作汪的質量，護在工作開資展前采用娛以上方法妥與水尺觀供測進行了死比測工作罪，比測結鏈果表明，套激光全站禽儀的接測獵精度是值態(tài)得信賴的灣?？帽砼?

之

怒激光全站柿儀接測水縣位與水尺荒觀測比測客成果表裝序號予激光全站璃儀接測前(物m)冠水尺觀測奧(尼m)漿差值固(零m)五1廈67.2商8抱67.2性6沙0.02方2芝67.2魚6在67.2高5尊0.01糖3突67.2括3獸67.2煩4珠-0.0砌1僵4濱67.2擁2歇67.2第2允0嚇5助67.2冶4鋒67.2哥3雹0.01復6葉67.2耍6抽67.2皆4桃0.02型7漲67.2持3猾67.2甚5息-0.0海2營8神67.2津5跡67.2殃4歪0.01占9阿67.2甲2紡67.2廟5鄉(xiāng)-0.0圾3摘10齊67.2腎3鵝67.2下4押-0.0喉1堪中誤差販0.01癥7肺3疏、監(jiān)測成配果的整理桌與傳輸匪截流水文緩監(jiān)測直接科服務于截囑流施工、才監(jiān)理和管劫理決策，撒要求具有壓很高的時循效性。利梢用腔EP鍵S襖成圖系統(tǒng)私輸出的監(jiān)問測成果，餃實時計算薦、繪圖、滾修正和合左理性檢查俘，把實測面的數據經準專用數據躍處理軟件尋處理后，箭使用數據玉傳輸軟件灰和太平洋衫數據鏈傳驢輸至水文艇監(jiān)測數據掙網絡中心兔上網公布會或以其它澤方式傳至賠水文信息溝用戶。五、結語傳經過實踐編檢驗，激呢光全站儀偉配藏合揚EP艇S鐮成圖測繪鉛系統(tǒng)在三去峽工程明鵲渠截流水襲文測報中寸的應用是以成功的。墻圓滿完成盼了任務，產收集到了于寶貴的水驚文資料，蠶對截流施灶工的順利碎進行提供祝了寧有力的保齡障，充分底發(fā)揮了水據文工姜作間“情尖欣兵絮”徹和序“脅耳淚目艇”典的作用，面為后續(xù)的散分析和科吹研工作打盆下了基礎搖。護與傳統(tǒng)的贏測量方法井相比，激渠光全站儀躬配駱合責EP輔S容成圖測繪受系統(tǒng)在以挺下幾方面隙表現出明壘顯的優(yōu)勢暈：亦1砌、木確保人員掀安全怠該套系統(tǒng)慎成功運用千，實現了堆無接觸方患式監(jiān)測，桶徹底消除淋了裹頭垮移塌、施工沸機械等因駱素對測量匙人員的威完脅，確保劃了測量人納員的安全贏?，F代科珠學技術的畝發(fā)展為安抬全生產提倆供了有力輪的保證。漸2違、鵝觀測精度遇得以提高惱激光全站庫儀的應用勢使單點測于量精度有縫了保障，剛EPS宿成圖軟件嚷使成圖過侍程中的展縣點、勾線百等繪圖誤勤差基本消翻除，提高勢了測量成痛果精度。腎整個測繪廣系統(tǒng)的應膨用，基本音可以消除務人為操作死產生的錯喜誤和誤差倡。成果質乏量在整體皮上上了一北個新臺階撓。舍3辟、托提高了工能作效率冒無人立尺桌測量方法筆的實現，衡避開了裹威頭垮塌、桿施工機械臥等不利因盤素對測量召速度的影合響，憂EP鞭S壞成圖軟件掛的使用免院去了計算屈、繪圖等從傳統(tǒng)的手尸工工作中固必不可少錦的環(huán)節(jié)，廁便于監(jiān)測猛成果的合竟理性檢查微；配套的磚程序實現班了成果表疤的自動生疫成和數據低遠傳