論水利渠道工程施工測量與監控

溫利利

(新疆伊犁河流域開發建設管理局，烏魯木齊835000)

0 引 言

渠道工程是水利基本建設的重要內容之一，是開挖或填筑的人工河槽，用于輸送水流，達到灌溉、排水和引水發電的目的。渠道施工測量和監控就是在渠道勘測、設計和施工全過程中所進行的測量和監控工作，其好壞直接影響了水利渠道工程的施工質量和工程效益，因此高精度的渠道施工測量和高效率的施工監控方案，對于水利渠道工程施工就顯得尤為重要。

1 水利渠道工程施工測量

1.1 踏勘選線

踏勘選線的任務是根據工程的實際情況確定出一條科學合理的渠道中線。一般來說需要考慮工程的設計坡度、引水高程及渠線方向。

1.1.1 選線的基本要求

水利渠道選線的基本要求包括:

1)渠線應盡量短而直，轉折要平緩。

2)渠系過水建筑物要盡量少，并少占耕地和居民地。

3)沿線應有較好的地質條件，無嚴重滲漏和塌方現象。

4)為了確保渠道邊坡的穩定性，在山丘區應盡量避免填方。

5)渠線布置與土地規劃相結合，使盡量多的土地能實現自流灌排。

1.1.2 選線的基本方法

如果興建的渠道較長，規模較大，應該先在地形圖上進行初步選線，然后到現場踏勘校對，結合實際情況進行修改，最后確定渠道起點、轉折點和終點，并用木樁標定這些點的位置，繪制點位略圖。

如果渠道較短，規模較小，可以直接在實地選線。

平原地區的選線比較簡單，一般要求盡量選成直線，只有在必須繞過居民區或其他重要地區時才需轉彎。

山區的渠道一般盤山而走，依著山勢隨彎就彎，但要控制渠線的高程位置，以保證符合引水高程和設計坡度的要求。

1.2 中線測量

渠道中線測量的任務主要是在渠道起止點間的測量，主要內容包括:測定渠線長度、測定轉折角、設置圓曲線等。

1.2.1 平原地區的中線測量

1)從渠首起點開始，朝著終點或轉折點方向用花桿和皮卷尺進行定線和量距，每隔50 m或100 m打一樁標定中線位置，以該樁對起點的距離作為樁號，注在樁側，稱為里程樁。起點樁號為0 +000;其余分別為0 +050、0 +100、0 +150 等。

2)圖1 為中線樁，在相鄰兩里程樁之間的重要地物(如道路)和坡度突變的位置上，應加設加樁，加樁亦按對起點的距離進行編號，但不是規定間距的整倍數。如圖1 中的0 +062 等［1］。

3)當樁定到轉折點上時，應用經緯儀測定轉折角，并按設計要求測設圓曲線。

圖1 中線樁

1.2.2 山區的中線測量

從渠首起點開始，用皮尺大致沿著山坡等高線向前量距，按規定要求20 m或30 m標定里程樁和加樁，并按測設高程的方法測定樁位(見縱斷面測量)。為了確保盤山渠道外邊坡的穩定性，盡量減少填方。

1.3 邊樁的測設

為了標明開挖范圍，便于施工，需要把設計橫斷面的邊坡線(內坡與外坡)與地面線的交點在實地用木樁標出，稱為邊樁。邊樁位置確定后，將兩旁相應的內邊樁撒石灰依次連續起來，就得到渠道的開挖線。同樣將相應的外邊樁依次連接起來將得到渠道堤的坡腳線。

2 水利渠道施工監控方法

2.1 渠道施工放樣檢驗

渠道施工之前，必須沿著渠道中心線，把各里程樁和加樁處的設計橫斷面與地面線的交點標定在實地，作為填土和挖土的依據，這項工作叫放樣。渠道放樣工作的內容包括:標定中心樁的挖深或填高以及邊坡樁的放樣。

2.1.1 標定中心樁的挖深或填高

渠道施工前首先應對中心樁進行檢查，主要檢查內容包括:中心樁位置是否發生變動，如果發生變動應立刻對中心樁位置的正確性繼續擰校核;中心樁是否存在丟失，如果發現丟失，應立即進行恢復。然后用紅油漆將根據縱斷面圖所計算的挖深或填高數，標記在各中心樁上。

2.1.2 邊坡樁的放樣檢驗

為了對渠道工程施工的開挖和填土進行指導，應在實地對開挖線和填土線進行標明。一般來說，渠道的橫斷面根據設計橫斷面與原地面線的相交情況可劃分為3 種，如圖2 所示。其中圖2(a)為挖方斷面，這種情況下當挖深＞5 m時，需要加修平臺，并且斷面上應標記出開挖線;圖2(b)為填方斷面，斷面上需標記處填方的坡腳線;圖2(c)為挖填方斷面，由于其既有開挖線又有填土線，因此可在各個斷面處用邊坡樁進行標定的［2］。

標定邊坡樁的放樣數據可通過橫斷面圖直接進行量取，量取的距離為邊坡樁到中心樁的水平距離?，F將放樣前在室內根據縱橫斷面圖量取數據繪制成表格，見表1，以方便施工檢查和放樣。

圖2 渠道橫斷面圖

表1 渠道斷面放樣數據表 m

放樣時，先在實地用十字直角器定出橫斷面方向，然后根據放樣數據沿橫斷面方向將邊坡樁標定在地面上。如圖3 所示，從中心樁o 沿左側方向量取L1得到左內邊坡樁e，量L3得到左外坡腳樁d，再從中心樁沿右側方向量取L2得到右內邊坡樁f，分別打下木樁，即為開挖、填筑界線的標志，連接各斷面相應的邊坡樁，灑以石灰，即為開挖線和填土線［3］。

圖3 邊坡樁放樣示意圖

當渠道工程較大，為了確保工程的施工質量，必須在施工過程中，對已完工的渠段進行及時的監控和驗收。一般采用水準測量的方法檢測渠底高程，有時還需檢測渠堤的堤頂高程、邊坡坡度等，以保證渠道按設計要求完工。

2.2 形變監測

形變監測的內容主要包括:水平位移觀測、撓度觀測和垂直位移觀測。

2.2.1 水平位移觀測方法

2.2.1.1 觀測點布設

通常是在渠道間距50 ～100 m設置一個觀測點，對于地質條件較差的地段可以增設位移標點。為了掌握渠道橫斷面的變化情況，力求各測點都在相應的橫斷面上。各排測點應用渠軸線平行，并在各排延長線的兩端山坡上埋設工作基點，工作基點外再埋設校核基點，用以校核工作基點是否有變動。

2.2.1.2 觀測方法

通過在工作基本點安置經緯儀和固定覘標，在位移點安置活動覘標，用經緯儀瞄準固定覘標作為固定視線，然后俯下望遠鏡照準位移標點，并指揮司覘者移動覘牌，直至覘牌中絲恰好落在望遠鏡的豎絲上時發出停止信號并讀取讀數。

2.2.2 撓度觀測

一般是設置鉛垂線作為基準線，然后測量渠道不同高度相對于鉛垂線的位置變化，以測得各點的水平位移，從而得知渠道的撓度。鉛垂線的設置方法有正垂線和倒垂線兩種。

2.2.3 垂直位移觀測方法

2.2.3.1 測點的布設

1)水準基點，水準基點是垂直位移觀測的基準點，一般應埋設在渠道地基堅實穩固，便于引測的地方。為了互相校核是否有變動，一般應埋設3個以上。在地表覆蓋層較厚時，可采用深井鋼管標或雙金屬管標。

2)工作基點，由于水準基點一般離渠道較遠，為方便施測，通常在每排位移標點的延長線上，選擇地基堅定的地方埋設工作基點作為施測位移標點的依據，故工作基點的高程與該排位移標點的高程相差不宜過大。工作基點的結構可按一般水準點的要求進行埋設。

3)垂直位移標點，為了便于將渠道的水平位移及垂直位移結合起來分析，在水平位移標點上，埋設一個半圓形的鋼質標志作為垂直位移標點，但有特殊需要的部位，應加設垂直位移標點［4］。

2.2.3.2 觀測方法及精度要求

進行垂直位移觀測時，首先校測工作基點的高程，然后再由工作基點測定各位移標點的高程。將首次測得的位移標點高程與本次測得的高程相比較，其差值即為兩次觀測時間間隔內位移標點的垂直位移量。按規定垂直位移向下為正，向上為負。工作基點的校測是由水準基點出發，測定各工作基點的高程，借以校核工作基點是否有變動。水準基點與工作基點一般構成水準環線或水準支線，并根據工作基點的穩定情況定期進行，施測精度按規范要求。

總的來說垂直位移標點的觀測是由工作基點出發，測定各位移標點的高程，再附合到另一工作基點上。根據各測點高程的變化情況來計算點的垂直位移。

3 結 語

總之，隨著我國水利渠道工程需求量的不斷增大，為了確保工程施工質量和施工安全，就必須要做好渠道施工的測量與監控工作，重點要做好渠道梁標高、梁體軸線測量監控工作。此外還應加強水利渠道測量與監控人員的測量水平，保障渠道軸線滿足工程設計和規范需求，這樣才能確保水利工程的建設質量，提高水利渠道工程效益的發揮。

［1］孫紅軍，王晶. 淺談渠道測量的工作步驟［J］. 水利天地，2012(04):56 －57.

［2］郭學美，孫興超. 灌區渠道工程質量的控制與管理措施［J］. 水利技術監督，2013(04):16 －18.

［3］馮立強，侯鵬麗. 試論水利渠道工程施工測量與監控［J］.水力發電，2012(23):250.

［4］章忠義. 有關水利渠道工程施工的測量及其管控分析［J］. 水利學報，2014(02):137.