解析混凝土拋物線雙曲拱壩的施工放樣

王晨陽

婁底市水利水電工程建設有限責任公司，湖南婁底 417000

本文研究的混凝土拋物線雙曲拱壩的高度為85m，混凝土拋物線雙曲拱壩的壩體斷面相對較小，并且幾何形狀具有復雜、不規則等特點，比較復雜，因此在施工時，不但對施工技術的要求提出了更高的要求，同時也給測量計算工作的進行增添了許許多多的難度。針對于級別較高的混凝土拋物線雙曲拱大壩，對壩體外觀和幾何尺寸的要求非常嚴格，在施工和設計的過程都必須嚴格按照規范規定要求設計施工，此外，對混凝土拋物線雙曲拱壩的測量放樣精度要求也很高。但是，具體的施工現場一般都是高差起伏較大、地形地勢復雜多變的較差地勢條件，所以怎樣選擇放樣驗模方法和架站點是確?；炷翏佄锞€雙曲拱壩測量精度的關鍵內容。

1 計算原理

混凝土拋物線雙曲面坐標系主要是以0為坐標原點，拱壩的中心線作為Y軸，其正方向為上游面，X軸的正方向則垂直向左。具體如圖1及表1所示。

圖1 混凝土拋物線雙曲面坐標系

壩面右岸上游面的拋物線方程：X=Ruri×tgα×uri；Y=（ Ruri+Ouri）-X2/（2×Ruri）

壩面右岸下游面的拋物線方程：X=Rdri×tgα×dri；Y=（Rdri+Odri）-X2/（2×Rdri）

拱圈曲率半徑的通用方程：R（i）=a1+a2×z+a3×z2+a4×z3

其中，Rui—下游壩面的拱冠曲率半徑，Rdi—上游壩面的拱冠曲率半徑，Odi—下游壩面拱冠曲率中心的坐標，Oui—上游壩面的拱冠曲率中心的坐標，Z—拱圈高度，Tc—拱冠梁厚。

表1 各系數取值

2 現場應用

2.1 混凝土拋物線雙曲拱壩放樣測站點點位選定的原則

（1） 在選擇放樣測站點時，一般情況下，可以選擇測量中心提供的測量控制網點上的位置或者大壩加密控制網點，如果混凝土拋物線雙曲拱壩加密控制網點不能直接用于倉面放樣時，則也可以利用測量控制網點作為測設點。此外，測設放樣測量點也可以選擇倉面外或者倉面內。

（2） 選擇放樣測量點倉面之時，一般情況下盡可能觀測到待放樣倉面的全部位置，與此同時，可以和至少兩個測量控制網點通視，控制通視高度在一定的許可范圍以內，避免出現因為測量誤差而產生的凝土拋物線雙曲拱大壩體形上的偏差。

（3） 對于倉面的選擇，一般情況下要確保測設放樣測站點需要和至少一個測量控制網點通視，并且在倉面內測設至少兩個校核點，從而方便檢查校核。

（4） 采用邊角后交會法或者全站儀極坐標法對放樣測站點進行測設，在選擇距邊長度時需要控制在200～300m之間，測距邊邊長需要低于已知的后視邊長，測距邊需要加乘常數。

2.2 放樣測站點的測設方法 （見表2）

對放樣測站點進行測設時需要盡可能選擇腳架架設棱鏡基座，盡力避免因為人工測量產生的誤差，從而導致測量站的測定精度的下降。在選擇放樣測站點的測設方法時，可以選擇邊角后方交會法或者全站儀坐標法。

（1） 采用全站儀坐標法測設測站點。放樣測站點需要兩個或者以上數量的測量控制網點通視，從而確保校核的準確方向。測距邊的邊長低于已知后視邊長，在進行測距時需要增加常數乘法、氣象以及投影改正。

表2 邊角后方交會（自由設站）法、極坐標法設站觀測法技術要求

（2） 采用邊角后方交會法測設放樣測站點。將儀器架設在待測站點上，并將觀測標志安置在2個以上的控制網點上，其中將棱鏡安裝在已知點上邊，并按照相關的技術要求對置鏡點和其它測量控制網點間的平據、高差和水平角，已知的后視邊長大于觀測邊長，測距需要加乘氣象和常數，投影需要改正，組成多租交會圖形需要分別計算坐標，測站點位之間的差值需要控制在MP/2（1/2），其中MP-輪廓放樣點和相鄰基本控制點之間的限差。

兩組坐標之間差值小于極限差值的時候，需要將中數當成待求點最后的平面坐標，不然需要對改變放樣測站點位置架設儀器進行測量或者直接原地重新測量。結合觀程高度、置鏡點高程和棱鏡高來對視線高進行計算。若需要把點投影至地面時，需要量取儀器的高度，計算地面高程。

2.3 放樣測站點的檢查和校核

在完成放樣測站點的測設之后，需要檢查校核已經完成的測設放樣測站點，倉面外測設點需要和測量控制網點一起進行實測校核，實測點位平面與高程限差需要控制在15mm之內，倉面內測設點需要和倉面內其它測站點一起進行實測檢查，并對比丈量倉內測設點間實際的長度和測量長度。若不能對丈量距離進行直接測量，需要增加測量控制網點和測站點的坐標與水平角，并進行對比校核，或者在完成放樣工作之后，對比核對實測放樣點坐標和放樣記錄坐標，保證電位平面與高程限差之間的距離控制在20mm之間。

2.4 拱壩上、下游面的放樣

（1） 選擇放樣點。分別對上游面和下游面進行放樣，重慶酉陽龍家壩水電站大壩的壩體縱向、橫向都采用的曲線，現場采用平面代替了曲面模板，因此放樣點的電位需要設在不同模板之間的交匯之處，一般需要在3m范圍之內放一個立模點。

（2） 放樣測量方法。放樣測量方法主要選擇的是全站儀極坐標對混凝土下游面和上游面進行放樣，將不同控制點的連線當成極軸，并將其中的點當成極點并建立相應的極坐標系，在儀器當中輸入架設儀控制點的極軸方位角和坐標，并任意測量放樣部位的一點，計算測量點和發樣點之間橫縱向的間距，并指揮工作人員移動設備，直到滿足要求。

（3） 放樣基本程序。①按照測量現場與壩體上升時縱向傾斜方向，確定放樣點和預設某高程設計邊線之間的距離，一般設為0m、0.2、0.5m、1m。

②基巖倉上游和下游面需要分別對模板上邊線與下邊線進行放樣，上升倉在需要先對前一層砼澆筑形體進行檢測，模板的下邊線需要將已經完成的混凝土邊線作為標準，只需要對上邊線放樣。

③在放樣時，需要在模板交匯的位置徑向方向置鏡，選擇完成編輯的程序對置鏡點和預設高程設計邊線間的徑向距離進行計算，并對比預先選擇的距離，差值低于1cm的時候，置鏡員需要根據差值方向和大小確定電位，并采用紅色膠帽鋼釘來做點。

④鋼釘敲完之后，需要在鋼釘頂部置鏡，并重新對鋼釘平面坐標進行測量，計算邊線徑向距離，確定其是否滿足需求，滿足即可繼續工作，不滿足則需要重開始放樣工作。

2.5 拱壩上、下游面模板檢測

上游面和下游面模板的計算、檢測方法和放樣過程是相同的。上游面和下游面都是曲面，因此水平、垂直方向都是曲線，但是一般選擇平面模板。在檢測基巖倉模板時，分別需要檢測模板上邊和下邊，但是上升倉只需要檢測上邊線，而下邊線需要以完成澆筑的混凝土邊線作為標準。由于水平方向采用直線，檢測過程中需要檢查每塊模板的接縫處?；炷恋臐仓δ０瀹a生一定的影響，一般當模板相對設計位置超過1nn、小于10mm的時候，需要對模板進行調整，從而控制模板位置偏差范圍在-10mm～+0mm之間。完成上述的檢測工作之后，需要填寫檢測成果表，并由測量監理工程師確認簽字。

3 施工測量質量控制

3.1 建立混凝土拋物線雙曲拱壩施工控制網。

在混凝土拋物線雙曲拱壩施工的過程當中，根據具體的施工作業進行情況，進行合理的控制點密度增加是工程質量得以保證的重要措施，還可以使施工作業更加便利的進行。此外，隨著工程施工作業的進展，還必須將各級基本控制點布設、引測不斷進行檢查，保證符合滿足國家技術規范要求，滿足各級施工控制等級及施測要求。

3.2 混凝土拋物線雙曲拱壩高程控制點的加密布置

測量水準點的選取原則具體可以分為：使用是否方便、是否能夠便于長期保存、土質是否足夠堅硬、是否便于引測的地點。首先保證好首級施工控制網的順利建立，在此基礎之上，進一步的加強對于平面加密控制點作高程控制。根據已有的水準路線布設水準點，高程加密點的布設可以附和結點網或者已知路線，可以按照按低于業主提供水準點一個等級的精度施測。

3.3 混凝土拋物線雙曲拱壩主壩的測量放樣

嚴格參照施工設計圖紙，將混凝土拋物線雙曲拱壩主壩的軸線由圖紙轉化為實際，在軸線上每10m 1個點直接測出主壩的縱斷圖。雙曲拱壩的施工放樣工作要嚴格依據已有的施工設計圖紙進行，通?？梢允褂们胺浇粫ɑ蛘邩O坐標法，進行主壩軸線的放樣測量工作，再依據已有的主壩軸線在附近地區進行觀測墩的布設，以類似于基本網的基本網聯測或者施測精度，用以進行典型圖形平差的計算，再進行兩端點測圖坐標和壩軸線兩端點間精確邊長。

3.4 混凝土拋物線雙曲拱壩澆筑施工

澆筑工作是混凝土結構施工的一個重要環節，對于保證工程質量，提升混凝土拋物線雙曲拱壩使用功能和各項技術指標的完善都有著重要的意義?；炷翏佄锞€雙曲拱壩主壩在整個的工程中承擔著著最為重要的作用，因此，澆筑主壩的工作的重要意義就顯得尤為突出。為了使工程質量得到足夠的保證，采用水準儀跟蹤測量，在每層的澆筑厚度基礎上，誤差控制在10cm 以內，保證澆筑要求。對于澆筑過程中出現的問題如模板變形損壞等情況一定要及時地改進。

4 結語

綜上所述，本文對混凝土拋物線雙曲拱壩的施工放樣作業方法進行了分析和討論，積極完善創新性施工方法和改進放樣管理標準，將測量新技術靈活的應用在了實際壩體施工放樣工作當中。不但能夠滿足混凝土拋物線雙曲拱壩施工放樣的技術需求，同時對于一線施工人員勞動強度的降低、工作風險的減少、工作效率的提升等方面都有著極為重要的意義。

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