1、淺談溪洛渡水電站地下洞室群工程測量控制王文勝1 孫全2 杜正喬3（長江三峽技術經濟發展有限公司溪洛渡監理部，云南 永善 657300）摘要：水利水電工程建設選址多在山區，地形復雜、起伏較大，加上水利樞紐中建筑物數量多，結構復雜，各建筑物之間在平面及高程上均有一定聯系，且多數是分別施工，最終聯結為一個整體。測繪工作的重要程度、精度要求及施工難度可想而知。本文分析了地下洞室群工程中測量工作的特點，結合作者在溪洛渡工程施工監理工作中積累的經驗，指出了地下洞室群工程中測量工作的重點和難點，并從測量過程監理控制的角度提出了注意事項應對措施。關鍵詞：溪洛渡水電站；地下洞室群；測量；控制1工程概況金沙江溪洛

2、渡水電站位于四川省雷波縣和云南省永善縣接壤的金沙江干流上，是一座以發電為主，兼有防洪、攔沙和改善下游航運條件等綜合效益的巨型水電站。電站樞紐由攔河壩、引水發電系統及泄洪建筑物組成，其中引水發電建筑物由電站進水口、壓力管道、主廠房、主變室、尾水調壓室、尾水洞、出線井（包括下平洞、豎井下段、上平洞、豎井上段及地面出線場）、導流洞、泄洪洞、通排風系統及地下防滲排水系統等建筑物組成，全部為地下洞室工程，是目前世界上最大的地下洞室群工程。2測量的特點及難點地下工程測量的工作環境主要在地下封閉的空間，測量方法受工程特征和施工方法的限制，測量精度主要取決于工程的限差要求，所以作業方法、作業程序、使用的儀器設

3、備與其他測量存在一定的差別。結合溪洛渡工程，歸納起來主要有如下特點：(1)施工面狹窄，測量條件差，可供利用的空間有限，施工干擾大；(2)施測對象灰暗，一般無自然光，照明狀況不理想；(3)受煙塵或滲水的影響，目鏡中觀測到的施測目標抖動，增加照準誤差；(4)不能完全按照常規測量先高級后低級，先控制后碎部的測量方法和程序；(5)大型水利樞紐建筑物縱橫交錯，橫向誤差、縱向誤差互相關聯（如：環形隧洞，螺旋形隧洞），一樣都不能忽視；(6)測量的網形受施工條件限制，大多布設支導線，檢核條件有限；(7)受隧道開挖形狀的限制，導線的邊長不容易滿足規范要求；(8)工程需要較高的精度，較短的測量耗時，許多成果需要現

4、場提交；(9)測量控制點的埋設受環境和空間的制約，可能設在隧洞的頂部或邊上，同時這些點容易受施工和地質條件的影響，測量的檢核工作量大；(10)出于安全及質量要求，需要及時、準確地反映各建筑物在靜態或動態下的空間幾何關系（如：相關洞室何時貫通的問題，爆破點到附近或相鄰建筑物工作面的距離問題等），因而測量工作具有漸進性和連續性；3測量過程監理控制三峽發展公司溪洛渡監理部技術部下設測量隊，由總監理工程師組織編寫金沙江溪洛渡水電站施工測量監理實施細則，明確測量監理工程師職責，確定工作流程、作業方法、監理手段以及保證質量應采取的必要對應措施等，對溪洛渡水電站左岸地下廠房及泄洪洞建安工程所有施工測量任務進

5、行全方位、全過程的測量質量監督和管理。3.1事前控制事前控制是施工階段質量控制的一個重要環節，它不僅符合監理工程師“主動控制，預防為主”的原則而且具有預見性和前瞻性，為保證工程質量，防患于未然提供前提。下面就測量監理工程師的主要事前控制工作介紹如下：(1)督促施工單位建立和健全測量質量保證體系。質量保證體系是工程管理體系中最基礎的部分，對于確保工程目標順利實現至關重要。所以必須要求施工單位建立嚴格的質量責任制，明確質量方針、質量目標以及為實現目標制定必要的計劃，設立專職測量機構并配備必要的專業技術人員和測繪儀器，實行管理業務標準化和管理流程程序化，使施工單位在測量人員、儀器設備、組織管理、檢測

6、程序、手段、方法等各個環節上加強管理并實行“三檢制”。(2)審查施工單位測繪資質、測量人員資質及儀器設備情況。審查施工單位測量機構是否具備滿足工程需要的測繪資質；檢查測量主要技術負責人的資質；檢查測量人員的數量、測繪作業證持證情況，對于不能滿足工程施工要求的人員限期予以撤換；檢查儀器設備的數量、標稱精度及運行情況是否與合同文件相符，并查看使用的儀器是否按行業規定按時檢定，對精度不符合要求或沒有按行業規定及時檢定的儀器，及時制止使用。(3)對業主提供的首級控制網成果進行勘察，復核，確認無誤后組織現場交樁，將控制網成果以文件形式發給施工單位，并要求再次進行檢查，確認無誤后方可使用。(4)施工測量工

7、作開展之前，了解有關規范、標準及合同文件規定的測量技術要求，熟悉設計圖紙，審查施工單位制定的施工測量組織設計，放樣技術方案等。3.2事中控制地面控制測量為服務地下大型工程建設和設備安裝施工，控制測量分地面控制測量和地下控制測量。地面控制測量就是根據地下工程特點和需要，在地面布設一定形狀的控制網，并精密地測定其空間位置。其目的就是為地面的大比例成圖、地下控制測量、施工放樣和變形監測傳遞坐標，建立整體的控制基礎。起作用就在于控制全局，限制測量誤差的傳遞和積累，保障測量工作的相對精度。溪洛渡工程地面平面控制網采用的是邊角網。施工中除建立平面控制網外還要建立高程控制網。用幾何水準測量的方法建立高程控制

8、網簡單方便且精度可靠，因而是高程測量的主要方法。但是，溪洛渡工程地形起伏非常大，幾何水準測量難度很大。再者，由于新型儀器激光測距精度的不斷提高，三角高程測量在地形起伏較大的地區顯示出了很多優越性，所以溪洛渡工程的高程控制網除個別特殊重要點采用國家等水準測量外其余點均采用三角高程測量代替幾何水準測量，投影面選擇在EL470m上，基本滿足“控制網點坐標反算的兩點間長度與實地兩點間長度之差應盡可能小”的要求。溪洛渡工程的地面控制網由業主統一提供，并根據工程需要以不低于每年一次的頻次復測，所以本文不做重點介紹，而主要講述測量監理工程師重點控制內容。地下（加密）控制測量地下控制測量與地面控制測量相比，盡

9、管測設方法上有許多共同之處，但地下控制測量仍有其特殊性。由于是在地下隧道中測量，施工面狹窄，可供利用的空間有限，施工干擾也很大，故不能像布設地面控制網那樣布設成三角網、三邊網或邊角網，更不能布設GPS控制網，只能設立導線或導線網作為地下平面測量控制。由此可見，地下平面控制測量實際上是導線測量。地下控制測量是根據工程特點和工程精度需要進行的，是為具體工程部位的施工放樣提供基準。在控制測量施測之前，施工單位應將加密控制測量技術設計方案報監理部審批，測量監理工程師在方案批復時應注意以下幾點，并在具體施工過程中，從下列方面加強監督與管理。(1)地下導線必須與地面控制網的坐標系統一致，也就是地下導線起始

10、邊長、起始方位角和起始點坐標都必須由地面控制網傳遞。因此設在洞口的地面控制點同時也是地下導線的起始點，在導線進洞之前，必須對洞口控制點（如：溪洛渡1#公路隧洞進口、出口，3#公路隧洞洞口、301支洞洞口等部位布設的地面控制點）的坐標與進洞聯系方向作檢核測量，沒有粗差和變動，方可開始地下導線測量。(2)測量監理工程師應要求施工單位在布設地下控制導線時，既要考慮到貫通面處的橫向貫通誤差不能超過允許的限值，又必須考慮到能滿足施工開挖時的放樣精度及方便測設的要求。(3)地下工程測量的環境和特點決定了其測量方法不能完全按照常規測量先高級后低級，先控制測量后碎部測量的方法和程序，測量監理工程師可建議施工單

11、位分級布設。先布設邊長較短的施工導線（邊長一般為2550m），然后局部控制、碎部（含施工放樣）測量；當隧道開挖到一定距離后布置洞內的基本導線（邊長一般為50100m），再局部控制、碎部（含施工放樣）測量；最后布設洞內主要導線（邊長一般為150800m），進行全面控制測量，以保證工程施工按設計進行。三級導線的布設情況如圖1所示。(4)地下控制的導線只能按照隧道開挖的形狀布設，基本上沒有選擇的余地。此外，這種導線在施工期間，只能布設成支導線的形式，這是因為地下導線是隨著隧道的不斷開挖才逐漸向前伸展，當隧道尚未貫通時，不可能在洞內將兩端布設的導線聯系起來，而支導線端點橫向誤差是由角度觀測誤差引起的，

12、誤差會隨著導線的延伸和測站的增多而傳遞和積累。所以測量監理工程師應對施工單位布設的長邊導線（基本導線或主要導線）進行檢查，同時督促施工單位對重要的測量控制網點進行妥善保護，建立定期復測制度，并檢查其落實情況。圖1：地下工程施工導線、基本導線和主要導線布設示意圖(5)測量監理工程師應要求施工單位布設地下導線時盡量做到邊長接近等邊，導線點應盡量布設在施工干擾較小、通視條件好、便于觀測且穩固安全的地方；對于斷面較大的洞室（如：溪洛渡地下廠房，巖錨梁以上寬31.9m，巖錨梁以下寬28.4m），可布設成多邊形閉合導線或主副導線環，以提高精度；大隧洞之間的聯系洞可與主洞連測或布設成局部閉合導線（如：溪洛渡

13、地下廠房9條平行的母線洞與主廠房、主變室的形式類似主洞與聯系洞的形式，如圖2所示，可以形成閉合導線），以便進行平差或互相檢核。圖2：溪洛渡主廠房、主變室與母線洞布置示意圖(6) 在進行導線測量時，應盡可能減小儀器對中和目標偏心誤差的影響，可采用強光探照燈照準棱鏡，測回間采用儀器和棱鏡重新對中，在觀測時兩次照準兩次讀數等方法提高精度。(7)長邊導線的邊長應按貫通要求設計，當導洞延伸至兩倍洞內導線設計邊長時，測量監理工程師就應要求施工單位進行一次導線引申測量，且每測定一個新導線點時，都需要對以前的導線點進行檢核測量，在直線段可只進行角度檢測，但由于溪洛渡工程地下洞室群彎道多，周圍建筑物關系復雜，所

14、以測量監理工程師要求角度和邊長同時檢核測量。(8) 由于煙塵、水汽等在洞壁處的密度大于其他地方的密度，視線據建筑物太近可能導致視線折射或被觀測目標抖動等影響觀測精度的因素，因此，應提醒施工單位在布設導線時，兩點之間的視線與建筑物的距離應大于0.2m，且觀測時段盡量選擇停止施工時。(9)對于環形隧洞（如：溪洛渡防滲排水系統的排水廊道就是足球場形）和螺旋形隧洞（如：溪洛渡左岸尾水洞的施工支洞，從1#公路隧洞到下3施工支洞、下3-1支洞至1#3#尾水洞就構成近似螺旋形），不能形成長邊導線的，測量監理工程師應要求施工單位在每次向前引申時，都應從導線的起始邊復測，且復測精度應一致，在證明導線點無明顯位移

15、時，取點位的均值。(10)在施工過程中，只要形成閉合或附合條件，測量監理工程師都應該要求施工單位構成閉合圖形的導線網（環），進行平差計算，以便求出導線點的新坐標值。(11)當隧道全部貫通后（先導洞開挖的隧洞應在導洞貫通后），測量監理工程師應組織施工各方對地下長邊導線進行重新觀測和平差計算，用以最終確定隧洞中心線。尤其是涉及到不同標段施工甚至多家施工單位施工的情況，如：溪洛渡左岸1#尾水洞施工分上段和下段，分別由葛洲壩施工局與中水六局施工，隧道貫通后測量監理工程師及時組織各單位進行了貫通測量并將各方認可的平差結果以文件形式發給相關單位，作為兩標段的統一成果，確保不同施工單位、不同標段之間順利銜接

16、。地下工程施工測量(1)對施工單位根據工程特點和工程進展，分階段加密的施工控制網及長邊導線，進行持續檢查、復測，對施工導線點的精度進行校核。(2)設置測量質量控制待檢點與見證點，對重要工程部位的施工放樣作業進行現場旁站、抽檢或復測，對施工單位在施工測量中存在的問題，視情節及時發出工地現場指示或監理通知。(3)及時檢查、校核各洞室的軸線、輪廓線等，經常校核豎井開挖用來安置激光垂準儀的基準點。如：溪洛渡工程左岸兩條出線豎井，豎井段分上、下兩段，豎井下段又分兩段施工，從EL865m的地面出線場到主變室內EL390m左右的出線豎井下平洞，高差近500m，高差如此大的豎井施工，對豎井中心的控制就顯得尤為

17、重要，所以，豎井每掘進約20m測量監理工程師就對安置激光垂準儀的基準點位置進行檢查。(4)對于各洞室的拐點、變坡點、漸變段、喇叭口等特征部位，提前提醒施工單位注意，并在必要時對該部位的放樣過程進行旁站或復測；(5)對于體形結構復雜的部位，要求施工單位在轉入該部位施工時將放樣技術方案及CASIO計算器程序或PDA程序報監理部審批，經測量監理工程師確認可以滿足工程精度要求后方可進行施工放樣作業。如：溪洛渡左岸泄洪洞龍落尾段，立面上是奧奇曲線型豎曲線，斷面剖切方向為奧奇曲線法線方向（每條斷面的剖切方向都不同），斷面形式為城門洞形，而一般情況斷面是沿鉛垂方向剖切的；再如：溪洛渡左岸3條尾水洞變9條尾水

18、支洞的部位，漸變方法特殊。這兩個部位放樣時每個點都要靠計算機程序分別計算，測量監理工程師均從算法及編程實現方面同施工單位進行了交流與討論，并獨立編制體形控制程序復核施工單位的程序無誤后才允許其進行施工放樣。(6)對模板、樣架等放樣過程進行旁站測量或獨立校核。如：溪洛渡左岸主廠房巖錨梁開挖施工過程中，每一個炮孔都經過嚴格放樣并設有導向管指導造孔，要求施工單位對所有導向管進行測量放樣，測量監理工程師對其進行了不少于10%的抽查，精細化管理及嚴格的過程控制，使左岸主廠房巖錨梁的開挖質量得到了國務院質量專家組的好評。(7)按合同規定的頻次對各洞室的斷面凈空進行抽查。在溪洛渡左岸地下廠房及泄洪洞工程中，

19、測量監理工程師從經過校核的基本導線點獨立布設控制點，進行斷面測量，同時對施工單位布設的施工導線點進行檢查，既檢查到了施工單位的施工導線精度又檢查了洞室軸線與超欠挖，杜絕因測量原因而影響洞室開挖質量。(8)在對洞室體形進行測量時，除按照監理合同要求以及抽檢計劃進行斷面或地形測量外，還應對地質工程師確認的地質缺陷范圍進行詳細測量，為處理地質原因引起的索賠提供工程量計算書及相關的測量資料。(9)對隱蔽工程進行及時的測量復核或旁站測量，確保外業采集到準確的數據且不能影響工程的進度，為工程驗收、評定，竣工資料的編寫提供數據性支持。(10)隨機抽查施工單位的錨索、錨桿的孔位、孔向放樣成果。(11)對不規則

20、體形部位的設計工程量、變更工程量進行外業全過程旁站測量或復測，并100內業計算審核，為投資控制提供詳實、準確的依據。3.3事后控制(1)檢測各部位的開挖體形、噴混凝土體形及襯砌混凝土體形，為驗收、評定提供測量依據。(2)配合驗收，組織已完工工程的測量檢測，審核含不規則體形部位的完工工程量。(3)審核施工單位的竣工測量資料，整編必要的監理完工測量資料。4幾點想法(1)測量監理工程師雖說是受業主委托對施工單位測量質量進行監督和管理，但對施工單位不應該僅僅停留在發現問題、挑毛病的層面，而應該對現場多一份幫助，多一份指導，本著為工程建設著想的態度，和施工單位測量人員一道去研究解決問題的方法。(2)測量

21、監理工程師應充分發揮自己的技術及專業特長，應有高度的預見性，將主要精力放在事前控制、主動控制上，在每道工序開工之前想到可能遇到的問題，合理設置待檢點、見證點，督促施工單位完成開工前的準備工作并提出前瞻性建議。(3)測量監理工程師應明確職責，不能當施工單位的質檢員，測量監理工程師的抽檢要建立在施工單位自檢合格的基礎上，監理工程師的抽查和檢驗不免除施工單位按合同規定應負的所有責任。(4)水利水電工程建筑物數量多，結構復雜，各建筑物之間在平面及高程上均有一定聯系，且多數是分別施工，最終聯結為一個整體，測量監理工程師應積極發揮其組織協調作用，及時組織不同標段甚至不同施工單位之間互相聯測，確保標段之間的

22、銜接。(5)測量監理工程師應充分發揮其特長，為業主提合理化建議以提高質量或節約投資。如：控制網布設時應統籌考慮施工測量控制網和建筑物變形監測網，盡量一網多用，避免重復建網以節約投資。(6)測量作為工程質量控制的主要手段之一，測量人員服務現場的意識應該常抓不懈，同時現場工作人員也應該重視測量工作，給測量工作以適當的配合。5結束語溪洛渡工程是目前世界上最大的地下洞室群工程，本文分析了地下洞室群工程中測量工作的特點，結合作者在溪洛渡工程施工監理工作中積累的經驗，指出了地下洞室群工程中測量工作的重點和難點，并從監理測量過程控制的角度提出了注意事項應對措施，最后作者提出了對測量監理工作的幾點思考。目前，

23、溪洛渡工程開挖階段接近尾聲，這些方法經過了溪洛渡工程的實踐檢驗，值得在其他地下工程中借鑒。參考文獻:1 趙吉先等.地下工程測量.北京：測繪出版社，20052 李青岳等.工程測量學（修訂版）.北京：測繪出版社，19953 水電水利工程施工測量規范（DL/T 5173-2003）4 水利水電工程施工測量規范（SL52-93)On project measuring and controlling of uanderground cavities in Xi LuoDu Hydroelectric Power StationWang Wen-sheng, Sun Quan，Du Zheng-qiao

24、(TYangtze Three Gorges Technical Economy Development co Ltd ,Xiluodu Supervision Department,Yongshan657300Yunnan) Abstract: The location of constructing water conservancy and hydropower projects is always in mountain areas where the landform is complex with more hilly. A Water Control Project always includes a large number of complicated construction