PAGEPAGE16題目：工程測量在騰龍芳烴220kVⅠ回線路工程中的應用專業：測繪工程【摘要】電力生產與國民經濟、人民生活息息相關。電能的使用已滲透到國民經濟和人民生活的一切領域，成為工業、農業、交通運輸以及國防的主要動力形式和人們家庭生活中不可缺少的能源，在拖動、照明、電熱、電化學和通信等方面得到了廣泛的應用。電力工業又被稱為國民經濟的“先行官”，而220KV線路首當其沖的成為了先行官的急先鋒。 測繪技術的成熟應用與否，與電力工程的運營成敗息息相關，本文解析了220KV線路工程的建設勘測、設計、施工和管理階段所進行的各種測量工作。它可以直接為220KV線路工程建設項目的勘測、設計、施工、安裝、竣工、監測以及營運管理等一系列工程工序服務的。【關鍵詞】電力，勘測，220KV回路，工程測量目錄1、引言 52、工程初期航測以及工程概況 52.1航空攝影測量 52.1.1航測技術要求 52.1.2航測內業 52.2工程概況 72.2.1工程概況 72.2.2困難級別 72.2.3人員組織及設備 73、勘測技術方案及要求 83.1坐標系統 83.2GPS控制測量 93.2.1控制點的選點與埋石 93.2.2布網方案 93.2.3精度要求及平差計算 104、終勘定位的作業方式和工作內容 104.1作業方式 114.1.1RTKGPS測量 114.1.2全站儀測量 114.1.3光電測距三角高程測量 114.2工作內容 124.2.1定線測量 124.2.2樁間距離測量 134.2.3高差測量 134.2.4平面及斷面測量 144.2.5交叉跨越測量 154.2.6跨房平面測量 154.2.7塔基斷面測量 155、勘測中的其他注意事項及成果上報 16結束語、致謝 16參考文獻 17引言世界各國的經驗表明，電力生產的發展速度應高于其他部門的發展速度，才能促進國民經濟的協調發展，所以電力工業又被稱為國民經濟的“先行官”，而220KV線路首當其沖的成為了先行官的急先鋒。楊光宇先生用“在漫漫長夜中掙扎，在艱難曲折中發展，在改革開放中騰飛，在結構調整中多元”來概括福建電力的發展。220KV電路工程已經滲入千家萬戶的世界中，成為經濟發展、民生大業的關鍵因素之一。測繪技術的成熟應用與否，與電力工程的運營成敗息息相關，本文以騰龍芳烴~天福220kVⅠ回線路工程為實例，解析了220KV線路工程的建設勘測、設計、施工和管理階段所進行的各種測量工作。它可以直接為220KV線路工程建設項目的勘測、設計、施工、安裝、竣工、監測以及營運管理等一系列工程工序服務的。2、工程初期航測及工程概況2.1航空攝影測量2.1.1航測技術要求依照路徑初設審查結果進行航空攝影，采用單航線攝影方式進行。當有比選方案時，主方案與比選方案均采用單航線攝影方式分別進行攝影。航段（帶）劃分。在1：50000地形圖上，按轉角段劃分航線，各航線段內，每一個轉角點距離像片邊緣，均應大于3cm。根據本工程情況，一共分為13個航帶。采用23cm×23cm像幅的航攝儀，寬角鏡頭，主距fk＝152.0±3.0mm。航空攝影比例尺選用1：12000～1：15000。航空攝影的飛行質量應滿足：航攝像片傾角不大于2°，最大不大于4°；航攝像片旋偏角不大于6°，最大不大于10°；航攝像片的航向重疊應為60％～65％，個別最大不得大于75％，最小不得小于56％；航線的彎曲度不得大于3％；航攝后路徑中心線偏離像片邊緣應大于3cm。本工程搜資得到的航飛攝影彩色數碼片（DMC）進行航空攝影測量。攝影比例尺：1：16000；相對航高：2370m；影像地面分辨率：0.19m；使用航片putian_14~010_rgb.tif～putian_14~017_rgb.tif，共計8張。2.1.2航測內業2.1.2.1內業像片控制點加密內業像片控制點空中三角加密（即光束法空三加密）采用VirtuoZo平臺進行。主要流程如下圖：數據準備工作人工框標量測自動框標量測框標內定向否是內定向精度≤10um框標量測結束人工量測修測加密點人工量測地面控制點自動量測加密點相對定向修測加密點相對定向成果合修測連接格合格，測下一模型模型連接修測地控點光束法區域網整體平差加密結束輸出加密點位圖及其他處理圖2-1自動數字空中三角測量系統作業流程圖2.1.2.2航測內業測圖空三加密完成后，結合外業調繪資料和外業測圖數據開始進行航測內業測圖。導入外業測圖數據，在立體模型下跟外業實測的高程進行對比，如果誤差滿足1：1000測圖精度，可以開始測圖，如果誤差較大，考慮重新做空三加密。根據調繪數據進行測圖，由于有植被，看不清楚地面，無法準確切出高程的地方應參考野外實測數據和調繪的植被高度。如果沒有數據的，應做記號，提醒野外補測。圖紙整理完成后，導出DWG格式，提交外業人員，進行外業檢核和修測。2.2工程概況2.2.1工程概況根據航測資料以及設計列出工程概況。該線路電壓等級220kV，天福～騰龍、天福～庵前220kV線路在天福變出口采用分別同塔架設的方案,天福～騰龍兩回線路的其余部分按獨立架設。本工程為天福～騰龍芳烴側終端（總降變附近）220kVI回線路，與天福～騰龍芳烴側終端（總降變附近）220kVII回線路平行架設，位于新杜古公路的東側，路徑長度約為40.6km。如圖2-2圖2-2實測工程概況圖線路路徑途經平地、泥沼、山地，黃海高程約5～400m。線路在大南坂農場（大蔗坑村）上山時山形十分陡峭，山區植被覆蓋率較高，有松樹林、杉樹林和果林；古雷半島多為平地，局部為泥沼，古雷鎮附近水泥路兩邊有防風林（麻黃樹）。可資利用公路有漳詔高速公路、324國道、201省道、新杜古公路及鄉村水泥路，全線運輸交通條件較好。2.2.2困難級別綜合考慮線路沿線地形地貌特點，定下測區的困難類別為一般。無需特殊裝備以及儀器。2.2.3人員組織及設備需勘測總負責與協調人質量一名總督全工程工作；檢查組成員若干監督工程勘測質量。勘測小組成員若干。工程組的人員儀器和車輛具體分配應根據工地實際情況進行臨時調整，以更好地開展現場定位工作為宜。基本設備如下：RTK及其套件，全站儀及其套件，光電測距儀及其套件等。3、勘測技術方案及要求3.1坐標系統3.1.1平面坐標系統采用1954年北京坐標系，高斯正形投影，中央子午線117°。3.1.2高程系統采用1985年國家高程基準。3.1.3WGS84坐標系統線路沿線布設的控制點，除了采用1954年北京坐標系和1985年國家高程基準下的成果，還需提供WGS84坐標系統下的坐標，以利于RTKGPS放樣和定位。3.2GPS控制測量3.2.1控制點的選點與埋石沿線路路徑走向，每隔間距不超過5km應布設一個控制點。控制點應選在地勢較高、上方無遮擋的開闊地方；一般使用水泥護樁、鐵標芯或在永久建筑物上做標記。埋石點應選擇在土質堅實且能夠長久保存的地方。直接在選擇好的位置挖掘長、寬、高30cm×30cm×60cm深坑，采用混凝土攪拌壓實，中間設置帶有十字刻劃的鐵標，見圖（左）。建筑物刻劃點應刻上十字星和20cm×20cm的正方形外框；在水泥路上刻石應在中心打出10cm×10cm的空洞，安上特制鐵標志并用混凝土澆灌牢固，刻劃20cm×20cm外框。12cm20CM見圖3-140或60cm 20cm圖3-1埋標石規格圖3.2.2布網方案由于本工程線路長度較短，在線路兩端與中間聯測2～3個已知國家高等級控制點，控制網級別為E級。作為WGS84坐標轉換為地方格網坐標（北京坐標）的起算數據。GPS控制網宜采用三角或導線形式，即由各基準點以三角（網）或導線（網）形式連接成主控制網，其余點為支點或閉合網，當采用支導線形式時，應增加檢核條件。圖3-2實測布網圖3.2.3GPS測量采用GPS快速靜態方式進行控制測量與聯系測量。GPS測量各項指標規定滿足要求。表3-1GPS測量各項指標規定項目限差（精度）要求相鄰點間基線弦長精度（mm）√(102+(20D)2)相鄰點間大地高差精度（mm）√(102+(30D)2)相鄰點間最大距離（km）≤20衛星高度角（°）≥15有效觀測衛星總數≥4時段長度（min）≥30數據采樣間隔（s）10圖形強度GDOP≤8注：其中D位點間基線弦長3.2.4GPS網平差與坐標計算采用LEICAGeooffice軟件包進行基線處理與平差與坐標轉換計算、基線處理、自由網平差，進行WGS-84坐標系中整體平差，提供各測站點的大地坐標及有關精度信息，將測區控制點WGS-84坐標轉換成的北京54平面坐標。根據聯測的已知高程點進行GPS高程擬合，得到各測點1985年國家高程基準。GPS高程網精度要求相鄰點間大地高差精度按照：mh=√a2+（bd）2計算。式中：mh為大地高差中誤差，mm；a為固定誤差，mm；b為比例誤差系數；d為相鄰點間距離，km。表3-2四等GPS高程網精度表等級固定誤差amm比例誤差系數bppm重復基線大地高差較差mm圖形閉（附）合差m相鄰點平均間距km四等≦8≦5≦2√2mh≦2√nmh1～5注1：表中，mh為大地高差中誤差，mm；n為閉（附）合圖形邊數。注2：GPS高程測量采用靜態、快速靜態方法。注3：計算圖形閉合差的mh時，d用閉合圖形中的平均間距。注4：圖根高程可采用RTK（實時動態）測量方法，觀測宜使用雙頻L1、L2載波相位GPS接收機。同時觀測衛星數應大于4顆，高程精度指標應小于5cm。RTK測量的坐標轉換參數應經過校核，記錄數據時應保持對中桿水準氣泡居中，并應進行重復測量，兩次重復測量的圖根點高程差不應大于5cm 表3-3控制點成果表天福-騰龍芳烴220KVI、II回線路控制點點號X坐標Y坐標高程PX002665205.389557650.63053.393PX012663544.796558083.78425.086PX022662224.410561461.640271.983PX032659419.017562182.92364.137PX042656773.573566512.76728.033PX052652965.811561952.90214.096PX062649660.775564456.51667.836PX072642750.559561286.5923.877PX082636365.141563100.71510.712注：1954北京坐標系，中央子午線117度，1985國家高程基準。4、終勘定位的的作業方式和工作內容4.1作業方式 專業技術人員利用GPS與全站儀到野外進行線路選定線，確定桿塔位置，進行線路關鍵平斷面點的測量，并測量塔基斷面圖。最后，采用“架空送電線路測量軟件包”進行線路平斷面圖的繪制、編輯并生成正確的平斷面圖及相關塔位坐標和圖形數據文件，提供設計使用。按照設計要求，本工程除了完成線路平斷面圖測量和塔基斷面測量外，還需要測量并提供全線塔位（樁位）坐標。4.1.1RTK、GPS測量RTKGPS主要用于線路選線測量和定線測量。按優化選線后的轉角塔位坐標進行放樣，測量并設置直線樁與方向樁，也可以用于其它碎部測量和平斷面測量。RTKGPS參考站（基準站）通常準確設置于外控與調繪階段已經測量的基準點或像片控制點上。基準站宜選在地勢高、視野開闊、交通便利、遠離高壓電力線、通訊塔、開闊水面和樹林等地方。一個（或多個）RTKGPS流動站應確保同步觀測不少于5顆衛星，且測量時的點位精度應在±5cm內。在一個轉角段內的樁位，最好在統一基準站測量。每個樁位應有兩次獨立的測量，且兩次觀測結果之差應小于5cm。當需要更換基準站時，最好對上一基準站放樣或測量的1~2個樁位進行重復測量。兩次測量的坐標和高程應滿足±7cm的精度要求。RTKGPS放樣的每一個樁位至少要與另外一個樁位通視。否則，應在距離該樁300米以外能通視的地方再測量一個直線樁或方向樁。RTKGPS用于線路斷面以及平面測量時，其CQ精度應控制在±5cm內，點位誤差應控制在±10cm內，其它應滿足規范DL/T5076-2008中的要求。4.1.2全站儀測量斷面測量及交叉跨越測量：現場進行全線的平斷面測量（本工程的邊線按照8米考慮）。對一、二級通訊線，10kV及以上的電力線，有危險的建構筑物，進行交叉跨越測量。測量線路路徑左右50米范圍以內的建筑物。對房屋結構、層數及面積進行統計。測量重要的植被與經濟作物，標注其覆蓋范圍和高度。現場根據和結構等專業的人員的溝通，對塔位各塔腿高差以及設計的特殊要求，利用全站儀或者皮尺逐點測量塔基斷面并成圖。4.1.3光電測距儀三角高程測量主要用于之前兩種方法之后的校對與檢核。靜態GPS平面測量時，認真測量儀器高，內業平差計算時利用已知的高程點采用一步法進行高程擬合傳遞到測區內各控制點。測區5個E級GPS點得到GPS擬合高程值。按照按照一級三角高程的要求進行三角高程測量，對測區內控制點施測高差，采用TC402全站儀垂直角施測三測回，邊長、高差對向觀測三測回。每次觀測前將溫度氣壓輸入儀器，儀器對視準差、垂直角指標差、地球曲率、大氣折光差和傾斜改正等項目進行自動改正。采用LeicaTC402全站儀進行數據采集，每條邊觀測兩個測回，指標差互差小于15″，垂直角測回較差小于15″，對向觀測高差較差小于0.2S，環形閉合差小于±0.07√n。其它觀測要求符合大綱規定。各種原始資料及各種計算資料經過嚴格的檢查，采用清華山維南方平差易2002軟件進行平差計算。精度統計情況：公里高差中誤差=3.77(mm)，最弱點高程中誤差[LL04]=2.54(mm)，高差閉合差=7.20(mm)。滿足精度要求。最后，各種原始資料及各種計算資料經過嚴格的檢查，采用南方平差易2005平差軟件進行高程控制網（點）平差計算。以FT04為起算點，求得其它控制點的高程值，作為最后高程成果。其中路線長度1.613km，高差閉合差為15.5mm。平均邊長：268.819(m)閉合差統計報告路徑：[FT02-FT03-FT04-FT05-FT01-FT06]高差閉合差=15.50(mm),限差=±50*SQRT(0.458)=±33.85(mm)4.1.4光電式精密三向位移測量系統光電式精密三向位移測量系統可作為相對位移觀測的輔助手段。該系統是采用日本東芝公司最先進的線陣電荷耦合器件（CCD）為基礎組成的光電一體化位移傳感器，用于監測位移和沉降。該方法的優點包括以下幾個方面：①外業工作量小，作業時間短，且易于實現連續監測和自動監測；②精度高，觀測精度為0.1mm;③不同測點的水平位移以及同一測點的水平位移和沉降可以同步觀測；④無通視要求，現場觀測不受施工干擾，觀測成果不受氣象因素、環境溫度、電磁干擾等影響，觀測精度穩定性好；⑤對差異沉降觀測具有明顯優勢。該方法與精密大地測量和GPS定位技術配合使用能在較大程度上減少勞動強度，確保觀測資料的完整性、連續性和可利用性。4.2工作內容4.2.1定線測量直接定線可采用距離分中法或角度分中法。距離分中法的前視點位應取全站儀正倒鏡不同位置的中點。角度分中法的前視點位，應取全站儀正倒鏡兩水平角的平均點。直接定線后，應檢測水平角半測回，并作記錄，其角值允許偏差范圍±1'。直接定線可采用逐站觀測或跳站觀測。當采用跳站觀測時，其最遠點與測站間距離，平地不宜大于800米，山區不宜大于1200米。并應檢查其直線性，其偏離直線方向的允許偏差范圍±1'。直接定線測量精度應符合下表之規定。表4-1直接定線測量精度儀器類型儀器對中誤差(mm)水平氣泡偏移（格）正倒鏡二次點位之差（m）DJ6、DJ2≤3≤1每百米≤0.06定線時照準的前、后視目標必須立直，宜瞄準目標的下部。當照準目標在平地100m以內無遮擋物時，應以細小標志（如鉛筆）指在樁釘位置。當照準目標距離小于40m時，應照準木樁中心鐵釘標志或細直目標的下部。轉角樁水平角測量精度應符合下表之規定表4-2轉角樁水平角測量精度儀器型號觀測方法測回數2C互差（分）讀數（分）成果取值（分）DJ6、DJ2方向法110.11當定線測量中遇有障礙物不能通視時，可采用間接定線方法，其測角、測距技術要求應符合下表之規定。表4-3間接定線測角技術要求儀器型號觀測方法測回數2C互差（分）讀數（分）成果取值（秒）DJ6、DJ2方向法10.50.11表4-4接定線測距技術要求儀器型號儀器對中允許偏差(mm)水平度盤氣泡允許偏差（格）點位設置光電測距方法限差(mm)方法垂直于路徑長度最短距離（m）對向測距較差相對誤差DJ6DJ2≤3≤1正倒鏡兩次點位取中兩次點位之差每10m≤3對向觀測各一測回≥20≤1/4000間接定線與定位一般采用全站儀任意三角形法、四邊形法、導線法等。當采用導線法時，中間導線點不宜超過2個，導線累計長度不宜超過500m。直線樁（Z）、轉角樁（J）應按順序進行編號，嚴禁重號。4.2.2樁間距離測量樁間距離可以采用RTKGPS實測坐標反算求解或全站儀光電測距測量。當采用全站儀測距時應采用對向觀測一測回或同向觀測兩測回，成果取其各測回平均值，測距較差的相對誤差不大于1/1000。距離小于100米時，測距較差不大于0.1米。測距最大不超過全站儀單棱鏡標稱測程。增設的加樁應按直線樁同樣的技術要求設置，但不測角，其位置應考慮架設儀器，測量邊線，風偏，危險點，交叉跨越，房屋等方面的因素。4.2.3高差測量樁間高差測量應與測距同步進行。可采用RTKGPS高程測量反算求得或采用全站儀光電測距三角高程方法測量。采用RTKGPS高程測量時，天線高應量至cm。采用全站儀光電測距三角高程方法測量應進行對向觀測各一測回，條件困難時可采用同向觀測兩測回，第二測回觀測時應變動切尺數（變動范圍不宜小于0.5米），兩測回的高差較差不應大于±0.4S米，（S為測距邊長，以km為單位）。儀器高和棱鏡高均量至厘米，高差計算至厘米，成果采用兩測回高差的中數，取至分米。距離超過400米時，高差應加地球曲率及折光差改正。4.2.4平面及斷面測量送電線路中心線兩側各50米內的地物應測繪其平面位置，中心線路兩測各20米范圍內的建筑物、墳地、道路、管線、河流、水庫、地下電纜等，應實測其平面位置。對跨越采石廠等特殊要求的地貌，線路兩側300米以內都須實測其寬度及范圍，并在平斷面圖上標注位置。對線路路徑所跨越的林區應按樹種的類別，分別測出其邊界，并在路徑平斷面圖上標出樹種范圍及樹高。采用光電測距法測定距離和高差，半測回測定斷面點的高差時，垂直度盤的指標差不應大于±0.5'，大于時應進行改正。斷面點應就近樁位施測，選測的斷面點應能真實反映地形變化和地貌特征，防止漏測。在導線對地距離可能有危險影響的地段，斷面點應適合加密。對山谷，深溝等不影響導線對地安全之處可不測繪。當導線的邊線（本工程的邊線按照8米考慮）地面比中線地面高出0.5米時，應施測邊線斷面，立尺時應按導線間距準確地立在邊線位置。當線路通過高出中線和邊線的陡坎或陡坡附近時，應根據需要施測風偏橫斷面、風偏點。風偏橫斷面的縱橫比例尺相同，可采用1:500或1:1000。實測圖如下：圖4-1實測斷面圖4.2.5交叉跨越測量采用全站儀光電測距法測量。主要對一、二級通信線、10KV及以上的電力線、有影響的其它建(構)筑物等，就近樁位施測。當跨越或穿過已有電力線時，應測量中線交叉點最高或最低線的線高，當中線或邊線跨越桿塔頂部時，應施測桿塔頂部高程。對左右桿不等高時，還應選測有影響側邊線和風偏點線高。對有影響側邊線的地物也應測出其平面位置及高程，作為獨立風偏點。對影響桿塔高度的已有35kV及以上電力線路，應在不同位置進行檢測、復測，避免粗差與錯誤，且應注明所測的是哪條地線或導線。跨越鐵路和主要公路時，應施測交叉點及路面高，并注明道路通向、鐵路被交叉處的里程，當跨越電氣化鐵路時，應施測交叉點線高及交叉角。當采用視距法測量時,以直讀視距與加讀三絲進行比較；若只能讀出二絲時,不得切整數。直讀視距與上、下絲讀數允許較差相對誤差為1/200。對于有影響的交叉跨越,應就近樁位以正倒鏡測定垂直角,其允許高差較差為±0.2M。當距離和高差觀測符合限差要求時,成果取中數。若大跨越線路交叉已有電力線,應測量中線交叉點最高線的線高。當線路不是正交或左右不等高時,應測量左右邊線有影響一側交叉點的線高及風偏點的線高。交叉跨越桿塔時,應測量桿塔頂高及平面位置。若大跨越線路跨越弱電線路,應測量交叉點的線高。當左右不等高時,應選測風偏點的線高。對一、二級弱電線路,應施測其交叉角,并注明兩側桿號、桿型、材質及通向。當交叉跨越桿位時,應測量桿頂高,并在平斷面圖上加以注明。當大跨越線路交叉跨越鐵路或主要公路時,應測量交叉點軌頂或公路路面高程。注明鐵路被交叉跨越的里程。當跨越電氣化鐵路時,尚應測繪交叉點電力線的高程,并注明數據。4.2.6跨房平面測量線路跨越或接近房屋（中心線左右50米以內）時，應測量交叉點屋頂高或測量接近房屋的距離和屋頂高，注明房屋結構與層數，并分段生成房屋拆遷平面圖。4.2.7塔基斷面測量采用光電測距法或尺子丈量法逐點測量塔腿方向的距離及高差，嚴禁估測、目測。塔基斷面測點要能真實反映地形的變化，必要時測繪塔基地形圖。直線塔按45°+N×90°撥角(Ｎ分別為0、1、2、3)，測其四條腿的平距和高差；轉角塔的角度應按轉角度數的二分之一，加上直線塔角度，以“左減右加“的原則撥角，測其四條腿的平面位置及高差。四條塔腿分別用A、B、C、D表示，如果塔位地形比較陡，測量人員應與結構設計人員加強溝通，根據結構設計人員需要，每條腿須測三個方向的數據，具體如下：騰龍芳烴天福變騰龍芳烴天福變圖4-2實測塔基示意圖轉角塔一般測至21米，直線塔一般測至17米。對塔腿上的實際地物應在塔基斷面圖上予以標明。本工程中塔基斷面圖如下：圖4-3實測塔基圖勘測過程中的其他注意事項以及成果上報1、勘測過程需認真貫徹實施福建省電力勘測設計院發布的質量\環境\職