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摘 要 ：利用AutoCAD计算施工测量放样内业数据,以及全站仪在外业测量放样中的应用,总结了贯流式电站流道施工测量放样的数据计算和放样.
关 键 词 ：贯流式电站；流道；AutoCAD坐标；高程图解；电子全站仪
1.引言
在工程施工测量中,放样方法和内业数据计算是一个非常重要的环节,内业数据计算与放样方法的正确决定了测量工作能否快速、顺利地完成.内业数据的计算方法及精度取决于所用仪器、放样要求和内业计算所用的软件及计算方法.
AutoCAD的计算机辅助设计技术普遍应用于各个领域,它大大提高了工程技术人员的工作效率,同时也为测量内业数据计算提供了一种清晰、直观的图形解题方法.以下以黄田水电站流道施工为实例,简述拓普康GPT-3002N全站仪和利用AutoCAD计算放样数据在测量放样中的具体应用和操作情况.
2.工程概况
黄田水电站枢纽位于广东省河源市东源县境内东江干流中上游河段,是东江干流规划的十四个梯级中的第八级.该枢纽以发电为主、兼顾航运等综合开发利用.枢纽布置从左到右为连接坝段、电站厂房、泄水闸、船闸、右岸土坝段,电站厂房为河床式,泄水闸为14孔14m平板钢闸门,堰型为平底宽顶堰,船闸为分离式.
3.利用AutoCAD的辅助计算流道施工测量放样数据
在工程施工测量中,放样数据以往采用手工计算放样点的位置和高程,其计算过程繁琐、复杂、容易出现差错,现在我们常常通过AutoCAD或其他软件的辅助计算来获取放样点的位置和高程,而测量放样点的确定取决于施工图纸、施工技术方案和设计技术规范要求.
3.1 流道模板及流道施工方案
在黄田水电站枢纽（贯流式电站）流道设计图中,进口流道→水轮机→尾水流道,其模板变化是：方→圆→方.流道模板分为进口渐变段模板（方变圆）和尾水渐变段模板（圆变方）.模板采用厂内整体制作,然后分单元进行编号,拆分单元后运至施工现场,按照测量放样控制点定位现场拼装加固,进行形体检测,确保符合设计精度.为保证工程工期,每台机组制作半套流道模板,分二期施工,先施工1#、2#机组,再施工3#、4#机组,共两套流道模板,即进口渐变段模板和尾水渐变段模板.进口渐变段模板和尾水渐变段模板分为底板模板、侧墙模板和顶板模板.
底板模板通过立样架、人工收光浇出设计断面.
侧墙模板平面段用整装模板拼立,每仓2.0m高,第一次安装至流道中线高程（即安装好半套流道模板）；侧墙模板圆弧段用木模,在木工厂加工成型后运输到施工部位吊装.用8cm×10cm的方木做横围令,5cm厚木板做面板,板面刨光.模板严格按照设计图纸加工,加固采取外撑与内拉相结合.
顶板模板分为平面段与圆弧段模板,模板的支撑通过搭满堂钢管排架来完成,钢管排架从底一直搭到接近流道中线的设计高程.钢管顶部铺枕木,枕木尺寸为20cm×20cm方木,模板与枕木间用木楔加固加牢,枕木间用6cm×8cm的木方横向加固,圆弧段顶板通过枕木上搭木排架支撑加固.
3.2 计算流道放样平面数据
首先,根据设计图纸桩号、坐标、尺寸,以左右岸桩号为x坐标,上下游桩号为y坐标在AutoCAD中绘出设计机组和流道中线.
其次,根据流道单线图在AutoCAD中绘出流道平面图.
然后,根据流道施工方案以及流道模板加工图纸,确定放样点的平面位置.进口段流道围令间距为63cm,尾水段为75cm,进口段的放样点桩号间距取0.63m,尾水段取1.50m,模板安装控制点除前面及尾水最后的两个控制点距结构边线0.2m外,其余按流道结构线的位置,这样可以更好地控制模板的正确安装和就位.绘制的机组流道放样点位平面图如下：
在流道放样点位平面图的CAD图中,我们用AutoCAD的_id命令就可以获得各放样点的CAD坐标,因为AutoCAD坐标系统为笛卡尔坐标系统,而测量使用的高斯坐标系统,所以把获取的CAD图中的坐标互换就得到测量放样所需的坐标格式,汇总到电子表格中形成《流道放样平面点位置的坐标数据表》.
3.3 计算流道放样高程数据
首先,以上下游桩号为x坐标,高程为y坐标,根据设计图纸及流道单线图绘制流道剖面图.
其次,把平面放样位置点的上下游桩号绘制到剖面图中.
然后,上下游桩号线与结构剖面线的交点即为高程放样点.下面就是流道放样点高程剖面示意图：
利用AutoCAD的_id命令,从流道放样点高程剖面图的CAD图中查询到流道放样的平面点位置的桩号及其对应的高程（下部的是底板高程,上部的为顶板高程）,把获取的桩号和高程数值汇总填写到电子表格中,形成《流道放样点桩号高程放样数据表》.
3.4 确定流道放样点坐标和高程三维数据表
把《流道放样点桩号高程放样数据表》中上下游桩号对应的高程填写到《流道放样平面点位置的坐标数据表》高程列中,因为高程有底板高程和顶板高程之分,所以《流道放样坐标高程三维数据表》分别为底板和顶板两张放样数据表.至流道施工时就可以利用这些放样数据到施工现场进行流道放样.
4.流道放样
为了保证流道放样数据的正确无误,流道放样采用内外业分离,立模放样与模板验收相结合的办法进行.内业人员按照上面《利用AutoCAD的辅助计算流道施工测量放样数据》计算流道施工放样的坐标和高程.所有施工放样图、点均需经过认真校核,未经校核和批准的图纸和放样图、点不得用于施工放样.
外业使用经过检定过的拓普康GPT3002N全站仪进行流道的施工放样,采用坐标法进行.GPT3002N全站仪的精度指标：测距为2mm+2ppm、测角为2”.在立模放样的过程中,对整个放样过程实施严格的质量控制,其中包括观测员、放样员、标定员、检查员按各自的职责进行,放样过程实行检查复核制度.立模工人根据放样点把模板立好后,在浇筑混凝土之前,对模板的实际位置作检查验收,对不满足立模允许误差要求的进行调整,使其满足技术规范的要求,满足技术规范要求后方能进入下一道施工工序.
做好放样、检测记录,提供放样、复核资料给监理进行仓面验收,同时也作为下一次施工工作的控制依据和竣工形体测量资料的原始数据.
5.结束语
利用AutoCAD进行施工测量放样的辅助计算,大大提高了工作效率和精度,各放样点及构筑物形状一目了然,比用手工计算快捷、方便、准确,在绘制放样辅助图或有关样图时也容易发现原设计图纸绘制或标注的错误.另外一定要加强图纸的会审工作,因为图纸的错误是致命性的,同时也要注意AutoCAD的坐标系和我们所使用的测量坐标系之间的区别,要注意X、Y与N、E之间的对应关系.
科学技术的进步,电子全站仪的普遍使用,降低了测量人员的外业劳动强度,提高了测量作业效率和作业精度,但是随着更先进、更精密的测量仪器的投入,对测量人员的能力和素质要求必然也要求更高更全面.GPS、GIS、RS等“3S”技术也逐渐运用于工程测量中,把传统的手工测量向电子化、数字化、自动化方向迈进.