小型水库保安工程测量浅谈

摘　要：进年来，小型水库除险加固工程已成为基层水利工作的一项重要工作，这些水库大多数建于20世纪50年代末到70年代初，限于当时的技术经济条件，不少水库设计和施工质量“先天不足”，加上工程设施年久失修老化严重，大量水库存在安全隐患。许多水库存在着防洪标准偏低，达不到有关规范、规定要求，形成了大量的病险水库，工程不能正常运行，严重威胁着下游人民生命财产的安全或不能充分发挥其兴利效益，这些险库急需抓紧除险加固。如何为水库的除险加固设计工作提供更好的图纸、资料、现状情况，测量工作至关重要。本文就水库测量工作中应注意的问题，结合施测过程中遇到情况，为小型水库除险加固测量提出一些意见。

关键词：小型水库 ，除险加固 ，工程测量
1.小型水库概念
  水库是指在河道、山谷或低洼地带修建挡水坝或堤堰，形成的具有拦洪蓄水和调节水流功能的水利工程，主要由挡水建筑物、泄洪建筑物和功能性建筑物组成。
  小型水库的范围就是水库库容量大于1万m3小于1000万m3的称为小型水库，而地方上一般把库容大于10万m3称为水库，而库容在10万m3以下的称做为山塘。
2.水库测量
2.1  前期准备
  在接受测量任务后，收集测区范围附近已有地形图，以及控制点资料；准备测量仪器：测量仪器包括中海达静态GPS一套3台，莱卡TCR303型全站仪1台，DS3水准仪一台。
  1:10000地形图可用于水库集雨面积和主流长度的量算；水库测量相对独立，测区范围就在水库周边，范围相对较小。
2.2  测量实施
  在前期工作准备完成后，进行水库现场踏勘，熟悉水库环境；在水库大坝及溢洪道附近布置控制点。控制点应选择在通视良好、交通方便、地基稳定且能长期保存的地方，在选点时应注意控制网的网型。测量工作大致可分为：控制网测量；库区地形图测量；坝址地形图测量；溢洪道地形图测量；上坝道路测量。
2.2.1  控制网测量
  根据水库的地形特点和综合考虑控制点是否便于施工，现场的通视情况是否良好，点位地基是否稳定、可靠、不易发生位移、沉降以及不易被破坏、便于保护、以及网型等因素布置控制点。点位埋设采用现浇混凝土桩，埋深不小于 8Ocm 。混凝土桩顶部预埋带有十字刻划的铜质标志，标志顶面为半球型。
  为方便测量，控制点测量采用GPS静态测量方法进行测量，每测回最少同步时间45分钟，测量控制等级为D级。再获得控制点坐标数据后，使用DS3水准仪对原控制点及刚布置的控制点进行闭合水准测量，按四等水准仪测量的要求进行施测，根据测站数计算闭合差允许误差，对各控制点进行高程平差。获得各控制点的高程数据。在做碎部测量时，可以根据控制网在最方便的位置布设导线网，以方便测图。工程施工放样阶段施工放样控制网可以结合测量阶段布设的测图控制网使用。
2.2.2  库区地形图测量
  库区地形是指被水面淹没和受水库水位影响的范围。水库库区由于常年被水淹没，地表没有植被，所以通视条件好，地形也较为开阔，虽然范围大还是较易测量的。一般库区内山体位置测量高度为大坝高加2米控制，也可根据现场实际情况，例如：在比原定线上侧有小路通行，就可以根据小路来测高程点，测点高亦可以勾画出等高线。
  测量库区地形时，可在水库内开阔处架设全站仪，然后跑尺人员根据地形变化测取碎部点，在特别陡峭的山体段，人员无法攀爬，可以在崖底布置导线点，然后采用全站仪的免棱镜功能在石壁上用激光测点；大部分水库运行年份都已较长，所以库底淤积相对较厚，不仅影响测量的进度，也会影响等高线的勾绘，从而影响水库库容曲线的正确性，给水库设计带来不利影响，所以在测量时应将花杆尽量插入泥底坚硬位置，最大范围减小影响。
2.2.3  坝址地形图测量
  大坝是水库工程的主要水工建筑物，是整个除险加固工作的主要内容。所以大坝测量也是整个水库除险加固工作的重点。大坝测量主要包括大坝平面（坝长、坝宽、坝高）、土坝坝身纵横断面、坝身建筑物（起闭设施、放水涵洞进出口，大坝观测设备）、地质孔布置位置。
  水库大坝平面位置测量要将水库大坝及左右两岸的山体位置标绘清楚，特别是大坝与山体的连接部位，往往土坝的渗漏部位就是坝身与山体的连接部，主要原因是原来的施工技术落后，防渗处理不到位。所以坝身与山体的连接部位必须测清楚。
  大坝纵断面位置可以选择在坝轴线方向上，测量纵断面主要是反映大坝不同位置的坝高变化；大坝横断面可以从大坝一侧山体接合部开始每隔30米左右测量横断面，大坝横断面要求在坡度基本一致时超过2米落差要加密点，不能出现一坡到底情况。在坝身渗漏位置，必要时还需加测坝身横断面。位于坝身上的放水设施比如起闭机拉杆走向要绘制清楚，重点部位还要将图纸比例缩小以便反应现场真实情况；像水位遥测设施等位于大坝的位置也要标绘清楚。
  大坝附近的地形，建筑物，以及渠系、管线等都会和大坝有一定的关联，所以大坝附近的小山包，坝外的房屋、沟渠、管线都要测量，一般测量范围要从坝脚向外延伸约30米左右，这样可以看出在大坝加厚放坡是否对坝外有影响，该如何解决这些影响。而大坝左右侧山包如有条件且山包不是很高可以测到山顶部，如果较高则要测量到比坝高高出10米左右位置；水库除险加固工程大都要对原坝体内的放水涵管进行改造封堵，以减少出现涵管渗漏引起的险情，而最好的解决办法就是封堵涵管，在大坝两侧山体适当位置开凿放水隧洞，所以对大坝两侧山体进行测绘对隧洞布置是完全有必要的。
2.2.4  溢洪道地形图测量
  水库溢洪道一般在大坝左右两侧山体上开凿而成，也有水库溢洪道因地形条件特殊，会布置在离大坝较远处。所以布点时要特意在溢洪道附近布置控制点，以便于控制。
  在测量溢洪道时以测横断面和纵断面为主，兼顾地形，横断面和纵断面要相互对应。测量溢洪道纵断面时最好要测量深泓点也就是横断面上的最低点，而不是中心点，若测量出现误差，就会出现比降忽高忽低的情况。而且落差变化大的位置必须测清楚。溢洪道下游测量范围必须在溢洪道跌水无法影响到得位置，最好是测到原有河道上，也就是溢洪道和河道交汇处。
2.2.5  上坝道路测量
  水库上坝道路是为了水库除险加固工程运输材料方便，以及今后对水库运行进行更好的管理，所必须进行的一项工程。
  许多水库一般都只有到水库坝脚的道路，要上到坝顶只能从 坝脚步行道坝顶，这就给水库除险加固工程的施工单位带来了不便，于是堪查水库周围地形，根据附近地形条件，布置一条合适的上坝道路也成了水库除险加固测量的一项工作。
  一般上坝道路可以通过坝顶和起始位置的落差，来确定上坝道路的长度，因为上坝道路的施工地点范围较小，一般上坝道路的比降是在8%左右，困难位置可以放宽到11%，这样就可以使工程车辆方便进入。上坝道路要根据实地情况布置，尽量减少大转弯路段，在确定好上坝道路的路线后，在现场确定道路的中心线位置，并测出中心线上桩号的实际高程，以及相对应的桩号横断面，以便于设计人员计算工程量。
3.内业任务
　　在外业测量工作都结束以后，就是内业工作了，首先要绘制水库的平面图，要将坝坡的示坡线标绘清楚，不能将方向搞错；库区内的地形要生成等高线，一般采用南方的CASS系统来进行地形图的绘制，等高线生成要圆弧，不能出现折角，等高线的质量绝定了所测地形库容测量的准确度；在地形图上要将测量的大坝纵、横断面，溢洪道纵、横断面的位置标绘上去，方便设计人员查找。
　　其次就是要将大坝纵、横断面，溢洪道纵、横断面以及上坝道路的纵、横断面分别绘制好，在断面上做好尺寸标注，以及高程的标注，要将各个断面进行编号，然后将对应断面的编号标注在平面图上。
　　最后要将控制点资料整理好，以方便施工单位在施工放样时使用。
4.小结
　　水库除险加固测量是近年来为配合国家千库保安工程和邻村山塘除险加固工程而出现的测量工作。以往早期建设的水库大部分是土石坝，建设多为村民投工投劳自行建设，缺乏设计资料。大部分缺少水位库容曲线、库区地形图等资料。所以结合这次除险加固工程可以尽量详细的收集水库资料，整理水库资料档案，从而更好的管理水库的运行，而这些资料的收集和整理大部分都要靠测量来完成。
　　水库除险加固测量主要测量工作按性质可分为：控制测量、地形碎部测量、纵横断面测量，包括了测量学和工程测量学的内容，随着测量技术的日新月异，很多新技术也走向基层，也为大部分位于山区的水库测量提供了有力保障。在做控制测量时我们就不需要用原来的传统的控制网测量方法，而可以用先进的GPS测量技术建立控制网，使用GPS布网即方便又准确；而碎部地形测量和纵横断面测量采用全站仪测量，使测量数据数字化，与微机联机，数字化成图使测量成果质量就有大幅度的提高。
　　水库除险加固测量成果最主要的作用就是为水库除险加固工程设计提供详尽的基础资料，测量成果的好坏会影响水库除险加固质量，以及除险加固工程量的计算的准确性，而且会影响施工阶段施工单位的放样（一般施工单位所用控制点多为多为水库测量时布设控制网的控制点）所以在测量实施过程中，一定要注重测量成果的质量，做到多跑点、多核对，使测量成果可以满足设计施工的要求 。

　　参考文献
　　[1]吴强 石峰 《浅谈小型水库除险加固中应注意的问题与施工质量控制措施》 水利信息网 2009.7.8 本文链接：http://www.qk112.com/lwfw/sklw/slgc/250472.html