修建大壩的測量工作具體包括布置平面和高程基本控制網(wǎng)、確定壩軸線和布設控制壩體細部的定線控制網(wǎng)、清基開挖放樣及壩體細部放樣工作等。具體到土石大壩,施工測量工作主要內(nèi)容包括壩軸線定位、控制線測設、高程控制網(wǎng)建立、清基放樣、坡腳線放樣、邊坡放樣及坡面修整等七項。
(一)壩軸線定位
壩軸線即壩頂中心線,一般先由設計圖紙量得軸線兩端點的坐標值,反算出他們與附近施工控制網(wǎng)中的已知點的方位角,用角度(方向)交會法測設其地面位置。通常情況下,中小型大壩的壩軸線由工程設計人員根據(jù)地形和地質(zhì)情況,經(jīng)過多方比較,直接在現(xiàn)場選定軸線兩端點的位置。而大型土壩則需要經(jīng)過嚴格的現(xiàn)場勘測與規(guī)劃、多方比較與研究后才能進行壩軸線定位。最重要的是軸線兩端點定位后必須用永久性標志標明,并且需要沿軸線方向設立軸線控制樁,以便檢查。
(二)壩身控制線測設
為了施工放樣方便,應當測設若干條垂直或平行于壩軸線的壩身控制線。一般情況下,垂直于壩軸線的壩身控制線的布設需要按照20m、30m、50m的間距以里程來布設,而平行于壩軸線的壩身控制線可以布設在壩頂上下游線、上下游坡面變化處及下游馬道中線,也可按照間距方式來測設。其中,垂直于壩軸線的壩身控制線布設較為復雜,需要分為兩個步驟來完成。
第一,沿壩軸線測設里程樁:將一端壩頂與地面的交會點定位零號樁,然后從零號樁起沿著壩軸線按照間距丈量距離,直到另一端壩頂與地面的交會點。
第二,測設垂直于壩軸線的壩身控制線:將經(jīng)緯儀正確安置在里程樁上,然后準確測出一系列平行于壩軸線的控制線,并在上下游施工范圍外定位橫斷面方向樁,用于作為測量橫斷面和施工放樣的依據(jù)。
(三)高程控制網(wǎng)建立
高程控制網(wǎng)由由若干永久性水準點組成基本網(wǎng)和臨時作業(yè)水準點兩級構成。其中,基本網(wǎng)是用三等或四等水準施測方法,以閉合或附和水準路線形式測設,一般布設在施工分為以外。臨時水準點則需要根據(jù)施工進度及時設置,且保證附和在永久水準點上,通常直接用于壩身的高程放樣。
(四)清基放樣
清基放樣工作的主要目的是保證壩體與巖基銜接牢固,為此,應在壩體與原地面接觸處放出清基開挖線。由于清基開挖線的放樣精度要求并不高,所以可以采用圖解法計算得到施工放樣的數(shù)據(jù)。第一,測定壩軸線上各里程樁的高度,得出各里程樁的中心填土高度;第二,在每一里程樁處進行截斷面測量,并繪制出橫斷面圖;第三,結(jié)合里程樁的高程、中心填土高度等數(shù)據(jù)在橫斷面圖基礎上繪制大壩的設計斷面。
由于清基具有一定深度,開挖時需要一定的邊坡,所以實際清基開挖線應向外適當放寬1m-2m。另外,清基過程中位于壩軸線上的里程樁將被毀掉。為了接下來施工放樣工作的需要,應在清基開挖線外設置各里程樁的橫斷面樁,避免其被毀掉。當前,隨著科學技術水平提高大大增強了測量手段技術性,故清基放樣工作主要采用全站儀坐標法等方式進行,精確性得到了顯著提高。
(五)坡腳線放樣
清基放樣工作完成后,應標出填土范圍,即找出壩體和清基后地面的交線,即坡腳線。具體操作工序:首先,做出兩個與上下游壩腳坡度相一致的三角形坡度放樣板;其次在上下游清基開挖點位置處各定位一個木樁,并用水準儀測量木樁高程,確保木樁高程等于清基開挖前的地面高程;然后,將三角形坡度放樣板的斜面放在樁頂位置,斜邊延長線與地面的交會點就是為土壩坡腳點;最后,連接相鄰坡腳點,形成坡腳線。
(六)邊坡放樣
壩體坡腳線放出后,則可以進行填土筑壩工作。為了標明上料填土的界線,每當壩體上升1m就需要用上料樁將邊坡位置明確標定出來,這項工作則可稱之為邊坡放樣工作。為了保證邊坡放樣的工作質(zhì)量,之前應當依據(jù)大壩的設計坡度計算得出不同層面坡面點的軸距。同時,還要使上料樁的軸距比設計計算值大出1m-2m,能夠有效確保壓實修理后的壩坡面與設計坡面相符。
(七)坡面修整
坡面修整的目的是保證大壩填筑至一定高度且坡面壓實后,壩坡面符合設計要求。為了保證坡面修整的精度,可以利用水準儀或經(jīng)緯儀按照測設坡度線的方法求得修坡量,決定是否削坡或回填。
混凝土重力壩施工測量
由于混凝土壩結(jié)構和施工材料相對復雜,故施工放樣精度要求相對較高。一般澆筑混凝土壩時,整個壩體沿軸線方向劃分成許多壩段,而每一壩段在橫向上又分成若干個壩塊,實施分層澆筑,主要是為了保證施工質(zhì)量。混凝土重力壩施工測量工作的主要內(nèi)容與土壩施工測量基本相符,其中壩體控制測量、清基開挖放樣尤為重要。
(一)壩體控制測量
其實,建立壩體施工控制網(wǎng)就是建立壩體放樣的定線網(wǎng)。由于混凝土壩一般采用分層施工,故壩體細部經(jīng)常采用方向線交會法和前方交會法放樣。因此,壩體放樣控制網(wǎng)具有一定線網(wǎng),包括矩形網(wǎng)和三角網(wǎng)兩種,且每一種控制網(wǎng)型具有不用的測設工序與方式,精度要求點位誤差上下浮動不超過10mm。
矩形網(wǎng):由若干條平行或垂直于壩軸線的控制線組成,格網(wǎng)尺寸按施工分段分塊的大小而定。其中,控制線測設方式與土壩基本相同。三角網(wǎng):由基本網(wǎng)的一邊加密建立的定線網(wǎng),各控制點的坐標可以測算得到。
(二)清基開挖放樣
清基開挖放樣主要是確定清除大壩基礎巖基表面松散物范圍的線,其位置由兩側(cè)坡腳線、開挖深度 和坡度決定。標定基坑開挖線的方式與土壩基本一致,先在方向線上定出該斷面的基坑開挖點,然后將這些點連接起來就是清基開挖線,但是實際測定時需要采用逐漸接近法。鑒于開挖深度的重要性,每次爆破后應當及時在基坑內(nèi)選擇較低的巖面測定高程,并顯著標注出來,便于施工人員掌握開挖深度。