[发明专利]空间弯管施工测量方法

说明书

技术领域

本发明属于水利、水电工程技术领域。

背景技术

引水系统是水电站特有的重要建筑物，弯段是连接上(下)平洞与斜井之间的重要环节，一般均设计为一线型(引水上平段、上弯段、斜井平面轴线在一条直线上)，这类特殊的弯管结构相对来讲便于施工，但在实际情况中，由于诸多因素，使得引水平段和斜井部分轴线间存在夹角，同时倾角也有变化，为了减少水头损失和更加符合水力学过渡过程的要求，于是平段与斜井之间采用空间弯管连接，在数学上则属于一般性的弯管，弯段轴线位于的铅垂平面转化为倾斜平面，施工计算复杂、施工测量难度急剧增加。

发明内容：

本发明的目的是：

提供一种空间弯管施工测量方法，它能建立一般性弯管的数学模型，定距分解轴线，以满足误差要求的折线代替原轴线，形成折线趋近的形体，从而实现轴线控制并由此确定相应的剖面来实现周边轮廓线控制的系统，并应用全站仪实测三维坐标进行现场放样、验收的施工测量控制方法。

本发明的测量方法是：

1、建立施工控制点并实测，取得坐标成果。

2、建立以平段桩号前进方向和向右偏离值为坐标纵、横轴正向的独立相对坐标系统；所有成果进行转化。

3、计算空间弯管轴线成果及径向剖面定向数据，建立基本数据集。

4、等距分解轴线点，利用相邻或间隔中心轴线点之间连线，建立动态线形轴线，形成趋近原轴线的折线系统。

【间距设为a，a数量级的选择要求满足每条折线中点至空间弯管大圆心的距离(即弦高)与设计半径R的较差≤10mm，即满足数学式R-R2-(a/2)2≤10mm]]>】

5、根据分段连续的轴线方向和轴线点，通过求解法截面方程的方法来确定相应的各分解径向剖面，建立各剖面一一对应的方程，编制实用系数表。

6、通过全站仪以坐标法或光电测距极坐标法在现场标定各剖面，然后逐个剖面进行测定，实现放样和检查的目的。

本发明的有益效果是：

1、精度高，能够真实反映开挖、混凝土衬砌的洞径，周边轮廓线的误差可控制在《水电水利工程施工测量规范》规定的限差内；

2、直观，现场随机测放几点、就可以标定复杂的径向剖面方向，从而有针对性地逐一控制；

3、简洁、省时、易行，可以预先编制好实用系数表，快速应用于施工，尤其在混凝土阶段把原先复杂耗时的单独实施的测量工序所需时间节省，使之与施工同步进行，节省工期最少15天。

附图说明

图1是本发明的空间弯管布置平面投影示意图；

图2是本发明的轴线分解布置及误差要素计算方法示意图。

具体实施方式

实施例1

如图所示，1是坐标纵轴(桩号方向)、2是坐标横轴(偏离中心方向)、3是空间弯管部分、4是空间弯管中心轴线、5是空间弯管中心轴线大圆心、6是空间弯管半径、7是折线(弦)、a、8是弦高、9是平段中心轴线(图中示例为上平段)、10是斜井轴线、11是平段部分(图中示例为上平段)、12是斜井部分。

宝泉抽水蓄能电站上平段轴线方位角为NS走向，上斜井轴线方位角为NE55°走向，上平段纵向坡比为-10％(5.7106°)，上斜井倾角为50°，转弯半径30m，于是形成圆心角θ＝63.699°，弧长L＝33.353m的空间弯管，开挖洞径8.1m，衬砌后直径为6.5m。

施工步骤如下：

1、在上平段通过基本导线形成施工控制系统。

2、建立以上平段轴线前进桩号方向为坐标纵轴正向的相对坐标系统

3、将轴线分解成为33份进行处理，相邻中心点距为1.0106m，其到大圆心折线弦高与设计半径的误差仅为0.0043m，满足误差要求。

4、推算或图解出各轴线点三维坐标，确定各相应剖面的方向。

5、通过折线趋近的方式，采用动态轴线进行开挖轮廓线的放样，实测相应剖面碎部点，通过立体成图剖切的方式，形成平面剖面，达到检查的目的。

6、根据需要，为各径向剖面逐个建立实用系数表，通过现场随机实测点位，标定剖面方向，并确定混凝土衬砌桁架立模的架立筋位置，并控制模板。