肖有臣

（黔東南苗族侗族自治州水利局工程隊(duì) 556000）

無論是從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)還是從安全指標(biāo)看，拱壩都是一種非常有優(yōu)勢(shì)的壩型，也因?yàn)檫@個(gè)因素，拱壩在水庫(kù)工程中被廣泛采用。拱壩有一個(gè)非常大的特點(diǎn)，那就是拱壩不僅可以承重部分水庫(kù)的壓力，還可以通過拱的作用將其余部分不能夠承受的水壓力及其它荷載重量傳輸?shù)絻啥税侗谏希驗(yàn)檫@個(gè)傳輸過程，拱壩獲得了更大的穩(wěn)定性。想要使拱壩的穩(wěn)定性具有保障，那么在施工的過程中就一定要保證拱壩的結(jié)構(gòu)上具有連續(xù)性，因?yàn)楣皦蔚淖饔糜行Ф热Q于結(jié)構(gòu)的整體性。尤其對(duì)于雙曲拱壩來說，對(duì)雙曲拱壩的結(jié)構(gòu)性要求以及施工精準(zhǔn)度的要求都更為嚴(yán)格，那是因?yàn)殡p曲拱壩是上下壩面都是空間曲面。在施工過程中，如何能夠有效的控制雙曲拱壩體型一直是雙曲拱壩施工中的一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)，在很長(zhǎng)的一個(gè)期限內(nèi)，我們都在努力的解決這個(gè)問題。這篇文章我們將通過對(duì)整個(gè)施工控制網(wǎng)的建立和設(shè)置放樣點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算模式以及實(shí)施放線測(cè)量等幾個(gè)階段進(jìn)行分析，希望能夠得到一套行之有效的混凝土雙曲拱壩體型控制技術(shù)體系。

1 混凝土雙曲拱壩體型以及施工特點(diǎn)

總的來說，混凝土雙曲拱壩體型施工特點(diǎn)是整個(gè)拱壩的外輪廓上游和下游分別是由3條不同圓心，不同半徑的弧線組成的，且我們可以看到混凝土雙曲壩的輪廓隨著高程的變化而改變，從遠(yuǎn)處觀看整個(gè)混凝土雙曲拱壩體型都呈現(xiàn)一個(gè)拋物線形，在空間中形成了一個(gè)雙向曲面形體。

混凝土雙曲拱壩在澆筑時(shí)不能夠傾注，必須要分層分塊的進(jìn)行澆筑，根據(jù)要求，每層是2m，每塊的長(zhǎng)度按一般來說隨著軸線劃分20m，徑向取縫。在施工過程中精度要求比較高的就是支模，支模的精度要求必須要在10mm。通過圖片可以看出圖表中雖只列了六個(gè)高程面，但是通過這六個(gè)高程面的特征值，我們可以看出幾何特征值明顯是離散的?；炷岭p曲拱壩的建設(shè)是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，并且對(duì)整個(gè)工程的要求極高，如果想要保障整個(gè)混凝土雙曲拱壩進(jìn)行建設(shè)一直都處在一個(gè)比較好的狀態(tài)，保證整個(gè)工程順利實(shí)施，需要注意以下三個(gè)問題：①在施工的過程中一定要建設(shè)好平面以及高程控制網(wǎng)。②計(jì)算好整個(gè)混凝土雙曲拱壩體型的外輪廓放樣點(diǎn)，切記數(shù)字一定不能出現(xiàn)問題，計(jì)算時(shí)一定要非常仔細(xì)。③選擇適合混凝土雙曲拱壩的放樣方法，在開工之前，一定要測(cè)量好放樣的點(diǎn)位。

2 平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)的建立

一般采用全站儀及計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代設(shè)備對(duì)混凝土雙曲拱壩進(jìn)行測(cè)量及計(jì)算，因?yàn)榛炷岭p曲拱壩的建設(shè)地點(diǎn)一般都位于深山峽谷中，在深山峽谷中施工是非常困難的，因?yàn)檎麄€(gè)施工場(chǎng)地都比較小且建筑物的高度差比較大。在建設(shè)平面控制網(wǎng)時(shí)一定要采取分層逐步布網(wǎng)的方式，并且統(tǒng)一觀測(cè)整體平差，詳情請(qǐng)看圖1。我們可以看到圖中有許多點(diǎn)，像w1和w2就是外圍點(diǎn)，由這些外圍點(diǎn)進(jìn)行串合，串合之后的就成為基本網(wǎng)?；揪W(wǎng)的用處在于加密控制點(diǎn)，并且可以檢查其他點(diǎn)是否出現(xiàn)了移位情況。我們可以看到圖中還有一些其他的點(diǎn)，比如說w7和w3，我們可以把它們作為放樣時(shí)的后視點(diǎn)，然后w10到w13是方向控制點(diǎn)，其中w11要設(shè)置在壩體上游河槽兩測(cè)高程為457.3m的階地上，而w12則放置在壩體上游河槽兩側(cè)高程為459.5m的階地上，兩個(gè)點(diǎn)基本上是位于左右壩端的切線上，底層控制網(wǎng)就是由這兩個(gè)點(diǎn)加上w7組成的，w7的高程為460.8m。在基坑開挖時(shí)我們可以采取這種極坐標(biāo)放樣法，根據(jù)地形條件，我們可以將圖中看到的w10和w13分別選擇河槽兩側(cè)，一個(gè)設(shè)置在上游山坡，一個(gè)設(shè)置在下游的山坡上，上游的高程為507.0，下游的高程為505.5，這兩個(gè)點(diǎn)再加上高程w3就會(huì)構(gòu)成高層控制點(diǎn)，w3的高程點(diǎn)為495.2m。為了方便分析，本文中的數(shù)據(jù)都是通過錦屏孟佰水庫(kù)串聯(lián)起來的，以孟佰水庫(kù)為實(shí)例，方便對(duì)于整個(gè)體系進(jìn)行分析。

圖1

3 混凝土雙曲拱壩輪廓放樣點(diǎn)以及坐標(biāo)

3.1 對(duì)于坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)的計(jì)算

孟佰水庫(kù)的壩體分縫從拱冠往兩側(cè)分，然后沿著壩軸線每隔20m設(shè)置一條徑向分縫，整個(gè)混凝土雙曲拱壩共包含10個(gè)澆筑塊，左右均分，兩邊各有5塊，縫面呈現(xiàn)空間扭曲面。每一層澆筑時(shí)，澆筑面積都要達(dá)到2m，之所以說這個(gè)工程是極為復(fù)雜的，那是因?yàn)闈仓r(shí)，每澆筑一塊，都要去算一遍塊頂?shù)纳嫌芜吘壱约跋掠芜吘壍?條曲線的坐標(biāo)值，也就是說澆筑了幾塊就要算幾次。由于是雙曲拱壩，所以在放線時(shí)只能夠放整個(gè)曲線上一些有限的點(diǎn)，然后使用直線將兩個(gè)點(diǎn)進(jìn)行連接，然后用直線取代曲線，但是這樣做之后一定會(huì)產(chǎn)生誤差，因?yàn)橹本€和曲線畢竟是不一樣的，誤差是允許的，但是不能夠超過10mm。所以放線時(shí)，要給每一個(gè)澆筑塊放9個(gè)點(diǎn)，采用直線取代曲線的方法，整個(gè)工程誤差最大的地方就屬壩底下緣部分，經(jīng)過一系列計(jì)算要將誤差控制在8mm以下，這樣才算符合要求，以此類推每一個(gè)澆筑塊我們需要計(jì)算好18個(gè)坐標(biāo)才可以。

3.2 計(jì)算壩體放樣點(diǎn)位的坐標(biāo)

前文說到，孟佰水庫(kù)的混凝土雙曲拱壩給出了六層計(jì)算高程平面壩體的計(jì)算值，分為2m一層，在澆筑的過程中為了確保計(jì)算的放樣點(diǎn)坐標(biāo)是正確的，所以要將澆筑塊均勻分為8段，這樣壩軸線上就會(huì)出現(xiàn)分點(diǎn)9個(gè)，先將這九個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)求出來，然后過點(diǎn)做線，所謂過點(diǎn)做線就是通過這九個(gè)點(diǎn)做徑向線，做好徑向線以后，計(jì)算好徑向線的上游及下游和弧線的交點(diǎn)，當(dāng)我們將這九個(gè)坐標(biāo)都計(jì)算好之后，就會(huì)得到如下矩形。

圖2

4 選擇合適的放樣方法

以前使用的是普通經(jīng)緯儀，普通經(jīng)緯儀有許多弊端，例如通視條件較差，點(diǎn)位的精準(zhǔn)度也較低，且需要耗費(fèi)大量的人力、物力，在某些特殊情況下，還會(huì)耽誤施工進(jìn)程，現(xiàn)在隨著時(shí)間的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)不斷加強(qiáng)，我們采用了全站儀，采取極坐標(biāo)計(jì)算的方法，這種方法有效提高了工效，甚至能提高到1倍以上。

將強(qiáng)制規(guī)心觀測(cè)墩放置在控制點(diǎn)上，這樣的方法使我們先對(duì)點(diǎn)位進(jìn)行預(yù)理，然后再加入控制網(wǎng)，隨后再進(jìn)行觀測(cè)，這樣的方法使我們的觀測(cè)數(shù)據(jù)更具有精準(zhǔn)度，使儀器的安裝速度加快，不會(huì)出現(xiàn)對(duì)比誤差，無論是工效還是精準(zhǔn)度都得到有效提升。

5 結(jié)束語

有效的使用計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，在施工過程中會(huì)涉及大量的計(jì)算公式，對(duì)于坐標(biāo)換算和結(jié)果分析來說，計(jì)算機(jī)技術(shù)是必不可少的，因?yàn)辇嫶蟮挠?jì)算量不是人力所能為的，如果不借助計(jì)算機(jī)，我們是無法滿足施工需求的。