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龙首一级、二级水库库区及坝前淤积测量技术方案
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1.综合说明
1.1 一级水库概况
龙首一级水电站位于黑河中游,距张掖市约30km,工程以发电为主。坝址以上集水面积10009km2,水库总库容1320万m3(设计),电站装机容量59MW,为三等中型工程,主要建筑物为3级,挡水及泄水建筑物按照50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核。水库正常蓄水位1748.00m,校核洪水位1749.40m。
龙首一级水电站回水长度约7km(设计),本次库区淤积测量工作主要目的是了解水库运行10年来库内淤积和枢纽区泄洪建筑物和引水建筑物进水口前的淤积情况。为今后水库运行方式的调整提供基本依据。
1.2 二级水库概况
龙首二级水电站位于甘肃省张掖市肃南裕固自治县境内,黑河大峡谷西流水至榆木沟河段,距张掖市西南53.8km处,是黑河中上游梯级开发规划中的第七座梯级电站,电站以发电为主,属中型三等工程。主要由面板堆石坝、天生坝、溢洪道、泄洪排沙洞、引水发电隧洞、发电厂房等组成。其中大坝最大坝高146.5m。水库正常蓄水位1920.0m,水库校核水位1923.0m,水库总库容9120万m³,属日调节水库。电站总装机容量157MW。
龙首二级水电站回水长度约8km,本次库区淤积测量工作主要目的是了解水库运行7年来库内淤积和枢纽区泄洪建筑物和引水建筑物进水口前的淤积情况。为今后水库运行方式的调整提供基本依据。
1.3  工程范围
根据龙首一级、二级水库的整体规模及工程布设,本工程范围为:建立水库库区测量平面、高程控制网;库区横断面布设、联测,设立断面标志(断面桩);水库横断面测量;库容及淹没面积计算;测量成果整编及移交。主要工作包括:平面与高程控制网网点勘选、测量、计算与精度评价;横断面布设;横断面测量;资料整编;横断面图绘制;库容及淹没面积计算等。

2. 设计及施工依据
2.1《龙首一级、二级水库库区测量工程技术要求》
2.2  GB 12898-91《国家三、四等水准测量规范》;
2.3  DL/TB5173-2003《水电水利工程施工测量规范》;
2.4  SL197-97《水利水电工程测量规范》;
2.5  CH2001 - 92《全球定位系统( GPS )测量规范》
3 技术方案设计
3.1水库平面控制网设计
3.1.1水库平面控制网设计方案
龙首一级、二级电站水库平面控制网及高程控制网的布设,是为水库库容测量提供观测基准,以满足龙首一级、二级水库库区测量要求。
1) 根据龙首一级、二级水库库区测量内容要求,结合水库地形条件、地质条件及控制范围,经过室内图上技术设计和野外实地踏勘比较,分别在库区测量范围以内左右岸边坡布设平面控制网点6点,平均边长2-3km,在设计校核洪水位以上,并编制标石埋设点之记。
2) 所有控制点均布设为永久观测标志,编号为LS01-LS06。
3) 以龙首一级、二级水库库区控制网网点作为平面控制网起测基点。根据龙首一级、二级水库库区测量要求按GPS 四等网要求进行观测。
3.1.2水库平面控制网观测
3.1.2.1  GPS四等网观测技术要求
1) 水库平面控制网采用载波相位静态相对定位作业模式,按四等GPS测量作业的基本技术进行。
2) GPS测量的技术要求
技术要求
项目
四等
同步观测的接收机数量不少于
3
观测时段数
1-2
观测段的时间(min)
60—90
两次观测之间的最大时间间隔(s)
15—30
为克服障碍物的最大高度角(°)
20
每次观测时天线相位中心高度矢量量测两次,两次量测值较差应不大于(mm)
3
气象观测数据
湿温、干温(℃)
0.5
气压(Pa)
100
每次间隔不多于(min)
60

3) 观测仪器性能参数及观测设备
a、观测仪器:中海达GPS接收机
b、性能参数:

定位精度
定位方式
平面
高程
静态
±5mm+1ppm
±10mm+1 ppm


c、其它观测设备:干湿温度计5个,气压表5个,对讲机6台。
4)测前准备:水库平面控制网观测采用GPS接收机。为了确保仪器设备在观测中处于良好状态,每年应送到由省级技术监督部门授权的检定机构进行全面检验,在观测过程中应加强仪器维护保养。
3.1.2.2 观测方法
1)观测前对接收机进行通电检查。
2)天线架设要严格对中,保持垂直,无摇晃、旋转现象。GPS天线架设高度要求在1.2m以上,避免地面辐射影响,GPS天线选用抗干扰强的扼流圈天线,天线架设其中误差保持在0.5mm以内。
3)天线上的方向标记对准北方向(可在作业前利用罗盘仪在测墩上将北方向线标出)。
4)观测前精确量出仪器垂高。
5)先将电缆线与电池连接,再连接接收机;确保接收机与天线、电池间无误后才能开机。
6)检查STAT灯以掌握跟踪卫星情况,待接收卫星达到4颗卫星以上时开始进行观测。
7)观测工作结束后,先关闭接收机电源,再拔下各连接线。
8)认真填写观测记录手薄表格,记录表格应包括观测日期、观测人员、天气情况、测点名、主机编号、开机时间、关机时间。
9)外业观测结束后,应立即对数据保存文件进行检查、下载。
3.1.2.3 GPS网平差
1) 坐标系:龙首一级、二级水库平面控制网坐标系。
2)内业数据处理
基线解算后应按以下指标进行质量检核。
3.1.2.4平差计算
1) GPS网整体平差计算采用ZHD2003全球版系统处理软件进行。在单基线与多基线解相差不大时,以基线解的坐标差和协方差矩阵作为整网无约束平差的相关观测量。无约束平差后提供的相邻两点间的弦长精度应符合:最弱相邻点边长相对中误差1/50000。
2) GPS网进行约束平差时,约束平差后控制网的精度应符合:固定误差a(mm)≤10,比例误差b(mm)≤5。
3)成果报表中应输出约束平差计算后的WGS-84系下坐标、基线向量及其改正数、基线边长、方位、转换参数及其相应的精度信息。
4) 将WGS-84系数据转换为龙首一级、二级水库库区测量要求控制网坐标系统数据。
3.2水库高程控制网设计
根据龙首一级、二级水库库区测量已有控制点的分布及覆盖情况,龙首一级二级水库可直接用已有的控制成果作为高程的起算点。方法:采用动态GPS RTK观测模式直接数据采集。
3.3纵、横断面测量
3.3.1横断面布设
1)根据《龙首一级、二级水库库区测量工程要求》要求,经过现场实地踏勘,考虑目前河道特殊地形条件、通视情况,在龙首一级水电站水库河道布设约20条横断面,龙首二级水电站水库河道布设约40条横断面;为了准确了解坝前淤积情况,在坝轴线前2km范围内加密测量。库区测量第一个断面距坝轴线50m,在2km范围内测量断面间距为150m。其余淤积断面间距为350m,每条横断面均垂直河道。
2)断面标记:由于本次采用RTK GPS方式施测,横断面位置根据布设的GPS控制网点较容易确定。因此,本次横断面测量位置可不做标记或在岸坡处采用简易标记方法标记。
3) 所有断面桩点高程均高于水库校核水位1米以上。
3.3.2 横断面测量
1)横断面基点和测站点坐标采用RTK GPS方式施测,系统为中海达V9,测量时采用1+2RTK方式进行,采样时间为1分钟。

定位精度
定位方式
平面
高程
RTK
±10mm+1ppm
±20mm+1 ppm


2) 横断面测站点精度满足1/1000比例尺测图中测站点精度要求。
3) 相邻横断面点间距,为正确反映地表形状,陆地部分每隔10-20m左右施测一点,在地形变化较大部位必须增加测点数量。
4)横断面陆地点采用RTK GPS法施测,采样时间为2秒,其精度为±1mm(图上);高程中误差为±1.0m(按《水库测验规范》)。
3.3.3水下地形测量
1)水下地形测量的平面与高程坐标系统与积石峡施工控制网系统相一致。
2)测深横断面与陆地横断面相一致,水下地形每隔15m施测一点,且不少于5点,纵断面水下地形每20m左右施测一点,与横断面位置重合。
3)测深点平面定位采用RTK GPS实时差分定位法,定位中误差不大于图上1.0mm。
4)水深测量与水位观测配合进行,采用回声测深仪或测深锤进行测量工作。
5)水深5m以内,流速小于1.0m/s的水域,采用测深锤进行水深测量;水深大于5m,流速较大的的水域,采用回声测深仪进行水深测量。
ODOM DF3200 MKIII精密双频测深仪参数表
电源输入
110 或 220V AC/24V DC
分辨率
0.01m
深度范围
200kHz
0.2-200m
33kHz
0.5-1500m
精确度
200kHz
0.01m±0.1%水深
33kHz
0.10m±0.1%水深

6) 测深点的高程(测深)中误差小于0.2m。
7) 测深前后应对测深设备进行检查校正。
4建筑物进水口前淤积测量
排沙泄洪洞进口、表孔进口前为起点间隔20m,长度60m水下淤积横剖面图各4条,沿洞轴线(两表孔中心线)向上游侧水下淤积纵剖面图各1条,长度100m。并在此纵剖面图中表示出横剖面的位置。
在引水发电洞进水口沟道内,按沟道底部走向,向库区方向测水下地形横剖面1条,长度100m。在进水口轴线位置为起点,垂直于洞轴线间隔20m,长度20m测5条纵剖面。
4.1 二级水电站下游冲坑概况
龙首二级水电站水库建成后,溢洪道及冲沙洞泄洪给造成泄水建筑物下游形成一冲坑,为了确保泄水建筑物的安全,需对下游冲坑进行测量。
4.2 下游冲坑控制网点
采用二级坝上控制点作为下游冲坑的控制网点。
4.3 下游冲坑测量
具体测量方法及断面标记与坝前淤积相同。
测量断面垂直于泄洪道中心线,测量范围为整个冲坑面,测量高程为溢洪道护坦面,测量断面的间距为5m。
4.4 下游冲坑测量成果
龙首二级水电站下游冲坑测量应提交如下资料:
冲坑断面图、断面成果表、冲坑的平面图、冲坑深度计算成果、冲坑向四周掏刷情况、技术文件:技术总结、成果检查报告等。
上述成果一式4份,以及相应电子文档1套。
5.计算机成图
5.1横断面按照断面基点、测站点和断面点的测量成果绘制断面图,水下测深断面应与陆地断面组合成图,其方向与注记应与陆地断面线一致。
5.2横断面图比例尺均为1:1000
5.3横断面图绘制要求
1)同一测区内横断面长度或比高相差较大时,可选用不同比例尺,一个断面不宜绘制在两张图纸上。
2)左岸横断面端点应绘制在图纸左边,由左至右逐点绘制。
3)横断面左端点起点距和整数高程应安排加粗线。
4)横断面绘制好后,自坝前深泓点高程起,在横断面图上每隔1米高程计算横断面面积及断面长度,并作出各横断面面积及长度表。
6.库容及淹没面积曲线计算
1)自坝前深泓点高程起,按平均断面法每隔1米高程计算库容量。
2)自坝前深泓点高程起,按平均断面法每隔1米高程计算库区淹没面积。
3)绘制库容及淹没面积曲线图。
7.检查、验收及提交成果
7.1资料的整编分析做到项目齐全、考证清楚、数据可靠、方法正确、图表清晰、分析合理,结论清晰明确。
7.2 提交的资料格式满足业主单位档案管理的有关要求。
7.3检查验收
1) 控制采用的坐标和高程系统、等级。
2) 平面和高程控制的布设、点位选定、密度。
3) 各种仪器设备检查项目及其精度。
4) 各类控制点的观测手簿记录、计算及各项误差。
5) 计算数据和内业计算及校核。
6) 制图比例尺。
7) 取点密度。
8) 图上数字与观测手簿、成果表的一致性。
9) 外业测量方法和内业计算方法。
7. 4资料提交
在黄河积石峡水电站水库本底测量工程完工后,提交以下资料。测量成果整理按测量资料整编规范要求进行,最终提交成果报告4份,电子版1份。并进行检查验收。
1) 技术设计方案;
2) 平面控制网点点之记及网形图;
3) 平面控制计算资料;
4) 平面控制点、横断面成果表;
5) 各淤积断面图;
6) 库容曲线计算表、库容曲线图;
7) 测量仪器的检验资料;
8) 技术总结。

8施工组织设计
8.1 施工组织机构
根据本项目的要求,拟建现场项目组织机构,组织机构见下图:
项目组织机构框图

8.2机构运行机制
项目部由经理、项目技术负责人组成管理层,质量安全监督组在管理层的领导下对两个作业组的作业质量与安全进行监督。各岗位主要职责如下:
项目部经理:全面负责合同的执行;负责组织工程施工,督促、检查本项目质量管理体系的运行情况;组织项目重大问题的决策,是项目的安全、质量、进度、成本和文明施工的第一责任人。
技术负责人:对项目经理负责,领导技术工作,对施工和观测作业存在的技术问题进行决策;检查测量组织设计、施工措施的落实情况,开展技术交底活动;主持质量事故的分析并主持制定纠正措施。
质量安全监督:在管理层的领导下有效地对施工作业和观测作业的质量进行监督检查,并向分管领导提出改进建议;负责作业现场的安全监察,深入现场检查安全措施的落实情况;对安全隐患提出整改要求并督促检查落实。
观测组:按照项目设计和观测纲要的要求,完成本次项目的放点、测量和观测。


8.3仪器设备
中海达静态GPS
6台套
中海达RTK(1+2)
1台套
全站仪
1台套
计算机
3台
ODOM DF3200 MKIII精密双频测深仪
一台套
对讲机
6部

8.4作业进度计划:
我单位在接到委托方通知后,全部设备,人员到场按以下计划开展工作,确保工程进度,计划总工期30天。
8.5施工时间计划:

序号
实 施 项 目
时    间    计    划
备    注
01

网点点位布设

2017年9月10日~2011年9月11日

02


观测实施

平面控制网观测

2011年9月12日

GPS观测

水下地形测量

2011年9月13日~2011年9月28日


冲坑淤积测量

2011年9月29日~2011年9月30日


陆地地形测量

2011年10月1日~2011年10月3日

03

整编

成果计算

2011年10月4日~2011年10月6日


绘制成图

2011年10月7日~2011年10月10日

04

测量成果移交

2011年10月12日


9质量、安全、文明施工控制
9.1观测质量保证:
9.1.1严格执行招标文件中对观测工作的精度和质量要求。
9.1.2观测时严格遵守招标文件中提及的相关观测规范要求,确保观测成果满足招标文件和规范要求。
  9.1.3保证投入本工程项目观测的仪器设备和相关器材的性能、功能满足工程实测要求,并具备相应的合格证书。
  9.1.4按发包方要求按时提供相关的观测资料报告,并按要求申请验收。
9.2安全文明生产保证:
9.2.1在进驻施工现场后,严格按施工现场的安全管理要求,做好用电、用水、交通安全。
  9.2.3由现场安全员和负责人集中现场施工人员进行安全教育,学习施工现场安全注意事项,学习相关的安全法规,制度。
   9.2.4结合现场的施工环境、条件提出有针对性的安全注意事项,并且在施工前带领施工人员熟悉施工现场环境。
   9.2.5在施工现场危险地段、工作面挂警示牌、提示牌,以防不安全现象发生。
   9.2.6施工现场严禁乱堆乱放、避免物品不规范造成人员以外伤害。
   9.2.7高空作业时工作人员要系好安全带、爬梯要牢固。现场要有监护人员随时监护工作人员和周围人员的安全。
   9.2.8在河边临水施工时,施工人员要穿救生衣,同时要有专人进行现场监护,及时监督预防不安全现象的发生。
  9.2.9施工现场出现异常情况时,要立即停止施工,并制定合理的异常除险措施,在异常险情排除后方可施工,不得在出现异常情况时冒险施工。
  9.2.10易燃、易爆物品要严格按存放要求储存,并在现场配备足够的消防器材。
  9.2.11雨季施工要根据气象信息做好施工期的防洪工作。
  9.2.12大风、下雨天气严禁上山工作。
  9.2.13车辆通行要严格按驾驶要求和提示路标信息谨慎驾驶,严禁车辆超载和客货混装。
  9.2.14严格执行合作单位制定的有关规定和制度。
 
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