水利水电工程施工测量规范 [浅析水利水电工程测量技术]
【摘 要】测量技术对于水利水电工程的勘测、施工以及竣工验收起着至关重要的作用，然而我国目前许多水利水电工程由于采用不当的测量方法，导致测量精度低、误差大、工作效率低等问题。通过概括分析地形测量、水下测量、变形监测以及地下洞室测量的技术要点，讨论各自的优缺点，并总结未来水利水电工程测量技术的发展方向。对我国水利水电工程测量技术的发展起到了一定的理论指导意义。
【关键词】水电工程；工程测量；技术研究
水利水电工程测量是工程测量学科的分支，是直接为水利水电工程建设服务的专业性学科。按照工程建设程序，水利水电工程测量分为规划设计阶段的测量、施工兴建阶段的测量和运营管理阶段的测量。按照测量内容，水利水电工程测量分为地形测量、水下测量、变形监测以及地下洞室测量等几部分，通过对大地测量技术、卫星定位技术(GPS)、数字摄影测量与遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)技术等技术的不断融合，水利水电工程测量领域，目前已经涵盖了线路测量、地籍与界线测量、旌工测量、计量测量等多方面内容，而且还会不断拓宽。
1、地形测量
地形测量指的是测绘地形图的作业，即对地球表面的地物、地形在水平面上的投影位置和高程进行铡定，并按一定比例缩小，用符号和注记绘制成地形图。随着全站仪和计算机技术的普及，开发数字成图软件，并采用三维数字地形测绘技术已经成为现代数字地形测绘技术的主要方向。数字化测绘技术的作业模式主要有：电子平板模式、数字测记模式和数字摄影测量模式。
电子平板模式主要采用全站仪、便携机以及地形图绘图软件，作业方式有测站和镜站两种。其特点是模拟传统白纸成图，作业直观，无需编码，测绘不易产生错漏，但便携机电池使用时间短、相对笨重且稳定性差，比较适合平坦地区、城镇地区地形测图，不适合环境条件恶劣的水利水电工程地形图测绘。
数字测记模式主要采用全站仪、草图以及带有地物编码的地形图内业绘图软件等。它适合各类环境数字地形图测绘，但是作业不直观，测量点号与草图点号可能产生不一致，易产生地物错漏，对现场绘制草图人员要求较高。
数字摄影测量模式主要采用全站仪、掌上测图系统以及地形图内业绘图软件。它克服了笔记本电脑电子平板的缺点，发挥笔记本电脑、电子手薄、掌上平板的优点，可视化界面，人性化设计，操作简单，携带方便，环境适应性强，是目前较为理想的野外测绘数据采集及成图工具。
2、变形监测
变形监测又称变形测量，是对变形体进行测量，确定其空间位置及内部形态的变化特征。水利水电工程的变形监测主要包括基准网测量、工作基点测量、变形体变形监测、监测资料分析等内容，目前常用的变形监测方法主要有大地测量法、基准线测量法以及液体静力水准测量方法等。
2．1大地测量法
大地测量方法是变形监测的经典方法，可完成变形监测基准网测量、工作基点测量、变形体变形监测等工作，测量设备主要有电子水准仪、精密全站仪，测量方法包括传统的三角测量、几何水准测量、交会测量和现代的边角测量、三角高程测量等方法。大地测量方法利用常规大地测量仪器，理论方法成熟，数据可靠，观测费用较低，但观测时间长，劳动强度高，横度易受观测条件影响，自动化和智能化曰茎较低。
2.2基准线测量法
基准线法是水平位移变形监侧的常用方法，土石坝、重力坝、支墩坝等直线形大坝的坝体、坝基一般采用引张线法、真空激光准直法和垂线法观测，若坝体较短可采用视准线法、大气激光准直法观测：拱坝坝体坝基主要采用垂线法或大地测量法观测：近坝区岩体、高边坡、滑坡体水平位移监测主要采用大地测量法、视准线帮唾÷线法。
2.3液体静力水准测量方法
垂直位移监测技术主要有水准测量、三角高程测量、液体静力水准测量技术，目前发展最快的是液体静力水准测量技术。液体静力水准测量系统特别适用于坝体廊道内高程观测及高程传递，它通过各种类型的传感器测量容器的液面高度，可同时获取数十乃至数百个监测点的高程，具有高精度、遥测、自动化、可移动和持续测量等特点。两容器间的距离可达数十公里，可用于跨河与跨海峡的水准测量：通过一种压力传感器，允许两容器之间的高差从过去的数厘米达到数米。
3、水下测量
传统的水下测量一般以经纬仪、电磁波测距仪及标尺、标杆，采用断面法或极坐标法及交会法定位，并用测深杆和测深锤来采集水深数据，这种方法效率低，误差大，已经很少采用。近年来随着卫星定位技术的发展，DGPS、GPS RTK及CORS系统配合多波束测深仪得到了广泛的应用。DGPS是以某已知点作为基准点，基准点的GPS接收机连续接收卫星信号，并与已知点的位置进行比较，确定当时误差的伪距修正值，将这些修正值通过无线电台接收，用户接收机接收修正值来实时校正GPS信号。目前GPSRTK及CORS系统定位已i盘到厘米级的定位精度，并且能够做到实时无验潮测量，对于大面积的水下地形测量，可以大大缩短工作周期，减轻劳动强度。
4、地下洞室测量
地下洞室测量工作是水利水电工程测量的重要组成部分，主要包括地面控制测量、地下起始数据的传递、地下控制测量、贯通测量、施工测量、变形监测等内容。地下洞室测量以地下为主、地面为辅，地面部分主要是针对地下工程进行地面控制测量和地面变形监测等。由于作业空间狭窄、空气潮湿、粉(烟)尘大、光线弱照度差、施工干扰严重等因素，地下洞室测量需借助专用(防震动、防爆炸、防潮湿)全站仪、无棱镜激光测距仪、陀螺全站仪、激光指向仪、无棱镜激光断面测量系纨专用全站仪通过人机交互实现地下测量数据自动处理和图形编辑：无棱镜测距仪解决了地下人无法到达的目标测量工作，保障了地下测量人员的安全：激光指向仪将在地下洞室掘进进行实时导向：陀螺全站仪结合陀螺仪和全站仪优点，采用微机控制，仪器自动、连续地观测陀螺摆动并能补偿外部条件的干扰，在地下工程定向中取代传统的定向方法，具有观测时间短、精度高的优点：由无棱镜激光全站仪和隧道断面测量软件组成的无棱镜激光断面测量系统取代传统的断面仪，可完成数据采集、施工控制、随机检测、炮7L放样，现场成果分析，实时显示生成超欠挖图形、进行方蜀斗算和报表成果自动生成等。
5、结束语
随着计算机技术的进—步发展，以及GPS、Rs、GIS、3S集成技术等测绘新技术以及数字化测绘、地面测量等先进技术设备的应用，水利水电工程测量方法和手段必将不断更新换代，服务领域也将不断拓宽。未来的水利水电工程测量技术定会向着，测嚣数据采集和处理的自动化、实时化、数字化：测量数据管理的科学化、标准化、规格化：测量数据传播与应用的网络化、多样化、社会化的方向发展。