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1、 浅谈苏丹麦洛维电站施工测量 摘要：本文介绍了苏丹麦洛维电站施工测量的情况，提出了全自动记录、用Excel处理数据的人机一体化测量方法。关键词：控制测量、自动记录、数据处理、效率、精度 苏丹麦洛维水电站工程位于苏丹王国北方省，距苏丹首都喀土穆（KHARTOUM）350km，位于卡瑞玛（KARIMA）城东北部27km的尼罗河上。其主要目的为发电和灌溉。电站装机容量为125万kw（1012.5万kw）。大坝从尼罗河左岸至右岸依次为：左岸土堤及左岸灌溉取水口、左岸面板堆石坝坝段、左岸粘土心墙坝坝段、厂房坝段、砼非溢流坝段、砼溢流坝段、右岸面板堆石坝、右岸土堤及灌溉取水口等建筑物组成，最大坝高67m，
2、挡水坝坝轴线长9285m。麦罗维电站所在地区气候为热带大陆气候，炎热少雨。春天和秋天沙尘暴扬尘高度达到600m（水电站坝址），沙尘暴平均要持续3 小时左右。风吹沙动，在尼罗河两岸几公里外都可看到。该工程业主单位是苏丹水利灌溉部(MDPIU)，监理单位是德国拉美尔国际咨询工程公司（Lahmeyer International GMBH）。 笔者有幸参加了麦洛维电站施工测量工作，在此谈一谈在国外从事测量工作的感受。首先从控制测量说起，其它诸如地形测量、施工放样等内容将会在今后介绍。如前所述，麦洛维电站工程坝轴线全长近10KM，合同规定控制网最弱点的点位中误差不能大于5mm，高程中误差不能大于2mm
3、。而最具挑战性的是：业主在整个施工范围内仅提供了一个高程控制点、两个平面控制点，且两平面控制点相距14KM。因为刚进场，我们没有仪器设备只能委托苏丹国家测绘局（SNSA）建立首级控制网。由于种种原因，三个月后SNSA提供的测量成果由于精度不够（平均点位误差为50cm左右）而放弃。这样建网的重任又当任不让的落在了我们身上。 该网难度大就大在唯一的两个已知点相距14KM，寻找目标十分困难，每天仅有一小段时间能看见目标可以观测，其次是坝轴线全长近10KM，控制网只能布设成一长达十几公里的窄长边角网。沙漠戈壁滩，制高点难找，图形条件难以保证。经多次踏勘、选点并经内业精度估算后，确定了如下网形。 整个控
4、制网的建立，除了常规的施测方法以外，笔者认为有以下几点应作特别介绍：一 ： 测量数据全自动记录。传统的控制测量由于自动记录数据处理的问题没有解决，大都采用人工记录下各测回的方向值、天顶距、斜距等观测数据，外业费时不说，还存在着大量的内业工作：外业手薄的检查、方向值、边长、高差的计算等等锁碎、繁杂的工作特别容易出错。虽然Leica公司有方向观测记录程序，但由于价格昂贵，笔者几乎就没有发现哪家单位使用过。在麦洛维电站控制网的施测中，我们充分利用EXCEL电子表格强大的数据处理功能，基本实现了集观测、记录、数据处理一体化。彻底摆脱了手工记录、人工处理数据的方法，提高了效率，保证了精度。 以麦洛维电站
5、控制网为例，本网计19个点，单点最多方向为7个，最长边14KM（仅观测方向），全网共观测了92个方向，45条边。由于采用了自动记录的方法，测站仅需一名观测员，天气条件好的情况下一小时左右就可测完一站，节约了大量的外业时间。而内业数据处理更是简便，将外业采集的所有数据从仪器传输至计算机，用EXCEL处理后就可直接用于平差计算。完全做到了当天的外业成果当天全部处理完，效率提高了几倍。本网仅用9天时间就全部完成（每天只有3个小时的有效观测时间）应归功于此。下面是一个测站的记录实例：仪器输出的数据：（测站：MR05。两个方向MR21和MR07、两个测回）*110057+000000000000MR05
6、 84.16+0000004003091643 85.16+0000020645194189 86.16+0000000000000000 87.16+0000000000002360 88.16+0000000000002360 *110058+000000000000MR21 21.324+0000000000000202 22.324+0000000009042251 31.06+0000000015060905 32.16+0000000015059799 33.16-0000000000184292 58.16+0000000000000000 51.1.+000000000023+
7、000 59.16+0000000000227753 52.1.+000000000001+000 19.+0000000009200804 87.16+0000000000002360 *110059+000000000000MR07 21.324+0000000003125028 22.324+0000000009046489 31.06+0000000013820559 32.16+0000000013819315 33.16-0000000000186903 58.16+0000000000000000 51.1.+000000000023+000 59.16+000000000022
8、7753 52.1.+000000000001+000 19.+0000000009200806 87.16+0000000000002360 *110060+000000000000MR07 21.324+0000000021125049 22.324+0000000026913081 31.06+0000000013820560 32.16+0000000013819314 33.16-0000000000187097 58.16+0000000000000000 51.1.+000000000023+000 59.16+0000000000227753 52.1.+00000000000
9、1+000 19.+0000000009200807 87.16+0000000000002360 *110061+000000000000MR21 21.324+0000000018000220 22.324+0000000026917333 31.06+0000000015060905 32.16+0000000015059798 33.16-0000000000184396 58.16+0000000000000000 51.1.+000000000023+000 59.16+0000000000227753 52.1.+000000000001+000 19.+000000000920
10、0808 87.16+0000000000002360 *110062+000000000000MR21 21.324+0000000006000203 22.324+0000000009042284 31.06+0000000015060903 32.16+0000000015059794 33.16-0000000000184533 58.16+0000000000000000 51.1.+000000000023+000 59.16+0000000000227753 52.1.+000000000001+000 19.+0000000009200809 87.16+00000000000
11、02360 *110063+000000000000MR07 21.324+0000000009125045 22.324+0000000009046519 31.06+0000000013820561 32.16+0000000013819314 33.16-0000000000187107 58.16+0000000000000000 51.1.+000000000023+000 59.16+0000000000227753 52.1.+000000000001+000 19.+0000000009200810 87.16+0000000000002360 *110064+00000000
12、0000MR07 21.324+0000000027125045 22.324+0000000026913094 31.06+0000000013820560 32.16+0000000013819315 33.16-0000000000187009 58.16+0000000000000000 51.1.+000000000023+000 59.16+0000000000227753 52.1.+000000000001+000 19.+0000000009200811 87.16+0000000000002360 *110065+000000000000MR21 21.324+000000
13、0024000222 22.324+0000000026917347 31.06+0000000015060904 32.16+0000000015059798 33.16-0000000000184299 58.16+0000000000000000 51.1.+000000000023+000 59.16+0000000000227753 52.1.+000000000001+000 19.+0000000009200813 87.16+0000000000002360用EXCEL处理后的成果(部分)水 平 角天顶距斜距平距高差方 向 值()()较 差0000020290422511506
14、090515059799-18429200000.00()0312502890464891382055913819315-186903312442.75-0.25 21125049269130811382056013819314-18709718000220269173331506090515059798-1843960600020390422841506090315059794-1845330912504590465191382056113819314-187107312443.250.25 27125045269130941382056013819315-18700924000222269
15、173471506090415059798-184299均 值00000.00312443.00(续)天顶距斜距 平距 较差高 差较差904225.11506.0905 1505.9799 0.2 -18.4292 8.8 904648.91382.0559 1381.9315 0.1 -18.6903 12.6 2691308.11382.0560 1381.9314 0.0 -18.7097 -6.8 2691733.31506.0905 1505.9798 0.1 -18.4396 -1.6 904228.41506.0903 1505.9794 -0.3 -18.4533 -15.3
16、904651.91382.0561 1381.9314 0.0 -18.7107 -7.8 2691309.41382.0560 1381.9315 0.1 -18.7009 2.0 2691734.71506.0904 1505.9798 0.1 -18.4299 8.1 均 值均 值均 值均 值904226.371506.0904 1505.9797 -18.4380 904650.831382.0560 1381.9315 -18.7029 二 ： 充分利用全站仪的所有功能。在国内测控制网时仅在全站仪内进行温度、气压、干湿度改正（有个别工程的监理工程师甚至不同意在仪器内进行任何改正），对
17、高程投影改正往往是在内业处里时人工计算，既费时精确度又不高。而我们绝大多数人都忽略了Leica TC2003全站仪中有一项GEOMETRIC CORR设置，此设置能对所测的平距进行高程投影改正。只须在Scale C.M选项中输入1.0000000；在Offset C.M选项中输入0；在Height aRef选项中输入测站高程减去投影面的高程即可，则所测的平距即为所选投影面上的平距，可以直接用于平差计算。三： 测回数。就本网而言根据国内的规范，方向观测一般要求9测回，或至少要求6测回。我们据此做的控制网观测方案上报监理工程师时，他们感到很纳闷：为什么要测那么多测回数，不是很费时间么？最后定为只测
18、三个测回，工作量减少了三分之二，而精度也得到了保证。其实，随着高精度全站仪的使用，无限制地增加测回数对精度的提高无益，徒增工作量而已。这道理大家都懂，只是规范未做规定而已。通过麦洛维电站施工控制网的建立，笔者感触颇深。国外的先进经验都是以“自动化”为目标的。围绕这个目标所制定的一些技术规范就很“人性化”，是以充分发挥现有仪器设备的先进功能、减少人员投入、减轻工作量为目的的。笔者曾同监理工程师谈到测量规范的问题，他的观点就是以合同文件为准，只要满足合同的要求，怎么做是你们自己的事。就本控制网而言，他只要求最弱点的点位中误差不能大于5mm，中间过程诸如国内规范中要求的两次读数差、归零差、2c互差等等限差均不考虑。这样就对自动化作业扫清了障碍（当然这也是跟测量设备的发展分不开的，比如先进的全站仪等），真正实现了内外业一体化。值得欣慰的是，笔者在2002年7月参加在青岛召开的水利水电施工测量规范审定会时，与会专家已对现有规范做了大量的修改，其中最主要的一条就是以点位中误差来衡量控制网的精度，而不再是以控制网的等级来判定其精度，真正实现了测量技术的与国际接轨。