南水北调中线工程初级施工控制网布网方案研究

南水北调中线工程初级施工控制网布网方案研究

部长级公里重点工程的建设和控制网络的建设，受到了国务院西南建设委员会办公室（以下简称南北办）的高度重视，受到专家、科学家和社会各界的广泛关注和大力支持。通过严格管理，长江勘察规划设计研究院的工作人员和工作人员都取得了难以置信的工作。高质量、高水平的初级建设项目成功建成。首级施工控制网在国家控制网的基础上建成,成为国家控制网服务于南水北调中线工程建设的联系纽带;该控制网是南水北调中线工程建设和工程管理的测绘控制基准和重要的基础设施,将永远服务于南水北调中线工程,在建设和工程管理中发挥重要作用。1建设主体和施工控制网南水北调中线工程是解决京、津、华北水资源紧缺,优化水资源配置,改善生态环境,保障经济社会可持续发展,全面建设小康社会的重大战略性基础设施。中线工程总干渠从汉江丹江口水库陶岔闸引水,沿伏牛山南麓山前岗垅与平原相间地带向东北行进,经南阳过白河后跨江淮分水岭方城垭口入淮河流域。在鲁山县过沙河,往北经郑州西北孤柏咀穿越黄河。然后沿太行山东麓山前平原,京广铁路西侧北上,至唐县进入低山丘陵区,过北拒马河进入北京市境内,过永定河后进入北京市区,终点团城湖。天津干渠自河北省徐水县黑山村西北,从总干渠分水后,渠线在高村穿越京广铁路,在徐水穿京九铁路,向东至终点天津市外环河。南水北调中线工程建设的主要特点是输水路线长,且坡比小;总干渠输水线路总长1432km,坡比一般为1/25000,部分地区达1/30000,利用南高北低的优越地形条件实现自流输水。其建筑物数量多,且类型也多;总干渠共设置河渠交叉、渠渠交叉、路渠交叉建筑物,控制性建筑物(分水口门、节制闸、退水闸),其它建筑物(隧洞、埋管、泵站)等共1750座。总干渠将分批分段施工,施工单位多,施工周期长。根据以上特点,对于如此浩大的跨流域调水工程,必须建立全线统一的、高精度的首级施工控制网,为工程建设期的施工测量、监理测量、竣工测量和施工、运行期的安全监测提供统一的平面、高程控制基准和精度保障,以确保分期、分段或分部位施工的渠段和建筑物准确对接、顺畅贯通,并确保各渠段和建筑物水头分配严格符合设计要求,让渠水水势平稳流畅。南水北调中线工程首级施工控制网是保障南水北调中线一期工程的顺利施工和将来干渠正常运行必不可少的测绘基础设施。受到南水北调办的高度重视,2003年10月南水北调办成立不久就开始布置南水北调一期中线工程首级施工控制网测量工程建设项目,委托长江水利委员会设计院进行该项目的技术设计,争取在南水北调中线工程施工全面铺开前建成首级施工控制网。并要求首级施工控制网建设严格按建设程序进行,分为设计、招标、建设实施、验收等阶段,推行招标投标制和建设监理制。对该项目全过程实行有效的管理、监督和服务。2分级布设世界级施工控制网方案一流的工程必须有一流的设计,为了在最短的时间内出色完成首级施工控制网的技术设计,长江委设计院集中优势兵力,组成专项设计班子,在广泛调研了南水北调中线工程建设的需求和充分收集了已有测量资料并对其进行分析的基础上,对建立首级施工控制网的必要性和紧迫性、国家控制网和首级施工控制网的关系、首级施工控制网和工程初设阶段测图定线控制网的关系进行了论证。提出了南水北调中线一期工程首级施工控制网采取全面控制、统一设计、整体实施、技术先进的布网原则。根据南水北调中线工程的特点和工程建设需求,从理论推算和实践可行两方面论证了首级施工控制网的精度、等级。通过精心设计、反复比对,优选出最佳布网方案,用现代最先进的GPS定位技术,在国家A级GPS网的控制下,先用B级GPS测量布设骨干网,在GPS骨干网的基础上,用C级GPS测量布设全线的首级平面施工控制网;在国家一等水准网的基础下,采用二等水准测量布设首级高程控制网。针对不同的地质环境设计了不同类型的控制点标志。大型建筑物首级平面施工控制网可采用C级GPS网或二等边角网方式布设,控制网平均边长相对中误差应小于1/15万,点位中误差不大于±5mm,首级高程控制网采用二等水准测量布设。对首级施工控制网的坐标系统、主要技术指标、外业观测、数据处理、成果交付、复测与维护、施工质量管理等内容作了明确规定。此外,对建网费用按现行计费标准进行了预算。首级施工控制网的技术设计受到了南水北调办的高度重视,得到了以刘经南院士为代表的众多专家学者的广泛关注和热心指导,经过设计人员一个多月艰苦卓绝的工作,2003年11月初,长江委设计院按期完成并上报《南水北调中线一期工程施工控制网测量技术设计报告》(初稿)。2003年11月中旬,南水北调办委托国家测绘局审查《南水北调中线一期工程施工控制网测量技术设计报告》(初稿)。国家测绘局调集了测绘科研、测绘生产方面的专家,认真负责地对《南水北调中线一期工程施工控制网测量技术设计报告》(初稿)进行了审查,审查专家还赴汉与设计人员就有关技术问题进行了商讨。长江委设计院根据审查意见,对《南水北调中线一期工程施工控制网测量技术设计报告》(初稿)进行修改,于2003年12月初形成《南水北调中线一期工程施工控制网测量技术设计报告》,并上报。2003年12月13日,国家测绘局受南水北调办委托组织以陈俊勇院士为组长的评审专家组,对《南水北调中线一期工程施工控制测量技术设计报告》进行了评审。通过评审和上级批准的《南水北调中线一期工程施工控制网测量技术设计报告》成为建立南水北调中线一期工程首级施工控制网的技术依据。3推行质量责任制,确保质量管理鉴于南水北调中线京石段应急供水工程2003年年底已开工,北京段、河北段的施工控制网已建成并在施工初期使用。为满足京石段应急供水工程的急需,南水北调办决定在GPS骨干网的控制下先进行京石段施工测量控制网的布测,以便能尽早向京石段应急供水工程建设提供统一的施工测量控制网成果。为此,将《南水北调中线一期工程首级施工控制网测量工程建设项目》分解为《南水北调中线一期工程总干渠全线GPS骨干网与施工测量控制网京石段补测复测工程》和《南水北调中线一期干线(除京石段)首级施工控制网测量工程》两部分,委托江河水利水电咨询中心分别于2004年3月和8月依法进行招标投标。招标投标活动自始至终在南水北调办和中线建管局有关部门的监督下,坚持公开、公平、公正的原则,优选出中标单位。长江委设计院两次中标为该项目的施工单位,中水北方勘测设计研究有限责任公司(以下称中水北方公司)和黄河勘测设计研究有限公司(以下简称黄河公司)中标为监理单位。长江委设计院高度重视南水北调中线一期工程首级施工控制网工程建设,在该项工程的实施中推行项目管理,按项目管理的原理和要求组织施工。组建了以院长助理杨爱明教高为项目负责人的项目部,实行项目经理负责制。项目部在作业现场办公,指挥灵便、反应迅速、工作高效,对施工项目的质量、安全、进度、成本、文明施工等进行全方位的有效管理,使施工项目各项工作有条不紊、顺利地进行。长江委设计院共调集了251位技术人员参加该项目工作,投入GPS、精密水准仪等测量仪器设备114台,计算机48台,汽车30部,对投入到该项目的生产要素实行了优化配置,动态管理。百年大计,质量第一。实施过程中长江委设计院注重对职工加强质量教育,以增强质量意识。落实质量责任制,严格工程质量管理。项目严格按长江委设计院ISO9001质量保证体系文件要求进行项目质量策划和质量控制。为了把工程质量从事后检查转向事前控制,达到“以预防为主”的目的,针对项目特点制定《实施组织计划及技术大纲》,规定每项工序的质量要求,加强对测量工序的质量控制。作业人员在作业前要认真学习《测量技术设计报告》、《实施组织计划及技术大纲》和相关测量规范,对测量仪器设备按规定进行严格检验。实施过程中,严格执行测量规程规范和有关技术文件的规定。项目部负责人、项目总工等主要管理人员一直在测区巡回检查和指导工作;质量检查人员长驻工地,对各工序进行严格质量检查和控制,及时发现问题,及时处理,采取有力措施严格控制影响质量的因素,使测量工序始终处于良好的受控状态。保证每道工序质量正常、稳定。由于检查、指导工作贯穿于整个施工过程中,有力地保证了施工质量。监理单位依据《测绘产品质量评定标准》核定该项目综合评分为97分,验收专家组核定该项目质量等级为优级品。由于作业工期短,时间紧迫,项目部制定了详细的工作进度计划,制作“里程碑计划表”、“项目甘特图”,分解任务,落实措施,对工程建设进度进行科学合理的控制,确保了阶段建设目标和总体建设目标的顺利实现。实施《南水北调中线一期工程总干渠全线GPS骨干网与施工测量控制网京石段补测复测工程》项目,2004年3月底完成作业准备,4月4日测量队伍进场,4月4日至5月15日完成全线B级GPS骨干网建网,4月11日至6月22日完成施工测量控制网京石段补测复测,5月16日至6月28日完成京石段建筑物首级施工控制网建网。7月5日上交测量成果资料,8月15日通过中线建管局组织的验收。实施《南水北调中线一期干线(除京石段)首级施工控制网测量工程》项目,2004年9月2日前完成作业准备,9月4日测量队伍进场,9月4日至11月5日完成黄河以北干线首级施工控制网建网,9月15日至11月20日完成黄河以北建设物施工首级施工控制网建网,9月4日至10月15日完成穿黄工程首级施工控制网建网,11月31日上交黄河以北首级施工控制网测量成果。9月4日至11月25日完成黄河以南干线首级施工控制网建网,9月4日至12月10日完成黄河以南建筑物首级施工控制网建网,11月10日至12月15日完成陶岔渠首首级施工控制网建网,2005年1月31日上交《南水北调中线一期干线(除京石段)首级施工控制网测量工程》项目测量成果资料。4月12日通过中线建管局组织的验收。采用GPS先进技术为举世瞩目的跨流域特大调水工程布设高精度首级施工控制网,控制范围大,精度要求高,属国内外罕见,没有成功经验可以借鉴。南水北调中线一期干线首级施工控制网建网过程中存在一系列技术难关,例如:GPS观测成果与国家控制点成果不兼容、长距离跨投影带施工平面坐标系合理选取、水准点稳定性分析等问题,都存在较大难度,使项目部工作面临着严峻挑战。在南水北调办、中线建管局领导的关怀和支持下,长江委设计院的技术人员,以求真务实的态度、知难而进的勇气、开拓进取的精神进行攻克难关的研究工作,查阅大量资料,进行反复演算,虚心向同行专家请教,多次召开技术研讨会,集思广益,刻苦探索,终于依靠自己的力量解决了一个又一个技术难题,初步取得了一系列生产科研成果,为建设一流的施工控制网提供了科技支撑,同时也提高了《南水北调一期中线工程首级施工控制网测量工程》建设项目成果的科技含量。4通过行业协作,切实控制好施工控制网测量工程监理工作实行总监理工程师负责制,监理单位中水北方公司和黄河公司选聘了经验丰富、资质合格的技术骨干担任总监理工程师,组成测量监理部,按合同规定依法履行监理职责,受中线建管局委托,在现场对项目实施从事组织、管理、协调、监督工作。为切实控制好《南水北调中线一期工程首级施工控制网测量工程》建设的质量、安全、进度和协调好有关各方的关系作了大量工作。对测量关键工序和关键部位进行了旁站监理,对测量成果进行了外业抽样检测,为