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醴陵市船湾水闸治理工程测量
技术设计书

湖南省城乡建设勘测院
二零一三年十月

醴陵市船湾水闸治理工程测量
技术设计书

编 写 单 位：湖南省城乡建设勘测院
单 位 负责人：
总 工 程 师：
项 目 负 责：田 力
技 术 负责人：
方 案 编写人：田 力
编 写 时 间：2013年10月

湖南省城乡建设勘测院
二零一三年十月
目 录
一、测区的慨况 1
二、作业的依据 3
三、基本技术要求 4
四、控制测量 5
五、地形测量 13
六、水下地形测量 15
七、质量检查 17
八、资料整理与归档要求 17
九、保密措施 18
十、资料提交 18

醴陵市船湾水闸治理工程测量技术设计书

1、摘要
根据《水闸安全鉴定规定》（SL214-98）的有关规定，因水闸现状严重不符合国家现行标准，2012年经鉴定判定本水闸为三类险闸，因此须进行重建。
我院承接的是醴陵市船湾水闸治理工程工作的可行性设计阶段的勘测设计任务。本次测量任务是为船湾水闸治理提供地形图基础资料，测量精度应满足不低于可行性研究阶段的设计要求。
1.1关键词：测量 桥闸 仪器设备 精度
1.2测区概况
船湾水闸位于铁河干流，距离船湾集镇5km，距醴陵市35km，控制集雨面积614km2，设计灌溉面积5802亩。测区位于醴陵市船湾镇船湾村的沟形湾，邻近G106国道旁交通方便，其地形主要以丘陵为主。测量面积：其中水下地形约0.2 km2,陆地地形面积约0.6 km2。测区岸边树林房屋较多，交通不便，测量有一定困难。
1.3测绘工作的依据、测量范围及要求
本次测量的任务是由设计院下达，根据院《醴陵市船湾水闸工程初步勘测任务书》来编写本测量技术设计书
本次测量范围施测船湾水闸的有关地形图及闸址横断面测量。
1.3.1海门湾桥闸测量范围
（1）水闸区地形图测绘
1/1000地形图：
根据围堰地形测量要求,水闸上游200m，下游200m,水闸左右两坝端300m范围须测量地形图;
根据两岸上下游堤防及护岸地形测量要求, 水闸两岸堤防上下游距坝轴线各测1500m。
2.1.2料场地形图测绘
料场1:2000地形图，弃碴场1:2000地形图，具体范围与地点由地勘及施工专业现场确定。
水闸左右岸各留一个埋标控制点，高程不要太高。

1.3.3测量要求
（1）现闸址和下闸址及沿江两岸地形测绘要求测出水下地形；地形测绘应测出两岸排污排水口的位置、断面尺寸、底板高程及沿河桥梁梁底高程。
（2）工程范围内的地下埋设电缆、光缆、给排水管等，要求作现场调查标示清楚。
2、质量、环境、健康安全
2.1 目标
本次测量任务是为工程建筑物布置、水面线推求、施工营造布置、工程量计算和征地拆迁等提供基础资料，要求作业人员认真负责、密切配合、狠把质量关，所有成果资料达到良好以上等级。作业组在野外工作中要树立强有力的环保意识，不允许破坏或污染环境，同时还要严格遵守作业操作规程，坚决杜绝人身和仪器安全事故发生。
3、技术要求测量技术要求
4.1 成果满足《水利水电工程测量规范》SL197-97要求；
4.2 坐标系统采用1980西安坐标系，高程系统采用1985黄海高程系。
4.3 本工程水下测量要确保测量精度。
4.4 测量采用数字化成图，以便计算机成图。
4.5测图比例尺： 1:1000；
4.6横断面比例尺：横1：500；纵1：200
4、仪器设备及软件配置
4.14.24.34.45、平面控制测量
5.1 GPS E级网测量
5.1.1 GPS E级点的布设原则
（1）在测区内根据测图和断面测量需要，合理的布设首级GPS E级点，为满足后续工作的需要，要求GPSE级点尽可能的两两互相通视。
（2）GPS E级点按规定进行埋石，埋石规格见附图（附图1）。

5.1.2 GPS E级点的观测原则
（1）观测前对卫星的情况进行预报，确定最佳观测时间，并根据作业的接收机台数、GPS网形设计编制作业调度表。
（2）观测人员严格按调度单规定的时间进行作业，保证同步观测同一卫星组。
（3）按要求做GPS点点之记。
（4）结合本工程的实际情况，平面控制网的坐标系采用1980年西安坐标系；高程系统采用1985年国家高程基准。按逐级布设的原则发展控制测量。首级平面控制网布设成E级GPS独立网，独立网布设成平均边长为5公里的对点边连式GPS控制网。对点的基线长度一般控制在500～1000m之间，并相互通视,以利于发展下一层次控制测量。E级GPS网应以一个点的WGS-84系三维坐标作为起算数据，进GPS网的无约束平差；在WGS-84的三维坐标精度符合GB/T18314-2009《全球定位系统(GPS)测量规范》中的有关规定下，在无约束平差确定的有效观测基础上，再输入已知控制点成果进行约束网平差计算，GPS测量控制网的主要技术要求及及基本技术要求详见下表。
（3）高程控制测量直接采用GPS拟合高程，联测已知国家级3个以上水准点，采用湖南省大地水准精化模型软件计算出GPS网各E级点位高程。起闭点为D等以上高程点，施测时先对采用的已知点进行检查,确定已知点成果是否可用，联测的GPS点分布在测区的四周及中央，带状地形，则联测的GPS点应分布于测区两端及中部，地形高差变化较大的地区应适当增加联测的点数；地形趋势变化明显的大面积测区,宜采取分区拟合的方法。
（4）在完成测区的首级控制E级GPS网测量后，在首级GPS控制的基础上,进行基本控制测量即一级导线，一级导线测量采用静态GPS进行;高程采用GPS拟合高程，观测同计算方法同E级GPS一样。在此基础上进行图根点的加密，以满足测图的需要, 图根加密控制测量采用GPS RTK作业方式进行。
（5）图根控制测量采用GPS RTK作业方式，在施测时进行测前和测后重点检查，重点检查的方式可以采取不同基准站检查同一点或基准站检查基准站，应以等级点为基准点，最大作业半径应控制在4公里内，基准站应满足下列要求：
A、作业前需初始化观测两次，观测时流动站的架设应稳固，流动站与基准站之间不得存在大功率的信号干扰区。
B、RTK观测的图根点相对于邻近等级控制点的点位中误差不应大于图上0.1mm，高程中误差不应大于基本等高距的1/10。
C、 RTK观测的平面坐标成果应取各次观测成果的平均值。必须联测至少5 个以上分布均匀的高程控制点，能控制整个测区。RTK高程观测的各项限差应符合单次观测的高程收敛精度应≤3cm,两次互差应≤4cm；必须检测周边已有同等级以上的高程控制点，检测高等控制点时，其点位互差应≤4cm；检测同等级控制点时，其点位互差应≤5cm，控制测量的布设层次及其精度要求详见下表。
D、GPS点应埋标，每个水库至少有2个以上埋石点，若堤面难以埋石或为解决通视问题，可将点位选择在附近的房顶上，房顶标按照建筑物上埋设标石的方法进行。标面填注红色油漆，旁边写上点号，字头朝北。有关选点埋石的具体要求均按规范执行，且所有埋石点均绘制点之记；图根控制点布设在土质坚实，便于拓展，通视良好的地方，最好布置有大坝坝轴线的延长线上；点位的基础应坚实稳定，易于长期保存，有利于安全作业； 图根控制点编号，按水库名进行编号，不得重号。图根控制点应在点位附近地物上写明点号，并标明方向及距离；图根点埋石原则上每幅图不少于２点，土质地表采用规格为3cm×3cm×20cm的木桩；坚实水泥地面刻15cm×15cm的方框标志，刻线深大于5mm，标心规格采用直径大于12mm，长于70mm的螺纹螺钉，螺钉打孔表示中心位置旁边刻写点号，并用红油漆涂描。

GPS测量控制网的主要技术要求
等级
固定误差a(mm)
比例误差系数B(mm/Km)
约束点间的边长相对中误差
约束平差后
最弱相邻点边长相对中误差
E级
≤10
≤10
≤1/1000000
≤1/40000
一级
≤10
≤20
≤1/40000
≤1/20000
二级
≤10
≤40
≤1/20000
≤1/10000
GPS测量控制网的基本技术要求
等级
E级
一级
二级
接收机类型
双频或单频
双频或单频
双频或单频
仪器标称精度
10mm+5ppm
10mm+5ppm
10mm+5ppm
观测量
载波相位
载波相位
载波相位
卫星高度
角（°）
静态
≥15
≥15
≥15
快速静态
—
≥15
≥15
有效观测
卫星数
静态
≥4
≥4
≥4
快速静态
—
≥5
≥5
观测时间
长度（min）
静态
15-45
10-30
10-30
快速静态
—
10-15
10-15
数据采样
间隔（S）
静态
10-30
10-30
10-30
快速静态
—
5-15
5-15
点位几何图形强度因子PDOP
≤6
≤8
≤8
平面控制布设层次和精度
平面控制层次
等级
精 度 要 求（图上mm）
基本平面控制
E级GPS网、Ⅴ等电磁波测距导线
最弱点点位中误差不得大于±0.05
图根平面控制
解析图根
最后一次图根点对于邻近基本平面控制点的点位中误差不得大于±0.1
测站点平面控制
解析测站
测站点对于邻近图根点的点位中误差不得大于±0.2
高程控制布设层次和精度
高程控制层次
等级
精 度 要 求
基本高程控制
Ⅳ等水准、Ⅴ等电磁波测距三角高程导线
加密的高程控制点对邻近基本控制点的高程中误差不得大于±h/20。当h=0.5m时不得大于±h/16。
图根高程控制
图根电磁波测距三角高程导线
最后一次加密的高程控制点对邻近基本控制点的高程中误差不得大于±h/10，且最大不得大于±0.5m。
测站点高程控制
测站点电磁波测距三角高程导线
测站点对邻近基本高程控制点的高程中误差不得大于±h/6。
注: h为地形图基本等高距

(1) 5.2选点要求
GPS测量的选点符合以下规定：
A、点位选在质地坚硬、稳固可靠的地方或三角点上，点位便于保存和使用，点位宜选在交通方便的地方。
B、点位不选在大功率发射台或高压线的附近，离高压线距离大于100m，离大功率发射台距离大于400m。避免选在由于地面或其他目标反射所引起的多路径干扰的位置(如大范围水面、建筑物和金属塔等)。
C、在高度角为15°的范围以内，没有妨碍通视的障碍物。
(2) 埋标要求：
A、 E级GPS点埋设标石。利用旧标石时，在成果中加以说明。
B、 E级GPS点的规格为：上标面20cm×20cm，下标面40cm×40cm，标高60cm。
(3) 所有埋石点均绘制点之记。点之记绘制齐全，其交通图、点位略图等绘制详细、准确，各项注记填写齐全。
(4) E级GPS网的主要技术要求符合以下有关规定。
A、GPS测量应利用卫星预报，在一个观测段内从每个测站同时观测到的卫星数目中，选择适宜的星座，E级网其PDOP值不大于6。确定同步观测卫星的持续时间，根据测量精度及交通情况或其他一些要求来确定每日同步观测时间段数并安排作业进程。同时还考虑到电离层和对流层折射对测量成果的影响。
B、GPS测量的技术要求应符合表3.2.3.1-2的规定。

C、GPS测量相对定位成果符合以下要求：
a) 数据点最低高度角是15°。
b) 在单条基线解、观测段或全网基线解中固定的测站定位(绝对)坐标必须参照卫星轨道坐标基准。这些坐标所需的精度不得低于2.5m。
c) 处理过程必须顾及天线相位中心相对于测站标志偏差的水平和垂直分量。
d) 求解中被删除的相位同步观测值数(不包括受高度角和不同步观测影响的值)，一般不超过10%。
e) 基线解中距离残差的标准差对于E级点不得大于30mm。
f) 重复基线测量的差值，小于接收机标称精度的2倍。
g) 异步环各坐标分量闭合差符合下式的规定：

式中 n——闭合环中的边数;
σ——相应级别规定的精度(按平均边长计算)。
h) 同步环各坐标分量闭合差的限差值为异步环闭合差限差值的一半。
(丁) 在下列情况下，GPS测量需重测和补测，需补测或重测的边尽量安排在一起进行同步观测：
a) 按实施方案未测或漏测的,观测数据精度不合格的。
b) 观测数据不足的补测。
c) 环闭合差不符合规范的要求时，具体分析决定那些重测。
d) 重复基线测量检查不符合规范的要求时，重测该条基线。
(戊) E级GPS网的内业计算分两步进行,首先以国家高等级控制点(三等以上)为起算点,解算出GPS网点的1954年北京坐标;然后在网中选定挂靠点和方向重新计算,解算出GPS网点的独立坐标。
(己) GPS网的平差，在单基线解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。约束平差后控制网的精度应符合表1-5的规定。
(5) 当首级平面控制不能满足地形测量的要求时，测量 V等(或图根)导线点进行控制加密。当利用电磁波测距导线加密时，布设为附合导线，导线的布设宜直伸，中间点对于两端点连线的最大偏距，一般不大于该导线长度的1/4，并尽量避免长短边的突然过渡。V等导线相邻边长之比不超过1:3。V等电磁波测距导线的主要技术要求符合表3.2.3.1-4中的有关规定。本测区一级导线测量采用GPS测量其精度要求见表5-1中的有关规定。

(6) 根据地形测量的需要来加密图根平面控制。图根平面控制的精度满足相应规程规范的要求。
3.2.3.1.2高程控制测量
(1) 高程系统采用1985国家高程基准。用E级水准测量的方式连接测区各E级GPS网点，形成首级高程控制，基本高程控制采用五等电磁波测距三角高程导线。实施时先检验起始点的可靠性。其布设层次和精度要求应符合表3.2.3.1-5的规定。

(3) 根据需要，加密图根高程控制。图根高程控制的精度必须满足相应规程规范的要求。
(4) 在进行高程控制测量时，所有路线都布设成附合路线，并对起止点的可靠性进行检验。
3.2.3.1.3 利用GPS RTK技术加密图根控制
(1) 加密图根控制利用GPS RTK的测量方式进行。
(2) 当采用RTK加密图根控制时，先进行重点检查，重点检查的方式可以采取不同基准站检查
同一点或基准站检查基准站，检查限差为：
平面控制：最后一次图根点对于邻近基本平面控制点的点位中误差不得大于±0.1(图上mm)。
高程控制：最后一次加密的高程控制点对邻近基本高程控制点的高程中误差不得大于±h/10，且最大不大于±0.5m。
(3) RTK测量的所有原始数据都保留，以待备查。

6、地形测量
（1）地形测绘采用全站仪或GPS RTK全数字化测图作业方式进行：全站仪+便携式计算机+南方CASS8.0测图软件全数字化作业方式进行。全站仪或GPS RTK在野外采集数据后，将数据导入便携式计算机编辑，用南方CASS8.0测图软件生成数字地形图。其地物点平面位置点位中误差及间距中误差、等高线的插求点的高程中误差详下表。
表 图上地物点位中误差与间距中误差（单位:图上㎜）
地区分类
点位中误差
间距中误差
平原.丘陵地
特困地区
平原.丘陵地
特困地区
城市建筑区和平地丘陵地
≤±0.5
≤±0.75
≤±0.4
≤±0.6
山地和设站困难的居民点内部
≤±0.75
≤±1.0
≤±0.6
≤±0.9
（2）高程精度
地形图高程精度以等高线插求点的高程中误差来衡量,等高线插求点相对与邻近图根点的高程中误差详见下表规定。
表等高线插求点的程中误差(单位: 图上㎜)
地形类别
平地
丘陵
山地
高程中误差(等高距)
≤1/3
≤1/2
≤2/3
注:森林隐蔽等特殊困难地区,可按上表规定值放宽50℅。

（3）陆地地形测量
陆地地形成图在CAD平台上进行，水下点注记以高程小数点为测量点位，字头统一向北。涵闸（室）、大堤、拦河坝等水工建筑物，以及桥梁、桥墩、地界桩、水准点、大坝自动管监测点、供电通讯设施、各类控制点是注记说明的重点；涵、闸、渡槽、大桥、渠道以测出底部高程为主，堤、坝以测出顶部高程为主。闸底以过水孔口的底线为准，不应在孔口外的坦下或门槽凹下处。大桥、涵洞、闸门，必须加注过水面积，其注记方法如下：
横线上的注记为“孔口面积” 乘孔数，单孔的不注记孔数，度量孔口时，应注意以过水孔口为准，不包括建筑物厚度，建筑材料一般分为：木、砌石、砌砖、钢筋混凝土（可写为“砼” ）数种。
本次测绘采用全站仪在已布设的控制点上设站，对利用相邻控制点进行定向，再以另一通视控制点进检验，符合精度要求后再进行测绘各种地物，地貌要素，利用全站仪内存功能或电子手薄观测记录数据，并输入其数据的相应代码，采用南方cass6.0以上版本进行数据处理，编辑成图，再经过修改，生成符合标准的地形图，并利用数控绘图仪或打印机完成地形图和相关数据的输出。或采用GPS RTK作业方式进行碎部测量，先在已知控制点上设基站，利用其它已知控制点检验，在满足测量要求的情况下进行各种地物，地貌要素的测绘，并输入电脑编辑成图。
（4）对所用记录载体、设备及数据格式要求
所有使用的仪器作业前均进行检验，并保存记录，检验合格后才投入使用。
7、水下地形测量
采用GPS RTK（或全站仪）+便携式计算机+测深仪+水下地形测量软件方式进行。
⑴ 当进行水下地形数据采集时，测深点的密度以能显示出水下地形特征为原则。一般情况下，水下地形图测量航迹线间隔为图上２cm，采样密度小于图上２cm，数据采集时，做到航迹线垂直于深弘线。
⑵ 使用GPS RTK方法测定平面坐标，测深仪测量水深时，GPS天线与测深仪探头在同一平面位置上。并在水下测量前，进行基准站的检验。
⑶ 在开始进行水深测量时，利用常规方法进行水边高程与水深的观测，并以此来作为检校条件。
⑷ 纵断面测量
A、 纵断面测量防洪堤沿大堤中心线进行，纵断面点间距控制在50米之内，对于堤面起伏较大、大堤交叉、转弯、里程桩、桥、涵、闸、电排站及其他水工建筑物或公路与堤交叉处均需测点、水库纵断面以沿水库最长的中线为进行。
B、 纵断面上必须反映出行政区的起止点，大堤上所有横断面基点连到纵断面线上，并推算里程，推算纵断面里程的边长采用投影到大堤堤顶上的边长。
C、 所有纵断面点都测量其坐标、高程。

⑸横断面测量
A、所有横断面基点用导线联测，观测时先对基点进行检查。
B、横断面测量时平坦又是同一植被地物区间最大间距不大于30米；坎子在0.5米以上时，在坎上、下分别测点；大堤中心及地面高程变化处、压浸台、公路、沟渠、水塘边缘、水塘底部、地类界等都测点，并具体准确说明；横断面的施测方向与大堤垂直，遇到居民地时，注记村名。
C、 防洪堤以纵断面中桩间距50米测一条横断面。
8、质量检查
（１）测量过程中的质量标准和质量管理措施
A、质量标准
我院历来非常重视测量成果质量，并在几十年的工作实践中形成了严谨求实的科学作风，建立并完善了一整套以科学的控制方法为基础的标准化、规范化和程序化的质量管理体系。测绘管理和工作过程严格按质量管理体系文件的要求执行；已通过ISO9001国际质量体系认证，并制定了相应的质量标准和质量管理措施。职工在进行测量作业时严格按《技术设计书》的要求进行。
B、质量管理措施
我院在测量的质量管理上有一套完整的措施，员工都牢固树立“以质量求生存”的信念。项目实施前由院任命的技术负责人组织人员根据在测区查勘后得到的情况编写《技术设计报告》,该报告经过单位主管领导审查才开始实施项目。作业过程中作业员严格按本项目测量《技术设计报告》的要求进行测绘，“三级检查、两级验收”的检查验收体系确保了最终提交的测绘成果的质量。
9、资料整理与归档要求
(1) 数字地形图1980年西安坐标系成果。
(2) 各种报告为Word2000以上编辑的.doc格式；各种表格为Excel2000以上编辑的.xls格式。
(3) 数字地形图提供AutoCAD2004版的.dwg格式电子版，为了方便水利要素的建库的需要，另提供的实测范围线数据文件为MAPGIS的数据格式。
(4) 上交数据磁（光）盘上必须提供Readme.txt说明文件，包括图中各层说明、系统说明、使用环境和测图软件说明、文件和文件扩展名所代表的含义以及其他有关的重要信息。
(5) 绘制控制展点总图。所有埋石点均标绘上图，主要河流、公路、城镇均标绘出。
(6) 地形图接合表绘出实际测绘范围线、图名、图号（顺序号）。
(7) 本次测量资料的各种报告、表格等的纸张尺寸统一使用A4标准纸。

10、保密措施
本项目所有测量成果归衡东水利水电局所有，我单位对测量成果有保密的义务，保密措施从资料保密和数据保密两个方面考虑：
（1）资料保密。各种控制成果、图纸资料严格管理手续，做到专人保管，资料领用签字，用后归还。
（2）数据保密。把好数据进出关，作好数据备份，防止数据遭到意外和人为破坏，严防计算机病毒。严格数据管理，做好数据出入登记，数据不得随意复制，防止数据外泄。

11、资料提交
1) 水闸区1/1000地形图；
2) 料场、弃碴场1/2000地形图；
上述地形图提交的数量： 图纸2套,数字化地形图磁盘一套。