TỔNG QUAN VỀ LƯỚI THI CÔNG CÔNG TRÌNH THUỶ ĐIỆN1.1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ LƯỚI THI CÔNG CÔNG TRÌNH

Lưới khống chế thi công côngtrình được lập sau khi đã giải phóng và san lấp mặt bằng Những đặc điểm cơ bản của lưới như sau: - Lưới được thành lập trong hệ toạ độ vuông góc giả định như

LỜI NÓI ĐẦU

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ LƯỚI THI CÔNG CÔNG TRÌNH THUỶ ĐIỆN

1.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ LƯỚI THI CÔNG CÔNG TRÌNH

Lưới khống chế thi công công trình là một dạng lưới chuyên dùng, đượcthành lập với hai mục đích chủ yếu đó là: chuyển bản thiết kế công trình rathực địa (bố trí công trình) và đo vẽ hoàn công công trình Lưới khống chế thicông được thành lập dựa vào mạng lưới khống chế đã được lập ở giai đoạnkhảo sát thiết kế Tuỳ thuộc vào diện tích khu vực và công nghệ xây dựngcông trình mà lưới khống chế thi công có thể gồm một số bậc lưới

Lưới khống chế thi công công trình bao gồm hệ thống các điểm khống chếmặt bằng và độ cao được lưu giữ bằng các dấu mốc trắc địa trên khu vực xâydựng trong suốt quá trình thi công công trình Lưới khống chế thi công côngtrình được lập sau khi đã giải phóng và san lấp mặt bằng

Những đặc điểm cơ bản của lưới như sau:

- Lưới được thành lập trong hệ toạ độ vuông góc giả định nhưng được

đo nối với hệ toạ độ Nhà nước;

- Đồ hình lưới được xác định tuỳ thuộc vào hình dạng của khu vực và

sự phân bố các hạng mục của công trình xây dựng;

- Kích thước và số lượng hình hoặc vòng khép của lưới khống chế thicông thường không lớn;

- Chiều dài cạnh của lưới thường ngắn;

- Các điểm của lưới có yêu cầu độ ổn định cao về vị trí trong điều kiệnthi công xây dựng công trình phức tạp;

- Điều kiện đo đạc mạng lưới thường gặp nhiều khó khăn do ảnh hưởngcủa các điều kiện trong khi xây dựng công trình

Các yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn phương pháp thành lập lưới khốngchế thi công công trình bao gồm: hình dạng và diện tích của khu vực xâydựng, điều kiện địa hình khu đo, độ chính xác yêu cầu, phương tiện trang thiết

bị đo đạc hiện có Lưới khống chế thi công công trình có thể được thành lậptheo các phương pháp truyền thống như: lưới tam giác (đo góc, đo cạnh, đo góc -cạnh), lưới đa giác, lưới ô vuông xây dựng Ngoài ra, với những ưu điểm nổibật và hiệu quả công tác cao, công nghệ GPS đang được ứng dụng và pháttriển rộng rãi trong các lĩnh vực trắc địa trong đó có công tác thành lập lướikhống chế thi công trắc địa công trình Khi áp dụng công nghệ GPS để thànhlập lưới khống chế thi công công trình thì không cần thiết phải lập lưới trắcđịa cơ sở nếu như gần khu xây dựng đã có ít nhất một điểm toạ độ Nhà nước.1.2 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ CÁC PHƯƠNG PHÁP THÀNH LẬP LƯỚI

Có nhiều phương pháp thành lập lưới khống chế thi công công trình như :Lưới tam giác, lưới đa giác, phương pháp giao hội và phương pháp ứng dụngcông nghệ GPS

1.2.1 Phương pháp lưới tam giác

1.Lưới tam giác đo góc

Hình 1.1: Lưới tam giác đo góc

Các điểm 1, 2, 3, …, i trên mặt đất hợp thành một chuỗi tam giác(hình 1.1)Tiến hành đo tất cả các góc trong mạng lưới tam giác và từ toạ độ điểmgốc, đo chiều dài cạnh gốc, phương vị gốc ta tính ra được toạ độ các điểmtrong mạng lưới.

- Ưu điểm: Lưới có kết cấu đồ hình chặt chẽ khống chế toàn bộ khu đo,trong lưới có nhiều trị đo thừa nên có nhiều điều kiện để kiểm tra kết quả đo

- Nhược điểm: Công tác chọn điểm rất khó khăn vì các điểm được chọnđòi hỏi phải thông hướng nhiều nên việc bố trí mạng lưới khó khăn ở nơi cóđịa hình phức tạp

2 Lưới tam giác đo cạnh

Trong lưới tam giác đo cạnh, tất cả các cạnh của tam giác được đo (hình1.2).Lưới tam giác đo cạnh thường có ít trị đo thừa hơn lưới tam giác đo góc, độchính xác tính chuyền phương vị trong lưới tam giác đo cạnh kém hơn so vớilưới tam giác đo góc vì các góc trong lưới được xác định gián tiếp qua cáccạnh đo, do vậy lưới tam giác đo cạnh có độ tin cậy không cao Trong điềukiện kỹ thuật như nhau thì lưới tam giác đo góc vẫn có tính ưu việt hơn lướitam giác đo cạnh

Hình 1.2: Lưới tam giác đo cạnh

- Ưu điểm: Độ chính xác các yếu tố trong lưới tam giác đo cạnh ít phụthuộc vào đồ hình hơn lưới tam giác đo góc Với sự phát triển của các máy đo

xa điện tử thì phương pháp xây dựng lưới mặt bằng theo phương pháp lướitam giác đo cạnh sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao

A

S1

E C

S3

S2

- Nhược điểm: Lưới có ít trị đo thừa nên không có điều kiện để kiểm trachất lượng đo trong lưới Để có trị đo thừa và nâng cao độ chính xác của lướitam giác đo cạnh người ta thường chọn lưới có đồ hình bao gồm các đa giáctrung tâm hay tứ giác trắc địa hoặc lưới tam giác dày đặc với đồ hình phứctạp Như vậy thì sự thông hướng gặp rất nhiều khó khăn.

3 Lưới tam giác đo góc cạnh

Trong phương pháp này cần đo tất cả các góc và tất cả các cạnh hoặc đo tất cảcác góc và một số cạnh nào đó trong lưới

- Ưu điểm: Phương pháp đo góc cạnh kết hợp có kết cấu đồ hình chặtchẽ, có nhiều trị đo thừa do vậy lưới cho độ chính xác cao hơn các phươngpháp đã xét trên

- Nhược điểm: Công tác bố trí lưới gặp nhiều khó khăn do phải thônghướng nhiều, cùng một lúc phải xác định cả hai đại lượng là trị đo góc và trị

đo cạnh nên công tác ngoại nghiệp cũng như tính toán bình sai gặp nhiều khókhăn, phức tạp, thời gian thi công bị kéo dài, kinh phí tốn kém

1.2.2 Phương pháp lưới đa giác

Lưới đa giác (hay còn gọi là lưới đường chuyền) có dạng như (hình 1.3).Trong lưới đo tất cả các góc ngoặt  và các cạnh S

Hình 1.3: Lưới đa giác

C A

jB

- Ưu điểm: Khi khu đo là các thành phố, thị xã, làng mạc, vùng đôngdân cư, vùng đồi núi có địa hình, địa vật phức tạp, tầm thông hướng kém thìviệc xây dựng cơ sở khống chế mặt bằng dưới dạng lưới đường chuyền làphương án hợp lý nhất ví tại một điểm chỉ phải thông hướng đến hai điểm liền

kề khác Hiện nay, với sự phát triển của máy đo dài điện tử cho phép xác địnhchiều dài một cách thuận tiện và nhanh chóng với độ chính xác cao, nênphương pháp đa giác đang được ứng dụng rộng rãi trong thực tế sản suất

- Nhược điểm: Lưới có ít trị đo thừa nên ít có điều kiện kiểm tra ngoàithực địa, kết cấu đồ hình yếu hơn lưới tam giác

1.2.3 Phương pháp xây dựng lưới trắc địa ứng dụng công nghệ GPS

Lưới GPS là lưới trắc địa không gian trong hệ toạ độ WGS- 84 (WorldGeodetic System – 84)

Lưới GPS nói chung không khác nhiều so với mạng lưới trắc địa truyềnthống Lưới gồm các điểm được chôn trên mặt đất nơi ổn định hoặc bố trí trêncác công trình vững chắc, kiên cố Các điểm của lưới GPS được liên kết vớinhau bởi các cạnh đo độc lập Nhờ các cạnh đo này, toạ độ, độ cao của cácđiểm GPS sẽ được tính Các cạnh được đo trong các đoạn đo (gọi là cácsession), với thời gian thu tín hiệu quy định đủ để đảm bảo độ chính xác cạnh

đo theo yêu cầu độ chính xác của mạng lưới GPS

Độ chính xác lưới GPS không phụ thuộc vào đồ hình của lưới, do vậyviệc chọn điểm GPS đơn giản hơn chọn điểm trong lưới trắc địa truyền thống.Tuy nhiên do đặc điểm đo GPS nên khi bố trí điểm đặt máy GPS có một sốyêu cầu khác so với phương pháp truyền thống, cụ thể là:

- Vị trí điểm được chọn phải cách xa các khu vực phát sóng như trạmđiện, trạm phát thanh, truyền hình… để giảm các nguồn gây nhiễu tín hiệu

- Cần lưu ý đến điều kiện thông thoáng lên bầu trời thuận tiện cho việcthu tín hiệu vệ tinh Không đặt máy thu GPS dưới các dặng cây, các tán cây,dưới chân các toà nhà cao tầng … tránh tình trạng tín hiệu vệ tinh bị giánđoạn ảnh hưởng đến kết quả đo GPS Tốt nhất nên bố trí điểm đo sao cho góc

mở lên bầu trời không nhỏ hơn 1500 hoặc 1400 như (hình 1.4

Hình 1.4: Bố trí vị trí đo GPS

-Vị trí đặt máy thu GPS cũng không quá gần các bề mặt phản xạ nhưcác cấu kiện kim loại, các hàng rào, mặt nước … để tránh hiện tượng đađường dẫn

Nếu đảm bảo được các yêu cầu nêu trên thì ngoài các nguồn sai số cơbản ảnh hưởng đến chất lượng đo GPS sẽ được giảm thiểu

Các điểm GPS không cần thông hướng với nhau, yêu cầu thông hướnggiữa một cặp điểm trong lưới GPS được đặt ra khi phát triển lưới cấp thấphơn Các cặp điểm thông hướng này được sử dụng để đo nối phương vị

- Ưu điểm: Lưới được xây dựng bằng phương pháp GPS có ưu điểm làkhông đòi hỏi phải xây dựng tiêu mốc cao, ít phụ thuộc vào điều kiện thờitiết, các công tác đo ngắm và tính toán có thể tự động hoá, thời gian thi côngnhanh và lưới đạt độ chính xác cao

- Nhược điểm: Khó khăn trong việc bố trí vị trí đặt máy khi đo đạctrong các khu vực nhà cao tầng hoặc khu vực có cây cối rậm rạp, nơi có ítđiều kiện thông thoáng

1.3 THIẾT BỊ VÀ QUY TRÌNH THÀNH LẬP LƯỚI

số cạnh đáy được đo bằng thước dây Invar Trong những năm gần đây, nhờ sựphát triển và ngày càng hoàn thiện của công nghệ đo đạc điện tử nên các mạnglưới thủy công thường được thành lập dưới hình thức đo góc cạnh bằng máytoàn đạc điện tử Hình thức này có hiệu quả hơn nhiều so với phương phápthành lập lưới theo dạng lưới tam giác đo góc thông thường.

Máy trắc địa sử dụng để đo lưới tam giác thuỷ công phải có độ chínhxác cao và ổn định Có thể sử dụng các loại máy toàn đạc điện tử nêu trong(bảng 1.1) hoặc các máy có độ chính xác tương đương Trước và sau khi đophải thực hiện công tác kiểm nghiệm, hiệu chỉnh máy theo đúng quy định củaquy phạm Nhà nước

Bảng 1.1: Các máy toàn đạc điện tử độ chính xác cao

Loại máy

Hãng SXnước chếtạo

Khoảngcách hoạtđộng (Km)

Sai số đo dài Sai số

đo góc

Trọnglượng(Kg)

1.3.2 Quy trình thành lập lưới

Bản thiết kế lưới khống chế thi công công trình được thành lập trên cơ sởnghiên cứu các tài liệu đã có trong giai đoạn khảo sát công trình, bản thuyếtminh về nhiệm vụ của công tác trắc địa, yêu cầu độ chính xác cần thiết đốivới việc bố trí công trình Lưới khống chế thi công công trình là một hệ thốnglưới nhiều bậc, được thành lập đựa vào mạng lưới khống chế đã có ở giaiđoạn khảo sát thiết kế và được phát triển theo nguyên tắc từ tổng thể đến cục

bộ, mỗi bậc lưới phục vụ cho từng giai đoạn trong quá trình thi công mộtnhóm các hạng mục công trình Do yêu cầu độ chính xác bố trí công trìnhtăng dần theo tiến trình xây dựng, nên yêu cầu độ chính xác đối với các bậclưới cũng tăng dần từ bậc lưới trước đến bậc lưới sau Trình tự lập bản thiết kếlưới khống chế thi công công trìnhnhư(hình 1.5) có thể được tóm tắt trong sơ

đồ sau:

Hình 1.5: Sơ đồ trình tự lập bản thiết kế lưới khống chế thi công

Nội dung cụ thể như sau:

1 Xác định mục đích của việc thành lập lưới

Mục đích của việcthành lập lưới là chuyển bản thiết kế công trình rathực địa (bố trí công trình) và đo vẽ hoàn công công trình Việcxácđịnh mục

đích thành lập lưới là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến độ chính xác, mật độđiểm, số bậc, đồ hình và phương pháp xây dựng lưới.

2 Phân tích đặc điểm, tình hình khu vực xây dựng công trình

Trước khi thiết kế lưới, cần phân tích các đặc điểm cũng như tình hìnhcủa khu vực xây dựng có liên quan trực tiếp đến quá trình thành lập lưới.Ngoài ra, do lưới khống chế thi công được thành lập dựa vào lưới khống chế

đã có ở giai đoạn khảo sát thiết kế nên cần phân tích đánh giá chất lượng cáctài liệu thu được từ giai đoạn này để có thể sử dụng vào việc thiết kế lưới

3 Thiết kế sơ đồ lưới khống chế thi công

Lưới khống chế thi công được thiết kế trên tổng bình đồ công trình.Trong quá trình thiết kế lưới khống chế thi công, tuỳ theo mục đích, ý nghĩacủa việc thành lập mà xác định mật độ điểm, số bậc phát triển, phương phápthành lập cũng như sơ đồ đối với mỗi bậc lưới

4 Ước tính độ chính xác các bậc lưới

Từ sơ đồ của mỗi bậc lưới thiết kế, tiến hành công tác ước tính độchính xác các yếu tố đặc trưng của từng bậc theo phương pháp ước tính gầnđúng hoặc chặt chẽ Sau đó so sánh với yêu cầu độ chính xác thành lập để cóphương án thay đổi thiết kế nếu như không đạt yêu cầu

5 Chọn điểm và chôn mốc ngoài thực địa

Khảo sát chọn điểm lưới khống chế thi công là công việc triển khai cụthể hoá sơ đồ lưới đã thiết kế trên bản đồ ra thực địa Đem sơ đồ thiết kế rathực địa để xem xét, đối chiếu vị trí các điểm đã chọn để tìm ra vị trí hợp lýnhất Các vị trí này phải được đặt ở nơi thuận lợi cho việc đặt máy cũng nhưthực hiện các thao tác đo đạc và được bảo quản lâu dài để sử dụng trong suốtthời gian thi công xây lắp và sửa chữa mở rộng công trình sau này Khi đặtmốc nên tránh những nơi có điều kiện địa chất không ổn định, các vị trí yêucầu các thiết bị có trọng tải lớn, các vị trí gần các nguồn nhiệt

6 Tổ chức công tác đo đạc các mạng lưới

Dựa vào độ chính xác đã ước tính của các bậc lưới, tính toán các hạnsai đo đạc và dựa vào đó để lựa chọn máy móc, dụng cụ đo có độ chính xácđảm bảo yêu cầu Thuyết minh hướng dẫn đo đạc cũng như xác định trình tự

kế hoạch và lựa chọn thời gian đo hợp lý, đảm bảo hiệu quả công tác caonhất

7 Phương án xử lý số liệu đo

Trước khi tính toán bình sai, số liệu đo cần được kiểm tra để loại bỏ cácsai số thô ảnh hưởng đến độ chính xác của lưới Tuỳ theo độ chính xác củalưới mà lựa chọn phương pháp xử lý số liệu đo theo phương pháp bình sai gầnđúng hoặc chặt chẽ Trên cơ sở nguyên lý số bình phương nhỏ nhất, bài toánbình sai được giải theo phương pháp bình sai điều kiện hoặc bài toán bình saigián tiếp

1.4.MỘT SỐ YÊU CẦU KỸ THUẬT CHỦ YẾU VỚI LƯỚI THI CÔNG THỦY ĐIỆN

Lưới tam giác thủy công được thiết kế và xây dựng làm cơ sở cho cáccông tác sau :

- Đưa tim mốc thiết kế công trình ra ngoài thực địa;

- Kiểm tra độ chính xác quá trình thi công, xây lắp và hoàn thành côngtác xây dựng các hạng mục công trình;

- Là cơ sở để xây dựng mạng lưới quan trắc biến dạng công trình bằngphương pháp trắc địa

1.4.1 Yêu cầu về các điểm mốc của lưới

Các điểm mốc của lưới quan trắc thủy công khi thiết kế, xây dựng cầncăn cứ vào bản vẽ tổng mặt bằng công trình kết hợp với việc khảo sát hiệntrường Vị trí các mốc phải bảo đảm bền vững, ổn định và ít bị biến dạng hoặc

bị phá hoại trong quá trình thi công và được bố trí thuận lợi cho mục đích sửdụng.Mốc tam giác thủy công được thiết kế xây dựng là loại mốc hình trụ bềnvững, mặt mốc dạng định tâm bắt buộc Xung quanh mốc có tường vây đểbảo vệ.

Trong thời gian 2 năm đầu thi công công trình, hệ thống mốc tam giácthủy công phải được đo lại định kỳ 1 năm 1 lần để kiểm tra đánh giá độ ổnđịnh, xác định biến dạng của các mốc do thiên nhiên hoặc tác động con người

để kịp thời hiệu chỉnh, xây dựng mốc mới

Trong suốt quá trình thi công công trình, nếu phát hiện dấu hiệu dịchchuyển của các mốc bằng mắt thường (do động đất, trượt, nổ mìn, đàođắp )trong hệ thống lưới tam giác thủy công thì phải đo lại ngay lưới hoặcthông báo loại bỏ những mốc đó dịch chuyển, không được phép tiếp tục sửdụng

1.4.2 Yêu cầu về lựa chọn cấp hạng lưới

Lưới tam giác thủy công được chia làm 3 cấp hạng : I; II ; III Cácthông số kĩ thuật và độ chính xác của các cấp lưới tam giác thủy công đượccho trong (bảng1.2) dưới đây :

Bảng 1.2: Thông số kĩ thuật của các cấp lưới tam giác thủy công

Cấp hạng

lưới tam giác

thủy công

Chiều dài cạnh(km)

SSTP đo góc

“

Sai số khéptam giác

“

Sai số chiều dài cạnh yếu nhất

tính phức tạp của công trình, các hạng mục công trình phân tán hay tập trung,mức độ khó khăn của điều kiện địa hình mà tăng và chia cấp hạng lưới tamgiác thủy công để đảm bảo độ chính xác cần thiết cho công trình

Căn cứ tổng mặt bằng công trình và điều kiện địa hình mà có thể xâydựng 1 hay 2 bậc lưới tam giác thủy công Nếu xây dựng 2 bậc lưới tam giácthủy công thì lưới bậc 1 là lưới tam giác cơ sở cho toàn bộ công trình Lướibậc 2 là lưới tam giác cho hạng mục công trình cục bộ Định hướng lựa chọncấp hạng lưới tam giác thủy công trong (bảng 1.3)

Bảng 1.3: Định hướng lựa chọn cấp hạng lưới tam giác thủy công

II 50 - 300 II

III - IV - V <50 III

1.4.3 Một số yêu cầu khác

1 Yêu cầu số lượng mật độ điểm và hệ quy chiếu

Số lượng mật độ điểm của lưới tam giác thủy công cho từng loại côngtrình cần được tính toán , bố trí để đảm bảo sao cho mỗi điểm tim tuyến có thểđược xác định độc lập từ ít nhất 2 điểm tam giác

Hệ quy chiếu của lưới tam giác thủy công cho từng công trình cần đượctính toán, bố trí nhỏ nhất so với thực địa và các sai số do phép chiếu gây nênkhông ảnh hưởng đến độ chính xác của cấp lưới đó chọn

2 Yêu cầu thiết kế lưới và công tác đo đạc

Khi thiết kế lưới tam giác thủy công phải ước tính độ chính xác của lướibằng phương pháp chặt chẽ nhằm đánh giá độ chính xác đó đạt được, từ đó có

thể điều chỉnh đồ hình, lựa chọn máy móc thiết bị và nêu rõ quy trình đo đểđảm bảo độ chính xác yêu cầu.

Máy trắc địa dùng để đo lưới tam giác thủy công phải là máy có độchính xác cao và ổn định, có thể sử dụng máy toàn đạc điện tử hoặc máy thu

vệ tinh GPS Trước và sau khi đo phải thực hiện công tác kiểm nghiệm, hiệuchỉnh máy theo đúng quy định của quy phạm Nhà nước.Công tác đo ngoạinghiệp phải chọn thời gian thích hợp để giảm thiểu ảnh hưởng do thời tiết đếnkết quả đo đạc Đồng thời tuân thủ quy trình đo đạc lưới trắc địa với yêu cầu

độ chính xác cao

Tính toán sử lý số liệu của lưới phải thực hiện theo nguyên tắc sau: -Luôn bảo toàn cấu trúc nội tại lưới ngoại trừ ảnh hưởng của sai số liệugốc đối với kết quả bình sai;

- Tất cả các bậc lưới phải được tính toán trong hệ tọa độ đó được sửdụng trong quá trình khảo sát công trình

1.5 HỆ TỌA ĐỘ VÀ MẶT CHIẾU CỦA LƯỚI THI CÔNG CÔNG TRÌNH

Chất lượng của lưới khống chế thi công sẽ đảm bảo tính chính xác củacông trình trong thời gian xây dựng Trước khi bình sai, lưới trắc địa Nhànước được chiếu xuống mặt Ellipxoid thực dụng Vì vậy để đảm bảo độ chínhxác bố trí công trình, lưới khống chế thi công được thành lập phải đảm bảoyêu cầu: sự đồng nhất giữa tọa độ thiết kế và hệ tọa độ thi công công trình Do

đó nhất thiết chúng ta phải lựa chọn hệ quy chiếu sao cho hợp lý

1.5.1 Các số cải chính chiều dài

1 Số cải chính do độ cao

Số hiệu chỉnh do chiếu cạnh AB xuống mặt chiếu A0B0 (hình 1.6):

S = A0B0 - AB được tínhtheo công thức:

B B' A

A'

Bo Ao

B 1

S 1

So S

R

H H

m

m

R

y S

S (1.2)Trong đó: S là chiều dài cạnh trên Ellipxoid; Rm là bán kính trung bình

Với phép chiếu Gauss – Kruger: ∆ = S 22

R

y m

S (1.4)Trong đó: m0 là tỷ lệ chiếu trên kinh tuyến trục

1.5.2 Lựa chọn hệ tọa độ và mặt chiếu

1 Lựa chọn độ cao mặt chiếu

Trong trắc địa công trình, để tránh lưới bị biến dạng bởi phép chiếu độcao thì không chiếu cạnh đo lên bề mặt Elipxoid chung vì công trình được xâydựng trên mặt đất Vì vậy cần thu được các kết quả đo thông qua hiệu chỉnhphép chiếu

S

 =

-m

o m

R

H H

(1.5)

Số hiệu chỉnh này ảnh hưởng không đáng kể đến tỷ lệ lưới, nếu càng nhỏ Để nhỏ thì phải chọn sao cho độ cao mặtchiếuđi qua độ cao trung bình của khu vực xây dựng

Hệ số m0 được chọn tùy theo phép chiếu Với m0 = 1 ứng với phépchiếu Gauss (hệ tọa độ HN-72); m0 = 0.9996 ứng với phép chiếu UTM, múichiếu 60; m0 = 0.9999 ứng với phép chiếu UTM, múi chiếu 30 Như vậy, khidùng phép chiếu Gauus (m0=1) thì kinh tuyến trục sẽ cách khu đo không quá20km Nếu sử dụng phép chiếu UTM 60thì kinh tuyến trục cách khu đo tronggiới hạn 160 km đến 200 km, còn phép chiếu UTM 30 thì kinh tuyến trục cáchkhu đo trong giới hạn 70km đến 110km.

Chương 2 THIẾT KẾ LƯỚI KHỐNG CHẾ THI CÔNG CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN SƠN LA

2.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH THUỶ ĐIỆN SƠN LA

2.1.1 Giới thiệu chung về công trình

Hình 2.1: Hình ảnh công trình thuỷ điện Sơn La

Công trình thủy điện Sơn La (hình 2.1) được xây dựng trên địa phận xã ÍtOng huyện Mường La, tỉnh Sơn La.Vị trí xây dựng tuyến đập thuộc phương

án tuyến Pa Vinh II trên sông Đà, cách thị trấn Mường La khoảng 4km vềphia Tây Nam, cách đầu mối thủy điện Hòa Bình về phía thượng lưu khoảng215km.

Thủy điện Sơn La là bậc thang thứ 2 nằm trên sông Đà (sau thủy điện LaiChâu và là bậc trên của thủy điện Hòa Bình) Ngoài cung cấp điện năng, thủyđiện Sơn La còn có tác dụng chống lũ về mùa mưa và cung cấp nước về mùakhô cho đồng bằng Bắc Bộ, góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế văn hóa xãhội cho vùng Tây Bắc

2.1.2 Các thông số của công trình

1 Các thông số chính của công trình

Công trình thuỷ điện Sơn La là công trình thủy điện lớn nhất nước ta đãđược Thủ tướng Chính phủ quyết định phê duyệt đầu tư (văn bản số 92/QĐ-TTg ngày 15/1/2004).Theo Quyết định của Bộ trưởng Bộ Công nghiệp, Thiết

kế kỹ thuật công trình chính thuỷ điện Sơn La do Liên danh Công ty Tư vấnxây dựng điện 1 (PECC 1) và Công ty Cổ phần “Centre of EngineeringUESR-Hydroproject, Teploelectroproject, Firm ORGRES” đại diện và ViệnThiết kế thuỷ công Maxcơva (HPI) thực hiện

Tư vấn phụ Colenco (Thuỵ Sĩ) trợ giúp nghiên cứu thiết kế công nghệ

bê tông đầm lăn

Thiết kế kỹ thuật công trình chính được chia làm 2 giai đoạn :

+ Thiết kế kỹ thuật giai đoạn 1

+ Thiết kế kỹ thuật giai đoạn 2

Nội dung Thiết kế kỹ thuật Dự án thuỷ điện Sơn La giai đoạn 1 và giaiđoạn 2 đã được Bộ trưởng Bộ Công nghiệp quyết định (văn bản 2282/QĐ-NLDK ngày 11 tháng 9 năm 2003 và văn bản thay thế 1 số nội dung củaTKKT, số 3092/QĐ-NLDK ngày 19/11/2004) trên cơ sở đó Thiết kế kỹ thuậtgiai đoạn 1 đã được hoàn thành tháng 12/2004

Bộ Công nghiệp đã thành lập Hội đồng thẩm định Thiết kế kỹ thuật vàtiến hành công tác thẩm định Thiết kế kỹ thuật giai đoạn 1 của Dự án Các cơquan được Bộ giao nhiệm vụ thẩm định như sau :

+ Thẩm định quốc tế : Do liên doanh giữa Công ty TNHH Nippon Koei

và Công ty TNHH Phát triển điện lực (J/Power) của Nhật Bản thực hiện

+ Thẩm định trong nước : Do Công ty Tư vấn Đại học Xây dựng thựchiện

Trên cơ sở báo cáo kết quả thẩm định của Hội đồng thẩm định Bộ Côngnghiệp đã quyết định phê duyệt Thiết kế kỹ thuật giai đoạn 1 thuỷ điện Sơn

La ( văn bản số 2507/QĐ-NLDK ngày 01/8/2005) với các nội dung chính nhưsau :

2 Cấp công trình và tiêu chuẩn thiết kế

- Cấp công trình : Cấp đặc biệt

- Tiêu chuẩn thiết kế : Các tiêu chuẩn riêng cho Thuỷ điện Sơn LaTCXD 250:2001, TCXDVN 335:2005, TCXDVN 315:2004 và các Tiêuchuẩn Nga, Tiêu chuẩn Mỹ được áp dụng

3 Các thông số kỹ thuật chính

- Mực nước dâng bình thường (MNDBT) : 215,0m

- Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế : 47.700 m3/s

- Lưu lượng đỉnh lũ kiểm tra (PMF) : 60.000 m3/s

- Dung tích toàn bộ hồ chứa (VTb) : 9.260 triệu m3

- Dung tích hữu ích (Vhi) : 6.504 triệu m3

- Dung tích phòng lũ (VPL) : 4.000 triệu m3

- Cột nước tính toán (Htt) : 78,0 m

- Công suất lắp máy (Nlm) : 2400 MW

- Số tổ máy : 06 tổ.

4 Bố trí tổng thể công trình và giải pháp kết cấu chính

- Bố trí tổng thể công trình theo phương án 3A, tuyến Pa Vinh II, timđập bẻ về phía thượng lưu bên vai trái

- Loại đập dâng : Đập bê tông trọng lực, một phần áp dụng công nghệ thicông đầm lăn (RCC)

2.2 THIẾT KẾ ĐỒ HÌNH LƯỚI VÀ KẾT CẤU MỐC

2.2.1 Thiết kế đồ hình lưới

Trong việc thành lập lưới khống chế thi công, thì việc lựa chọn đồ hình

và phương pháp thành lập lưới phù hợp với đặc điểm kỹ thuật công trình vàthuận lợi cho công tác bố trí là rất quan trọng Ngoài phương pháp tam giác

đo góc truyền thống thì ngày nay cùng với sự phát triển của các máy đo dàiđiện tử chúng ta sẽ có lưới tam giác đo toàn cạnh hay lưới tam giác đo góccạnh kết hợp

So với lưới đo góc hay lưới đo cạnh thì lưới đo góc cạnh kết hợp có độchính xác cao hơn Ngoài ra đồ hình lưới đo góc cạnh kết hợp có thể đượcthiết kế linh hoạt hơn mà không phải tuân theo những quy định thông thườngcủa lưới đo góc hay lưới đo cạnh nhưng độ chính xác vẫn đảm bảo độ chính

xác theo yêu cầu Với những ưu điểm trên nên trong đồ án này em lựa chọnthành lập lưới theo phương pháp đo góc cạnh kết hợp.

Mạng lưới tam giác thủy công được thành lập gồm 14 điểm, bao gồm 3điểm gốc là: PV04 có tọa độ (2378914,8030m; 499183,8600m), PV08 có tọa

độ (2378965,4210m; 500790,9810m), PV11 có tọa độ (2377599,8680m;499729,4610m) và 11 điểm thiết kế được phân bố xung quanh các hạng mụccông trình đầu mối như(hình 2.2) Các điểm mốc của lưới được chọn đặt tạinhững vị trí thuận lợi cho việc đưa tim tuyến và đo đạc kiểm tra, hoàn côngcác hạng mục công trình trong quá trình thi công xây dựng

TC06 TC07

TC08

TC09

TC10 TC11

- Xây dựng mốc có kết cấu đặc biệt ( theo tiêu chuẩn thiết kế ) để đảm bảo

độ chính xác đo đạc lưới thi công công trình thủy điện;

- Vị trí xây dựng mốc chọn ở những nơi gần các hạng mục công trình( để thuận lợi cho sử dụng và giảm sai số ), ở những nơi có nền đất đá cứng và

+ Bệ mốc được đổ bê tông tại chộ mác M150;

+ Trước khi đo lưới, mốc phải được chọn và xây dựng đảm bảo kết cấu

và độ ổn định của bê tông

Hình 2.3:Hình ảnh kết cấu mốc thuỷ công tại công trình

2.3 YÊU CẦU ĐỘ CHÍNH XÁC ĐỐI VỚI LƯỚI KHỐNG CHẾ THICÔNG THỦY ĐIỆN SƠN LA

2.3.1 Yêu cầu độ chính xác bố trí các hạng mục công trình thủy điện

Các công trình thủy điện thường được xây dựng ở vùng núi , nơi có độcao chênh lệch với mực nước biển lớn và kéo dài dọc sông về phía thượng lưunên các công trình thủy điện có cấu trúc phức tạp, việc thi công đòi hỏi sự kếthợp của nhiều ngành khoa học : địa chất thủy văn, địa chất công trình, trắc địa và được chia thành nhiều giai đoạn Yêu cầu độ chính xác và mật độ điểmlưới khống chế tùy thuộc vào từng loại đặc điểm từng khu vực và từng giaiđoạn thi công khác nhau

Bê tông M50 dày 10cm Đất tự nhiên

i = 3%

i = 3% i = 3%

Trong giai đoạn thi công công trình thủy điện cần thành lập lưới chuyêndùng nhằm đảm bảo độ chính xác bố trí tổng thể, bố trí chi tiết và đo vẽ cáchạng mục công trình Hệ thống lưới khống chế chuyên dụng đó được gọi làlưới tam giác thủy công Lưới tam giác thủy công là cơ sở để đưa tim thiết kếcông trình thủy điện ra bên ngoài thực địa và thực hiện các công tác trắc địacông trình trong quá trình lập bản vẽ thi công, thi công công trình và vận hànhcác công trình thủy điện Vì vậy mà mạng lưới cần có độ chính xác cao, cácđiểm lưới cần phải đặt tại các vị trí ổn định và tồn tại lâu dài trong suốt quátrình thi công công trình.

Yêu cầu độ chính xác của lưới khống chế được xác định dựa vào cácyêu cầu độ chính xác khi thi công công trình Ở bước đầu nhằm phục vụ bố trítổng thể, lấy độ chính xác cao nhất của hạng mục công trình khu vực bố trí đểthiết kế, ước tính độ chính xác của lưới Trong các bước bố trí chi tiết tiếptheo, nếu độ chính xác yêu cầu cao hơn thì cần phát triển thêm bậc tiếp theo

có độ chính xác phù hợp cho công tác bố trí chi tiết Như vậy số bậc phát triểnlưới bằng số lần chuyển từ lưới có độ chính xác thấp lên lưới có độ chính xáccao

Ngoài ra, độ chính xác của lưới khống chế thi công còn phụ thuộc vàotrình tự các bước thi công công trình Đầu tiên cần xây dựng lưới chung phục

vụ cho công tác bố trí tổng thể công trình, mỗi bước tiếp theo lại xây dựngcác cấp lưới tương ứng

Trong công trình thủy điện thì độ chính xác của công tác bố trí các hạngmục công trình phụ thuộc vào các yếu tố sau :

- Kích thước và vật liệu xây dựng công trình;

- Tính chất, công dụng của công trình;

- Công nghệ và phương pháp thi công công trình

Như vậy, tùy theo tính chất của từng công trình và yêu cầu về độ chínhxác khi bố trí các hạng mục công trình để xác định cấp hạng lưới khống chếthi công.

Độ chính xác đưa tim tuyến các hạng mục công trình thủy điện ra ngoàithực địa được nêu trong (bảng 2.1)

Bảng 2.1: Yêu cầu độ chính xác bố trí các hạng mục công trình thủy điện

Hạng mục

công trình

Sai số tuyến ( cm ) Sai số vị trí điểm

( cm )Chiều dọc Chiều ngang

2.3.2 Yêu cầu độ chính xác lưới thi công thủy điện Sơn La

Với công xuất lắp máy 2.400 MW thì công trình này nằm trong nhómcông trình thuỷ điện cấp I Trên cơ sở tiêu chuẩn kỹ thuật nêu trong (bảng2.1), xác định được yêu cầu độ chính xác bố trí các hạng mục là m = 1.5cm Sai số nêu trên do hai nguồn sai số tạo thành là sai số do bố trí chi tiết () và sai số thành lập lưới ( ) Do đó:

m

Với hệ số giảm độ chính xác: k =

mS=  (2+2ppm) Sai số đo góc trong mạng lưới dự kiến là m =1.5”.

2.4 ƯỚC TÍNH ĐỘ CHÍNH XÁC LƯỚI THI CÔNG THỦY ĐIỆN SƠN LA

2.4.1 Quy trình ước tính độ chính xác lưới thiết kế

Khi xây dựng một mạng lưới trắc địa, thông thường chúng ta phải phântích, ước tính độ chính xác của mạng lưới thiết kế nhằm:

- Đánh giá chất lượng mạng lưới thiết kế có đảm bảo các yêu cầu về độchính xác hay không, trên cơ sở đó sẽ điều chỉnh đồ hình cho phù hợp;

- Lựa chọn máy móc và trang thiết bị để có phương án đo hợp lý, đảmbảo độ chính xác của đồ hình thiết kế đó lựa chọn

Quy trình ước tính độ chính xác lưới thiết kế được thực hiện theo cácbước sau:

- Xác định trị gần đúng của các trị đo hoặc toạ độ gần đúng các điểm;

- Chọn các yếu tố đặc trưng của lưới;

- Lựa chọn phương pháp ước tính độ chính xác

Để đảm bảo tính chặt chẽ của kết quả, lưới khống chế trắc địa mặt bằngcần phải được ước tính chặt chẽ với các bước được thực hiện như sau:

Trọng số của các trị đo được tính theo công tức:

= (2.4)

3 Lập ma trận hệ số R của hệ phương trình chuẩn

R.X b 0 (2.5) Trong đó: R = P.A (2.6)

4 Xác lập điều kiện định vị lưới

~      (2.8) Trong đó:

y b x a y b x a S

- Hàm trong số phương vị cạnh yếu

k ik k ik i ik i ik ik T

y a x b y b x a

ik

ik

S b

a





 cos sin

Sau khi tính toán được sai số trung phương của các yếu tố đặc trưng củalưới thiết kế sẽ đánh giá được giá trị sai số vị trí điểm của điểm yếu nhất tronglưới Có được sai số trung phương vị trí điểm yếu ta sẽ so sánh với quy phạmxem lưới thiết kế có đạt yêu cầu hay không, nếu không đạt yêu cầu thì thayđổi thiết kế lưới và ước tính lại

2.4.2 Kết quả ước tính độ chính xác lưới

1 Các tham số thiết kế

Các tham số thiết kế của lưới được cho trong (bảng 2.2):