核电站建设测量控制

摘要:核电站属于大型建设项目,建设周期长,一般由核岛、核岛辅助厂房、汽轮机厂房(常规岛)、配套实施等组成建筑群,有各种管道设备、电缆电器仪表等安装,施工和安装精度要求高。文章论述了在核电建设过程中要形成一套测量定位放线的参考系统,参考系统的建立和作用、精度要求,以此为其它项目提供借鉴。

关键词:核电站测量控制网;定位;误差;参考系统

中图分类号:P258文献标识码:A文章编号:1009-2374(2010)04-0103-02

核电站属于大型建设项目,建设周期长,一般由核岛、核岛辅助厂房、汽轮机厂房(常规岛)、配套实施等组成建筑群,有各种管道设备、电缆电器仪表等安装,施工和安装精度要求高。所以在整个建设过程中必须建立一个独立的工程测量参考系统,为施工定位放线和安装提供依据。

工程测量的参考系统是由一组地形参考点(即测量控制点,包括平面控制点和高程控制点)组成,以便于使工程定位在设计的容差之内。使工程建设的定位、放样和设备安装等满足设计精度要求。

参考系统以工程测量控制网为依据。对于核电站,应有三级工程测量控制网:首级测量控制网,厂区次级测量控制网,厂房内部测量微型控制网。

一、首级控制网

首级控制网是在国家控制网的基础上利用基准点和加密点确定高程和平面坐标,平面坐标测量误差必须小于±2cm、高程测量误差必须小于±1cm。

首级控制网应用范围:核电站前期建设;用于所有的勘测工作;用于土石方工程;用于附属工程的定位、放线和检查;用于次级网的建立。

首级控制网是在厂区未动土之前,为满足地形测量、工程勘察、总体规划布置、临建工程、土石方工程、水电路管网等,在国家基准点(平面、高程)的基础上,在厂区周围布设的一定数量和密度的测量控制网点,应包括平面控制网和高程控制网。

首级控制网的平面和高程必须纳入国家坐标系,采用高斯投影。为了工作方便,也可以取通过测区中部的子午线为中央子午线进行任意带投影,并以测区平均高程为投影基准面。

二、次级控制网

1.定义:在经过场平的厂区内,为满足核岛工程和各子项工程的建筑和安装施工的需要,所布设的其内部相对精度高于首级控制网的精密工程测量控制网。

它是由围绕在拟建核岛工程和各个子项工程区域周围的具有强制对中装置的测量墩组成,具有平面位置坐标和高程的控制点。

次级控制网的平面坐标以施工坐标系为依据,并用坐标换算公式将它与首级控制网的平面坐标相联系。

次级控制网的高程是以当地与国家水准网相联系的水准网为依据。

2.次级控制网包括:次级控制网由一组具有强制对中装置测量墩组成,均匀分布于厂区,数量一般为厂区面积除以150m×150m×2,从施工初期到工程竣工,中途会破坏一些或加密一些,初期一般达到15个以上,至少有三个以上的稳定点,以检测整个控制网的稳定性(建立起来第一年,每半年检测一次,以后一般每一年检测一次)。

由于厂区首级测量控制网的相对精度不能满足核电站施工定位和检查的精度要求,故应在首级控制网的基础上建立的厂区次级测量控制网,其内部的相对精度高于首级测量控制网的精度。

3.作用:(1)作为厂区内建筑物和构筑物施工定位、放线测量依据;(2)用于微网的建立;(3)用于变形观测;(4)用于加密局部控制依据;(5)用于部分设备安装测量依据。

4.建立的依据:次级控制网的平面坐标是以首级控制网的一个其准点和一个方向为基准起算,次级控制网应布设于整个厂区特别是主要厂房周围,它是由多个测量控制点(平面和高程)组成的,并能组成独立的三角网。

5.次级控制网应满足下列要求。(1)控制网的精度要求:平面控制网精度要求:点位坐标中误差应≤±2mm;(2)高程控制网精度要求:点位高程中误差应≤±1mm;(3)次级控制网应在浇第一灌砼前6个月完成。

6.根据厂区总平面图进行布设,控制网应覆盖整个主厂区,使控制点在施工的全过程中起到控制作用:(1)控制点应位于施工期间不易受破坏的位置,有利于长期保存和使用,能确保点位的长期稳定与三维坐标的准确和可靠;(2)要保证良好的通视条件,即使在施工期间,也要保持良好的通视条件,视线离障碍物的距离应大于2m;(3)把厂房的主轴线纳入控制网内,或者控制网中应有两条边(或两个方向)与厂房的两个正交主轴线互相平行,以利于控制堆心的平面位置和施工测量;(4)控制网的平均边长在150～200m左右;(5)保证足够的精度,使之与用于现场勘测、土石方开挖和场地平整的首级控制网一致;(6)使设备安装的观测视线具有多样性;(7)利于建立厂房内部测量微网。

次级控制网是以施工坐标系统为依据的,施工坐标系统的坐标轴线平行于核电厂厂房的主轴,形成一个正交的坐标系,下面以国内常见的100万千瓦的压水堆型为例,其方向一般规定如下:

A轴(或北方向)以反应堆的中心指向汽轮机厂房为负方向;

B轴(或东方向)与A轴垂直,位于A轴的正右方方向为正方向,以A轴正方向为零度方向,顺时针旋转角度为角度增加值。

必须避免施工坐标系统中在主厂区坐标出现负值,为了便于区分A坐标和B坐标,A值与B值在反应堆中心的坐标相差值很大,且主厂区的A、B坐标均设置成为四位整数,如其中位于右侧RX中心设为(A3000,B6000)。

三、厂房内部测量微网

由一些固定在建筑物结构基础底板上的平面和高程式标记组成(即:平面控制点和水准点),一般埋设有点标识的不锈钢板或棒。该控制网的平面控制点是在标记稳定之后由次级控制网确定的,与次级网点联测,每个独立的建筑物内部形成独立的水准网,基准点埋设在基础底板上,它一旦确定就形成了这一独立建筑物高程测量起始点(比如核岛)。这个水准点可用作单体建筑物工程施工和设备安装的起始数据,这样可以消除沉降等带来的影响。

微网可用于建筑物、内部结构和设备安装的定位、放线和校核。

平面控制网精度要求:点位坐标中误差应≤±2mm;

高程控制网精度要求:点位高程中误差应≤±1mm。

四、施工允许限差

施工允许误差为考虑到工程测量操作中的固有偏差和工作自身产生的偏差的允许值。

允许误差指有关尺寸、位置或表面状况规定数值的容许偏差。

涉及到以下两种施工允许误差:

1.绝对允许误差:指结构轴线或任何结构部位相对于基准单元的绝对位置(X,Y,Z)的允许误差。

对于独立结构,即与其它结构或设备无任何强制性空间连接要求的单独结构。

对于连接结构,即与一个或多个其他结构或设备有强制性性空间连接要求的结构。

2.相对允许误差:指结构的任何部分相对于本结构的基准单元的相对位置(X,Y,Z)的允许误差。

上述定义一览表如下:

某位置的允许误差分别表述了其平面测量和高度测量允许偏差。

对于平面测量,允许误差是一个位于水平面上且中心定位在规定点上的圆。实际工作点的坐标必须位于这一个环形区域内。通过一个半径来定义这一环形区,这一半径称为不定性半径。

对于高度测量,允许偏差范围是指位于垂直面上且中心位于规定点上的一个区间。实际工作点高度必须在这一区间范围内。允许误差范围是这一区间值的半值(+或-)。

正常工作条件下的最大容许施工偏差见表2:

五、结语

大型建设项目,在建设过程中都必须建立测量控制网,这也适用于新厂区,甚至新的开发区建设。在前期可以用GPS布设首级网。根据首级网用全站仪布设厂区二级次级网。这样逐层加密。