0 引言

大型地下電站工程廠房土建施工基本結(jié)束后，鋼結(jié)構(gòu)廠房安裝及裝飾工程隨即展開(kāi)，安裝過(guò)程中的測(cè)量放樣及結(jié)構(gòu)驗(yàn)收質(zhì)量的高低關(guān)系到廠房?jī)?nèi)部電器、起重等重要設(shè)備的安全正常運(yùn)營(yíng)以及裝飾工程的美觀和質(zhì)量，測(cè)量項(xiàng)目的放樣或檢測(cè)點(diǎn)均在高空中，作業(yè)環(huán)境危險(xiǎn)系數(shù)較大，采用電子測(cè)量?jī)x器較傳統(tǒng)經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀及鋼尺測(cè)量的辦法不僅可以提高作業(yè)的效率，便于數(shù)據(jù)的處理及分析，還能有效的保證測(cè)量工作的精度。

2）建立流動(dòng)人口控管系統(tǒng)。各部門(mén)要對(duì)出入人口，尤其在人口流動(dòng)量大的地方配備安檢設(shè)施，防患于未然的防止安全事故的發(fā)生，在夜間要加強(qiáng)警力，加強(qiáng)巡查。

1 控制網(wǎng)加密及鋼結(jié)構(gòu)定位測(cè)量技術(shù)

大型地下電站首級(jí)測(cè)量控制網(wǎng)多為導(dǎo)線網(wǎng)或三角網(wǎng)，平均邊長(zhǎng)較短，控制網(wǎng)精度較高，點(diǎn)位精度可達(dá)±5mm以內(nèi)，有別于普通廠房建筑的矩形控制網(wǎng)。在鋼結(jié)構(gòu)定位測(cè)量時(shí)，若直接使用首級(jí)控制網(wǎng)進(jìn)行定位放樣，則存在通視困難、光線不足造成目標(biāo)不清晰、特定長(zhǎng)度方向準(zhǔn)直度不高等問(wèn)題。按照《水電水利工程施工測(cè)量規(guī)范》（DL/T 5173—2012）的要求，應(yīng)先布設(shè)專用控制網(wǎng)，再使用專用控制網(wǎng)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的定位放樣，解決上述問(wèn)題。

從部長(zhǎng)、副總工程師直到現(xiàn)在的哈佳項(xiàng)目部常務(wù)副經(jīng)理，每一步的晉升都經(jīng)歷了工程的考驗(yàn)與磨難。雖然工程技術(shù)的難題能夠破解，但對(duì)家人的關(guān)懷卻不能如期而至，與父母、女兒聚少離多，與同在項(xiàng)目的妻子馬艷華更是如牛郎織女般，見(jiàn)面的時(shí)間總能因?yàn)楣ぷ鞅诲e(cuò)開(kāi)。這樣近在咫尺卻又遠(yuǎn)在天涯的聚合讓夫妻二人多有辛酸，妻子懷孕了，郭慶富不在身邊，臨產(chǎn)了，依舊不在身邊，孩子會(huì)走路了，孩子會(huì)說(shuō)話了，孩子會(huì)吃飯了，孩子會(huì)認(rèn)字了，他錯(cuò)過(guò)了孩子每一個(gè)成長(zhǎng)的瞬間，他也許不是一個(gè)稱職的丈夫和父親，但是為了工作和夢(mèng)想，為了家人的生活與未來(lái)，他在工程路上的腳步永遠(yuǎn)不會(huì)停下。

圖1為溪洛渡地下電站的鋼結(jié)構(gòu)安裝控制網(wǎng)示意圖。溪洛渡地下電站是目前在建的世界最大地下電站。廠房主要由安裝間、副廠房、9臺(tái)機(jī)組主廠房組成。廠房上下跨度、左右長(zhǎng)度及房頂高度均很大。鋼結(jié)構(gòu)頂棚安裝定位前布設(shè)專用控制網(wǎng)時(shí)，以首級(jí)控制網(wǎng)在廠房長(zhǎng)度方向的左右2個(gè)點(diǎn)組成已知邊，選擇用于安裝鋼結(jié)構(gòu)的牛腿頂面臺(tái)車(chē)軌道中心上4點(diǎn)為未知點(diǎn)，由此6個(gè)點(diǎn)組成雙大地四邊形控制網(wǎng)，按照四等控制網(wǎng)精度以上外業(yè)要求進(jìn)行觀測(cè)。本單位使用徠卡2003測(cè)量機(jī)器人進(jìn)行觀測(cè)，機(jī)載軟件采用《常規(guī)控制測(cè)量和變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)機(jī)載軟件》進(jìn)行外業(yè)數(shù)據(jù)采集，該軟件按國(guó)家測(cè)繪規(guī)范研制，設(shè)置觀測(cè)目標(biāo)、測(cè)回?cái)?shù)、觀測(cè)限差后，儀器就可自動(dòng)照準(zhǔn)、觀測(cè)和記錄，并剔除超限觀測(cè)值，確保記錄的數(shù)據(jù)為合觀觀測(cè)值，效率極高。內(nèi)業(yè)平差處理前，對(duì)邊長(zhǎng)進(jìn)行氣象改正、測(cè)區(qū)平均高程投影改正，平差后點(diǎn)位精度均高于±2mm。為便于軌道的放樣，平面控制網(wǎng)布設(shè)好后再采用“歸化法”將各點(diǎn)精確標(biāo)定于軌道中心線上，并采用“差分法”檢查同一斷面處2控制點(diǎn)間的距離。在高程控制時(shí)，由于軌道面的平整度相較于絕對(duì)高程更重要，因此，以4個(gè)未知點(diǎn)組成閉合高程線路，并按二等水準(zhǔn)要求使用徠卡DNO3電子水準(zhǔn)儀進(jìn)行施測(cè)，內(nèi)業(yè)平差后各點(diǎn)的高程中誤差可以達(dá)到±1mm。

圖1 鋼結(jié)構(gòu)安裝控制網(wǎng)示意圖

臺(tái)車(chē)軌道放樣時(shí)，利用上述歸化后的4個(gè)控制點(diǎn)，采用方向線法標(biāo)定出軌道中心線即可。地下電站廠房的鋼結(jié)構(gòu)是安裝固定在構(gòu)造柱頂部的矩形地板上，因此只需利用4個(gè)控制點(diǎn)采用極坐標(biāo)的方法在鐵板上放樣出用于鋼結(jié)構(gòu)定位的十字形點(diǎn)，鋼結(jié)構(gòu)定位時(shí)底部結(jié)構(gòu)中心對(duì)準(zhǔn)十字中心即可準(zhǔn)確進(jìn)行平面定位，高程定位則采用抄平辦法進(jìn)行[1]。

2 鋼結(jié)構(gòu)定位后的檢測(cè)技術(shù)

地下電站廠房主要由構(gòu)造柱、鋼梁、鋼屋架、吊車(chē)梁、桁架等組成。安裝后檢測(cè)過(guò)程中由于上述結(jié)構(gòu)存在較大的高度和跨度，使得測(cè)量工作具有一定難度，并且檢測(cè)人員操作過(guò)程中存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，因此檢測(cè)工作必須高效、合理、且滿足測(cè)量精度的要求，表1為GB 50205—2001(《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》)的形體要求，從表中可以看出，其所列項(xiàng)目中，豎向撓度檢測(cè)的實(shí)質(zhì)在于高程測(cè)量，其它檢測(cè)項(xiàng)目的實(shí)質(zhì)在于水平位移的測(cè)量，通過(guò)計(jì)算、比較，檢測(cè)點(diǎn)相對(duì)于鋼梁支座高差及檢測(cè)基點(diǎn)的水平位移變化量均可以求得。

表1 鋼結(jié)構(gòu)廠房幾何檢測(cè)項(xiàng)目

項(xiàng)目 允許偏差/mm 圖例跨中的垂直度/Δ h/250，且 Δ≤15.0豎向撓度/f ①吊車(chē)梁、吊車(chē)桁架：L/1 200～L/1 500②軌道工作平臺(tái)梁：L/600～L/400③樓屋蓋主梁、桁架：L/400側(cè)向彎曲矢高/f ①L≤30m，L/1 000＝f，且 f≤10.0②30＜L≤600m，L/1 000＝f，且 f≤30.0③L＞60m，L/1 000＝f，且 f≤50.0主體結(jié)構(gòu)的整體垂直度/Δ H/1 000=Δ，且Δ≤25.0主體結(jié)構(gòu)的整體平面彎曲/Δ L/1 500=Δ，且Δ≤25.0

2.1 檢測(cè)原理

驗(yàn)收規(guī)范中采用經(jīng)緯儀、垂線、水準(zhǔn)儀等方法進(jìn)行檢測(cè)，但在實(shí)際的操作過(guò)程中有一定的困難，而且效率不高。本文所述采用自由設(shè)站三維坐標(biāo)法可快速準(zhǔn)確的完成檢測(cè)項(xiàng)目。自由設(shè)站的目的在于解決由于廠房區(qū)域內(nèi)障礙阻擋視線、照明以及盡量減小觀測(cè)豎直角的問(wèn)題，三維坐標(biāo)檢測(cè)法可以解決快速檢測(cè)及數(shù)據(jù)采集問(wèn)題[2]。

如圖2所示，A，B 2點(diǎn)為廠房?jī)?nèi)控制網(wǎng)點(diǎn)，并在A點(diǎn)設(shè)置棱鏡，P點(diǎn)為自由設(shè)站點(diǎn)，觀測(cè)夾角β距離S則可以快速確定P點(diǎn)的平面坐標(biāo)，觀測(cè)P點(diǎn)～A點(diǎn)的高差則可以確定P點(diǎn)全站儀的高程，計(jì)算原理是正弦定理及坐標(biāo)正算。由于全站儀使用反光膜較無(wú)棱鏡測(cè)距精度更高，在檢測(cè)前應(yīng)先期在檢測(cè)點(diǎn)上貼上反射片，將計(jì)算得到的測(cè)站三維坐標(biāo)內(nèi)置于儀器內(nèi)，以A點(diǎn)或B點(diǎn)定向，并將儀器高度及反射片高度設(shè)置為0，照準(zhǔn)檢測(cè)點(diǎn)測(cè)量即可采集檢測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。

4.1.1 單位面積產(chǎn)值分析。整理2009～2016年膠州大白菜單位面積產(chǎn)值與全國(guó)大白菜平均單位面積產(chǎn)值數(shù)據(jù)（見(jiàn)圖5-1）可以看出，兩者的變化趨勢(shì)基本吻合，均在波動(dòng)中上升。具體分析，2016年膠州大白菜種植單位面積產(chǎn)值為16732.21元，比2009年增長(zhǎng)了4950.20元。同時(shí)，膠州大白菜每年產(chǎn)值均高于全國(guó)平均水平且差距逐漸拉大，由2009年高于全國(guó)9413.94元拉大到13279.66元。膠州大白菜品牌建設(shè)進(jìn)入發(fā)展階段之后，產(chǎn)值大大增加，說(shuō)明品牌建設(shè)有增產(chǎn)的優(yōu)越性，且效果顯著。

圖2 鋼結(jié)構(gòu)自由設(shè)站檢測(cè)示意圖

2.2 檢測(cè)點(diǎn)的選擇與計(jì)算

檢測(cè)點(diǎn)的選擇時(shí)首先應(yīng)考慮能反應(yīng)鋼結(jié)構(gòu)的最大變形點(diǎn)以及鋼結(jié)構(gòu)的連接方式，如圖3所示，檢測(cè)點(diǎn)選擇在鋼結(jié)構(gòu)的連接支撐位置以及幾何平均位置來(lái)滿足前述條件。采集上述點(diǎn)的三維坐標(biāo)后，比較 a，b，c，d，e 的高程可以求出 b，e，d 點(diǎn)相對(duì)于a，c 2點(diǎn)的撓度，比較e，f 2點(diǎn)的平面坐標(biāo)可以求出跨中點(diǎn)的垂直度，同樣側(cè)向的彎曲矢高也可計(jì)算求得，其它結(jié)構(gòu)的垂直度及整體彎曲度也通過(guò)類(lèi)似的方法觀測(cè)后求得[3]。

橋梁工程是國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要部分，橋梁結(jié)構(gòu)建設(shè)質(zhì)量直接關(guān)系到人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，因施工方法不當(dāng)導(dǎo)致重大橋梁坍塌事故時(shí)有發(fā)生。國(guó)外自20世紀(jì)中期開(kāi)始建造很多高墩橋梁，據(jù)墩身橫截面形狀不同，可將其分為實(shí)體與空心兩種橋墩。我國(guó)的高墩橋設(shè)計(jì)施工在建國(guó)初期逐漸發(fā)展，至今已建成了多種截面式的混凝土高墩，其多為重力式橋墩，隨著交通事業(yè)的發(fā)展，山區(qū)修建橋梁高墩大40m以上，采用實(shí)體墩很不經(jīng)濟(jì)。60年代后，出現(xiàn)了部分空心墩，此類(lèi)橋墩使得橋墩建設(shè)更經(jīng)濟(jì)化。90年代，高墩數(shù)量增多，橋梁工程建設(shè)采用爬模施工技術(shù)更好地保證了施工質(zhì)量。

目前，運(yùn)用于安全監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的高端全站儀不僅具有數(shù)據(jù)采集、傳輸?shù)裙δ?，隨機(jī)的軟件還有：①豐富的幾何形狀擬合計(jì)算功能；②幾何形狀之間關(guān)系的計(jì)算功能；③CAD模型比較功能。將PC機(jī)與全站儀聯(lián)合測(cè)量運(yùn)用于鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)時(shí)，可以實(shí)時(shí)的得到各種結(jié)果，對(duì)結(jié)構(gòu)偏離正常位置也有很好的幾何解釋。

圖3 撓度、跨中垂直度及旁彎?rùn)z測(cè)示意圖

3 檢測(cè)過(guò)程中的精度分析

3.1 鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)的精度要求

鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)的目的是保證工程的安全運(yùn)行，因此檢測(cè)可以納入變形監(jiān)測(cè)的范疇。一般規(guī)定變形測(cè)量精度M中≤結(jié)構(gòu)物允許變形值的1/10～1/20，考慮到地下電站廠房鋼結(jié)構(gòu)上的承重頂棚及電器設(shè)備設(shè)計(jì)，測(cè)量精度可取1/15計(jì)算，則測(cè)量精度采用表2相關(guān)檢測(cè)項(xiàng)目的指標(biāo)（見(jiàn)表2）。

表2 檢測(cè)項(xiàng)目測(cè)量精度概算

檢測(cè)項(xiàng)目 最小中誤差/mm跨中的垂直/Δ h/3750，且M中≤1.0豎向撓度/f 吊車(chē)梁、吊車(chē)桁架：L/18 000～L/22 500側(cè)向彎曲矢高/f L≤30m，L/15 000且≤0.7

3.2 鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)方法的精度

設(shè)測(cè)角中誤差mβ，測(cè)距中誤差為mS，應(yīng)用誤差傳播定律可推導(dǎo)出自由設(shè)站和極坐標(biāo)法的精度公式（1）及公式（2），檢測(cè)點(diǎn)的平面位置精度計(jì)算公式則為（3），高程精度可用光電測(cè)距單程三角高程推導(dǎo)出公式（4）。

其中，K為已知點(diǎn)間邊長(zhǎng)S0與所測(cè)邊長(zhǎng)S的比值；α為豎直角。

若使用的全站儀的測(cè)角精度為±1″，測(cè)距精度為±（1mm+1×10-6D），根據(jù)廠房的大小范圍可將距離設(shè)定為 10m～100m，豎直角設(shè)定為 15°～75°，根據(jù)式（3）及式（4）可分別計(jì)算出各測(cè)點(diǎn)的平面點(diǎn)位中誤差及高程中誤差。經(jīng)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，同一測(cè)站，觀測(cè)目標(biāo)由遠(yuǎn)及近，平面點(diǎn)位精度越來(lái)越高，而高程精度越來(lái)越低，且 MP＜±1mm，mh＜±1mm，完全可以滿足表 2中對(duì)測(cè)量精度的要求。

4 結(jié)語(yǔ)

上述方法進(jìn)行安裝定位及檢測(cè)測(cè)量時(shí)盡量使用同一組首級(jí)控制網(wǎng)點(diǎn)，加密的安裝控制網(wǎng)點(diǎn)內(nèi)部符合精度及穩(wěn)定性要高。檢測(cè)作業(yè)自由設(shè)站時(shí)必須注意測(cè)站與加密控制點(diǎn)組成的圖形滿足精度要求，原則上測(cè)距邊長(zhǎng)S≤0.7倍已知邊長(zhǎng)S0，同時(shí)選站時(shí)充分考慮距離和豎直角的合理配置，顧及平面點(diǎn)位及高程精度。

經(jīng)試驗(yàn)本方法快速有效、精度滿足要求，數(shù)據(jù)分析可靠性高，目前在三峽最大的垂直升船機(jī)工程中的筒體復(fù)合結(jié)構(gòu)廠房中得到較好應(yīng)用，可為其它同類(lèi)工程借鑒。

參考文獻(xiàn)

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[2]GB/T 15314—1994，精密工程測(cè)量規(guī)范[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1994.

[3]GB 50205—2001，鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2013.