中国核电工程有限公司 福建省福州市福清市 350318
摘要：全站仪在核电站建设中的应用越来越普遍，特别是随着一些高精度的无棱镜反射全站仪渐渐进入市场，全站仪三角高程测量将应用于核电建设项目更多物项的高程测量工作。但是在当前科技条件下，利用全站仪进行三角高程测量的方法，其测量误差仍较大，只能够满足核电站建设中一些精度要求不高的普通高程测量任务。而安装测微器的水准仪测量精度高，按照正确的操作方法，能够胜任在核电站建设中高精度要求的标高测量工作。
关键词：核电站建设；高程测量方法；精度
1全站仪三角高程测量
随着全站仪在核电站建设中应用越来越普遍，且全站仪三角高程测量具有不受地形起伏、以及核电厂安装的设备、管道等测量物项高低影响，操作简单、施测速度快等特点，全站仪三角高程测量方法在核电厂建设中应用也逐渐增多，为了更详细了解三角高程测量方法在工程建设中的应用，从三角高程测量原理、测量误差影响以及精度分析计算逐条进行阐述分析。
1.1测量原理
假设A为测站点，B为照准点，量得测站仪器高为i，照准点棱镜高为l，则A、B两点的高差通过计算可得：
从表1中可以看出，在核电站工程短距离测量中，全站仪三角高程测量的误差精度能够满足三等水准限差的要求。
1.3三角高程测量精度提高
从式（3）中可看出，影响三角高程测量精度的主要因素有竖直角观测误差，测距误差，仪器及棱镜高测量误差三项。在实际测量操作过程中，可以采取以下措施减小各种误差对精度的影响：（1）严格整平仪器、棱镜，多次测量仪器、棱镜高，取其平均值；（2）棱镜要使用占牌，在照准棱镜测量时，多次瞄准棱镜，减少竖直角观测误差。（3）在有条件的情况下，三角高程测量采取对向观测，进行计算，两次测量的高程取平均值，以提高测量的精度。（4）在实际工作中尽量采用短距离、小角度测量，避免竖直角较大的测量。（5）测量工作尽可能在10~16点之间进行，以减弱大气折光影响。
2水准测量
水准测量是最常用的高程测量方法，测量精度较高、应用最为广泛。安装测微器的水准仪（如DS05\DS01），测量精度均可达到10-2mm。精密水准仪常应用于高程控制点的引测、精密设备的高程定位及标高检测，以及沉降观测等。同时水准测量因受到地形起伏限制、视线易被遮挡以及视线高的影响，会使水准测量转站多、计算工作量较大，测量速度较慢等不足。
2.1测微器工作原理
一般水准仪的光学测微基本原理都是利用光线通过它们时会产生偏移量，再配用简单的机械装置记录下偏移量来进行高精度测量的。测微尺上刻有100个分格，相当于水准尺上的10mm，即格值为0.1mm，可估读至0.01mm。
2.2常见水准测量误区
（1）在实际测量工作中，若在同一个设站，只有前视或者后视一侧读数使用测微器，而另一侧未使用测微器进行测量时，测量结果将会有5mm的偏差，此为比较常见的误区之一，同一测站时，前后视统一使用或不使用测微器可避免此问题的产生。（2）在厂房各楼层引测高程基准点时通常需要悬挂钢尺，利用测微器进行高精度测量。此时，悬挂钢尺有时因为现场环境的影响，可能需要进行倒挂（或者铟钢尺倒立）测量。此时，测微器读数及钢尺读数的正负选择为另一误区，正确读数为测微器读数不变，钢尺读数为负。（3）测微器的使用时，保证测微器是顺时针方向转动至适当的度数位置，避免测微器逆时针旋转到读数位置，以减少测微器的隙动差。
3核电站建设高程测量方法的选择
通过以上对两种测量方法原理的详细介绍及精度分析，可根据现场各项高程测量工作的精度要求及环境情况选择适宜的测量方法。
3.1全站仪三角高程在核电站建设中的应用
根据对全站仪三角高程精度分析的成果进行判断，在核电建设中，全站仪三角高程测量方法可以应用于土建厂房沟道开挖、地形测量、垫层、墙体、柱、楼板、普通的预埋件以及钢衬里、环吊牛腿、管道、不同设备的高程安装定位等工作。
3.2安装测微器的水准测量在核电站建设中的应用
按照《核电厂工程测量技术规范》要求，核电站建设中的厂区高程基准以及厂房内部高程基准都必须采用精密水准测量的方法进行测量。且在核电站建设中，各楼层、各厂房之间的相互连接、厂房及汽机平台的沉降观测、设备基础、埋件的高程定位及检测、主设备的安装就位调整均有着较高的精度要求。有些甚至达到0.1mm级，因此必须采用安装测微器的水准仪及膨胀系数小的铟钢水准标尺进行测量，以提高读数精度，削弱温度变化对测量成果的影响，达到高精度的要求。
4核电站工程测量施工质量控制
4.1现场测量作业环境检查
开工前应对施工现场拟用测量控制点、施工作业环境进行检查,检查内容包括：测量控制点可靠性,检查控制点是否遭受过破坏,必要时要求承包商提交相应的控制点检测报告。检查现场是否具备测量施工条件,建安交叉施工对测量作业有无影响,必要时要求承包商采取有效的处理措施。
4.2测量施工过程检查
(1)现场测量施工过程的见证。对于重要物项的测量施工,工程师应进行现场见证,见证过程重点检查：检查承包商施测人员、设备、文件是否符合要求;检查实测过程中的环境条件是否符合要求;检查施工单位实测过程中是否按已批准的方案及操作规程作业。检查施工单位所做测量记录是否全面、完整。(2)施工测量的现场复测。对于重要工序、部位及测量难度大的区域(反应堆厂房承重结构层定位、主设备安装定位放线、检测等),或承包商报送的测量报验记录中可疑数据,工程师应进行现场复测,复测比例应以满足相关技术、规范要求为准。
4.3测量成果报验记录的审批。这里应用了矩阵管理学,测量工程师及相关专业工程师对同一测量项目进行控制。在确认各项实测数据准确无误后,测量工程师应将测量报验记录转交各相关专业工程师,对测量成果中的定位设计数据、定位检测允许偏差进行审查,以确认各设计数据准确无误,定位检测偏差满足设计及规范要求。在专业工程师签署会签意见后由测量工程师最终签署审查意见并返回至承包商。
5结论
核电站建设工程具有建筑结构、设备工艺复杂，施工技术要求高、施工难度大等特点。高程控制无论是在结构施工过程中还是在设备安装就位调整过程中都起着至关重要的作用。而在不同的施工阶段及施工工序中，选择最适宜的高程测量控制方法不仅能满足结构高程定位、系统设备安装的精度及准确性的要求，还能够减少人力加快测量施工进度。
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论文作者:刘庆, 张驰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第7期
论文发表时间:2017/8/9
标签：测量论文; 高程论文; 核电站论文; 精度论文; 棱镜论文; 读数论文; 钢尺论文; 《建筑学研究前沿》2017年第7期论文;