利用GPS和CAD技术建立电厂施工方格网.pdf

型 思 g p s 塑 c a d 攮 建 宴 史 鹧 杰 圆 一 匿 雹 量 雪 罾 ； 塑 圆 利 用 g p s和 c a d 技 术建 立 电厂 施 工 方 格 网 常增 亮 ， ( 山东电力工程咨询院， 宋爱虎 山东济南2 5 0 0 1 3 ) 摘要：本文应用 g p s 、r t k及 c a d技术，提出了一种建立施工方格网的新方法 ；经工程应用，在满足 精度要求的前提下 ，工作效率得到了提高，工作方法得到了简化。 关键词：g p s ；r t k；c a d；施工方格网 中图分类号 ：p 2 文献标识码：b 文章编号：1 6 7 1 - 9 9 1 3( 2 0 0 6 )0 3 - 0 0 3 4 - 0 4 s e t u p s q u a r e co n t r o l ne t wo r k by us i n g te c h n o l o g y 0 f gps cad i n po we r pl a n t chang ze n g l i a n g， s ong ai h u ( s h a n d o n g e l e c t r i c p o w e r e n g i n e e r i n g& c o n s u l t i n g i nst i t u t e ， m， l 2 5 0 0 1 3，c h i n a ) ab s t r a c t ： i n t h i s a r t i c l e s u s i n g t e c h n o l o g y of gp s r t k c ad p u t t i n g f o r wa r d a n e w w a y s for f o u n d i n g w o r k - i n g c o n t r o l n e t w o r k s o f p o w e r p l a n t ；h a v i n g u s e d t h i s s t y l e s for p r o j e c t， t h e r e s u l t i s p r e c o n d i t i o n fo r a c c o r d v i t i l n e e d i n g p r e c i s i o n h a v i n g k e e p e d a n d i mp r o v i n g e f fi c i e n c y a n d p r e d i g e s t i n g w a y s o f w o r k s ke y wo r d s ： g p s； rt k； cad；wo r k i n g c o n t r o l n e tw o r k s 火力发电厂施工方格 网是整个厂 区建设 的 平面布设和高程起算基础，在场地平整、基础 开挖、地基处理 、厂房建设 、设备安装等整个 建设过程中都起着至关重要的作用 ，如何快 速、准确地建立电厂施工方格网一直是各个建 设单位十分关注的事情 。近年来主要是应用全 站仪进行方格网建设，以精密放样、建立导线 网、调整点位 、检测角度为主要工作过程 ，整 个过程所需时间长 ，作业过程繁琐 、劳动强度 大；本文结合 g p s 、r t k及 c a d等各项新技 术，提出了一种快速 、准确新型建立施工控制 网的方法 ；经工程应用 ，在满足精度要求的前 提下，工作效率得到了提高，工作方法得到了 简化 。 收稿 日期 ：2 0 0 6 - 0 l ， 0 3 作者简介 ：常增亮 ( 1 9 7 1 ) ，男 ，高级工程师 。 3 4 电力勘测设计 2 年0 g 月 箔3 期 1 工作思路 按照 火力发 电厂工程测量技 术规程 ( d l t 5 0 o 1 2 0 0 4 )中关于施工方格网的作业要 求，结合实际作业情况，经分析其关键处是： 方格网的设计，既要满足将来施工放样 的需要 ，同时要保证 方格 网的边要与 主建筑物 平行 ， 还要考虑到施工过程中临时建筑和道路 的影响 ，防止在施工 过程 中受到破 坏 ；以往方 格网的设计是以总平面图为基础，以主厂房为 主线作为控制因素，桩位的位置在总平面图上 不易直观反映且可能在施工过程 中受到影响； 如果采用在 c a d下应用总平面图并结合施工单 位的实际需求，将能合理策划方格网的边长和 维普资讯 露 置 重 雪 盈 豳 - 旦 垒 旦楚查建 宴皂 塑 王 位置 ，方便直观地获知方格网点位置坐标。 放样方格网点位置在埋设桩位过程中要 得到确定 ，防止调整桩位坐标位置 时偏离 出桩 位。对方格 网点点位 中误差 应满足 5 c m的 精度要求 ，是容 易做到 的。但 对于方格 网直线 度限差 5 ” 的要求 ，如果采用全站仪必须进 行多次调整，才能满足要求 ，结合已经成熟的 g p s 技术和 c a d技术，在精确获得桩位中心坐 标的前提下 ，在 c a d下精确获取各方格网点 的 调整数据 ，然后再用高精度全站仪进行放样调 整方格网点，将会提高调整方格网点满足精度 要求的准确性 。 同样，应用 g p s 快速静态测量技术配合 全站仪进行方格网直线度 限差 的检验 ，再用 全 站仪随机抽检部分直线角 ，然后 比较和 g p s快 速静态测量角度的差值来推算判定整个方格网 的精度情况将会大大提高作业效率和减轻劳动 强度。 采用新方法的工程流程图为 ： 2 工作过程 本文以某 电厂施工方格 网建设过程为实例 ， 详细介绍了其作业过程。 该电厂基本 建设情 况是 ：建设 规模 为 2 1 2 5 mw，建设面积为 4 0 0 m 5 0 0 m，地势平坦 。 2 1 进行方格网的设计 设计原则为以总体布置图为依据、结合现 场施工要求、 避免临时道路和临建的影响，在 c a d技术下精确设计方格网。按照 火力发电 厂工程测量技术规程 ( d l t s 0 0 1 。 2 0 0 4 )中对 施工方格 网的设计要求为 ： 宜按轴线法布设成方形或矩形，边长应 取整数。 边应与建筑物平行，尽量布置在建筑物 附近，使网点控制面广，定位、放线方便。 主轴线的端点宜布设在厂区边界上。 保证网点间通视 良好，便于经常复核和 标桩的长久保存。 网点高程应与场地设计整平标高相适应。 宜在场地平整后进行施工方格网的布设。 在方格网实际设计中，在满足以上条件的 同时还应考虑到基础开 挖 、临时建筑 既设备进 接 受任 务 收集 棚关测 量 制 资料和总 、 面 图、咨询施工单位 临时建设要求 j r ca d下再 总平面 图丛础 上， 设计 方格网点位 以原有测量资料 ，精确求定转换参数 ： 应用 r t k技 术放样 桩何位 鼹 围阳点 进行汇交准确制作桩位，其 中 心坐标值 误差小于 3 c m 以 台 l e i c a gp s i 2 3 0安 gp s d 级精度确定桩何中心化霹坐标 c ad下构造施工控制网 ，获取 各点位准确偏离值及偏离方向 上 精密全站仪作业调整点位位 土 应用 gp s测最和全站 仪检 核 直线角度 出通道 的影响与破坏情况 ，因此应 以总平面 图 为基础， 请施工组织方共同确定方格网方案为 宜。本工程就是 以主厂房主线作为主要控制 因 素，结合施工单位需求，布设 了主体为 4综 4 横的矩形方格 网。桩位位置主要为竣工后 的道 路两侧绿化带内，易于长期保存与维护。将设 计好的矩形方格网落实到在从设计专业收集到 的 c a d总平面图上，然后在 c a d下方便直观准 确地获知各方格网点位置坐标。 2 2 应用 r t k技术建立控制桩位 准确制作控制桩位是建立施工方格网中一 项十分重要的工作 ，由于桩位上表面为一 2 0 c m 电力勘测设计 2 o d 8 年d b 第3 划 3 5 维普资讯 员 c a d 焦 查 建 宴 史 施 王 友 圈 上 匿 雹 董 雪 目 圆 x 2 0 c m的钢板 ，应尽量使制作后 的桩位 中心接 近设计方格 网点位 置坐标值 ，避免 出现调整点 位置坐标溢出桩位 顶端现象 的出现 。在桩位 的 制作过程 中由于要开挖基础及制作 标石 ，应反 复准确确定控制桩位 中心位置 。经分析 l e i c a g p s r t k其平面点位误差精度为2 c m+1 p p m， 且作业 比较方便 ，因此如果在桩位 四周均 匀准 确放样出4个控制装辅桩，作为制作控制装的 及时校核条件 ，将 会 比较方便 简洁。为确定放 样控制装辅桩，应准确求定 g p s r t k转换参 数 ，转换参数的求取方 式为 ：在 已建立 的厂 区 控制网基础上 ，选取 测区 四周 的控制点 和中心 点，以g p s快速静态测量的 wg s 8 4坐标和控制 点成果按仿射变换法求定七参数。 经现场 检测 ，以 g p s r t k校测其 他控 制 点，最大较差 为：x=1 5 m m；y=9 m m； az： 2 5 m m，证明转换参数求定方法准确。 为防止粗差问题的发生，作业过程中采用 了分两次初始化后分次测 量像控点 ，即每一像 控点都有无相关联的两个坐标值 ，其较差最大 值为：x= 9 m m；y= 6 mm；z=1 2 m m。 比较结果表明 r t k作业过程正确 。 作业过程中应使用对中杆，保证点位误差 4 - 2 5 c m，放样桩位位置周围四点 ，以便后续 作业应用测线等方式准确汇交制作桩位。 2 3 确定中心点位准确坐标快速静态作业 经过稳定 周期后 的控制桩位 ，在其 桩位 中 心制一黑色 “+”丝，然后 应用 四台 l e ic a g p s 1 2 3 0以 g p s d级精 度标准构造包含全桩位 的 g p s d级网，采用主基线两端点的约束后的 g p s基线水平长度，固定一端点坐标值，以 “ 一 点一方位”方式计算另一端点新坐标然后进 行二维严密约束平差，确定各桩位中心位置 坐标。 2 4 c a d 下构 造 施 工 控 制 网。获 取 偏 移 准 确值 将严密平差后的各桩位中心坐标值展绘至 c a d下，以先前设定的主基线两端点为基准， 恢复先前设计的施工控制网方案；以主基线为 起算方向，先前 固定端点 坐不变 ，量取 各点位 准确偏离值及偏离方向并确定各桩位中心点调 整值和调整方 向。 3 6 电力勃测设计 2 d o 年 ) 月 第3 剃 2 5 精密全站仪作业调整点位位置 应用 2 ”级 以上精密全站 仪 ，准确 对 中整 平 ，以主基线固定端点 为架站起点 ，以主基线 方向为起始方 向，以正倒镜 观测 取 中的方式 ， 应用 c a d环境下辅助设计获取的数据先调整另 一 端点至准确位置。然后应用 c a d下 获取 的调 整数据逐级调整各控制桩位至准确位置。 2 6 应用 g p s测量和抽检 部分 角度方式进行 全面检核 为保证经以上各步骤获取的方格网满足规 程规范要求，应进行全面检测其点位中误差和 角度限差 ( 角度 限差应满足 5 ” 、点位 中误 差应满足 5 c m) ；为比较应用 g p s测量和抽 检部分角度方式进行 全面检核 的可行性 ，本工 程既应用全站仪进行 了全面检测又应用 g p s进 行 了 d级精度标准作业 的 g p s d级 网。经对 比 发现角度最大差值为2 ” ，坐标最大差值为ax = 5 m m、y=6 mm；均满足相 关规程 规 范要 求 ， 证明应用 g p s测量和抽检部分角度方式 进行全 面检核的作业是可行的。 3 新旧方法比较 本工程应用 g p s 、r t k及 c a d技术进行施 工方格网的建立 ，将原来必须应用 多次导线测 量才能完成的工作得到了优化，将很多外业工 作转换为内业工作，在保证同等精度的前提下， 既降低 了劳动 强度又极 大 的提高 了作业 效率 ， 具有很好的应用前景。 应用导线测量作业 过程与本文方法作业对 比如下 ： 作业内容 导线测量 本文方法 结合 平面 图 ，选 定 主轴 线 c a d 下 优 化 设 基点，联测测量其坐标值， 计格网点。 计算其他格 网点坐标 。 特 点 ：获 取 数 方格网的设计 特点：计算易出错，校核 据方便、直观、 不方便；网形准确位置事 准 确；网形 准 先未知。 确 位 置 事 先 已知 。 工作量 ：1 天 工作量 ：0 5天 等级导线 联 测 至测 区 准 应用 r t k技术 确放样桩位四周点。 特 点：内 业 求 建立控制桩位 特点 ：劳动 强度 大 ，所需 定 转 换 参 数 ， 时间长。 放 样 桩 位 四 周 点简单方便。 工作量：3天 工作量 ：0 5天 ( 下转第 4 l页) 维普资讯 e 圃圜 疆 一 查 曼蕉 皇 圭挛蜃琴 壁摩 遭 匿计 算 k =7 2 9 2 0 4 =1 1 6 也就是说 ，按预防性试验 电压考虑的发 电机 的 冲击电压耐受强度与避雷器 5 k a时残压 的绝缘 配合裕度为 1 6 。 ( 1 2 )冲击电压上升速度 r =u 2 r=1 7 7 6 1( k v i x s ) 按图 4 ，该发电机出e l 不另外装设电容器。但需 指出，该工程 g c b的两侧均带并联电容器。 4 结论 冲击电压波作用于变压器高压绕组时，在 低压绕组会产生过 电压。在开 始时刻主要为静 电感应电压 ，在变压器低 压侧等值 电容比较 大 时，其数值较小 ；当在绕组中形成 冲击电流 时， 变压器低压侧过 电压 主要 为电磁感应 电压。采 用本文方法可 以计算出 电磁感应 电压 的幅值和 平均陡度 ( 电压上升速度) ，将其作为是否需要 装设过电压保护设备的判据，以及选择避雷器 和电容器的依据。 参考文献： 1 陈维贤 电网过电压教程 m 北京： 中国电力出 版社 1 9 9 5 2 朱子述 电力系统过电压 m 上海： 上海交通大 学出版社，1 9 9 5 址 1 止 1 止 1 止 1 止 1 止 1 止 1 止 1 止 1 止 1 止 1 止 1 l 址 址 址 址 址 址 1 止 1 止 1 止 1 止 1 l 址 址 址 1 止 1 止 1 止 1 止 1 止 址 址 址 址 1 止 1 止 址 址 址 址 址 址 ( 上接 第 3 6页) 续表 作业内容 导线测量 本文方法 g p s 快 速 静 态 每 桩测量 角度 与距离 。 作业 。 确定 中心 点位 准 特 点 ：劳 动 强度 大 ，所需 特 点 ： 自 动 化 确坐标 时间长。 作 业 ，效 率 高 ， 工作量 ：4天 劳 动 强 度 低。 工作量 ：1天