測(cè)量技術(shù)在大型儲(chǔ)罐制安中的應(yīng)用

測(cè)量技術(shù)在大型儲(chǔ)罐制安中的應(yīng)用使用儀器說明及使用范圍根據(jù)本工程特點(diǎn)和精度要求，選用主要測(cè)量器具及精度見表7.12.1－1：表－1主要測(cè)量器具一覽表儀器名稱型號(hào)數(shù)量精度用途全站儀拓普康GTS-660112’’±(2mm+2ppmm）距離和角度測(cè)量精密水準(zhǔn)儀Ni005A2±0.5mm/1kkm沉降觀測(cè)水準(zhǔn)儀S22±2mm/1km水準(zhǔn)測(cè)量鋼卷尺5M5經(jīng)檢驗(yàn)合格垂直水平距離測(cè)量量全站儀主要用于平面控制網(wǎng)的布設(shè)，對(duì)儲(chǔ)罐中心點(diǎn)的精確定位，罐壁板開孔方向的定位，罐壁板垂直度及橢圓度的測(cè)量等。精密水準(zhǔn)儀主要用于高程控制網(wǎng)的布設(shè)，儲(chǔ)罐沖水試驗(yàn)時(shí)的基礎(chǔ)沉降觀測(cè)，標(biāo)尺選用銦鋼尺。S2水準(zhǔn)儀主要用于罐基礎(chǔ)環(huán)梁標(biāo)高的測(cè)量及罐壁板上口水平度的測(cè)量。前期準(zhǔn)備工作1、平面控制網(wǎng)的布設(shè)按業(yè)主提供的坐標(biāo)控制點(diǎn)，利用全站儀在整個(gè)罐區(qū)設(shè)置平面控制網(wǎng)。按照《工程測(cè)量規(guī)范》要求，控制網(wǎng)的測(cè)設(shè)精度必須符合表7.12.2－1規(guī)定：表－1控制網(wǎng)精度要求等級(jí)測(cè)角中誤差（”）相對(duì)中誤差二級(jí)±121/150002、高程控制網(wǎng)的測(cè)設(shè)1）根據(jù)業(yè)主提供的水準(zhǔn)控制點(diǎn)布設(shè)場(chǎng)區(qū)高程控制網(wǎng)。2）高程控制網(wǎng)的等級(jí)及技術(shù)要求：高程控制網(wǎng)的等級(jí)布設(shè)為三等水準(zhǔn)網(wǎng)，水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)要求見表7.12.2－2：表－2水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)要求等級(jí)高差中誤差路線長(zhǎng)度（km）水準(zhǔn)儀型號(hào)水準(zhǔn)標(biāo)尺測(cè)量次數(shù)閉合差（mm）三級(jí)6mm/km＜50Ni005A雙面往返各一次±12注：L為往返測(cè)段附合水準(zhǔn)路線長(zhǎng)度。在基礎(chǔ)中心定位及壁板開孔放線中的應(yīng)用1、罐基礎(chǔ)中心點(diǎn)的精確定位在罐基礎(chǔ)施工時(shí)，土建施工已經(jīng)對(duì)罐基礎(chǔ)中心點(diǎn)進(jìn)行了定位，但經(jīng)過級(jí)配砂石填充以及瀝青砂鋪設(shè)等工序后，對(duì)罐基礎(chǔ)中心點(diǎn)的位置造成了很大的影響。其偏差值往往要大于±20mm的允許偏差，對(duì)以后儲(chǔ)罐的整體定位有很大影響，特別是進(jìn)出油管的方位如果偏差過大，對(duì)以后工藝管道的施工也會(huì)造成影響。所以需要重新進(jìn)行定位。1）首先，用后方交會(huì)的方法對(duì)罐基礎(chǔ)中心點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)，以確定偏差程度。全站儀后方交會(huì)程序會(huì)利用兩個(gè)已知坐標(biāo)的點(diǎn)計(jì)算中心點(diǎn)（即測(cè)站點(diǎn)）的坐標(biāo)，并會(huì)顯示測(cè)站至每一已知點(diǎn)測(cè)量的角度和距離并顯示平距和高差的殘差。如果軟件不能計(jì)算新點(diǎn)的坐標(biāo)，會(huì)顯示（CalcError）信息，如接受顯示的殘差，下一屏幕便顯示新點(diǎn)的坐標(biāo)。把新點(diǎn)坐標(biāo)與圖紙上設(shè)計(jì)坐標(biāo)相比較，如果偏差超過規(guī)范要求范圍，則需重新對(duì)罐基礎(chǔ)中心點(diǎn)進(jìn)行放樣定位。2）中心點(diǎn)的放樣定位定位方法：利用全站儀的放樣坐標(biāo)點(diǎn)功能重新對(duì)罐基礎(chǔ)中心點(diǎn)進(jìn)行放樣。如圖—1所示，首先選定合適的測(cè)站點(diǎn)。選定能同時(shí)和放樣點(diǎn)、已知坐標(biāo)點(diǎn)（可利用平面控制網(wǎng)中的控制點(diǎn)）通視的控制點(diǎn)作為測(cè)站點(diǎn)。將儀器架設(shè)完畢后，將儀器照準(zhǔn)后視點(diǎn)，輸入測(cè)站點(diǎn)及已知后視點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)，軟件即能計(jì)算出后視方位角。圖7.12.3－1全站儀放樣示意圖其中，HD：水平距離；HR：水平角（右角）設(shè)置完方位角，繼續(xù)輸入放樣點(diǎn)坐標(biāo)值，就會(huì)看到顯示待放樣點(diǎn)的放樣角度和放樣距離的界面。圖7.12.3－2放樣角度及距離如圖7.12.3－2所示，儀器應(yīng)從后視點(diǎn)旋轉(zhuǎn)52o10’16’’才能轉(zhuǎn)到放樣點(diǎn)的方向上，平距20.234m是儀器到放樣點(diǎn)的距離。確定好罐基礎(chǔ)中心點(diǎn)后，即可進(jìn)行壁板開孔方向放線。2、壁板開孔方位放線此項(xiàng)工作需在罐中心點(diǎn)精確定位后，底板鋪設(shè)前進(jìn)行。大型儲(chǔ)罐由于直徑過大，傳統(tǒng)意義上的依據(jù)圖紙開孔角度計(jì)算弧長(zhǎng)，利用卷尺進(jìn)行定位不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且精度偏低。利用全站儀則減少了上述不利因素的影響。1）首先應(yīng)結(jié)合罐區(qū)工藝管網(wǎng)安裝圖和儲(chǔ)罐安裝總圖，對(duì)每臺(tái)罐壁板開孔方位角度進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算時(shí)應(yīng)注意，在工藝管網(wǎng)安裝圖中儲(chǔ)罐進(jìn)出油管口一般都是相對(duì)開孔，并連接到主工藝管網(wǎng)中的。因此每臺(tái)罐在計(jì)算定位角度中，都是以工藝管網(wǎng)安裝圖中該罐進(jìn)出油管口的方向作為參照物，進(jìn)行定位角度計(jì)算的。一般以儲(chǔ)罐安裝總圖上轉(zhuǎn)動(dòng)扶梯的方向?yàn)?o方向，沿順時(shí)針方向?qū)⑷丝住嚢杵骺?、浮頂排水管口、浮頂消防管口、進(jìn)出油管口等附件開孔角度一一計(jì)算并記錄。然后計(jì)算出在工藝管網(wǎng)安裝圖中0o方向與建筑北方向之間的夾角β。2）利用全站儀進(jìn)行角度放線測(cè)量如圖7.12.3—3所示，利用“設(shè)置水平方向方向角”功能，顯示測(cè)站點(diǎn)C（即罐基礎(chǔ)中心點(diǎn)）坐標(biāo)輸入與后視點(diǎn)坐標(biāo)輸入，輸入坐標(biāo)后儀器可計(jì)算出方位角。例：圖7.12.3－3所示中，測(cè)站點(diǎn)C坐標(biāo)為（A＝1234.567，B＝2345.678）后視點(diǎn)A坐標(biāo)為（A＝54.321，B＝12.345）則計(jì)算所得方向角HR＝320o10’20’’。將此方位角轉(zhuǎn)至0o00’00’’（即360o00’00’’），此時(shí)的角度即為建筑北方向，再轉(zhuǎn)過β的角度，即可得到開孔方向定位所需的0o方向。圖7.12.3－3設(shè)置水平方向方向角以此0o方向?yàn)槠鹗键c(diǎn)，將所需角度一一在環(huán)梁上標(biāo)出，即可得到各個(gè)附件開孔的正確方位。在壁板組裝中的應(yīng)用測(cè)量技術(shù)在壁板組裝中的主要作用是對(duì)壁板的水平度、垂直度及橢圓度進(jìn)行監(jiān)測(cè)及控制，提高壁板安裝的整體垂直度和橢圓度。其中最關(guān)鍵點(diǎn)是對(duì)第一圈（底圈）壁板的安裝精度的控制。本文在此節(jié)著重講述第一圈壁板組裝時(shí)應(yīng)控制的地方。1、環(huán)梁高差的控制GB50128－2005《立式圓筒形鋼制焊接油罐施工及驗(yàn)收規(guī)范》規(guī)定，有環(huán)梁時(shí)，每10m弧長(zhǎng)內(nèi)任意兩點(diǎn)的高差不應(yīng)大于6mm，且整個(gè)圓周長(zhǎng)度內(nèi)任意兩點(diǎn)的高差不應(yīng)大于12mm。本工程在進(jìn)行罐基礎(chǔ)驗(yàn)收時(shí)，就嚴(yán)格控制環(huán)梁的高差。利用S2水準(zhǔn)儀對(duì)環(huán)梁進(jìn)行水平測(cè)量，作好記錄，并在基礎(chǔ)上作上標(biāo)記。對(duì)于高點(diǎn)利用扁鏟鏟平，低點(diǎn)則用3mm～12mm不等的扁鋼墊平。力使相鄰兩點(diǎn)的高差≤5mm，任意兩點(diǎn)的高差≤10mm。2、底圈壁板上口水平度的控制GB50128－2005《立式圓筒形鋼制焊接油罐施工及驗(yàn)收規(guī)范》規(guī)定，相鄰兩壁板上口水平的允許誤差，不應(yīng)大于2mm，在整個(gè)圓周上任意兩點(diǎn)水平的允許偏差，不應(yīng)大于6mm。當(dāng)儲(chǔ)罐第一圈壁板組裝完成后，利用水準(zhǔn)儀對(duì)壁板上口水平度進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，水準(zhǔn)儀選用S2水準(zhǔn)儀，測(cè)尺選用鋼卷尺。開始測(cè)量時(shí)，以壁板0o方向?yàn)槠鹗键c(diǎn)，一般每塊壁板測(cè)量三個(gè)測(cè)點(diǎn)，分別在壁板的兩端和中間。測(cè)量方法采用倒掛卷尺法，將鋼卷尺倒掛在要觀測(cè)的壁板處，測(cè)量完一圈標(biāo)高后回到起始點(diǎn)，對(duì)起始點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)，并做好測(cè)量記錄。整個(gè)測(cè)量過程可視為一個(gè)閉合水準(zhǔn)路線，以100000m3儲(chǔ)罐為例二等水準(zhǔn)測(cè)量閉合路線閉合差其中L為符合路線或閉合路線的長(zhǎng)度，以公里為單位。當(dāng)起始點(diǎn)的標(biāo)高與復(fù)測(cè)結(jié)果不超過2mm時(shí)，則屬于有效范圍；超過這個(gè)限度應(yīng)檢查原因，返工重測(cè)。由于水準(zhǔn)儀是架設(shè)在鋼板上進(jìn)行觀測(cè)的，周邊工人作業(yè)或人員走動(dòng)均對(duì)觀測(cè)結(jié)果有影響。因此在觀測(cè)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1）水準(zhǔn)儀在進(jìn)行觀測(cè)前必須進(jìn)行檢驗(yàn)和校正。2）水準(zhǔn)儀必須架設(shè)在已鋪設(shè)完畢，還沒有進(jìn)行焊接的底板上，即還沒有和周邊練成一體的底板上。以減小周邊工人作業(yè)或人員走動(dòng)造成的影響。3）選擇鋼板變形相對(duì)下凹的地方作為觀測(cè)點(diǎn)，以減小周邊工人作業(yè)或人員走動(dòng)造成的影響。4）必要時(shí)利用重物（厚鋼板等）作為配重壓在架設(shè)儀器處，以減小鋼板變形引起的誤差。在觀測(cè)結(jié)束后，及時(shí)將觀測(cè)結(jié)果通知施工隊(duì)。并督促施工隊(duì)通過調(diào)節(jié)背杠、斜撐等方法調(diào)整水平度。調(diào)整時(shí)應(yīng)注意同時(shí)利用線垂進(jìn)行垂直度的調(diào)整。調(diào)整好后，使用水準(zhǔn)儀對(duì)調(diào)整后的高差進(jìn)行復(fù)測(cè)。直到觀測(cè)結(jié)果符合規(guī)范要求為止。圖－1上口水平度高差測(cè)量圖7.12.4－2底圈壁板半徑測(cè)量3、底圈壁板橢圓度的控制在底板施工完成后，將中心點(diǎn)從罐基礎(chǔ)上引至底板上，并做好標(biāo)記。當(dāng)?shù)兹Ρ诎褰M裝完成后，將全站儀架設(shè)在儲(chǔ)罐中心點(diǎn)上，并整平對(duì)中。1）規(guī)范要求：GB50128－2005《立式圓筒形鋼制焊接油罐施工及驗(yàn)收規(guī)范》規(guī)定，儲(chǔ)罐內(nèi)表面半徑允許范圍如表7.12－4：表7.12.4－1內(nèi)表面任意點(diǎn)半徑的允許偏差儲(chǔ)罐直徑D（m）半徑允許偏差（mmm）D≤12.5±1312.5＜D≤445±1945＜D≤76±25D＞76±322）測(cè)點(diǎn)的選擇根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定測(cè)點(diǎn)數(shù)量。本工程50000m3儲(chǔ)罐選擇10個(gè)測(cè)點(diǎn)，100000m3儲(chǔ)罐選擇16個(gè)測(cè)點(diǎn)。測(cè)點(diǎn)應(yīng)對(duì)稱分布，以便計(jì)算出在直徑方向上的偏差。圖－350000m3儲(chǔ)罐半徑偏差值3）測(cè)量方法以50000m3儲(chǔ)罐為例，首先確認(rèn)在角度測(cè)量模式下，照準(zhǔn)儲(chǔ)罐0o方向?qū)⑺浇侵昧?，然后在測(cè)量時(shí)每隔36o測(cè)量一次平距。并將測(cè)量結(jié)果按圖7.12－6所示記錄。由一人持棱鏡從0o方向開始，沿順時(shí)針方向按測(cè)量人給定的位置，將棱鏡放至壁板中間進(jìn)行測(cè)量。觀測(cè)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1）觀測(cè)時(shí)應(yīng)避開施工高峰期，盡量在無人施工的情況下進(jìn)行，以減少周邊環(huán)境對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。(2）必要時(shí)利用重物（厚鋼板等）作為配重壓在架設(shè)儀器處，以減小鋼板變形引起的誤差。3）測(cè)量時(shí)，應(yīng)注意棱鏡的改正常數(shù)。拓普康儀器的棱鏡改正常數(shù)為0，其他儀器則需預(yù)先設(shè)置相應(yīng)的棱鏡常數(shù)。在進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，由于棱鏡是背靠罐壁板，反射點(diǎn)距壁板仍有20mm的距離，所以所有觀測(cè)數(shù)據(jù)均應(yīng)加上20mm才是最后的觀測(cè)結(jié)果。在充水試驗(yàn)過程沉降觀測(cè)中的應(yīng)用1、精度要求與使用儀器沉降觀測(cè)采用幾何水準(zhǔn)測(cè)量方法執(zhí)行。其測(cè)量精度要求在《工程測(cè)量規(guī)范》中有明確規(guī)定，采用不低于三級(jí)沉降觀測(cè)，觀測(cè)方法應(yīng)采用不低于三等水準(zhǔn)測(cè)量，往返閉合限差為±0.6（n為測(cè)站數(shù)）。測(cè)量中使用Ni005A精密水準(zhǔn)儀，其性能指標(biāo)：望遠(yuǎn)鏡放大倍率40倍，估讀數(shù)至0.001m，標(biāo)尺使用銦鋼尺。2、沉降觀測(cè)點(diǎn)位布置在罐基礎(chǔ)環(huán)墻上設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn)24點(diǎn)。觀測(cè)前在罐四周不受基礎(chǔ)沉降影響的地方布設(shè)3-4個(gè)點(diǎn)作為三等水準(zhǔn)網(wǎng)，作為觀測(cè)的基準(zhǔn)，基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)選擇在距離建筑物50～100m范圍內(nèi)，以基巖或堅(jiān)實(shí)的土層位基礎(chǔ)，頂部加工成圓球形狀，以便于立尺。基準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)保證在觀測(cè)每一個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)時(shí)，至少能同時(shí)觀測(cè)到一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)。儲(chǔ)罐的沉降觀測(cè)測(cè)量時(shí)應(yīng)注意從基準(zhǔn)點(diǎn)上按閉合水準(zhǔn)路線形式進(jìn)行觀測(cè)?；鶞?zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性：基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性是沉降觀測(cè)工作中最重要的因素。在沉件觀測(cè)前應(yīng)對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)，在沉件觀測(cè)過程中，每一月應(yīng)進(jìn)行聯(lián)測(cè)一次，基準(zhǔn)點(diǎn)相互驗(yàn)證，選擇最穩(wěn)定的點(diǎn)作為沉降觀測(cè)起始點(diǎn)?；鶞?zhǔn)點(diǎn)兩期檢測(cè)高程之差應(yīng)小于±0.2，n為兩點(diǎn)之間聯(lián)測(cè)時(shí)的測(cè)站數(shù)。3、觀測(cè)方法及注意事項(xiàng)1）測(cè)前檢查：在作業(yè)前必須對(duì)水準(zhǔn)儀合水準(zhǔn)尺進(jìn)行全面檢查，特別是i角的檢驗(yàn)，標(biāo)尺每米的真長(zhǎng)檢驗(yàn)，其中i角的檢驗(yàn)在每次沉降觀測(cè)前進(jìn)行。2）作業(yè)技術(shù)要求基點(diǎn)聯(lián)測(cè)：視距＜35m，前后視距差＜0.5mm，累計(jì)視距差＜1.5mm，視線高大于0.5m，兩次讀數(shù)差＜±0.3mm，環(huán)線閉合差＜±0.3mm，n為測(cè)站數(shù)。沉降點(diǎn)觀測(cè)：視距＜25m，前后視距差＜0.5mm，視線高大于0.5m，兩次讀數(shù)差＜±0.3mm，環(huán)線閉合差＜±0.3mm，n為測(cè)站數(shù)。3）測(cè)量時(shí)間及順序儲(chǔ)罐充水時(shí)，第一次直接充水到罐高的1/2，進(jìn)行沉降觀測(cè)，并將數(shù)值與充水前的觀測(cè)數(shù)值進(jìn)行對(duì)照，計(jì)算不均勻沉降量；當(dāng)未超過允許不均勻沉降量時(shí)，可繼續(xù)充水到罐高的3/4，進(jìn)行觀測(cè)計(jì)算沉降量；當(dāng)未超過允許的不均勻沉降量時(shí)，繼續(xù)充水到最高操作液位，并分別在充水后和保持48小時(shí)后進(jìn)行觀測(cè)，當(dāng)沉降量無明顯變化，可放水；當(dāng)沉降量有明顯變化，則應(yīng)保持最高液位，進(jìn)行每天的定期觀測(cè)，直至沉降穩(wěn)定為止。在充水過程中，如基礎(chǔ)發(fā)生不允許的均勻沉降量（本工程規(guī)定均勻沉降量允許值2