1、某机电埋件及机电设备测量方案一、 总体工程情况 某水电站总装机容量2600MW，是我国在建比较大的地下电站工程，左岸地下电站共设置3台25MW水轮发电机组，其中7#、8#、9#机由上海某公司设计制造，1#6#机由某HEC设计制造。工程于2006年12月25日开工，计划工期3年。本标段主要测量工作包括水轮机埋件（基础环、底环、蜗壳、机坑里衬）放点、主机安装机坑测定、其它设备（变压器、GIS、GIL和出线设备）放点工作等。所有测绘任务，严格依据施工招标文件规定的主要工程项目和标准制定。二、测量方案编制依据1、国家三角测量规范（GB/T17942-2000）2、国家一、二等水准测量规范（GB12892、7-91）3、水电水利工程施工测量规范（DL/T5173-2003）4、水力水电工程测量规范（SL197-97）5、中短程光电测距规程（GB16818-1997）6、测绘技术总结编写规定（CH1001-91）7、测绘产品检查验收规范（ZBA75002-89）8、水电站左岸地下电站、泄洪洞土建及金属结构安装工程招标文件中技术条款10、电站工程金属结构安装测量管理办法（2009年6月）三、人员、仪器设备资源配置此项目计划配置员工4名和部分协作小工，仪器设备为全站仪1台套，精密数字水准仪1台套，其它设备若干。所有人员均持有国家统一认证发放的测绘资格证书，所有仪器设备的使用均保证定期鉴定，并在有效鉴定3、期内。所有人员和仪器设备在项目部的统一安排下动态调配，最大限度的满足施工需求。主要测量人员名单表：表-1序号姓名职务/职称学历12345678主要仪器设备表：表-2序号设备名称设备型号仪器标准精度台/套2全站仪TCR8022，2+2PPM13数字水准仪DNA030.3mm/km14计算机5对讲机6基座棱镜四、测区已有控制网点基本情况2005年09月，由业主测量中心布设的左岸地下电站主厂房最新测量控制网成果向我部发布，控制网如表-3所示，主厂房控制网由1#交通洞内的二等首级导线网加密而成，分别由上2交通洞及中1交通洞至主厂房内，在主厂房内则组成图形结果较强的边角组合网，高程控制则在平面网点上布设4、三等光电测距三角高程的基础上又分别在安装间、5#压力管道及主厂房353.6m平台分别布设了若干高等级的水准测量控制点，途中“”符号为首级二等导线点，“”为主厂房骨干控制点，点名及网点等级见表一3，从发布成果知，由测量中心布设的主厂房控制网点平面位置精度达到3mm，高程精度控制点达到了1mm以上，均高于规范中大型水电站工程对控制网精度的要求，同时点位布设均匀，密度适中，完全可以作为我部进行下步加密控制网和直接放样的基本控制网。左岸地下电站主厂房测量控制点统计表 表3序号控制点名平面控制点等级高程点等级高程点位置123456789101112五、主厂房控制网的复核检查按照测量规范及合同文件的要求，5、在下列情况下，应对业主测量中心提供首级网的进行复核检测。（1）平面控制网建成一年后。（2）开挖工程基本结束进入混凝土浇筑、金结和机电安装工程开始之时。（3）离开挖区较近的控制点应适当增加复测次数。（4）发现网点有被撞击的迹象或在其周围有裂缝或有新的工程施工时。（5）遇明显有感地震。 （6）利用控制网点作为起算数据进行布设局部专用。 由于业主测量中心于2005年9月份新发布的控制点成果时离本项目开工时间间隔较短，并且主厂房开挖工程基本结束，没有明显的地质震动，各控制点理论上变形应很小，但考虑到机电安装控制点的精度问题。按照上述要求，我部在加密各台机组控制网点时应同步复核骨干网的变形情况，平面控制6、网主要检查指标为各骨干控制点间的边长附合值、各骨干点组成的三角网闭合差、以及平差后控制网骨干点的点位精度、坐标差值等方式。高程控制复核时尽量以主厂房1353.6m平台高程控制点为起讫点布设闭合差合环或附合线路，在加密各台机组高程控制点的同时以高差闭合及高差精度为主要检核指标检查骨干高程控制点的变形情况，检测时按照控制网检核测量与布设测量时精度相当的原则制定各项技术要求，并采用了与测量中心布设主厂房控制网时精度相当的仪器设备、施测等级相当的测量方法进行此项工作。平面控制复核主要技术指标见表4，高程控制网复核主要技术指标见表5.边角组合网、测边网技术要求 表4等级边长M侧角中误差平均边长相对中误差7、测距仪标称精度mmkm测回数边长水平角天顶距1级2级1级2级二等5001.01:2500002往返各294三等3001.81:1500003往返各26934四等2008002.51:1000005往返各24623注：光电测距仪一测回的定义为照准1次测距离4次。各等级水准测量的技术要求 表5等级偶然中误差mmkm全中误差Mwmmkm仪器标称精度mmkm水准标尺类型观测方法往返观测次数次观测顺序往返测较差线路闭合差mm往测返测平丘地山地二等120.51因瓦尺光学测微法1奇书站：后前前后偶数站：前后后前奇术站：前后后前偶数站：后前前后40.6三等3613因瓦尺或黑红面尺光学测微法中丝读数法1后前前后8、123四等5103黑红面尺中丝读数法1后后前前205 注：n为水准路线单程测数站，每公里多余16站时按山地计算闭合差限差；L为闭合或附和线路长度，km；仪器标称称精度为每公里水准测量高差中数的偶然中误差。六、机电埋件及机电设备安装专用控制网的布设金结及机电设备安装专用控制网布设时按以下规定执行：1、金结及机电设备安装专用控制网、控制轴线必须以主厂房控制网作为基准，并随着安装部位的形成及时分层布设，可采用前方交会、极坐标法、直角法、正倒镜等方法进行观测，但无论布设几级控制网，在条件允许的情况下要尽量与主厂房控制网进行联测，加密专用网点精度相对于邻近控制点（即主厂房控制点）平面位置限差均应小于109、mm，高程中误差小于3mm，坐标较差不应大于倍测量中误差。2、为保证机电设备安装的 相对精度，专用控制网内及安装轴线间的相对误差（平面和高程）均小于1mm。且对于独立的安装单元，安装轴线点不少于3个，高程点不小于2个，以便于测量放样或验收时相互检查，避免粗差的发生。3、鉴于目前高精度的测量仪器的拥有情况，布设专用网时，完全可以使用全站仪按前方交会法、极坐标等方法进行加密网点的布设，但无论采取什么方法，控制网精度均应满足前述二点对精度的要求，由于加密网点边长均很短，按高等级测量技术要求增加测回数并不能明显提高网点精度，测量误差主要来源于仪器对中误差、棱镜常数误差及标定点位时的误差，因此，测前均应10、对仪器双轴误差进行检定，棱镜加常数与鉴定钢尺进行比较对，测中则要求观测员作业时精益求精，正确设置气象元素及棱镜常数，尽量减小仪器对中误差和点位标尺误差，所有观测均要进行正倒镜观测以消除仪器双轴误差，测后还要对仪器及棱镜进行比对检查。控制网点精度可以按相当等级的要求进行精度估算，但精估评定则应以最后的平差成果进行评定。4、专用控制网布设时距离测量精度的高低是提高控制网点精度的关键因素，因此在条件允许的情况下，距离测量尽量使用经过检定的长钢尺量测，或使用全站仪用“差值法”进行观测，竖直传高时也应使用检定过的铟瓦尺和高精度数字水准仪测量。5、金结及机电设备测量专用控制网一旦确定，则在本单元安装期间内11、不能变动，为保证控制点的牢固稳定，在356m合适的部位预先埋设牢固钢筋头或铁板作为布设平面控制点使用，使用土建施工时预先埋设的水准标盒或打磨后的钢筋头最为高程控制点。同时要对控制点进行明显的标示和有效的防护，确保测量控制点在安装期间稳定不要破坏。加密控制网点示意图及埋设控制点样图见图4，其中，JD点加加密控制点，A、B、C、D过机组中心点既可以作为放样埋件控制点时使用，同时也可随时作为恢复放样点或验收时使用。考虑到座环安装吊入机坑后，布设于356m砼面的加密高程控制点基本无法使用，提前在已加固的椎管内壁上焊接二到三个球形接触面的钢筋，将高程导入钢筋头上以便后续使用。N #机组肘管安装测量控制网12、示意图 图4机电安装测量控制点埋设示意图 图5七、测量放样及验收1、机组设备埋设与安装测量与验收流程本标段机组设备埋设与安装设备多且程序复杂，设备结构形式、断面形式及安装定位精度要求不一，因此应针对不同的设备、不同的工序放样不同的特征控制点，以满足施工人员调校时使用。2、机电设备埋设与安装测量放样技术要求2.1、安装点线的测放必须以安装轴线和高程基点（专用控制网）为基准，组成相对严密（相对精度高）的局部控制系统。2.2、方向线测设时后视距离必须大于前视距离，宜用具有细、直、尖特点的测针等工具最为照准目标。全站仪投点应采用正/倒镜两次定点取平均值。2.3、距离测量：30m以内宜采用钢带尺量距，测13、量时每次读数估读至0.1mm。钢带尺量距值必须进行倾斜、尺长、温度、拉力及悬链修正。不便用钢带尺量距或量距超过30m时宜采用测距仪或全站仪“差值法”施测。2.4、安装点的高程测量应根据金属结构与机电设备安装设计对高程的精度要求，可采用满足精度要求的水准测量或光电测距三角高程测量方法。2.5、高精度的水平度测量（如座环法兰面）应使用在底部装配有球形接触点的铟瓦水准尺或钢板尺。钢板尺应镶嵌在木质或铝合金型材中，并装有安平水准仪。2.6、刻划安装点标志的误差应小于0.2mm。2.7、金属结构安装放样及验收测量精度均按表-6中有关规定执行。安装放样点测量限差 表6 单位：mm安装测量项目测量限差平面垂14、直度高程水平度始装节管口中心定位55压力钢管与蜗壳、阀门伸缩节等有连接的管口中心定位1010其他管口中心定位1515水轮发电机座环安装中心定位330.2机坑里衬安装及蜗壳安装中心定位1050.5注1：测量限差均相对于安装轴线和高程基点。注2：当工程要求高于上表面时应遵守有关技术文件规定。2.8、测量人员进行放样前，安装单位人员必须在提交清单的同时，根据所要放样部位的坐标及现场情况焊制样架，样架应牢固并且样架必须与要安装的机电设备分离。2.9、无论机电埋件和机电设备的放样点应能确定埋件每个断面各特征点的里程、偏差及高程，施工单位在利用样架点挂系钢丝进行校对时，钢丝线直径应小于0.5mm，钢丝中间15、不得有接头；无论是垂直钢丝还是水平钢丝应垂挂不得轻于5kg的重锤，挂系垂直钢丝还应将重锤浸入装有重油的油桶中，所有这些工作既保证钢丝的直线度和垂直度不受外界因素的影响，施工人员在用直角钢尺或板尺利用钢丝量测量均要垂直于钢丝与钢板的交点处读数，避免视觉误差的影响。2.10、施工单位在使用高程基准点进行高程定位时，测前应对水准仪的角进行检查，架设仪器时尽量使前视和后视相等并靠近埋件测量部位以减小仪器角误差的影响，必须后视检查二个以上的高程点无误后方可进行下步工作，以避免误差。3、各类埋件主要点线的放样方法埋件安装的测量放点工作主要包括以下几个方面内容：座环安装高程控制点，方位控制点，中心控制点的放16、样；基础环安装高程控制点，方位控制点，中心控制点放点：蜗壳进出口截面控制点，腰线高程控制点，最远点投影点放点。机坑测定等。3.1、座环、基础环安装控制点的放样（1）在锥管焊接平台上上方布置水轮机埋件中心测量支架。测量支架与焊接平台分离，如图6所示，其中，500*500*10mm钢板用于机组轴线放点，R150mm孔用于球心器钢琴线垂放使用。埋件中心支架布置示意图 图6（2）另在机坑外侧坐标支墩间搭设角钢，并将角钢大至布置于机组轴线上亦作为放样轴线时使用。（3）使用全站仪采取极坐标或轴线交会的方法在500*500*10mm钢板上放出机组轴线点并坐可靠保护（该四点标记为第1#组点）。此四点距离约为217、0cm30cm，方便交会出水轮机中心。（4）同样的方法在相同的加密控制点上，在尾水锥管顶部放出机组轴线点并可靠保护（该四点标记为第2#组点）。（5）在用角钢焊接于座环支墩的线架上放出机组轴线点（该四点标记为3#组点）。（6）将组焊后的基础环吊入机坑，安放在临时支撑上，顶口安放位置比安装设计高程低约200300mm。基础环可靠加固后，在基础环环板上放出机组轴线点（该四点标记为第4#组点）。（7）在地3#组轴线点间拉钢琴线，作为座环分瓣吊入机坑时的临时对位。（8）座环在机坑内组焊后，调整座环高程与水平，以第1#组点为基准，调整座环方位与中心。第3#组点和第4#组点做校正。（9）座环安装完成后，以座18、环固定导叶高程为基准，调整基础环高程与水平。以座环轴线为基准，调整基础环方位与中心。第1#组点和第2#组点做校正。（10）基础环安装完成后，以座环方位为基准，调整锥管不锈钢段中心于方位。第1#组点和基础环轴线点做校正。3.2、蜗壳控制点的放样测量放点平台布置：在座环下平台上方布置中心测量平台，测量平台与座环下平台分离。（1）在座环测量平台上放出机组轴线，用于蜗壳腰线高程，和半径的测量。（2）在混凝土地面上放出蜗壳管节进出水边基准线，并返至座环过渡板上用于蜗壳方位定位。（3）混凝土地面上放出蜗壳进出口边最远点，用作蜗壳管节的定位。（4）在混凝土地面上放样出蜗壳其它定位节控制点用于定位。3.4.机19、坑测定：1) 概述水轮发电机机坑测定是机组安装前的准备工作，主要是对部分埋件设备安装质量的检查，包括：通过固定导叶中心高程的检查，确定机组基准高程；通过对座环各需要加工部位及底环和顶盖的安装螺栓孔检查，确定机组安装的基准中心；通过对座环下环板方位的检查，确定机组的方位基准。这些包括中心、高程在内的基准，将成为以后机坑内整个水轮发电机组的安装基准，并且为下一步的施工：座环、基础环现场机加工提供了重要的加工依据。2）主要工作内容机坑测定安装主要工作内容包括：机坑平台搭设及机组中心、方位、高程的确定，机坑放点。3）主要技术参数（VHS）固定导叶中心线高程： 1359.0075座环下环板内镗口半径：R20、3905mm基础环上环板半径：R=2296mm基础环下环板半径：R=2291mm座环上下导向板半径：R=4967.5 mm接力器基础板中心线高程： 1362.800m接力器基础板至X轴线距离：5710mm接力器基础板至Y轴线距离：3620mm4) 施工流程机坑测定施工流程图5) 施工技术措施(1) 机坑清扫 尾水平台安装。在土建单位交面后，将前期在后方施工场地制作的尾水平台按照图纸要求吊入进行安装。平台吊入后，在平台外围和锥管里衬之间加固，然后平台上方满铺木板或竹跳板，木板（或竹跳板）与平台之间要进行固定，防止相互串动。 依据工装图纸安装机坑测定平台，主要包括一个平台、一个永久测量支架、一个简21、易求心梁及若干活动支架。 清扫基础环法兰和座环法兰，去除埋件安装留下的混凝土等其它杂物。 根据现场情况制作水车室进人门栏杆，蜗壳进人门爬梯等设施。(2) 机组方位校核与确定 根据厂房监测网点，在座环上标记厂房理论轴线位置。 找出座环上厂家实际轴线位置。 比较理论轴线与实际轴线的偏差，并记录。(3) 机组高程校核与确定 找出厂家固定导叶分中刻线并进行检查。 用精密水准仪测量固定导叶中心线的相对高程，取平均值作为固定导叶的相对基准高程，也即机组安装的基准高程点，并提交座环固定导叶高程测量记录。机组高程测量示意图见图8。图8 机组高程测量 根据厂房监测网点数据，将厂房基准高程返点至水轮机层。然后用水22、准仪测量返点的基准高程点与固定导叶中心线的距离，计算固定导叶的实际绝对高程。利用固定导叶中心线上确定的基准高程点，将机组高程分别返点至机坑里衬、发电机定子及发电机风闸基础板（焊接四个短钢筋），或发电机风洞墙面上并作好清楚标记。(4) 机组中心确定 根据监测中心提供的厂房监测网点，在简易求心梁上求得机组设计中心，使用全站仪，求出该设计中心下的座环下环板中心偏差，计算出座环实际中心与设计中心的偏差并记录。 在发电机层布置求心梁，使用内径千分尺将钢琴线推至座环下环板中心。即为机组的实际中心基准。 使用内径千分尺测量在该中心下的顶盖及底环安装螺栓孔半径值，并分析是否满足底环、顶盖的安装要求。如不满足，23、需要修正步骤中求出的中心。 根据上述中心，使用内径千分尺测量座环、基础环各径向加工面的半径：R1-R7,见下图11。图11 座环各加工面布置图 最后将机组中心返点至座环围板未要求切割或打磨的法兰面上，和发电机定子及发电机风闸基础板（焊接4个精加工楔形板）。4、安装放样点的检查4.1、每次放样完成后，必须对放样点之间的相对尺寸关系进行检核，放样点在同一平面时可以直接量取距离，不在同平面时则一定要加上倾斜改正，使用的钢尺必须在鉴定期内，并与前一次的放样点进行比对。4.2、对放样点进行检核宜采用独立设站的方法，其检核较差应不超过相应放样限差倍。4.3、对所有观测数据，应使用规定的手薄随测随记。文字与24、数字应力求清晰、整齐、美观，不得任意撕页，记录中间也不得无故留下空页。最取用的数据应由两人独立进行检查，确认无误后方可取用。对采用电子记录的作业应遵守ZBA 76003和ZBA76005的规定。5、常用测量放样方法的精度估算公式5.1、全站仪极坐标法=5.2光电测距三角高程测量（单向观测）的高差精度估算公式=式中及为仪器的测距和测角精度，S为测量距离，可取2mm，可取。6、机电设备安装的测量验收工作6.1安装允许偏差见下表（生产厂家标准）基础环座环安装允许偏差 表7序号项目允许偏差说明转轮直径30003000 60006000800080001中心及方位2345测量埋件上x、y标记与机组x、y25、基准线间距离2高程33水平径向测0.07mm/m周向8或16等分测0.05mm/m，但径向最大不超过0.60mm0.2mm4基础环、座环圆度（包含同轴度）1.01.52.02.5测机组中心线至镗口半径；轴流式机组以转轮室定该机组中心线，至少测八点。蜗壳安装允许偏差 表8序号项目允许偏差说明1直管段中心机组Y轴线之距0.03DD-蜗壳进口直径。若钢管先安装好，则应平顺过度高程52最远点高程153定位节管口倾斜54定位节管口与基准线55最远点半径0.004RR-最远点半径设计值表9 机坑测定质量标准 序号 检测项目 合格 优良 备注 机坑清扫测定 1 基础环半径偏差 ）实测 均布测16点 2 基础26、环法兰面水平 2 均布测16点 3 座环下环板半径偏差 40 均布测16点 4 座环上法兰面水平 2 均布测16点 5 座环中心偏差 4 3 均布测16点 6 座环方位偏差 4 3 测4点 7 接力器基础板高程偏差 (相对固定导叶中心) 2 1 8 接力器基础板法兰中心到 Y轴距离偏差 1.5 1 9 接力器基础板法兰中心到 X轴距离偏差 1.5 1 10 接力器基础板转角偏差 1.5 1 11 固定导叶中心高程偏差 2 1 测24点 6.2、本项目测量验收工作，对需要监理和测量中心检测的重点环节，项目部也应提前1个工作日通知测量监理。安装单位在完成埋件及设备安装调校并经过二级质检后，必须按工27、作程序向我部提交请验单，我部则代表项目部进行第三级质检验收，安装单位必须要在此次测量验收合格后方可进入下道工序。6.2、为保证工程安装质量的可追溯性，我部在每次放样或验收测量工作时均应保存施工安装单位提交的“测量放样或验收通知单”，由我部现场作业人员随测随记“测量放样验收原始记录表”，并由我部向项目部提交后转监理和测量中心提交“测量成果验收表”，并作为永久资料保存。6.3、我部验收合格后要尽快编制出测量验收成果表交于安装单位，监理单位应尽快进行复测确定测量验收成果，为减少成果资料上报批复的周期时间，对不需监理抽测的部位，监理单位可采用旁站进行现场签字办法。6.4、无论我部验收或监理复核，为减小28、测量的系统误差，用使用相同的基准点和测站点，并采用与放样时精度相当的测量方法进行验收测量。施工单位要做好现场的场地清理及配合工作，使现场满足测量验收条件，选派经过培训的人员配合现场配合，并确保多方复测时验收点均为同一点位。6.5、埋件验收特征点的选取（1）由于本项目埋件形式多样，不同的埋件验收特征点要求不一样（如图9、图10），特征点的选取原则上以生产厂家、机电监理和施工单位确定的特征点而定，验收前，施工单位应提前与监理人员沟通，确定验收表格的版式以便测量人员编制验收成果时使用。（2）测量人员在整编验收资料时均需要注意数据表中点与示意图中点一一对应，并尽量使资料美观、规范、整洁。十、测量放样验29、收工作程序按照我部试行的质量控制手册，金结工程测量放样验收工作程序均严格按图-11流程执行，并要求施工单位严格遵守执行。竣工资料的收集与整编金属结构、机电埋件安装定位后，应由施工测量人员以安装基准点为依据，以不低于安装放样时的精度进行竣工验收测量。金属结构、机电埋件安装体得定位和最后安装偏差的数据，由安装测量人员向质检部门提供。按照水电水利测量规范及业主下发的金结安装测量管理办法，应收集整理以下竣工资料。1、 根据项目特点和合同文件要求编写的测量技术方案。2、 本项目测区的首级控制网点成果及技术说明。3、 设计图纸及由读审设计图纸而得的测量起算数据、图表。专用金结测量加密控制网成果及附件资料。30、4、 各部位的测量放样通知单、测量原始记录及交样单。5、 各部位的测量验收通知单、测量原始记录及验收成果单。6、 合同文件要求的竣工资料成果及必要时编写的安装测量技术总结。十一、质量保证措施1、 质量控制坚持过程控制与最终检查控制相结合的原则，每次作业必须对原始记录、设计坐标的计算进行100%的检查，对重要部位的测量点位进行200%的检查。2、 无论作业过程中，还是最终成果检查都依据本计划书及设计提到的系列标准，确保测量成果的精度和正确性。3、 对查出的问题应认真记录，并及时整改。4、 所有变更后图纸应在施工图的相应位置注明主要变更内容及变更单号，并在图纸的醒目处汇总变更单号及名称；如图纸改版，原图纸进行作废处理。5、 坚持“三不放过的原则”处理测量质量事故。十二、安全保证措施1、 针对地下电站施工测量的特点，按照体系文件的要求，组织全体员工认真查找作业过程中的各项危险源，并进行风险评价。2、 对重大危险源进行风险评价外，还要制定相应的应急预案和应对措施。3、 加强过程检查，发现安全隐患及时整改，不留死角。4、 全体员工在进行前方作业时必须劳保着装，持证挂牌上岗。5、 安全事故按照“三不放过”原则进行处理，并按安全事故汇报制度及时上报有关部门。