檢修閘門安裝測量.doc

檢修閘門安裝測量一、傾斜檢修閘門簡介小灣水電站大壩工程放空底孔檢修門為向下游803216傾斜布置的鏈輪平面閘門，門槽埋件高度162m。門槽由底檻、整體門槽、側(cè)軌、副軌、門楣等組成，工作段采用整體門槽，單側(cè)分為六節(jié)檢修閘門的安裝測量。泄洪中孔檢修門為向下游803216傾斜布置的平面定輪閘門，門槽埋件高度7798m不等。門槽由底檻、主軌、側(cè)軌、反軌、副軌、門楣等組成，工作段采用主軌、側(cè)軌、反軌單件組裝而成，單側(cè)分為六節(jié)。傾斜檢修閘門槽安裝高度大，與土建施工相互干擾嚴(yán)重，安裝工期緊、難度大、精度要求高，在豎直平板門安裝中常用的懸掛重錘鋼絲的方法無法實施，對安裝測量的放樣和驗收提出了理論上和操作上更高的要求。針對該閘門安裝精度要求高、門槽高度大、工期長的特點，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，我們采用了“整體控制、分段延伸、外部檢核”的原則進(jìn)行控制測量，確保了閘門的安裝精度。二、安裝測量的準(zhǔn)備安裝測量前需選擇精度和性能滿足要求的全站儀（或經(jīng)緯儀）和水準(zhǔn)儀，并對全站儀的對中器、水準(zhǔn)氣泡（電子水準(zhǔn)器）、視準(zhǔn)軸誤差C、指標(biāo)差i等以及水準(zhǔn)儀的指標(biāo)差進(jìn)行檢測和校正。確定配套使用的測具，包括：與全站儀（或經(jīng)緯儀）配套的彎管目鏡、經(jīng)過檢定的鋼帶尺（長鋼尺）、微型棱鏡、鋼板尺、彈簧秤等。比較全站儀測距（直接測距和差分測距）與鋼帶尺量距差，檢修閘門的安裝測量并對棱鏡常數(shù)進(jìn)行改正。校核土建結(jié)構(gòu)圖提供的坐標(biāo)、高程、角度等數(shù)據(jù)與金屬結(jié)構(gòu)圖提供的尺寸數(shù)據(jù)是否一致，統(tǒng)一測量放樣和驗收時需使用的起算參數(shù)，主要包括：底坎的偏距、里程和高程，門槽傾角，主軌起始里程和工作面中心的偏距，反軌起始里程和工作面中心的偏距，側(cè)軌的偏距等。三、控制測量金屬結(jié)構(gòu)與機(jī)電設(shè)備安裝需測設(shè)專用測量控制網(wǎng)或安裝軸線與高程基點。而對于金屬結(jié)構(gòu)安裝的專用測量控制網(wǎng)中平面起算點和高程起算點，相對于鄰近施工控制網(wǎng)點的精度要求與土建施工的要求相同。安裝測量控制網(wǎng)要求有較高的內(nèi)部符合精度，而且主要控制軸線點在整個安裝過程中應(yīng)保持不變。檢修閘門安裝專用測量控制網(wǎng)平面和高程起算點測量可采用全站儀極坐標(biāo)法或邊角后方交會法，選擇距離較近、通視條件良好的等級控制點進(jìn)行。根據(jù)選用儀器的標(biāo)稱精度估算待測起算點的平面點位精度和高程精度（水電水利工程施工測量規(guī)范DL/T5173-2003，附錄G和附錄H），檢修閘門的安裝測量以滿足規(guī)范“相對于鄰近等級控制點的點位（平面和高程）限差為10mm”的要求。為確保成果的可靠性，一般觀測兩組角度，距離和高差采用正倒鏡往返測。如圖1所示。圖1閘門安裝專用測量控制網(wǎng)一般布設(shè)在底板上。在測設(shè)控制網(wǎng)前，需利用起算點對閘門附近的已澆筑混凝土或與閘門連接的孔身鋼襯的結(jié)構(gòu)尺寸（包括偏距、里程、高程）進(jìn)行復(fù)核，根據(jù)偏差情況調(diào)整起算點坐標(biāo)和高程，以使閘門安裝后能與已澆筑混凝土或孔身鋼襯平順連接。閘門安裝專用測量控制網(wǎng)一般布設(shè)成矩形網(wǎng)或正交軸線網(wǎng)或由它們組成的混合網(wǎng)，采用方向交會法和差分測距或鋼尺量進(jìn)行，并利用控制網(wǎng)幾何圖形關(guān)系校核各網(wǎng)點間相對誤差，以獲得專用控制網(wǎng)較高的內(nèi)部符合精度。如圖2所示。圖2為敘述方便，下面以2#放空底孔檢修門安裝測量為例進(jìn)行說明。四、2#放空底孔檢修門（下同）安裝控制測量如圖3所示。在檢修門底檻上游的孔中心線附近底板上選取起算基準(zhǔn)點D1，做標(biāo)記并在其上架設(shè)棱鏡。在等級控制點“望江亭”上架設(shè)全站儀采用雙已知方向極坐標(biāo)法兩測回測設(shè)基準(zhǔn)點D1三維坐標(biāo)，距離和高差采用正倒鏡往返觀測。使用全站儀的測距標(biāo)稱精度為ms=2mm+2mm/km*D，檢修閘門的安裝測量測角精度為2，實際作業(yè)的斜距S430m（取S=430m進(jìn)行計算），則：MP=5.0mm （1）Mh4.4mm （2）式中：=6，D=427.6m，R=6369km，mimv1mm，mk0.03。滿足規(guī)范“相對于鄰近等級控制點的點位（平面和高程）限差為10mm”的要求。圖3在專用控制網(wǎng)起算基準(zhǔn)點D1上架設(shè)全站儀，后視“望江亭”，用正倒鏡分中法精確測設(shè)出放空底孔中心線或其平行線，并分別在距D1點約6m（距底檻門槽下游邊約0.5m）和16m的方向線上做主軸線控制點D2和D3，如圖4所示。圖4當(dāng)?shù)讬懚诨炷翝仓瓿珊?，即可進(jìn)行門槽測量控制網(wǎng)的布設(shè)。如圖4所示。在基準(zhǔn)點D1上架站，后視主軸線點D3，用經(jīng)過檢定的鋼尺量距極坐標(biāo)法放樣出主軌中心線控制點D4、D5和止水中心線控制點D6、D7。其中D4、D5分別位于左右主軌中心線上，考慮儀器架設(shè)的需要，它們距主軌底部工作面0.3m，且D4-D5連線垂直于底孔中心線；D6、D7分別位于左右止水中心線上，考慮儀器架設(shè)的需要，它們距止水底部工作面0.3m，且D6-D7連線垂直于底孔中心線。由于檢修門門槽高度大，安裝后期大壩將蓄水至放空底孔高程，因此布設(shè)在底檻上的專用控制網(wǎng)需沿門槽向上延伸。結(jié)合安裝工藝及現(xiàn)場實際情況，決定在EL.1140m和EL.1195m高程設(shè)置觀測平臺。檢修閘門的安裝測量為了確保觀測平臺穩(wěn)定可靠，在門槽一期混凝土澆筑時，需在EL.1140m和EL.1195m高程預(yù)埋工字鋼。如圖5所示。下面以EL.1140m高程觀測平臺為例介紹控制網(wǎng)的延伸。圖5由于門槽空間狹小，安裝施工時門槽內(nèi)搭設(shè)了較密的鋼管腳手架，因此專用控制網(wǎng)內(nèi)各點后視邊很短，如D4-D5為6.950m，D6-D7只有5.544m，考慮到止水工作面只存在于整體門槽段，高度30.719m，因此以D4-D5為基線進(jìn)行控制網(wǎng)的延伸。如圖5所示。觀測平臺安裝完成后，在副軌軸線上游側(cè)約0.55m處開0.1m0.1m方形孔作為投點窗口。分別在D4、D5上架設(shè)全站儀（配彎管目鏡），用正倒鏡分中法在投點窗口上下游邊精確測設(shè)出主軌中心線。貼著投點窗口從左至右繃一條0.3mm鋼琴線，將儀器高度角設(shè)置至92744，前后調(diào)整鋼琴線的位置與十字絲交點相交，在觀測平臺上標(biāo)記出鋼琴線的位置；然后倒鏡將儀器的高度角設(shè)置至3503216，前后調(diào)整鋼琴線的位置與十字絲交點相交，在觀測平臺上再次標(biāo)記出鋼琴線的位置，量取兩次位置的中點作為樁號控制點。用鋼板封閉投點窗口，標(biāo)記出觀測平臺上投出的主軌中心線與樁號控制線的交點，即可初步獲得門槽安裝控制點D8、D9。但由于在D4、D5點架站時視線高不同，且D8、D9點高程也不相同，所以按上述步驟傳出的D8、D9點樁號不同，即D8-D9連線不垂直于底孔中心線，需計算出D8、D9點的樁號差或D8-D9的方位角。設(shè)在D4、D5點架站時儀器視線高分別為H1、H2，D8、D9點高程分別為H3、H4，則D8、D9間的樁號差L為：L=L8-L9=（H2-H1+H3-H4）/6 （3）則D8-D9的方位角為：=-arctg（6.95/L） （4）0時，=180-arctg（6.95/L） （5）為后續(xù)的測量操作方便，可依據(jù)L值對D8或D9沿副軌軸線進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)L0時，可將D9向下游改正L得到D9或?qū)8向上游改正L得到D8；當(dāng)L0時，可將D9向上游改正|L|得到D9或?qū)8向下游改正|L|得到D8；則D8與D9同樁號，D8與D9同樁號。用經(jīng)過檢定的長鋼尺丈量D8-D9、D8-D9的距離，經(jīng)尺長改正并改平后，計算出它們與6.950m的差值，并對兩端點進(jìn)行等量改正。一般情況下，用于金屬結(jié)構(gòu)安裝的專用控制網(wǎng)布設(shè)完成后不再與外部控制點進(jìn)行聯(lián)測。在放空底孔檢修門安裝測量中，由于專用控制網(wǎng)點后視距離短而門槽高度大，為了檢查控制網(wǎng)延伸后的可靠性，在每個觀測平臺處的倉面上采用與起算基準(zhǔn)點相同的方法、相同的等級控制點測設(shè)外部檢核點J1。如圖5所示。在J1點架站，在門槽下游胸墻上放樣出副軌軸線點J11、J12。用經(jīng)過檢定的長鋼尺丈量J11、J12的距離，經(jīng)尺長改正并改平后，計算出它們與6.950m的差值，并對兩端點進(jìn)行等量改正。在D8上架站后視D9，檢查J11與副軌中心線的距離d，當(dāng)d3mm時，認(rèn)為D8點是可靠的。同理可檢查D9。檢修門安裝高程起算點采用光電測距三角高程法從等級控制點“望江亭”上測得，檢修閘門的安裝測量并將該高程測設(shè)在底孔門槽上下游的左右側(cè)墻上，如圖6所示S1、S1、S1、S1。如圖6所示。五、施工放樣及埋件的驗收1、底檻的安裝底檻吊裝到位后，需對底檻安裝進(jìn)行測量放樣。如圖7所示。在起算基準(zhǔn)點D1上架站，后視主軸線控制點D3。由于主軸線位于孔中線附近，因此可以采用量距偏移法放樣孔中線點K1、K2。在門槽左右兩端的中心線附近略高于底檻安裝面的位置焊制鋼筋樣架，用經(jīng)過檢定的鋼尺量距極坐標(biāo)法放樣出門槽中心線點K3、K4。底檻安裝高程控制直接采用留于側(cè)墻上的高程點S1S4。底檻安裝技術(shù)要求包括：工作面高程為EL.1080.000m,允許偏差5mm,安裝調(diào)整時，在允許限差內(nèi)應(yīng)盡量與鋼襯底面高程一致；工作位置對門槽中心線允許距離偏差5mm，對孔口中心線距離偏差5mm，同樣應(yīng)考慮與鋼襯上邊緣的距離、與鋼襯實際孔口中心保持一致；工作面平面度2mm；工作面一端對另一端的高差2mm。圖7底檻安裝完成及二期混凝土澆筑后，分別采用與放樣相同的方法對底檻進(jìn)行驗收和復(fù)測，對于局部超限需進(jìn)行相應(yīng)的處理，以滿足安裝技術(shù)要求。特別地，雖然底檻本身安裝的平面精度要求為5mm，但由于整體門槽安裝的平面精度要求遠(yuǎn)高于此，而整體門槽與底檻之間采用螺栓連接，同時螺栓調(diào)節(jié)間隙較小，因此在底檻安裝時，需精確丈量不同螺栓孔組間的距離，以滿足整體門槽安裝定位要求。2、整體門槽的安裝2.1、整體門槽的放樣整體門槽的安裝放樣包括第一節(jié)定位放樣和延伸節(jié)放樣。如圖8所示。在專用控制網(wǎng)點D1上架站并后視D3，用經(jīng)過檢定的鋼尺量距極坐標(biāo)法放樣出EL.1080m高程主軌工作面中心點Z1、Z2和EL.1080m高程止水工作面中心點Z3、Z4，即與專用控制網(wǎng)點D4D7組成第一節(jié)整體門槽安裝控制網(wǎng)。當(dāng)延伸節(jié)吊裝就位后，需對其進(jìn)行放樣。如圖8所示。在D4上架站以D5為后視點，用正倒鏡分中法在樣架上精確放樣出主軌中心線控制點Z7；使儀器方位始終位于主軌中心線上，分別設(shè)置正鏡高度角92744和倒鏡高度角3503216在樣架上投點，取中作為主軌工作面傾角（樁號）控制點Z5。采用相同原理即可放樣出右側(cè)主軌控制點Z6、Z8和反軌止水工作面安裝控制點Z9、Z10。圖82.2整體門槽的驗收及復(fù)測整體門槽是檢修門運行的關(guān)鍵部件，精度要求高，安裝難度大。其安裝技術(shù)指標(biāo)包括：主軌對門槽中心線距離偏差+0.5，0mm，反軌止水對門槽中心線距離偏差+1，-0.5mm；主軌中心對孔口中心距離偏差0.75mm，左右主軌中心間的距離偏差1.5mm，反軌止水對孔口中心距離偏差0.75mm；主軌工作表面組合處錯位0.1mm，且須磨緩坡過度；左、右主軌承壓面平面度0.2mm；左、右止水板水封工作表面平面度0.5mm，工作表面組合處錯位0.5mm，表面扭曲0.5mm。整體門槽的驗收，下面以左側(cè)主軌為例進(jìn)行說明。對于第一節(jié)整體門槽下端的驗收，一般直接采取鋼板尺量距得到。在D4上架站后視Z7，用鋼板尺量出各節(jié)門槽上、下端主軌工作面中心點與儀器視線間的距離，檢修閘門的安裝測量即為主軌對孔口中心線的距離偏差。精確測量出儀器高I，照準(zhǔn)傾角控制點Z5，設(shè)D4與Z1間的平距為S，如圖9所示，則儀器視線與主軌工作面間的理論距離d為：d= （6）將鋼板角尺垂直于主軌面放置，用儀器橫絲讀數(shù)d，則主軌工作面對門槽中心線的距離偏差d= d- d。反軌止水對孔口中心線的距離偏差可以采用與主軌相同的方法進(jìn)行測量。對于反軌止水對門槽中心的距離偏差，可以采取的方法比較多。例如：方法一、在軌道上端懸掛0.3mm的重錘鋼絲，用鋼板尺丈量軌道下端至鋼絲的水平距離L1，設(shè)軌道面長度為L2、軌道下端止水工作面對門槽中心線的距離偏差為L0，則止水工作面對門槽中心線的距離偏差L為：L =L0-（L1-L2Cos80.53778） （7）方法二、用千分尺精確量取止水工作面與主軌工作面的尺寸差，該差值與主軌工作面對門槽中心線的距離偏差之和即為止水工作面對門槽中心線的距離偏差。方法三、采用與主軌相同的方法放樣傾角控制點，用儀器對鋼板尺讀數(shù)計算求得。設(shè)儀器高為I，D6與Z3間的平距為S，鋼板尺讀數(shù)為d，如圖9所示，則止水工作面對門槽中心線的距離偏差d為：d= d- （8）門槽二期混凝土澆筑后，需采用與驗收相同的方法對其復(fù)測，對于局部超限需進(jìn)行相應(yīng)的處理，以滿足安裝技術(shù)要求。圖93、門楣的安裝門楣止水對門槽中心線距離偏差采用相對測量的方法進(jìn)行。先測出與門楣止水連接處整體門槽反軌止水（即圖10中A、B點）對門槽中心的距離偏差；在門楣止水中心線前（距工作面約10mm）緊拉一條0.3mm的鋼琴線，根據(jù)A、B點對門槽中心的距離偏差調(diào)整鋼琴線與A、B點的距離，使鋼琴線平行于門槽中心線；再用鋼板尺量出1#5#點至鋼琴線的距離，與A、B點對門槽中心線的距離、偏差進(jìn)行比對，即可求得各點對門槽中心線的距離偏差。圖10門槽止水中心線的高程為EL.1092.269m，對底檻工作面的垂直距離為12.269m。在底檻上架設(shè)水準(zhǔn)儀，截取視線高，從門楣止水中心點懸掛經(jīng)檢定的長鋼尺，并在鋼尺下端配掛相應(yīng)的重錘，測出門楣止水中心點的高程，該點高程偏差減去對應(yīng)部位底檻高程偏差即為其對底檻工作面的距離偏差。門楣安裝的技術(shù)指標(biāo)包括：止水對門槽中心線距離偏差+1、-0.5mm；止水中心對底檻面的距離偏差3mm；工作面平面度2mm；工作面組合處錯位0.5mm；表面扭曲1mm。4、副軌、側(cè)軌的安裝副軌與主軌共軸線，副軌、側(cè)軌與主軌傾角相同，因此它們的安裝放樣與主軌相同。軌道吊裝就位后，在其上部的樣架上放樣出軸線和傾角控制點。副軌的驗收、側(cè)軌對孔口中心線的距離偏差與主軌相同。側(cè)軌對門槽中心線的距離偏差采用懸掛重錘鋼絲法，用鋼板尺丈量軌道下端至鋼絲的水平距離D，設(shè)軌道面長度為S、軌道下端止水工作面對門槽中心線的距離偏差為D0，則止水工作面對門槽中心線的距離偏差為D =D0-（D-SCos80.53778）。檢修閘門的安裝測量如圖11所示。圖11側(cè)軌安裝技術(shù)指標(biāo)包括：對門槽中心線距離偏差5mm；對孔口中心線距離偏差5mm；工作面組合處錯位1mm，且須磨緩坡過度。副軌安裝技術(shù)指標(biāo)包括：對門槽中心線距離偏差+3，-1mm，對孔口中心線距離偏差1.5mm；工作面組合處錯位1mm；且軌面對接錯位焊后須磨緩坡過度；表面扭曲1mm。5、鎖定軌道的安裝鎖定軌道位于門槽副軌頂部EL.1242m高程的凹槽平臺內(nèi)，為兩條水平的平行軌道梁，軌道中心線跨距為4.800m，頂面高程EL.1242.045m。如圖12所示。采用與起算基準(zhǔn)點相同的方法測設(shè)鎖定軌道安裝測量控制點L0，L0的高程采用光電測距三角高程。在L0上架站，用經(jīng)過檢定的鋼尺量距極坐標(biāo)法放樣出軌道軸線點L1L4，放空底孔中心線點L5、L6，并用水準(zhǔn)儀測出各點高程。鎖定軌道安裝完成后，采用鋼尺量距極