設備安裝中高精度測量放線工法探討

　　前言

　　隨著科學技術的發展，工業設備安裝工程中設備安裝精度要求越來越高，尤其是大跨度、長距離、高速運轉的自動化生產線的設備安裝，如造紙生產線設備的安裝，其水平度及垂直度的允許偏差均為0.3mm。

　　設備安裝的精度取決于地腳螺栓的預埋精度，而在較大范圍內的地腳螺栓預埋精度則由測量放線的精確度所決定。因此掌握整套的高精度測量放線技術是保證設備安裝精度的基礎。

　　蘇州公司在幾個類似工程實踐的基礎上，由馬錦紅同志總結編制了這套高度測量放線施工工法。該施工方法已在多項工程施工中，得到外方專家的認可和好評。

　　1、主要技術特點

　　1.1使用本工法，建立基準線網絡，各基準線之間的平等度、垂直度均能達到很高的精度要求。

　　1.2 網格基準線貫穿于整個廠房，無論是整條生產線，還是單體設備均能借助該基準線，利用精密儀器保證其安裝精度。

　　1.3 利用網格基線來控制設備地腳螺栓的預埋偏差，減少誤差傳播量，從而保證設備安裝精度。

　　1.4 利用網格基準線上基準點（線）的永久保存性，更方便于將來生產運行過程中的設備維修。

　　2、適用范圍

　　本工法適用于安裝精度要求較高、大跨度、長距離、高速度運轉的自動生產線設備安裝。例如造紙機生產線安裝，廠區鋼結構管架安裝等。

　　3、施工準備

　　利用廠房原始的縱、橫向的控制點，借助精密測量儀器（如T2經緯儀、GTS-311全站儀等）測設出廠房內設備的成條中心線，以及平等和垂直此中心線的縱、橫輔助中心線，并在其縱向輔助中心線上設立各控制點，從而建立一基準線網格。

　　4、工藝流程及操作特點

　　4.1工藝流程

　　制作控制點基準標板→確定底層縱、橫中心線→確定底層縱向輔助中心線→確定底層縱向輔助中心線上各距離控制點的起點→確定底層縱向輔助中心線上各距離控制點→其他層基準線網格投測（方法與底層測設方法相同）。

　　4.2 操作要點：

　　4.2.1 控制點基準標板的制作、預埋

　　為使控制點可長期保存，我們可用δ=10mm的不銹鋼板制作100*100mm見方的基準標板，下部焊鉚筋，上部加蓋板，并用螺栓將蓋板與標板相連接，以加強對基準點保護（參見圖1）。標板亦可采用Ф=25mm,L=150mm的銅棒制作，頂部車成凹槽形并攻絲，下部加工成工字形，上部加蓋板（帶螺紋），參見圖2 所示。

　　基準標板制作好后，在底層地坪及各樓層澆注時，將各標板精確定位并預埋（見附圖3）。養護期間應定期逐個進行檢查、復測，確保基準標板的牢固、穩定。

　　4.2.2 底層縱、橫中心線的投測

　　在本工法的實施過程中，兩點間距離、垂直度、直線性等精度要求均為小于0.5mm。

　　（1）復檢土建施工軸線

　　底層縱、橫中心線是以土建施工軸線為基準進行投測的。縱、橫中心線是其余各基準線的投測起點，因此，保證該兩線的垂直度至關重要。在縱向中心線投測之前，我們利用T2經緯儀架設于*2、Y2點，測出土建縱、橫軸線的交點O，并用沖頭在基準標板上標出該點。然后，架設T2經緯儀于O 點，利用正倒鏡現兩側回法，校核土建縱、橫軸線的垂直度，并對其方向控制點進行調整，使土建兩軸線的垂直度滿足其精度要求。

　　（2）底層縱向中心線投測

　　底層縱向中心線是其余各基準線的投測起點，保證該線的投測精度至并重要。分別架設T2經緯儀于*1、*2點，采用正倒鏡兩側回法，用劃針在基準標板Os、Oe上劃出垂直于土建縱向中心線的垂直線，然后根據土建縱向中心線與底層縱向中心線的相對距離a，將GTS311全站儀架于*1、*2點，分別測出距離*10s*2Oe 等于距離a。并用鋼盤尺和彈簧秤復檢此距離，然后用沖頭標出該兩點，通過此兩點的直線OsOe即為縱向中心線，如圖3所示。

　　（3）底層橫向中心線的確定

　　按照底層縱向中心線的投測方法，采用T2經緯儀，借助于劃針在基準標板T10，D10上劃出垂直于土建橫向中心線的垂直線，再根據土建橫向中心線與底層橫向中心線的相對距離b，利用GTS300全站儀測出距離 Y1T10 、 Y2D10 為b，并用鋼盤尺和彈簧秤復檢此距離。用沖頭在標板上標出T10、D10點，通過T10、D10點的直線即為底層橫向中心線。

　　在底層縱、橫中心線投測之后，我們應利用T2經緯儀或GTS311全站儀按照復檢土建施工軸線的方法，定出其縱、橫中心線的交點Oo，將GTS311全站儀或T2經緯儀架設于Oo點，對縱、橫向中心線的垂直度進行檢驗，并進行調整，直至其垂直度滿足精度要求。

　　在標定O點及Oo點時，我們采用正倒鏡兩側回取中法，以消除儀器本身角度偏差而造成的偏差，確保O 點及Oo點精確度，采用該方法即考慮人工做點誤差亦可滿足其相對于縱、橫中心線的直線性誤差（小于0.5mm）

　　4.2.3 底層縱向輔助線的確度

　　在測定底層縱向輔助線時，我們分以下兩步驟進行，以保證其與縱向中心線的平行性。

　　（1）縱向中心線的垂直線DsTs,DeTe線的確定

　　影響DsTs,DeTe線相對于縱向中心線垂直度誤差的因素有兩項，以Ds為例分析如下：

　　（1.1）儀器角度偏差導致的誤差△d

　　我們使用的T2經緯儀或GTS311全站可使角度偏差小于5〃，本工法中， │OsDs│ 為8m，則有：

　　△d=(5〃/206265)*8000mm=0.19mm

　　（206265為角度弧度換算常數）（1.2）儀器偏差導致的誤差△d’

　　（1.2）儀器偏差導致的誤差△d’

　　在施工中利用儀器對點時，其兩點間的距離一般都大于50m，人工做點誤差能保證在0.5mm以內，則有：

　　△d=（8000*50000）*△dma*=(8000/50000)*0.5mm=0.08mm。

　　根據誤差傳播定律，以上兩項對Ds的影響為0.2mm，滿足0.5mm精度要求。

　　（2）縱向輔助方向點的確定

　　在測定縱向輔助的方向點時，我們采取測小角的方法間接測定，這種方法的應用，可使距離誤差小于0.5mm。以Ds點為例分析如下：

　　在距離OsDs線約5d （本工法中取d=8m）處設一測站，利用GTS-311全站儀測距離d1、d2，用T2經緯儀測定α角，通過余弦定理d2=d12+d22-2d1d2cosα可計算出d值，經過多次測定，對Ds點進行逐步修正，使Dsos=8m，從而定位Ds點。利用同樣方法即可定們De、Te、Ts三控制點。以滿足縱向輔助線（DsDe、TsTe）與縱向中心線OsOe的平行性要求。誤差分析：

　　根據下圖所示，我們假設d1=d2=b，則有：

　　sinα=2sinα/2cosα/2=2*4*40/1616=0.198

　　cosα=1-2sin2α/2=1-2*16/1616=0.980

　　由余弦定理：d2 =d12+d22-2d1d2cosα，積分得：

　　2d△d=2 d1△d1+ 2d2△d2-2d1△d1 cosα+2d1d2sinα(△αρ)設

　　△d=m，化簡得：

　　m=（d1 - d2 cosα）△d1/d+（d1d2sinα（△α/dρ）上式中：

　　m——距離d的誤差，△d1 距離d1 誤差（取1mm）

　　△d2 ——距離d2 的誤差（取1mm），

　　d——測定距離（取8m）

　　ρ——角度弧度換算常數（取206265）

　　d1——如上圖所示（取40.2m）d2 ——如上圖所示（取40.2m）

　　△α——儀器角度偏差（取2）

　　則上式可化簡為：

　　m=2b(1-cosα)/d+2bsinα/dρ

　　=2-40.2*0.02/8+2*1616*0.198/8*206265=0.2mm，滿足0.5mm的精度要求。

　　如須使用方便，還可以根據m的計算式，設d的值，b的值的若干變量，編制的簡單的計算程序，進行電算，可從結果根據d 值篩選出，m趨向于很小b的最佳值，附程序。

　　10LETB=1

　　20LETA=1

　　30LETM=0.04b/d+0.396b2/206265d

　　40PRINT “b=” ; B

　　50 PRINT “α”；A

　　60PRINT “m=” M

　　70LETA=A+1

　　80-IFA<101THEN 30

　　90LETD=D+1

　　100 IFD<21THEN20

　　110 END

　　4.2.4 底層縱向輔助線上各距離控制點的測定

　　在4.2.2中，我們已確定了橫向中心線上定出Do、To點，此兩點即為縱向輔助線上各距離控制點的起點，其與縱向中心線距離的偏差根據4.2.3中的發析可知，滿足0.5mm的精度要求。

　　4.2.5 底層縱向輔助線上各距離控制點的測定

　　確定了縱向輔助線上各距離控制點的起點后，我們采用距離差取平均測距法可測出各距離控制點，在此方法運用中，對其誤差影響較大的有以下兩項。

　　（1）加權常數誤差的影響

　　加權常數誤差是指儀器中心、反光棱鏡等效反射面、待測距離標志中心不一致所造成的誤差，其特點是隨測設距離的改變，該誤差的對所測距離的影響在一定時間內大小不變、符合相同。因此在此工法應用中，可不考慮該誤差對距離的影響。

　　（2）周期誤差的影響

　　由于儀器內部電路的影響，而造成的測設結果隨距離長短而做周期性的變化。該變化范圍即為周期誤差，計算公式如下：

　　ε=Acos[2πD/(λ/2)+ψo]

　　上式中：A—周期誤差的振幅D——距離

　　λ—測距光波長ψ——初相位

　　為消除此項影響，我們采用距離差取平均測距法，即可消除上述兩項誤差的影響，以D1為例：

　　利用GTS311全站儀，測距離Y1Do、Y1D1

　　則Y1D1 +Y1Y2 =DoD1+｜Y1Do，即有ε｜Y1D1｜=

　　ε|DoD1|+ε|Y1Do |

　　則εDoD1=εY1D1 –ε Y1Do=Acos[2π* Y1D1 /（λ/2）+ψ0]-Acos[2απ* Y1D1 /（λ/2）+ψ0]

　　利用GTS311全站儀，測出距離Y2Do、 Y2D1

　　則Y1D1+ Y1Y2 = DoD1 +( Y1Do + Y1Y2 )，即有：

　　ε（ Y1D1 + Y1Y2）=ε’ DoD1 +ε(Y1Do +Y1Y2 )，則

　　ε’ DoD1=ε（ Y1D1+ Y1Y2 ）-ε（Y1Do + Y1Y2 ）

　　=Acos[2π*( Y1Do +Y1Y2)/( λ/2）+ψ0]

　　比較（1），（2）兩式，要取兩次結果的平均值，則應使

　　ε DoD1 +ε’ DoD1 =0

　　即：Acos[2π* Y1D1/( λ/2）+ψ0]- Acos[2π*Y1Do( λ/2）+ψ0] = Acos[2π*( Y1Do +Y1Y2)/( λ/2）+ψ0]- Acos[2π* ( Y1D1 +Y1Y2)/( λ/2）+ψ0]

　　2π Y1D1/( λ/2）= Acos[2π*( Y1D1 +Y1Y2&

nbsp; )/( λ/2）-π

　　2π Y1Do/( λ/2）=2π(Y1Do+Y1Y2)/( λ/2）-π

　　解之得：Y1Y2=λ/4

　　因此，只須在測定時取定 Y1Y2 為測距波長的1/4，即可消除周期誤差及加權常數誤差的影響，提高測距精度，光波長度可根據使用儀器的不同查閱相關的使用說明書而得。本工法中GTS311全站儀的測距光波長度為20米。

　　4.3 測設過程中其他注意事項

　　前面所述的測設方法僅在理論上對誤差加以控制，在實際操作中，我們還對其它一些會對控制點測量精度造成一定影響的方面加以注意，如光學對點器的對中誤差，氣象因素等，還應在劃線和做點的過程中特別小心，最好使劃線的線條寬度不超過0.2mm，點的直徑小于0.5mm，以縮小人為因素造成的誤差。

　　4.4 其它因素網格基準線的測定

　　在某些工程中，因設備及廠房的要求，須在其它層測設同樣的基準線網格。在此測設過程中，測設方法及步驟與4.2中所述方法及步驟基本相同。其誤差主要是由于儀器本身的縱軸與橫軸垂直度偏差引起的，我們采用正倒鏡兩測回取中的方法即可消除些誤差，確保精度要求。

　　經過以上步驟，我們已在廠房各層測設了一完整的基準網格線，利用此基準線，在后期的地腳螺栓預埋；基礎板的劃線、鉆孔、攻絲；設備的水平度、垂直訂等測量中，我們可利用T2經緯儀及GTS311全站儀，借助于一些輔助工具（如磁力表座、標尺等），便可進行各項測量，并確保精度。

　　5、主要使用材料

　　5.1 δ=10mm d*1=100*100mm的不銹鋼板，或者d=25mm、l=150mm的銅棒。

　　5.2 氧氣、乙炔

　　5.3 d*1/50*50mm的角鋼

　　5.4 I14工字鋼、[10槽鋼

　　6、機具設備

　　（見表一）

　　主要施工機具設備一覽表

　　8、質量要求

　　本工法在編制及實施過程中，遵照了《工程測量規范》（50026-3）中相關的規定，參考了GTS311全站儀、T2經緯儀、NA2水準儀說明書中的相關說明。同時，在本工法中建立的網格基準線精度要求很高，故在每次施工前，應先熟悉施工現場，確定一總體的施工方案，在控制過程中，測量工程師要提高警惕，嚴格、謹慎地投測好每一控制點，并按照要求進行復測。同時做好施工記錄，親自監督輔助工預埋好每一塊控制標板，人工地點要特別小心，減小人為誤差，以滿足精度要求。

　　9、效益分析

　　9.1社會效益

　　9.1.1 基準線網格測設技術的使用與探索，保證了基準線的精確度，確保了設備的安裝精度與安裝質量，為公司在社會上贏得了較高的信譽。

　　9.1.2 高精度基準線網格測設技術的使用，解決了由于儀器本身精度的不足，而無法設置高精度基準線的現狀，同時還獲得了建設單位及國外安裝專家的贊同與認可。

　　9.2 經濟效益

　　采用高精度測量放線技術，自行建立基準網格，與委托測設相比，其經濟效益見表三。

　　經濟效益見分析表：

　　在工程中，僅此工法的采用，即使考慮儀器購置費用，也可節約費用100000元。故經濟效益比較可觀。

　　10、工程實例

　　本工法于一九九五年首先應用于紫興紙業有限公司的安裝工程，其后，還應用于多個工程，詳見工程實例一覽表（表四）。

　　工程實例一覽表

篇2：施工測量放線工程施工工藝

　　施工測量、放線工程施工工藝

　　1、施工人員于施工前，由施工技術人員現場進行技術交底，依據設計圖紙用墨線劃出裝修物的位置，經技術人員勘查無誤后，方可進行施工，一切尺寸準確性以圖紙設計為準。

　　2、放樣項目包括：

　　A、樓層建筑標高；B、墻面材料分割線；

　　C、龍骨定位線；D、門位置線；

　　E、地面材料分割線；

　　在地坪放樣確定后，應于施工范圍內設置標準水平線，同時完成地坪高程差校對、墻面龍骨定位線及天花板高程彈線作業，以提供施工人員做為地坪及立面施工的微調依據。

　　3、配合監理工程師指示，于局部放樣點釘以鋼釘作為放樣確認點（此確認點包含地材放樣線及樓層水平線）。

篇3：改造裝修工程測量放線施工技術措施

　　改造裝修工程測量放線施工技術措施

　　1 遵守先整體、后局部的工程程序。

　　2 嚴格審核測量起始數據(設計圖紙、文件、測量起始點位、數據等)的正確定位，操作與計算工作步步校對。

　　3 測量方法采用閉合方法，消除誤差。

　　4 定位放線工作執行自檢、互檢合格后，由有關主管部門驗線的工作制度。還要應用好、管理好設計圖紙和有關資料。實測時要當場做好原始記錄，測后及時保護好測量標志。

　　5 施工測量人員持證上崗。測量所用的儀器、量具應符合一級計量等級精度要求。

　　6 保持測量記錄原始真實、數字準確、內容完整、字跡工整。保管妥善。

　　7 測量計算要求根據正確、方法科學、計算有序、步步較核、結果可靠。