核岛精密微型控制网分析

　　摘要：对核岛精密微型控制网建立进行分析研究。以方家山核电2RX核岛为例，对核岛联系测量进行分析，设计核岛内部精密微型控制网，采用有效的方法控制微网精度，实现了核岛内部设备、仪器的精确安装定位。本文对其它核电站主设备安装控制网及其它精密工程短边控制网的建立具有一定的指导、借鉴意义。
　　关键词：核岛，精密，微型控制网，误差分析
　　1. 工程概述
　　方家山核岛轻水反应堆工程是国家级重点工程，其中核岛内部各构件、设备需精确定位安装，故需在核岛内部建立微型精密工程测量控制网（简称，核岛微网），方家山核电2RX核岛结构层-3.5m处微网点位置由设计图纸给出。微网主要由反应堆中心点及核岛厂房圆周上以18°均匀分布的点构成，（除90°处半径为17.3m外，其余各点位均位于半径17.0m处），共计21个点。核岛微网作为核岛施工测量，后期设备安装的基准，有着精度要求高、测设环境复杂、点位使用频繁、使用周期长等特点。
　　2. 核岛微网设计分析
　　2.1微网精密控制网布设情况
　　方家山微网布设情况：核岛微网是为了保证核岛内主要设备及工艺系统精确安装定位以及检测的需求，所以微网具有边长短，覆盖面积小，点位相对精度高（通常≤2mm），内部符合性好的特点。一般核岛微型控制网平面平均边长不超过18m，最短5m。本次测设的方家山2RX-3.60m反应堆微型控制网边长最长17.29m最短5.319m。
　　微网点由焊有不锈钢锚杆的不锈钢钢盘（10cm×10cm×0.3cm）制成，盘上打一个直径1mm的点，以显示平面控制点的准确位置。为了使微网点从基础底板可以传递到最高一层的楼板面上，在各层楼板中，通过金属套管（直径20cm）把各点竖向对中，用于控制点的传递。
　　2.2微网在观测期间的主要误差来源，及采取措施
　　影响微网点位精度的因素主要有测角误差，及测距误差，其中测距误差主要由观测期间的温度、气压等气象因素造成，可通过对仪器气象参数进行改正从而进行修正，测角误差又包括仪器的固定误差、仪器及觇标的对中误差、观测误差等。这些对微网观测精度有影响的因素进行事前分析，并进行有效控制是最终保证微网点位精度的重要前提。
　　2.2.1仪器的固定误差
　　测量工作所使用的测量仪器尽管在不断的改进，但总受到当前科学水平的限制而只具有一定的精确度，仪器误差主要是仪器轴系的几何结构误差如：校准误差、机械结构误差，此类误差可通过应用先进测量设备（如LeicaTC2003型全站仪）在微网观测前对测量仪器按照控制测量相关规范、规程进行检校操作，可消除或有效降低其影响，仪器的固定误差设为。
　　2.2.2仪器对中与觇标偏心误差对角度测量的综合影响
　　觇标偏心误差如图2.1所示，A、B分别为标志实际中心，A′、B′为照准的中心。Β为正确的角度，β′为观测的角度，e1、e2站牌在A，B点对中的线量误差。
　　
　　图2.1觇标偏心误差
　　觇标偏心误差对角度测量的影响：
　　（1）
　　根据测量平差原理，仪器对中与觇标偏心误差对角度测量的综合影响为：
　　
　　 （2）
　　仪器对中误差与觇标偏心误差均属于对中性质的误差，采用同种对中方法时可认为其误差是一致的，为便于分析，对式（2）进行简化，令==e，==s，β=180°，则
　　=±e/s；（3）
　　可见，与对中误差e成正比，与点间距离s成反比。距离越短，影响越大。因此，对于短边测角，要特别注意对中误差的影响。
　　2.2.3在观测期间的主要误差来源，及采取措施：
　　在观测期间影响微网观测精度的主要误差来源于2方面：观测误差、外界条件影响；
　　（1）观测误差包括：照准误差、读数误差。
　　照准误差主要与望远镜的放大倍率、人眼的判别能力、照准标志的形状及目标影像的亮度和清晰度等因素有关，一般认为人眼分辨两个点的最小视角为60″，n次照准取平均值的照准误差约为：
　　=±60″/（v） （4）
　　式中v为望远镜的放大倍率。提高目标照准精度有两个有效途径，即提高仪器望远镜的放大倍率、增加目标照准次数。其望远镜放大倍率v=30，根据式（4），则n次照准目标仪器照准误差为：=±60″/（30×）=±2″/（5）
　　可见在观测过程中对目标实施多次照准，可以有效的减小目标照准误差。同时在观测期间可采用全圆观测法：即每一方向正倒镜观测，以消除因控制网边长长短相差较大而引起的同方向望远镜的调焦误差。方向观测顺序为：正镜、倒镜、倒镜、正镜、归零。以上操作为一测回。
　　（2）外界条件的影响包括：空气密度变化和空气透明度对目标成像质量的影响、水平折光差的影响、照准目标相位差的影响，气温、气压变化对仪器测距精度的影响。为避免观测过程中周围环境因素（交叉作业、电焊等）对控制网观测精度造成不利影响，将调整其作业的工作时间，避开控制网观测时不利的时间段，以保证控制网观测顺利进行。
　　3反应堆厂房微网设计
　　3.1反应堆厂房微网联系测量
　　反应堆是全封闭型的构筑物，在建立反应堆内部微型控制网时，筒身钢衬已经施工到15.0m标高，此时只有标高+0.0m处的应急闸门可以与外部通视，可采用导线法进行联系测量。以反应堆外部场地控制点为基准，通过应急闸门测定反应堆中心点坐标及方向点坐标，用中心点坐标与方向点坐标，准确给出反应堆十字轴线的方向控制标志。反应堆中心点坐标及方向点标志，即是反应堆厂房内部微网的起算数据。
　　采用导线进行坐标传导，堆心点坐标误差≤1mm。在最终测得堆心点坐标满足精度的情况下，将堆心点用归化法归化到反应堆中心的设计位置，而后准确的测设反应堆的十字轴线，并标定在稳固的钢衬里上，要求误差≤。反应堆中心点与轴线方向标志，即是反应堆微网的起算点和起算方向。此次测量由于反应堆内外高差不一致，导线通视困难，可在反应堆内（或外）搭设仪器与工作人员分离的工作台，使用ZL投点对点。
　　3.2反应堆-3.5m微型精密控制网[!--empirenews.page--]
　　反应堆-3.5m微型精密控制网使用TCA2003全站仪作为现场主要作业仪器。观测周期要重点考虑到混凝土初凝期变形对微网点位位移的影响，根据同类核电站布网经验，在混凝土浇注两周后混凝土型变量较小，基本稳定。此时观测比较合适，网型如图3.2所示；
　　此次观测采用边角网测设法，角度为全圆测回法施测2个测回，边长为4次观测。根据现场实际情况结合以往外业测量经验选择合适的观测值权，由于本次微网点点位固定，而且距离比较短，2RX反应堆厂房微网取比较合适。并根据以上数据进行控制网估算。根据估算结果按照以上方案可以满足微网精度要求。
　　4小结
　　1) 精密微型控制网方向观测一般采用全圆方向观测法，即每一方向正倒镜观测，以消除因控制网边长长短相差较大而引起的同方向望远镜的调焦误差。方向观测顺序为：正镜、倒镜、倒镜、正镜、归零，以上操作为一测回。
　　2) 为有效降低仪器及站标对点误差，由于核岛微型控制网无法进行强制对中，所以在外业观测时方向及距离观测采用三联脚架法，同时采用NL天底仪辅助对点，以提高微网观测对点精度。
　　3) 实际测量中有TCA2003这样高精度的仪器，测角、量边的精度都相当高，不应对精密工程控制网的网形及边长、角度作具体要求，在满足工程需要的前提下，应充分体现微型控制网的灵活性和服务性。
　　4) 此类微型控制所需评定的精度元素不是网中的最弱点或最弱边，而是直接为核岛内部安装设备服务的重要点或重要边。
　　参考文献
　　1、武汉大学《工程测量学》（ISBN7-307-03581-2/TB•9）
　　2、武汉大学《数字测图原理与方法》（ISBN7-307-04311-4/P•79）
　　3、方家山核电工程控制网测量资料

《核岛精密微型控制网分析》

本文由职称驿站首发，您身边的高端学术顾问

文章名称： 核岛精密微型控制网分析

文章地址： https://m.zhichengyz.com/p-9357