测量技术在厂区建设中的应用.doc

技术总结
测量技术在厂区建设中的应用
官厚兵
福建三农化学农药有限责任公司氟化工项目为在建项目，整个项目分两期完成，现阶段进行的第一期主要为七幢4~11层砼结构厂房、六幢钢结构仓库、罐区五类储罐、冷冻厂房、一幢60米高砖烟囱、水池泵房以及厂区道路、挡墙和围墙等附属设施等的建设施工。测量工作在此次三农氟化工厂区建设施工中尤为重要，现就施工过程中采用的相关测量技术进行简要的阐述。
一、 厂区控制测量
根据业主提供的三个Ⅱ级GPS基准点和两个四等水准点建立厂区平面控制网及高程控制网。
1、平面控制测量
布设平面控制网包括技术设计、实地选点、标石埋设、外业观测和数据处理等工作。
1）技术设计
（1）收集资料：收集测区（整个厂区及周边一定范围）有关资料，包括测区的自然地理和人文地理，各种比例尺地形图、气象资料，以及已有的测量成果资料，对收集的资料加以分析和研究，选取可靠和有价值的部分作为设计时的参考。
（2）实地踏勘：拟定布网方案和计划时，需要到测区进行必要的踏勘和调查，作为设计时的参考。
（3）图上设计：根据测量任务，按照有关规定和技术规定，在地形图上拟定出控制点的位置和网的图形结构。

图1 三农氟化工厂房控制点选点图

（4）编写技术设计书。
2）实地选点
按照实地情况检查落实图上设计，修改其中不恰当或不完善的部分。
3）标石（标志）埋设
标石（标志）埋设结合厂区实际情况，可采用浇注钢筋混凝土基础，在基础中心插立钢筋（钢筋头上刻十字丝）。
4）外业观测
外业观测包括仪器的选取和检验、制定观测计划、观测作业、数据检验等工作。
5）数据处理
数据处理工作主要包括外业数据质量检核、平差方案的制定、平差处理、精度评定、数据处理成果整理。
6）精度要求
建筑物施工平面控制网，应根据建筑物的分布、结构、高度、基础埋深和机械设备传动的连接方式、生产工艺的连续程度，分别布设一级或二级控制网。其主要技术要求，应符合表1的规定。
表1 建筑物施工平面控制网的主要技术要求
等 级
边长相对中误差
测角中误差
一级
≤1/30000
7″
二级
≤1/15000
15″
注：n为建筑物结构的跨数。
7）其他注意事项
①控制点，应选在通视良好、土质坚实、利于长期保存、便于施工放样的地方。
②控制网加密的指示桩，宜选在建筑物行列线或主要设备中心线方向上。
③主要的控制网点和主要设备中心线端点，应埋设固定标桩。
④控制网轴线起始点的定位误差，不应大于2cm；两建筑物（厂房）间有联动关系时，不应大于1cm，定位点不得少于3个。
⑤水平角观测的测回数，应根据表1测角中误差的大小，按表2选定。
表2 水平角观测的测回数
测角中误差
仪器精度等级
2.5″
3.5″
4.0″
5″
10″
1″级仪器
4
3
2
—
—
2″级仪器
6
5
4
3
1
6″级仪器
—
—
—
4
3

⑥建筑物的维护结构封闭前，应根据施工需要将建筑物外部控制转移至内部。内部的控制点，宜设置在浇筑完成的预埋件上或预埋的测量标板上。引测的投点误差，一级不应超过2mm，二级不应超过3mm。
2、高程控制测量
高程控制网的布设分为技术设计编制、选点埋石、观测、数据处理等过程。高程控制网可采用水准测量和三角高程测量，布设成闭合环线、附合线路或结点网。
本次高程控制点选用的点位与平面控制点相同，故不需要另外埋设标石（标志）。结合业主给定的两个四等水准点，建立厂区等外高程控制网，采用水准测量，选用附合水准线路。
建筑物高程控制，应符合下列规定：
①建筑物高程控制，应采用水准测量。附合路线闭合差，不应低于四等水准的要求。
②水准点可设置在平面控制网的标桩或外围的固定地物上，也可单独埋设。水准点的个数，不应少于2个。
③当场地高程控制点距离施工建筑物小于200m时，可直接利用。④当施工中高程控制点标桩不能保存时，应将其高程引测至稳固的建（构）筑物上，引测的精度，不应低于四等水准。
二、 地形测量
根据测区建立的平面控制网及高程控制网可以对整个厂区进行地形测量，为后续施工中涉及的土石方工程、经济签证提供基础数据。本次施工前厂区场地土方平整工程已经结束，业主建议由建设单位、监理单位以及施工单位三方各派出有关人员一同对厂区原始地面进行标高测定。
1、建立方格网测定厂区地面标高
方格网的建立一般在现场按间距20米（或10米）标定，并撒白灰作为标识。考虑到整个厂区面积大、标定工作任务重，业主建议在总平图上（CAD图）按间距20米布置方格网，然后提取每格网点坐标，其次用全站仪将提取的网点坐标放样到实地，最后再测定每个网点的标高。
前期按上述方案进行放样后采集了一定数量方格网点标高，但是放样工作量比较繁重，经推算整个厂区方格网测量工作需要费时半个月左右。后经改进，采用数据采集方式：即根据测区地形实际情况，测量高程变换点的坐标及高程值，再将采集的数据通过南方CASS7.0软件展点到CAD图上，然后根据内插原理计算每个网点的高程值，最后采用这种测量方案总共费时三天。该方案在一定程度上增加了内业数据处理工作量，但大大减少了外业工作量。
2、地形测绘
针对比较复杂的土石方工程签证，如果采用前述测定的方格网进行计算将存在较大误差，为了减少土石方签证过程中各方对数量认定存在不同意见进而影响经济签证顺利实施时，可采用全站仪对一定区域范围进行详细地形测绘，然后通过建立数字高程模型EDM计算准确的土石方工程量。
三、 施工放样测量
1、 坐标数据提取
依据建设单位提供的厂区总平面图（CAD图），首先通过南方CASS7.0软件对总平图进行平移和旋转，将总图中施工坐标系转换为西安80坐标系，这样使得从总图提取的坐标与厂区建立的西安80坐标系平面控制网吻合。然后采用软件中“查询指定坐标”命令提取拟建建（构）筑物的坐标数据，最后将提取的坐标数据输入全站仪，为外业放样做好准备。
注：可通过测图软件将测量数据传输至全站仪，主要步骤为：
①连接全站仪与计算机之间的数据传输电缆；②设置超级中端的通讯参数与全站仪的通讯参数一致；③全站仪中选择要传输的文件和传输格式后按发送命令；④计算机接收数据后以文本文件的形式存盘。

2、 放样测量
放样测量，即将图上数据放样到实地。一般厂房放样测量采用两种方法：

（1）直接放样：采用全站仪将建（构）筑物轴线角点坐标放样到实地；
（2）极坐标放样：根据角度、距离放样建（构）筑物轴线。
对于一些要求测量精度较高的设备基础，不论采用直接放样还是极坐标放样，均需对放样点进行距离、角度改化。具体做法：
①、如采用直接放样，将放样点的坐标数据重新测定，然后比较其与图上坐标的差值，最后根据差值进行改化；②如采用极坐标放样，首先精确测定放样点之间的距离及角度，然后比较测定值与设计值的差值，最后根据其差值进行改化。
四、 沉降观测
本次厂区建设建设单位要求我施工单位在施工过程中对重要的在建建筑物和构筑物同步进行沉降观测。沉降观测作业前，先收集相关水文地质、岩土工程资料和设计图纸，并根据岩土工程地质条件、工程类型、工程规模、基础埋深、建筑结构和施工方法等因素，进行沉降观测方案设计。
1）本次采用的沉降观测网，布设成环形网并采用水准测量方法观测。根据拟观测建（构）筑物所在区域事先埋设基准点及工作点，将基准点埋设在变形区以外稳定的原状土层内，利用稳固的建（构）筑物，设立工作点（墙水准点），当条件受限时，在变形区内也可埋设深层钢管标作为基准点。
2）沉降观测的方法及精度
沉降观测选用进口精密水准仪配合铟钢尺测量，仪器标称精度±0.4mm/km。每次观测采用相同的观测网形，固定使用仪器和观测人员，并尽可能选择最佳观测时段，在基本相同的环境和条件下进行观测，沉降观测基准网的精度要求见表3。

表3 沉降观测基准网的精度要求
等级
相邻基准点高差中误差（mm）
每站高差中误差（mm）
往返较差或环线闭合差（mm）
检测已测高差较差（mm）
三等
1.0
0.30
0.60
0.8
四等
2.0
0.70
1.40
2.0
注：表中n为测站数。

3）沉降观测资料的整理及数据处理
①对观测记录进行校核，检查是否有记录、计算错误；
②将正确的数据进行存档和入库，并绘制相应的图表（变形过程线）；
4）观测周期
高层建筑施工期间的沉降观测周期，应每增加1~2层观测1次；建筑物封顶后，应每3个月观测一次如果最后两个观测周期的平均沉降速率小于0.02mm/日，可以认为整体趋于稳定，如果各点的沉降速率均小于0.02mm/日，即可终止观测。否则，应继续每3个月观测一次，直至建筑物稳定为止。
工业厂房的沉降观测总次数，不应少于5次。竣工后的观测周期，可根据建（构）筑物的稳定情况确定。
5）成果资料
①技术设计书和测量方案；
②监测网和监测点布置图；
③原始观测记录；
④平差计算、成果质量评定资料；
⑤变形观测数据处理分析和预报成果资料；
⑥变形过程和变形分布图表。
五、 结语
本文简单阐述了我在三农氟化工项目厂区建设施工过程中，根据现场实际情况灵活采用平面控制测量、高程控制测量、地形图测绘、放样测量及沉降观测等不同测量方法。鉴于本人专业水平及现场施工经验有限，文中所述测量方法不一定是最优的，我将抱着“路漫漫其修远兮，吾将上下求索”的态度去探寻更好、更快、更省的测量方法，运用到今后的建设项目施工中。

9