测量技术在洛西500千伏变电站中的应用.docx
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测量技术在洛西500千伏变电站中的应用
目录
摘要Ⅰ
ABSTRACTⅡ
1工程概况1
2编制依据1
3施工测量方案要点1
4平整场地2
4.1坐标转换2
4.2平整场地3
5测设平面控制网5
5.1平面控制网布设原则5
5.2主轴线控制网的测设5
6高程控制网测设6
6.1高程控制网的布设原则6
6.2高程控制网的等级及技术要求7
6.3水准点的埋设及观测技术要求7
7道路放样7
7.1道路地形图的测绘7
7.2中线测量8
7.3弧度测设8
7.4标高控制9
8所区围墙的放样9
8.1围墙基础的开挖线9
8.2围墙基础（毛石）的中线和标高控制9
9500kv区设备基础的测量和放样10
10主控楼施工放样12
11主变及继电器室部分的测量工作13
12200kv区设备基础的测量和放样15
13安全质量保证措施16
13.1项目测量管理运行程序16
13.2质量管理组织体系17
13.3质量过程控制17
13.4安全管理19
结束语20
致谢21
参考文献22
测量技术在洛西500千伏变电站中的应用
摘要
测量是一项历史悠久的技术，从人类生产实践中逐渐发展起来。
从古至今，随着大规模工程建设的发展，测量技术发生了很多的变化和改革。
测量在各种工程（工业建设、交通工程、水利电力工程，管线工程，地下工程，矿山工程等）的规划设计，施工建设和运营管理各个阶段的应用。
主要包括：
地形图的测绘，布置工程控制网和优化设计，施工的放样和方法，变形监测的分析和预告，和测量仪器的使用和发展，测量误差的评估和优化等等
本文主要阐述测量技术，包括测量仪器，测量方法，控制网布置，施工放样，变形监测的分析和预告，误差分析，CAD制图等等在洛西500千伏变电站的应用。
关键词测量技术/施工放样/500千伏/变电站
MessurementTechnologyApplication
InLosSubstationOf500kvInTheWest
ABSTRACT
Measurementisatime-honoredtechnique,fromthehumanproductionpracticegraduallydeveloped.Fromancienttimestothepresent,withthedevelopmentoflarge-scaleconstructionprojects,therehavebeenalotofchangesandreformmeasurementtechnology.
Measurementinvariousengineering（industrialconstruction,trafficengineering,waterconservancyandelectricpowerengineering,pipelineengineering,undergroundengineering,miningengineeringandsoon）planninganddesign,constructionandoperationmanagementoftheapplicationstage.Mainlyincludes:
topographicmap,andtheoptimizationdesignofcontrolnetworklayoutengineering,loftingandmethodsofconstruction,thedeformationanalysisandforecastmonitoring,useanddevelopmentandmeasuringinstruments,measurementerrorevaluationandoptimizationetc.
Thispapermainlydiscussesthemeasurementtechniques,includingmeasuringinstruments,measuringmethod,controlnetworklayout,constructionlofting,deformationanalysisandprediction,monitoringanderroranalysis,applicationofCADdrawingandsooninLosey500000voltsubstation.
KEYWORDSTechniqueofmeasurement，Constructionlofting，500kv，Convertingstation
1工程概况
本工程站址位于洛阳市新安县南李村乡境内，东距洛阳市约26km，北距新安县城约10.5km，距南李村乡约6.5km。
站址西南距李沟村约850m，东南距梁家沟村约600m，西距Y018约40m。
主变压器规划4×1200MVA，本期2×1200MVA;规划500kV出线8回，本期4回。
本期出线为：
至陕州2回，至牡丹1回，至嘉和1回;规划220kV出线16回，本期出现6回。
本期出线为：
至云顶变2回，至九都变2回，至宜阳变2回;每台主变下按2×60Mvar电抗器、3×60Mvar电容器规模配置,本期每台主变下配置1×60Mvar的电抗器，2×60Mvar的电容器;500kV电气主接线采用一个半断路器接线,220kV电气主接线采用双母线双分段接线,66kV电气主接线采用单元制单母线接线,500kV采用户外HGIS设备，断路器不装设合闸电阻,220kV采用户外GIS设备,66kV断路器采用户外罐式SF6断路器。
本站位于洛阳西李村乡境内，场地属豫西低山丘陵地貌，站址区西南部地势较高，向东方向呈阶梯状降低，场地地面高程447.73m~437.058m，落差较大。
站址区无可见地上文物古迹周围亦无通信及军事设施等，站址对周围村庄及其它建筑设施不构成影响。
站址周围无敏感的环境保护对象，无居民搬迁。
采取环保治理措施后对周围环境的影响较小。
施工所用电源引自原站区征地内变压器；施工及生活用水直接从现场深井抽取；现场管理人员每人配移动电话一部，现场办公室安装固定电话及传真机一部；场地已平整完毕，施工条件便利。
2编制依据
河南省电力勘测设计院提供的坐标点（D03，D08）；《洛西500千伏变电站》总平面及竖向与道路布置图编号为（B4721S-Z0102-01）。
3施工测量方案要点及仪器配置
施工测量方案的编制是保证施工测量全过程工作顺利进行的一个重要环节，包括前期的图纸审核，测量定位依据点的交接与审核，测量仪器的校正与审核，接下来就是测量方案的编制和审核，施工测量方案要点主要包括：
（1）采用南方全站仪建立场内道路及500Kv开闭所加密控制测量点，其点位中误差不超过±15mm,建立三角四等水准控制高程基准点。
（2）采用南方全站仪按1:
500测图比例尺进行施工前原始地形、纵横断面的复核测量，采用电子手薄记录，运用南方测绘CAD2006成图系统绘制地形图或断面图。
（3）采用全站仪极坐标法进行工程结构边线的施工测量，包括马道、边坡的开挖施工放样测量。
（4）在确定混凝土浇筑立模方式后，采用全站仪极坐标法、光电测距三角高程测量或水准测量的方法进行混凝土立模放样测量。
表1主要测量仪器设备配置表
序号
器具名称
型号
单位
数量
用途
1
全站仪
NTS-352
台
1
工程控制定位
施工放样
2
经纬仪
WildT2
台
1
角度控制
3
水准仪
DJ—3
台
1
标高控制
4
自动安平水准仪
DZS3-1
台
1
5
钢尺
50m
把
2
6
线坠
2Kg
只
2
7
墨斗
只
3
8
小钢尺
5m
把
6
9
对讲机
个
4
通讯联络
4平整场地
4.1坐标转换
根据设计院提供的坐标点和换算公式把北京54坐标换算成建筑坐标。
设计院提供坐标点：
D03：
x=3833739.527,y=605194.422,H=445.36；
D08：
x=3833728.366,y=605404.696,H=442.72。
根据坐标换算公式：
（4-1）
可推出：
（4-2）
其中p=3832179.718，q=604493.191，a=-24°
换算结果为：
D03：
A=1139.740，B=1275.038；
D08：
A=1044.018，B=1462.593。
4.2平整场地
在建筑、水利、道路建设以及工矿企业地面工程中，常需要土地平整工作。
在图纸或者数字低面模型上进行平整工作，大多数要求将地面平整为水平或者斜面，使改造后的地貌适合布置和修建建筑物、便于排水、满足交通运输和地下管线敷设的需要。
在改造地貌同时既要考虑土石方工程量的大小，又要填、挖方基本平衡的原则。
基本方法：
通过绘制方格网的方法计算填挖土方，利用水准仪控制标高的方法使整个场地处在设计的水平标高。
基本步骤如下：
（1）绘制方格网
利用根据设计图纸把厂区边角点定出来，再按从左到右从下往上的方法把厂区分块，其中A到D那一部分从左到右是10米一格最后那个是7米，从下到上那个最下边一排是13.5米，上边都是10米，坐标点左下角坐标是A=1263.00,B=1385.00;右下角坐标A=1263.00,B=1572.00;左上角坐标是A=1466.50,B=1385.00;右上角坐标A=1466.50,B=1503.00;然后缺那一点坐标左边那个是A=1445.00,B=1503.00;右边是A=1445.00,B=1572.00.场区分成10×10的方格网，计算方格网内各轴线坐标，结果如
下图1所示：
图1方格网及各轴线点坐标
（2）测量各分隔点高程
利用设计院给的D03和D08把坐标和高程转到场地附近：
D03设置为测站点，D08设置为后视点，然后在距离适当能通视，方便架仪器的地方做一个控制点，测出来这个点的坐标，这就是转个1号点，再利用水准仪测出来这个点的高程，以此类推转到场地附近 利用设计院给的D03处高程和水准仪转到场区对各个分格点进行高程测量，结果如图2所示：
（3）绘出填、挖边界线
根据设计高程H=442.30m，等高线内插出这条曲线，就是填挖边界线。
（4）计算填、挖高度。
计算填、挖高度。
各方格点的填、挖高度为该点的地面高程与设计高程之差，即
挖、填高度=地面高程-设计高程
（5）计算填方挖方土方量
计算方法如下：
角点：
挖（填）高度×1/4方格面积；
边点：
挖（填）高度×2/4方格面积；
拐点：
挖（填）高度×3/4方格面积；
中点：
挖（填）高度×4/4方格面积；
由此得到共挖方38053.517立方米，填方49314.995立方米，护坡4794.595立方米。
图2方格网内各轴线点高程
5测设平面控制网
5.1平面控制网布设原则
（1）平面控制应先从整体考虑，遵循先整体、后局部，高精度控制低精度的原则。
（2）布设平面控制网根据设计总平面图，现场施工平面布置图。
（3）控制点应选在通视条件良好、安全、易保护的地方。
（4）桩位必须用混凝土保护，需要时用钢管进行围护，并用红油漆作好标记。
5.2主轴线控制网的测设
500千伏变电站工程主轴线控制网使用全站仪把5号点作为测站点，3号点作为后
视点，在场地内部没有设备和建筑并且通视的地方做四个控制点k1,k2,k3,k4.，如图3所示，并在桩上埋10×10的埋件，布置成平面控制网（施工过程中出现遮挡情况的可以根据情况进行转点或者利用后交）。
按照《工程测量规范》要求,控制网的精度要附合表1规定：
表2控制网的精度要求
等级
测角中误差
（＂）
边长丈量相对中误差
一级
±9
1/24000
图3主轴线上控制点分布图
6高程控制网测设
6.1高程控制网的布设原则
为保证建筑物竖向施工的精度要求，在场区内建立高程控制网，以此作为保证施工竖向精度控制的首要条件。
根据场区内设计院提供的水准点布设场区高程控制网。
6.2高程控制网的等级及技术要求
高程控制网的等级布设为三等水准网，水准测量技术要求见表3
表3三等水准网的水准测量技术要求
等级
每千米高差中误差
（mm）
路线长度
（km）
水准仪
型号
水准标尺
观测
次数
附合导线
闭合差
（mm）
三等
6
50
DS3
双面
往返各一次
±12L
注：
L为往返测段附合水准路线长度（km）
6.3水准点的埋设及观测技术要求
水准点的埋设：
水准点选在土质坚硬，便于长期保存和使用方便的地方。
墙水准点应选设在稳定的建筑物上，点位应位于便于寻找、保存和引测，场区内及周围至少3个水准点，水准点间的距离控制在50m--100m。
水准观测的技术要求见表4：
表4水准测量技术要求
等级
水准仪
型号
视线
长度
（m）
前后
视距
较差
（m）
前后视
距累
积差
（m）
视线离
地面最
低高度
（m）
基辅
分划
读数差
（mm）
基辅
分划所
测高差
之差
三级
DS3
75
2
5
0.3
2.0
3.0
7道路放样
7.1道路地形图的测绘
在AutoCAD工程制图软件里，根据设计图纸和带状地形图测绘规定（道路属线状地物，所需地形图为带状），绘制出道路中线，拐角圆弧中线。
如图4
图4道路线状图
7.2中线测量
把在地形图上设计好的线路中线测设到地面上，并打上木桩。
具体方法：
（1）实地放样：
现场全站仪安置在相应的导线点上，全站仪架好，后视定向，在道路图上有道路坐标，只控制一个方向把道路中线放样出来；
（2）穿线：
由于图解放样数据的误差及各个环节的测量误差的影响，有些转点可能不在一条直线上，进行适当调整；
（3）线路交点的确定：
当确定了线路中线上两条相邻直线段后，在两个桩之间拉线，交点即为线路交点。
7.3弧度测设
根据图纸上弧的半径，在CAD上做一个弧半径的等腰直角，然后画弧，再在直角边上一米拉一个垂直线与圆弧有交点，标注出来直线到交点的距离，然后在实地按照每一米的方法用尺子量出来圆弧上的点，再连接成圆弧。
7.4标高控制
标高控制主要分为三部分，第一层路面，第二层路面，主干道。
方法一致，具体如下：
（1）引标高：
利用主轴线上的K1、K2、K3、K4四个点的标高，在路的中线上，每隔20m测一个标高，砸上一根6号钢筋，作为标记；
（2）调标高：
用水准仪测量钢筋头标高，把钢筋顶部标高调到442.20m，即第一层路面的顶部标高。
然后在第一层路面上打上混凝土，待其凝固；
8变电站站区围墙的放样
8.1围墙基础的开挖线
根据轴线放样出围墙基础的开挖线，并以白灰标出。
要分段做：
先做大门东侧那一小段（A=1466.500,B=1503.00到A=1445.00，B=1503.00）；然后接着做从A=1445.00，B=1503.00到A=1445.00B=1572.00，依次这样转圈做，顺序如图5所示
图5围墙基础开挖顺序
8.2围墙基础（毛石）的中线和标高控制
围墙基坑挖好后先垫0.3米的三七灰土，然后用水准仪，在砌毛石基础的过程中每0.3米控制一次中线和标高，到围墙顶了按照图纸上要求，再符合一次标高，用水泥钉把围墙中线标上去。
9500kv区设备基础的测量和放样
先根据500kv构架基础图和总平面图计算500kv区所有基础中心坐标。
如表5为了方便记录和施工，把所有基础在基础型号后面做标号。
如图6所示：
表5500千伏区内基础的中心坐标
序号
中心坐标
A坐标
B坐标
A
JC1.1
1272.00
1506.00
B
JC1.2
1299.00
1506.00
C
JC1.3
1326.00
1506.00
D
JC3.1
1350.87
1506.00
JC3.2
1357.13
1506.00
E
JC1.4
1382.00
1506.00
F
JC1.5
1409.00
1506.00
G
JC1.6
1436.00
1506.00
H
JC2.1
1272.00
1534.458
JC2.7
1272.00
1540.542
I
JC2.2
1299.00
1534.458
JC2.8
1299.00
1540.540
J
JC2.3
1326.00
1534.458
JC2.9
1326.00
1540.542
K
JC4.1
1350.932
1534.432
JC4.2
1357.068
1534.432
JC4.3
1350.932
1540.568
JC4.4
1357.068
1540.568
L
JC2.4
1382.00
1534.458
JC2.10
1382.00
1540.542
M
JC2.5
1409.00
1534.458
JC2.11
1409.00
1540.542
N
JC2.6
1436.00
1534.458
JC2.12
1436.00
1540.542
O
JC1.7
1272.00
1567.00
P
JC1.8
1299.00
1567.00
Q
JC1.9
1326.00
1567.00
R
JC3.3
1350.87
1567.00
JC3.4
1357.13
1567.00
S
JC1.10
1382.00
1567.00
T
JC1.11
1409.00
1567.00
U
JC1.12
1436.00
1567.00
500KV构架基础采取由南向北逐次开挖的顺序，由于围墙正在施工，所以先由JC-1.1、JC-2.1、JC-2.7开始，根据变电站施工质量要求，500KV区构架基础轴线精度要求≤2mm，标高误差≤2mm，采取每个独立基础放样一次轴线的方法，每个基础的基坑开挖线，垫层轴线，基础轴线杯口轴线分次放样，其中JC-3.1和JC-3.2、JC-3.3和JC-3.4、JC-2.1和JC-2.7、JC-2.2和JC-2.8、JC-2.3和JC-2.9、JC-2.4和JC-2.10、JC-2.5和JC-2.11、JC-2.6和JC-2.12，JC-4.1和JC-4.2以及JC-4.3和JC-4.4由于距离较近，所以放在一起施工，500KV区正负零标高为442.35，JC-1.1到JC-1.12垫层底标高为438.75，基坑开挖线每边放大1米，其余基础底标高为436.75，基坑开挖线每边放大2米，所有基础分别控制中心坐标的两个方向轴线，500KV区构架基础施工过程中轴线和标高控制分别在开挖基坑时，基础垫层浇筑过混凝土后，承台加固好模板后但浇筑混凝土前和承台浇筑过混凝土后，
基础做好后在基础面标记基础轴线并用50米钢卷尺量出每两个基础轴线间距，并与设计院提供图纸上两基础间距对比。
方法是:
在每一道在同一轴线上的两头的基础上放出基础轴线，然后在轴线上架设经纬仪，照准另一头的轴线后锁定水平制动，调动水平微调使十字丝精准对上轴线，并竖直转动镜头，在此排基础上标记轴线点，（目的是使所有基础轴线在同一条轴线上）。
然后用50米卷尺量距离。
图6500千伏内所有基础点的分布
10主控楼施工放样
主控楼内基础点的中心坐标如表6所示：
表6主控楼内基础点的中心坐标
序号
中心坐标
A坐标
B坐标
J1.1
1462.4
1416
J1.2
1462.4
1456.5
J1.3
1449.8
1416
J1.4
1449.8
1426.8
J1.5
1449.8
1446.6
J2.1
1457.3
1416
J2.2
1457.3
1426.8
J2.3
1457.3
1433.4
J2.4
1457.3
1456.5
J2.5
1457.3
1446.6
J2.6
1457.3
1456.5
J3.1
1464.5
1426.8
J3.2
1464.5
1433.4
J3.3
1464.5
1440
J3.4
1464.5
1446.6
J3.5
1462.4
1461
J3.6
1449.8
1433.4
J3.7
1449.8
1440
J3.8
1451
1459.8
J4.1
1462.4
1426.8
J4.2
1462.4
1446.6
J5.1
1449.8
1456.5
J5.2
1451
1456.5
J6.1
1457.3
1459.8
J6.2
1457.3
1461
主控楼区正负零标高为442.80，基坑开挖线工作面每边放大1米。
主控楼基础采用全站仪放基础轴线，经纬仪控制柱子垂直度和扭度，水准仪控制基础和柱子标高的方法。
主控楼基坑开挖前放开挖边线，水准仪控制坑底标高。
图7主控楼的平面布置
基坑平整完毕后用全站仪放垫层边线并用水准仪控制垫层顶标高，垫层施工完成后在垫层上平面放承台边线并用水准仪控制承台模板顶标高，承台施工完成后在承台上平面放柱子模板边线并用水准仪控制第一节柱子顶标高，用经纬仪控制柱子的垂直度和扭度。
控制柱子垂直度和扭度的方法是:
用全站仪放出来每一排柱子轴线偏东和偏北0.5米的控制线，在线的两头架经纬仪，精确对准另一头轴线点后，用塔尺的前两节分别放柱子模板的四个楞上，根据图纸上轴线到柱子模板外边距离计算偏0.5米轴线到柱子模板外边的距离，竖直转动经纬仪镜头，读出来塔尺读数计算柱子扭度并做调整。
在柱子模板的上端和下端放塔尺读出来读数计算垂直度并作调整。
第一节柱施工完成之后要对基坑进行回填土，回填土施工过程中用水准仪随时控制，回填到地梁底标高，方便后期的地梁施工。
第一节柱施工完成之后对第一节柱进行垂直度扭度和标高符合。
第二节柱模板施工完成后对第二节柱模板垂直度扭度和标高进行调整。
柱子顶标高用倒尺法控制。
由于方便施工柱子间要搭设钢管架子，在搭设钢管架子前对所有柱子的垂直度扭度和标高进行再次符合。
主控楼门前道路施工过程同站区道路一样。
11主变及继电器室部分的测量工作
这一部分是包括#2主变压器，#3主变压器，主变构架，#51继电器室，#52继电器室。
表7主变及继电器室部分的中心坐标
序号
中心坐标
A坐标
B坐标
#2
1366.00
1483.00
1379.00
1483.00
1392.00
1483.00
#3
1316.00
1483.00
1329.
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