陸永紅，李保杰，郝俊柳

（1.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局 第二地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南 鄭州 450001）

GPS、全站儀、CAD技術(shù)在建筑方格網(wǎng)中的應(yīng)用研究

陸永紅1，李保杰1，郝俊柳1

（1.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局 第二地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南 鄭州 450001）

論述了GPS技術(shù)、全站儀導(dǎo)線測量技術(shù)和CAD技術(shù)在焦作電廠施工方格網(wǎng)中的施測、歸化計算的工程實例，闡述了在方格網(wǎng)測設(shè)中集成先進(jìn)測繪儀器、技術(shù)的優(yōu)點。

建筑方格網(wǎng)；歸化；精度；坐標(biāo)系；放樣

火力發(fā)電廠建筑方格網(wǎng)（building square grids）是整個廠區(qū)建設(shè)的控制基礎(chǔ)，在場地平整、基礎(chǔ)開挖、管道鋪設(shè)、廠房建設(shè)、電力放樣和設(shè)備安裝等方面都起著重要作用[1]?！痘鹆Πl(fā)電廠工程測量技術(shù)規(guī)程》要求，建筑方格網(wǎng)主軸線直線度限差為180°±5"，交角的限差為90°±5"[2]。近年來，由于GPS定位技術(shù)的普及、定位精度的提高和CAD制圖軟件的發(fā)展，為滿足建筑方格網(wǎng)高精度要求提供了方法和條件[3]。2013年5月，我院為滿足建筑方格網(wǎng)精度要求，使用GPS定位技術(shù)和CAD制圖軟件成功地在焦作電廠（2×660 MW）上大壓小異地擴(kuò)建工程項目中建立了高精度的建筑方格網(wǎng)。本文將結(jié)合實際情況對GPS、全站儀和CAD制圖在建筑方格網(wǎng)應(yīng)用中要注意的事項作探討。

1 工程概況

焦作電廠（2×660 MW）上大壓小異地擴(kuò)建工程項目占地面積約為0．3 km2，需建立13個點的建筑方格網(wǎng)，見圖1。

圖1 施工方格網(wǎng)示意圖

坐標(biāo)系統(tǒng)采用1954年北京坐標(biāo)系，中央子午線為114°[4]。儀器采用國產(chǎn)南方靈銳S82 GPS靜態(tài)接收機(jī)，標(biāo)稱精度±3 mm+1×10-6D；拓普康GPT-3002LN免棱鏡全站儀，標(biāo)稱精度2"，±2 mm+2×10-6D。建筑坐標(biāo)系（A，B）與1954年北京坐標(biāo)系（X，Y）的轉(zhuǎn)換關(guān)系如下：

其中，X0=3 899 088.55；Y0=38 452 059.05；α=-8.03°。

2 工程施工方法的研究探討

2.1 GPS引點

由于2009年河南省電力勘測設(shè)計院為焦作電廠所測的E級GPS控制點1231、1232離廠區(qū)太遠(yuǎn)，根據(jù)《全球定位系統(tǒng)城市測量技術(shù)規(guī)程》要求，采用靜態(tài)GPS測量將控制點引測到廠區(qū)內(nèi)，然后再用導(dǎo)線測量施測建筑方格網(wǎng)。

在GPS引點時，一定要注意檢查已知控制點的等級、坐標(biāo)以及控制點間邊長的正確性。由于設(shè)計年代和建廠時間不一樣，原來高等級的控制點也有可能出現(xiàn)移位、沉降或變形，導(dǎo)致等級下降甚至出錯。

經(jīng)過實地靜態(tài)GPS測量檢測，1231-1232邊長為356．082 m，與已知坐標(biāo)值反算邊長356．094 m相差0．012 m。為避免起始邊長誤差對控制網(wǎng)精度的影響，施測時以1232為原點，1232-1231方向為方位角，用檢測邊長重新推算1231的坐標(biāo)，再次解算GPS控制網(wǎng)[5]。經(jīng)GPS網(wǎng)平差后，計算得出臨時點LS01-LS06的邊長為188．873 m，全站儀實測邊長188．872 m，長度誤差1 mm，高度吻合，保證了引入廠區(qū)控制點的精度。

2.2 RTK放樣

控制點引入廠區(qū)后，我院按照設(shè)計坐標(biāo)進(jìn)行了控制樁位的放樣施工。由于甲方要求控制點制作標(biāo)準(zhǔn)為鋼管樁（鋼管厚度為5 mm、埋深為13 m、鋼管直徑為18 cm），因此鉆機(jī)打樁、埋設(shè)點位誤差不能超過10 cm。在進(jìn)行RTK放樣時一定要注意以下幾個方面：①RTK校正和檢查，經(jīng)已知點校正后，為確保放樣坐標(biāo)的正確性，一定要用另外一個控制點作檢查，只有在檢查無誤的情況下才能進(jìn)行RTK放樣；②由于建筑方格網(wǎng)點鋼板是20 cm，因此放樣點位應(yīng)盡量靠近設(shè)計坐標(biāo)點位，使得鋼板中心位置恰好位于設(shè)計坐標(biāo)附近，避免調(diào)整歸化點位溢出鋼板的現(xiàn)象。

在焦作電廠（2×660 MW）上大壓小異地擴(kuò)建工程項目實地作業(yè)中，我院采用南方RTK儀器（點位放樣精度為±2 cm+1×10-6）進(jìn)行點位放樣，而且在灌注樁位時要時刻注意用RTK檢測放樣點位的位置，確保設(shè)計坐標(biāo)位置能夠落在鋼板中心附近[6]。

2.3 全站儀導(dǎo)線測量研究

按照《工程測量規(guī)范》、《火力發(fā)電廠工程測量技術(shù)規(guī)程》要求，建筑方格網(wǎng)等級按Ⅰ級要求施測。在觀測中應(yīng)注意以下幾方面問題：①全站儀測角精度一定要達(dá)到要求；②基座對中一定要進(jìn)行檢測，無論哪個方向?qū)c器都要精確對中；③導(dǎo)線一定要經(jīng)過建筑方格網(wǎng)點，嚴(yán)禁使用支導(dǎo)線；④邊長施測精度，儀器和棱鏡一定要經(jīng)過檢校，而且在施測邊長時一定要加入氣壓和溫度改正量（溫度設(shè)置增高1 ℃，距離增加0．83 mm/km；氣壓設(shè)置增大1 mbar，距離減少0．28 mm / km），這樣邊長才能測得精確；⑤所測邊長要進(jìn)行平距改正、加乘常數(shù)改正和棱鏡常數(shù)改正，然后求均值才能得到精確的邊長平距；⑥采用三聯(lián)腳架法，能夠加快導(dǎo)線施測速度，而且能夠保證導(dǎo)線施測精度。

我院在此次焦作電廠（2×660 MW）上大壓小異地擴(kuò)建工程項目中，建筑方格網(wǎng)點定測采用拓普康GPT-3002LN全站儀進(jìn)行邊長和水平角觀測，邊長按2測回往返觀測，水平角按3測回進(jìn)行觀測[7]。施測的施工方格控制網(wǎng)經(jīng)嚴(yán)密平差后測角中誤差為2．1″，導(dǎo)線全長相對閉合差最大為1/88 800，精度遠(yuǎn)高于建筑方格網(wǎng)Ⅰ級要求。

2.4 CAD制圖、施工方格網(wǎng)歸化探討

建筑方格網(wǎng)導(dǎo)線施測完畢，經(jīng)過嚴(yán)密平差計算后各點位實測坐標(biāo)與設(shè)計坐標(biāo)有一個差值，這樣就需要進(jìn)行點位歸化處理。在點位歸化處理過程中，要注意以下幾個方面：①建筑方格網(wǎng)要用正規(guī)平差軟件進(jìn)行嚴(yán)密平差；②平差結(jié)束后，在計算機(jī)上用CAD制圖軟件將建筑方格網(wǎng)的實測坐標(biāo)與設(shè)計坐標(biāo)進(jìn)行展點比較，然后打印，此時要特別注意打印圖件按照1∶1的比例尺（單位是0．001 mm）繪制出各點位改正詳圖，標(biāo)出坐標(biāo)北方向；③在野外通過仔細(xì)對點、標(biāo)定方向（特別注意方向的正確性），將點位盡量歸化到設(shè)計位置。

2.5 建筑方格網(wǎng)點位鑲嵌銅絲方法

經(jīng)過§2．3、§2．4步驟重復(fù)施測2～3次后可以看出，實測坐標(biāo)與設(shè)計坐標(biāo)相差已經(jīng)很小，點位精度已經(jīng)達(dá)到《火力發(fā)電廠工程測量技術(shù)規(guī)程》要求。最后采用直徑為1 mm的鈷鉆頭在不銹鋼板上打孔，鑲嵌銅絲標(biāo)注其點位。

在打孔鑲嵌銅絲時要注意以下幾個方面：①鉆頭一定要用專用鉆頭（鈷鉆頭），因為一般鉆頭打不進(jìn)鋼板還容易折斷；②鉆頭直徑一定要細(xì)，一般采用1 mm鉆頭，如果鉆頭直徑粗，點位精度就會下降；③注意鉆頭距離手電鉆卡口處一定要短（小于3 mm），以便增強(qiáng)其硬度，而且打孔過程中要注意冷卻鉆頭，防止鉆頭折入鋼板；④打孔成功后，用直徑1 mm的銅絲緊緊鑲嵌其中，打光鋼板表面，防止點位松脫。

3 結(jié) 語

由于焦作電廠（2×660 MW）上大壓小異地擴(kuò)建工程項目急于上馬，限制建筑方格網(wǎng)15 d完成，因此我院制定了詳細(xì)的工作方案，使用了比較先進(jìn)的儀器和技術(shù)，而且特別關(guān)注在施工過程中各環(huán)節(jié)應(yīng)注意的事項，因此能夠在半個月內(nèi)，在保證精度的前提下，順利完成了該擴(kuò)建工程項目建筑方格網(wǎng)的控制工作，受到業(yè)主的好評。

[1] 常增亮,宋愛虎．利用GPS和CAD技術(shù)建立電廠施工方格網(wǎng)[J]．電力勘測設(shè)計,2006(3)：34-36

[2] DL/T5001-2004．火力發(fā)電廠工程測量技術(shù)規(guī)程[S]．

[3] 秦宇峰,張志東．淺談電廠建筑方格網(wǎng)的布設(shè)方法[J]．山西建筑,2009,35(31)：353-354

[4] 張彥軍．GPS技術(shù)在廠區(qū)建筑方格網(wǎng)測量中應(yīng)用[J]．中國房地產(chǎn)業(yè),2011(7)：364

[5] 劉永昶,朱仁義．用GPS定位技術(shù)進(jìn)行方格網(wǎng)測量[J]．測繪通報,2000(3)：22-24

[6] 周永山,張潔．建筑方格網(wǎng)布設(shè)方法探討[J]．企業(yè)導(dǎo)報,2011(3)：274-278

[7] GB/50026-2007．工程測量規(guī)范[S]．

P258

B

1672-4623（2016）04-0060-02

10.3969/j.issn.1672-4623.2016.04.020

陸永紅，高級工程師，主要從事工程測繪、地理信息系統(tǒng)等方面的工作。

2014-07-16。