新型激光指向仪在拉西瓦水电站施工中的应用

'第39卷第24期人
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江Vo.l39,No.24



2008年12月Yangtze
RiverDec.,2008

文章编号:1001-4179(2008)24-0083-02新型激光指向仪在拉西瓦水电站施工中的应用印家发(中国葛洲坝集团西北分公司,陕西西安710605)摘要:在开凿地下隧道工程中,若用传统的测量方法测量放样不仅次数太多、影响施工进度,而且质量也不易控制。如果采用激光指向仪,激光束可达300m远,并且亮度大,看得清,可以方便施工员随时调整掘进方向。在大型掘进中,如果增加激光束的数量,形成开挖断面轮廓,更能保证工程质量和精度。在青海省贵德县黄河拉西瓦水电站地下厂房出线竖井施工中,应用新型激光指向仪进行施工测量放样,可以满足放样精度和施工质量要求,明显提高测量放样效率,解决了竖井测量放样难度大的问题,在其它类似的工程施工中值得推广应用。对施工测量放样过程作了详细介绍。关
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词:新型激光指向仪;出线竖井施工;地下厂房;拉西瓦水电站中图分类号:TV731.6


文献标识码:A其图片见图2。该产品是矿用本质安全防爆产品,各项指标均1
工程概况符合(GB3836.1-2000、GB3836.4-2000)国家防爆电气标准的拉西瓦水电站位于青海省贵德县与贵南县交界的黄河干流要求,满足MT8700-2000!煤矿用防爆激光指向仪∀的要求,且上,是黄河上游龙羊峡至青铜峡河段规划的大中型水电站中紧一些性能指标高于MT8700-2000的要求,并取得了防爆合格接龙羊峡水电站的第2个梯级电站。电站距上游龙羊峡水电站证和煤安标志。防爆标志:Exmib。32.8km(河道距离),距下游李家峡水电站73km,距青海省西宁市134km(公路里程),距下游贵德县城25km,对外交通便利。该电站总装机容量4200MW(6700MW)。水库正常蓄3水位2452m,总库容10.79亿m。工程为等大(一)型工程,大坝、泄洪、引水发电建筑物和开关站为1级建筑物,消力塘、二道坝为3级建筑物。拉西瓦水电站布置有地下厂房工程,出线竖井位于主变开关室左端,为开挖直径D=12.8m的马蹄型断面,断面面积为2118.88m,其底部通过气体管道平洞与主变开关室左端连通,高程为2252.7m,顶部位于出线平台,高程为2460.00m,竖井主体高度207.3m。另外2252.7m高程以下还包括电梯缓冲图1
出线竖井开挖结构示意(单位:m)坑与集水坑。出线竖井底部通过上坝交通洞与副厂房疏散廊道连接。其开挖结构示意图如图1所示。出线竖井总高度224.15m,高程从2460~2235.85m。出线竖井开挖采用反井钻机先打一个直径为1.4m的导井,然后从下往上扩挖成直径为3.4m的溜渣井(第1次扩挖),作为第2次扩挖的溜渣通道,最后自上而下按出线竖井结构断面进行第2次扩挖成型。为了保证第2次开挖进度、质量和精度,采用新型激光指向仪进行测量开挖控制,从而解决了竖井测量放样难度大的问题。2
新型激光指向仪的性能特点拉西瓦水电站采用的是YHJ500/800型新型激光指向仪,图2
YHJ-800型新型激光指向仪收稿日期:2008-09-01作者简介:印家发,男,中国葛洲坝集团西北分公司拉西瓦项目部,工程师。 84

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2.1
新型激光指向仪的适用范围绍A和1、2号的激光准直调节方法,其他两个同此)。连接电源,开启红外光斑,参照表1中的距离,用小钢尺拉距,交出该高该指向仪为电子隔爆型,主要为煤矿、井下提供中腰线、指程上A#的位置,在上面支架上通过水平、垂直粗调和微调及水向,还可以为铁路、公路、隧道、涵洞、建筑及管道铺设等生产现平移动等调节手轮,将光斑精确垂直定位于交点A#上,然后再场提供准直线。特别适用于巷道较长、坡度较大的掘进工程使固紧指向仪,这样就定出了一条垂直的激光准直线,方便竖井的用。开挖施工,示意图见图4。随着指向距离的加长,光斑的大小可2.2
新型激光指向仪的性能及特点通过仪器前镜筒调节,使光斑变小、明亮,直到满意为止。(1)安全。激光指向仪电源为本质安全型,并设有过压、过表1
控制点原始数据流、过功耗的保护功能,保证了易燃、易爆环境中安全使用。编号X/mY/mH/m说明(2)方便。体积小、重量轻、调节、安装便利。激光指向仪A3578.91006784.73802460.597以其鲜艳夺目的光斑特性已被广大使用者所喜爱。B3572.21506792.32502460.5832.3
激光指向仪的工作原理及优点C3569.19106781.67902460.618在基建工程中,为保持施工作业的质量,常需要提供较高精1号3579.26406784.50202452.317到A#的距离:0.4255m度的横向、竖直基准线,用激光束作基准线,误差在1mm以内2号3580.02006785.47502452.409到A#的距离:1.3324m3号3573.06806792.98202451.993到B#的距离:1.0767m的作业,称为激光准直。激光指向仪的作用即是为工程施工提4号3570.43806792.11102452.008到B#的距离:1.7898m供一条精确的激光准直线,因此它需要激光发射角控制的很小,5号3568.10206782.49302452.336到C#的距离:1.3596m使光束尽量集中,以获得尽可能长的准直距离。在开凿地下隧6号3569.75406781.27802452.351到C#的距离:0.4329m道工程中,用传统的测量方法,测量放样的次数太多,影响进度,质量也不容易控制。而如果用激光准直,激光束可达300m远,并且亮度大,看的更清楚,用光电检测也可以方便施工员随时调整掘进方向。而且在大型掘进中,如果增加激光束的数量,形成开挖断面轮廓,更能保证工程质量和精度。3
工程实例在拉西瓦水电站出线竖井开挖工程中,采用3台新型激光指向仪进行准直定向,如图3所示,图中A、B、C分别为激光指向仪安装位置。图4
激光指向仪A的激光准直线调节示意3个激光指向仪都安装调节完成后,3条激光准直线就形成控制竖井开挖的断面轮廓线,此时结合竖井的结构图,计算出A#、B#、C#形成的3条线上每1m距离竖井开挖边线的垂直距离,如图5,距离可以用钢卷尺和小钢尺量取,此工作需由3个人配合完成,同时可以检查上一排炮的超欠挖情况,保证开挖的质量和精度。4
测量误差分析图3
激光指向仪竖井控制平面(单位:m)施工前先从洞外控制网经测量导线引控制点到井口附近,普通测量要求将建筑物在地面定位,这是一个绝对量坐标竖井井口15m高度范围采用普通测量控制方法进行放样,开挖及高程的测量,而在基坑边壁变形测量中,只要求测定边壁相对于原来基准位置的位移即可,用激光指向仪对出线竖井进行定15m后,在井口安装钢平台和龙门吊,在钢平台上离井壁一定距离做好A、B、C三个激光准直仪支座,再把激光准直仪用固定位测量,其误差的来源分析如下。螺丝固定在3个支座上,并测量其顶部坐标。在洞内,垂直对应4.1
定向误差于井口3个指向仪支座两侧,在洞壁的支护锚杆1、2、3、4、5号安装时由于安装人员的感觉器官的鉴别能力存在局限性,和6号上分别做控制点,测量其坐标,然后用坐标反算它们到指照准、定向、量距等方面都会产生误差。主要在于A、A#定位时向仪垂点A#、B#、C#的距离,数据见表1。的误差,此项误差会造成激光准直线偏离,它会随着开挖距离的施工时,先参照说明书将激光指向仪和电缆线连接正确,然后将激光指向仪镜头向下固定在A、B、C三个支座上(这里只介(下转第98页) 98

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(1)业主因工程建设造成了水土流失,给下游及其周边环等情况进行实地监督、检查。必要时采取行政、经济、司法等多境带来影响,理应承担责任范围内的水土流失防治任务,确保水种手段促使水土保持方案的实施。土保持资金落实到位,积极有效组织实施方案,为保证和改善该5
结语区域生态环境作出应有的贡献。在实施过程中,业主单位应主动与当地水行政主管部门取得联系,在生产建设过程中自觉接(1)合理预测工程建设造成的水土流失量,并采取积极的受地方相关部门的监督。水土保持对策,确保水土保持措施的实施,是有效控制水土流失的重要保证。(2)水土保持措施的实施,将产生一系列的良性生态效应:地表径流侵蚀减少,土壤抗蚀能力提高,使得河道泥沙减少,确保河道行洪顺畅;土壤流失量减少,地表有机物增加,不仅使土壤养分得以保持,而且提高了土壤肥力;近地面层形成了良好的生物小气候环境,利于调节近地层气温、湿度、土壤温度及水分;图2
道路建设区防护措施示意林地区野生动物繁殖力增强,提高了生物多样性,达到人与自然(2)监理单位要履行职责,严格按照设计要求监督施工单的和谐相处。位保质保量完成工程生产任务,特别对与水土保持相关的工程从化市马术场馆通过采取水土保持措施取得了良好的蓄水措施更应严格要求,确保水土保持工程措施取得预定效果。保土效益、经济效益、社会效益和生态效益。(3)施工单位应明确承包项目的水土流失防治责任和所实参考文献:施的工程措施,严格按照设计文本及图件施工,并积极配合监理[1]
王永喜,吴长文,郭江红.城市片区开发建设水土保持方案探讨.工程师监督工作,不得偷工减料、使用劣质材料和无故拖延工亚热带水土保持,2006,18(3):80~83.期,以保证施工质量。[2]
赵永军.开发建设项目水土保持方案编制技术.北京:中国大地出(4)当地水行政主管部门应依法对水土保持方案的实施进版社,2006:32~33.行监督管理,定期对水土保持方案的实施进度、质量、资金落实(编辑:朱晓红)(上接第84页)增大而增大,所以这是主要的误差来源。但是,在竖井测量中如表2
出线竖井垂直度测量结果果在定位时认真、仔细则可减小此项误差。上游面相对右侧面允许偏差高程/垂直相对垂直实测値/偏差/实测値/H/10004.2
外界条件误差m度偏差/cm度cmcmcm∃30mm测量中的外界条件,如温度、湿度、风力、阳光、大气折光、烟2460.012.534.0尘等时刻都在变化,必然也会对定向结果产生误差。另外,在施2408.014.01.50.29/100033.01.00.19/100052.0/1000工过程中仪器支座和锚杆控制点也不可避免的会受到影响,因2360.09.53.00.3/100034.000/1000100/1000此测量人员要经常对这些控制点进行变形观测,并将观测结果2309.014.01.50.1/100031.52.50.17/1000151/1000和调整方案及时通知施工员,以保证施工的精度。2252.713.51.00.05/100031.03.00.14/1000207.3/1000下游面相对左侧面允许偏差高程/垂直相对垂直实测値/偏差/实测値/H/1000m度偏差/cm度cmcmcm∃30mm2460.027.036.52408.029.52.50.48/100037.00.50.1/100052.0/10002360.025.51.50.15/100039.02.50.25/1000100/10002309.026.01.00.07/100035.51.00.07/1000151/10002252.724.03.00.14/100034.02.50.12/1000207.3/1000从表2可以看出,用激光指向仪进行出线竖井施工测量放样控制,质量完全符合规范要求。5
结语通过应用激光指向技术进行竖井的测量放样,不但满足了放样精度和施工质量要求,而且明显提高了测量放样效率,解决图5
激光指向仪控制竖井开挖轮廓平面(单位:m)了竖井测量放样难度大的问题,在以后类似工程中值得推广应4.3
出线竖井实测偏差用。出线竖井开挖完成后,用常规吊垂线的方法对竖井的垂直(编辑:徐诗银)度进行了测量,测量结果见表2。'