CC BY
129
Геодезия и маркшейдерия
УДК 621.311
СОВРЕМЕННАЯ МЕТОДИКА ВЫНОСА ГЛАВНЫХ ОСЕЙ ТУРБОАГРЕГАТОВ
Валерий Геннадьевич Сальников
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, аспирант кафедры инженерной геодезии и маркшейдерского дела, тел. 8913-932-62-20, e-mail: salnikov_valera@mail.ru
Турбоагрегат является установкой, предназначенной для производства электроэнергии. Топливом является природный газ. В последнее время в России начали широко применяться газотурбинные установки. Отличительной особенностью этого оборудования является одно-вальная компоновка, где газовая и паровая турбины, а также общий генератор расположены на одном валу. Такое расположение оборудования требует обеспечения монтажа отдельных частей с ошибкой 0,05-0,10 мм, поэтому для монтажа основных узлов парогазовой установки (ИГУ) необходимы современные высокоточные геодезические приборы.
В данной статье представлена и внедрена в производство методика выноса главных осей ИГУ при строительстве Няганской ГРЭС, а также рассмотрена методика создания планово-высотного обоснования (ПВО) внутри цеха.
Ключевые слова: турбоагрегат, электронный тахеометр, точность, отражающая пластина.
MODERN TECHNIQUES FOR STAKING OUT OF TURBOUNIT PRINCIPAL AXES
Valery G. Salnikov
Siberian State Academy of Geodesy, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., Postgraduate student, Department of Engineering Geodesy and Mine Surveying, tel. 8913-932-62-20, e-mail: salnikov_valera@mail.ru
Turbounit is a system used for power generation with natural gas as a fuel. Gas-turbine installations have been lately often used in Russia. The distinctive feature of this installation is a one-shaft layout with gas- and steam turbines as well as a generator being on the same shaft. With such arrangement each part is to be mounted with an error of 0.05 - 0.10 mm, max. Thus, to install basic units of a steam-gas plant, state-of-the art high-precision geodetic instruments are needed. The article presents the techniques for staking out turbounit principal axes. They were used in process of Nyagan hydroelectric power plant construction. The techniques for conducting horizontal and vertical control on-site (on the plant premises) are also considered.
Key words: turbounit, total station, accuracy, reflection plate.
Строящаяся турбина находится между двумя осями турбинного отделения [2] (рис. 1). Колонны каркаса расположены параллельно главной продольной оси. Для создания планово-высотной сети внутри турбинного отделения, а также всего главного корпуса можно воспользоваться пленочными отражателями (ОИ). Наиболее удобно и целесообразно размещать ОИ на каждой колонне каркаса здания и определять их координаты после окончательного монтажа ферм, балок и связей, но до монтажа ограждающих конструкций.
27
Геодезия и маркшейдерия
Условные обозначения
| | Опорные геодезические пункты
ОГП - 3
Св.Ст. 1 Установка тахеометра методом свободной станции
Рис. 1. Схема разбивки ПВО внутри ПГУ
Линия визирования для установки свободной станции
Линия визирования для координирования ОП
Порядок геодезических работ по созданию цеховой геодезической сети следующий. Тахеометр устанавливается внутри каркаса здания так, чтобы из станции было видно не менее 3-х пунктов внешней разбивочной сети. После этого координаты и ориентировка станции определяются путем обратной линейно-угловой засечки (см. рис. 1). Далее производится координирование ОП, закрепленных на колоннах, которые имеют с визирным лучом угол а < 30-40°. В этом случае имеется возможность выполнить линейные измерения с ошибкой не хуже 1,5—2,0 мм.
Затем тахеометр устанавливается в других частях цеха с таким расчетом, чтобы можно было получить координаты ОП на оставшихся колоннах. При этом координаты места стояния тахеометра и ориентировка определяются из обратной засечки от ОП на торцевых колоннах, угол падения луча лазера на которые при работе в цехе практически должен быть всегда меньше 40°, а также и от ОП с уже известными координатами на остальных колоннах. После определения координат всех ОП производят контрольные измерения [4].
28
Геодезия и маркшейдерия
Вынос главных осей осуществляется с помощью тахеометра на заранее установленные металлические пластины размером 50*50 мм [5]. Для этого чаще всего используют тонкие металлические пластины, позволяющие керном намечать характерные точки пересечения главных осей. Эти пластины закрепляют дюбелями по четырем углам. Важным фактором при выносе точек является правильность определения их проектных координат. Для этого используется программный продукт AutoCAD. В программном продукте AutoCAD по проектным расстояниям от пересечения главных осей здания строится разбивоч-ный чертеж. После этого выбираются характерные точки пересечения главных осей и с помощью тахеометра выносятся в натуру (рис. 2).
Главные поперечные оси
Рис. 2. Главные оси фундамента турбоагрегата
Перед выносом выбранных характерных точек тахеометр ставится в начало турбинного отделения на фундаментную плиту [1]. Для определения пространственных координат станции используется метод свободной станции. Затем с этой станции производится вынос главных осей на металлические пластины. В качестве визирной цели можно использовать мини-призму, установленную на минимальной высоте 100 мм, или отражающую пластину, которая предварительно наклеивается на металлический брусок. Для повышения надежности и точности выноса поверхность бруска тщательно шлифуется с целью обеспечения плотного прилегания ОП к его поверхности. При наведении зрительной трубы тахеометра, визирный луч наводится на самый низ перекрестия ОП вместо прилегания ОП к металлической пластине. После этого производится кернение полученной точки. Аналогичным образом происходит вынос следующей характерной точки (рис. 3).
Так как с одной станции невозможно произвести вынос всех осей, то тахеометр переносят на середину (Св.Ст.2) фундаментной плиты, после чего порядок действий повторяется. Для контроля проверяются вновь уже вынесенные
29
Геодезия и маркшейдерия
оси; разность между накернеными точками не должна превышать в плановом положение ± 2 мм.
Св.Ст 1 - стояние приворо методом свободной станции Т, 1 - характерная томна линия виеирования
Рис. 3. Схема выноса характерных точек методом свободной станции
Кроме планового положения необходимо определять и высотное положение выносимых точек [3]. Передача высотного горизонта на верхнее строение фундамента турбоагрегата выполняется тремя способами: геометрическим и тригонометрическим нивелированием, координатным способом.
1. Применение геометрического нивелирования. Фундамент верхнего строения турбоагрегата имеет сложную геометрическую форму, и верх его находится на разной высоте; по форме напоминает ступеньки. На каждой из них расположены по две осадочные марки по обе стороны от главной продольной оси. Для передачи отметки на вертикальных стенах фундамента верхнего строения дополнительно устанавливают осадочные реперы на высоте +1.000 м. Они выполняют две важные функции: от них ведутся строительно-монтажные работы и с их помощью передается высотный горизонт на осадочные марки, расположенные на нижней ступени фундамента.
Передача отметки производится с помощью высокоточного цифрового нивелира Trimble Dini 12 [9] с комплектом инварных штрих-кодовых реек. Для этого от осадочной марки 1 а, расположенной на нулевой строительной отметке, прокладывается замкнутый нивелирный ход (рис. 4).
Первоначально ход поднимается наверх по маркам 15 - 10а - 11а - 12а, а потом опускается вниз по маркам 12 - 11 - 10 и 15 с замыканием на марке 15. Этими действиями передается отметка на высоту +5.000 м. Невязка в ходе не
должна превышать допустимой величины, равной /доп = ±0,33 Vn = ±0,80 мм, где n = 7.
Для повышения точности [10] и надежности нивелирование выполняется и в обратном направлении.
30
Геодезия и маркшейдерия
Рис. 4. Схема передачи высотного горизонта на верхнее строение турбоагрегата
2. Применение тригонометрического нивелирования [7]. Форма фундамента турбоагрегата не всегда позволяет выполнить передачу отметки геометрическим нивелированием. В таких случаях для поднятия строительного горизонта используется тригонометрическое нивелирование высокоточным тахеометром. С его помощью прокладывают ход, опирающийся на осадочные марки нижнего строения и новые марки верхнего строения. При выполнении измерений тахеометр устанавливают на верхнем строении таким образом, чтобы была видимость между нижними и верхними марками. В качестве визирной цели используется мини-призма высотой 100 мм [9]. Если тахеометр находится наверху фундамента, то призму можно повернуть отражающими гранями вверх. Превышение измеряется как разность полученных высот между марками. Далее, как и в способе геометрического нивелирования, прокладывается ход с измерением превышения между всеми осадочными марками. После этого производится уравнивание и вычисление высот каждой осадочной марки.
3. Применение координатного способа. При реализации данного способа тахеометр устанавливается в удобном месте и методом свободной станции определяются его координаты. Решение обратно-угловой засечки производится от трех-четырех ОП. СКО определения положения свободной станции в плановом и высотном положении не должна быть больше 1 мм. После определения координат свободной станции зрительная труба тахеометра наводится поочередно на осадочные марки верхнего строения, этим самым определяются их высоты.
СКО определения измерения на станции вычисляется по формуле [8]:
2 2-2
m = тЬ sm
, та т~\2
а + — D cos а
р2
2
(1)
где та - СКО измерения вертикального угла (2'');
31
Геодезия и маркшейдерия
mD - СКО измерения расстояния (2 мм); а - угол наклона;
D - расстояние до цели в мм; р = 206265".
Если принять а = 40°, D = 30 м, то mh = 1,23 мм. При выполнении засечки от трех пунктов получим mh = 1,23/V3 = 1,10 мм, что позволяет произвести монтаж всех составляющих турбоагрегата с необходимой точностью.
Разность положения осадочных марок, определенных тремя указанными способами, не превышает ±1,5 мм.
Далее, после выноса в натуру главных осей и поднятия строительного горизонта, приступают к монтажу составных конструкций турбоагрегата. На данном этапе необходимо осуществлять постоянный геодезический контроль [11-13] при выверке отдельных строительных конструкций в планово-высотном положении.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. СНиП 3.03.01-87. Несущие и ограждающие конструкции. - М.: Госстрой СССР, 1987. - 90 с.
2. Сальников В. Г. Технология геодезических работ при строительстве фундамента турбоагрегата мощностью 420 МВт // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2013. 1Х Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия» : сб. материалов в 3 т. (Новосибирск, 15-26 апреля 2013 г.). - Новосибирск: СГГА, 2013. Т. 1. - С. 18-23.
3. Рябова Н. М., Сальников В. Г. Методика исследования влияния рефракции на цифровой нивелир // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2013. 1Х Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия» : сб. материалов в 3 т. (Новосибирск, 15-26 апреля 2013 г.). - Новосибирск: СГГА, 2013. Т. 1. - С. 12-17.
4. Сальников В. Г. Технологическая схема разбивки круговых рельсов // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2013. 1Х Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия» : сб. материалов в 3 т. (Новосибирск, 15-26 апреля 2013 г.). - Новосибирск: СГГА, 2013. Т. 1. - С. 108-113.
5. Сальников В. Г. Геодезические работы при возведении градирен большой высоты // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2012. VIII Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия» : сб. материалов в 3 т. (Новосибирск, 10-20 апреля 2012 г.). - Новосибирск: СГГА, 2012. Т. 1. - С. 72-77.
6. Исследование влияния вибрации на точность измерений цифровыми нивелирами и электронными тахеометрами / А. Бешр Ашраф, Н. М. Рябова, В. Г. Сальников, А. Н. Теплых, М. Р. Рахымбердина // Геодезия и аэрофотосъемка. - 2012. - № 3. - C. 123-126.
7. Никонов А. В. Опыт применения тригонометрического нивелирования с использованием электронных тахеометров для наблюдения за осадками сооружений // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2013. 1Х Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия» : сб. материалов в 3 т. (Новосибирск, 15-26 апреля 2013 г.). - Новосибирск: СГГА, 2013. Т. 1. - С. 78-87.
8. Никонов А. В. К вопросу о точности обратной линейно-угловой засечки на малых расстояниях // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2013. 1Х Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия» : сб. материалов в 3 т. (Новосибирск, 15-26 апреля 2013 г.). - Новосибирск: СГГА, 2013. Т. 1. - С. 93-101.
32
Геодезия и маркшейдерия
9. Соболева Е. Л., Рябова Н. М., Сальников В. Г. Исследование влияния рефракции на результаты нивелирования цифровыми нивелирами // ГЕО-Сибирь-2011. VII Междунар. на-уч. конгр. : сб. материалов в 6 т. (Новосибирск, 19-29 апреля 2011 г.). - Новосибирск: СГГА, 2011. Т. 1, ч. 1. - С. 32-36.
10. Скрипников В. А., Скрипникова М. А. Технологическая схема геодезического обеспечения реконструкции гидрогенератора // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2012. VIII Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия» : сб. материалов в 3 т. (Новосибирск, 10-20 апреля 2012 г.). - Новосибирск: СГГА, 2012. Т. 1. - С. 46-52.
11. Хорошилова Ж. А., Хорошилов В. С. Деформационный мониторинг инженерных объектов как составная часть геодезического мониторинга // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2012. VIII Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия» : сб. материалов в 3 т. (Новосибирск, 10-20 апреля 2012 г.). - Новосибирск: СГГА, 2012. Т. 1. - С. 77-81.
12. Хасенов К. Б., Гольцев А. Г., Салпышев О. Д. Выверка строительных конструкций с использованием лазерных приборов // Вестник СГГА. - 2012. - Вып. 3(19). - С. 14-17.
13. Хасенов К. Б., Гольцев А. Г., Салпышев О. Д. Монтаж аппаратов вертикального типа // Вестник СГГА. - 2013. - Вып. 4 (24). - С. 14-17.
Получено 24.12.2013
© В. Г. Сальников, 2014
33
