相對導(dǎo)管架安裝的精度控制

李世全++梁鵬+牛瑞龍

[摘 要]海洋工程中，相對導(dǎo)管架安裝作業(yè)時間跨度大，步驟繁多，測量工作貫穿整個流程。導(dǎo)管架作為平臺的基礎(chǔ)，在新平臺的建設(shè)過程中，其位置精度的控制直接影響整個新平臺建設(shè)工程的整體質(zhì)量。本文對如何做好相對導(dǎo)管架安裝的精度控制進(jìn)行了分析探討。

[關(guān)鍵詞]海洋工程；相對導(dǎo)管架；安裝；精度控制

中圖分類號：P751 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）09-0315-01

海洋工程中，為解決已有平臺產(chǎn)能、空間等因素的限制，常會以與舊平臺的相對位置關(guān)系為基礎(chǔ)，新建以棧橋與之連接的鄰接平臺。導(dǎo)管架作為平臺的基礎(chǔ)，在新平臺的建設(shè)過程中，其位置精度的控制直接影響整個新平臺建設(shè)工程的整體質(zhì)量。

一、相對導(dǎo)管架安裝過程的步驟

1. 新導(dǎo)管架建造場地，在導(dǎo)管架頂層甲板面上測量選定待觀測點(diǎn)，并于選定點(diǎn)位綁定全向棱鏡；

2. 施工前期，前往舊平臺，于舊平臺導(dǎo)管架頂層甲板面測量選定全站儀架站點(diǎn)及后視點(diǎn)。同時測量舊平臺上層組塊結(jié)構(gòu)圖，繪制其與舊平臺導(dǎo)管架的相對關(guān)系，根據(jù)已有舊導(dǎo)管架中心大地坐標(biāo)推算出全站儀架站點(diǎn)大地坐標(biāo)。

3. 導(dǎo)管架放樣，于舊平臺導(dǎo)管架頂層甲板已選點(diǎn)位架設(shè)全站儀，觀測新平臺已選觀測點(diǎn)，通過測距及方向數(shù)值，實時計算新導(dǎo)管架井口中心大地坐標(biāo)，根據(jù)兩導(dǎo)管架之間的設(shè)計相對關(guān)系，引導(dǎo)新導(dǎo)管架就位；

4. 位置復(fù)核，于新導(dǎo)管架上自由架站，觀測舊導(dǎo)管架四條樁褪與新導(dǎo)管架四條樁褪的相對關(guān)系，并對新導(dǎo)管架相關(guān)結(jié)構(gòu)（如泵護(hù)管）進(jìn)行多余觀測。通過多余觀測和新導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)圖紙，對實測相對關(guān)系進(jìn)行檢校，確認(rèn)新導(dǎo)管架中心的最終位置。

二、相對導(dǎo)管架安裝過程中的精度控制項

1. 全站儀使用的精度控制

全站儀作為此項目的主要作業(yè)儀器，直接影響測量精度。在儀器通過每年的第三方檢驗之外，出海作業(yè)前還要對全站儀進(jìn)行自檢校；在每次作業(yè)之前，都要準(zhǔn)確輸入現(xiàn)場的環(huán)境參數(shù)（溫度、氣壓等），以最大化保證全站儀的測量精度。

2. 待觀測點(diǎn)測設(shè)的精度控制

導(dǎo)管架放樣精度一般都是以導(dǎo)管架中心坐標(biāo)偏移量來衡量，但是導(dǎo)管架中心都為懸空結(jié)構(gòu)，無法通過實時觀測得到其中心坐標(biāo)。通過對導(dǎo)管架其他部位的觀測，反算導(dǎo)管架中心坐標(biāo)成為唯一方法。

導(dǎo)管架的待觀測點(diǎn)測量工作，需在導(dǎo)管架建造完畢，于建造場地使用全站儀在其頂層甲板進(jìn)行。一旦導(dǎo)管架裝船出海，盡管是最好的海況，也將會有較大的測量誤差。而建造場地較為穩(wěn)定的環(huán)境，可以有效保障全站儀測量作業(yè)精度。

待觀測點(diǎn)以三點(diǎn)為宜，兩個點(diǎn)作觀測使用，一個點(diǎn)備用。點(diǎn)位兩兩之間在方便觀測的同時，保證足夠遠(yuǎn)的基線距離，最大化降低通過兩觀測點(diǎn)確定的導(dǎo)管架方向誤差。于待觀測點(diǎn)永久性綁定全向棱鏡，使用全站儀測量導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)及全向棱鏡的相對關(guān)系，確定兩點(diǎn)基線方向與導(dǎo)管架方向偏差。在導(dǎo)管架上測量其相對關(guān)系完畢，再于導(dǎo)管架底部地面測量其相對關(guān)系，之后兩次結(jié)果進(jìn)行比對，消除誤差。

3. 全站儀架站點(diǎn)測設(shè)的精度控制；

于舊平臺導(dǎo)管架頂層甲板選擇視野廣闊處選擇全站儀觀測架站點(diǎn)、備用點(diǎn)、后視點(diǎn)；測量舊平臺導(dǎo)管架頂層甲板與上層組塊結(jié)構(gòu)及各選點(diǎn)的相對關(guān)系，根據(jù)已有舊平臺導(dǎo)管架中心大地坐標(biāo)推算各點(diǎn)的大地坐標(biāo)。

架站點(diǎn)和備用點(diǎn)需與后視點(diǎn)距離較遠(yuǎn)，以保證足夠的基線長度，提高后視定向精度。舊平臺上受作業(yè)環(huán)境影響，會有輕微抖動，需為腳架配置厚橡膠墊；且腳架宜支在剛性橫梁處，避免架設(shè)在易因踩踏產(chǎn)生形變的柵格踏板上，以降低誤差因素。

4. 相對導(dǎo)管架放樣的精度控制

相對導(dǎo)管架放樣主要是通過舊平臺架設(shè)兩臺全站儀實時測量新導(dǎo)管架兩全向棱鏡，測定新導(dǎo)管架方向和導(dǎo)管架中心坐標(biāo)，實質(zhì)還是實測新舊導(dǎo)管架之間的相對位置關(guān)系。

使用兩臺全站儀在架設(shè)點(diǎn)設(shè)站，以后視點(diǎn)坐標(biāo)定向，定向之后相互瞄準(zhǔn)備用點(diǎn)，檢核定向偏差，提高定向精度。全站儀在以大地坐標(biāo)設(shè)站、定向之后，可以實測出新導(dǎo)管架方向和中心大地坐標(biāo)；同時其輸出的角度和距離值也能夠與新導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)圖附和，推算新舊導(dǎo)管架的相對關(guān)系，之后通過舊導(dǎo)管架方向和中心坐標(biāo)推算新導(dǎo)管架的方向和中心坐標(biāo)。通過兩種方法推算得到的結(jié)果進(jìn)行比對，以檢核最終的放樣結(jié)果。

5. 相對位置關(guān)系復(fù)核的精度控制

在相對導(dǎo)管架放樣工作結(jié)束之后，在舊平臺上自由設(shè)站，一站測量新舊平臺各自的樁褪及相關(guān)結(jié)構(gòu)，通過兩者的結(jié)構(gòu)圖附和，進(jìn)而精確得出新舊導(dǎo)管架的相對位置關(guān)系；同時，在已坐底穩(wěn)定的新平臺上以相同的方法測量兩者相對關(guān)系。通過兩次結(jié)果的比對，精確完成相對位置關(guān)系的復(fù)核工作。

在實測相對位置關(guān)系時，由于導(dǎo)管架的樁褪結(jié)構(gòu)都是圓柱形，需在同高度測量四個或更多點(diǎn)，且跨度盡量覆蓋視線內(nèi)圓柱范圍，以三點(diǎn)確定圓形，使用其余的點(diǎn)進(jìn)行校核，在去除粗差的同時，還能有效提高圓心的位置精度，進(jìn)而整體提高相對位置關(guān)系測量精度。

總之，相對導(dǎo)管架安裝作業(yè)，流程時間跨度大、步驟繁多，測量工作貫穿整個流程。相對導(dǎo)管架安裝的精度控制，就是細(xì)節(jié)測量質(zhì)量的控制，把握好項目過程中測量作業(yè)的質(zhì)量關(guān)就是對整個項目精度控制的最好支持。

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