核電工程堆外核測(cè)定位裝置安裝調(diào)測(cè)方法研究及應(yīng)用

屈 璐

(中國(guó)核工業(yè)二四建設(shè)有限公司，北京 065201)

核島堆外核測(cè)定位裝置中的后導(dǎo)軌基礎(chǔ)板與貫穿套管組件，是核電站工程反應(yīng)堆土建施工過(guò)程中最關(guān)鍵的高精密埋件，主要作用是為后期安裝移動(dòng)小車提供通道，保證移動(dòng)小車的驅(qū)動(dòng)桿能在套管內(nèi)順利運(yùn)行，同時(shí)為前、后導(dǎo)軌的安裝定位提供基礎(chǔ)。這就需要后導(dǎo)軌基礎(chǔ)板與貫穿套管組件中心線、相對(duì)位置尺寸、水平度均在極小的設(shè)計(jì)誤差范圍內(nèi)保持一致。根據(jù)核島內(nèi)部結(jié)構(gòu)施工邏輯和特點(diǎn)，后導(dǎo)軌基礎(chǔ)板安裝調(diào)測(cè)完畢進(jìn)行混凝土澆筑，待養(yǎng)護(hù)結(jié)束后安裝貫穿套管組件，分階段施工并保證各項(xiàng)安裝誤差保持一致，無(wú)疑增加了測(cè)量控制難度。傳統(tǒng)測(cè)控方式存在基準(zhǔn)點(diǎn)兩階段不一致、單純?cè)鰷p墊片調(diào)節(jié)導(dǎo)致微調(diào)難度大、角度方向線驗(yàn)算法易造成兩階段中心線及相對(duì)位置偏差在混凝土澆筑后超出設(shè)計(jì)范圍、調(diào)測(cè)進(jìn)度緩慢、人力成本較高等問(wèn)題，通過(guò)對(duì)高精度甲供埋件安裝深入研究與分析，充分理解設(shè)計(jì)目的，制定合理、科學(xué)的測(cè)量方法及流程，優(yōu)化及改良微調(diào)裝置，最終解決高精度安裝測(cè)量控制問(wèn)題，降低了施工難度，并保證施工質(zhì)量與進(jìn)度，為后續(xù)核電工程高精度甲供埋件安裝調(diào)測(cè)提供借鑒與參考。

1 堆外核測(cè)定位裝置安裝調(diào)測(cè)難點(diǎn)

1.1 基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)方面

根據(jù)核島內(nèi)部結(jié)構(gòu)施工邏輯和特點(diǎn)，由于后導(dǎo)軌基礎(chǔ)板安裝調(diào)測(cè)完畢后與內(nèi)部結(jié)構(gòu)0m板同時(shí)進(jìn)行混凝土澆筑，待養(yǎng)護(hù)結(jié)束后安裝貫穿套管組件。兩階段施工對(duì)測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)的位置及穩(wěn)定性提出了更高的要求。在后導(dǎo)軌基礎(chǔ)板安裝時(shí)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)0m層面層筋綁扎結(jié)束，此時(shí)整層板并無(wú)穩(wěn)定區(qū)域可以留設(shè)測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)，為了保證測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性、可靠性，結(jié)合福清核電M310堆型4號(hào)機(jī)組的測(cè)量經(jīng)驗(yàn)，華龍一號(hào)5、6號(hào)機(jī)組堆外核測(cè)定位裝置安裝專用測(cè)量基準(zhǔn)在內(nèi)部結(jié)構(gòu)-3.32m板時(shí)，即通過(guò)微網(wǎng)點(diǎn)與堆芯測(cè)量架將平面基準(zhǔn)點(diǎn)提前引測(cè)至鋼襯里0°、90°、180°、270°方向上，待施工至0m板后隨即通過(guò)堆芯微網(wǎng)高程點(diǎn)采用二等水準(zhǔn)懸掛鋼尺法，將統(tǒng)一的標(biāo)高基準(zhǔn)線引測(cè)至鋼襯里0°、120°、240°標(biāo)高1.5m位置，以此保證在對(duì)甲供埋件測(cè)量過(guò)程中有穩(wěn)定基準(zhǔn)點(diǎn)，同時(shí)避開大多數(shù)遮擋物，通視情況良好，降低測(cè)量轉(zhuǎn)點(diǎn)造成的誤差累計(jì)。

1.2 埋件加工方面

由于后導(dǎo)軌基礎(chǔ)板與貫穿套管組件安裝誤差極小，本體加工誤差在平整度、扭度、尺寸、垂直度方面基本已將安裝誤差覆蓋，沒有留出足夠的安裝誤差，個(gè)別甚至超過(guò)安裝誤差，造成安裝測(cè)量控制點(diǎn)選取困難，直接影響現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)測(cè)。

1.3 角度判定方面

后導(dǎo)軌基礎(chǔ)板與貫穿套管組件共用一條角度中心線，但考慮到施工必須分階段安裝，為保證角度中心線通過(guò)堆心并偏差最小，采用的中心線角度偏差判定為：CAD軟件繪制堆外核測(cè)定位裝置平面總圖，將實(shí)測(cè)控制點(diǎn)坐標(biāo)輸入CAD圖中，兩個(gè)控制點(diǎn)的連線延長(zhǎng)交于擬合圓弧上，交點(diǎn)與堆心點(diǎn)相連，以連線與十字方向線夾角對(duì)比判定中心線角度偏差，現(xiàn)場(chǎng)反復(fù)調(diào)整直至數(shù)據(jù)在誤差范圍內(nèi)。

1.4 安裝方面

后導(dǎo)軌基礎(chǔ)板與貫穿套管組件安裝精度較高，精密調(diào)節(jié)范圍以0.2mm為標(biāo)準(zhǔn)，在土建施工階段精度干擾較大，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、調(diào)節(jié)方式、加固措施帶來(lái)了更高的要求。

傳統(tǒng)調(diào)測(cè)平面與標(biāo)高位置采用人工撬動(dòng)輔以電焊的方式，難以進(jìn)行1～2mm間微調(diào)，調(diào)測(cè)效率低影響現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度。貫穿套管組件垂直度傳統(tǒng)方法采用吊線墜判斷垂直度，線墜在使用過(guò)程中有擺幅，偏差不易控制增加了現(xiàn)場(chǎng)施工難度，降低了現(xiàn)場(chǎng)工作效率。華龍一號(hào)5、6號(hào)機(jī)組采用加設(shè)調(diào)測(cè)輔助裝置。

2 堆外核測(cè)定位裝置安裝測(cè)量方法應(yīng)用

2.1 工藝流程

核島反應(yīng)堆廠房?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)堆外核測(cè)定位裝置安裝調(diào)測(cè)流程：

2.2 調(diào)測(cè)主要操作要點(diǎn)

2.2.1 調(diào)測(cè)前技術(shù)準(zhǔn)備

在一個(gè)反應(yīng)堆機(jī)組中，堆外核測(cè)定位裝置預(yù)埋件一共8套，分別布置于反應(yīng)堆壓力容器周圍，每套堆外核測(cè)定位裝置預(yù)埋件包括以下零部件：1個(gè)貫穿套管組件(包括1個(gè)鎖緊板)，1個(gè)后導(dǎo)軌基礎(chǔ)板，2個(gè)支座。

2.2.2 測(cè)量主要儀器及設(shè)備檢校

所用全站儀必須得到國(guó)家相關(guān)檢定機(jī)構(gòu)檢定，并獲得檢定合格證書。在堆外核測(cè)定位裝置調(diào)測(cè)前，按照說(shuō)明書進(jìn)行常規(guī)“三軸誤差”檢校工作，對(duì)使用中的小對(duì)中桿圓汽泡、天底儀光學(xué)對(duì)點(diǎn)器及圓氣泡進(jìn)行檢查、校正。

2.2.3 調(diào)測(cè)控制點(diǎn)布設(shè)

后導(dǎo)軌基礎(chǔ)板：為了方便現(xiàn)場(chǎng)平面位置調(diào)測(cè)，在后導(dǎo)軌基礎(chǔ)板中心線兩端各100mm處分別打出樣沖眼作為測(cè)量控制點(diǎn)，孔徑在1mm以內(nèi)。同時(shí)在繪制的CAD圖中提取控制點(diǎn)坐標(biāo)。

標(biāo)高及平整度調(diào)測(cè)位置在后導(dǎo)軌基礎(chǔ)板中心線兩端與中間分別取點(diǎn)，并在后導(dǎo)軌基礎(chǔ)板上畫出銦鋼尺位置。

貫穿套管組件：貫穿套管組件兩端分別為10mm寬擋板和170mm寬圓弧板，沿中心線在擋板寬5mm處放出1mm孔徑以內(nèi)的樣沖眼，以擋板的樣沖眼為基準(zhǔn)，沿中心線量取至圓弧板寬170mm內(nèi)任意位置尺寸L，同樣放出1mm孔徑以內(nèi)的樣沖眼。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)使用實(shí)際尺寸在CAD圖中確定兩個(gè)控制點(diǎn)的設(shè)計(jì)坐標(biāo)。

標(biāo)高及平整度調(diào)測(cè)為在貫穿套管組件上部導(dǎo)管頂，沿兩端分別延15cm為標(biāo)高控制位置，并畫出銦鋼尺位置。由于貫穿套管組件上下套管為一體化加工，故此只需調(diào)整上導(dǎo)管標(biāo)高及平整度即可。

2.2.4 后導(dǎo)基礎(chǔ)板精密調(diào)測(cè)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工邏輯順序，堆外核測(cè)定位裝置首先進(jìn)行后導(dǎo)軌基礎(chǔ)板、支座的安裝，與內(nèi)部結(jié)構(gòu)0m板同時(shí)進(jìn)行混凝土澆筑，待養(yǎng)護(hù)完畢后進(jìn)行貫穿套管組件的安裝。整體安裝調(diào)測(cè)分為兩個(gè)階段進(jìn)行，即后導(dǎo)軌基礎(chǔ)板安裝階段與貫穿套管組件安裝階段。

2.2.5 貫穿套管組件精密調(diào)測(cè)

貫穿套管組件安裝階段標(biāo)高基準(zhǔn)引測(cè)：核島內(nèi)部結(jié)構(gòu)0m板混凝土澆筑并養(yǎng)護(hù)完畢后，進(jìn)行貫穿套管組件的安裝，需要在0m板澆筑前提前預(yù)埋貫穿套管組件調(diào)測(cè)的專用標(biāo)高基準(zhǔn)板，養(yǎng)護(hù)完畢后通過(guò)懸掛鋼尺法采用二等水準(zhǔn)閉合導(dǎo)線，將標(biāo)高基準(zhǔn)從微網(wǎng)高程點(diǎn)引測(cè)至預(yù)埋基準(zhǔn)板上。

貫穿套管組件調(diào)測(cè)流程：定位放線→貫穿套管組件安裝→標(biāo)高及平整度調(diào)測(cè)→垂直度調(diào)測(cè)、平面位置調(diào)測(cè)及中心線角度擬合→灌漿前加固驗(yàn)收→灌漿后復(fù)測(cè)→鋼筋綁扎→鋼筋綁扎后復(fù)測(cè)。

3 結(jié) 論

“華龍一號(hào)”5號(hào)機(jī)組在土建階段通過(guò)深入研究堆外核測(cè)裝置高精度埋件安裝測(cè)量各個(gè)工序環(huán)節(jié)，結(jié)合核島內(nèi)部結(jié)構(gòu)施工復(fù)雜的特點(diǎn)，制定科學(xué)合理的控制方式，對(duì)后期施工難點(diǎn)提前考慮并作出相應(yīng)措施應(yīng)對(duì)，使堆外核測(cè)裝置埋件在安裝過(guò)程中操作難度大幅降低，安裝精度滿足要求的同時(shí)保證并提高了堆外核測(cè)和土建結(jié)構(gòu)的施工安全、施工質(zhì)量及施工進(jìn)度，有效節(jié)約了施工工期、降低了施工成本。為“華龍一號(hào)”內(nèi)部結(jié)構(gòu)堆外核測(cè)裝置的后續(xù)堆外核測(cè)定位裝置移動(dòng)小車安裝、上部堆外核測(cè)導(dǎo)向及通風(fēng)組件的安裝提供施工保障，為類似后續(xù)電站堆坑測(cè)溫及通風(fēng)設(shè)備安裝提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)。