台山核电站设备闸门安装施工测量*

单意志，付志华，陈 壮

(中国核工业华兴建设有限公司，江苏 南京 210019)

0 引言

核电站设备闸门是贯穿反应堆厂房内部结构的设备运输通道，通常与坐标系统不平行，成一定角度，整体结构较大，由于受反应堆厂房安全壳钢衬里变形的影响，图纸的理论数值与现场实际情况不一致，经常会遇到定位尺寸不准、坐标定位基准如何建立的难题。基于此，介绍了安装测量专用控制网的建立，埋件数据的采集，内业数据的处理方法，解决了设备闸门现场重型地板安装、闸门支撑安装、闸门导轨的安装以及闸门的吊装就位等工作。事实证明，该方法简单快捷，精度较高。

1 工程概况

台山核电站一期工程为两台175 万kW 第三代压水堆型的核电站，钢衬里设备闸门中心标高+23．150 m，中心角度为150°，见图1。设备闸门贯穿核电站反应堆安全壳，是安全壳上的重要设备，在反应堆运行时，它处于关闭状态，是安全壳整体密封的一部分。它能够承受各种设计基准事故的载荷(温度、压力以及混凝土的强迫位移等)。

设备闸门重量为49．681 t，是一个空间立体弧形结构，与坐标轴有一个角度，其结构复杂、空间狭小，且安装精度要求高。

图1 设备闸门平面布置图Fig．1 Layout drawing of equipment hatch

2 施工准备

测量施工前的准备工作完善与否将直接影响到设备闸门安装的施工质量和施工进度，在正式开展现场施工工作以前，要求在各方面作好充分的准备，以保证设备闸门安装工作的顺利进行。

2．1 测量基准的建立

平面控制采用反应堆厂房的测量微网点直接进行测量放样;标高控制采用精密钢尺水准测量方法，从-2．3 m微网高程点通过测量通视孔往上传递高程，在位于+19．5 m标高的混凝土面上和+34 m标高的钢衬里壁板上设定临时高程基准点，采用NA2 +GPM3 进行往返观测。在使用50 m的钢尺时，用铁块施加检定时相同的拉力，并测定钢尺上下两端温度，计算时加入温度及尺长改正。再依据这些平面和高程控制基准来进行设备闸门的施工安装和调整等测量工作。

2．2 安装坐标系的建立

建立安装坐标系，闸门与反应堆厂房成150°，测量数据不能直观反应与闸门中心的位置关系，以反应堆厂房中心为圆点，以150°方向为A 轴，另一垂直方向为B 轴，高程以设备闸门中心为0，为便于测量及避免已知点坐标转换与贮存混乱，可以测出坐标后进行坐标转换，转换公式为:

式中:A、B、H 为转换后的三维坐标;X、Y、Z 为施工坐标系统的三维坐标。

2．3 测量相关基础数据

首先在设备闸门安装之前，利用全站仪对重型地板锚固板、闸门支撑锚固板以及闸门套筒圆度进行测量检查，获取现场的实际数据，在车间拼装时能做一些必要的相应调整。

重型地板锚固板，主要是测设出锚固板的标高值，根据放出的线，将需测点位首先编号，通过NA2 +GPM3 精密水准测量的方法，将点位标高值测出。

支撑锚固板及设备闸门套筒，首先放线相关点位，在微网点上架设全站仪，测设出各点的三维坐标，测量数值点位及数值，见图2 和表1。设备闸门套筒实际位置测量值，见表2。

图2 设备闸门支撑锚固板测量点位示意图Fig．2 Schematic diagram of surveying point location for equipment hatch anchor plate

表1 设备闸门支撑锚固板测量值Tab．1 Measurement values of equipment hatch anchor plate actual position

表2 设备闸门套筒实际位置测量值Tab．2 Measurement values of equipment hatch sleeve actual position

图3 设备闸门套筒测量点位分布示意图Fig．3 Schematic diagram of surveying point location for equipment hatch sleeve

设备闸门测量点位示意图，见图3。通过数据分析可以计算出:闸门套筒实际中心位置小于理论中心方位2．9 mm，标高偏高5．5 mm;垂直度偏差为往厂房里倾斜(B1 -B10)=22．371 4 -22．384 2= -0．012 8 m，说明设备闸门套筒精度符合要求。

3 设备闸门安装测量

3．1 重型地板的安装测量

重型地板的安装精度要求:平面位置±5 mm，绝对标高0 ～-4 mm，平整度2 mm。闸门套筒内重型地板支撑安装之前应预先安装好两根辅助的定位角钢，以便获得固定间距和相对平整度，测量调整中会更方便快速，加固时也较稳定。测量定位重型地板支撑时，可把仪器架设在附近微网点直接进行观测。

3．2 闸门支撑构件的安装测量

在安装支撑构件之前，需要对钢衬里壁板上设备闸门周边的锚固板实际安装位置进行测量，整理出数据，以便在车间拼装时能做一些必要的调整，主要是半径方向。在车间加工好临时挡板，控制其角度、标高、半径。把临时挡板焊接在闸门支撑锚固板上，用塔吊将闸门构件吊入反应堆厂房并放置在临时挡板上。以临时吊耳为支点用倒链连接支撑构件。架设全站仪检查支撑构件的角度、标高、半径，调整倒链使支撑构件的位置符合要求，然后将闸门支撑构件焊接在锚固板上。

由于支撑构件的平台标高为+35．20 m，而当时核岛内部结构只做到+19．50 m平台，因此在+19．50 m平台处架设仪器无法看到标高+35．20 m处。为此，结合现场测量环境，加工一套临时强制对中观测底座，底座由200 mm ×200 mm ×6 mm 的不锈钢板和3 ×L30 ×10 ×3 角钢组成，焊接于钢衬里壁板+33 m平台的主梁上，具有强制对中功能，大致安装在240°附近。

对其稳定性和精度进行验证。方法为在临时强制对中观测装置上用多个微网点作后方交会3 次，取3 次后交后的坐标平均值作为本次观测值。且所有坐标值最大坐标差值0．5 mm。在此处做测量转点完全满足可测量要求。

支撑构件+35．20 m 平台标高测量:可用徕卡水准仪NA2等仪器测定，仪器架置对面平台，后视钢衬里壁板上的高程基准点，读数至±1 mm，其差值应小于±5 mm。

在安装调整过程中，钢衬里与支撑的焊接有收缩变形，所以必须在焊接和对支撑加固的时候对平台位置进行监测，若发现有位置偏移应立即进行调整，重复多次测量，保证支撑构建平台在焊接完成后仍然在限差范围内。

3．3 闸门导轨的安装测量

导轨的安装主要控制其跨距和垂直度，公差值应小于2 mm。在安装导轨前，同样做了充分的数据准备，首先对闸门套筒圆度和实际安装位置进行测量检查，把闸门套筒内口等分20 个点进行观测并建立三维模型。

实测设备闸门套筒中心角度向小于理论方向偏移2．9 mm，为保证安装的相对位置关系，以实际的套筒中心为基准点放样出中心线。在+19．50 m 平台上精确放样出小于理论方位2．9 mm的中心点，保证相对位置关系的统一，从而减小安装误差。

导轨吊装就位后，用钢卷尺进行导轨跨距以及到设备闸门中心线距离的测量，施以标准拉力10 kg，并加尺长、温度改正，读数至±0．1 mm。在互成90°夹角地方架设全站仪，从上往下观测轨道的垂直度。

3．4 闸门的吊装测量

带套筒的设备闸门总重49．681 t，吊装采用1 600 t履带式起重机，吊车起吊重量为72．981 t。吊装前，根据设计方案放样出吊车的站位和行走路线，如有必要，还需对场地进行压重后的沉降观测。吊装时，架设全站仪用无棱镜测量模式观测闸门的起吊高度，保证其能顺利越过障碍物(如塔吊等)。

4 结束语

通过施工前的充分准备，建立了统一的基准，提供现场的一手数据，使理论数据与现场实际较好吻合，安装工作顺利完成，提高了工作效率，保证了施工质量。同时:

1)随着国内核电技术的不断发展，对核电站的安装工作要求会越来越高，核电站测量工作也要顺应这个要求，不断提高设备安装的精度来满足各项要求，从而保证我国的核电建设。设备闸门封头的顺利吊装，工程测量在其安装施工工作中起到了非常重要和不可替代的作用。如果没有工程测量的密切配合与监控，设备闸门安装的高精度要求，乃至核电站安装施工中许多其他的精密控制工作根本无法实现和完成。工程测量在安装工作中的应用所取得的效果表明，要做好充分的施工准备，合理有效的施工管理，以及测量人员与其他工种或专业的密切配合，相信这对其他安装测量工作有非常积极的指导意义。

2)安装测量的关键工作是作好基准，做到基准统一，保证相对关系的准确性。

3)基础数据的提取是安装准备工作的后盾，有了相关基础数据，构件在车间加工时提前规划，合理准确下料，现场组装水到渠成，大大提高了工作效率和质量。

4)科学选用适合工程所需的测量仪器和正确掌握计算机程序语言是当前施工单位应对繁多复杂的建筑物和构筑物不可或缺的手段。

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