核电厂首级测量控制网的建立与精度分析

郝 明

河北中核岩土工程有限责任，河北石家庄 050021

核电厂控制网的建立主要是为了保证核电站前期的建设工作，是有关地形测量、水电路管网等的工程建设，核电控制网一般由首级控制网、次级控制网和微网等部分组成。首级控制网的建设是符合国家基准点的要求，在厂区周围设置的具有一定密度和数量的控制网点，能够对核电厂的前期建设工作具有一定的奠基作用。核电厂的建设十分重要，那么，对于控制网的建设精度要求也是比较高，而且核电建设精度也会随着建筑物和设备安装的精度不同有所变化，对于控制测量的精度也是有不同要求的。对于不同等级的控制网需要根据不同建设阶段实际情况做出相应的调整工作。核电厂控制网的建立为工程建设提供了一定的科学依据。核电厂中的中次级控制网属于精密工程控制测量网，首级控制网主要是做好地形图的绘制、总平面规划和地质勘察等，需要将厂区周围的一些坐标和系统引入到厂区中进行测量。根据《工程测量规范》，首级平面控制网可以使用卫星定位测量、导线测量等的方法，我们通常了解的核电厂平面控制网一般采用的是GPS卫星定位测量方式，实现对精度的测量，首级网的平面测量系统，其投影长度不能大于2.5cm，通常的测量方式是将首级平面控制网点与已知的高程点组成在一起进行测量，形成一个闭合的路线，能够保证测量的精确度。

1 测区概况

测区预建立一个工程容量为6×1000MWe核电机组，采用的是第三代核电AP1OOO的核电技术，厂址建设地区是海边，其中三面环海，整个厂区的占地面积达到150.41公顷，海拔是5～12m，这个厂区曾经还建设了一期工程，其规模是2×1000MWe核电机组，所处的地形平坦，视野开阔，进行观测的条件比较好，对于建立核电厂首级控制网很重要，也是十分便利的，对于核电厂建筑物的施工定位和厂房观测方面发挥着重要的作用。所选择的区域一定要是地域比较开阔，而且地基要稳固，可以建立在一些本身就开挖的区域，要避免一些回填的区域；要便于控制网安装阶段的工程施工，能够提供开阔的地方，有利于安装工程的顺利实施，也能够有利于厂房内部一些控制网的安装施工。对于传统核电厂网的建立，一般采用的是全站仪观测，在当前的核电站安装的过程中，开始利用GPS测量定位技术，实现静态化的观测，能够有效辅助一种高精度全站仪复核的建设工作，实现对控制网的建立和分析。在施工的过程中，主要是进行施工放样、相关设备安装、调试和测量等的一系列工作，提供统一的精密控制基础和对控制网的精密度测量。

2 控制网设计检测

在对控制网进行设计测量的过程中，需要对测区有关的测量信息进行收集，其中包括测区的地质情况、周围环境情况、前期使用的测量技术等方面，同时还需要对本身存在的控制点精度和控制点的位置情况进行测量，做好分析工作。首先，需要选择其中的A、B、C、D四点作为测量的起止点，从这4点中间选择一个点作为高程起算点。通常了解的首级控制网平面坐标系统需要在2cm上下浮动，出现的投影长度变形也是在2.5cm上下变化，首级控制网能够作为比例尺进行地形图的测绘、工程地质勘测和对整体工程平面的规划设计，也是建立工程次级网的基础。根据《全球定位系统GPS测量》和《工程测量规范》中都有规定，核电厂首级控制网建立的平面点中的误差要始终保持在2cm左右，其中的高程精度需要保持在6mm左右/km，这也是一个比较规范的设计标准，也是经过多次实验和检测得出的结论，能够充分应用到工程建设中；也是符合一定的设计标准，满足工程的实际需求。核电厂在建成之后，还需要做好后期的检测和维护工作，要本着后期的各项测量、施工放样等的一些长远打算和考虑，要始终坚持合理优化的原则，既能够满足当前工程的实际需求，又能够被很好的保存，便于后期的维护和使用。对于首级控制网的平面网点位置应该选择在规划好的道路旁，要距离道路路边4～5m位置，从整体的平面规划图上看，规划好的建筑物不会影响到一些点位的整体观测效果，需要根据现场的实际情况布设GPS网点，从整体上不会影响到通视，水准点的布设位置与平面控制点的布设位置都是需要采用三等水准点。

核电厂控制网的建设周期比较长，一些电机组的建设需要花费很长的时间，只有将首级网建设完成，以后次级网的建设也就会十分便利，对于次级网的布设奠定一定的基础，能够有效减少观测的误差，在一定程度上有利于保证对点位的选择，增强点位的稳定性。对于平面控制点的选择，主要是采用一种强制性的手段对中观测墩进行埋设，一般埋设的深度是进入到基岩内部0.5m。对于观测墩的建设，主体是由4根直径为16mm的钢筋作为主筋，在竖直面方向，每隔200mm要进行围绕一周，在组成一定框架之后，在观测墩的周围需要做一圈水泥地面，以能够保证整个钢筋架的稳固性。这个水泥地面的大小为1.6m×1.6m，厚度大约是200mm，还要在其周围安装上防护栏，观测墩需要分为两期进行浇筑，在第一次浇筑过程中，需要距离顶部140mm处。第二次浇筑距离第一期的位置是60mm处，利用长管将对中盘进行水平方向的整置，完成一系列的工作之后，还需要在观测墩的下方，在与水泥平台连接的位置装有水准标志，这个水准标志主要是采用直径为20mm，长度为300mm的不锈钢钢筋，需要横向插入到的观测墩的内部，要能够与钢筋外围的一些钢筋进行有效连接。

还有对高程网的施工测量，主要是以三等水准点为起始点开始进行测量，需要与首级控制网点组合成一定的闭合式的水准路线，一般观测的仪器主要是瑞士产的NA2+GPM3水准仪进行观测和测量，而且在观测的过程中，需要按照《工程测量规范》中的相关标准进行测量，对于观测要求和各方面的误差都要在规定的范围之内。这样才能够有效的保证所有施测过程的准确和严格。

在对首级测量控制网的水平方向进行施测的过程中，主要利用到两种施测的工具，有采用南方9600型GPS接收机和南方灵锐80动态GPS接收机，使用静态的一种测量方式。在测量的过程中，设备状况和各项指标需要按照相应的规范进行测量和观测，要符合一定的观测要求。在对外进行观测的过程中，需要按照全球定位系统GPS中的测量规范和GPS控制网的测量规范进行，在控制网操作技术方面需要保证技术的到位，要充分符合一定的测量标准。

3 控制网精度分析

对于控制网的精度分析，一般主要包括对平面精度分析、高度精度分析和后期的质量检查方面。（1）对于平面精度的测量过程中，需要利用到的软件是南方GPS后处理软件，该软件的应用主要是针对基线和整体控制网的约束平差方面进行测量，从测量结果中能够看出，首级控制网的平均边大约是1.1km，基线长度的精度是11.41mm，在对基线的检测符合一定标准之后，将三准基线与相应方差作为一定的观测点，从三维坐标中选择其中的一个点作为起始点进行计算。在约束平差中，基线分量的改正数与无约束平差之间的改正数的平差之间的绝对值是0.93mm。（2）控制网的高程精度分析，在对外观进行检测合格之后，需要将观测到的高差输入到计算机中，进行平差方面的计算，对于三等水准测量使用到的软件主要是平差软件，水转路线的长度是3.5km。在测量的过程中，水准测量需要在测量精度和各项误差方面满足相应的要求和规范，在误差方面不能存在过大的误差，要能够充分保证整体的可靠性。（3）在对各项高程进行测量之后，还需要对首级控制网的质量进行检测，对于整体的工程做好验收和收尾工作。首先需要对各种原始的数据进行检测和计算，要保证各项原始数据的记录准确，各项检测都需要符合相应的规范要求。对于平面精度的检测，会使用到TC2003进行对测距和测角的检查，在检查结果中，其需要符合全球定位系统中的测量规范。

4 结语

综上所述，对于首级控制网的建设工作也是一项长期的工程，需要平面、高程以及维护方面做好相应的施工检测和后期的质量控制，要保证控制网的建立和精度方面的准确和符合一定的标准；同时核电厂的建立也会因为地形地貌的不同，建立的模型也是有所区别的。

[1] 高春林.某核电厂控制测量问题及其启示[J].北京测绘，2015（3）：147-149.

[2] 杜金华.海阳核电厂首级测量控制网的建立与精度分析[J].测绘地理信息，2013，38（1）.

[3] 任宏伟.GPS在咸宁核电厂首级平面控制网测量中的应用[J].北京测绘，2011（1）：83-85.

[4] 任宏伟.GPS在某核电厂首级平面控制网测量中的应用[J].山西建筑，2011，37（3）.

[5] 李广晔.核电站建设中的测量监理[J].现代测绘，2004（1）：34-35，43.