3. Методы геодезической установки технологического оборудования

В прецизионных сооружениях для обеспечения определенного технологического или физического процесса требуется соблюдение с высокой степенью точности геометрических параметров отдельных элементов и целых комплексов. В связи с этим выполняют высокоточные геодезические работы по установке крупногабаритного технологического оборудования и наблюдению за стабильностью его положения. Точность этих работ составляет, как правило, 0,1– 0,3 мм.

Геодезическое обеспечение монтажа технологического оборудования состоит в следующем:

1) выполнение исполнительной съемки фундаментов и закладных частей по завершении строительных работ;

2) разбивка и закрепление монтажных осей;

3) создание высокоточных геодезических сетей для сложных сооружений;

4) развитие высотной монтажной основы;

5) разметка установочных рисок и координатных элементов для координатных знаков оборудования.

При исполнительной съемке фундаментов определяют соответствие проекту их размеров, планово-высотное положение закладных деталей (анкеров, опорных плит и др.), технологических проходок, колодцев, проемов. Выявленные недопустимые отклонения в плане устраняют, а опорные поверхности доводят до проектной высоты. В качестве примера приведем отклонения в табл.11.1.

Таблица 11.1

Предельные отклонения фундаментов турбоагрегатов

№п/п	Основные показатели	Предельные отклонения, мм
1.	Положение осей фундамента относительно проектного	20
2.	Размеры фундамента в плане	30
3.	Высотная отметка фундамента без учета высоты подливки	30
4.	Размеры уступа в плане	-20
5.	Размеры колодца для анкерных шпилек в плане	+20
6.	Отметка уступа в выемках и колодцах	-20
7.	Положение осей колодцев по отношению к фактическим осям фундамента	5
8.	Глубина колодца	+50
9.	Расстояние от отвеса, установленного по центру анкерного колодца до любой стенки колодца по всей его длине	Не менее двух диаметров анкерной шпильки

Выбор той или иной общей схемы решения задачи по установке оборудования зависит от компоновки отдельных систем и частей сооружения, характера и точности их технологической взаимосвязи, а также от строительно-монтажных условий.

Методика геодезического обеспечение и точность геодезических работ разрабатывается в проекте производства геодезических работ (ППГР) и согласовывается с монтажной организацией. Обобщенные предельные отклонения при монтаже современного технологического оборудования приведены Г.Г. Асташенковым в [8] и условно разделены на три группы (табл.11.2).

Таблица 11.2

Предельные отклонения при монтаже технологического оборудования

Наименование оборудования	Предельное отклонение, мм
	размеров	в плане	по высоте	от вертикали
1 группа: бумаго- и картоноделательные машины; газотурбинные установки; оборудование текстильной промышленности	0,05–0,7	0,25–1	0,03–0,05 на 1 м	0,03 на 1 м
2 группа: сталеплавильные, прокатные и доменные цехи; коксохимические заводы; дробильное, сортировочное и агломерационное оборудование; оборудование цветной металлургии; химической, цементной, горнорудной промышленности; теплообменные и выпарные аппараты	0,5–5 на 1 м	0,5–3	0,1–0,5 на 1 м	0,3–1 на 1 м
3 группа: аппараты высокого давления; вертикальные цилиндрические резервуары для нефти и нефтепродуктов; смазочные гидравлические и пневматические системы общепромышленного назначения	1–5 на 1 м	10–20	10–80	10–90

Геометрическая компоновка оборудования при проектировании сооружения производится относительно некоторых исходных (технологических) осей и точек. Она характеризуется линейными и угловыми размерами, а также допусками на эти размеры. Если размещение оборудования и строительно-монтажная обстановка позволяют вынести и надежно закрепить эти оси и точки в натуре, то они могут служить основой и для геодезической установки оборудования в проектное положение. Если это оказывается невозможным, то создается специальная опорная геодезическая сеть, пункты и стороны которой принимают на себя роль исходных точек и осей. В этом случае в проекте должна быть дана привязка технологических осей к опорной геодезической сети.

Монтаж технологического оборудования в плане выполняют относительно монтажных осей. Их выбирают так, чтобы они были параллельны осям фундамента и совпадали с наиболее важными в технологическом отношении линиями и плоскостями оборудования. Положение монтажных осей выбирают после изучения чертежей фундаментов и компоновки оборудования так, чтобы создать благоприятные условия при выполнении монтажных работ и использовать их в период эксплуатации оборудования.

Монтажные оси выносят от разбивочных осей фундамента откладыванием линейных отрезков (созданием параллельных осей и плоскостей). Для контроля положения монтажных осей измеряют углы и линии между осями. Если фактическое положение осей не соответствует проектным размерам, то при недопустимых отклонениях корректируют положения монтажных осей путем смещения точек на знаках. Знаки закрепления монтажных осей должны быть устойчивы и долговечны.

Основные монтажные оси рекомендуется закреплять глубинными фундаментальными знаками ниже зоны промерзания грунта. Конструкция знака выбирается в зависимости от требований проекта и разрабатывается в ППГР. Вспомогательные оси закрепляют знаками простых типов: вкладыши, скобы и др. Их закладывают непосредственно в тело фундамента. Положение оси фиксируют керном, штрихом или перекрестием на головке знака. На всех знаках устанавливаются предохранительные крышки.

При высокоточных монтажных работах в конструкции знаков предусматривают принудительные устройства для точного центрирования геодезических приборов. Они представляют собой конические или цилиндрические втулки, шариковые устройства и др.

Перед монтажом оборудования выполняют его маркирование. Для этого по сборочным чертежам проверяют наличие на оборудовании монтажных рисок осей. При их отсутствии они наносятся вдоль технологических осей согласно конструкторской документации.

На стадии расчета установочных элементов для координируемых точек оборудования решением обратных геодезических задач вычисляют необходимые разбивочные элементы (углы, линии, превышения) в зависимости от способа геодезических разбивочных работ и контрольно-монтажных измерений.

Плановая установка оборудования относительно пунктов, закрепляющих исходные оси или опорную геодезическую сеть, осуществляется с использованием известных методов геодезической разбивки: полярных координат, прямой угловой засечки, линейной и створной засечек. Высокая точность установки оборудования этими методами достигается применением высокоточных средств линейных и угловых измерений, а также специального оборудования, уменьшающего влияние различных источников ошибок.

Для установки оборудования по высоте на фундаменте, колоннах, перекрытиях и других строительных элементах создают сеть рабочих реперов. По реперам прокладывают ходы высокоточного или точного геометрического нивелирования в пределах монтажного горизонта. Связь между монтажными горизонтами осуществляется передачей высотных отметок. При необходимости реперы устанавливают на проектном уровне. Реперы изготавливают в виде болта с полусферической головкой, вращающегося в жестко укрепленной пластине с гайкой. После установки головки репера на проектную высоту болт приваривают. Стабильность реперов высотной основы периодически контролируется повторным нивелированием от фундаментальных реперов.

Основным методом высотной установки оборудования является высокоточное геометрическое нивелирование. Применяют также метод гидростатического нивелирования и микронивелирования.

Для высокоточной установки технологического оборудования на нем необходимо иметь обозначенные тем или иным способом точки и плоскости, т. е. геодезические знаки. Положение этих знаков задают в проектных чертежах и с достаточной точностью привязывают к технологическим осям. В ряде случаев возникает необходимость в создании специального измерительного (калибровочного) стенда. Большое значение имеет выбор места для закрепления знаков. Рекомендуют их располагать как можно ближе к технологическим осям.

Закрепленные оси и высотные реперы располагают вне контура опорных конструкций оборудования.

Для установки блока технологического оборудования на нем не­обходимо иметь два плановых и три высотных геодезических знака (рис.11.2). Вместо трех высотных знаков можно иметь одну гори­зонтальную плоскость, имеющую проектную отметку. Устанавливая на плоскость монтажные уровни, устраняют наклоны оборудования. В практике находит применение планово-высотный геодезический знак в виде металлического уголка. Центром его служит перекрестие штрихов или ось втулки впрессованной в горизонталь­ную часть уголка (рис.11.3). Во втулку могут вставляться визирная цель, снабженная цилиндрическим вкладышем, или вкладыш с перекрестием для линейных измерений. Верхней плоскости двух знаков задают проектные отметки, по которым блок устанавливают по высоте. Для устранения наклона в этом случае на блоке устраивают вертикальную плоскость, которая вместе с блоком приводится в отвесное положение при помощи специального уголкового уровня. Высотные знаки на оборудовании снабжают шариком или сферической головкой, на которую ставится или подвешивается нивелирная рейка.

Для сооружений прямолинейного вида общая схема решения задачи по высокоточной установке оборудования чаще всего вклю­чает вынос в натуру технологической оси и надежное её закрепление опорными пунктами, а также разбивку от этих пунктов отдельных блоков оборудования с применением створно-линейного метода. Вдоль за­крепленной технологической оси блоки устанавливают по их гео­дезическим знакам отложением от опорного пункта расстояний и одним из высокоточных створных методов, например струнно-оптическим.

Рис. 11.2. Геодезические знаки на обору­довании: 1 – высотный; 2 – плановый	Рис. 11.3. Уголковый геодезический знак: 1– горизонтальная поверхность; 2 – втулка

Вынесенную и закрепленную опорными знаками технологиче­скую ось фиксируют калиброванной струной диаметром 0,1—0,2 мм, которую подвешивают над оборудованием. Для точной установки струны над центрами опорных знаков и для размещения в створе струны блоков оборудования по их геодезическим знакам применяют микроскопы или оптические приборы вертикального проектирования [23].

Допуски на геодезические разбивочные работы должны соответствовать требованиям ГОСТ 21780–83 «Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве» и СНиП 3.01.03–84 «Геодезические работы в строительстве». Допустимые предельные отклонения положения разбивочных осей оснований, фундаментов и других мест опирания конструкций приведены в табл.11.3.

Таблица 11.3