可见激光施工放样仪的研制与应用.docx

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可见激光施工放样仪的研制与应用

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孙冬兰卫

摘要：为满足水利工程维修养护施工需要，通过激光在同种介质下直线传播的原理，研制出可见激光施工放样仪在复杂地形条件下的便捷、精确放样，保证了在人员安全的前提下，提高工作效率，控制工程质量，使工程达到预期效益。

关键词：维修养护;激光;准确;效率

1概述

（1）研发背景。近年来，郑州惠金辖区工程维修养护以及新建、改建防洪工程，年均投入超过了2000万元。2016年以来，惠金河务局辖区东大坝下延与马渡下延两处控导工程新修潜坝共计1000米。在一次夜间施工过程中，因作业面狭窄及施工车辆交叉影响，现场管理人员无法辨清采用传统控制桩标记的坝轴线方向，导致水中进占进度缓慢，施工效率低下，不能及时解决此问题将可能导致主体工程无法在汛前完成，因而造成不必要的损失。通过可见激光在同种介质下直线传播的光学原理，可以用来定位坝轴线，控制边线、坡度等工程外观尺寸，适应复杂施工条件，提高施工效率。（2）国内现状。据有关资料查询，国内、外均有类似测量辅助工具，如激光找平仪、激光直角仪等，但正如其名，此类工具功能单一，且是定向开发，适用范围小，多为满足室内工程、物品加工等行业需求，不适用于水利工程建设领域的复杂环境和技术要求。（3）研发意义。针对上述情况，结合水利工程施工现场实际，研发一个操作简便，适用于各种复杂条件和施工环境的可见激光测量仪器，用来满足施工过程中对工程外观质量控制的需求，力求彻底解决工程施工中传统控制桩布设空间受限、易损坏、存在误差等问题。保证防汛抢险、基建施工、维修养护中对工程外观尺寸的精准控制，提高工程施工质量，避免生产安全事故发生，提高工程建设与管理和维修养护工作水平。

2研发的主要内容

2.1研究依据和原则

保障施工人员基本人身安全，实现对坝轴线、边线、坡度等外观尺寸进行精确控制，确保工程质量，是研制该仪器的指导思想。通过项目的研制，切实解决了传统利用白灰、线绳控制边线误差大的问题，提高了控制精度，保证了施工质量。在防洪工程水边作业时，无需人员到达的危险部位也可进行实时控制，避免人员在水边作业时发生危险。

2.2研究方法与技术路线

仪器在研制中经过多次试验和改进，确定主要原理是：通过调整仪器的高度、水平角度、垂直角度，结合工程设计外观质量标准，在空间上提供一条可见激光束，达到对工程外观尺寸控制的效果。该仪器主要结构由四大模块组成，（1）基座整平模块;（2）水平角度控制模块;（3）垂直角度控制模块;（4）轴制动模块;各组模块经过精密计算单独加工成型后，再经刨铣、打孔、焊接、锚固组装，然后采用全站仪对各项技术指标及精度进行校验，满足应用要求后，最终确定成品。

使用该仪器快捷、直观、准确的控制坡度。在垂直于坡顶处架设仪器，对中整平后将垂直角度盘指针调整到需要的坡度数值，拧紧制动模块。打开中部激光射灯，将射线平行于坝顶，旋转水平刻度盘使射线与坡顶线垂直。打开两侧激光射灯即可射出所需坡度可视射线。如果坡面低于射线即坡度未达到设计坡度;高于射线即坡度大于设计坡度。可以在施工时以此作为基准进行质量控制，也可以对完工的工程进行质量检查。

2.3结论验证及评价

该仪器研制成功后，经过在多个单位实际应用，达到了研制目的，可以对工程施工中轴线、边线、坡度等外观尺寸进行准确控制，满足测量放样及施工质量评定规范相关标准。降低了人力成本，并适用于夜间涉水施工条件，到达了研制与应用目的。

3主要创新点

（1）提高了施工放样的便捷性，应用范围广。仪器单人操作就可满足不同施工需求，并且操作简便。传统放样至少需要3人协同操作，并且由于施工机械或人为因素，控制桩经常遭到破坏，需要测量放样人员反复放样。该仪器通过调整角度，根据工程实际情况，对同一个技术参数可随时快速进行校验、测放和定位，比传统仪器提高3倍效率，有效避免了返工现象发生。目前该项目已应用于防洪工程维修养护、河道整治工程建设。应用的范围包括水中进占、根石加固、堤坡整修、备防石码放、修筑土牛、道路翻修、场地平整等。（2）安全高效的实现了测放控制线的可视化。采用可见激光，安全高效。将可见激光投射到不同施工部位，能够清晰、直观的反映出工程外观质量控制线。可见激光代替了采用传统控制桩、撒灰线、挂绳线的老办法，方便、快捷、精准、快速。可适用夜间作业、靠河施工等复杂环境;不受类似仪器对架设场地、架设位置的约束，有效控制距离200米;（3）提高施工放样精准度。该仪器能够达到水平角360°、竖直角180°旋转可调，满足施工中全方位角度应用需求，角度控制精准;通过已知点对中整平，消除人为误差，可满足水利施工质量评定规范对工程外观质量的要求;用可见激光作为控制线，可以保证水平面绝对平整，提高了控制精度，避免受风力、线长下垂等因素的影响。

4推广应用及