設有通光孔的測量放線孔防護蓋板研究與應用

張玉春 （安徽三建工程有限公司,安徽 合肥 230001）

0 前言

高層建筑軸線豎向引測主要采用激光鉛錘儀內控法。因此，首層軸線控制點正上方各樓層結構板上均預留150mmm×150mm 左右測量放線孔（圖1），存在安全隱患。為了保證安全，同時兼顧測量放線用途，傳統防護是采用合頁式防護蓋板進行防護。但在測量放線時，合頁式防護蓋板無法保護測量人員。此外，合頁式防護蓋板存在安全管理難度大、測量人員操作不便等問題。

圖1 測量放線孔

為了解決以上問題，通過調研分析，研究出一種設有通光孔的測量放線孔防護蓋板，總結其安裝流程。通過現場運用，取得較好的經濟效益和社會效益。

圖2 合頁式防護蓋板

1 合頁式防護蓋板應用及其缺點

1.1 制作和安裝方法

合頁式防護蓋板由固定板和蓋板兩部分組成，通過折疊合頁將固定板和蓋板連接。固定板部分固定于測量放線孔一側的結構板面上，蓋板蓋住放線孔，從而實現防護作用。

1.2 使用和維護

豎向引測軸線時，測量員首先走到每一層的每一個放線孔處開啟合頁式防護蓋板，恢復放線孔的通視狀態。隨后，測量員在首層軸線控制點，即在以上各層樓板放線孔正下方架設激光垂準儀進行整平、對中和激光調焦等工作，將首層控制點投測到施工面的激光接收靶。完成軸線引測后，測量員再走到每一層的每個放線孔處合上防護蓋板。

1.3 合頁式防護蓋板的缺點

1.3.1 防護蓋板不牢固

合頁式防護蓋板的蓋板部分為活動的，未固定到結構面上，任何無關人員無需任何工具即可輕易開啟。此外，鉸鏈連接也較為薄弱，蓋板受撞擊很容易移位。

1.3.2 消耗測量人員的體力和時間

測量放線時，放線孔防護蓋板要人工逐層開啟和關閉（圖3）。隨著施工樓層的增加，為開啟和關閉蓋板所上、下樓層數和各樓層水平各放線孔之間的走動增多，體力消耗增加，所需時間也增加。

圖3 人工開啟和關閉蓋板

1.3.3 測量員得不到保護

測量員依次在首層各個軸線控制點安置激光垂準儀（圖4），也就是在以上樓層預留放線孔的正下方進行激光垂準儀對中、整平、激光調焦等操作，時間較長。而此時放線孔防護蓋板已全部開啟（圖5），測量員得不到保護。此外，放線孔周邊有各種建筑材料和垃圾（圖6），各層施工人員施工和走動，測量員遭放線孔墜物打擊的風險最高。

圖4 測量員安置激光垂準儀

圖5 合頁式防護蓋板開啟

圖6 放線孔周邊材料

1.3.4 管理難度大

一般高層住宅小區工程樓棟多，經常出現一天有2～4 棟樓施工面同時具備放線條件，測量放線任務十分繁重。為了不影響各樓道工序施工，一棟樓完成軸線投測后，測量員不再逐層逐個關閉放線孔防護蓋板，為加快放線進度保留體力，為盡快進入下一棟樓施工面測量放線節約時間。由此，一天2～4 棟高層測量放線孔防護蓋板處于開啟狀態，安全隱患很大。此外，無關人員可以輕松開啟蓋板，放線孔安全管理難度大。

2 調研和新型放線孔防護蓋板設計

2.1 測量需求調研分析

從測量需求、安全需求、作業需求三個方面進行調查分析，提出放線孔防護蓋板的開發方向。

①測量需求方面，放線孔鉛錘通視，對鉛錘激光無阻擋，這是豎向軸線投測工作的最基本要求。

②安全需求方面，測量員在放線孔正下方進行儀器操作時，希望得到最大程度保護。

③操作需求方面，測量員只專注于測量放線工作，而不希望在放線孔安全方面和防護蓋板維護方面消耗體力和時間；為滿足測量需求和測量員安全需求同時，木工進行放線孔預留模板安裝工作的效率和經濟性也要給予考慮。

2.2 方案選擇

在不影響鉛錘激光通過的情況下，最大程度縮小預留孔尺寸或者縮小防護蓋板開啟面積，會大大提高安全性。針對這兩個方案對比分析，并從滿足測量需求、安全需求、操作需求三個方面考慮選擇方案。

①結構樓板縮小預留孔尺寸方案分析

從結構樓板上縮小放線孔預留尺寸，雖然能實現提高安全性和測量便利性，但是放線孔尺寸越小，對預留孔定位精度要求也就越高，模板制作和安裝難度也就越大。一旦放線孔偏位，則有阻礙激光通過的風險，進而影響軸線控制點投測工作以及后續各工種的工作。

精準放線孔裝置安裝流程包括投點、定位開孔、安裝、校準，安裝過程繁瑣。其主要由螺栓、2 塊墊片、2 塊鋼墊板和大理石圓臺螺母組裝而成，涉及組件多，拆除后不便于保管。且各組件均需定制，丟失或損壞其中一個組件，就無法組裝。

所以，縮小樓板放線孔預留孔尺寸，偏位風險高，安裝效率低，經濟性差。

而傳統放線孔150mm×150mm 左右的尺寸，便于就地利用廢舊模板和木方加工成四棱臺狀模板（圖7），安裝時，倒置插入模板放線孔便完成模板安裝工作，安裝簡單高效。澆筑混凝土后，在放線孔四棱臺模板下方用鋼管或者木方用力向上頂，即可輕松拆除模板。此外，150mm×150mm 左右的尺寸，相對于激光垂準儀的激光斑大小要大很多，對預留孔定位精度要求不高。

圖7 四棱臺狀模板

四棱臺狀模板加固和安裝簡單，小巧堅固，可重復使用，相較于精準放線孔裝置更經濟可行。

根據以上分析，本文放棄結構樓板縮小預留孔的方案。

②防護蓋板縮小開啟尺寸方案分析

從縮小防護蓋板開啟面積入手，與合頁式防護蓋板材料一樣，仍然采用廢舊模板加工，但在蓋板上開孔，開孔尺寸以不影響激光通過為準，蓋板固定在樓板預留孔上方。蓋板通光孔平時可用孔塞塞上，測量時，取掉孔塞。相較于合頁式防護蓋板，設有通光孔的防護蓋板固定于樓板上，開啟面積小，安全性更高。此外，所用材料少，加工安裝方面經濟性與合頁式防護蓋板相當，具有可行性。

③綜上分析，本文選擇防護蓋板縮小開啟面積方案，并針對合頁式防護蓋板的缺點，研究設有通光孔的測量放線孔防護蓋板。

3 設有通光孔的測量放線孔防護蓋板研究

3.1 確定孔徑

通過激光垂準儀參數可知，一般激光垂準儀物鏡直徑為36mm（圖8）。激光投到施工面并調整焦距后，激光形成圓錐立體光束。物鏡一端激光光斑直徑最大（圖9），施工面一端光斑最小。以高層住宅建筑為例，層高一般2.9m 及以上，圓錐形光束在2.9m 高度的光斑直徑＜36mm。因此，防護蓋板設置的通光孔直徑≥36mm，便能滿足放線要求。

圖8 激光垂準儀參數

圖9 激光垂準儀物鏡激光斑直徑測量

3.2 定位方法研究

確定了防護蓋板開孔尺寸，如何精確定位開孔是非常關鍵工作，事關激光能否無障礙通過。施工面放線后，放線孔周邊的控制線可以作為精準定位防護蓋板通光孔的依據（圖10）。通光孔的精準定位和開孔，有兩種操作流程可以實現，其兩種操作流程比對如下。

圖10 放線孔周邊十字控制線

3.2.1 先彈十字線開孔，后安裝蓋板

蓋板上彈十字線為90°，操作要求高，效率低；安裝時，蓋板十字線要與放線孔周邊十字控制線重合，反復調整和檢查也較為耗時（圖11）。

圖11 先彈十字線開孔,后安裝蓋板

3.2.2 先安裝蓋板，后彈十字線開孔

先安裝蓋板，再參照放線孔周邊的控制線在蓋板上彈十字線。安裝蓋板沒有精度要求，安裝速度快。在固定好的防護蓋板上按放線孔周邊已有的控制線在蓋板上彈十字線，定位通光孔中心，精度有保證。

圖12 先安裝蓋板,后彈線開孔

經過以上操作對比，先安裝蓋板，后彈十字線定位通光孔，效率更高，開孔精度有保障。

3.3 安裝步驟

清掃放線孔周邊垃圾，露出控制線，采用水泥釘將蓋板的四個角固定在放線孔周邊的樓板上，依據樓面十字控制線在蓋板上彈十字墨線。將手槍鉆安裝在直徑40mm 的開孔器上，開孔器中間尖頭對準蓋板上的十字線交點精準定位后進行開孔，設有通光孔的測量放線孔防護蓋板安裝完成。

3.4 安裝效果檢查

圖13 安裝步驟

安置好激光垂準儀，調整好焦距后，在最底層的放線孔激光光斑直徑最大。防護蓋板上放置激光接收靶接收激光，激光光斑小于防護蓋板上的通光孔，光斑邊緣與通光孔間隙均勻，蓋板上的通光孔圓心與激光光斑圓心基本重合（圖14）。

圖14 通光孔圓心與激光光斑圓心重合

4 優勢

4.1 安全風險低

傳統合頁式防護蓋板為可開啟活動蓋板，固定板和蓋板連接處比較薄弱，容易損壞；放線孔不使用的情況下，關閉的防護蓋板僅保護了放線孔下方偶爾行走穿過的施工人員，且放線孔下方停留時間極其短暫，頻次也很低。唯一在放線孔下方作業的人員是測量員，且停留時間最長、停留頻次最高，合頁式防護蓋板全部開啟后，放線孔下方的測量員完全得不到保護；且一般情況下，合頁式防護蓋板一旦開啟，測量員不愿意消耗體力去關閉蓋板。所以，合頁式防護蓋板安全風險很高。

設有通光孔的測量放線孔防護蓋板，安裝牢固；蓋板僅設置通光孔，大大降低防護阻擋作用，蓋板通光開啟面積，對施工人員尤其是測量員均能起到保護作用。蓋板面高出結構板面，有效地將結構面上的雜物阻擋在防護蓋板周邊，即使孔塞平時未關閉，較小的開孔面積和高出結構面的牢固構造，安全風險相較于合頁式蓋板也顯著降低。

4.2 制作更簡單

設有通光孔的測量放線孔防護蓋板構造簡單，安裝方便，使用材料少。

5 結語

設有通光孔的測量放線孔防護蓋板的研究與應用，在滿足測量要求的同時，提高了放線孔的防護面積，節約了測量員的時間和體力，降低了放線孔安全管理難度，取得了良好的經濟效益和社會效益，適用于激光鉛垂儀內控法引測軸線控制點的高層建筑洞口安全防護。