1、浅谈城市地铁施工常用联系测量精度控制及应用【摘要】：城市地铁可以显著缓解日趋紧张的城市地面交通系统的压力，其工程建设通常具有投资大、建设周期长以及综合程度非常高等特点。城市地铁施工测量的主要目的就是保证隧道能够按照设计的标准顺利贯通。本文以北京地铁施工为例，探讨了城市地铁普遍常用联系测量的主要特点，并着重论述了联系测量控制因素和精度控制的方法。 关键词： 城市地铁；施工联系测量；精度控制 中图分类号：TU198+.2文献标识码： A 文章编号： 一、城市地铁施工测量控制的几个特点 城市地铁工程建设通常具有投资大、建设周期长以及综合程度非常高等特点，施工测量工作作为工程关键贯穿始终。 地铁工程对
2、施工测量工作具有非常高的精度要求。一般情况下地铁工程都有着非常严格的限界规定，考虑到尽量降低成本的要求，施工误差量控制得非常小，设计时也采用三维坐标解析方式，因此，施工测量工作必须具有非常高的精度要求。 作为整个质量控制工作的关键和重要环节，必须要重视地铁的联系测量工作。 二、联系测量技术现状 联系测量是将地面的平面坐标系统和高程系统通过施工竖井、风道及钻孔等方法传递到地下，使地上、地下坐标系统相一致。它是地铁贯通测量的重要环节，联系测量的精度直接决定着整个车站、线路的施工放样质量。要实现地上、地下的测量坐标系统的一致，需要采用适当的方法将地面上的测量坐标系统传递到地下，以作为地下隧道测量的起
3、算数据。联系测量工作通过地面近井导线测量和近井水准测量、通过竖井（包括风道、钻孔等）的定向测量、传递高程测量以及地下近井导线测量、水准测量等方式将地面测量信息通过施工竖井传递到地下隧道内，进而计算出井下导线起算边的坐标方位角与井下导线起始点的平面坐标。三、导线控制点和仪器的选择 已知的控制点的选用。在施工范围内，共有 2 个 GPS 点和 15 已知精密导线点。对此要进行复核，保证点位精度满足要求后，方可用于联系测量。 联系测量导线点的选用。导线点一定要选在施工所能影响的范围之外，不仅要求稳定可靠，还要确保其可以和附近的测量控制点通视。为了确保精度，事先也必须对选用的导线点进行校核，包括角度、
4、边长关系等。 瑞士徕卡 TCA1800 全站仪一台、激光铅垂仪 2 套、光学对中单棱镜 2 套、Leica 反光片 4 片、I 级 50m 鼓测钢尺 1 把、三脚架 3 副、空盒气压计和温度计各一个、10kg 线坠 4 个、0.5mm 钢丝。 四、常用联系测量应用方法和精度控制因素 一井定向方法 一井定向是在一个竖井中悬挂两根掉有 10kg 线坠的钢丝垂于油桶中，使地面近井点与钢丝组成三角形，并测定近井点与钢丝上的反光片的距离和角度，从而算得两钢丝的坐标以及它们之间的方位角。在井下，同样井下近井点也与钢丝构成三角形，并测定井下近井点与钢丝的距离和角度，由于钢丝处在自由悬挂状态，可以认为钢丝的坐
5、标和方位角与地面一致，通过计算便可获得地下导线起算点的坐标和方位角，这样就把地上与地下导线联系起来了。 1 、地下近井点的测量计算方法 将一井定向立体示意图转换成平面，便得到图 1 所示一井定向联系三角形法平面示意图。由图 1 可以解算出三角形相关角度和边长，以及地下近井点的坐标和方位角。先由 AO1O2 解出，从 BO1O2 中解出。 然后按 TAO2O1BM 路线推算各边和各点的方位角和坐标。 图 1 联系三角形法平面示意图 2、 联系三角形的控制因素和精度控制 、采用一井定向方法时，地面、地下近井导线测量观测技术要求同精密导线。 、在同一竖井内悬挂两根钢丝组成联系三角形，如有条件时悬挂三
6、根钢丝组成双联系三角形。每次定向应独立进行三次，取三次平均值作为定向成果。 、联系三角形边长测量采用光电测距测量，每次应独立测量三测回，每测回三次读数，各测回较差应小于 1mm，测距时根据实时气压计和温度计数据，对全站仪地上和地下分别进行改正。地上与地下丈量的钢丝间距较差应小于 2mm。钢尺丈量时应施加钢尺检定拉力，并应进行倾斜、温度、尺长改正。角度观测采用徕卡 TCA1800 全站仪，用全圆测回法观测四测回，测角中误差在 2.5 之内。 、联系三角形定向推算的地下起始边方位角的较差不应大于 12，方位角平均值中误差应在 8 之内。 联系三角形测量的精度，取决于测站点和钢丝悬挂点位置的选择，分
7、析可得出如下结论： 连接三角形最有利的形状为锐角、不大于 1 的直伸三角形； 计算角（或）的误差，随角的误差增大而增大，随比值（和）的减小而减小。故在联系测量时，应尽量使连接点 A 和 B 靠近最近的钢丝线，并精确的测量角度； 两钢丝线间的距离 a 越大，则计算角的误差就越小； 在直伸三角形中，量边误差对定向精度的影响较小。 投点传递测量 1、地铁车站利用进行投点传递测量 一般地铁盾构施工竖井位于车站两端，既为施工竖井。进行投点传递测量时，首先应以附和路线形式布设近井导线，近井点要分别位于施工竖井附近；然后在两个井上分别搭设一个观测台，在其上边架设垂准仪，并以竖井底部埋设的控制点进行对中，从而
8、达到垂直投点的目的；接着由地面近井点联测垂准仪，测量中为加强检核和提高测量精度，应采用双测量垂准仪的坐标，其坐标和方位角就是地下导线的起算数据。 2、盾构区间利用钻孔进行投点传递测量 本工程贯通隧道长度 2456.15m，为提高定向测量的精度，在隧道接近贯通 500m 左右进行钻孔投点传递测量。作业时，根据现场情况，布设近井导线并利用其测定钻孔位置，钻孔间距离 168 m；利用钻机在隧道上方钻出约 20cm 的钻孔，并使钻孔垂直偏差小于 3；然后采用与竖井投点相同的方法在钻孔上架设垂准仪、进行垂准仪测量，并得到地下导线的起算数据。 3、钻孔进行投点传递测量的因素控制 投点传递测量是一种适合于浅
9、埋工程的联系测量方法，具有作业时间短、测量精度高、简单直观、容易操作的特点。当工程埋深大于 30 m时应结合钻孔费用、投点误差、投点作业环境等具体情况，慎重考虑是否采用钻孔投点进行传递测量的方法。 结束语 通过论述，作者联系三角形法是一种传统的竖井几何联系测量方法,该方法与其它方法相比具有工序繁多、工作时间长、劳动强度大、精度较低等缺点。现实暗挖车站和联络通道测量工作中，在不具备其它方法作业条件的情况下,此法也是竖井联系测量主要方法。根据外业观测条件、内业公式计算比较，占用井筒时间较短。 参考文献 1城市轨道交通工程测量规范GB503082008 2地下工程测量 赵吉先 吴良才 周世健 测绘出版社 3 李保会.提高竖井联系测量速度的作业方法J.西部探矿工程，2006,8:126-127 4 秦长利.提高盾构施工测量精度的要点及方法J.测绘通报，2003,12:39-41 5罗三明，万文妮，高培芝，苏建锋. 盾构工程竖井联系测量数据处理方法研究J. 大地测量与地球动力学， 2007，(05) .
