齊巧天

土建工程中地鐵建設這一細化被現(xiàn)在的城市越來越多應用于生活交通中。保證地鐵安全順利運行的關鍵是對地下復雜情況的正確勘察。新測量儀器的出現(xiàn)和更適應時代發(fā)展新測量方法的運用讓城市地鐵精度高，施工情況復雜的難點變得可以被較好的解決。先提供一些工程測量方法和技術在地鐵建設中的實踐案例以供進行研究。

1.土建工程以及工程測量

（1）什么是土建工程是土木工程和建筑工程的集合。指使用建筑材料和施工設備完成一切關于文化，水土有關的設計，建造和維修的生產活動和工程技術。土建工程涉及的領域有：房屋建筑、道路交通、水務渠務、防洪工程及城市規(guī)劃等很多領域。即將為大家介紹的地鐵建設就屬于土建工程中的道路交通范疇。那么接下來講土建工程要順利進行的貫穿線——工程測量。

（2）工程測量它是為建設項目的勘測規(guī)劃、動工安裝、竣工監(jiān)測以及營運管理等程序服務的所有測繪工作的統(tǒng)稱。它為工程建設提供數(shù)據和圖紙，控制建設過程中的整體方向，就好像一首交響樂的總指揮一樣。工程測量目前主要應用于“三路”工程、橋梁隧道工程、水理工程、建筑、海洋工程、軍事、礦山等的測量。這里著重以地鐵站建設方面為例對工程測量加以介紹。

2.工程測量的方法和新技術

（1）工程測量的方法工程測量的方法眾多每個領域的情況不同不能一概而論。就地鐵而言包括定向測量，控制網測量，斷面測量，軌面基標測量。

（2）工程測量的新技術新技術的推出伴隨著科技的發(fā)展，其實質是采用一些先進的電子信息技術為施工過程提供更為精準有效的服務。主要有一下幾種。1）全球實時動態(tài)定位測量技術；2）數(shù)字測量技術；3）遙感測量技術；4）地理信息測量技術；5）3s測量技術；6）數(shù)字攝影測量技術。新技術的出現(xiàn)為復雜的情況做了更為全面系統(tǒng)的數(shù)據收集，對比，分析，綜合和決策。

3.工程測量在地鐵中的實際應用案例

（1）定向測量在北京地鐵復八線中的應用北京地鐵復八線的中間段全長12.7千米，東西走向由復興門至八王墳。其中地上線接近2千米，地底線十千米左右。地下線處地質情況復雜，有多層地下水分布，施工面臨防水的挑戰(zhàn)。這種情況下，進行豎井定向采用全站儀、垂準儀和陀螺經緯儀組成的聯(lián)合作業(yè)方法可以提升圖形清晰度，縮短占用井筒時間。而且采用雙投點-雙定向的方法的好處是對數(shù)據的檢核條件進行了優(yōu)化，也令測量定向精度有所提高。測量中所使用的陀螺經緯儀的一次定向中誤差理論值為±20毫米′，實際作業(yè)時自動校對其定向邊陀螺方位角誤差可達到±8′。在工作推進中他們引進操作簡便的智能陀螺經緯儀定向系統(tǒng)，保證了定向成果的可靠性。

遇到隧道埋深較淺的情況，靈活采用采用導線測量方法并布設雙導線；當隧道貫通距較長時，使用鉆孔投點法。利用鉆孔投測坐標或者選擇測定投測點陀螺方位角的方式，其目的都是用于提高定向精確度和加強檢核能力。前面用到的導線測量法又叫直線導線法。適用于施工場地較開闊的車站地下定向，且地上地下通視度較高，并有較大豎井（盾構工作井）或預留孔。它的優(yōu)點是簡單明了，容易掌握。但檢核條件相對高。后面提及的鉆孔投點法則適用已有一定長度并且埋深較淺的隧道。優(yōu)點是測量精度高，易上手，占用施工豎井時間少，對施工影響較小。缺點是測量鉆孔較難（具體體現(xiàn)在垂直度高上），鉆孔成本較高，審批程序相對繁瑣耗時。實際工作中可采用強制觀測墩作為地下導線點，但需要做好保護鞏工作。

（2）北京地鐵四號線gps控制網測量四號線的建設難點在于北京南站一段地處交通樞紐，車多客流量大，施工地有限且干擾大。車站周圍建筑物布局集密存在民工互擾問題。采用盾構就要求施工配合度較高，因此必須加大工程測量的幅度。為滿足盾構施工的需要，要對已提供的一級gps控制點、精密導線及精密水準點進行檢測，保證各級控制點相鄰點的精度分別小于±10mm，±8mm和±8mm（l為線路長度，以km計）（精密水準路線閉合差）作為盾構測量工作的起算依據。

由于這些點受施工和地面沉降的影響有可能發(fā)生數(shù)據改變，所以測量時和施工中需要先對地上控制點進行檢測，確保控制網的可靠性。它包涵相應精密導線點的檢測和高程控制點的檢測等。地面控制網是隧道貫通的依據，必須加以重視。上述盾構數(shù)據的檢核未來的替代技術就是gps-rtk。即在地鐵站周圍地面定點裝入gps接收器，對載波相位的觀測量進行采集，調至基準站電臺載波上，再由基準站將信號發(fā)出。經由流動站對gps衛(wèi)星進行觀測，采集測量數(shù)據，同時接受基準站發(fā)射出的信號，解調后活的載波相位的觀測量，最后確定厘米級精度。這種技術無需設置眾多控制點，且能一次生成電子圖，可搜集歷史數(shù)據完成快速施工放樣，是十分便利的。

（3）斷面測量在天津1號曲線地鐵中的運用全線澆鋼筋混凝土箱型地下結構，總長218米，箱體最寬處28米，結構凈高5.55米，雙軌側式站臺，車站起/終點里程分別為k9+385.784和k9+603.500，主站段埋深10.039米，設出入口4個，風道2座，建筑總面積一萬多平方米。全曲線站的鐵道左右軌中線和地下結構中柱縱軸線都由圓曲線和緩和曲線構成。三條曲線元素互異即緩和曲線起終點不在同一里程，且圓心各異，半徑不同箱體側墻均為圓曲線并與同側軌道中心線同心。由于墻體凹凸形成多種不同半徑圓弧，增加了平面定位放線作業(yè)的難度。在儀器選列上承建標準要求導線精密測量相對點位中誤差≤±；8mm；精密水準測量區(qū)間≤8mm符合路線閉合差。經過數(shù)學運算，選擇二級全站儀、ds1精密水準儀進行控制測量。

（4）沈陽地鐵鋪軌基標測量中街站雙層雙跨島式地下車站，車站有效站臺中心處地面高程50.08米，軌頂覆土厚度8.56米，軌面軌底埋深分別為28.25米和26.49米。東北角車站設有風井，西北角設有施工豎井，需要時可以互換功能。共設東北、西北、西南三出入口，一個用于緊急疏散的安全通道和直升電梯，并預留將來進行升級的換乘通道。沈陽地鐵量身制定了鋪軌基標測設精度和基本方法經測定符合地鐵軌道驗收標準的要求。在控制基標的測設上分程序完成初測、串線測量和調線測量。

由于是中轉換乘站，因此還特別增設了道岔鋪軌基標的測設。對單開和交分道岔，交叉渡線道岔的測設數(shù)據比對基標圖進行。測設時先對岔心、交點、主線和側線進行數(shù)據采集和設計，再明確基標與中線交點的關系后采用控制基標直接測設，最后對高程的確定使用精密水準測量方法。未來這些數(shù)據可以運用數(shù)字攝影測量技術取得。它是利用數(shù)字影像和攝影原理，配合計算機技術，模式識別，數(shù)字影像處理等技術進行測量。運用在地籍測量和大面積地形測圖中，近年向逐漸數(shù)字化和自動化發(fā)展。全數(shù)字系統(tǒng)的應用實現(xiàn)了影響由3d向4d的轉化，為各個專業(yè)信息系統(tǒng)的建立提供了可靠數(shù)據。

總論，通過工程測量在地鐵建設中的應用我們可以看出工程測量對數(shù)據和測量方法要求極高的精確性和可靠性。隨著時間的推進和技術的不斷演變，越來越趨向高精度的作業(yè)正被新型技術和設備刷新。我們在這種帶有綜合智能化的工程測量規(guī)范下將會使土建朝著越來越理想化邁進。 [科]