方門福

(深圳市勘察研究院有限公司,廣東深圳 518026)

地鐵控制測(cè)量檢測(cè)技術(shù)方法探討

方門福?

(深圳市勘察研究院有限公司,廣東深圳 518026)

地鐵是國(guó)際公認(rèn)的解決大城市交通問(wèn)題的首選交通工具,由于地鐵一般都在建筑密集、地下管網(wǎng)繁多的城市環(huán)境中建設(shè),要實(shí)現(xiàn)地鐵的順利貫通、滿足設(shè)計(jì)要求,不僅需要承包商測(cè)量隊(duì)嚴(yán)格按要求完成本標(biāo)段的測(cè)量工作,而且需要充分考慮各標(biāo)段之間的銜接,因此,需要有專業(yè)的測(cè)繪單位負(fù)責(zé)全線控制測(cè)量的檢測(cè)和管理。本文結(jié)合深圳地鐵控制測(cè)量檢測(cè)的實(shí)踐,提出地鐵控制測(cè)量檢測(cè)內(nèi)容和控制標(biāo)準(zhǔn),總結(jié)了地鐵控制測(cè)量檢測(cè)的技術(shù)方法包括檢測(cè)原則、技術(shù)路線和作業(yè)流程等,給出了檢測(cè)中的關(guān)鍵技術(shù)。

地鐵控制測(cè)量檢測(cè);檢測(cè)內(nèi)容;檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn);技術(shù)方法;關(guān)鍵技術(shù)

1 引 言

地鐵以運(yùn)量大、快速、準(zhǔn)時(shí)、節(jié)能、環(huán)保及安全舒適等特點(diǎn)成為解決大都市交通堵塞問(wèn)題的首選交通工具,也逐漸成為城市展示經(jīng)濟(jì)實(shí)力、城市化建設(shè)程度以及高新技術(shù)應(yīng)用的重要標(biāo)志。地鐵工程建設(shè)采用三維坐標(biāo)解析法進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工,施工有嚴(yán)格的限界規(guī)定、施工誤差裕量小、精度要求高,軌道結(jié)構(gòu)采用維修量較小的整體道床、鋪設(shè)軌道一次到位、幾乎無(wú)調(diào)整的余地,因此,需要高精度的測(cè)繪工作給予保障。

地鐵一般都在建筑物稠密和地下管網(wǎng)繁多的城市環(huán)境中建設(shè),不僅造價(jià)昂貴、技術(shù)要求高、施工工藝復(fù)雜,建設(shè)工期一般都在4年～5年,施工時(shí)若干標(biāo)段同時(shí)施工且開工時(shí)間、施工方法、結(jié)構(gòu)形式、承包商都有所區(qū)別。要實(shí)現(xiàn)地鐵的順利貫通、達(dá)到設(shè)計(jì)要求,不僅需要各承包商測(cè)量隊(duì)嚴(yán)格按要求完成本標(biāo)段的測(cè)量工作,而且,必須充分考慮各標(biāo)段之間的銜接,因此,需要有專業(yè)的測(cè)繪單位負(fù)責(zé)全線控制測(cè)量的檢測(cè)和管理。

深圳地鐵工程建設(shè)從一開始就實(shí)行控制測(cè)量檢測(cè)制度,采用業(yè)主測(cè)量隊(duì)模式,通過(guò)公開招投標(biāo)擇優(yōu)選擇具有甲級(jí)資質(zhì)的專業(yè)測(cè)繪隊(duì)伍代表業(yè)主對(duì)全線的控制測(cè)量成果進(jìn)行全面的檢測(cè)、維護(hù)和管理,先后制定了業(yè)主測(cè)量隊(duì)職責(zé)、檢測(cè)實(shí)施細(xì)則、復(fù)核制度等一系列管理規(guī)定,建立了深圳地鐵控制測(cè)量檢測(cè)機(jī)制,保證了地鐵控制測(cè)量成果的正確性和一致性,為深圳地鐵工程的順利施工起到了積極的保障作用。本文根據(jù)深圳地鐵控制測(cè)量檢測(cè)的實(shí)踐,提出地鐵控制測(cè)量檢測(cè)的主要內(nèi)容、控制標(biāo)準(zhǔn)、精度指標(biāo)、主要技術(shù)方法以及涉及的關(guān)鍵技術(shù)。

2 檢測(cè)內(nèi)容和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

2.1 檢測(cè)內(nèi)容

地鐵控制測(cè)量檢測(cè)在不同的城市或不同的施工方法會(huì)有所差異,總體上主要包括以下工作內(nèi)容:

(1)地面首級(jí)控制測(cè)量(包括GPS網(wǎng)、精密導(dǎo)線網(wǎng)、精密水準(zhǔn)網(wǎng))及加密施工控制測(cè)量檢測(cè);

(2)聯(lián)系測(cè)量檢測(cè),并跟蹤至適當(dāng)長(zhǎng)度,進(jìn)行地下精密導(dǎo)線、精密水準(zhǔn)的檢測(cè);

(3)貫通測(cè)量檢測(cè);

(4)中線調(diào)整測(cè)量檢測(cè)及鋪軌控制基標(biāo)檢測(cè);

(5)凈空斷面和結(jié)構(gòu)橫斷面測(cè)量檢測(cè);

(6)設(shè)備安裝測(cè)量檢測(cè)及施工測(cè)量檢測(cè);

(7)竣工測(cè)量檢測(cè);

(8)控制點(diǎn)成果管理及全線統(tǒng)一測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的制定等。

2.2 控制目標(biāo)

(1)地鐵控制測(cè)量終級(jí)目標(biāo)是保證在任何貫通面上橫向貫通中誤差不超過(guò)±50 mm,豎向貫通中誤差不超過(guò)±25 mm。

(2)隧道襯砌及車站建筑物不侵入建筑限界;

(3)設(shè)備、管線、裝修物不侵入規(guī)定限界;

(4)測(cè)量成果符合相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)程、規(guī)范及業(yè)主的要求。

2.3 精度指標(biāo)

按照等精度檢測(cè)原則并顧及設(shè)計(jì)要求確定控制測(cè)量檢測(cè)的精度指標(biāo)。

(1)平面控制網(wǎng)檢測(cè)應(yīng)滿足表1和表2的要求。

表1 GPS網(wǎng)檢測(cè)主要技術(shù)指標(biāo)

表2 精密導(dǎo)線檢測(cè)主要技術(shù)指標(biāo)

(2)地面水準(zhǔn)網(wǎng)檢測(cè)的精度應(yīng)滿足表3的規(guī)定。

表3 水準(zhǔn)網(wǎng)檢測(cè)的主要技術(shù)指標(biāo)

(3)施工控制測(cè)量及地下控制測(cè)量檢測(cè)應(yīng)滿足精密導(dǎo)線和二等水準(zhǔn)測(cè)量檢測(cè)的要求。

2.4 檢測(cè)限差

(1)地面控制測(cè)量檢測(cè)以中誤差的2倍作為限差。

(2)地面施工控制點(diǎn)檢測(cè)的坐標(biāo)互差≤±12 mm,高程互差≤±3 mm。

(3)地下控制點(diǎn)檢測(cè)的坐標(biāo)互差:近井點(diǎn)附近≤±16 mm、貫通面附近≤±25 mm;地下高程互差≤±5 mm。地上地下導(dǎo)線起始邊(基線邊)方位角檢測(cè)的互差≤±12″。

(4)控制基標(biāo)檢測(cè)限差:直線段與180°較差≤±8″,距離較差≤±10 mm;曲線段線路橫向偏差≤±2 mm,弦長(zhǎng)較差≤±5 mm;控制基標(biāo)高程較差≤±2 mm,相鄰控制基標(biāo)間高差較差≤±2 mm。

2.5 檢測(cè)時(shí)間

(1)地面控制網(wǎng)一般應(yīng)檢測(cè)3次:第一次檢測(cè)應(yīng)在開工前完成,第二、三次檢測(cè)一般在施工期間根據(jù)業(yè)主的要求進(jìn)行。

(2)施工控制測(cè)量、聯(lián)系測(cè)量、隧道貫通測(cè)量及地下控制測(cè)量等應(yīng)在土建承包商提交施工控制測(cè)量成果后10天內(nèi)完成檢測(cè)。

(3)斷面測(cè)量、鋪軌控制基標(biāo)、設(shè)備安裝測(cè)量、竣工測(cè)量等檢測(cè)一般根據(jù)施工進(jìn)度要求由業(yè)主統(tǒng)一協(xié)調(diào)檢測(cè)時(shí)間。

3 主要技術(shù)方法

3.1 檢測(cè)原則

(1)對(duì)原測(cè)成果資料進(jìn)行全面的檢查和審核,在此基礎(chǔ)上制定切實(shí)可行的檢測(cè)方案。

(2)檢測(cè)所使用儀器的標(biāo)稱精度應(yīng)等于或優(yōu)于原測(cè)所用儀器,并經(jīng)國(guó)家認(rèn)可的測(cè)繪儀器檢定單位的檢定且合格。

(3)檢測(cè)的技術(shù)方法、精度要求、技術(shù)指標(biāo)等均應(yīng)等于或優(yōu)于原測(cè),在盡量采用與原測(cè)相同的圖形結(jié)構(gòu)和路線的同時(shí),適當(dāng)增加必要的檢核條件,如增加與已知點(diǎn)的聯(lián)測(cè)方向、增加測(cè)回?cái)?shù)等。

(4)檢測(cè)結(jié)果本身應(yīng)符合相關(guān)的規(guī)程、規(guī)范的要求。

(5)檢測(cè)成果分析:當(dāng)檢測(cè)值與原測(cè)值互差小于2倍中誤差時(shí),可用原測(cè)成果,若大于該值,應(yīng)認(rèn)真分析原因,提出成果使用建議。

3.2 技術(shù)路線

充分應(yīng)用測(cè)繪新技術(shù)、新方法、新工藝及先進(jìn)的測(cè)繪設(shè)備,認(rèn)真審查承包商的測(cè)繪資料和成果,用等于或優(yōu)于原測(cè)的儀器和方法進(jìn)行檢測(cè),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的自動(dòng)化和數(shù)據(jù)處理、分析的自動(dòng)化,及時(shí)編制檢測(cè)報(bào)告和成果發(fā)布,地鐵控制測(cè)量的檢測(cè)的技術(shù)路線如圖1所示。

圖1 技術(shù)路線圖

3.3 工作程序

根據(jù)地鐵工程建設(shè)特點(diǎn)及對(duì)測(cè)繪服務(wù)的需求,控制測(cè)量檢測(cè)的工作程序大致按照施工順序和實(shí)際情況制定如圖2所示,實(shí)際工作中,部分檢測(cè)工作可能有交叉,但總體順序基本沒有大的變化。

圖2 工程程序示意圖

(1)地面控制測(cè)量檢測(cè)在施工開始前進(jìn)行一次,施工期間進(jìn)行2次～3次。

(2)實(shí)時(shí)對(duì)土建承包商施測(cè)的地面或地下施工控制點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè),及時(shí)與測(cè)量單位、駐地監(jiān)理及承包商完成控制點(diǎn)交接樁。

(3)根據(jù)需求,及時(shí)進(jìn)行聯(lián)系測(cè)量檢測(cè)及貫通測(cè)量檢測(cè),保證隧道的正確貫通。

(4)隧道貫通后,進(jìn)行暗挖隧道貫通測(cè)量檢測(cè),并根據(jù)兩端到導(dǎo)線點(diǎn)和高程點(diǎn),按附合線路對(duì)洞內(nèi)導(dǎo)線合水準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)密平差。

(5)鋪軌結(jié)束后,及時(shí)進(jìn)行鋪軌控制基標(biāo)檢測(cè)。

(6)根據(jù)業(yè)主要求,完成斷面及限界檢測(cè)。

3.4 作業(yè)流程

作業(yè)流程是檢測(cè)實(shí)施過(guò)程中各工序、工種之間的相互聯(lián)系及接口的綜合反映,是項(xiàng)目管理、工作安排的重要依據(jù),是實(shí)施質(zhì)量管理、重點(diǎn)控制的基礎(chǔ),因此,制定科學(xué)、合理、可行的作業(yè)流程有助于項(xiàng)目的管理和實(shí)施。地鐵工程控制測(cè)量檢測(cè)的作業(yè)流程如圖3所示。

圖3 作業(yè)流程圖

4 關(guān)鍵技術(shù)

4.1 GPS技術(shù)

GPS技術(shù)主要用于地面首級(jí)控制網(wǎng)的檢測(cè),一般采用GPS靜態(tài)測(cè)量方法完成。技術(shù)方案中既要考慮GPS網(wǎng)的圖形結(jié)構(gòu),又必須聯(lián)測(cè)其他線路的控制點(diǎn),以保證線路間的正確銜接。GPS網(wǎng)檢測(cè)原則上應(yīng)采用邊連接方式組成全面網(wǎng),并保證有多余的高等級(jí)檢查點(diǎn),同時(shí)采用全站儀對(duì)網(wǎng)中2個(gè)～4個(gè)邊、角進(jìn)行檢查。

4.2 精密導(dǎo)線測(cè)量技術(shù)

該技術(shù)主要用于檢測(cè)精密導(dǎo)線網(wǎng)、施工加密控制網(wǎng)以及地下導(dǎo)線點(diǎn)成果,三項(xiàng)檢測(cè)的技術(shù)要求及方法一致。精密導(dǎo)線檢測(cè)必須聯(lián)測(cè)2個(gè)以上GPS點(diǎn),連測(cè)角適當(dāng)增加測(cè)回?cái)?shù)。施工加密控制點(diǎn)檢測(cè)時(shí)除保證本標(biāo)段的成果正確外,還應(yīng)聯(lián)測(cè)其他標(biāo)段或單位施測(cè)的加密控制點(diǎn),以保證不同標(biāo)段施工的順利銜接。

4.3 精密水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)

地面水準(zhǔn)網(wǎng)、加密高程、地下控制高程、貫通測(cè)量以及其他高程檢測(cè)均采用精密水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)完成,除地面水準(zhǔn)網(wǎng)中有一等水準(zhǔn)測(cè)量要求外,其他高程檢測(cè)的技術(shù)要求及方法均執(zhí)行二等水準(zhǔn)測(cè)量的相關(guān)規(guī)定。精密水準(zhǔn)測(cè)量應(yīng)采用DS01級(jí)(標(biāo)稱精度0.1 mm/km)以上儀器完成。采用精密水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)進(jìn)行高程檢測(cè)時(shí),高等級(jí)已知水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)不低于3個(gè)。

4.4 聯(lián)系測(cè)量檢測(cè)方法

聯(lián)系測(cè)量的主要目的是將地面控制點(diǎn)的坐標(biāo)及高程傳遞到下面,是地鐵控制測(cè)量測(cè)量中難度最大、要求最高的重點(diǎn)工作內(nèi)容,其檢測(cè)工作也是控制測(cè)量檢測(cè)中的重中之重。

聯(lián)系測(cè)量檢測(cè)應(yīng)采用優(yōu)于原測(cè)的技術(shù)方法完成,“自動(dòng)陀螺經(jīng)緯儀、鉛垂儀聯(lián)合定向法”是聯(lián)系測(cè)量檢測(cè)最有效的方法。聯(lián)合定向法檢測(cè)時(shí),鉛垂儀投點(diǎn)中誤差不大于±3 mm,陀螺方位角定向中誤差應(yīng)小于±8″。自動(dòng)陀螺經(jīng)緯儀的標(biāo)稱精度應(yīng)不低于15″,獨(dú)立觀測(cè)3測(cè)回,測(cè)回間方位角較差應(yīng)小于20″。

聯(lián)系測(cè)量檢測(cè)也可采用聯(lián)系三角形定向法、導(dǎo)線測(cè)量法等進(jìn)行。

4.5 控制基標(biāo)檢測(cè)技術(shù)

控制基標(biāo)是地鐵鋪軌的重要依據(jù),是保證軌道按設(shè)計(jì)準(zhǔn)確就位的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,因此,控制基標(biāo)檢測(cè)是控制測(cè)量檢測(cè)的重要工作?？刂苹鶚?biāo)檢測(cè)以“兩站一區(qū)間”為基本單位,實(shí)行“車站不動(dòng)、區(qū)間調(diào)整”的控制原則。

由于控制基標(biāo)調(diào)整裕量很小,要求控制基標(biāo)檢測(cè)盡量降低測(cè)量誤差,原則上應(yīng)采用高精度的儀器(平面用DJ1級(jí)全站儀、高程用DS05級(jí)水準(zhǔn)儀)完成?？刂苹鶚?biāo)檢測(cè)按精密導(dǎo)線測(cè)量和精密水準(zhǔn)測(cè)量的要求進(jìn)行。

4.6 數(shù)據(jù)自動(dòng)化處理與分析

建立數(shù)據(jù)自動(dòng)化處理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的及時(shí)、準(zhǔn)確、自動(dòng)化,自動(dòng)計(jì)算、比較、分析檢測(cè)所需的各項(xiàng)成果、限差。檢測(cè)結(jié)果本身應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范的要求,各項(xiàng)限差應(yīng)符合規(guī)定。檢測(cè)結(jié)果的分析主要包括檢測(cè)結(jié)果的質(zhì)量、可靠性以及與原測(cè)成果的比較等。當(dāng)兩次測(cè)量成果的較差較大或超過(guò)限差時(shí),應(yīng)查找原因及解決辦法,必要時(shí)進(jìn)行復(fù)測(cè)或重測(cè)。檢測(cè)工作結(jié)束后應(yīng)按要求編寫檢測(cè)報(bào)告:檢測(cè)方法、檢測(cè)過(guò)程、使用儀器、成果質(zhì)量及可靠性、與原測(cè)結(jié)果的對(duì)比分析以及成果使用建議。

4.7 成果信息化管理技術(shù)

代表甲方制定全線測(cè)量統(tǒng)一作業(yè)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)全線的控制測(cè)量成果進(jìn)行統(tǒng)一管理。全線測(cè)量統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)地鐵施工方法、甲方要求等,結(jié)合相關(guān)的規(guī)程、規(guī)范制定,其內(nèi)容包括:作業(yè)技術(shù)要求,使用儀器等級(jí),作業(yè)方法,作業(yè)限差,測(cè)量成果格式等。地鐵工程控制測(cè)量成果多、變化大,涉及的時(shí)間長(zhǎng),成果管理難度大,因此,需建立地鐵工程控制測(cè)量成果數(shù)據(jù)庫(kù),實(shí)現(xiàn)測(cè)繪成果信息化管理。

5 結(jié) 語(yǔ)

地鐵控制測(cè)量成果的正確與否,直接關(guān)系到地鐵工程能否按設(shè)計(jì)準(zhǔn)確施工、全線準(zhǔn)確貫通、主體結(jié)構(gòu)及設(shè)備安裝準(zhǔn)確就位,實(shí)現(xiàn)地鐵建設(shè)的高要求、高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量?？刂茰y(cè)量檢測(cè)是保證測(cè)量成果的正確性、一致性、穩(wěn)定性以及各施工標(biāo)段測(cè)量成果的順利銜接的重要工作,也是最終檢驗(yàn)地鐵施工是否滿足設(shè)計(jì)的關(guān)鍵工序。全面研究和總結(jié)地鐵控制測(cè)量檢測(cè)的技術(shù)方法、工藝流程、關(guān)鍵技術(shù),有助于提高控制測(cè)量檢測(cè)水平,為地鐵工程建設(shè)提供快速、準(zhǔn)確、高效的測(cè)繪保障。

[1] GB50308-2008.城市軌道交通工程測(cè)量規(guī)范[S].

[2] 張項(xiàng)鐸,張正祿.隧道工程測(cè)量[M].測(cè)繪出版社,2003(8).

[3] 聶愛梅.地鐵控制測(cè)量檢測(cè)主要技術(shù)方法[J].測(cè)繪通報(bào),2005(10).

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Metro Control Measurement Method Detection Technology

Fang Menfu
(Shenzhen Investigation&Research Institute Co.,Ltd,Shenzhen 518026,China)

Metro is an internationally recognized metropolitan traffic problems to solve technology of choice,because the subway is generally concentrated in the construction,underground pipe network construction of many urban environments,to achieve success through the subway meet the design requirements,not only in strict accordance with requirements of the contractor to complete the survey team's measurements of the bid,and the need to fully consider the interface between each section,therefore,the need for professional surveying and mapping unit is responsible for the detection and management of the full range of control measurements.In this paper,the practice of control measurements to detect the Shenzhen Metro,Metro proposed control measure to detect and control the content standards,summed up the subway control methods include measuring detection techniques to detect the principles,technology and processes,such as the route, given the detection of key technologies.

subway control measurement testing;test content;test standards;technical approach;key technology

2014—03—25

方門福(1963—),男,正高職高級(jí)工程師,主要從事測(cè)繪生產(chǎn)及技術(shù)管理工作。