張建楠

摘 要：由于地鐵工程耗時(shí)長(zhǎng)、工程量大，在測(cè)量方面難免出現(xiàn)不同類(lèi)型的誤差，影響了地鐵施工精確性。本文基于這一背景，簡(jiǎn)單闡述了地鐵工程測(cè)量誤差標(biāo)準(zhǔn)，分析了地鐵測(cè)量誤差影響因素，并在此基礎(chǔ)上提出了幾點(diǎn)誤差控制策略。旨在優(yōu)化地鐵測(cè)量操作，提升測(cè)量精確性。

關(guān)鍵詞：地鐵工程；測(cè)量；精確性

由于我國(guó)地鐵工程設(shè)計(jì)首級(jí)控制采用的是GPS技術(shù)、B等級(jí)的鐵路線(xiàn)路走向，要想控制好測(cè)量精確度以及定位的準(zhǔn)確性，必須設(shè)置精密導(dǎo)線(xiàn)網(wǎng)，控制好地面、地下的連接狀況，以便于優(yōu)化精密導(dǎo)線(xiàn)的測(cè)量以及GPS定位。本文基于這一背景，以地鐵工程的各項(xiàng)測(cè)量為主線(xiàn)，現(xiàn)報(bào)道如下：

1 地鐵工程測(cè)量誤差標(biāo)準(zhǔn)

按照我國(guó)頒布的交通軌道工程測(cè)量誤差相關(guān)規(guī)定，高程貫通（豎向貫通）誤差應(yīng)保持在25mm以?xún)?nèi)，橫向貫通誤差應(yīng)保持在50mm以?xún)?nèi)。按照不等精度分配模式，豎向貫通以及橫向貫通在誤差分配方面要求如下：

1.1 豎向貫通

向地下傳遞高程測(cè)量中存在的誤差需控制在10mm以?xún)?nèi)，地面高程測(cè)量控制存在的誤差需控制在16mm以?xún)?nèi)，地下高程測(cè)量控制中存在的誤差需控制在16mm以?xún)?nèi)。

1.2 橫向貫通

聯(lián)系測(cè)量控制中存在的誤差需控制在20mm以?xún)?nèi)，地面平面測(cè)量控制中存在的誤差需控制在25mm以?xún)?nèi)，地下測(cè)量控制中存在的誤差需控制在30mm以?xún)?nèi)。

2 地鐵測(cè)量誤差影響因素研究

地鐵測(cè)量從地理位置上來(lái)講主要包含兩個(gè)部分，一是地鐵規(guī)劃線(xiàn)路沿線(xiàn)的各個(gè)地鐵站，測(cè)量時(shí)重點(diǎn)在于地下與地面的連貫性；二是各地鐵站之間的連接狀態(tài)，應(yīng)合理規(guī)劃線(xiàn)路走向，形成有效的坐標(biāo)系。因此在影響因素探索方面，可從這兩點(diǎn)展開(kāi)：

2.1 地面控制點(diǎn)影響

由于地鐵工程絕大多數(shù)部分是在地下

進(jìn)行，因此應(yīng)做好地面測(cè)量，保障地下各部分開(kāi)挖的精確性。地面控制點(diǎn)是精度控制的關(guān)鍵，由于其設(shè)定關(guān)系到對(duì)控制中線(xiàn)以及地鐵開(kāi)挖關(guān)鍵部位的放樣有效性，因此控制點(diǎn)精度設(shè)置得當(dāng)是保障地鐵開(kāi)挖一次性完成、減少返工的重要因素。地面控制主要在于對(duì)地鐵站工程的影響，精度設(shè)定不同，其測(cè)量誤差也會(huì)存在差異性。

2.2 暗挖施工因素

地鐵的暗挖環(huán)節(jié)通常會(huì)利用到已經(jīng)存在的地鐵車(chē)站、豎井、盾構(gòu)井等現(xiàn)有設(shè)施，保障地下開(kāi)挖部分能夠有效連接到地面，形成一個(gè)貫穿的整體，保障其坐標(biāo)系處于同一位置。另外，暗挖部分還是地下線(xiàn)路鋪設(shè)的坐標(biāo)指引，起到引導(dǎo)作用。地鐵施工屬于大型工程，不僅包含每個(gè)地鐵站的獨(dú)立施工，還需要將每個(gè)地鐵站關(guān)聯(lián)起來(lái)，設(shè)置好線(xiàn)路走向。暗挖環(huán)節(jié)應(yīng)做到對(duì)隧道連接的正確引導(dǎo)，確保其連貫性與正確性。

3 地鐵測(cè)量誤差的控制策略

3.1 提升地面控制點(diǎn)的精確度

我國(guó)地鐵工程在GPS網(wǎng)的布置上最低會(huì)采用B級(jí)來(lái)實(shí)現(xiàn)首級(jí)控制，確保地鐵線(xiàn)路走向上的整體性。在精確度控制上，GPS技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需利用衛(wèi)星進(jìn)行信號(hào)數(shù)據(jù)的接收與發(fā)射，且在信號(hào)發(fā)送過(guò)程中會(huì)受到一些遮擋物的影響，降低其準(zhǔn)確性。因此在測(cè)量前，應(yīng)確保測(cè)量點(diǎn)位向上10°的高度角范圍中沒(méi)有大型遮擋物。換言之，地鐵地面控制點(diǎn)的精度測(cè)量首級(jí)衛(wèi)星定位點(diǎn)位需埋設(shè)在高度較高建筑物的頂部。

要想保障豎井以及各地鐵站施工測(cè)量的準(zhǔn)確性，除了對(duì)GPS點(diǎn)位的合理設(shè)置外，還應(yīng)注意地面導(dǎo)線(xiàn)布置的控制，尤其是首級(jí)網(wǎng)，應(yīng)將控制點(diǎn)設(shè)置為兩個(gè)級(jí)別。在豎井測(cè)量中，地面控制點(diǎn)的精確度控制可同時(shí)研究施工口部位的3個(gè)以上導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)，利用相對(duì)點(diǎn)位誤差以及最弱點(diǎn)位誤差將實(shí)際測(cè)量誤差計(jì)算出來(lái)。

3.2 聯(lián)系測(cè)量的精度控制

聯(lián)系測(cè)量在目前地鐵施工測(cè)量中使用的精度控制方式較多，施工人員以及測(cè)量人員會(huì)根據(jù)實(shí)際地鐵線(xiàn)路走向以及周?chē)h(huán)境特點(diǎn)設(shè)置合理的測(cè)量措施。我國(guó)目前使用的控制方法主要有以下幾點(diǎn)：

1.三角形定向控制法

三角形定向控制利用了三角形的穩(wěn)定性原理，在地鐵井下、井上部分形成存在關(guān)聯(lián)關(guān)系的三角形，將坐標(biāo)到地鐵地下以及地面控制點(diǎn)高程數(shù)據(jù)信息傳遞給測(cè)量人員。在使用這一方法時(shí)，投點(diǎn)的操作無(wú)論是選擇激光垂準(zhǔn)儀還是懸吊重錘法，都能夠?qū)⒄`差控制在2mm以?xún)?nèi)。同時(shí)使用過(guò)程中還應(yīng)注意所構(gòu)建的三角形是否真實(shí)存在，也就是邊長(zhǎng)之間關(guān)系的基本要求；并保障兩個(gè)投點(diǎn)之間距離在5m以上。

另外，當(dāng)井下部分定向邊檢核條件并不充分時(shí)，應(yīng)實(shí)施三次關(guān)聯(lián)三角形定向操作（獨(dú)立完成），將這三次的測(cè)量結(jié)果取平均值，最終得出定向結(jié)果。在操作上，三角形定向控制法較復(fù)雜，需花費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng)；加上由于需要進(jìn)行距離控制以及平均值計(jì)算，相對(duì)而言錯(cuò)誤出現(xiàn)幾率更高，因此操作中需仔細(xì)核算，保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2.導(dǎo)線(xiàn)定向控制法

導(dǎo)線(xiàn)定向是利用現(xiàn)有設(shè)施，例如已經(jīng)建好或是規(guī)劃好的地鐵車(chē)站、斜井或是豎井，對(duì)地鐵隧道在地面的部分測(cè)量其控制點(diǎn)的高程以及坐標(biāo)。測(cè)量需利用到導(dǎo)線(xiàn)，測(cè)量完成后再傳給地下。若在測(cè)量上要求的精度較高，在使用精密導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量時(shí)可達(dá)到20mm精度以?xún)?nèi)。就我國(guó)地鐵規(guī)劃以及地理?xiàng)l件而言，地鐵設(shè)計(jì)通常在地面10米以下，因此在測(cè)量上可采用豎井來(lái)完成暗挖區(qū)間之間的聯(lián)系測(cè)定。但由于豎井?dāng)嗝孑^小，施工受限制較大，因此利用率并不高。

3.鉆孔定向控制法

這種方式利用垂準(zhǔn)儀確定投設(shè)點(diǎn)位，在地面鉆孔將設(shè)定在地面的坐標(biāo)指引到地下部分。在操作方面，需開(kāi)設(shè)至少2個(gè)投點(diǎn)鉆孔，將這2個(gè)投點(diǎn)的坐標(biāo)作為地下導(dǎo)線(xiàn)起算的信息數(shù)據(jù)。由于地下導(dǎo)線(xiàn)的設(shè)置有邊長(zhǎng)要求，因此鉆孔之間的距離需控制在150m以上。

受到施工條件的影響，在鉆孔投點(diǎn)過(guò)程中可能出現(xiàn)點(diǎn)位在地下不會(huì)通視或是點(diǎn)位在地下互通視兩種結(jié)果。因此在垂準(zhǔn)儀與陀螺儀結(jié)合定向時(shí)應(yīng)利用垂準(zhǔn)儀投點(diǎn)，再進(jìn)行方位角的測(cè)定（使用陀螺儀）。

3.3 地鐵站之間隧道測(cè)量的精度控制

各個(gè)地鐵站之間的隧道施工屬于暗挖區(qū)域，包含了地下導(dǎo)線(xiàn)控制以及地下導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量?jī)蓚€(gè)方面。在數(shù)據(jù)計(jì)量上，起算數(shù)據(jù)位通過(guò)聯(lián)系測(cè)量從地面?zhèn)鬟f到地下的定向邊以及近井點(diǎn)。在隧道開(kāi)始挖掘時(shí)，當(dāng)開(kāi)挖長(zhǎng)度離豎井口50m時(shí)可將方向控制交給施工導(dǎo)線(xiàn)來(lái)決定隧道的掘進(jìn)（導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度控制在30m左右）。當(dāng)開(kāi)挖長(zhǎng)度離豎井口150m時(shí)應(yīng)二次測(cè)量，并開(kāi)始地下施工控制導(dǎo)線(xiàn)的布設(shè)。此階段導(dǎo)線(xiàn)需形成交叉狀，控制導(dǎo)線(xiàn)邊保持在150m并在測(cè)設(shè)要求上采用精密導(dǎo)線(xiàn)要求，將第二次定向邊作為起算邊。

無(wú)論是控制導(dǎo)線(xiàn)還是施工導(dǎo)線(xiàn)，都應(yīng)隨著地鐵隧道的掘進(jìn)不斷延伸。由于地鐵工程需要在地下開(kāi)挖較大型空間，因此隧道相對(duì)屬于不穩(wěn)定載體，控制點(diǎn)的設(shè)置影響較大。所以在延伸施工之前都應(yīng)仔細(xì)檢測(cè)前幾個(gè)導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)。若發(fā)現(xiàn)檢測(cè)結(jié)果存在異常應(yīng)根據(jù)已經(jīng)處于穩(wěn)定狀態(tài)的控制導(dǎo)線(xiàn)來(lái)完成延伸測(cè)量。當(dāng)暗挖區(qū)間的長(zhǎng)度在2000m以上時(shí)，在離貫通面還有200m的地方需使用加測(cè)陀螺儀或是鉆孔投點(diǎn)定向方式來(lái)提升測(cè)量準(zhǔn)確性。換言之，地鐵站之間隧道測(cè)量的精度控制重點(diǎn)在于地下控制導(dǎo)線(xiàn)在實(shí)際測(cè)量上的誤差，需按照精密導(dǎo)線(xiàn)程度來(lái)完成測(cè)設(shè)。

4 結(jié)束語(yǔ)

在城市發(fā)展過(guò)程中，交通擁堵問(wèn)題已經(jīng)成為了重點(diǎn)制約因素。城市軌道交通中地鐵建設(shè)可利用地下空間，在良好的網(wǎng)線(xiàn)布置下實(shí)現(xiàn)交通壓力的緩解。根據(jù)本文研究?jī)?nèi)容，不難看出對(duì)地鐵工程的測(cè)量精度控制主要在于地下、地面的控制測(cè)量以及豎井的聯(lián)系測(cè)量這三方面。相關(guān)人員應(yīng)綜合各方面因素，盡可能減小誤差，保障控制導(dǎo)線(xiàn)布設(shè)有效性。

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