孫丕川，黃聲享，李冠青

(武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院，湖北 武漢430079)

一、引 言

港珠澳大橋主體工程島隧工程起于粵港分界線，止于西人工島結(jié)合部非通航孔橋西端，全長(zhǎng)約7440 m。東人工島東邊緣距粵港分界線約366 m，西人工島東邊緣距伶仃西航道約2000 m，兩島長(zhǎng)度均為625 m，兩島最近邊緣間距約5584 m。目前在東、西人工島北側(cè)分別建設(shè)測(cè)量平臺(tái)各一個(gè)。島隧工程首級(jí)加密控制網(wǎng)測(cè)量工作對(duì)于建立島隧工程統(tǒng)一的測(cè)量基準(zhǔn)具有重要意義，為沉管安裝的精確定位及貫通測(cè)量提供穩(wěn)定可靠的保障。

穩(wěn)定的基準(zhǔn)是建筑物變形分析的重要參照，由于港珠澳大橋GPS控制點(diǎn)位于人工島上，因水位變化及其他一些環(huán)境因素的影響，會(huì)使施工區(qū)發(fā)生一定的變形，必須加強(qiáng)監(jiān)測(cè)和穩(wěn)定性分析，來分析變形對(duì)GPS控制點(diǎn)的穩(wěn)定性的影響。本文結(jié)合工程實(shí)際情況，利用三倍中誤差法進(jìn)行了相應(yīng)的控制點(diǎn)穩(wěn)定性研究。

二、GPS觀測(cè)和數(shù)據(jù)處理

本文所涉及的港珠澳大橋島隧工程GPS控制網(wǎng)由11個(gè)控制點(diǎn)組成，其中，東人工島埋設(shè)測(cè)量控制點(diǎn)6個(gè)，西人工島埋設(shè)測(cè)量控制點(diǎn)5個(gè)。目前，監(jiān)測(cè)工作已經(jīng)進(jìn)行多期，根據(jù)歷次復(fù)測(cè)各控制點(diǎn)的穩(wěn)定性狀況及現(xiàn)場(chǎng)施工測(cè)量需求，至今還在使用中的點(diǎn)位有:

1)東人工島 DD03、DD05、DD06、DD09。

2)西人工島 XD03、XD05、XD06、XD07、XD10。

其中，DD09、XD10兩點(diǎn)是后期復(fù)測(cè)時(shí)新增加的控制點(diǎn)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件及控制點(diǎn)穩(wěn)定性要求，在鋼圓筒及副格上焊接觀測(cè)平臺(tái)和觀測(cè)墩，埋設(shè)強(qiáng)制對(duì)中裝置，控制點(diǎn)頂標(biāo)高約為8.0 m，圖1為島隧工程首級(jí)加密控制網(wǎng)圖，由于基線長(zhǎng)短差異較大，故東、西島間的跨?；€未在圖上標(biāo)出。

圖1 島隧工程首級(jí)加密控制網(wǎng)示意圖

GPS平面控制網(wǎng)采用靜態(tài)觀測(cè)模式，將島隧工程首級(jí)加密控制網(wǎng)點(diǎn)同東、西島測(cè)量平臺(tái)參考站及全站儀觀測(cè)墩點(diǎn)、HZMB-CORS站、香港小冷水CORS站等共計(jì)19個(gè)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)。每期共觀測(cè)3個(gè)時(shí)段，每個(gè)時(shí)段長(zhǎng)度不少于23 h，網(wǎng)形如圖2所示。GPS觀測(cè)的基線解算采用GPS精密處理軟件Gamit v10.4配合精密星歷進(jìn)行。單點(diǎn)單時(shí)段的GPS有效觀測(cè)數(shù)據(jù)不少于20 h。采用科傻(CosaGPS)數(shù)據(jù)處理軟件，按照公路二等的要求對(duì)解算完畢的基線進(jìn)行重復(fù)基線檢核、GPS環(huán)閉合差等檢驗(yàn)。經(jīng)檢驗(yàn)全部符合技術(shù)要求。

圖2 聯(lián)測(cè)構(gòu)網(wǎng)示意圖

同時(shí)使用TBC軟件對(duì)起算點(diǎn)進(jìn)行穩(wěn)定性分析計(jì)算，通過平差計(jì)算發(fā)現(xiàn):HKSL、YELI、YNHN的穩(wěn)定性良好;LRS1、LRS2由于是海中平臺(tái)上的點(diǎn)，穩(wěn)定性相對(duì)于CORS站較差，但差值不大，可以作為起算點(diǎn)使用。

三、穩(wěn)定性分析方法

采用3倍中誤差法進(jìn)行分析。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行二維約束平差后，得到控制點(diǎn)的平面坐標(biāo)及各點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差，根據(jù)兩期觀測(cè)同一控制點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差，可以計(jì)算出點(diǎn)位坐標(biāo)變化允許值，計(jì)算方法為式中，mP1、mP2分別是原測(cè)網(wǎng)與復(fù)測(cè)網(wǎng)同一控制點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差，取其平方和開方的3倍作為點(diǎn)位坐標(biāo)變化允許值，即MP=3mP。

然后計(jì)算兩期網(wǎng)中同一控制點(diǎn)的點(diǎn)位較差

式中，xP1、yP1、xP2、yP2分別為原測(cè)網(wǎng)和復(fù)測(cè)網(wǎng)相應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)。因此，對(duì)于網(wǎng)中任意一點(diǎn)，如果ΔP不超過MP，則認(rèn)為點(diǎn)位是穩(wěn)定的。

四、結(jié)果分析

圖3是兩期的點(diǎn)位位移矢量圖。由圖3可見，XD03、XD07、XD06、DD05 點(diǎn)的位移相對(duì)較大。

根據(jù)最新兩期復(fù)測(cè)數(shù)據(jù)及平差結(jié)果對(duì)7個(gè)控制點(diǎn)進(jìn)行穩(wěn)定性分析，結(jié)果見表1。

圖3 控制點(diǎn)兩期坐標(biāo)對(duì)比位移矢量圖

表1 兩期觀測(cè)控制點(diǎn)的三倍中誤差法檢測(cè) cm

由表1可見，點(diǎn)位XD03、XD06、XD07、DD05 的位移變化超限，即該點(diǎn)位不穩(wěn)定。從結(jié)果來看，XD06、DD05超出限差較小，而XD03變化明顯。另外，XD06點(diǎn)的位移趨勢(shì)不同于其他點(diǎn)，建議有必要在后續(xù)的監(jiān)測(cè)中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)XD06及XD03號(hào)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)。

五、結(jié)束語

針對(duì)港珠澳大橋主體工程島隧工程建設(shè)期，控制點(diǎn)位環(huán)境的特殊性和點(diǎn)位穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)要求，利用Gamit軟件對(duì)GPS控制網(wǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)處理及兩期觀測(cè)數(shù)據(jù)的二維約束平差，由兩期平差結(jié)果對(duì)控制點(diǎn)的點(diǎn)位穩(wěn)定性及其位移趨勢(shì)進(jìn)行分析，結(jié)果表明，點(diǎn)位XD03、XD06、XD07、DD05 不穩(wěn)定，XD03 點(diǎn)位變化較大，XD06點(diǎn)位的位移趨勢(shì)明顯區(qū)別整體位移趨勢(shì)，該分析結(jié)果對(duì)后續(xù)復(fù)測(cè)工作和施工具有重要的指導(dǎo)意義。

［1］羅力，黃聲享，楊保岑.三峽庫區(qū)滑坡監(jiān)測(cè)GPS控制點(diǎn)的穩(wěn)定性分析［J］.測(cè)繪通報(bào)，2012(S1):135-138.

［2］黃聲享.監(jiān)測(cè)網(wǎng)的穩(wěn)定性分析［J］.測(cè)繪信息與工程，2001(3):16-19.

［3］黃聲享，尹暉，蔣征.變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理［M］.2版.武漢:武漢大學(xué)出版社，2010.

［4］陳永奇，吳子安，吳中用.變形監(jiān)測(cè)分析與預(yù)報(bào)［M］.北京:測(cè)繪出版社，2001.