□ 王永翔

（甘肅省水利水電勘測設計研究院有限責任公司，甘肅 蘭州 730000）

0.引言

軌道交通結構受建設質量、埋設地質條件、賦存環(huán)境、運行中的反復振動及動靜荷載等影響，建成后結構整體沉降、差異沉降以及隧道結構的管徑收斂變形等問題長期存在，較大的結構變形易導致地下軌道結構開裂滲水，當結構變形超過設計標準時，將對列車運營的舒適性產生一定影響，甚至還會影響線路使用壽命、對運營安全造成威脅。特別是通車運營多年的工程，將會產生較大的位移，局部變形是一個長期的過程，并且差異變形明顯，需要對局部隧道及時進行結構加固。

同時，城市軌道交通的開通極大地改善了沿線區(qū)域交通狀況，導致沿線地價升值、鄰近地鐵的外部施工活動頻繁，從而造成交通設施變形。長期的實踐經驗表明，己運行的軌道交通結構的變形受鄰近施工活動的影響顯著，特別是軟土地區(qū)的軌道交通結構，鄰近工程的堆載、卸載、樁基施工、基坑開挖、爆破、頂進、灌漿、錨桿等外部作業(yè)均可能對軌道交通結構產生相應位移或變形影響。

1.水平位移監(jiān)測方法

水平位移監(jiān)測主要在外部作業(yè)項目段的工程影響監(jiān)測時候實施。

1.1 水平位移測量采用獨立坐標系時，坐標系的一個坐標分量宜大致平行于線路走向、坐標值宜為近似里程值。水平位移監(jiān)測也可采用地方獨立坐標系，監(jiān)測成果應計算成垂直于線路中線方向的位移分量。

1.2 一般設定監(jiān)測區(qū)段長度小于300m、通視條件良好時，水平位移監(jiān)測可采用視準線法、小角度法或自由設站基準線法等方法實施。范圍較大或通視條件不佳時，可采用導線網、邊角網等形式布設水平位移控制網。根據(jù)《建筑變形測量規(guī)范》《工程測量規(guī)范》等要求，水平位移控制測量主要技術要求按照表1的精度指標設定。

表1 水平位移控制測量技術要求

1.3 水平位移觀測要求

1.3.1 水平位移基準點設置方法

基準點需設置在變形區(qū)域外、位置穩(wěn)定、易于長期保存的地方，采用固定儀器臺或固定棱鏡的方式，工作基點宜采用固定儀器臺布設；采用視準線法、小角度法實施時，設置設站點、定向點、檢查點等3個以上基準點；采用自由設站基準線法實施時，在變形區(qū)域外的兩端各設置3個以上基準點，在觀測范圍的中部設置工作基點；采用其他方式布設水平位移基準網時，監(jiān)測范圍兩側的基準點均不應少于2點。采用基準線法進行水平位移觀測時，由兩個穩(wěn)定的基準點構成一條基準線，歷次比較各個觀測點距離基準線的垂距、計算水平位移量，此法適用于觀測點偏離基準線距離較小的場合?；鶞示€應有檢核條件，基準線位移后能及時發(fā)現(xiàn)并恢復，每條基準線至少設置三個基準點。

1.3.2 采用設備。水平位移測量采用測角精度不低于±1″、測距精度不低于±（1mm+1×10-6×D）的全站儀觀測。

1.3.3 水平位移控制網的水平角觀測方法

采用方向觀測法，當方向數(shù)多于3個時應歸零，導線測量時，當導線點上只有兩個方向時，要按左、右角觀測。水平角觀測若采用測角精度為0.5″的儀器時，測回數(shù)為4；若采用測角精度為1″的儀器時，測回數(shù)為6。根據(jù)《建筑變形測量規(guī)范》《工程測量規(guī)范》等，觀測限差應符合表2的要求。

表2 方向觀測法精度設置要求

需要注意的是：當照準方向的垂直角超過±3°時，該方向的2C互差按同一觀測時間段內相鄰測回進行比較，其互差指標不變?？刂凭W中，若視距小于50m的短邊觀測時，限差可放寬為表2的2倍。導線測量每測站左、右角閉合差不應大于2mβ，導線的方位角閉合差不應大于為測角中誤差，n為測站數(shù)）。

1.3.4 水平位移控制網的電磁波測距設置方法

根據(jù)《建筑變形測量規(guī)范》《工程測量規(guī)范》等要求，距離應往返觀測，需符合表3的要求。測距邊歸算到水平距離時，應在觀測的斜距中加入氣象改正和加常數(shù)、乘常數(shù)改正。外業(yè)觀測結束后，需檢查往返邊長較差、閉合差等外業(yè)限差符合情況，對超限數(shù)據(jù)及時重測或補測。

表3 電磁波測距技術要求

2.歷次觀測要求

外部作業(yè)對應的投影區(qū)段范圍內，監(jiān)測點需按5m-6m間距布設；投影區(qū)段范圍外可適當放寬。水平位移監(jiān)測點需設置在隧道結構上，采用小棱鏡等固定觀測標志。在后續(xù)觀測前應檢測基準點的穩(wěn)定性，基準點檢測要滿足以下技術要求：

（1）視準線法、小角度法每次觀測前應檢查設站點、定向點、檢查點的相互關系，水平角、距離需觀測2測回。

（2）自由設站基準線法每次觀測前應聯(lián)測所有基準點間的位置相互關系，檢測時水平角、距離需觀測2測回。

（3）導線網、邊角網等其他形式布設的水平位移控制網需每月檢測1次。每次測量時應進行設站點的相鄰點夾角、相鄰點距離檢測。

（4）與在用值比較，基準點的水平角較差小于3.6″、距離較差小于4mm時，認為基準點相對穩(wěn)定。

3.位移點的測回數(shù)計算

應根據(jù)采用儀器的精度等級按如式（1）計算各觀測點的測回數(shù)。當計算的測回數(shù)小于1時，應觀測1測回。

式中：n為測回數(shù);mβ為單測回觀測精度（″）；D為測站至觀測點的距離（m）；mp為坐標分量中誤差（一般要求為±2.0mm）；ρ為常數(shù)（ρ=206265）。

4.水平位移監(jiān)測的內業(yè)計算和成果要求

（1）水平位移監(jiān)測計算前應對基準點的穩(wěn)定性進行檢驗，選用穩(wěn)定的控制點。

（2）視準線法、小角度法、自由設站基準線法通過比較歷次監(jiān)測點與基準線的垂距計算水平位移量。

（3）自動化監(jiān)測系統(tǒng)宜能自動剔除粗差，對未觀測的方向自動補測，對觀測數(shù)據(jù)進行觀測限差檢查，對超限的觀測數(shù)據(jù)進行自動重測。

（4）數(shù)據(jù)處理前應進行基準網穩(wěn)定性判斷，對異常觀測值及時補測。

（5）對多次觀測的數(shù)據(jù)成果進行比較分析，確保數(shù)據(jù)成果真實可靠。

5.結束語

水平位移監(jiān)測作為軌道交通工程監(jiān)測的一個子項，通過對其技術路線的探討，能夠獲得高精度的觀測數(shù)據(jù)和成果，以便提前發(fā)現(xiàn)和排除工程隱患，保證工程正常安全運營和養(yǎng)護，為測繪同仁提供有益的方法和思路。