韓兵

（北京城建勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司 北京市 100020）

在現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境飛速發(fā)展的情況下，人們對(duì)交通出行的要求越來越高，伴隨著城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)，地鐵交通逐漸成為各個(gè)城市發(fā)展的重要內(nèi)容。城市軌道交通工程對(duì)方便市民出行，提高城市土地資源利用率、推動(dòng)城市多元發(fā)展有至關(guān)重要的作用，因此社會(huì)各界對(duì)地鐵工程設(shè)計(jì)建造質(zhì)量有更高要求。工程測(cè)量作為地鐵工程中至關(guān)重要的工作，需要利用先進(jìn)成熟的理念和技術(shù)，來確保測(cè)量精確度和可靠性，因此針對(duì)聯(lián)系測(cè)量這類先進(jìn)技術(shù)手段進(jìn)行研究非常有必要。

1 工程概況

四川某市地鐵5號(hào)線路全長(zhǎng)49km，是貫通該市熱門商圈、辦公區(qū)、金融區(qū)的重要線路。本文研究測(cè)量的是該線路TA051標(biāo)段施工豎井，該段長(zhǎng)度2.5km，具體測(cè)量地點(diǎn)是該標(biāo)段一處明挖段豎井施工點(diǎn)?；趯?duì)工程特點(diǎn)的研究，秉承提升精確度的理念，測(cè)量小組采用聯(lián)系測(cè)量方法，給予井下測(cè)量提供數(shù)據(jù)支持。該次測(cè)量工作主要用到的儀器是JZC-E20A極廣自動(dòng)安平垂準(zhǔn)儀和TS30全站儀。另外，為了保證所有測(cè)量工作保持同步，進(jìn)一步保證精度，由測(cè)量工程師和技術(shù)人員組成了測(cè)量小組，全權(quán)負(fù)責(zé)測(cè)量工作，配合工程設(shè)計(jì)、施工隊(duì)伍完成施工。

2 聯(lián)系測(cè)量在地鐵工程中應(yīng)用的意義

在地鐵工程的建造過程中，豎井施工是比較主要的方法之一，豎井開挖方式和精度控制至關(guān)重要。平面聯(lián)系測(cè)量法和高程聯(lián)系測(cè)量法可以在地鐵豎井施工測(cè)量中進(jìn)行結(jié)合，確保井下導(dǎo)線起算點(diǎn)的坐標(biāo)方位角的精確性，同時(shí)還能對(duì)地上、地下控制網(wǎng)指定統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)。在我國(guó)大多數(shù)地鐵工程施工過程中，將會(huì)重點(diǎn)設(shè)定高程坐標(biāo)和平面坐標(biāo)，然后基于此構(gòu)建坐標(biāo)體系，并提升測(cè)量效率[1]。

另外，地鐵車站作為地鐵交通線路的重要部分，當(dāng)車站始發(fā)井構(gòu)建完成后，需要將前面設(shè)定的坐標(biāo)傳遞到井下，為后續(xù)的盾構(gòu)施工掘進(jìn)提供必要依據(jù)。在地鐵工程施工過程中，豎井平面高程、平面高度等數(shù)據(jù)需要保持精準(zhǔn)性，不得與盾構(gòu)施工初始數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，否則容易影響隧道挖掘方向精度[2]。大量實(shí)際工程證明聯(lián)系測(cè)量施工技術(shù)對(duì)于減小誤差、提升準(zhǔn)確性、提升工程施工安全都有至關(guān)重要的作用，通過聯(lián)系測(cè)量可以為地鐵工程施工打下可靠基礎(chǔ)，并為相關(guān)工程環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)測(cè)算、核算提供重要依據(jù)，所以聯(lián)系測(cè)量方法對(duì)保證地鐵工程質(zhì)量有重要意義。

3 地鐵工程中平面聯(lián)系測(cè)量方法主要分類

3.1 聯(lián)系三角形法

這是目前我國(guó)地鐵工程測(cè)量中的常用方法之一，主要是使用全站儀結(jié)合鋼絲進(jìn)行測(cè)量，可以比較輕松判斷井下導(dǎo)線坐標(biāo)數(shù)據(jù)。在測(cè)量期間，需要避免觸碰鋼絲，通過在鋼絲上粘貼反射片的方式來使用全站儀進(jìn)行測(cè)量。顯然，該方法優(yōu)點(diǎn)在于適合多種不同應(yīng)用環(huán)境和要求，并且操作簡(jiǎn)便，效率高。缺點(diǎn)是容易受風(fēng)力、機(jī)器震動(dòng)等因素影響，定向精度相對(duì)低。

3.2 儀器組合法

這里提到的儀器主要包括陀螺儀、鉛垂儀和全站儀，該方法相對(duì)于聯(lián)系三角法而言，優(yōu)勢(shì)在于可以適應(yīng)施工場(chǎng)地面積較小的情況，比較適用于多種平面聯(lián)系測(cè)量工作。目前，由這類儀器組合使用而實(shí)施的測(cè)量方法在很多地區(qū)的地鐵工程中都有應(yīng)用，其測(cè)量精度較高的同時(shí)工作強(qiáng)度也比較小。不過，因?yàn)樵摲椒ㄓ玫降亩际歉呔軆x器，比較容易受到干擾，在使用的時(shí)候需要確保環(huán)境比較安靜穩(wěn)定。

3.3 導(dǎo)線直接傳遞法

這種方法主要是利用導(dǎo)線來將坐標(biāo)傳遞至井下，一般用于斜井以及井口較大的隧道工程。這種方法工作量較小、測(cè)量效率高，且精確度有保證[3]。不過，在使用過程中需要確保測(cè)量人員對(duì)全站儀等設(shè)備的使用足夠熟練，并且具備成熟的測(cè)量經(jīng)驗(yàn)，在測(cè)量過程中需要考慮豎軸補(bǔ)償情況。

3.4 鉛垂儀投點(diǎn)法

這種方法主要是在豎井上合適位置搭設(shè)平臺(tái)，然后通過打孔和觀測(cè)平臺(tái)架設(shè)鉛垂儀的方法，來向井下投點(diǎn)，同步進(jìn)行定向測(cè)量。該方法可以直接測(cè)量地下坐標(biāo)，省去了繁瑣的控制點(diǎn)平差計(jì)算步驟。一般采用該方法進(jìn)行測(cè)量時(shí)，投點(diǎn)精度偏差需要小于3mm，所計(jì)算的定向邊則須達(dá)到155m。該方法的局限性在于，必須要求測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)有兩個(gè)間距較大的豎井或孔洞，并且要求豎井之間的通視條件較好，所以不太適合埋深較大的工程。

3.5 鋼絲兩井定向

可在車站兩端或者已經(jīng)貫通的兩個(gè)車站或豎井間來布設(shè)，每側(cè)至少布設(shè)一根鋼絲，由地面聯(lián)系近井導(dǎo)線將坐標(biāo)數(shù)據(jù)傳遞至鋼絲；在車站或隧道內(nèi)，用附合無定向?qū)Ь€將兩側(cè)的鋼絲連接起來，用迭代平差法求得隧道內(nèi)導(dǎo)線點(diǎn)的精確坐標(biāo)數(shù)據(jù)。這種方法適合于已經(jīng)初步形成的車站，已經(jīng)貫通的隧道所連接的車站或者施工豎井，不適合窄小空間。

4 測(cè)量準(zhǔn)備工作

根據(jù)工程需要，所采用的JZC-E20A極廣自動(dòng)安平垂準(zhǔn)儀具有自動(dòng)補(bǔ)償功能，有利于在使用過程中簡(jiǎn)化操作步驟，提升測(cè)量精度。該類儀器核心光學(xué)系統(tǒng)具有一定先進(jìn)性，空間位相調(diào)制器所發(fā)射出來的激光具有很好的明暗表現(xiàn)，非常有利于測(cè)量人員識(shí)別和觀察。同時(shí)，用到的激光垂準(zhǔn)儀充分考慮到了對(duì)摩擦系數(shù)的及時(shí)補(bǔ)償。因?yàn)閭鹘y(tǒng)垂準(zhǔn)儀一般通過電子或重力補(bǔ)償法，導(dǎo)致補(bǔ)償系數(shù)不夠，達(dá)不到測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。因此，本文案例中地鐵工程測(cè)量小組選用了一種具備液體雙光楔自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)的激光垂準(zhǔn)儀，該儀器不確定度低至萬分之一，可以有效保證測(cè)量精度。

5 正式測(cè)量

在本文案例地鐵工程的測(cè)量工作中，事先設(shè)定M和N作為施工控制點(diǎn)。在地面平面靠近豎井的位置設(shè)置加密點(diǎn)A1，然后井下加密控制點(diǎn)分別為A2和A3，其中A2點(diǎn)在橫向通道右側(cè)線路的合適位置，A3位置位于豎井口的位置。另外，為了滿足測(cè)量和觀測(cè)需求，測(cè)量小組在地面與A2點(diǎn)垂直對(duì)應(yīng)的位置進(jìn)行鉆孔作業(yè)。

基礎(chǔ)工作準(zhǔn)備就緒和設(shè)備調(diào)試完畢之后，測(cè)量技術(shù)人員打開激光投點(diǎn)儀，讓其激光通過地下基準(zhǔn)點(diǎn)投射至地面。然后將兩臺(tái)垂準(zhǔn)儀分別放置于豎井平臺(tái)和鉆孔部位，然后自上而下分別投射至A2、A3點(diǎn)。然后，分別以 0°、90°、180°、270°角度調(diào)整儀器。在此之后，所投射的點(diǎn)線將會(huì)形成幾何圖形，通過計(jì)算找出該圖形重心。接下來，更換垂準(zhǔn)儀，用合適的棱鏡以嚴(yán)格的精密導(dǎo)線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)開展測(cè)量工作。需要注意，在觀測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)溫度、氣壓調(diào)整相關(guān)數(shù)值。最后，基于M、N控制點(diǎn)的判定，對(duì)A1、A2、A3組合而成的閉合導(dǎo)線來進(jìn)行計(jì)算，并將相關(guān)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和計(jì)算數(shù)據(jù)納入專業(yè)計(jì)算軟件進(jìn)行平差計(jì)算。

通過計(jì)算結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，使用聯(lián)系測(cè)量方法可以大幅度提升測(cè)量精度，并且能夠滿足方位角差8″的限差要求?；谠摲椒ǎ樌瓿闪藢?duì)工程測(cè)量精度的核算工作，為后續(xù)施工打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，并留下了大量至關(guān)重要的施工技術(shù)依據(jù)。

6 結(jié)語

綜上所述，在當(dāng)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展且城市化進(jìn)程不斷加快的大環(huán)境下，在多種工程設(shè)計(jì)和建設(shè)過程中，大量先進(jìn)的技術(shù)理念和工具都得到了實(shí)際應(yīng)用。隨著當(dāng)前各地區(qū)地鐵工程建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，質(zhì)量要求不斷提高，聯(lián)系測(cè)量技術(shù)憑借著極高的精準(zhǔn)性和廣泛的適用性而深得重視。相關(guān)技術(shù)人員需要熟練掌握不同聯(lián)系測(cè)量技術(shù)的技術(shù)原理和相關(guān)設(shè)備的操作方法，并且懂得結(jié)合工程實(shí)際情況進(jìn)行靈活應(yīng)用，進(jìn)而給現(xiàn)代地鐵工程建設(shè)做出重要貢獻(xiàn)。