朱友華
(南京市測繪勘察研究院股份有限公司,江蘇 南京 210000)
城市軌道交通中需要重點建設(shè)和研究的項目是隧道貫通,相關(guān)人員要重視前期的測量工作,使用先進(jìn)的技術(shù)和工藝,確保地上與地下連接測量的完備性,提升控制網(wǎng)創(chuàng)建的精確程度,減小誤差。分析大量成功案例可知,利用聯(lián)系測量的方式,將地上和地下的坐標(biāo)統(tǒng)籌測量將提升精度,保證隧道貫通作業(yè)的精準(zhǔn)程度,解決貫通面測量上的難題。下文將就聯(lián)系測量的基本原理和應(yīng)用方式予以詳述,以期為其他城市軌道交通建設(shè)過程提供有力的材料,提升城市發(fā)展進(jìn)程。
以合肥市某地鐵站的測量過程為例,其全長3771.2m,設(shè)立四個子工程,分為多個區(qū)間,首先要設(shè)置線路樁點,每兩個線路之間的距離是133.25m,1405m,997.3m,1235.65m。
兩井定向法主要適用于倆豎井之間存在連通的巷道的測量中,通過在豎井上懸掛鋼絲的方式,利用重力作用,確保地面和井身連接的緊密程度,并構(gòu)建地面坐標(biāo)系,按照平面指引的方向,順勢傳遞到井下,完成地下部分的測量工作。使用此種方式要注意鋼絲間的聯(lián)系方式,是引出一條導(dǎo)線,需要準(zhǔn)確測量導(dǎo)線與地面和地下井面之間的水平角,并在假定坐標(biāo)系上形成角度圖示,提升整體測量的精準(zhǔn)程度。因而使用此種測量方式能夠在倆豎井位置確定的情況下,避免投向誤差的影響,提升精度。聯(lián)系三角法常用于礦業(yè)測量中,對于深度大作用面小的井口十分適合,但缺點是作用流程繁瑣,作業(yè)難度大,但能夠保證精度要求,現(xiàn)階段在城市軌道交通聯(lián)系測量中較為常用。以某地鐵施工為例(如表1所示),其利用懸掛重錘的方式,同時配以乏油阻尼液,使用配套覘板和反射片,確保觀測方向的測回次數(shù)[1]。
使用此種方法可測量豎井位置和角度位置的情況,通過使用此種辦法將直接測量井下方位角,縮短定向的時間,確保在測量完畢后,即刻恢復(fù)井筒的工作效果,優(yōu)化測量過程,使得整個流程更為精簡,具備高效測量的特征,前期測量方式效果良好。使用陀螺全站儀的聯(lián)系測量辦法時要與全站儀、鉛垂儀和陀螺儀連用,區(qū)別于傳統(tǒng)的定向幾何辦法,能夠解決施工位置環(huán)境問題,避免因環(huán)境狹窄影響圖形強(qiáng)度的提升,提升檢測的靈活性,具有多方向和層面校核的特點,目前在城市軌道交通建設(shè)中十分常見,充分體現(xiàn)其應(yīng)用的科學(xué)程度[2]。一般測量過程中,要注重多種儀器聯(lián)合使用的方法,設(shè)定觀測的標(biāo)志點,確定測回間互差,將棱鏡位置移動到的水平方向,三次測回,將角差控制在內(nèi)。
使用此種方法需要注意的是,首先要充分了解地面已知邊的測定儀器常數(shù),該常數(shù)是陀螺儀位置與子午線之間的夾角,說明穩(wěn)定位置與地理子午線并不重合,并將偏東向記為+,偏西邊記為-,確保誤差控制的效果。其次,將儀器安裝在定向位置,利用多宗儀器共同作用,準(zhǔn)確測量定向邊的方位角,一般需要測量兩次才能夠?qū)⒒ゲ羁刂圃趦?nèi),并在上井后二次確定儀器常數(shù),重復(fù)作業(yè)2~3次,同樣需要確保互差值,利用多個數(shù)據(jù)最終求得常數(shù)最大值。最后,精準(zhǔn)測算收斂角,需要明確的是,收斂角是測量子午線與投影面之間的夾角,其代表真子午線與中央子午線間的聯(lián)系,換句話說真子午線和坐標(biāo)縱軸均存在于高斯平面上。與儀器常數(shù)相通的地方是其同樣要保證方向,一般以北方向作為基準(zhǔn),偏東向記為+,偏西邊記為-,因此在得到測量結(jié)果后,即可查表算出最終的坐標(biāo)方位角具體標(biāo)準(zhǔn)詳見表1。
使用導(dǎo)線直接傳遞的方法可解決井深較淺、作業(yè)面較大的豎井測量問題,利用直接傳遞的方式,連接地上和地下測量的數(shù)值,保證坐標(biāo)和方位測量的一致性。使用此種辦法能夠保證明挖隧道和車站的精準(zhǔn)度,并且具有施工難度小,測量精準(zhǔn)強(qiáng)度高的優(yōu)勢,有助于提升測量的效率,需要注意的是,做好數(shù)軸補(bǔ)償和測量儀原點統(tǒng)一性的工作。利用雙極坐標(biāo)觀測的方式,設(shè)定地下兩個待定點,并保證坐標(biāo)間的互差限定在內(nèi)。
表1 觀測技術(shù)要求
在保證相鄰兩點之間能夠通視的前提下,傳遞地上坐標(biāo)系,直接應(yīng)用到地下測量中,利用下料口和出土井位置,起算數(shù)據(jù)值,確保作業(yè)精度。如若需要將觀測點限定為起算方位,應(yīng)當(dāng)提前預(yù)知投點儀與地面導(dǎo)線之間的聯(lián)系,同時深度研究貫通距離提升對于隧道掘進(jìn)方式和方向的影響??稍谒淼辣砻嫣崆邦A(yù)制孔口,保證淺埋隧道坐標(biāo)可直接傳遞到地下深處,確保平面控制的效果,便于及時調(diào)整位置和方向,提升整體測量的精準(zhǔn)程度,對于消除誤差十分重要,可作為一種高精度的測量方式在城市軌道交通建設(shè)中使用。
城市軌道交通建設(shè)過程除了平面測量作業(yè)外,還需要對高程予以測定,提升井下與井上的統(tǒng)一程度,因而要將聯(lián)系測量應(yīng)用于高程體系構(gòu)建的過程中。采用上下儀器視線夾角測量的方式,準(zhǔn)確測算出夾角的大小,得到基點的最終高程數(shù)值。因為此種方式同樣適用于測量井深的作業(yè)中。
長鋼尺導(dǎo)入法需要使用長鋼尺,選定合適的位置放置,采用自由懸掛檢查的方式,保證鋼尺自由懸掛的垂直度,只有在鋼尺穩(wěn)定的前提下才能夠完成高程觀測工作。首先在地面適宜位置確定放置長鋼尺的標(biāo)點,設(shè)立水準(zhǔn)尺,并在兩個裝置間安放水平儀,讀取相關(guān)數(shù)值,將誤差控制在毫米范圍內(nèi),提升后續(xù)作業(yè)的精度,滿足城市軌道交通高程測量的基本需求。水平儀安裝和讀數(shù)完畢后,導(dǎo)入承接基點設(shè)立基準(zhǔn)尺,準(zhǔn)確讀取相應(yīng)的數(shù)值,并上下移動鋼尺,盡可能控制變幅程度,聯(lián)合第二尺位高程測量的結(jié)果,調(diào)整觀測結(jié)果,改正溫度值和鋼尺自重與拉力,計算多次測量的平均值,得到導(dǎo)入高程的最終數(shù)值。城市軌道交通測量中需要測量兩次,分別為主井和副井的位置,對比改正結(jié)果,在差值小于3mm時即可判定測量精度符合要求。因而使用此種方法,需要統(tǒng)合構(gòu)建三維坐標(biāo)系,將地面、井下同時納入測量坐標(biāo)系中,核定其他數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)程度。
高程測量應(yīng)當(dāng)確保測量人員的素質(zhì),在滿足近井點測量和平面聯(lián)系測量技術(shù)運(yùn)用完備性的基礎(chǔ)上,事先核定相關(guān)人員的素質(zhì)水平,明確坐標(biāo)比較和全站儀讀數(shù)的基本規(guī)則,同時能夠做到合理保存數(shù)據(jù)信息,找準(zhǔn)起算數(shù)據(jù),使用四等水準(zhǔn)按照往返測量的方式,讀取高程數(shù)值。為保證精度要求在實際作業(yè)中準(zhǔn)確控制,應(yīng)用擺動觀測的方式,確定好懸垂情況后,建立讀數(shù)表格,比較多組數(shù)值,提升精度。
綜上所述,城市軌道交通應(yīng)用聯(lián)系測量方式的過程較為廣泛,足以看出該測量方式的科學(xué)性,使用此種方式要確定好平面和豎井的基本情況,使用適合于現(xiàn)實環(huán)境狀況的方式,確保測量數(shù)值的精準(zhǔn)程度。同時,技術(shù)和測量人員應(yīng)當(dāng)建立規(guī)范化的溝通渠道,確保后續(xù)作業(yè)得以順利進(jìn)行。測量人員要將城市軌道交通建設(shè)工作作為能力提升的基點,不斷充實個人能力,對接現(xiàn)實要求,保證技術(shù)應(yīng)用的效果。