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        關于地鐵工程測量的控制要點分析

        2023-02-01 07:45:26蔣敏衛(wèi)
        科技創(chuàng)新與應用 2023年2期
        關鍵詞:控制點要點儀器

        蔣敏衛(wèi)

        (南京地鐵建設有限責任公司,南京 210017)

        由于地鐵建設工作周期較長且投資巨大,所以工程具有系統(tǒng)性和綜合性特點,在具體施工中往往會將整個工程分段進行。這就導致不同區(qū)段內(nèi)的施工時間和施工方法存在差異。并且,工程建設承包施工企業(yè)也各不相同,施工水平也參差不齊。在當前我國地鐵測量管理控制工作中,基本上由建設單位、施工單位、監(jiān)理單位和第三方測量單位4方組成。4方在地鐵測量工作中應該互相配合,合理控制地鐵測量工作的重難點,抓住關鍵環(huán)節(jié),使測量工作質量得到保證,減少發(fā)生質量事故的概率。

        1 地鐵施工測量控制工作發(fā)展現(xiàn)狀

        測量控制工作需要貫穿地鐵工程施工過程的始終,決定著地鐵結構的尺寸和空間位置,因此,作為地鐵工程中十分重要的一部分,城市地鐵施工測量控制工作正在受到人們越來越多的關注[1]。在傳統(tǒng)測量控制模式中,任何測量工作都需要測量人員使用測量儀器到現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)或放樣施工控制點(線)、采用紙質文檔形式來上報與傳遞,而這容易使測量工作和施工質量、施工進度之間相互影響?,F(xiàn)階段,地鐵施工測量控制較為注重提高測量精度、改進測量技術等方面,而對信息化控制系統(tǒng)的應用則缺乏重視,對關鍵環(huán)節(jié)和關鍵部位的測量工作缺乏總結分析。

        另外,根據(jù)國家規(guī)定要求,地鐵測量工作必須要嚴格使用測量儀器,一切都要按照規(guī)范標準進行。在不同時間內(nèi)要進行多次復核,以此來保證數(shù)據(jù)的精確性。但通常情況下,外界環(huán)境因素也會給地鐵測量工作帶來嚴重影響,這就要求施工人員必須要結合施工環(huán)境把測量誤差控制在最小范圍內(nèi)。

        2 地鐵測量工作的基本原則

        測量控制工作應遵循以下基本原則。第一,先控制后放樣原則。測量控制工作應先將控制工作做好,隨后開展相應的放樣工作。第二,先整體后局部原則。開展測量控制工作時,應先從整體上進行測量控制,再對局部地區(qū)進行測量控制。第三,由高到低的逐級控制原則。測量控制工作無法一次性完成,這就要求測量人員對地鐵測量進行逐級控制,并且需要按照從高處到低處的順序來進行。第四,全線測量系統(tǒng)一致性原則。對于地鐵線路來講,地鐵測量需要始終采用相同的測量系統(tǒng),若使用多個系統(tǒng)對同一地鐵線路進行測量,便會增加地鐵測量誤差和地鐵測量控制難度。第五,接線測量復核原則。測量人員在進行測量控制工作時應全面復核接線測量環(huán)節(jié),確保接線測量無誤。第六,換乘站復核原則。測量人員應復核地鐵線路的各個換乘站,確保所有換乘站的測量數(shù)據(jù)無誤。

        3 地鐵控制測量

        地鐵控制測量需重點關注儀器要求、測量控制要點和技術標準等方面,具體見表1。

        表1 地鐵控制測量

        3.1 儀器要求

        選用測量儀器應從技術性和經(jīng)濟性出發(fā),使其類型、規(guī)格選擇符合工程精度要求。第一,儀器數(shù)量和類型要能滿足工程建設需求,盡量減小測量工作對工程進度的影響。第二,應滿足測量精度要求。測量儀器的精度是其關鍵指標,是測量精度的保證之一。精度標準要參考工程所需的測量精度來選擇。對于測量控制要求高的情況,需要選擇精度等級高一個等級的測量儀器,才能夠保證測量的可靠性和準確性,對于一般測量可以適當放寬標準。第三,滿足可靠性要求。測量儀器是施工質量把關的重要一環(huán),因此儀器的穩(wěn)定性十分重要。宜選擇大品牌,選擇使用穩(wěn)定可靠配件的測量設備和元器件。第四,滿足易用性要求。測量儀器是地鐵測量中使用頻率很高的設備,其易用性和便捷性關系到地鐵控制測量的使用體驗和測量效率。第五,為保證測量儀器的可靠性,減小儀器對測量成果質量的影響,應按規(guī)定每年將測量儀器送專業(yè)的質量檢定機構進行檢定,另外,常用的水準儀和全站儀應定期自檢,做好自檢記錄,確保儀器在有效期內(nèi)且穩(wěn)定可靠。

        3.2 測量控制要點

        測量控制要點主要包括控制網(wǎng)建立和維護、車站工程測量控制要點、區(qū)間工程測量控制要點、軌道工程測量控制要點、竣工測量控制要點和限界檢測控制要點等方面,具體見表2。

        表2 地鐵測量控制要點

        3.2.1 測量控制網(wǎng)建立和維護

        首先,根據(jù)地鐵規(guī)劃線網(wǎng),按照規(guī)范要求分級建立全線統(tǒng)一的地面GNSS平面坐標系統(tǒng)和高程基準,如涉及線路換乘,則需在老線建設時提前在換乘站附近布設共用的地面控制點,新線控制網(wǎng)應包含換乘站附近的共用控制點;其次,如線網(wǎng)建設工程中坐標系統(tǒng)或高程基準發(fā)生變化,則需將共用控制點在老系統(tǒng)上的成果轉換到新系統(tǒng)上,盡量減少系統(tǒng)誤差。考慮到系統(tǒng)轉換誤差和老線結構變形的影響,新線建設時應使用新系統(tǒng)下的控制點測量接線處的地鐵結構和軌道特征點空間坐標,供新線設計使用;再次,地面控制網(wǎng)應定期復測,復測周期根據(jù)控制點所處地質條件決定,越不穩(wěn)定的地方,控制點復測周期越短;最后,要做好地面控制點保護工作,根據(jù)工程建設需要加密布設控制點,所有加密控制點需經(jīng)第三方測量單位檢測無誤后方可使用[2]。

        3.2.2 車站工程測量控制要點

        在車站圍護結構定位測量時,測設圍護結構外側邊緣控制線必須要結合測點密度的具體要求,所有變換點必須要進行測設,在CAD圖紙上獲取圍護結構以外控制線的坐標,直線端點之間的距離不能超過50 m,在此基礎上利用全站儀坐標放樣等方法來測設點位,曲線段不能超過20 m[3]。在圍護結構施工放線過程中,控制線上要配合測量儀器順著準線測設加密點進行測量,隨后再完成掛線。

        3.2.3 區(qū)間工程測量控制要點

        區(qū)間主要測量內(nèi)容包括聯(lián)系測量、盾構機姿態(tài)人工復核、洞內(nèi)施工導線測量及水準控制測量、管片姿態(tài)或初支、二襯凈空斷面測量、貫通測量和竣工斷面等。重點關注以下幾點:第一,當貫通面隧道的長度超過1 000 m時,就可以在中間位置,通過鉆孔投點或加測陀螺方位角來提高定向精確度[4]。第二,使用聯(lián)合掘進機和盾構機具開挖時,要充分發(fā)揮出激光管導向設備的優(yōu)勢,但也要對盾構機姿態(tài)進行人工復核,確保導向系統(tǒng)可靠,在發(fā)現(xiàn)掘進偏差時,施工測量人員要及時進行糾正,從而將誤差控制在最小范圍內(nèi)。第三,礦山法施工過程中應關注超挖和欠挖情況,及時處理侵限問題。第四,為了保證地鐵工程隧道施工的順利貫通,在開挖面距離貫通面約100 m位置時就要開展最后一次聯(lián)系測量工作,對控制導線進行復核[5]。第五,隧道貫通后需使用區(qū)間兩端車站底板控制點及時開展兩站一區(qū)間的貫通聯(lián)測,重新計算地下控制點坐標和高程,以貫通聯(lián)測得到地下控制點成果測量竣工斷面。第六,設計院根據(jù)竣工斷面測量成果計算線路中心線,必要時需進行調(diào)線調(diào)坡。第七,鋪軌之前應在軌行區(qū)布設CPⅢ控制網(wǎng),且與底板上的地下控制點聯(lián)測(如圖1所示)。第八,待軌道精調(diào)完成且軌行區(qū)設備安裝完成后,應開展設備限界檢測。使用限界檢測設備為提高檢測效率和精度,宜用非接觸式的自動化檢測車(如圖2所示),檢測土建結構和設備侵限情況,如有侵限項目,則應立即整改,以確保車輛行駛安全。

        圖1 CPⅢ控制網(wǎng)示意圖

        圖2 激光限界檢測裝置結構示意圖(單位:cm)

        3.3 技術標準

        地鐵控制測量的技術標準主要包括GBT 50308—2017《城市軌道交通工程測量規(guī)范》、CJJ 8—99《城市測量規(guī)范》、GB 50026—2007《工程測量規(guī)范》、CJJ 73—97《全球定位系統(tǒng)城市測量技術規(guī)程》、GBT 18314—2009《全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范》等。在控制測量的過程中,測量人員應嚴格依據(jù)以上技術標準和要求開展測量控制工作。由于涉及工程測量的規(guī)范和標準較多,往往存在某一項測量技術要求涉及2個以上規(guī)范、標準或規(guī)程的現(xiàn)象,此時為保證測量成果質量,應按技術要求高的執(zhí)行。

        4 地鐵測量放樣

        地鐵測量放樣應由施工單位實施,監(jiān)理單位復核,第三方測量單位檢測。監(jiān)理單位應對所有的放樣控制點(線)進行復核,第三方單位應對重要環(huán)節(jié)和重要部位進行抽檢。重點抽檢內(nèi)容包括:第一,應測量土建階段土石方方量并對紅線進行放樣檢測。第二,對于車站、區(qū)間、停車場、車輛段、聯(lián)絡線和主變電站等施工部位,應在首次施工前開展放樣檢測工作。應檢測車站立柱檢軸線(含斷面)、中心坐標、標高和垂直度等,檢測洞門中線平面、標高,檢查圍護結構、側墻到中線的距離和垂直度,檢測站臺板到中線的距離,檢測基底、墊層、底板、中板、頂板和站臺板的標高,放樣檢測附屬結構。第三,放樣檢測盾構井軸線和圍護結構,檢測底板、洞門中心線的平面與高程。第四,放樣檢測明挖區(qū)間圍護樁,檢測底板平面、高程控制點,檢測底板、頂板、側墻軸線、標高、橫距和垂直度等。第五,放樣檢測高架區(qū)間樁基中心、承臺、墩柱、箱梁中線和支座的平面,放樣檢測承臺、墩柱、箱梁和支座的高程。第六,放樣檢測全線土石方、房建工程平面和高程。第七,放樣檢測區(qū)間人防隔斷門、下門框。第八,放樣檢測車站屏蔽門。

        5 信息化系統(tǒng)使用

        傳統(tǒng)的測量成果報告通常是紙質的,需要手寫大量的測量數(shù)據(jù)并經(jīng)過相關各方簽字,這種方式存在成果報告易損、數(shù)據(jù)抄摘易錯和流程手續(xù)煩瑣不便等弊端。如能使用信息化系統(tǒng),則能解決以上弊端。目前,很多城市都建立了地鐵工程信息化管理系統(tǒng)(如圖3所示),可在系統(tǒng)中加入測量管理模塊,將測量成果錄入系統(tǒng),在線上辦理審批程序,提高實現(xiàn)地鐵工程測量的信息化、數(shù)字化和自動化水平。

        圖3 地鐵工程信息化管理系統(tǒng)

        6 結束語

        地鐵工程測量貫穿整個地鐵施工階段,涉及人員、儀器和技術方法等多方面,其主要測量內(nèi)容分為地鐵控制測量、地鐵測量放樣2大部分,其中,重點是地鐵控制測量這一部分。為進一步做好地鐵測量工作,需要建立一套完善的測量管理體系,嚴格落實規(guī)范和標準中的技術要求,抓住重點環(huán)節(jié)和重要部位,使用先進的技術方法、儀器設備和信息化系統(tǒng),不斷提高地鐵工程測量的成果質量、作業(yè)效率和信息化、自動化水平。

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