淺談城市軌道交通框架測量控制網(wǎng)建設(shè)

韓志晟

【摘 要】城市軌道交通作為一項綜合性的系統(tǒng)工程，具有精度高、周期長等特點，從設(shè)計、建設(shè)到運營等各個階段與測量工作都密不可分。統(tǒng)一、穩(wěn)定的地面測量控制網(wǎng)是整個工程建設(shè)的基礎(chǔ)，是實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)工程的必要保證。論文從城市軌道交通框架測量控制網(wǎng)建設(shè)的原因、原則及建議三個方面進(jìn)行探討，對后續(xù)的城市軌道交通建設(shè)有著參考和借鑒意義。

【Abstract】Urban rail transit as a comprehensive system engineering， has high precision， long cycle and other characteristics. From design， construction to operation and other stages ， all these works are inseparable with measurement. Unified， stable ground measurement control network is the basis of the entire project construction， it is the necessary guarantee to achieve high-quality engineering. The article discusses the reasons， principles and suggestions of the construction of control network in framework measurement of urban rail transit， and has reference for the follow-up construction of urban rail transit.

【關(guān)鍵詞】設(shè)計；建設(shè)；運營；框架測量控制網(wǎng)

【Keywords】 design； construction； operation； framework measuring control network

【中圖分類號】P208 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）04-0131-02

1 引言

近年來，規(guī)劃建設(shè)城市軌道交通的城市迅速增多，軌道交通建設(shè)已全面展開，各個城市正逐步形成縱橫交錯的網(wǎng)絡(luò)化軌道交通體系。城市軌道交通具有精度高、建設(shè)周期長、互相換乘等特點，因此對測量控制網(wǎng)的精度、統(tǒng)一性有較高的要求。

據(jù)調(diào)查了解，部分城市軌道交通工程建設(shè)在測量控制方面遇到一些問題，如原有城市坐標(biāo)系投影變形值過大，超出了各類測量規(guī)范對于長度投影變形值的規(guī)定，不僅給各等級控制網(wǎng)的測量帶來大量繁難的計算工作，也降低了大比例尺地形圖的精度；建設(shè)周期較長，在建設(shè)過程中，點位破壞嚴(yán)重，恢復(fù)起來困難且不能長期保存；存在不均勻沉降，差異沉降對軌道交通的建設(shè)影響很大。[1]

根據(jù)近年來參與軌道交通工程建設(shè)的經(jīng)驗，考慮各個城市軌道交通的近期、遠(yuǎn)期建設(shè)目標(biāo)，建議在軌道交通建設(shè)初期建立一套統(tǒng)一的城市軌道交通工程框架測量控制網(wǎng)，以滿足軌道交通在建或后續(xù)建設(shè)工程使用以及運營維護(hù)工程需要。

2 建設(shè)框架測量控制網(wǎng)的原因

2.1 原有的城市坐標(biāo)系統(tǒng)不能滿足地鐵工程建設(shè)要求

①部分城市坐標(biāo)系投影面高程不明確，投影面與平均海拔面相差較大，使得投影變形過大，給測量計算帶來不便且影響大比例尺地形圖測量的精度。

②城市控制網(wǎng)的建設(shè)的最初是為了大比例尺地形測圖的需要和一般工程建設(shè)定位放樣需要，而城市軌道交通工程測量屬精密工程測量。城市控制網(wǎng)的精度和密度不能滿足地鐵工程建設(shè)的需要。[2]

2.2 滿足地鐵工程測量工作的需要

①地鐵工程測量屬精密工程測量，線網(wǎng)中各條線路的正確銜接、長距離的隧道正確貫通、高質(zhì)量的軌道鋪設(shè)需要高精度的測量成果作為保證。

②地鐵工程建設(shè)周期長，控制網(wǎng)需要在建設(shè)期和運營期的全過程發(fā)揮作用，因此需要點位穩(wěn)固且能長期保存。

③部分城市存在區(qū)域地面沉降，為保證控制網(wǎng)成果的可靠，控制網(wǎng)需整體統(tǒng)一連測，成果定期維護(hù)和更新。

2.3 滿足政府相關(guān)部門的要求

國家測繪地理信息局要求在2017年全面推行和使用2000國家大地坐標(biāo)系，已經(jīng)建立的獨立坐標(biāo)系要和2000國家大地坐標(biāo)系建立轉(zhuǎn)換關(guān)系。地鐵建設(shè)過程中所涉及的規(guī)劃報建，土地利用審批等工作均需在要求的坐標(biāo)系統(tǒng)下開展相關(guān)工作，建立軌道交通框架控制網(wǎng)并提供2000國家大地坐標(biāo)系成果，可滿足土地、規(guī)劃等部門要求，為相關(guān)工作帶來便利。

3 建設(shè)框架測量控制網(wǎng)的原則要求

①用于地鐵工程建設(shè)的控制網(wǎng)基準(zhǔn)應(yīng)滿足建設(shè)要求，但同時更要與即將全面推行的國家坐標(biāo)系統(tǒng)相符，符合國家的要求。

②用于地鐵工程建設(shè)的控制網(wǎng)其規(guī)模必須與目前地鐵建設(shè)的形勢相適應(yīng)，控制網(wǎng)精度和密度必須滿足要求。

③用于地鐵工程建設(shè)的控制網(wǎng)在使用期間必須保持對其進(jìn)行復(fù)測和維護(hù)，以保證其完整性、可靠性和測量基準(zhǔn)的統(tǒng)一。

4 建設(shè)框架測量控制網(wǎng)的具體建議

針對地鐵規(guī)劃、建設(shè)、運營維護(hù)，對地鐵新線控制網(wǎng)的測量提出下列建議，供業(yè)主主管部門參考：

①根據(jù)軌道交通建設(shè)形勢的需要，建立一個覆蓋所有軌道交通規(guī)劃、在建線路的測量平面和高程框架控制網(wǎng)，這樣一方面可以滿足新舊線線路、結(jié)構(gòu)銜接的要求，另一方面新建控制網(wǎng)規(guī)模大，網(wǎng)點有一定的冗余，可以增加控制網(wǎng)的可靠性，提高網(wǎng)的精度，其維護(hù)和擴(kuò)展相對也較容易；一個控制點丟失或破壞或發(fā)生變形，可以很方便地用其周圍的控制點進(jìn)行檢測和恢復(fù)。

②控制網(wǎng)采用的坐標(biāo)系與城市基礎(chǔ)建設(shè)基準(zhǔn)一致，方便軌道交通規(guī)劃、施工和竣工等各項工作，控制網(wǎng)應(yīng)聯(lián)測當(dāng)?shù)爻鞘蠧ORS站，提供滿足施工要求的地方坐標(biāo)系成果?？紤]今后國家推行CGCS 2000坐標(biāo)系的要求，還應(yīng)提供CGCS 2000坐標(biāo)系成果，并提供轉(zhuǎn)換參數(shù)。[3]

③框架網(wǎng)的建設(shè)及維護(hù)應(yīng)統(tǒng)一組織實施，框架網(wǎng)從整體設(shè)計到提交使用，需要考慮與國家、城市坐標(biāo)系的統(tǒng)一、不同系統(tǒng)的參數(shù)轉(zhuǎn)換、符合當(dāng)?shù)剀壍澜煌ň€網(wǎng)建設(shè)要求的針對性布點設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的埋點及觀測方案、大網(wǎng)觀測實施調(diào)度管理、嚴(yán)密的成果平差計算處理過程、成果分析及提供、后期控制網(wǎng)信息化平臺管理等關(guān)鍵技術(shù)。其中一些關(guān)鍵指標(biāo)直接涉及建網(wǎng)的成敗，因此測量控制網(wǎng)的測設(shè)和維護(hù)由一家技術(shù)水平高、地鐵測量經(jīng)驗豐富的測量單位主持完成，以保證遵循規(guī)范要求，并保證控制網(wǎng)的質(zhì)量。

④建議在方案的制定、實施過程、成果編制過程充分利用專家資源，嚴(yán)格過程質(zhì)量管理，保證建網(wǎng)質(zhì)量，控制網(wǎng)的實施方案組織專家進(jìn)行評審，其結(jié)果由第三方的測繪成果質(zhì)量檢驗部門進(jìn)行檢查驗收。

⑤對控制網(wǎng)的成果進(jìn)行信息化管理，建立信息化管理系統(tǒng)，提高使用及維護(hù)水平，通過網(wǎng)絡(luò)平臺向授權(quán)用戶發(fā)布控制網(wǎng)的成果及更新信息，實現(xiàn)用戶與控制網(wǎng)測設(shè)維護(hù)單位便捷快速的交流，隨時掌握控制網(wǎng)的使用現(xiàn)狀，及時對控制網(wǎng)進(jìn)行復(fù)測和維護(hù)。

5 結(jié)語

目前，國內(nèi)北京、廣州、上海、昆明、南寧城市等已經(jīng)采用此種模式進(jìn)行控制網(wǎng)布設(shè)。廣州市在2004年就完成了適合該市2010年軌道交通建設(shè)發(fā)展的整體控制網(wǎng)，并且通過了由院士主持的專家驗收評審，昆明在2012年完成了其城市軌道交通工程框架網(wǎng)的測設(shè)工作，并通過了院士組成的專家組的驗收評審。多年使用實踐表明，全面布網(wǎng)很好地滿足了地鐵規(guī)劃和建設(shè)的需要，取得了良好的效果。

城市軌道交通框架控制網(wǎng)建設(shè)成功解決了已開工建設(shè)線路坐標(biāo)轉(zhuǎn)換問題、即將開工建設(shè)新線與老線的銜接問題、高程投影和高斯投影變形改正的問題、地鐵建設(shè)工程辦理法定報批手續(xù)問題，其經(jīng)驗值得我們在城市軌道交通建設(shè)的測繪工作中思考和借鑒。

【參考文獻(xiàn)】

【1】秦長利.城市軌道交通工程測量[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

【2】汪博，王建.城市軌道交通工程控制測量建網(wǎng)策略[J].隧道建設(shè)，2012，32（3）：346-349.

【3】GB50308-2008城市軌道交通工程測量規(guī)范[S].