城市軌道交通水準網(wǎng)的測量

吳貴忠

（中交三航（廈門）工程有限公司，福建廈門361000）

1 工程概況

廈門市軌道交通2號線二期工程西起天竺山森林公園，東至馬青路與鐘林路交匯處，與2號線一期工程蘆坑站相接。本工區(qū)為土建三標3工區(qū)，共包含3站2區(qū)間，工程長度5.69公里，分長庚醫(yī)院站、翁角路站、施工豎井、通風斜井、臨時施工豎井、馬青路站六個施工工點。高程系統(tǒng)采用1985國家高程基準。

2 水準網(wǎng)測量基本要求

城市軌道交通工程高程測量依據(jù)現(xiàn)有的《城市軌道交通工程測量規(guī)范》GB 50308-2008。軌道交通地面高程測量應采用統(tǒng)一的高程基準，與城市高程基準相一致。城市軌道交通工程水準網(wǎng)分兩個等級布設：首級是與城市二等水準精度一致的軌道一等水準網(wǎng)；二級是用于加密的軌道二等水準網(wǎng)。當城市的一、二等水準網(wǎng)保存完好、水準點間距小于4km時，可一次布設城市軌道交通工程二等水準網(wǎng)而不再分級布設。水準網(wǎng)應沿線路附近布設成附合線路、閉合線路或結點網(wǎng)，廈門市軌道交通2號線二期工程水準網(wǎng)起點聯(lián)測了水準點“Ⅰ福漳96”（國家一等）、“Ⅰ福漳 97”（國家一等）、“GB64”（國家一等）、“XM51”（國家二等）按照附合水準路線沿線路走向布設成軌道一等水準網(wǎng)，附合到水準點“GB39”（國家二等）進行檢核，本工區(qū)采用的測量儀器為0.3mm/KM的天寶DINI全自動電子水準儀以及配套的條碼式銦瓦標尺對標段內(nèi)的軌道一等水準點進行復測與加密。

3 水準網(wǎng)測量

3.1 精度指標

依據(jù)《城市軌道交通工程測量規(guī)范》GB 50308-2008，水準網(wǎng)測量的主要技術要求按照表1的規(guī)定。

表1

3.2 資料收集與踏勘

地面高程控制網(wǎng)的資料收集與現(xiàn)場踏勘工作可與平面控制網(wǎng)同時進行，收集的資料主要有：

業(yè)主已提供的高程控制點點位信息；擬建軌道工程線路的設計資料，詳細了解線路的走向，車站、施工豎井、車輛段與停車場的布設以及與已建線路交叉換乘或銜接的位置，以便初步確定高程控制點的埋設位置。利用“奧維互動地圖”APP將已知點位數(shù)據(jù)導入軟件中，能在地圖中清楚的了解每個點位位置信息，為布點提供了很好的信息基礎。

3.3 布網(wǎng)原則

資料收集與現(xiàn)場踏勘完成后，根據(jù)業(yè)主已經(jīng)提供的高程控制點結合本工區(qū)設計的線路走向以及每個車站、豎井、斜井及車輛段位置對地面高程控制網(wǎng)進行布網(wǎng)設計，將水準網(wǎng)沿線路布設成附合水準線路，根據(jù)業(yè)主已經(jīng)提供的高程控制點沿線路繼續(xù)加密水準點以滿足工程施工的需要，加密的水準高程控制點沿線路統(tǒng)一順序編號，本工區(qū)以ⅡJGDSxx(按照里程順序編號)。

3.4 點位埋設

軌道高程控制網(wǎng)水準標石分為基巖水準標石、深樁水準標石、混凝土水準標石和墻上水準標志4種。

3.5 外業(yè)觀測

水準點埋石結束后，須經(jīng)過一定的穩(wěn)定期，樁位沉降穩(wěn)定后方可進行外業(yè)觀測。

3.5.1 儀器檢查

水準測量使用的儀器為0.3mm/KM的天寶DINI全自動電子水準儀以及配套的條碼式銦瓦標尺，均在檢定有效期內(nèi)，該條碼尺采用了質(zhì)量為5千克的尺臺作轉(zhuǎn)點尺承，扶尺時要借助尺撐，使標尺上的氣泡居中，標尺垂直。每天作業(yè)前對所使用的水準儀和標尺的圓水準器進行檢查和校正，防止因運輸或其他原因致使圓水準器的正確位置發(fā)生偏離，從而使測量結果產(chǎn)生誤差。在作業(yè)開始的第一周內(nèi)需對水準儀的i角進行檢查，每天1次，水準儀i角應不大于15″。

3.5.2 觀測方法

電子水準儀在外業(yè)測量前需新建項目并將有關參數(shù)、限差預先輸入，根據(jù)業(yè)主已提供的水準高程控制點等級，本工程按照軌道一等水準測量方法進行復測與加密，根據(jù)下表規(guī)定將參數(shù)預先輸入到儀器中，水準測量觀測的視線長度、視距差、視線高度應符合表2的規(guī)定。

在工作時，水準測量盡量在水準點上結束觀測。如若不能在水準點上結束測量工作，一般選擇兩或三個堅穩(wěn)可靠、光滑突出、便于放置標尺的固定點，作為間歇點。間歇后進行檢測，檢測結果符合表3限差要求時才能起測。水準測量的測站觀測限差應符合表3的規(guī)定。

表2 水準測量觀測的視線長度、視距差、視線高度的要求(m)

表3 水準測量的測站觀測限差(mm)

在觀測過程中，一旦以上指標超限，電子水準儀將會提示超限，此時應進行重測。

水準測量的觀測方法如下：往測：奇數(shù)站為“后—前—前—后”；偶數(shù)站為“前—后—后—前”；返測：奇數(shù)站為“前—后—后—前”；偶數(shù)站為“后—前—前—后”。

每測段往測和返測的測站數(shù)應為偶數(shù)。由往測轉(zhuǎn)向返測時，兩根標尺必須互換位置，并應重新整置儀器。

軌道一等水準每一測段的往測和返測，宜分別在上午、下午進行，也可在夜間觀測。

3.5.3 觀測過程規(guī)定

水準觀測過程符合下列規(guī)定：

①觀測前，應使儀器與外界氣溫趨于一致；觀測時，須用白色測傘遮蔽陽光；遷站時，宜罩以白色儀器罩。

②在連續(xù)各測站上安置水準儀的三腳架時，應使其中兩腳與水準路線的方向平行，而第三腳輪換置于路線方向的左側(cè)與右側(cè)。

③同一測站上觀測時，不得兩次調(diào)焦。為了使前后視距大概相等，可以使用儀器內(nèi)置的距離測量功能，在架置好儀器后先測量測站到后視點的距離，根據(jù)距離指揮前視司尺人員移動使前后視距大約相等。

④水準觀測應在標尺分劃成像清晰而穩(wěn)定時進行。

下列情況不能進行一等水準觀測：

a日出后與日落前30min內(nèi)；

b太陽中天前后各約2h內(nèi)（可根據(jù)地區(qū)、季節(jié)和氣象情況，適當增減中午間歇時間）；

c標尺分劃線的影像跳動而難于照準時或氣溫突變時；本工區(qū)的水準線路ⅡGDS53-ⅡGDS51需途經(jīng)長庚醫(yī)院門口的霞飛橋，該橋為鋼結構橋，全橋共一跨，橋長在80m左右，大型車輛經(jīng)過橋面的時候，會產(chǎn)生較大晃動，標尺分劃線的影像跳動比較大，橋頭處設置了紅綠燈，測量過程中應該控制在車流量較少時候進行觀測，減少儀器晃動產(chǎn)生誤差。

d風力太大而使標尺與儀器不能穩(wěn)定時。本工程水準線路需經(jīng)過新陽隧道，該隧道為工業(yè)區(qū)進島的主干道，車流量比較大，其中以大型車輛居多，大型車輛在隧道內(nèi)行駛過程中會產(chǎn)生比較大的風力，使標尺產(chǎn)生較大的晃動，對測量成果產(chǎn)生比較大的影響，綜合考慮，該測段的測量工作盡量避開早晚高峰時段。

3.5.4 重測與取舍

①超出表1～表3規(guī)定限差的觀測結果，應進行重測。

②因測站觀測限差超限，本站觀測時發(fā)現(xiàn)的，立即重測；遷站后發(fā)現(xiàn)的，應從經(jīng)檢測符合限差的水準點或間歇點開始重測。

③測段往返測高差不符值超限時，應先對可靠性較小的往測或返測進行整測段重測。

3.6 數(shù)據(jù)處理

在每天外業(yè)結束后，應對當天觀測數(shù)據(jù)進行復核和驗算，檢查各項指標是否符合規(guī)范要求，對超限部分應及時提出外業(yè)補測。外業(yè)觀測全部結束后，計算每一測段往返測不符值以及附合路線和環(huán)線的閉合差，然后計算每千米水準測量的高差中數(shù)偶然中誤差和全中誤差。水準網(wǎng)平差應以路線長度定權進行整體嚴密平差，并計算出最弱點高程中誤差和相鄰點的高差中誤差。該自動水準儀測量數(shù)據(jù)結果基于同濟大學水準平差軟件“Adjust Level”進行平差。