聯(lián)系測量在地鐵工程中的應用探討

宋達

（南京市測繪勘察研究院股份有限公司 江蘇南京 210000）

0 前言

城市化進程的加快讓地鐵項目成為很多城市的重要發(fā)展項目。城市軌道交通系統(tǒng)能夠為人們的出行提供極大便利，有效提高城市對于土地資源的使用，在城市發(fā)展中擁有巨大價值。正因如此，社會各界高度重視地鐵項目的設計與施工。在地鐵施工中，工程測量是重要的環(huán)節(jié)，在實踐中應用先進的技術(shù)、成熟的理念，提高測量數(shù)據(jù)成果的可靠性和準確度。

1 地鐵測量中的聯(lián)系測量應用作用

大多數(shù)地下工程項目出于保障項目穩(wěn)定性和質(zhì)量需求，確保地面與地下?lián)碛薪y(tǒng)一的坐標系、高程基準，都會用平硐、豎井以及斜井把地面坐標系、高程基準傳遞至地下。地鐵項目的建設同樣如此，車站盾構(gòu)始發(fā)井建設完成后，第一時間將地面的坐標系統(tǒng)和高程基準傳遞至井下，這些數(shù)據(jù)成果會成為盾構(gòu)機掘進過程中的關(guān)鍵參數(shù)。地鐵施工作業(yè)中，聯(lián)系測量數(shù)據(jù)成果限差是否達標、精準與否都會影響到隧道挖掘方向、工程質(zhì)量安全。地鐵施工中盾構(gòu)機掘進的質(zhì)量、進度都需要聯(lián)系測量技術(shù)提供準確的數(shù)據(jù)支持。根據(jù)工作經(jīng)驗結(jié)論，聯(lián)系測量精度對于成型隧道線型質(zhì)量起到至關(guān)重要的作用[1]。聯(lián)系測量技術(shù)因其可以提供高精度的盾構(gòu)機掘進指引參數(shù)，已成為地鐵施工測量中關(guān)鍵和廣泛的測量方法，推動著我國地鐵測量技術(shù)不斷進步和發(fā)展。正因如此聯(lián)系測量技術(shù)的理論探討與經(jīng)驗研究，這一過程具有十分重要的現(xiàn)實意義。

2 地鐵平面聯(lián)系測量方法分類

2.1 聯(lián)系三角形定向測量

聯(lián)系三角形定向測量亦稱一井定向測量，地鐵施工中有著廣泛的應用。一井定向是在一個豎井中懸掛兩根鋼絲，鋼絲一端固定在井口上方，另一端系上重錘浸沒在阻尼液中。以地面的坐標系統(tǒng)推求兩鋼絲間方位角以及平面坐標，隨后通過測量來聯(lián)系垂線與井下導線點，并將地面坐標與方向傳遞至井下。為避免觸碰，采用新的測距方法，即在鋼絲上粘貼反射片，利用全站儀光電測距的方法測量邊長[2]。

2.2 雙聯(lián)系三角形定向測量

生產(chǎn)實踐的過程中，一線測量人員得出了雙聯(lián)三角形定向測量這種技術(shù)的使用經(jīng)驗。這種技術(shù)是對一井定向方法的改良，該方法是在豎井中懸吊三根鋼絲，構(gòu)成兩個聯(lián)系三角形。用這種方式提高整體測量精度，并且這種方法本身包含復核作用，有著操作容易、精度高等優(yōu)點，得到廣泛使用。

2.3 兩井定向測量

兩井定向是在兩個豎井中各懸掛一根鋼絲，然后在地面和井下采用導線測量方法聯(lián)測豎井鋼絲，隨后地面坐標系的方位角和平面坐標經(jīng)過計算便可以傳遞至井下。

兩井定向時，兩根鋼絲間距遠大于一井定向，因而使投點誤差帶來的方向誤差有效的減小。此外井下起始位置的方位角精度也會一同提高，以上就是兩井定向最突出的優(yōu)勢。

2.4 導線直接傳遞測量

雖說用豎井聯(lián)系三角形定向測量技術(shù)在實踐中有著較高的精準度，但是要考慮到豎井本身井筒寬度較窄，作業(yè)面狹小，很多因素都會干擾到施工，所以聯(lián)系三角測量技術(shù)的優(yōu)化略有困難。且存在工序繁多、作業(yè)時間長、勞動強度大等不足。

當?shù)罔F工程深度較淺的時候，可以使用導線直接傳遞測量定向的方法進行豎井聯(lián)系測量。這種技術(shù)與豎井聯(lián)系三角形定向法相比來說，施工方法和布設要更為簡單，不容易受到井口作業(yè)影響，本身質(zhì)量可滿足工程要求。

2.5 高程聯(lián)系測量

該方法包括豎井高程傳遞測量和地面趨近水準測量，其中地面趨近水準測量附合在地面相鄰城市二等水準點上，按照軌道交通二等水準測量技術(shù)要求施測。高程聯(lián)系測量一般采用長鋼尺導入法進行。首先應搭建掛尺架，在掛尺架上懸掛經(jīng)檢定過的鋼尺至井下，并在下端掛一個與鋼尺檢定時拉力相同的重錘，井上和井下各安置一臺水準儀，在確認鋼尺懸掛穩(wěn)定后，同時進行井上和井下的高程測量工作。

3 兩井定向測量操作前的準備

兩井定向工作環(huán)節(jié)多，測量精度要求高，同時又要縮短占用豎井的時間。所以需要有很好的工作組織，才能圓滿的完成測量工作。接下來，文章將以某地區(qū)的地鐵1號線為對象。本線路總計長度約32km，線路貫穿了市區(qū)的辦公、商圈等區(qū)域。以該線路的TA02標段豎井作為研究對象，井深16.8m，區(qū)間長度在1.2km。使用徠卡TS60全站儀及配套棱鏡、溫度計、氣壓計、腳架、對講機、測傘、外業(yè)觀測記錄手簿等。徠卡TS60全站儀自身具備自動補償功能，在操作中可以簡化操作流程，提高測量工作效率。并且徠卡TS60全站儀有著非常先進的驅(qū)動模式。其所用的陶瓷驅(qū)動技術(shù)，不需要使用齒輪，甚至不會對儀器有大的損耗。耐用的同時，其電能直接轉(zhuǎn)化成機械能，不會出現(xiàn)磁場，也不會受磁場的影響。瞄準以及測量中，鏡頭十分穩(wěn)定，測量精度得到了控制。通過對熱量的產(chǎn)生和消散進行控制來確保TS60全站儀最大測距的精準度。觀測前的30min，需要將儀器放在露天陰影中，使其逐漸和周圍溫度接近。儀器預熱期間宜完成投點工作，在已貫通的兩相鄰豎井內(nèi)各懸掛一根鋼絲，鋼絲宜選用φ0.3mm高強度的優(yōu)質(zhì)碳素彈簧鋼絲，懸掛10kg重錘，重錘應浸在裝有阻尼液的油桶中。

4 兩井定向測量正式操作流程

地面導線與地下導線按照《城市軌道交通工程測量規(guī)范》（GB/T 50308—2017）精密導線測量要求施測。測量鋼絲時每個角度觀測六測回，當前后視邊長觀測需要調(diào)焦時，宜采用同一方向正倒鏡同時觀測法，測角中誤差應在1″之內(nèi)。運用新的測量方法測量邊長，就是將反射片粘貼在鋼絲上，利用全站儀的光電測距方法對邊長進行測量，這種方法不僅速度快，而且精度較高，邊長應獨立測量三測回，每測回三次讀數(shù)，各測回較差應小于1mm。地上地下丈量的鋼絲間距應小于1mm。測距時，應在測前、測后各讀取一次溫度和氣壓，并取平均值作為測站的氣象數(shù)據(jù)。溫度讀至0.2℃，氣壓讀至0.5hPa。測量時觀測員應清晰報讀觀測數(shù)據(jù)，記錄員應將觀測員讀出的數(shù)據(jù)“回讀”，以此核實。測量時應勸阻一切非測量人員在油桶附近停留，地面井口自始至終不能離人。外業(yè)測量結(jié)束后將觀測數(shù)據(jù)輸入至平差軟件中，對數(shù)據(jù)進行平差計算。在豎井聯(lián)系測量中會形成附合導線，此時對附合導線要做嚴密平差計算，平差軟件自動進行閉合差計算、概算、平差、精度評定和成果表格輸出，得出地下控制點的坐標成果。依據(jù)平差計算成果可以看到，聯(lián)系測量技術(shù)的應用很好的保障了測量效果、測量精度。聯(lián)系測量技術(shù)能夠有效且精準地完成地鐵工程測量需求，為后續(xù)盾構(gòu)掘進過程中穩(wěn)定推進提供關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)。

5 結(jié)語

綜上所述，面對國內(nèi)城市化步伐加快，以及國內(nèi)經(jīng)濟的快速增長，國內(nèi)工程建設施工會用到大量現(xiàn)代化且先進的工具、技術(shù)。隨著各地區(qū)地鐵項目規(guī)模逐漸壯大，人們對施工質(zhì)量的要求也不斷提高。聯(lián)系測量技術(shù)適用性廣泛、精準度高，受到廣泛關(guān)注。在實踐操作中，測量人員應掌握多種類型的測量技術(shù)原理和方法，使用有效的儀器設備檢測，靈活變通，發(fā)揮技術(shù)價值。為現(xiàn)代地鐵項目施工提供支持和幫助。