城市軌道交通任意設(shè)站平面控制網(wǎng)測(cè)量技術(shù)分析

付俊峰

（中鐵第六勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 天津 300308）

1 工程概況

洛陽市的城市軌道交通1號(hào)線線路全長(zhǎng)為22.403km，按地下線敷設(shè)。設(shè)車站18座，平均站間距為1.3km，其中武漢路站、王城公園站、解放路站、周王城廣場(chǎng)站、青年宮站為地下三層站，其他站點(diǎn)為地下建設(shè)兩層站；線路東部設(shè)停車場(chǎng)，接軌于楊灣站。1號(hào)線工程在解放路站設(shè)置與2號(hào)線的聯(lián)絡(luò)線。

本工程采用B型車，6輛編組，4動(dòng)2拖；DC1500V架空接觸網(wǎng)供電，最高運(yùn)行速度80km/h。

2 自由設(shè)站平面控制網(wǎng)測(cè)量

2.1 布網(wǎng)、埋標(biāo)

2.1.1 軌道基礎(chǔ)控制點(diǎn)測(cè)量組件

軌道基礎(chǔ)控制點(diǎn)測(cè)量組件統(tǒng)一采用“單軸三維測(cè)量標(biāo)志組件”?？刂泣c(diǎn)測(cè)量組件標(biāo)志通過專用平面測(cè)量棱鏡、平面測(cè)量桿以及預(yù)埋件等構(gòu)建而成。軌道基礎(chǔ)控制點(diǎn)設(shè)立、布置一致的強(qiáng)制對(duì)中標(biāo)志，檢查是其使用前的一項(xiàng)重要工作。標(biāo)志幾何尺寸的加工誤差應(yīng)≤0.05mm，如達(dá)不到此要求需進(jìn)行返廠更換。

2.1.2 軌道基礎(chǔ)控制點(diǎn)的布置

軌道基礎(chǔ)控制點(diǎn)按軌道工程設(shè)計(jì)單位發(fā)布的限界圖中軌道基礎(chǔ)控制點(diǎn)位置沿線路成對(duì)布設(shè)，直線段縱向間距布置為50~60m，曲線段縱向間距布置為30~40m。軌道基礎(chǔ)控制點(diǎn)成對(duì)埋設(shè)于隧道側(cè)墻、中隔墻或站臺(tái)廊檐上。同一對(duì)點(diǎn)里程差≤3m，點(diǎn)位布設(shè)大致等高，高差≤10cm且＞設(shè)計(jì)軌道頂面高程以上0.3m左右。

2.1.3 軌道基礎(chǔ)控制點(diǎn)預(yù)埋要求及方法

軌道基礎(chǔ)控制點(diǎn)設(shè)置在方便測(cè)量、不容易遭到破壞、可靠和穩(wěn)固的地方，并且應(yīng)當(dāng)防震動(dòng)、防沉降、防凍和抗移動(dòng)。

在預(yù)埋件埋設(shè)過程中，最先選擇大致水平位置并用25mm直徑鉆頭垂直于隧道管片（或者隧道側(cè)墻、中隔墻、站臺(tái)廊檐、高架遮板）鉆孔，孔深50mm。鉆孔后用高壓打氣筒對(duì)準(zhǔn)孔口充氣以便于清理出孔內(nèi)的灰塵。埋設(shè)時(shí)要確保預(yù)埋件盡量達(dá)到水平的要求，選用質(zhì)量良好的植筋膠填補(bǔ)孔位，然后把預(yù)埋件放好，按照固定的方法重新調(diào)配預(yù)埋件水平，保證預(yù)埋件管口與水泥面平行或稍微高出一點(diǎn)，植筋膠沿預(yù)埋件外壁溢出后抹勻，不得污染預(yù)埋件頂面[1]。待植筋膠凝固后進(jìn)行再一次檢查，標(biāo)志必須安穩(wěn)牢固且不能搖晃擺動(dòng)，標(biāo)志內(nèi)要保證沒有任何異物并且蓋上防塵蓋。預(yù)埋件埋設(shè)完畢之后如長(zhǎng)期沒有使用則須定期進(jìn)行檢查，并對(duì)丟失防塵蓋的標(biāo)志點(diǎn)位加蓋防塵蓋，以此來防止異物進(jìn)到預(yù)埋件里面導(dǎo)致預(yù)埋件的使用及其精度受到影響[2]。

2.2 點(diǎn)號(hào)編制原則

編號(hào)標(biāo)注清楚、分明地標(biāo)記在側(cè)墻或車站廊檐上，在同一路段內(nèi)點(diǎn)號(hào)標(biāo)志的高度應(yīng)該保持一致。采用統(tǒng)一規(guī)格字模作為點(diǎn)號(hào)標(biāo)志字號(hào)，用字高為6cm的正楷字體雕刻、描繪，然后選用白色油漆涂抹底部，噴寫點(diǎn)編號(hào)時(shí)要用紅色油漆。40cm×30cm為點(diǎn)號(hào)標(biāo)牌的白色抹底規(guī)格，紅色油漆要標(biāo)注清楚工程線名簡(jiǎn)稱，軌道的基礎(chǔ)控制點(diǎn)編號(hào)，“嚴(yán)禁破壞”字樣，每行居中進(jìn)行排列。

2.3 平面控制網(wǎng)測(cè)量

（1）軌道基礎(chǔ)控制網(wǎng)的測(cè)量要重視以下幾點(diǎn)：

①保證和已安裝的預(yù)埋件配套統(tǒng)一，選擇質(zhì)量良好的平面測(cè)量桿；

②把測(cè)量桿旋進(jìn)埋放到正確位置的預(yù)埋件，讓測(cè)量桿的突出橫截面與預(yù)埋件管口達(dá)到嚴(yán)密連接的程度。禁止使用錘子、扳手等工具強(qiáng)制用力安裝測(cè)量桿；

③測(cè)量完將用防塵蓋將預(yù)埋件蓋上；

④搬運(yùn)、運(yùn)輸過程中防止測(cè)量桿相互碰撞、磨損。

（2）軌道基礎(chǔ)控制網(wǎng)平面測(cè)量：

①軌道基礎(chǔ)控制網(wǎng)平面測(cè)量外業(yè)觀測(cè)；

軌道基礎(chǔ)控制網(wǎng)采用自由測(cè)站邊角交會(huì)的方法施測(cè)?？刂凭W(wǎng)附合于既有的高等級(jí)線路控制點(diǎn)上，采取固定數(shù)據(jù)平差的方法。如果高等級(jí)線路控制點(diǎn)位密度與位置不能達(dá)到聯(lián)測(cè)要求，就要按照同精度內(nèi)插的方式讓高等級(jí)線路控制點(diǎn)實(shí)現(xiàn)加密。

自由測(cè)站間距為30~60m，每個(gè)基礎(chǔ)控制點(diǎn)有4個(gè)自由測(cè)站的獨(dú)立觀測(cè)。

自由測(cè)站與高等級(jí)線路的控制點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)時(shí)，至少會(huì)有三個(gè)或三個(gè)以上的自由測(cè)站進(jìn)行聯(lián)測(cè)，見圖1。

圖1 自由測(cè)站聯(lián)測(cè)高等級(jí)控制點(diǎn)

②軌道基礎(chǔ)控制網(wǎng)平面測(cè)量主要技術(shù)要求；

平面測(cè)量時(shí)可以依據(jù)施工的需要分段測(cè)量，分段測(cè)量的區(qū)段長(zhǎng)度最好不要小于一個(gè)區(qū)間段，區(qū)段間的重復(fù)觀測(cè)不能少于4對(duì)控制點(diǎn)，首尾必須封閉是每一獨(dú)立測(cè)段的要求。道岔區(qū)不能作為區(qū)段銜接處，軌道基礎(chǔ)控制網(wǎng)的測(cè)段及測(cè)段銜接網(wǎng)型見圖2、圖3。

圖2 軌道基礎(chǔ)控制網(wǎng)測(cè)段首尾網(wǎng)型

圖3 軌道基礎(chǔ)控制網(wǎng)重疊測(cè)段銜接網(wǎng)型

選用與平差軟件兼容的數(shù)據(jù)采集軟件進(jìn)行自動(dòng)記錄可以運(yùn)用于自由測(cè)站邊角交會(huì)法測(cè)量中，在存儲(chǔ)觀測(cè)數(shù)據(jù)之前要對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確與否進(jìn)行檢查核實(shí)。外業(yè)記錄在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)記錄各測(cè)站的實(shí)際情況須按照統(tǒng)一表格格式填寫，并于每段軌道基礎(chǔ)控制網(wǎng)測(cè)量完成后裝訂成冊(cè)、存入檔案。

3 任意設(shè)站平面控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理

專用平差軟件可以用于任意設(shè)站平面網(wǎng)平差進(jìn)行平差，并進(jìn)行網(wǎng)平差計(jì)算的精度和軌道基礎(chǔ)控制網(wǎng)的外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)的檢查核實(shí)。獨(dú)立自由網(wǎng)平差可用于平面測(cè)量，再選用合格的平面起算點(diǎn)進(jìn)行固定約束平差。

軌道基礎(chǔ)控制網(wǎng)的自由平差精度指標(biāo)為：方向改正數(shù)應(yīng)在±3″范圍內(nèi)，距離改正數(shù)應(yīng)在±2mm內(nèi)。

自由平差網(wǎng)滿足要求后進(jìn)行平面約束平差。約束平差前對(duì)采用的平面起算點(diǎn)進(jìn)行精度檢核。軌道基礎(chǔ)平面網(wǎng)約束平差后的精度，應(yīng)滿足表1的規(guī)定。

表1 軌道基礎(chǔ)控制網(wǎng)平面測(cè)量固定約束網(wǎng)平差后的技術(shù)要求

根據(jù)施工需要進(jìn)行分段測(cè)量是軌道基礎(chǔ)控制網(wǎng)的一種方法，分段測(cè)量的測(cè)段長(zhǎng)度不能小于一個(gè)區(qū)間。測(cè)段間的重復(fù)觀測(cè)不能少于4對(duì)軌道基礎(chǔ)控制點(diǎn)，把其當(dāng)作分段重疊觀測(cè)區(qū)域，以便于測(cè)段的互相連接。區(qū)間之間互相連接時(shí)，在兩區(qū)段獨(dú)立平差后重疊點(diǎn)坐標(biāo)差值應(yīng)該≤±3mm。如滿足條件應(yīng)該使用余弦平滑方法或者約束平差對(duì)區(qū)段銜接進(jìn)行處理。

進(jìn)行自由網(wǎng)及約束網(wǎng)整體平差是軌道基礎(chǔ)控制網(wǎng)點(diǎn)必須要完成的。在計(jì)算平差時(shí)要對(duì)每一項(xiàng)精度作出評(píng)定。

4 結(jié)束語

任意設(shè)站平面控制網(wǎng)鋪設(shè)的軌道有更好的平順性，可以減少運(yùn)營(yíng)期間產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲，大大提高乘坐舒適性。相對(duì)于基標(biāo)，任意設(shè)站控制點(diǎn)預(yù)埋件埋設(shè)于結(jié)構(gòu)中，能夠更好地被保護(hù)，避免在施工或者運(yùn)營(yíng)期被破壞且為后續(xù)工作提供測(cè)量基準(zhǔn)。此外，任意設(shè)站控制網(wǎng)測(cè)量技術(shù)還有更多的優(yōu)點(diǎn)，勢(shì)必在今后的軌道交通工程中得到大力推廣。