城市地鐵施工測(cè)量控制因素及精度分析

摘 要 隨著城市現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，城市人口極度膨脹，交通環(huán)境日益惡化，修建城市地鐵是緩解路面交通擁擠現(xiàn)狀，改善城市交通狀況，促進(jìn)城市交通建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。全國大型城市相繼興建地下鐵道，測(cè)量工作在地鐵建設(shè)過程中起著至關(guān)重要的作用，貫穿于整個(gè)施工過程。為了提高城市地鐵施工的質(zhì)量，延長其使用壽命，就需要在實(shí)際的施工中做好測(cè)量工作，控制好測(cè)量精度，為后期的施工建設(shè)提供準(zhǔn)確可靠的參考數(shù)據(jù)。本文針對(duì)城市地鐵施工測(cè)量的平面控制因素以及測(cè)量方法進(jìn)行了詳細(xì)分析，并且探討了影響測(cè)量誤差的原因以及優(yōu)化策略。

關(guān)鍵詞 城市地鐵;施工測(cè)量;控制因素;精度

1城市地鐵施工測(cè)量控制因素

地鐵施工主要包括地鐵區(qū)間（高架段和地下隧道）和地鐵車站兩部分。車站和高架段的施工測(cè)量主要是利用地面控制點(diǎn)直接對(duì)車站區(qū)間的各關(guān)鍵部位進(jìn)行放樣，這時(shí)的測(cè)量誤差主要來源于地面控制點(diǎn)的精度。地鐵地下隧道施工產(chǎn)生的測(cè)量誤差除地面控制點(diǎn)的因素外，還包括井上與井下聯(lián)系測(cè)量誤差以及地下隧道施工控制測(cè)量誤差。地鐵地下隧道施工往往是要通過已施工好的盾構(gòu)井、車站端頭口、豎井，作為地下導(dǎo)線的起算坐標(biāo)、起始方位角和起始高程基準(zhǔn)，從而將地面和地下控制網(wǎng)統(tǒng)一為同一坐標(biāo)系統(tǒng)，依此指導(dǎo)和控制地下區(qū)間隧道開挖并保證正確施工。故地面控制測(cè)量、聯(lián)系測(cè)量及地下隧道施工控制測(cè)量是直接影響地鐵施工精度的關(guān)鍵，也是地鐵施工測(cè)量的三個(gè)關(guān)鍵因素[1]。

2城市地鐵施工測(cè)量方法及誤差分析

2.1 地面控制測(cè)量

地面控制測(cè)量最主要的工作是控制網(wǎng)的測(cè)量。這種測(cè)量方法先借助相應(yīng)的測(cè)量?jī)x器設(shè)備進(jìn)行地面高程測(cè)量與平面控制測(cè)量，然后遵循相應(yīng)的測(cè)量規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行地面點(diǎn)線的布設(shè)，最終形成完整的地面控制網(wǎng)。只有保證有效、合理的地面控制網(wǎng)，才能順利地進(jìn)行地鐵施工測(cè)量，準(zhǔn)確地對(duì)地鐵車站及附屬、隧道洞口進(jìn)行定位。地面控制網(wǎng)一般按三級(jí)布設(shè)，在實(shí)際測(cè)量中分兩級(jí)測(cè)設(shè)，一等網(wǎng)為全市軌道交通控制網(wǎng)，采用衛(wèi)星定位測(cè)量，一次全面布設(shè);二等網(wǎng)為線路加密控制網(wǎng)，采用全站儀測(cè)量。衛(wèi)星定位測(cè)量控制點(diǎn)位中誤差儀器的精度和測(cè)量方法及投影長度變形等共同引起的;加密控制網(wǎng)導(dǎo)線點(diǎn)位中誤差是由于測(cè)角誤差與測(cè)距誤差共同引起的。

2.2 地下隧道控制測(cè)量

地下隧道施工控制測(cè)量主要包括地下控制導(dǎo)線測(cè)量和地下施工放樣，導(dǎo)線的起算數(shù)據(jù)是直接從地面通過聯(lián)系測(cè)量傳遞到地下的控制點(diǎn)，當(dāng)把起算數(shù)據(jù)作為起始點(diǎn)和定向邊。當(dāng)隧道掘進(jìn)深入時(shí)，地下應(yīng)開始布設(shè)地下施工控制導(dǎo)線，指引隧道的施工，地下控制導(dǎo)線網(wǎng)采用全站儀測(cè)量。由于隧道結(jié)構(gòu)在施工初期非常不穩(wěn)定，因此，埋設(shè)在隧道結(jié)構(gòu)上的測(cè)量標(biāo)志難免發(fā)生變化，同時(shí)由于施工單位不慎，將測(cè)量標(biāo)志碰到和損壞也是屢見不鮮。地下隧道控制點(diǎn)位精度由于導(dǎo)線網(wǎng)測(cè)角誤差與測(cè)距誤差共同影響，控制點(diǎn)穩(wěn)定可靠與否，更是直接影響隧道后期施工精度。

2.3 聯(lián)系測(cè)量

聯(lián)系測(cè)量包括地面近井導(dǎo)線測(cè)量、近井水準(zhǔn)測(cè)量以及通過豎井、斜井、平垌、鉆孔的定向測(cè)量，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，可采用一井定向、兩井定向、陀螺全站儀和鉛垂儀組合定向、導(dǎo)線直接傳遞測(cè)量和投點(diǎn)定向法等方法展開測(cè)量，保障地面測(cè)量點(diǎn)與地下測(cè)量點(diǎn)的一致，將誤差降到最低。聯(lián)系測(cè)量作為地下各項(xiàng)測(cè)量工作起算的一項(xiàng)綜合測(cè)量工作，是隧道控制測(cè)量的重要環(huán)節(jié)，其精度對(duì)隧道施工誤差影響很大。

3誤差產(chǎn)生的原因與影響

3.1 人為因素

在地鐵施工測(cè)量中人員是最為主要的因素，也是產(chǎn)生誤差的原因之一。由于地鐵施工的難度較大，涉及的專業(yè)較多，工程量比較大，因此對(duì)測(cè)量人員也提出了更高的要求。然而在實(shí)際工作中卻存在著以下問題：第一，地鐵工程具有很大的流動(dòng)性，因此，無法保障測(cè)量人員的專業(yè)能力與職業(yè)素養(yǎng)。很多測(cè)量人員都是臨時(shí)招聘，沒有根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況以及地鐵施工項(xiàng)目的要求，就展開測(cè)量工作。第二，在地鐵施工測(cè)量中需要采用精準(zhǔn)、高效、先進(jìn)的儀器設(shè)備，才能提高測(cè)量精準(zhǔn)度。然而很多測(cè)量人員的思想觀念比較落后，對(duì)測(cè)量工作不夠重視，仍舊使用傳統(tǒng)、陳舊的測(cè)量?jī)x器，導(dǎo)致測(cè)量工作的誤差較大。此外，沒有展開反復(fù)核實(shí)與記錄，導(dǎo)致存在的問題較多。第三，施工單位沒有為測(cè)量人員提供相應(yīng)的教育培訓(xùn)，導(dǎo)致測(cè)量人員的專業(yè)技能、思想意識(shí)、工作經(jīng)驗(yàn)、職業(yè)素養(yǎng)等相對(duì)較低，在操作中存在著很多不規(guī)范的行為，無法保障測(cè)量精度。

3.2 控制測(cè)量因素

由于地鐵工程大多數(shù)都在地下施工，因此，地面控制測(cè)量因素也是影響誤差產(chǎn)生的主要原因。測(cè)量人員使用的測(cè)量?jī)x器、測(cè)量方法都會(huì)影響最終的測(cè)量精度。此外，在地面控制測(cè)量中還會(huì)受到自然天氣、地質(zhì)地形等因素影響，無法保障測(cè)量的連貫性與有效性，在最終的施工中就會(huì)導(dǎo)致地面與地下的測(cè)量控制點(diǎn)存在著較大的差異。當(dāng)存在地面控制測(cè)量的影響后，就無法形成準(zhǔn)確、有效的控制網(wǎng)與坐標(biāo)系，無法將車站區(qū)間與隧道洞口的位置準(zhǔn)確呈現(xiàn)，導(dǎo)致最終的施工與實(shí)際存在很大的差異，嚴(yán)重影響后期的使用質(zhì)量與壽命。

3.3 其他因素

控制點(diǎn)的設(shè)置不夠規(guī)范，施工人員的施工方法，豎井聯(lián)系測(cè)量等也都影響著誤差的產(chǎn)生，這樣就會(huì)導(dǎo)致地鐵施工無法形成一個(gè)有機(jī)的整體，各個(gè)部門與人員的配合力度較差，在數(shù)據(jù)共享與交換中存在障礙。地鐵的走向、區(qū)間的間隔距離、隧道的平整度都會(huì)受到相應(yīng)的影響。

4控制措施與精度分析

為了提高測(cè)量精度，就要針對(duì)以上問題與原因提出相應(yīng)的控制措施來將誤差降到最小。第一，需要提高測(cè)量人員的綜合素質(zhì)。首先，需要制定相應(yīng)的制度體系，規(guī)范測(cè)量人員的測(cè)量方法以及測(cè)量?jī)x器，要求每一位測(cè)量人員認(rèn)識(shí)到自身工作的重要性。能夠加強(qiáng)與各個(gè)部門、各個(gè)人員之間的互動(dòng)交流，定期對(duì)測(cè)量?jī)x器展開檢修，認(rèn)真對(duì)待測(cè)量工作的開展，嚴(yán)格遵循相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)與要求。其次，要為測(cè)量人員提供教育培訓(xùn)的機(jī)會(huì)。由于影響誤差出現(xiàn)的原因較多，因此，就要鼓勵(lì)測(cè)量人員積極主動(dòng)參與到教育培訓(xùn)中，完善自身的理論知識(shí)，強(qiáng)化自身的專業(yè)技能，豐富自身的工作經(jīng)驗(yàn)，能夠針對(duì)各種問題提出相應(yīng)的解決策略。還要積極借鑒與學(xué)習(xí)國內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)與方法，結(jié)合地鐵工程的實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化細(xì)化，做好測(cè)量工作。第二。融入GPS技術(shù)。要想有效控制測(cè)量精度，還要積極借助現(xiàn)代化信息技術(shù)。GPS技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用為地質(zhì)勘查測(cè)量工作的開展帶來了很大的價(jià)值與便利，因此在今后的測(cè)量中，就可以將GPS技術(shù)高效應(yīng)用其中。首先，利用GPS技術(shù)準(zhǔn)確、全面接收地面的數(shù)據(jù)信息，然后將其傳輸?shù)接?jì)算機(jī)平臺(tái)與系統(tǒng)中進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算與確定，來提高地面控制點(diǎn)的精度。這樣就可以避免受到樹木、建筑物等物體的遮擋，導(dǎo)致測(cè)量精度較低的情況。其次，在使用中要對(duì)周圍情況展開調(diào)研，將影響GPS技術(shù)信號(hào)發(fā)射與接收的干擾因素有效排除，如電子設(shè)備、建筑物等。在信號(hào)的實(shí)際計(jì)算中，還要對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行核實(shí)，將誤差降到最低。此外，在GPS技術(shù)的應(yīng)用中，受到的外界環(huán)境因素與天氣因素影響較小，測(cè)量的精準(zhǔn)度與效率也得到了很大程度的提高。第三，借助全站儀和垂準(zhǔn)儀等先進(jìn)測(cè)量?jī)x器。傳統(tǒng)的測(cè)量方法不僅誤差較大，而且耗時(shí)較長。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，就需要將先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際測(cè)量中，通過儀器與測(cè)量人員的高效配合來準(zhǔn)確把控各個(gè)測(cè)量控制點(diǎn)。比如在豎井聯(lián)系測(cè)量中，就可以借助全站儀和垂準(zhǔn)儀，這樣就可以有效避免因空間因素的限制而導(dǎo)致誤差的出現(xiàn)。通過全站儀和垂準(zhǔn)儀設(shè)備，可以根據(jù)地面測(cè)量控制點(diǎn)的位置，準(zhǔn)確得知地下測(cè)量控制點(diǎn)的位置，加大的縮短了測(cè)量時(shí)間，提高了工作效率。第四，還可以借助導(dǎo)航設(shè)備測(cè)量以及鉆孔定向控制法。這兩種測(cè)量方法都是以先進(jìn)的儀器設(shè)備為依據(jù)，通過分級(jí)測(cè)量的方法，一步步確定測(cè)量控制點(diǎn)。這樣就可以先通過整體布局的確定，在確定兩級(jí)測(cè)量點(diǎn)，然后根據(jù)相應(yīng)的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)將其誤差進(jìn)行平分，來降低誤差。鉆孔定向是指在地面進(jìn)行孔洞的鉆取，將地面的測(cè)量控制點(diǎn)直接引入到地下，這樣就可以避免因?yàn)槿藶橐约安僮饕蛩?，?dǎo)致控制點(diǎn)的不精準(zhǔn)現(xiàn)象。第五，改良測(cè)量方法，地下隧道導(dǎo)線布設(shè)成多邊閉合環(huán)，每個(gè)環(huán)由4～6條邊構(gòu)成，長隧道宜布設(shè)成交叉雙導(dǎo)線形式，以增加網(wǎng)的內(nèi)部檢核條件提高網(wǎng)的可靠性，提高點(diǎn)位精度。

5結(jié)束語

綜上所述，在地鐵施工中測(cè)量精度將決定著后期的施工質(zhì)量與效率，為了提高施工質(zhì)量與效率，就需要提高測(cè)量精度，確定測(cè)量工作中的控制因素。還要針對(duì)現(xiàn)階段測(cè)量中存在的問題，分析影響產(chǎn)生誤差的原因，最終制定相應(yīng)的解決策略來提高測(cè)量精度，保障地鐵工程的有序施工，從而能夠有效地將工程建設(shè)測(cè)量工作推向更加廣大的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)

[1] 王志新.淺談城市地鐵施工測(cè)量精度[J].大科技，2019（16）：32.

作者簡(jiǎn)介

尹觀峰（1977-），男，湖南株洲人;畢業(yè)院校：湖南工業(yè)大學(xué)，專業(yè)：土木工程，學(xué)歷：本科，職稱：工程師;現(xiàn)就職單位：中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，研究方向：測(cè)繪工程。