城市地鐵施工測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，就需要在實際的施工中做好測量工作，控制好測量精度，為后期的施工建設(shè)提供準(zhǔn)確可靠的參考數(shù)據(jù)。本文針對城市地鐵施工測量的平面控制因素以及測量方法進(jìn)行了詳細(xì)分析，并且探討了影響測量誤差的原因以及優(yōu)化策略。

關(guān)鍵詞 城市地鐵;施工測量;控制因素;精度

1城市地鐵施工測量控制因素

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量主要是利用地面控制點直接對車站區(qū)間的各關(guān)鍵部位進(jìn)行放樣，這時的測量誤差主要來源于地面控制點的精度。地鐵地下隧道施工產(chǎn)生的測量誤差除地面控制點的因素外，還包括井上與井下聯(lián)系測量誤差以及地下隧道施工控制測量誤差。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。故地面控制測量、聯(lián)系測量及地下隧道施工控制測量是直接影響地鐵施工精度的關(guān)鍵，也是地鐵施工測量的三個關(guān)鍵因素[1]。

2城市地鐵施工測量方法及誤差分析

2.1 地面控制測量

地面控制測量最主要的工作是控制網(wǎng)的測量。這種測量方法先借助相應(yīng)的測量儀器設(shè)備進(jìn)行地面高程測量與平面控制測量，然后遵循相應(yīng)的測量規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行地面點線的布設(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)行地鐵施工測量，準(zhǔn)確地對地鐵車站及附屬、隧道洞口進(jìn)行定位。地面控制網(wǎng)一般按三級布設(shè)，在實際測量中分兩級測設(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)，采用全站儀測量。衛(wèi)星定位測量控制點位中誤差儀器的精度和測量方法及投影長度變形等共同引起的;加密控制網(wǎng)導(dǎo)線點位中誤差是由于測角誤差與測距誤差共同引起的。

2.2 地下隧道控制測量

地下隧道施工控制測量主要包括地下控制導(dǎo)線測量和地下施工放樣，導(dǎo)線的起算數(shù)據(jù)是直接從地面通過聯(lián)系測量傳遞到地下的控制點，當(dāng)把起算數(shù)據(jù)作為起始點和定向邊。當(dāng)隧道掘進(jìn)深入時，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)上的測量標(biāo)志難免發(fā)生變化，同時由于施工單位不慎，將測量標(biāo)志碰到和損壞也是屢見不鮮。地下隧道控制點位精度由于導(dǎo)線網(wǎng)測角誤差與測距誤差共同影響，控制點穩(wěn)定可靠與否，更是直接影響隧道后期施工精度。

2.3 聯(lián)系測量

聯(lián)系測量包括地面近井導(dǎo)線測量、近井水準(zhǔn)測量以及通過豎井、斜井、平垌、鉆孔的定向測量，根據(jù)現(xiàn)場條件，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)線直接傳遞測量和投點定向法等方法展開測量，保障地面測量點與地下測量點的一致，將誤差降到最低。聯(lián)系測量作為地下各項測量工作起算的一項綜合測量工作，是隧道控制測量的重要環(huán)節(jié)，其精度對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，因此對測量人員也提出了更高的要求。然而在實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性，因此，無法保障測量人員的專業(yè)能力與職業(yè)素養(yǎng)。很多測量人員都是臨時招聘，沒有根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況以及地鐵施工項目的要求，就展開測量工作。第二，在地鐵施工測量中需要采用精準(zhǔn)、高效、先進(jìn)的儀器設(shè)備，才能提高測量精準(zhǔn)度。然而很多測量人員的思想觀念比較落后，對測量工作不夠重視，仍舊使用傳統(tǒng)、陳舊的測量儀器，導(dǎo)致測量工作的誤差較大。此外，沒有展開反復(fù)核實與記錄，導(dǎo)致存在的問題較多。第三，施工單位沒有為測量人員提供相應(yīng)的教育培訓(xùn)，導(dǎo)致測量人員的專業(yè)技能、思想意識、工作經(jīng)驗、職業(yè)素養(yǎng)等相對較低，在操作中存在著很多不規(guī)范的行為，無法保障測量精度。

3.2 控制測量因素

由于地鐵工程大多數(shù)都在地下施工，因此，地面控制測量因素也是影響誤差產(chǎn)生的主要原因。測量人員使用的測量儀器、測量方法都會影響最終的測量精度。此外，在地面控制測量中還會受到自然天氣、地質(zhì)地形等因素影響，無法保障測量的連貫性與有效性，在最終的施工中就會導(dǎo)致地面與地下的測量控制點存在著較大的差異。當(dāng)存在地面控制測量的影響后，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

控制點的設(shè)置不夠規(guī)范，施工人員的施工方法，豎井聯(lián)系測量等也都影響著誤差的產(chǎn)生，這樣就會導(dǎo)致地鐵施工無法形成一個有機的整體，各個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、隧道的平整度都會受到相應(yīng)的影響。

4控制措施與精度分析

為了提高測量精度，就要針對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)范測量人員的測量方法以及測量儀器，要求每一位測量人員認(rèn)識到自身工作的重要性。能夠加強與各個部門、各個人員之間的互動交流，定期對測量儀器展開檢修，認(rèn)真對待測量工作的開展，嚴(yán)格遵循相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)與要求。其次，要為測量人員提供教育培訓(xùn)的機會。由于影響誤差出現(xiàn)的原因較多，因此，就要鼓勵測量人員積極主動參與到教育培訓(xùn)中，完善自身的理論知識，強化自身的專業(yè)技能，豐富自身的工作經(jīng)驗，能夠針對各種問題提出相應(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)合地鐵工程的實際情況進(jìn)行優(yōu)化細(xì)化，做好測量工作。第二。融入GPS技術(shù)。要想有效控制測量精度，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)勘查測量工作的開展帶來了很大的價值與便利，因此在今后的測量中，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)接嬎銠C平臺與系統(tǒng)中進(jìn)行精準(zhǔn)計算與確定，來提高地面控制點的精度。這樣就可以避免受到樹木、建筑物等物體的遮擋，導(dǎo)致測量精度較低的情況。其次，在使用中要對周圍情況展開調(diào)研，將影響GPS技術(shù)信號發(fā)射與接收的干擾因素有效排除，如電子設(shè)備、建筑物等。在信號的實際計算中，還要對實際情況進(jìn)行核實，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)測量儀器。傳統(tǒng)的測量方法不僅誤差較大，而且耗時較長。隨著社會經(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)用到實際測量中，通過儀器與測量人員的高效配合來準(zhǔn)確把控各個測量控制點。比如在豎井聯(lián)系測量中，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)地面測量控制點的位置，準(zhǔn)確得知地下測量控制點的位置，加大的縮短了測量時間，提高了工作效率。第四，還可以借助導(dǎo)航設(shè)備測量以及鉆孔定向控制法。這兩種測量方法都是以先進(jìn)的儀器設(shè)備為依據(jù)，通過分級測量的方法，一步步確定測量控制點。這樣就可以先通過整體布局的確定，在確定兩級測量點，然后根據(jù)相應(yīng)的測量標(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，將地面的測量控制點直接引入到地下，這樣就可以避免因為人為以及操作因素，導(dǎo)致控制點的不精準(zhǔn)現(xiàn)象。第五，改良測量方法，地下隧道導(dǎo)線布設(shè)成多邊閉合環(huán)，每個環(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，提高點位精度。

5結(jié)束語

綜上所述，在地鐵施工中測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，就需要提高測量精度，確定測量工作中的控制因素。還要針對現(xiàn)階段測量中存在的問題，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量精度[J].大科技，2019（16）：32.

作者簡介

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)計院集團(tuán)有限公司，研究方向：測繪工程。