城市軌道交通聯(lián)系測(cè)量的研究與應(yīng)用

朱友華

(南京市測(cè)繪勘察研究院股份有限公司，江蘇 南京 210000)

城市軌道交通中需要重點(diǎn)建設(shè)和研究的項(xiàng)目是隧道貫通，相關(guān)人員要重視前期的測(cè)量工作，使用先進(jìn)的技術(shù)和工藝，確保地上與地下連接測(cè)量的完備性，提升控制網(wǎng)創(chuàng)建的精確程度，減小誤差。分析大量成功案例可知，利用聯(lián)系測(cè)量的方式，將地上和地下的坐標(biāo)統(tǒng)籌測(cè)量將提升精度，保證隧道貫通作業(yè)的精準(zhǔn)程度，解決貫通面測(cè)量上的難題。下文將就聯(lián)系測(cè)量的基本原理和應(yīng)用方式予以詳述，以期為其他城市軌道交通建設(shè)過(guò)程提供有力的材料，提升城市發(fā)展進(jìn)程。

1 城市軌道交通聯(lián)系測(cè)量研究與應(yīng)用

以合肥市某地鐵站的測(cè)量過(guò)程為例，其全長(zhǎng)3771.2m，設(shè)立四個(gè)子工程，分為多個(gè)區(qū)間，首先要設(shè)置線路樁點(diǎn)，每?jī)蓚€(gè)線路之間的距離是133.25m，1405m，997.3m，1235.65m。

1.1 兩井定向法

兩井定向法主要適用于倆豎井之間存在連通的巷道的測(cè)量中，通過(guò)在豎井上懸掛鋼絲的方式，利用重力作用，確保地面和井身連接的緊密程度，并構(gòu)建地面坐標(biāo)系，按照平面指引的方向，順勢(shì)傳遞到井下，完成地下部分的測(cè)量工作。使用此種方式要注意鋼絲間的聯(lián)系方式，是引出一條導(dǎo)線，需要準(zhǔn)確測(cè)量導(dǎo)線與地面和地下井面之間的水平角，并在假定坐標(biāo)系上形成角度圖示，提升整體測(cè)量的精準(zhǔn)程度。因而使用此種測(cè)量方式能夠在倆豎井位置確定的情況下，避免投向誤差的影響，提升精度。聯(lián)系三角法常用于礦業(yè)測(cè)量中，對(duì)于深度大作用面小的井口十分適合，但缺點(diǎn)是作用流程繁瑣，作業(yè)難度大，但能夠保證精度要求，現(xiàn)階段在城市軌道交通聯(lián)系測(cè)量中較為常用。以某地鐵施工為例(如表1所示)，其利用懸掛重錘的方式，同時(shí)配以乏油阻尼液，使用配套覘板和反射片，確保觀測(cè)方向的測(cè)回次數(shù)[1]。

1.2 陀螺全站儀測(cè)量法

使用此種方法可測(cè)量豎井位置和角度位置的情況，通過(guò)使用此種辦法將直接測(cè)量井下方位角，縮短定向的時(shí)間，確保在測(cè)量完畢后，即刻恢復(fù)井筒的工作效果，優(yōu)化測(cè)量過(guò)程，使得整個(gè)流程更為精簡(jiǎn)，具備高效測(cè)量的特征，前期測(cè)量方式效果良好。使用陀螺全站儀的聯(lián)系測(cè)量辦法時(shí)要與全站儀、鉛垂儀和陀螺儀連用，區(qū)別于傳統(tǒng)的定向幾何辦法，能夠解決施工位置環(huán)境問(wèn)題，避免因環(huán)境狹窄影響圖形強(qiáng)度的提升，提升檢測(cè)的靈活性，具有多方向和層面校核的特點(diǎn)，目前在城市軌道交通建設(shè)中十分常見，充分體現(xiàn)其應(yīng)用的科學(xué)程度[2]。一般測(cè)量過(guò)程中，要注重多種儀器聯(lián)合使用的方法，設(shè)定觀測(cè)的標(biāo)志點(diǎn)，確定測(cè)回間互差，將棱鏡位置移動(dòng)到的水平方向，三次測(cè)回，將角差控制在內(nèi)。

使用此種方法需要注意的是，首先要充分了解地面已知邊的測(cè)定儀器常數(shù)，該常數(shù)是陀螺儀位置與子午線之間的夾角，說(shuō)明穩(wěn)定位置與地理子午線并不重合，并將偏東向記為+，偏西邊記為-，確保誤差控制的效果。其次，將儀器安裝在定向位置，利用多宗儀器共同作用，準(zhǔn)確測(cè)量定向邊的方位角，一般需要測(cè)量?jī)纱尾拍軌驅(qū)⒒ゲ羁刂圃趦?nèi)，并在上井后二次確定儀器常數(shù)，重復(fù)作業(yè)2～3次，同樣需要確保互差值，利用多個(gè)數(shù)據(jù)最終求得常數(shù)最大值。最后，精準(zhǔn)測(cè)算收斂角，需要明確的是，收斂角是測(cè)量子午線與投影面之間的夾角，其代表真子午線與中央子午線間的聯(lián)系，換句話說(shuō)真子午線和坐標(biāo)縱軸均存在于高斯平面上。與儀器常數(shù)相通的地方是其同樣要保證方向，一般以北方向作為基準(zhǔn)，偏東向記為+，偏西邊記為-，因此在得到測(cè)量結(jié)果后，即可查表算出最終的坐標(biāo)方位角具體標(biāo)準(zhǔn)詳見表1。

1.3 導(dǎo)線直接傳遞法

使用導(dǎo)線直接傳遞的方法可解決井深較淺、作業(yè)面較大的豎井測(cè)量問(wèn)題，利用直接傳遞的方式，連接地上和地下測(cè)量的數(shù)值，保證坐標(biāo)和方位測(cè)量的一致性。使用此種辦法能夠保證明挖隧道和車站的精準(zhǔn)度，并且具有施工難度小，測(cè)量精準(zhǔn)強(qiáng)度高的優(yōu)勢(shì)，有助于提升測(cè)量的效率，需要注意的是，做好數(shù)軸補(bǔ)償和測(cè)量?jī)x原點(diǎn)統(tǒng)一性的工作。利用雙極坐標(biāo)觀測(cè)的方式，設(shè)定地下兩個(gè)待定點(diǎn)，并保證坐標(biāo)間的互差限定在內(nèi)。

表1 觀測(cè)技術(shù)要求

1.4 投點(diǎn)定向法

在保證相鄰兩點(diǎn)之間能夠通視的前提下，傳遞地上坐標(biāo)系，直接應(yīng)用到地下測(cè)量中，利用下料口和出土井位置，起算數(shù)據(jù)值，確保作業(yè)精度。如若需要將觀測(cè)點(diǎn)限定為起算方位，應(yīng)當(dāng)提前預(yù)知投點(diǎn)儀與地面導(dǎo)線之間的聯(lián)系，同時(shí)深度研究貫通距離提升對(duì)于隧道掘進(jìn)方式和方向的影響?？稍谒淼辣砻嫣崆邦A(yù)制孔口，保證淺埋隧道坐標(biāo)可直接傳遞到地下深處，確保平面控制的效果，便于及時(shí)調(diào)整位置和方向，提升整體測(cè)量的精準(zhǔn)程度，對(duì)于消除誤差十分重要，可作為一種高精度的測(cè)量方式在城市軌道交通建設(shè)中使用。

2 高程聯(lián)系測(cè)量

城市軌道交通建設(shè)過(guò)程除了平面測(cè)量作業(yè)外，還需要對(duì)高程予以測(cè)定，提升井下與井上的統(tǒng)一程度，因而要將聯(lián)系測(cè)量應(yīng)用于高程體系構(gòu)建的過(guò)程中。采用上下儀器視線夾角測(cè)量的方式，準(zhǔn)確測(cè)算出夾角的大小，得到基點(diǎn)的最終高程數(shù)值。因?yàn)榇朔N方式同樣適用于測(cè)量井深的作業(yè)中。

2.1 長(zhǎng)鋼尺導(dǎo)入法

長(zhǎng)鋼尺導(dǎo)入法需要使用長(zhǎng)鋼尺，選定合適的位置放置，采用自由懸掛檢查的方式，保證鋼尺自由懸掛的垂直度，只有在鋼尺穩(wěn)定的前提下才能夠完成高程觀測(cè)工作。首先在地面適宜位置確定放置長(zhǎng)鋼尺的標(biāo)點(diǎn)，設(shè)立水準(zhǔn)尺，并在兩個(gè)裝置間安放水平儀，讀取相關(guān)數(shù)值，將誤差控制在毫米范圍內(nèi)，提升后續(xù)作業(yè)的精度，滿足城市軌道交通高程測(cè)量的基本需求。水平儀安裝和讀數(shù)完畢后，導(dǎo)入承接基點(diǎn)設(shè)立基準(zhǔn)尺，準(zhǔn)確讀取相應(yīng)的數(shù)值，并上下移動(dòng)鋼尺，盡可能控制變幅程度，聯(lián)合第二尺位高程測(cè)量的結(jié)果，調(diào)整觀測(cè)結(jié)果，改正溫度值和鋼尺自重與拉力，計(jì)算多次測(cè)量的平均值，得到導(dǎo)入高程的最終數(shù)值。城市軌道交通測(cè)量中需要測(cè)量?jī)纱?，分別為主井和副井的位置，對(duì)比改正結(jié)果，在差值小于3mm時(shí)即可判定測(cè)量精度符合要求。因而使用此種方法，需要統(tǒng)合構(gòu)建三維坐標(biāo)系，將地面、井下同時(shí)納入測(cè)量坐標(biāo)系中，核定其他數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)程度。

2.2 注意事項(xiàng)

高程測(cè)量應(yīng)當(dāng)確保測(cè)量人員的素質(zhì)，在滿足近井點(diǎn)測(cè)量和平面聯(lián)系測(cè)量技術(shù)運(yùn)用完備性的基礎(chǔ)上，事先核定相關(guān)人員的素質(zhì)水平，明確坐標(biāo)比較和全站儀讀數(shù)的基本規(guī)則，同時(shí)能夠做到合理保存數(shù)據(jù)信息，找準(zhǔn)起算數(shù)據(jù)，使用四等水準(zhǔn)按照往返測(cè)量的方式，讀取高程數(shù)值。為保證精度要求在實(shí)際作業(yè)中準(zhǔn)確控制，應(yīng)用擺動(dòng)觀測(cè)的方式，確定好懸垂情況后，建立讀數(shù)表格，比較多組數(shù)值，提升精度。

3 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，城市軌道交通應(yīng)用聯(lián)系測(cè)量方式的過(guò)程較為廣泛，足以看出該測(cè)量方式的科學(xué)性，使用此種方式要確定好平面和豎井的基本情況，使用適合于現(xiàn)實(shí)環(huán)境狀況的方式，確保測(cè)量數(shù)值的精準(zhǔn)程度。同時(shí)，技術(shù)和測(cè)量人員應(yīng)當(dāng)建立規(guī)范化的溝通渠道，確保后續(xù)作業(yè)得以順利進(jìn)行。測(cè)量人員要將城市軌道交通建設(shè)工作作為能力提升的基點(diǎn)，不斷充實(shí)個(gè)人能力，對(duì)接現(xiàn)實(shí)要求，保證技術(shù)應(yīng)用的效果。