自由設(shè)站邊角交會(huì)法在城市軌道施工中的應(yīng)用

侯運(yùn)來(lái)

摘 要：隨著時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，我國(guó)城市軌道的速度不斷加快，城市軌道施工測(cè)量作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，提高軌道平順性品質(zhì)，本文以某地鐵6號(hào)線(xiàn)二期為例，線(xiàn)路里程長(zhǎng)，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高，投資規(guī)模大;工程長(zhǎng)度大約40公里。本文簡(jiǎn)單分析自由設(shè)站邊角交會(huì)法在城市軌道施工測(cè)量及軌道精調(diào)測(cè)量的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：軌道施工測(cè)量;任意設(shè)站;邊角交會(huì)

1 地下導(dǎo)線(xiàn)控制點(diǎn)復(fù)測(cè)

為了順利銜接軌道施工質(zhì)量，控制整個(gè)施工線(xiàn)路的中線(xiàn)，為任意設(shè)站控制網(wǎng)提供更高精度的承載基準(zhǔn)，需要對(duì)設(shè)計(jì)院提供的標(biāo)段內(nèi)地下控制點(diǎn)以“兩站一區(qū)間”為測(cè)量單位進(jìn)行復(fù)測(cè)。為保證控制點(diǎn)準(zhǔn)確性，控制點(diǎn)復(fù)測(cè)采用精密導(dǎo)線(xiàn)方法和二等水準(zhǔn)進(jìn)行全面復(fù)測(cè)。高程復(fù)測(cè)時(shí)應(yīng)對(duì)沿線(xiàn)布設(shè)的下沉點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)。復(fù)測(cè)成果與交樁成果進(jìn)行比對(duì)，點(diǎn)位誤差在規(guī)范允許范圍內(nèi)時(shí)，應(yīng)采用設(shè)計(jì)院提供的交樁成果，對(duì)于復(fù)核確定交樁成果有誤或點(diǎn)位破壞變動(dòng)時(shí)，報(bào)設(shè)計(jì)院進(jìn)行審批。設(shè)計(jì)院確認(rèn)無(wú)誤后，采用新的測(cè)量成果。地下線(xiàn)路控制點(diǎn)復(fù)測(cè)其精度滿(mǎn)足規(guī)范要求，且與交樁單位控制點(diǎn)起始邊方位角互差≤12″、坐標(biāo)互差≤±16 mm、邊長(zhǎng)互差≤±8 mm、高程互差≤5 mm。

2 任意設(shè)站控制網(wǎng)點(diǎn)位測(cè)設(shè)

2.1 任意設(shè)站控制網(wǎng)的布設(shè)

任意設(shè)站控制點(diǎn)成對(duì)埋設(shè)于隧道側(cè)墻、中隔墻或站臺(tái)廊檐上。任意設(shè)站控制點(diǎn)位置一般沿線(xiàn)路成對(duì)布設(shè)，直線(xiàn)段按照50 m～60 m間距成對(duì)布設(shè)，曲線(xiàn)段布設(shè)間距可適當(dāng)減小，但不得小于30 m。同一對(duì)點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在同一里程上，前后相差不大于3 m，點(diǎn)位布設(shè)高度大致相同，高差不大于10 cm且高于軌面設(shè)計(jì)高程以上1.3 m左右。由于任意設(shè)站控制網(wǎng)點(diǎn)相對(duì)埋設(shè)較高，其高程測(cè)量采用自由測(cè)站三角高程進(jìn)行測(cè)量，在每200 m左右處在相對(duì)任意設(shè)站控制點(diǎn)下方高于軌面20 cm處（左線(xiàn)左側(cè)、右線(xiàn)右側(cè)）加設(shè)一個(gè)點(diǎn)（下沉點(diǎn)）用于水準(zhǔn)測(cè)量。任意設(shè)站控制點(diǎn)布設(shè)時(shí)應(yīng)根據(jù)限界圖，管線(xiàn)圖等相關(guān)圖紙要求，避開(kāi)區(qū)間隧道、車(chē)站等管線(xiàn)位置埋設(shè)。

2.2 任意設(shè)站測(cè)量標(biāo)志的安裝

由于任意設(shè)站控制網(wǎng)精度要求較高，邊長(zhǎng)較短，應(yīng)采用可裝卸的測(cè)量桿件配合強(qiáng)制對(duì)中標(biāo)志作為測(cè)量標(biāo)志。同時(shí)由于測(cè)量?jī)x器誤差、目標(biāo)偏心誤差和外界條件也會(huì)影響水平角觀測(cè)誤差。經(jīng)過(guò)相關(guān)核算，控制點(diǎn)標(biāo)志重復(fù)安裝偏差和互換性安裝偏差應(yīng)滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)范要求，測(cè)量標(biāo)記強(qiáng)制對(duì)中的誤差要嚴(yán)格控制，確保誤差在不應(yīng)大于0.05 mm。任意設(shè)站控制網(wǎng)測(cè)量、施工控制測(cè)量和軌道精調(diào)以及運(yùn)營(yíng)維護(hù)測(cè)量等，應(yīng)使用同一型號(hào)的控制點(diǎn)測(cè)量組件，包括預(yù)埋件、平面連接桿、平面測(cè)量棱鏡、高程連接桿四部分組成。

2.3 任意設(shè)站控制網(wǎng)觀測(cè)

2.3.1 任意設(shè)站控制網(wǎng)平面觀測(cè)

任意設(shè)站控制網(wǎng)采用具有馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、自動(dòng)目標(biāo)搜索、自動(dòng)照準(zhǔn)、自動(dòng)觀測(cè)、自動(dòng)記錄功能且不低于Ⅰ級(jí)全站儀進(jìn)行施測(cè)。首先平面觀測(cè)前，應(yīng)對(duì)全站儀及其棱鏡進(jìn)行檢驗(yàn)和校正，保證作業(yè)儀器在有效檢定期內(nèi)，全站儀邊長(zhǎng)測(cè)量進(jìn)行溫度、氣壓等氣象元素改正，溫度讀數(shù)精確至0.2℃，氣壓讀數(shù)精確至0.5 hPa。

任意設(shè)站控制網(wǎng)一般采用測(cè)量的方法是自由設(shè)站邊角交會(huì)法，其優(yōu)點(diǎn)是可以任意設(shè)站，觀測(cè)時(shí)無(wú)需對(duì)中，不受環(huán)境影響。由于地鐵空間相對(duì)狹小，曲線(xiàn)半徑較小，任意設(shè)站控制點(diǎn)間距較短，任意設(shè)站間距離不宜過(guò)大，一般控制在30 m

～60 m之間，任意設(shè)站到控制點(diǎn)最近不小于15 m，最遠(yuǎn)不超120 m，每個(gè)控制點(diǎn)的任意設(shè)站方向和距離的觀測(cè)值不少于3個(gè)。任意設(shè)站的編號(hào)按公里數(shù)遞增方向順序編號(hào)，每個(gè)自由設(shè)站觀測(cè)4對(duì)控制點(diǎn)，重復(fù)觀測(cè)3對(duì)控制點(diǎn)（即每次設(shè)站以1對(duì)控制點(diǎn)交替遞增）。

任意設(shè)站控制網(wǎng)要與既有的高等級(jí)線(xiàn)路控制點(diǎn)（設(shè)計(jì)院移交的地下導(dǎo)線(xiàn)控制點(diǎn)）聯(lián)測(cè)，采用固定數(shù)據(jù)平差。自由測(cè)站與高等級(jí)線(xiàn)路控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)時(shí)，其任意設(shè)站方向和距離的觀測(cè)值不少于2個(gè)。

根據(jù)地鐵施工及現(xiàn)場(chǎng)移交工作面等影響，任意設(shè)站控制網(wǎng)平面測(cè)量不能一次性完成，需要采取分段測(cè)量。分段測(cè)量的測(cè)段長(zhǎng)度不宜過(guò)短，一般控制在2 km以上或一個(gè)區(qū)間長(zhǎng)度，且每一獨(dú)立測(cè)量區(qū)段首尾必須封閉。每個(gè)測(cè)量區(qū)段不宜在車(chē)站范圍和道岔區(qū)域范圍進(jìn)行搭接，以免影響精度。區(qū)段之間搭接時(shí)，相鄰測(cè)量區(qū)段搭接不宜少于4對(duì)控制點(diǎn)，兩個(gè)測(cè)量區(qū)段應(yīng)進(jìn)行獨(dú)立平差，搭接段控制點(diǎn)坐標(biāo)差值≤±3 mm。滿(mǎn)足條件后，平面測(cè)量區(qū)段搭接處理采用余弦平滑或約束平差法。

2.3.2 任意設(shè)站控制網(wǎng)高程觀測(cè)

任意設(shè)站控制網(wǎng)高程觀測(cè)在高架地面段時(shí)一般采用二等水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)進(jìn)行矩形環(huán)觀測(cè)線(xiàn)路進(jìn)行觀測(cè)，而在地下隧道段，一般采用自由測(cè)站三角高程測(cè)量方法與平面觀測(cè)合并進(jìn)行高程測(cè)量。

高程測(cè)量進(jìn)行分段測(cè)量時(shí)，與平面測(cè)量一樣，搭接長(zhǎng)度不宜過(guò)短，一般控制在2 km以上，搭接不宜少于2對(duì)控制點(diǎn)，兩個(gè)測(cè)量區(qū)段應(yīng)進(jìn)行獨(dú)立平差，搭接段控制點(diǎn)高程差值≤±3 mm。滿(mǎn)足條件后，測(cè)量區(qū)段搭接處理采用約束平差法。

3 任意設(shè)站控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理

任意設(shè)站控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理采用專(zhuān)業(yè)平差軟件進(jìn)行解算，并進(jìn)行任意設(shè)站控制網(wǎng)的外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)處理及精度檢核，外業(yè)數(shù)據(jù)合格后再進(jìn)行控制網(wǎng)平差計(jì)算。

平面測(cè)量先采用獨(dú)立自由網(wǎng)平差，自由平差精度指標(biāo)滿(mǎn)足方向改正數(shù)≤±3″距離改正數(shù)≤±2 mm。滿(mǎn)足要求后，平面測(cè)量在采用設(shè)計(jì)院移交的高等級(jí)線(xiàn)路控制點(diǎn)作為起算點(diǎn)進(jìn)行固定約束平差。固定約束平差結(jié)果應(yīng)滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)范技術(shù)指標(biāo)要求，對(duì)不滿(mǎn)足精度要求的，分析原因并進(jìn)行重測(cè)。

高程測(cè)量應(yīng)對(duì)合格的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行閉合差計(jì)算，其精度應(yīng)滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)范的水準(zhǔn)線(xiàn)路的精度要求。滿(mǎn)足要求后，以復(fù)測(cè)高等級(jí)線(xiàn)路控制點(diǎn)時(shí)得到的下沉點(diǎn)高程為起算數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)密平差。測(cè)量平差后，高程中誤差≤±2 mm，相鄰點(diǎn)位高差中誤差≤±1 mm。

任意設(shè)站控制網(wǎng)復(fù)測(cè)，包括平面和高程，應(yīng)采用建網(wǎng)時(shí)同等技術(shù)要求和測(cè)量方法進(jìn)行復(fù)測(cè)，如任意設(shè)站控制點(diǎn)發(fā)生破壞或不穩(wěn)定時(shí)，選用附近穩(wěn)定的任意設(shè)站控制點(diǎn)參與測(cè)量平差。任意設(shè)站控制點(diǎn)復(fù)測(cè)與原成果的坐標(biāo)較差和高程較均差應(yīng)≤±3 mm，且相鄰點(diǎn)的坐標(biāo)增量較差和高差較差均應(yīng)≤±2 mm。當(dāng)較差超限時(shí)，應(yīng)認(rèn)真梳理復(fù)測(cè)觀測(cè)數(shù)據(jù)，檢查點(diǎn)位是否變動(dòng)等原因，確認(rèn)分析復(fù)測(cè)成果無(wú)誤后，對(duì)超限的控制點(diǎn)采用同精度內(nèi)插方式更新控制點(diǎn)成果。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上分析，我們可以知道，隨著時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，我國(guó)城市軌道交通發(fā)展迅速，無(wú)砟軌道不僅在高鐵上得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)應(yīng)用到了城市軌道交通領(lǐng)域。為了更好地鋪設(shè)無(wú)砟軌道，軌道精調(diào)滿(mǎn)足要求，城市軌道交通采用了任意設(shè)站控制網(wǎng)作為控制測(cè)量。在本工程中，采用了自由設(shè)站的邊角交會(huì)法，有效解決了任意設(shè)站控制網(wǎng)的測(cè)量精度，保證了無(wú)砟軌道的施工精度和軌道平順度，以及后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)方便使用。

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