地鐵工程貫通后控制點(diǎn)聯(lián)測相關(guān)問題分析

楊定強(qiáng)　許鋒

【摘? ? 要】： 為提高盾構(gòu)接收車站既有底板控制點(diǎn)穩(wěn)定性，以實(shí)際工程為例，介紹高架區(qū)間、明挖區(qū)間、盾構(gòu)區(qū)間聯(lián)測實(shí)施情況及控制點(diǎn)聯(lián)測起算點(diǎn)選取方式、相鄰區(qū)間先后聯(lián)測的搭接方式，并對聯(lián)測注意事項(xiàng)進(jìn)行了詳細(xì)說明。

【關(guān)鍵詞】： 控制點(diǎn)；聯(lián)測；地鐵；盾構(gòu)

【中圖分類號(hào)】：U452.1【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】：C【文章編號(hào)】：1008-3197（2023）05-36-04

【DOI編碼】：10.3969/j.issn.1008-3197.2023.05.009

Analysis on the Related Problems of Joint Survey of Control Points after Subway Project Holing Through

YANG Dingqiang XU Feng

（1.China Railway Liuyuan Group Co.Ltd.，Tianjin 300308，China；2.Ningbo Rail Transit Group Co.Ltd.， Ningbo 315000，China）

【Abstract】：In order to improve that stability of existing floor control point of shield receiving station， this paper analyzes the method of selecting the starting point of joint survey of control points in different construction methods： elevated section， open cut section and shield section， the lap method of successive joint survey of adjacent sections， and explains in detail the joint test attention.

【Key words】：control point；joint test; subway; shield

軌道工程測量的起算數(shù)據(jù)為相關(guān)土建工程貫通后的地面、地下控制點(diǎn)聯(lián)測數(shù)據(jù)。眾多學(xué)者對地鐵工程測量進(jìn)行研究，梁昭陽等[1]對首級(jí)控制網(wǎng)的建網(wǎng)精度進(jìn)行分析；閆威男[2]對地鐵線路銜接區(qū)域的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換進(jìn)行研究；王玉福等[3]從控制測量、施工過程聯(lián)系測量、竣工測量進(jìn)行論述；石樂樂等[4] 對各施工工法車站起始邊的精度進(jìn)行分析，進(jìn)而對兩站一區(qū)間聯(lián)測的地下導(dǎo)線精度進(jìn)行推導(dǎo)。本文以具體工程為例，闡述地面部分（高架段、路基過渡段）、地下部分（明挖區(qū)間、盾構(gòu)區(qū)間）在施工完成后進(jìn)行控制點(diǎn)聯(lián)測的起算點(diǎn)選點(diǎn)方式及相鄰施工工法控制點(diǎn)聯(lián)測搭接方式。

1 工程概況

某地鐵自西向東敷設(shè)，線路長25.8 km，其中高架段長約5.5 km、過渡段長約0.5 km、地下段長約19.8 km，設(shè)車站9座，其中高架站2座、地下站7座。見圖1。

2 聯(lián)測實(shí)施

2.1 高架區(qū)段

高架工程的聯(lián)測在橋面工程及相關(guān)附屬設(shè)施竣工后，需將地面控制點(diǎn)的坐標(biāo)、方位傳遞至橋面，進(jìn)行限界測量，建立CPⅢ控制網(wǎng)。地面起算點(diǎn)為軌道交通工程次級(jí)控制網(wǎng)GPS網(wǎng)控制點(diǎn)、三級(jí)控制網(wǎng)精密導(dǎo)線網(wǎng)[3]、工程標(biāo)段局部地面加密控制點(diǎn)。高架區(qū)間分兩個(gè)施工標(biāo)段，一標(biāo)段聯(lián)測選用了4對精密導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行該區(qū)間控制點(diǎn)聯(lián)測，共聯(lián)測11個(gè)平面控制點(diǎn)，地面點(diǎn)與橋面加密點(diǎn)處銜接點(diǎn)共3個(gè)，聯(lián)測平均邊長約303.004 2 m。外業(yè)測量采用三聯(lián)腳架法按四測回進(jìn)行角度、距離觀測。內(nèi)業(yè)采用科達(dá)普施測量控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行嚴(yán)密平差處理，共形成6條附和導(dǎo)線，角度閉合差均＜±5[n]（n為觀測角個(gè)數(shù)），相對精度小于1∶35 000，滿足相關(guān)規(guī)范限差要求。見圖2。

二標(biāo)段進(jìn)行區(qū)間控制點(diǎn)聯(lián)測時(shí)，由于與一標(biāo)段存在銜接測量，按城市軌道交通相關(guān)測量管理規(guī)定每季度對地面首級(jí)控制網(wǎng)、范圍內(nèi)的加密控制網(wǎng)進(jìn)行復(fù)核測量，保證進(jìn)行聯(lián)測時(shí)起算點(diǎn)成果的穩(wěn)定性[1]。搭接端頭選用與一標(biāo)段公共的起算點(diǎn)D17164、D17165，外業(yè)置盤按00°00′50″、30°12′30″、60°24′10″、90°30′50″進(jìn)行外業(yè)角度與距離觀測，左右角平均值之和與360°較差不得＞4″[5]，測距一測回三次讀數(shù)較差應(yīng)＜3 mm。相關(guān)外業(yè)觀測要求滿足規(guī)定后，進(jìn)行內(nèi)業(yè)導(dǎo)線平差，該附和線路的角度閉合差為-5.7″，相對精度1∶198 504；測量成果滿足相關(guān)精度指標(biāo)要求。見圖3。

將兩標(biāo)段的銜接點(diǎn)進(jìn)行坐標(biāo)較差和銜接邊方位角的比較，銜接測量成果滿足相關(guān)要求。見表1和表2。

為保證后續(xù)軌道工程建網(wǎng)成果一致性，搭接點(diǎn)坐標(biāo)成果取值采用一標(biāo)段聯(lián)測成果作為最終取值。

2.2 路基過渡段

在小里程方向采用二標(biāo)段布設(shè)于橋面經(jīng)過聯(lián)測的的控制點(diǎn)JH137Z、JH132Z、JH126Z作為起算點(diǎn)，大里程以地面精密導(dǎo)線點(diǎn)D17162、D17161作為起算點(diǎn)，外業(yè)觀測方式、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理方法同上。附和線路D17162—D17161～JH132Z—JH137Z角度閉合差為1.5″，相對精度1∶72 534；D17162-D17161～JH132Z—JH137Z角度閉合差為2.6″，相對精度1∶106 196，測量成果符合精密導(dǎo)線相關(guān)限差要求。見圖4。

2.3 明挖區(qū)間

明挖區(qū)間左線大里程端采用黃石站—市五醫(yī)院站盾構(gòu)區(qū)間聯(lián)系測量貫通前150～200 m聯(lián)系始發(fā)基線邊HSZ01—HSZ02、小里程端以過渡段聯(lián)測成果JH137Z—HSZZ作為起算邊，構(gòu)成了與底板加密點(diǎn)ZD1、GD5Z、MWZ6、MWZ5、MWZ4 連接的附和導(dǎo)線。經(jīng)過嚴(yán)密平差，角度閉合差-6.7″、X坐標(biāo)閉合差0.002 1 mm、Y坐標(biāo)閉合差0.003 4 mm、 總長度1.032 8 km、相對精度1∶257 840；相關(guān)精度統(tǒng)計(jì)指標(biāo)滿足要求。

2.4 盾構(gòu)區(qū)間

鳳溪河站—市五醫(yī)院站盾構(gòu)區(qū)間先完成掘進(jìn)，需進(jìn)行地下控制點(diǎn)聯(lián)測及凈空斷面測量。市五醫(yī)院站作為盾構(gòu)接收車站，施測首段、1/2段、末段底板控制點(diǎn)，為確保底板控制點(diǎn)成果的正確性，根據(jù)車站的實(shí)際情況，選用首段、1/2處底板點(diǎn)作為聯(lián)測起算邊，通過兩井定向聯(lián)系測量方法將其方位、坐標(biāo)進(jìn)行重新檢核[2]；地面以G17118—G17119作為起算邊，經(jīng)地面加密點(diǎn)D17153、D17154-1、D17155-1、D17156-2、D17157附和至G17117—D17149；在井上近井點(diǎn)D17156-2設(shè)站觀測鋼絲1、鋼絲2；井下部分分別在CBDZ1、CBDZ2設(shè)站，分別后視CBDZ2、CBDZ1，觀測鋼絲1、鋼絲2，進(jìn)行角度、距離觀測，完成第一組聯(lián)系測量數(shù)據(jù)采集，從阻尼液中提起重錘，撥動(dòng)井上鋼絲位置，落下重錘，待其穩(wěn)定后，進(jìn)行第二組觀測數(shù)據(jù)采集[6]。本次聯(lián)系測量共觀測3組數(shù)據(jù)，進(jìn)行內(nèi)業(yè)平差，附和導(dǎo)線測量精度滿足規(guī)范要求。每組底板控制點(diǎn)方位角互差＜8″，則成果滿足要求，取其成果均值作為后續(xù)控制點(diǎn)聯(lián)測的起算成果。在大里程端以貫通前聯(lián)系測量基線邊ZDB-3—ZDB-2作為起算點(diǎn)，外業(yè)按精密導(dǎo)線要求進(jìn)行方向觀測法四測回測量，每測站角度、距離觀測滿足要求后，方可進(jìn)行剩余測站的的觀測，總計(jì)觀測11站；將外業(yè)采集的電子手薄數(shù)據(jù)導(dǎo)入平面控制網(wǎng)平差軟件進(jìn)行平差，將接收端兩種方式測量成果導(dǎo)入平差軟件。接收端聯(lián)系測量起算點(diǎn)角度閉合差-10.7 ″，X坐標(biāo)閉合差-0.011 9 m，Y坐標(biāo)閉合差0.003 3 m，總長度1.788 9 km，相對精度1∶144 399；接收端既有底板控制點(diǎn)平差成果角度閉合差2.2″，X坐標(biāo)閉合差-0.034 2 m，Y坐標(biāo)閉合差-0.0417 m，總長度1.788 9 km ，相對精度1∶33 198。

精度成果統(tǒng)計(jì)表明：當(dāng)接收車站既有底板控制點(diǎn)經(jīng)聯(lián)系測量聯(lián)測后，提高了附和導(dǎo)線各項(xiàng)精度指標(biāo)，使其達(dá)到了城市軌道交通三等導(dǎo)線測量要求，能滿足兩站一區(qū)間基本聯(lián)測單元對地下控制點(diǎn)點(diǎn)位精度的要求，其成果可作為后續(xù)工程測量定位的起算成果。

而造成既有底板控制點(diǎn)聯(lián)測后導(dǎo)線測量精度低原因：

1）車站底板結(jié)構(gòu)分塊施作，在復(fù)雜施工環(huán)境下相鄰控制點(diǎn)未進(jìn)行聯(lián)測，控制點(diǎn)關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)；

2）地鐵車站一般屬于深基坑工程，在進(jìn)行底板控制點(diǎn)直接傳遞時(shí)，觀測條件復(fù)雜，影響點(diǎn)位精度。

黃石站—市五醫(yī)院站盾構(gòu)區(qū)間左線貫通后，其前后的隧道掘進(jìn)區(qū)間明挖段均已完成地下控制點(diǎn)聯(lián)測工作，進(jìn)行中線調(diào)整測量，起算點(diǎn)成果已經(jīng)確定，在該區(qū)間聯(lián)測時(shí)起算點(diǎn)成果沿用上述坐標(biāo)值。導(dǎo)線測量以HSZ01—HSZ02作為起始邊、經(jīng)加密點(diǎn)HSZ71、HSZ162、HSZ271、HSZ401、HSZ541、HSZ661、HSZ735、HSZ863、HSZ972 聯(lián)測至附和邊CBDZ2—CBDZ1。經(jīng)平差，角度閉合差為-9.0″，相對精度為1∶4239 1。經(jīng)聯(lián)系測量的接收站底板控制點(diǎn)滿足相鄰區(qū)段的控制點(diǎn)聯(lián)測工作，保證了地下控制測量的精度。

3 注意事項(xiàng)

1）地鐵工程環(huán)境復(fù)雜多變，應(yīng)按要求定期進(jìn)行首級(jí)網(wǎng)的復(fù)測，對破壞的點(diǎn)位進(jìn)行恢復(fù)，重新測量，納入整網(wǎng)平差，對其進(jìn)行精度評(píng)定；施工測量過程中的加密控制網(wǎng)應(yīng)同首級(jí)網(wǎng)進(jìn)行整體平差。相鄰施工銜接標(biāo)段，控制測量時(shí)應(yīng)搭接公共控制點(diǎn)，或施測至共用加密控制點(diǎn)。

2）控制點(diǎn)聯(lián)測工作開展前，應(yīng)對所使用的光學(xué)對中覘牌進(jìn)行歸心檢查，保證對點(diǎn)誤差滿足要求；配置溫度計(jì)與氣壓計(jì)，應(yīng)對不同施工工法時(shí)的測量環(huán)境轉(zhuǎn)換，記錄不同施測條件下溫度、氣壓，保證測距精度。

3）高架區(qū)間、路基過渡段點(diǎn)位布設(shè)時(shí)，邊長應(yīng)盡可能均勻，條件不利情況下，最短邊長不宜＜100 m，相鄰短邊與長邊比例不宜＜1∶2，地面起算邊與其連接時(shí)，當(dāng)垂直角＞30°時(shí)應(yīng)設(shè)置轉(zhuǎn)點(diǎn)進(jìn)行連接，視線與構(gòu)筑物的距離不得＜1.5 m。

4）起算點(diǎn)的選擇在高架、明挖處應(yīng)以地面GPS、精密、加密導(dǎo)線為主，相鄰標(biāo)段的搭接測測量應(yīng)選擇公共起算邊且加密點(diǎn)的公共點(diǎn)數(shù)量應(yīng)為2個(gè)及以上，完成測量進(jìn)行精度評(píng)定后，應(yīng)對公共加密點(diǎn)進(jìn)行成果比較，當(dāng)測量成果的坐標(biāo)較差、方位角差值滿足要求時(shí)，最終成果可采用原值或兩次成果均值；當(dāng)相鄰標(biāo)段在聯(lián)測時(shí)由于現(xiàn)場條件的影響，不能聯(lián)測到公共起算邊，也可采第三方測量的檢測成果最為起算成果，一般采用3個(gè)點(diǎn)位成果作為起算邊，進(jìn)行邊角關(guān)系的檢查，滿足要求后，方可進(jìn)行聯(lián)測，否則應(yīng)重新排查點(diǎn)位的穩(wěn)定性，確定起算點(diǎn)。

5）盾構(gòu)區(qū)間聯(lián)測時(shí)，一般選用貫通前150～200 m測量基線邊作為起算成果，該階段測量基線為多階段成果均值，可靠性高，一旦起算邊成果確定后，起算成果不能更改。對于盾構(gòu)接收車站，為保證聯(lián)測附和導(dǎo)線測量精度，一般應(yīng)進(jìn)行多組鋼絲觀測的兩井定向聯(lián)系測量。在狹小空間下制定聯(lián)系測量方案時(shí)，一般以短基線進(jìn)行始發(fā)，待隧道掘進(jìn)一定距離后拉長基線邊，在此過程中，注意保持長基線邊的穩(wěn)定。盾構(gòu)區(qū)間一般按照兩站一區(qū)間作為基本聯(lián)測單元，實(shí)際作業(yè)過程中，存在相鄰標(biāo)段未貫通的情形，在跨越未貫通區(qū)間進(jìn)行起算點(diǎn)的選擇時(shí)，應(yīng)以區(qū)間兩端的始發(fā)基線邊為起算成果，通過逆向聯(lián)系測量的方式將坐標(biāo)和方位投測至地面固定點(diǎn)，地面導(dǎo)線以附和形式連接，進(jìn)行平差判定是否滿足精密導(dǎo)線測量要求，進(jìn)而判定地下起算點(diǎn)的穩(wěn)定性和精度。

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