地鐵平面聯(lián)系測量方法研究

楊 柳 左智剛

(1.陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學院，陜西渭南 714000;2.中鐵二十局，陜西西安 710016)

地鐵工程主要通過豎井提供工作面進行施工，如何保證井下按設(shè)計開挖就成為施工的首要問題［1］。豎井聯(lián)系測量包括平面聯(lián)系測量和高程聯(lián)系測量(即定向和導入高程)，其主要測量任務(wù)是確定井下導線起算邊的坐標方位角、確定井下導線起算點的平面坐標和確定井下水準基點的高程，保證地下控制網(wǎng)與地上控制網(wǎng)具有統(tǒng)一的坐標系統(tǒng)，從而為施工提供依據(jù)［2］。目前，聯(lián)系測量的方法較多，平面方面有聯(lián)系三角形法、陀螺定向法、導線直接測定法和投點定向法等［3-4］，高程方面有懸掛鋼尺法、光電測距三角高程法和水準測量法等。一般高程聯(lián)系測量比較簡單，精度也比較容易保證，而在隧道施工控制測量中的平面坐標傳遞比較困難。本文結(jié)合工程實例，主要針對豎井平面聯(lián)系測量中所采用的聯(lián)系三角形法做了詳細研究，可供地鐵測量工作參考應(yīng)用。

1 工程概況

標段范圍起訖里程為DK33+022.303～DK38+952，正線全長5.928雙延米，其中 GDK33+951.219到GDK38+359長度為雙向4 407.781延米的盾構(gòu)區(qū)間，隧道暗挖段813.144雙延長米，隧道明挖段386.772雙延長米，設(shè)車站1座，長322 m，為地下二層島式站臺。

2 平面聯(lián)系測量

2.1 盾構(gòu)井近井點測量

根據(jù)現(xiàn)場情況，為了方便聯(lián)系測量，需要將遠處的控制點引測至盾構(gòu)井井面附近。采用沿線路方向，盡量和線路線行保持一致的方式測設(shè)，導線為直伸附合式導線線路。起閉導線點均為同精度CPⅡGPS控制點，在盾構(gòu)井附近加密了2個導線控制點，分別為JM1和JM2，導線線路施測長度約為1.28 km。由于條件限制，有部分導線邊為長短邊相接，最短邊約為100 m左右，最長邊為300 m左右，通視效果良好。為了滿足施工測量的精度要求，按四等導線要求(表1所示)測設(shè)，導線布置如圖1所示。

表1 四等導線測量技術(shù)要求

圖1 盾構(gòu)井近井點測量

2.2 聯(lián)系測量

GDK33+951.219盾構(gòu)井平面聯(lián)系測量起始邊為CPⅡ66 和 JM1近井點，井下投點為 DG1、DG2、DG3、DG4共四個井下聯(lián)系測量成果點，由于條件限制，有部分邊長為長短邊，最短邊約為20 m，最長邊約為90 m，通視條件良好。具體聯(lián)系測量布置方法是:在盾構(gòu)井井面的混凝土橫梁上安裝支架，將直徑為0.3 mm的鋼絲一端固定在上面，另一端懸掛10 kg的重錘［5，6］，重錘浸沒在油桶中。按照同樣的方法在同一豎井中再懸掛上另一根鋼絲，這樣，兩根鋼絲與近井點JM1組成聯(lián)系三角形。在進行聯(lián)系測量之前，分別給兩根鋼絲的井上和井下適當部位貼上反射片(注意兩個反射片要有一定的落差，且保證反射片上“十”字的豎線與鋼絲線重合［7，8］)。根據(jù)《城市軌道交通工程測量規(guī)范》，聯(lián)系三角形布置必須滿足以下的要求:

①豎井中懸掛鋼絲間的距離應(yīng)盡可能長。

②聯(lián)系三角形的銳角 γ、γ'宜小于1°，呈直伸三角形。

③a/c、a'/c宜小于 1.5，a、a'為近井點至懸掛鋼絲的最短距離。

豎井上下均采用1″級精度全站儀，用方向觀測法觀測4測回，測角中誤差均保證在±2.5″之內(nèi)。

(1)井上聯(lián)系測量方法

現(xiàn)將近、遠兩根鋼絲上反射片中心位置點號分別記為G1與G2，如圖2所示，在控制點JM1上安置全站儀，后視CPⅡ66點，利用方向觀測法(技術(shù)要求見表2)對角CPⅡ66－JM1－G1和 CPⅡ66－JM1－G2三組數(shù)據(jù)進行觀測，每組數(shù)據(jù)觀測4個測回;對近井點(井下架站點)到最近鋼絲，近井點(井下架站點)到最遠鋼絲及兩鋼尺間的水平距離也觀測了三組數(shù)據(jù);JM1、G1和G2三點連接構(gòu)成了聯(lián)系三角形，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，得到圖2中邊 JM1－G1與邊JM1－G2的夾角 γ為12″，小于 1°滿足規(guī)范要求。

圖2 井上聯(lián)系測量

表2 方向觀測法技術(shù)要求 (″)

對測量的數(shù)據(jù)進行處理，并通過坐標正算公式得到G1與G2兩點的坐標和方位角(見表3和表4)。

表3 井上遠、近鋼絲的平面坐標與其方位角

表4 井上遠、近鋼絲的平均平面坐標與其方位角

(2)井下聯(lián)系測量方法

在井下共設(shè)置了 4 個控制點 DG1、DG2、DG3、DG4，近、遠兩鋼絲的點號標記同上?，F(xiàn)將全站儀安置在DG4點上，以近鋼絲方向定向，采用同樣的方法和測回數(shù)對 DG1、DG2、DG3、G1、G2這5 個方向進行觀測(角度和距離)。其中，井下的DG4、G1和G2三點也構(gòu)成了聯(lián)系三角形，同樣要保證DG4－G1邊與DG4－G2邊的夾角不能超過1°。將上面得到的G1和G2兩點的坐標和方位角作為起算數(shù)據(jù)，通過對測量的處理，得到DG1、DG2、DG3、DG4四個控制點的坐標(如表5 所示)。

表5 井下控制點坐標成果

3 精度分析

經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，井上近井點測量的方位角閉合差為－7.486 4″，相對閉合差為1/138 809，完全滿足四等導線的精度要求。對于豎井聯(lián)系測量，其測量精度情況見表6。

表6 精度對照

從表6的數(shù)據(jù)可看出:豎井聯(lián)系測量的各項指標都滿足《城市軌道交通工程測量規(guī)范》的要求。

4 結(jié)束語

主要結(jié)合某地鐵工程，對該地鐵暗挖隧道聯(lián)系測量中所采用的聯(lián)系三角形法做了詳細的論述，并對聯(lián)系測量的精度進行了分析，實踐證明，聯(lián)系三角形法完全能滿足該地鐵施工測量的精度要求。

［1］ 胡順華．南京地鐵暗挖隧道聯(lián)系測量方案設(shè)計［J］．江西測繪，2011(3):42-45

［2］ 莫中生，張慧慧．沈陽地鐵豎井定向測量主要方法探討［J］．遼寧省交通高等?？茖W校學報，2008(2):7-9

［3］ 袁仁愛，杜強，羅田郎．瀏陽河隧道3～#豎井陀螺定向聯(lián)系測量技術(shù)［J］．鐵道工程學報，2010(1):37-40

［4］ 鄭國才，高俊強，王維．地鐵隧道聯(lián)系測量方法與精度探討［J］．礦山測量，2007(3):55-57

［5］ 肖慶疆，季軍，梁俊勝．中長距離盾構(gòu)法隧道施工聯(lián)系測量方法［J］．建筑，2010(18):67-70

［6］ 楊雪，王榮．豎井聯(lián)系測量方法的應(yīng)用與探討［J］．測繪技術(shù)裝備，2009(4):19-21

［7］ 中華人民共和國建設(shè)部．城市軌道交通工程測量規(guī)范［S］．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2008

［8］ 陳方敏．吊鋼絲聯(lián)系三角形法在隧道測量大型深豎井定向中的應(yīng)用［J］．城市勘測，2010(2):121-123