關于聯(lián)系測量在地鐵工程中的應用

韓兵

（北京城建勘測設計研究院有限責任公司 北京市 100020）

在現(xiàn)代社會經(jīng)濟環(huán)境飛速發(fā)展的情況下，人們對交通出行的要求越來越高，伴隨著城市化進程不斷推進，地鐵交通逐漸成為各個城市發(fā)展的重要內容。城市軌道交通工程對方便市民出行，提高城市土地資源利用率、推動城市多元發(fā)展有至關重要的作用，因此社會各界對地鐵工程設計建造質量有更高要求。工程測量作為地鐵工程中至關重要的工作，需要利用先進成熟的理念和技術，來確保測量精確度和可靠性，因此針對聯(lián)系測量這類先進技術手段進行研究非常有必要。

1 工程概況

四川某市地鐵5號線路全長49km，是貫通該市熱門商圈、辦公區(qū)、金融區(qū)的重要線路。本文研究測量的是該線路TA051標段施工豎井，該段長度2.5km，具體測量地點是該標段一處明挖段豎井施工點。基于對工程特點的研究，秉承提升精確度的理念，測量小組采用聯(lián)系測量方法，給予井下測量提供數(shù)據(jù)支持。該次測量工作主要用到的儀器是JZC-E20A極廣自動安平垂準儀和TS30全站儀。另外，為了保證所有測量工作保持同步，進一步保證精度，由測量工程師和技術人員組成了測量小組，全權負責測量工作，配合工程設計、施工隊伍完成施工。

2 聯(lián)系測量在地鐵工程中應用的意義

在地鐵工程的建造過程中，豎井施工是比較主要的方法之一，豎井開挖方式和精度控制至關重要。平面聯(lián)系測量法和高程聯(lián)系測量法可以在地鐵豎井施工測量中進行結合，確保井下導線起算點的坐標方位角的精確性，同時還能對地上、地下控制網(wǎng)指定統(tǒng)一坐標系統(tǒng)。在我國大多數(shù)地鐵工程施工過程中，將會重點設定高程坐標和平面坐標，然后基于此構建坐標體系，并提升測量效率[1]。

另外，地鐵車站作為地鐵交通線路的重要部分，當車站始發(fā)井構建完成后，需要將前面設定的坐標傳遞到井下，為后續(xù)的盾構施工掘進提供必要依據(jù)。在地鐵工程施工過程中，豎井平面高程、平面高度等數(shù)據(jù)需要保持精準性，不得與盾構施工初始數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，否則容易影響隧道挖掘方向精度[2]。大量實際工程證明聯(lián)系測量施工技術對于減小誤差、提升準確性、提升工程施工安全都有至關重要的作用，通過聯(lián)系測量可以為地鐵工程施工打下可靠基礎，并為相關工程環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)測算、核算提供重要依據(jù)，所以聯(lián)系測量方法對保證地鐵工程質量有重要意義。

3 地鐵工程中平面聯(lián)系測量方法主要分類

3.1 聯(lián)系三角形法

這是目前我國地鐵工程測量中的常用方法之一，主要是使用全站儀結合鋼絲進行測量，可以比較輕松判斷井下導線坐標數(shù)據(jù)。在測量期間，需要避免觸碰鋼絲，通過在鋼絲上粘貼反射片的方式來使用全站儀進行測量。顯然，該方法優(yōu)點在于適合多種不同應用環(huán)境和要求，并且操作簡便，效率高。缺點是容易受風力、機器震動等因素影響，定向精度相對低。

3.2 儀器組合法

這里提到的儀器主要包括陀螺儀、鉛垂儀和全站儀，該方法相對于聯(lián)系三角法而言，優(yōu)勢在于可以適應施工場地面積較小的情況，比較適用于多種平面聯(lián)系測量工作。目前，由這類儀器組合使用而實施的測量方法在很多地區(qū)的地鐵工程中都有應用，其測量精度較高的同時工作強度也比較小。不過，因為該方法用到的都是高精密儀器，比較容易受到干擾，在使用的時候需要確保環(huán)境比較安靜穩(wěn)定。

3.3 導線直接傳遞法

這種方法主要是利用導線來將坐標傳遞至井下，一般用于斜井以及井口較大的隧道工程。這種方法工作量較小、測量效率高，且精確度有保證[3]。不過，在使用過程中需要確保測量人員對全站儀等設備的使用足夠熟練，并且具備成熟的測量經(jīng)驗，在測量過程中需要考慮豎軸補償情況。

3.4 鉛垂儀投點法

這種方法主要是在豎井上合適位置搭設平臺，然后通過打孔和觀測平臺架設鉛垂儀的方法，來向井下投點，同步進行定向測量。該方法可以直接測量地下坐標，省去了繁瑣的控制點平差計算步驟。一般采用該方法進行測量時，投點精度偏差需要小于3mm，所計算的定向邊則須達到155m。該方法的局限性在于，必須要求測量現(xiàn)場有兩個間距較大的豎井或孔洞，并且要求豎井之間的通視條件較好，所以不太適合埋深較大的工程。

3.5 鋼絲兩井定向

可在車站兩端或者已經(jīng)貫通的兩個車站或豎井間來布設，每側至少布設一根鋼絲，由地面聯(lián)系近井導線將坐標數(shù)據(jù)傳遞至鋼絲；在車站或隧道內，用附合無定向導線將兩側的鋼絲連接起來，用迭代平差法求得隧道內導線點的精確坐標數(shù)據(jù)。這種方法適合于已經(jīng)初步形成的車站，已經(jīng)貫通的隧道所連接的車站或者施工豎井，不適合窄小空間。

4 測量準備工作

根據(jù)工程需要，所采用的JZC-E20A極廣自動安平垂準儀具有自動補償功能，有利于在使用過程中簡化操作步驟，提升測量精度。該類儀器核心光學系統(tǒng)具有一定先進性，空間位相調制器所發(fā)射出來的激光具有很好的明暗表現(xiàn)，非常有利于測量人員識別和觀察。同時，用到的激光垂準儀充分考慮到了對摩擦系數(shù)的及時補償。因為傳統(tǒng)垂準儀一般通過電子或重力補償法，導致補償系數(shù)不夠，達不到測量標準。因此，本文案例中地鐵工程測量小組選用了一種具備液體雙光楔自動補償技術的激光垂準儀，該儀器不確定度低至萬分之一，可以有效保證測量精度。

5 正式測量

在本文案例地鐵工程的測量工作中，事先設定M和N作為施工控制點。在地面平面靠近豎井的位置設置加密點A1，然后井下加密控制點分別為A2和A3，其中A2點在橫向通道右側線路的合適位置，A3位置位于豎井口的位置。另外，為了滿足測量和觀測需求，測量小組在地面與A2點垂直對應的位置進行鉆孔作業(yè)。

基礎工作準備就緒和設備調試完畢之后，測量技術人員打開激光投點儀，讓其激光通過地下基準點投射至地面。然后將兩臺垂準儀分別放置于豎井平臺和鉆孔部位，然后自上而下分別投射至A2、A3點。然后，分別以 0°、90°、180°、270°角度調整儀器。在此之后，所投射的點線將會形成幾何圖形，通過計算找出該圖形重心。接下來，更換垂準儀，用合適的棱鏡以嚴格的精密導線技術標準開展測量工作。需要注意，在觀測數(shù)據(jù)時，要結合現(xiàn)場溫度、氣壓調整相關數(shù)值。最后，基于M、N控制點的判定，對A1、A2、A3組合而成的閉合導線來進行計算，并將相關實測數(shù)據(jù)和計算數(shù)據(jù)納入專業(yè)計算軟件進行平差計算。

通過計算結果可以發(fā)現(xiàn)，使用聯(lián)系測量方法可以大幅度提升測量精度，并且能夠滿足方位角差8″的限差要求?；谠摲椒ǎ樌瓿闪藢こ虦y量精度的核算工作，為后續(xù)施工打下了堅實基礎，并留下了大量至關重要的施工技術依據(jù)。

6 結語

綜上所述，在當代社會經(jīng)濟飛速發(fā)展且城市化進程不斷加快的大環(huán)境下，在多種工程設計和建設過程中，大量先進的技術理念和工具都得到了實際應用。隨著當前各地區(qū)地鐵工程建設規(guī)模不斷擴大，質量要求不斷提高，聯(lián)系測量技術憑借著極高的精準性和廣泛的適用性而深得重視。相關技術人員需要熟練掌握不同聯(lián)系測量技術的技術原理和相關設備的操作方法，并且懂得結合工程實際情況進行靈活應用，進而給現(xiàn)代地鐵工程建設做出重要貢獻。