城市軌道交通工程精密施工測量技術的應用與研究探究

葉洪劍

【摘要】本文針對精密施工測量技術的應用原則展開分析，內容包括合理性原則、經濟性原則、先整體后局部原則等，結合精密施工測量技術的應用要點，通過研究做好儀器調試工作、加強測量人員管理、建立測量數(shù)據(jù)庫等內容，其目的在于提升技術應用水平，加快城市軌道交通工程作業(yè)速度。

【關鍵詞】精密施工測量技術;經濟性原則;合理性原則

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.02.181

1、精密施工測量技術的應用原則

1.1合理性原則

在技術應用過程中，首要遵循的應用原則便是合理性原則，具體體現(xiàn)在以下幾點：第一，設備合理性，根據(jù)城市軌道工程的作業(yè)規(guī)模、區(qū)域地形變化等資料，選擇恰當?shù)臏y量設備參與到活動當中，從而得到真實有效的測量數(shù)據(jù)。第二，監(jiān)測點合理性，在布設監(jiān)測點時需要根據(jù)測量區(qū)域的地形變化、透視性等內容來完成監(jiān)測點的合理布設，而且也需要做好監(jiān)測點的保護工作，為監(jiān)測工作的有序進行奠定基礎。

1.2經濟性原則

進行城市軌道交通工程作業(yè)活動時，其涉及到許多的工作內容，所需要消耗的時間成本、人力成本較高，為了降低最終的成本支出，需要做好各環(huán)節(jié)成本控制，滿足經濟性原則要求。在具體應用中，體現(xiàn)在以下幾點：第一，設備成本管控，結合工程作業(yè)期限、施工單位資質等內容，選擇租賃或購買的方式來引入測量設備，減少該環(huán)節(jié)的成本支出。第二，人員成本控制，在實際應用中，需要選擇執(zhí)行能力強、綜合水平高的測量隊伍，同時也需要兼顧成本支出情況，使該環(huán)節(jié)成本能夠調控在合理范圍內，從而加快各項作業(yè)活動的有序進行。

1.3先整體后局部原則

除了上述應用原則外，在技術具體的應用過程中，還需要注重先整體后局部原則，即技術在應用時需要先做好整體規(guī)劃，隨后再做好局部規(guī)劃，在確保數(shù)據(jù)采集完整性的同時，也為數(shù)據(jù)分析工作的有序展開奠定基礎。在具體實踐中，需要在前期做好軌道工程沿線資料的調查工作，如已有建筑數(shù)量、在建建筑數(shù)量、沿線地形變化情況、區(qū)域氣候條件等，以此來擬定整體測量計劃，將區(qū)域劃分為若干個測量區(qū)域，隨后再擬定細部測量方案，做好層次數(shù)據(jù)的采集工作，提升最終測量結果的可靠性。

2、精密施工測量技術的應用要點

2.1設置平面控制測量網

2.1.1首級平面控制網

在所有類型的平面控制網當中，首級平面控制網屬于應用穩(wěn)定性較強、精準度較高的控制網類型，同時該控制網也是其他控制網順利應用的基礎條件。在具體的應用過程中，所應用到的控制樁點便是首級控制點，在布設過程中需要和城市軌道交通工程方向保持一致，而且在應用過程中，也需要兼顧控制點的覆蓋范圍，需要所設置控制點能夠完全覆蓋作業(yè)區(qū)域，對區(qū)域設備安全情況、結構沉降狀態(tài)、結構變形情況等內容做好分析，從而為后續(xù)精密測量工作的開始奠定基礎。

2.1.2二級平面控制網

在對二級平面控制網進行優(yōu)化設計時，需要提前將控制點圍繞施工現(xiàn)場進行布置，總結以往應用經驗，其位置一般會布設在作業(yè)區(qū)域邊緣距離100m～200m的位置，受到作業(yè)期間施工現(xiàn)場運輸車輛、機械設備工作、土方開挖等工作內容的影響，使得二級平面控制網中的監(jiān)測點經常被破壞，對此也需要提前做好相應的保護工作，而且在間隔一段時間后，需要對監(jiān)測點進行復核，并且也需要做好及時的修正處理，確保所監(jiān)測數(shù)據(jù)的精準度。另外，在二級平面控制網應用過程中，也需要將導線網作為主要載體，搭配全站儀來完成數(shù)據(jù)測量，得到可靠的測量數(shù)據(jù)。

2.1.3三級平面控制網

完成前兩級平面控制網布設之后，進入到三級平面控制網的布設環(huán)節(jié)中，為了提升采集數(shù)據(jù)的精密性，一般會分為兩個階段進行布設。在第一階段的布設環(huán)節(jié)中，其位置在建筑物基礎底板位置處，此時結構初始標高在±0.000m 以下，利用控制網進行細部放線。第二階段則是在結構標高超過±0.000m之后，將三級平面控制網轉移到結構內部，采用豎向投測的方式來完成結構細部測量。一般情況下，所使用的三級控制網精準度在1mm～2mm，而且建筑物內部所設置的控制點很容易受到到建筑物沉降的影響，這也是控制點布設過程中需要重點關注的內容，以提升測量數(shù)據(jù)的可靠性。

2.2進行高程測量

高程控制網較之平面控制測量相對比較簡單，高程控制網分二級布置。首級高程控制網以建設單位提供的高程控制點為基準建立，布設在視野開闊、遠離施工現(xiàn)場的穩(wěn)定可靠處，按二等精密水準測量的精度進行測設。二級高程控制網以首級高程控制網為依據(jù)創(chuàng)建，布設在施工場內，按四等水準的精度進行測設。兩級高程控制網布設與首級和二級平面控制網一致，共用同一點位。由于隨著時間的推移與超高層建筑的不斷升高，建筑物自重荷載不斷增加，建筑物會產生沉降。因此，平均每月一次復測高程控制點，并及時進行修正。

2.3豎向傳遞測量

2.3.1平面?zhèn)鬟f測量

城市軌道交通工程在修建過程中，會存在平面坐標傳遞的情況，這也是作業(yè)時需要重點關注的內容。在具體的傳遞測量環(huán)節(jié)中，經常使用到的傳遞測量方法包括激光鉛直內控法、修正處理方法、后方交會處理法、軸線投測作業(yè)法等。以軸線投測作業(yè)法為例，在實際應用中，會在工程主軸線的延長線方向上進行全站儀設備的架設，隨后利用儀器將所需要的施工軸線投射到作業(yè)層，為了提升軸線投測結果的可靠性，縱向和橫向上的軸線數(shù)量不小于2組，這也是進行數(shù)據(jù)校核時的基礎條件。

2.3.2高程傳遞測量

城市軌道交通工程在修建過程中，也需要進行高程坐標傳遞，這也是作業(yè)時需要重點關注的內容。在具體的傳遞測量環(huán)節(jié)中，經常使用到的傳遞測量方法包括鋼尺、天頂測距法（全站儀）、水準點引測等。以天頂測距法（全站儀）為例，在實際應用中，其是將全站儀作為傳遞測量載體，在實際應用中，會提前將全站儀安裝到初始基準點位置處，設置好儀器標高數(shù)據(jù)之后，將全站儀的望遠鏡垂直向上，激光束此時會沿著垂直方向到達待測層上，根據(jù)得到的高差測量數(shù)據(jù)，得到傳遞的高程數(shù)據(jù)。

2.4細部施工測量

2.4.1平面細部測量

進行精密性測量時，需要加強平面細部測量，一般情況下，所需要測量的區(qū)域總面積相對較小，此時進行細部測量時，可以選擇“全站儀+鋼尺”法來完成測量工作。在具體的測量過程中，需要將全站儀擺放在頂模的平臺上，依次進行工程角度閉合性、結構邊長距離等內容的質量復核，確定各項內容沒有問題后，將鋼尺作為輔助工具，依次完成結構細部軸線的放樣工作，做好數(shù)據(jù)記錄和整理工作，為后續(xù)作業(yè)活動的開奠定基礎。

2.4.2標高細部測量

進行精密性測量時，同樣額需要加強標高細部測量，一般情況下，所需要測量的區(qū)域范圍比較固定，而且測量高度存在一定落差，此時進行細部測量時，可以選擇“水準儀儀+鋼尺”法來完成測量工作。在具體的測量過程中，需要將全站儀擺放在結構頂端，搭配著鋼尺結構來完成標高參數(shù)的采集，做好數(shù)據(jù)記錄和整理工作，為后續(xù)作業(yè)活動的開奠定基礎。部分地區(qū)進行水準儀架設的難度較高，此時需要提前在結構處預埋托架結構，為測量工作的順利進行奠定基礎。

2.5控制點復核

施工單位接樁后，對測量樁點采取有效保護措施，嚴禁碰撞、毀壞。同時，測量人員對控制樁點進行復測，復測精度不低于釘樁精度。平面坐標的復測方法采用 GPS 靜態(tài)測法，GPS 靜態(tài)控制測量技術要求。具體做法是，用四臺 GPS同時架設在四個控制點上，聯(lián)測 40 分鐘以上，以長邊兩個控制點為基準，解算另外兩個控制點的坐標，與其已知坐標進行對比，計算坐標偏差△X、△Y ，若計算結果數(shù)值在±1mm以內，那么平面坐標復測精度合格。

2.6形變監(jiān)測測量

2.6.1結構沉降測量

在形變監(jiān)測數(shù)據(jù)整理過程中，結構沉降測量屬于基礎性的工作內容，在實際應用中，第一，做好監(jiān)測點的布設工作，選擇4-8個基準點來組成閉合導線，同時也需要將基準點和導線點關聯(lián)在一起，為基準點破壞后的順利恢復提供保障。第二，在具體的監(jiān)測過程中，需要確保水準尺的水平狀態(tài)，而且應確保每次監(jiān)測時的監(jiān)測點位置不變，得到統(tǒng)一的監(jiān)測數(shù)據(jù)。第三，進行數(shù)據(jù)信息處理，校核數(shù)據(jù)準確性之后，繪制沉降曲線，若沉降速度超過安全值，需要及時進行報備，擬定可靠的處理方案，確保工程作業(yè)環(huán)境的安全性。

2.6.2彈性形變測量

在彈性形變測量過程中，第一，做好監(jiān)測點的布設工作，沿著垂直方向選擇4-8個監(jiān)測點，同時也需要將監(jiān)測點設置在同一鉛垂線上，以采集到可靠的監(jiān)測數(shù)據(jù)。第二，在具體的監(jiān)測過程中，需要確保棱鏡的的穩(wěn)定狀態(tài)，而且應確保每次監(jiān)測時的監(jiān)測點位置不變，得到統(tǒng)一的監(jiān)測數(shù)據(jù)。第三，進行數(shù)據(jù)信息處理，校核數(shù)據(jù)準確性之后，繪制彈性變化曲線，若形變速度或累計形變值超過安全值，需要及時進行報備，擬定可靠的處理方案，確保工程作業(yè)環(huán)境的安全性。

2.6.3動態(tài)形變測量

除上述內容外，還需要做好動態(tài)形變的測量工作，在具體的測量過程中，第一，做好監(jiān)測點的布設工作，在作業(yè)區(qū)域周圍布設不少8個監(jiān)測點，同時也需要將監(jiān)測點組成一個閉環(huán)，以采集到可靠的監(jiān)測數(shù)據(jù)。第二，在具體的監(jiān)測過程中，合理應用引測的方法，豐富采集到的數(shù)據(jù)種類和總量。第三，進行數(shù)據(jù)信息處理，校核數(shù)據(jù)準確性之后，繪制變化曲線，若曲線變化趨勢接近危險區(qū)域，需要及時進行處理，以提升作業(yè)過程的安全性。

2.7采集數(shù)據(jù)整理

對于已經采集到的數(shù)據(jù)信息，也需要做好相應的處理工作，具體要點如下：第一，進行數(shù)據(jù)準確性校驗，檢查所采集數(shù)據(jù)的完整性和準確性，確定沒有問題后可以將其錄入到軟件中進行下一階段的處理。第二，進行數(shù)據(jù)曲線的繪制，將得到的變形類監(jiān)測數(shù)據(jù)，利用數(shù)字化技術處理之后，生成相應的曲線圖，而坐標數(shù)據(jù)則會借助三維軟件來完成建模處理，借此來提升采集數(shù)據(jù)的可視化。

3、精密施工測量技術應用時的注意事項

3.1做好儀器調試工作

通過做好儀器調試工作，可以降低采集數(shù)據(jù)的誤差范圍，提升采集數(shù)據(jù)的使用價值。在具體的應用過程中，需要擬定可靠的設備采購計劃，而且采購計劃中需要明確儀器的各項參數(shù)指標，確保采購儀器的合規(guī)性。在儀器正式使用前，還需要對儀器進行調試，如調整其水平狀態(tài)、是否對準基準點、數(shù)值偏差情況等，在完成合理調試后再進行使用。另外，在儀器完成使用后，還需要做好儀器保養(yǎng)工作，使其能夠恢復到初始狀態(tài)，以延長儀器的使用壽命。

3.2加強測量人員管理

通過加強測量人員管理，能夠加快測量活動的開展速度，減少人為因素帶來的干擾性。在具體應用中，需要做好以下兩方面內容：一方面，做好測量人員的選拔工作，選擇綜合實力較強，執(zhí)行力強、學習能力強的員工組成測量隊伍，提升初始狀態(tài)下測量隊伍的綜合能力水平。另一方面，在日常工作中也需要做好測量人員的培訓工作，提升員工理論和實踐能力，而且在工作期間還需要做好能力考核，淘汰不合格成員，提升員工的危機意識，重視培訓工作，確保培訓課程的開展效果。

3.3建立測量數(shù)據(jù)庫

通過建立測量數(shù)據(jù)庫，可以積累有效的測量數(shù)據(jù)，同時也能夠為管理體系的完善提供數(shù)據(jù)支持。在實際應用中，可以利用數(shù)據(jù)庫技術來建立數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫中還包含了許多分類模塊，如形變監(jiān)測數(shù)據(jù)、坐標數(shù)據(jù)等，定期進行數(shù)據(jù)匯總整理。而且在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)也會做好關鍵詞標記，如“某某段某某監(jiān)測點”，并且利用時間來劃分同類型監(jiān)測數(shù)據(jù)的層次，這樣在后期數(shù)據(jù)提取時，可以更加方便快捷地獲取到所需數(shù)據(jù)，進而提升監(jiān)測數(shù)據(jù)的使用價值。

3.4控制測量誤差

通過控制測量誤差，能夠提升數(shù)據(jù)采集結果的可靠性，為方案優(yōu)化提供可靠支持。在實際應用中，所需要面臨的誤差主要包括系統(tǒng)誤差和偶然誤差。前者主要是設備因素、人為因素、觀測條件影響結果準確性，可以通過規(guī)范操作行為、做好設備調試來規(guī)避。后者則具備了較強的不確定性，為更加接近測量真實值，可以利用多次測量的方式來縮小誤差范圍，依提升測量結果的準確性。

結語：

綜上所述，做好儀器調試工作，可以降低采集數(shù)據(jù)的誤差范圍，加強測量人員管理，能夠加快測量活動的開展速度，建立測量數(shù)據(jù)庫，可以積累有效的測量數(shù)據(jù)，控制測量誤差，能夠提升數(shù)據(jù)采集結果的可靠性。采取合理措施來提升精密測量技術的應用效果，對于提升測量數(shù)據(jù)應用價值，促進工程有序開展有著積極地意義。

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