軌道交通工程測(cè)量中不同平面聯(lián)系測(cè)量方法的應(yīng)用比對(duì)

魏鵬琳 郭春生 彭琛

摘 要：平面聯(lián)系測(cè)量是指導(dǎo)盾構(gòu)推進(jìn)的重要環(huán)節(jié)，實(shí)際工程中采用兩井定向進(jìn)行施測(cè)。常用的測(cè)量方法包括直接導(dǎo)線法與吊鋼絲法，筆者采用上述兩種方法在佛山市深電區(qū)間進(jìn)行聯(lián)系測(cè)量，測(cè)量后統(tǒng)計(jì)兩種方法的消耗對(duì)比，總結(jié)兩種方法適應(yīng)的場(chǎng)景。

關(guān)鍵詞：平面聯(lián)系測(cè)量;兩井定向;直接導(dǎo)線法;吊鋼絲法

中圖分類號(hào)：U239.5 ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1003-5168（2022）6-0077-03

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2022.06.018

Application Comparison of Different Plane Connection Measurement Methods in Rail Transit Engineering Survey

WEI Penglin ? ?GUO Chunsheng ? ?PENG Chen

（SGIDI Engineering Consulting（Group） Co.，Ltd.，Shanghai 200093，China）

Abstract：Plane contact measurement is an important link to guide shield propulsion. In practice， two wells are used for directional measurement. The common measurement methods include direct conductor method and hanging wire method， The author use the above two methods to measure the connection between the deep electric power sections in Foshan City. After the measurement， the consumption comparison between the two methods is calculated and the scenarios suitable for the two methods are summarized.

Keywords： plane contact;measurement of two well directional;direct wire;method of wire lifting

0 引言

聯(lián)系測(cè)量作為軌道交通工程測(cè)量的重要環(huán)節(jié)，主要任務(wù)是將地面坐標(biāo)系統(tǒng)和高程基準(zhǔn)傳遞到地下，使地上地下的測(cè)量工作采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)[1]。將地面坐標(biāo)系統(tǒng)傳遞到地下的測(cè)量工作稱為平面聯(lián)系測(cè)量，是指導(dǎo)盾構(gòu)推進(jìn)施工的基本條件，作為盾構(gòu)推進(jìn)指示方向，是確保隧道貫通的重要環(huán)節(jié)[2]。

本文以佛山地鐵三號(hào)線深村站至電視塔站區(qū)間為例，對(duì)盾構(gòu)隧道區(qū)間不同的平面聯(lián)系測(cè)量方法進(jìn)行比較，同時(shí)對(duì)內(nèi)外業(yè)實(shí)施過程進(jìn)行了相關(guān)分析。

1 平面聯(lián)系測(cè)量的精度分析及方法介紹

平面聯(lián)系測(cè)量任務(wù)在于提供地下導(dǎo)線起算邊的坐標(biāo)方位角及起算點(diǎn)的平面坐標(biāo)[3]。隨著儀器精度的逐步提高，起算點(diǎn)的平面坐標(biāo)傳遞能較好控制，坐標(biāo)方位角的傳遞往往較難控制，須優(yōu)化測(cè)量手段，保證坐標(biāo)方位角的正確[4]。

聯(lián)系測(cè)量根據(jù)導(dǎo)線傳遞出口的多少可分為一井定向和兩井定向。一井定向，地下基線邊通常僅15 m左右。《城市軌道交通工程測(cè)量規(guī)范》（GB/T 50308—2017）[5]規(guī)定，基線邊方位角檢核互差應(yīng)小于12″。以最不利因素12″計(jì)算因基線方位角引起的偏差，約為0.9 mm。佛山市軌道交通3號(hào)線線路平均長(zhǎng)度約為2 km，按2 km對(duì)基線邊方位角導(dǎo)致的貫通誤差進(jìn)行估算，見圖1貫通誤差估算示意圖。

因基線邊過短引起的偏差約為120 mm，已經(jīng)超出平面貫通誤差50 mm的行業(yè)規(guī)定，盾構(gòu)將無法出洞。按規(guī)范的橫向貫通誤差估算測(cè)量精度，15 m基線邊的橫向誤差須≤0.25 mm，角度偏差不宜大于4″，以常規(guī)的工程測(cè)量手段，一井定向很難滿足控制貫通誤差的測(cè)量要求。

為了減小基線邊方位角對(duì)貫通的影響，應(yīng)拉長(zhǎng)基線邊，采用兩井定向，從車站兩端向下傳遞，地下基線邊達(dá)到120～150 m。佛山市軌道交通3號(hào)線常用的兩井定向方法主要有兩種：兩井定向直接導(dǎo)線法和兩井定向吊鋼絲法。

1.1 兩井定向直接導(dǎo)線法

直接導(dǎo)線法按《城市軌道交通工程測(cè)量規(guī)范》（GB/T 50308—2017）第3.3節(jié)精密導(dǎo)線網(wǎng)測(cè)量有關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行。此方法測(cè)設(shè)便捷，較為常用，在兩個(gè)豎井內(nèi)、車站內(nèi)分別布設(shè)固定墩臺(tái)，地上地下導(dǎo)線聯(lián)測(cè)成網(wǎng)，形成兩井定向直接導(dǎo)線法。

1.2 兩井定向吊鋼絲法

在兩個(gè)豎井井內(nèi)掛鋼絲，鋼絲下面吊10 kg重錘，重錘置于裝有油的桶中，防止鋼絲擺動(dòng)，油桶置于井下，在鋼絲上部和下部分別貼上反射片。利用在地面近井控制點(diǎn)及井下底板控制點(diǎn)，采用全站儀，測(cè)量出鋼絲相應(yīng)的邊角關(guān)系。井上與井下同一邊邊長(zhǎng)較差應(yīng)小于2 mm。聯(lián)系測(cè)量須獨(dú)立進(jìn)行三組，做到井上井下同時(shí)測(cè)量。互差滿足要求后，方可取三次的平均值作為該次的定向最終測(cè)量成果。

2 工程實(shí)例

為了對(duì)比兩種聯(lián)系測(cè)量方法的工作效率，選取了深村站—電視塔站區(qū)間作為實(shí)例對(duì)比，從深村站出發(fā)，向北延伸，沿文華路敷設(shè)，下穿文華路連續(xù)橋、興盛石材等廠房及季華路廣告牌，最后沿季華六路到達(dá)電視塔站，區(qū)間總長(zhǎng)為1.5 km。

2.1 兩井定向吊鋼絲法

根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)條件及周邊環(huán)境，深村站—電視塔站區(qū)間本次平面聯(lián)系測(cè)量采用佛山市城市軌道交通三號(hào)線工程精密導(dǎo)線控制點(diǎn)為平面坐標(biāo)起算依據(jù);施測(cè)路線附合導(dǎo)線;井上、井下同步觀測(cè)。聯(lián)系測(cè)量按照上述施測(cè)線路變動(dòng)兩次鋼絲，得到3組外業(yè)數(shù)據(jù)。內(nèi)業(yè)采用清華山維測(cè)量控制網(wǎng)平差軟件對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)密平差，求得基線邊控制點(diǎn)成果，見表1。

2.2 兩井定向直接導(dǎo)線法

深村站—電視塔站區(qū)間測(cè)量檢測(cè)使用了佛山市城市軌道交通三號(hào)線工程精密導(dǎo)線控制點(diǎn)作為測(cè)量工作起算點(diǎn)，作業(yè)前先檢核平面控制點(diǎn)間相互關(guān)系;起算點(diǎn)檢測(cè)合格后，采用附合導(dǎo)線聯(lián)測(cè)近井點(diǎn)。內(nèi)業(yè)采用清華山維測(cè)量控制網(wǎng)平差軟件對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)密平差，求得基線邊控制點(diǎn)成果，見表2。

3 成果比對(duì)及施測(cè)過程消耗對(duì)比

統(tǒng)計(jì)兩種不同施測(cè)方法的基線邊成果，見表3、表4。統(tǒng)計(jì)施測(cè)過程中的生產(chǎn)投入，見表5。

經(jīng)過驗(yàn)證，兩種聯(lián)系測(cè)量的互差均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于相關(guān)規(guī)范規(guī)定，證明兩種方法均技術(shù)可行。

以上案例的車站為二層結(jié)構(gòu)，直接導(dǎo)線法傳遞兩次后可到達(dá)底板，測(cè)站數(shù)相對(duì)偏少，測(cè)量線路均為強(qiáng)制對(duì)中墩，測(cè)量精度能有所保證。通過上述對(duì)比可知，直接導(dǎo)線法在人工投入、測(cè)量時(shí)長(zhǎng)、設(shè)備投入、材料投入方面均較少，受制約條件較小，數(shù)據(jù)處理相對(duì)簡(jiǎn)便。因此，車站結(jié)構(gòu)深度在2～3層較淺時(shí)，宜優(yōu)先選擇兩井定向直接導(dǎo)線法。

當(dāng)車站結(jié)構(gòu)較深達(dá)到4層時(shí)，單井的直接導(dǎo)線法測(cè)站數(shù)增加為4站，隨著測(cè)站數(shù)增加，直接導(dǎo)線法的精度將會(huì)降低。車站結(jié)構(gòu)越深時(shí)，吊鋼絲法的外界環(huán)境控制因素及注意事項(xiàng)越多，存在操作困難的弊端。因此，車站結(jié)構(gòu)較深時(shí)，宜根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件選擇適宜的聯(lián)系測(cè)量方式。

4 結(jié)語

本文通過對(duì)平面聯(lián)系測(cè)量不同施測(cè)方法入手，結(jié)合地鐵測(cè)量案例分析得到以下兩點(diǎn)結(jié)論。

①長(zhǎng)區(qū)間暗挖隧道，一井定向的聯(lián)系測(cè)量精度難以滿足貫通要求;兩井定向吊鋼絲法、兩井定向直接導(dǎo)線法等方法，增加了地下基線的長(zhǎng)度后，坐標(biāo)、邊長(zhǎng)、方位角均能滿足規(guī)范要求，明顯拉高了地下方位角的精度。

②經(jīng)采用兩種平面聯(lián)系測(cè)量方法對(duì)同一工程進(jìn)行測(cè)量并綜合分析，針對(duì)通常深度的地下二層、三層車站，使用直接導(dǎo)線法測(cè)量時(shí)工作量及儀器投入小、受制約因素小、測(cè)量簡(jiǎn)便、數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)單，值得全面推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王曉兵，李淑娟，李勇，等.第三方測(cè)量在地鐵建設(shè)中的應(yīng)用研究[J].測(cè)繪通報(bào)，2019（S1）：245-249.

[2] 秦長(zhǎng)利.城市軌道交通工程測(cè)量[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008.

[3] 王建.城市軌道交通工程第三方測(cè)量檢測(cè)若干問題探討[J].隧道建設(shè)，2016（5）：547-549.

[4] 劉慶年.城市地鐵施工測(cè)量技術(shù)與方法研究[J].南方農(nóng)機(jī)，2017（2）：71-72.

[5] 住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，國(guó)家質(zhì)量檢驗(yàn)檢疫局.城市軌道交通工程測(cè)量規(guī)范：GB/T 50308—2017[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2017.