試論地鐵工程測(cè)量技術(shù)及應(yīng)用

王聚鵬 陳 勇

1. 北京京巖工程有限公司 北京 100020

2. 北京新興環(huán)宇信息科技有限公司 北京 100020

地鐵在城市公共交通中是重要的交通工具之一，與國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、綜合國(guó)力等存在密切關(guān)系。在城市化快速發(fā)展中，還需強(qiáng)調(diào)地鐵工程測(cè)量技術(shù)的良好應(yīng)用，選擇適合的測(cè)量方法與技術(shù)手段，能獲取更精準(zhǔn)的信息數(shù)據(jù)，可對(duì)工程項(xiàng)目施工作業(yè)動(dòng)態(tài)化監(jiān)管，并把各環(huán)節(jié)中所產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)集中化處理，能分析各項(xiàng)影響因素所產(chǎn)生的常規(guī)問(wèn)題，提出針對(duì)性的解決方案與措施，推動(dòng)實(shí)踐工作持續(xù)開(kāi)展。

1 做好工程測(cè)量工作的重要性與測(cè)量原則分析

測(cè)量工作開(kāi)展所用到的測(cè)量技術(shù)類(lèi)別較多，要根據(jù)工作內(nèi)容與作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)合理選擇與應(yīng)用，在實(shí)踐作業(yè)過(guò)程中也能突出工程測(cè)量技術(shù)應(yīng)用的重要價(jià)值，無(wú)論是工程建設(shè)還是施工，均能以測(cè)量學(xué)為基礎(chǔ)條件，設(shè)計(jì)階段測(cè)量技術(shù)為工程設(shè)計(jì)提供眾多的信息數(shù)據(jù)，包括水文測(cè)量數(shù)據(jù)、地質(zhì)測(cè)量數(shù)據(jù)等，施工階段能對(duì)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)地形、工程性質(zhì)等綜合分析，為實(shí)際建設(shè)提供參考依據(jù)[1]。同時(shí)，各項(xiàng)測(cè)量技術(shù)貫穿在工程項(xiàng)目各項(xiàng)工作環(huán)節(jié)中，任何一個(gè)工程項(xiàng)目開(kāi)展均需對(duì)建筑物的具體位置進(jìn)行實(shí)地測(cè)量，定位后確定標(biāo)識(shí)，能對(duì)區(qū)域范圍內(nèi)的建筑物特點(diǎn)、建設(shè)要求等綜合分析，對(duì)竣工、跟蹤測(cè)量、運(yùn)營(yíng)管理等各項(xiàng)問(wèn)題良好處理。

測(cè)量工作原則更注重測(cè)量精度的設(shè)計(jì)，在地鐵工程項(xiàng)目施工方面測(cè)量方法的合理選擇與應(yīng)用，要確保各線路與隧道之間暢通，滿足各種定線精度規(guī)定要求，最主要的基礎(chǔ)條件是隧道暢通，測(cè)量精度設(shè)計(jì)嚴(yán)格控制誤差值在標(biāo)準(zhǔn)范疇中，按照相關(guān)要求及規(guī)范條例，鐵路貫通誤差設(shè)計(jì)有較強(qiáng)的嚴(yán)格性，對(duì)隧道結(jié)構(gòu)、測(cè)量設(shè)備等綜合分析，控制測(cè)量數(shù)據(jù)精度，避免測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確或變形問(wèn)題發(fā)生而影響施工進(jìn)度與成效，整體作業(yè)嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范、科學(xué)，實(shí)施成效才會(huì)符合預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。

2 現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的特點(diǎn)分析

現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)特點(diǎn)要從以下幾點(diǎn)分析：

第一，精確度不斷提升。分析經(jīng)濟(jì)體制改革條件下，多項(xiàng)科技在各個(gè)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，既能擴(kuò)大測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用范疇，又對(duì)各領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展帶來(lái)巨大影響。其中就包括城市交通及建筑等領(lǐng)域，在項(xiàng)目建設(shè)方面有較高的應(yīng)用要求，確保數(shù)據(jù)精確度、準(zhǔn)確性，能依據(jù)規(guī)定規(guī)范作業(yè)，推動(dòng)各項(xiàng)工作秩序開(kāi)展，還能控制信息數(shù)據(jù)有較強(qiáng)的精確性，為項(xiàng)目建設(shè)及管理提供參考依據(jù)。

第二，自動(dòng)化分析。測(cè)繪技術(shù)向自動(dòng)化方向發(fā)展已經(jīng)成為必然趨勢(shì)，通過(guò)電腦自行繪圖，提升工作效率與技術(shù)水平，在各項(xiàng)功能綜合應(yīng)用過(guò)程中解決人為因素影響所產(chǎn)生的各項(xiàng)問(wèn)題，始終控制信息數(shù)據(jù)精準(zhǔn)、可靠，整體技術(shù)水平也會(huì)不斷提升。

第三，較強(qiáng)的儲(chǔ)存能力。眾多測(cè)繪技術(shù)良好應(yīng)用，最頻繁的是數(shù)字化技術(shù)，通過(guò)時(shí)代發(fā)展對(duì)該項(xiàng)技術(shù)持續(xù)更新，其自身儲(chǔ)存能力也會(huì)不斷增強(qiáng)，工作人員持續(xù)開(kāi)展測(cè)繪工作，能把圖形儲(chǔ)存硬盤(pán)中，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，有針對(duì)性的調(diào)整與解決，避免浪費(fèi)紙張，整體投資成本明顯降低[2]。

第四，提高人力資源利用率。在測(cè)繪工作開(kāi)展前，通過(guò)工作人員開(kāi)展實(shí)踐勘察工作，能獲取更精準(zhǔn)的信息數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程中也會(huì)配合相應(yīng)的技術(shù)手段與配套設(shè)施，降低工作量，簡(jiǎn)化工作流程，注重?cái)?shù)字化工藝應(yīng)用成效，降低人力資源投資成本。

3 地鐵工程測(cè)量技術(shù)分析

3.1 數(shù)字測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用分析

在地鐵工程項(xiàng)目施工過(guò)程中，數(shù)字測(cè)量技術(shù)應(yīng)用有較強(qiáng)的時(shí)效性，能把各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、記錄，并有較強(qiáng)的精準(zhǔn)性、高度性，為施工作業(yè)提供參考依據(jù)。在此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，是通過(guò)衛(wèi)星傳輸保證施工數(shù)據(jù)快速、高效的應(yīng)用，施工過(guò)程中也能發(fā)揮該項(xiàng)技術(shù)自動(dòng)化功能、智能化功能等，能對(duì)測(cè)量信息及時(shí)調(diào)整與修改，儲(chǔ)存時(shí)也會(huì)定期更新，真實(shí)反映出地鐵不同階段的施工狀況，為管理部門(mén)、施工部門(mén)均提供重要的基礎(chǔ)條件。

例如：某城市地鐵工程測(cè)量工作開(kāi)展，就加大數(shù)字測(cè)量技術(shù)應(yīng)用力度，并對(duì)該地鐵一號(hào)、二號(hào)線盾構(gòu)區(qū)間隧道貫穿誤差數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量與分析（如圖1所示）。其中，一號(hào)線的黃沙至長(zhǎng)壽路，左線長(zhǎng)度693m、橫向33.4mm、縱向11.6mm、高程0.5mm，右線長(zhǎng)度693m、橫向12.4mm、縱向20.3mm、高程0.5mm；長(zhǎng)壽路至中山七路，左線長(zhǎng)度907m、橫向16.8mm、縱向11.6mm、高程1.9mm，右線長(zhǎng)度907m、橫向11.5mm、縱向1.9mm、高程2.0mm；中山七路至西門(mén)口，左線長(zhǎng)度704m、橫向6.3mm、縱向1.5mm、高程2.8mm，右線長(zhǎng)度704m、橫向16.4mm、縱向0.5mm、高程7.9mm；西門(mén)口至公園前，左線長(zhǎng)度621m、橫向13.0mm、縱向2.0mm、高程8.5mm，右線長(zhǎng)度621m、橫向23.1mm、縱向8.4mm、高程1.9mm。

圖1 工程測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)

二號(hào)線的客村至鷺江，左線長(zhǎng)度1100m、橫向6.0mm、縱向8.0mm、高程0.7mm，右線長(zhǎng)度1100m、橫向-7.0mm、縱向-8.1mm、高程2.7mm；赤崗至客村，左線長(zhǎng)度1301m、橫向10.0mm、縱向-4.0mm、高程-6.0mm，右線長(zhǎng)度1301m、橫向-1.0mm、縱向-4.0mm、高程-6.0mm；火車(chē)站至三元里，左線長(zhǎng)度1214m、橫向-9.5mm、縱向-42.0mm、高程1.8mm，右線長(zhǎng)度1214m、橫向-5.9mm、縱向-29.7mm、高程2.4mm。

3.2 遙感技術(shù)的合理應(yīng)用分析

遙感技術(shù)在地鐵施工中的應(yīng)用，也是確保測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，在測(cè)量領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，利用電磁波工作原理，通過(guò)各種傳感儀器對(duì)遠(yuǎn)距離的電磁波進(jìn)行反射或折射。再加上收集信息、處理成像，能完成遠(yuǎn)距離、高精度的傳輸工作[3]。與傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)相比較，遙感技術(shù)能夠獲取更廣范圍的信息數(shù)據(jù)，效率與速度顯著提高，打破時(shí)間、地點(diǎn)等各項(xiàng)因素的限制，能在極端環(huán)境下良好應(yīng)用，完成數(shù)據(jù)更新、管理、儲(chǔ)存、共享等各項(xiàng)工作。

例如：某地鐵工程通過(guò)遙感技術(shù)應(yīng)用，能獲取不同監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的具體信息數(shù)據(jù)（如圖3所示）。其中，建筑物沉降-A014的報(bào)警值±5mm，月初監(jiān)測(cè)累計(jì)值-3.99mm，月末監(jiān)測(cè)累計(jì)值-3.92mm，整月變化量0.07mm；地表沉降-D1-4的報(bào)警值±24mm，月初監(jiān)測(cè)累計(jì)值-4.42mm，月末監(jiān)測(cè)累計(jì)值-4.64mm，整月變化量-0.22mm；橋墩沉降-A081的報(bào)警值±24mm，月初監(jiān)測(cè)累計(jì)值-28.66mm，月末監(jiān)測(cè)累計(jì)值-28.87mm，整月變化量-0.21mm；管線沉降-A810的報(bào)警值±24mm，月初監(jiān)測(cè)累計(jì)值-19.58mm，月末監(jiān)測(cè)累計(jì)值-19.32mm，整月變化量0.26mm；水平位移-B010的報(bào)警值±25mm，月初監(jiān)測(cè)累計(jì)值-4.22mm，月末監(jiān)測(cè)累計(jì)值-4.75mm，整月變化量-0.53mm；立柱沉降-A503的報(bào)警值±24mm，月初監(jiān)測(cè)累計(jì)值6.88mm，月末監(jiān)測(cè)累計(jì)值9.96mm，整月變化量3.08mm；地下水位-H012的報(bào)警值±2000mm，月初監(jiān)測(cè)累計(jì)值-1841.00mm，月末監(jiān)測(cè)累計(jì)值-1997.00mm，整月變化量-156.00mm；墻體位移-C001（0.5m）的報(bào)警值±30mm，月初監(jiān)測(cè)累計(jì)值-13.62mm，月末監(jiān)測(cè)累計(jì)值-18.04mm，整月變化量-4.42mm。

圖2 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量圖

3.3 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)測(cè)量技術(shù)

全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)測(cè)量技術(shù)在地鐵項(xiàng)目中的應(yīng)用，主要是注重傳感技術(shù)應(yīng)用，要對(duì)工程項(xiàng)目施工情況動(dòng)態(tài)化的監(jiān)管，每項(xiàng)工作環(huán)節(jié)中所產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)會(huì)統(tǒng)一管理。再加上智能化管理平臺(tái)的構(gòu)建，借助全球衛(wèi)星定位完成實(shí)時(shí)傳輸與共享工作，整個(gè)信息數(shù)據(jù)均在可控制的范疇中[4]。同時(shí)，管理部門(mén)也會(huì)對(duì)信息采集工作動(dòng)態(tài)化的監(jiān)管，各階段所產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)在管理系統(tǒng)中良好管控，簡(jiǎn)化工作流程，降低管理難度，確保信息數(shù)據(jù)高效應(yīng)用，整體技術(shù)水平進(jìn)一步提升。

3.4 平面聯(lián)系測(cè)量技術(shù)應(yīng)用分析

平面聯(lián)系測(cè)繪技術(shù)在地鐵工程項(xiàng)目中的應(yīng)用，重點(diǎn)考慮施工作業(yè)要求及環(huán)境因素影響而面臨具體問(wèn)題。通過(guò)此項(xiàng)控制地鐵施工區(qū)域各建筑物的具體間距。再加上施工區(qū)材料與設(shè)備的用品堆放，在控制點(diǎn)與近井控制點(diǎn)方面注重測(cè)量距離的控制，最小邊長(zhǎng)要大于50m，近井點(diǎn)的點(diǎn)位誤差±10mm。

例如：利用定向測(cè)量方法與三角方法綜合應(yīng)用，整體操作較便捷，能對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制點(diǎn)的布置靈活設(shè)計(jì)，在地鐵工程測(cè)量中廣泛應(yīng)用。此外，也可以注重?cái)?shù)值導(dǎo)向測(cè)量法的應(yīng)用，主要方式是把原來(lái)地面控制點(diǎn)的方向、坐標(biāo)與豎井要求相符，通過(guò)地上與地下同一坐標(biāo)系統(tǒng)的控制，在測(cè)量過(guò)程中掌握工程深度，也會(huì)保證測(cè)量結(jié)果的精度較高，為施工管理提供參考依據(jù)（如圖3所示）。

圖3 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量作業(yè)

3.5 地鐵斷面測(cè)量技術(shù)應(yīng)用分析

斷面測(cè)量是通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集器、全站儀等基礎(chǔ)設(shè)施綜合應(yīng)用，形成斷面測(cè)量系統(tǒng)，能對(duì)隧道施工各階段放樣、測(cè)量、檢測(cè)、計(jì)算等工作提供有力的基礎(chǔ)條件，保證隧道襯砌、開(kāi)挖等工作質(zhì)量進(jìn)一步提升。同時(shí)，也會(huì)在開(kāi)發(fā)階段避免挖過(guò)渡問(wèn)題發(fā)生，減少人力、物力、財(cái)力的消耗量[5]。再加上斷面測(cè)量技術(shù)所獲取的信息數(shù)據(jù)，能為隧道施工提供參考依據(jù)，整體測(cè)量速度進(jìn)一步提高，精準(zhǔn)度也會(huì)得到有效控制，是以毫米為單位，在相同的施工時(shí)間內(nèi)確保測(cè)量準(zhǔn)確度及效率。測(cè)量時(shí)保證數(shù)據(jù)采集高效性，滿足多個(gè)斷面同時(shí)開(kāi)展測(cè)量工作的需求，在有限的時(shí)間內(nèi)提高測(cè)量效率，整體操作簡(jiǎn)單、便捷，數(shù)據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

3.6 地鐵竣工測(cè)量應(yīng)用分析

在地鐵工程竣工測(cè)量中，測(cè)量機(jī)器人廣泛應(yīng)用，在工程項(xiàng)目竣工后對(duì)地鐵結(jié)構(gòu)、平面位置、線路、高程、沿線、設(shè)備埋深等位置精準(zhǔn)測(cè)量，所獲取的信息數(shù)據(jù)成為工程項(xiàng)目驗(yàn)收的重要依據(jù)，也會(huì)隨著工程項(xiàng)目測(cè)繪檔案共同儲(chǔ)存。對(duì)此，關(guān)于測(cè)繪機(jī)器人的應(yīng)用，能完成建筑物尺寸、結(jié)構(gòu)等測(cè)量工作，水準(zhǔn)控制點(diǎn)及出入線段平面導(dǎo)線充分聯(lián)合，保證軌道測(cè)量準(zhǔn)確度。同時(shí)，在結(jié)構(gòu)測(cè)量精度提升的情況下，也能完成工程測(cè)量方向工作，實(shí)施成效也會(huì)有較強(qiáng)的基礎(chǔ)保障。

4 開(kāi)展技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)與進(jìn)展分析

測(cè)繪信息反饋速度提升，能夠在數(shù)據(jù)測(cè)量過(guò)程中就注重整體技術(shù)水平與效率的提升，根據(jù)測(cè)繪行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)加大管控力度，在測(cè)繪技術(shù)廣泛應(yīng)用過(guò)程中也會(huì)對(duì)建筑質(zhì)量提出更高要求，并在操作過(guò)程中解決常規(guī)問(wèn)題，整體作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范性有效增強(qiáng)，為測(cè)繪行業(yè)健康發(fā)展起到推動(dòng)作用。此外，現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)在水面測(cè)量或地表水測(cè)量方面均有較強(qiáng)的精確度，無(wú)論是地質(zhì)測(cè)量還是其他項(xiàng)目的測(cè)量工作，整體技術(shù)手段越來(lái)越成熟，也引起各部門(mén)的高度重視，通過(guò)多層次、多方面的研究與開(kāi)發(fā)，技術(shù)水平不斷提升，可選擇的技術(shù)手段也逐漸增多，為地鐵工程建設(shè)及測(cè)量工作開(kāi)展提供基礎(chǔ)條件。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)上述內(nèi)容分析，能夠了解現(xiàn)階段我國(guó)地鐵工程項(xiàng)目開(kāi)展所運(yùn)用到的測(cè)量技術(shù)手段較多，要本著嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的測(cè)量原則，突出工程測(cè)量工作開(kāi)展的重要性，并掌握現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)特點(diǎn)，在實(shí)踐運(yùn)用過(guò)程中規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，整體測(cè)量技術(shù)水平顯著提升。再加上各部門(mén)工作內(nèi)容與職責(zé)的細(xì)化，強(qiáng)調(diào)人員綜合能力與職業(yè)素養(yǎng)，關(guān)于各項(xiàng)技術(shù)手段規(guī)范操作，推動(dòng)各項(xiàng)工作持續(xù)開(kāi)展，滿足項(xiàng)目建設(shè)及管理要求。