城市地铁施工测量技术与方法探讨段继宝--中国期刊网

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城市地铁施工测量技术与方法探讨段继宝

发表时间：2020/8/5 来源：《基层建设》2020年第10期作者：段继宝

[导读] 摘要：随着城市化进程的加快，许多城市出现了地面交通拥挤的情况，在这种情况下，地铁应时而生。

        北京市政建设集团有限责任公司北京市 100176
        摘要：随着城市化进程的加快，许多城市出现了地面交通拥挤的情况，在这种情况下，地铁应时而生。地铁在建设过程中一般采用盾构法，地下供水隧道、污水管道、通讯电缆等隧道都是采用盾构法施工的。盾构法最大的优点在于：它可以不破坏现有的结构，直接穿越障碍物。因此，在城市交通及市政工程中，发挥着非常重要的作用。本文对城市地铁施工测量技术做了简单的探讨，供相关人员参考。
        关键词：城市地铁；测量技术
        1、城市地铁施工测量的特点
        地铁工程的施工测量有他自己的一些特点，可其他建筑工程的施工测量的特点不一样。主要表现在以下几点:首先我们要实现全面性的设计解析。城市地铁施工一般是在建筑工程以及地下管网都比较密集的地方，所以在其施工测量工作中要应用大比例尺的地形图以及对实测控制点三维坐标的建立，并且具体施工测量放样工作要严格按照施工过程中所提供的资料进行对三维坐标的建立。其次，我国城市地铁工程的施工要有专门的施工控制网。而城市地铁工程是在城市的控制网之上进行建立的，所以在具体测量工作中会用到专门的高程控制图以及平面图，并且实际测量工作中，对其精度的要求是非常高的，所以要保证各个施工工序之间的有效衔接，有效避免城市地铁工程施工放样工作和有关城市的数据资料之间发生矛盾。再者，我们要实现对城市地铁工程的全局性规划设计，并实现分期性的施工建设。由于在城市地铁工程施工建设中的测量工作量比较大，并且要投入很大的资金成本，测量施工周期也非常长，所以在城市地铁的施工测量工作中，我们要始终坚持对城市地铁工程实现总体规划设计以及分期施工建设的主要原则，处理好城市地铁工程施工局部以及整体、近期利益与长远利益的有效关系，实现对施工测量控制网的科学合理布置，最终实现对施工路线的准确衔接。
        2、地下铁路工程测量的种类
        地下铁路工程测量可以简短的分为以下几类：
        1）施工控制测量：它的整个测量技术的关键，直接影响着地下隧道工程的施工。通过施工控制测量，在整个施工区域建立起平面控制网，同时可为工程施工提供平面控制点。它可以细分为地面控制测量、联系测量及地下控制测量。
        根据整个地铁施工隧道的全线总长，联系测量、地下施工测量得出的数据，可以精确推算出地面控制点的位置，并以此建立测量控制网。进一步确定施工方案，最终达到测量的精度要求后施工，一方面可以确保工程质量；另一方面保证控制点的精确性。联系测量是施工控制测量的一部分，它将地面上的坐标高程，通过联系测量转换到即将施工的隧道内，很好的将地下和地面的测量数据联系起来。地下控制测量的主要目的是控制地下主导线，确保各段隧道工程之间的衔接及整条施工线路的全线贯通。
        2）细部放样测量：是指测定施工隧道中各个细部结构的坐标及方位。
        3）竣工测量：顾名思义是指地铁工程整体完工后，做的全线复测工作，一方面检查工程施工质量；另一方面为绘制完整精确的竣工图，做技术准备及原始资料收集。
        4）变形监测：地下隧道工程施工中，会对地上及地下建筑物产生影响，变形监测是为建筑物准备的测量工作，一旦出现周围建筑物产生明显的沉陷及水平位移，要立即停止施工，采取相应措施，将施工中对周围建筑物的影响降到最低。
        3、城市地铁施工测量技术应用
        某地铁区间穿越地层主要为全~强风化凝灰岩，隧道围岩综合分级为Ⅴ～Ⅳ级。本人参与建设的沙海区间根据工筹计划，采用盾构法施工。
        3.1、联系测量
        3.1.1、联系测量方法如何选择
        平面联系测量较常采用的方法一般为导线直传法、一井定向、两井定向、投点法等。

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地铁施工中应根据现场施工情况来确定使用何种测量方法，一般若基坑口较大，且埋深较浅，俯仰角小于30°，易采用导线直传法；若基坑井口较大，但埋深较深，俯仰角大于30°时，易采用两井定向的方法；若基坑井口较小，埋深较深，且俯仰角大于30°，一般采用一井定向。
        3.1.2、近井点的布设和测量
        为了将地面坐标系中的平面坐标及高程传递到地下去，在定向前应在井口附近设置近井点,近井点的坐标，一般采用极坐标法或导线测量等方法获得。
        3.1.3、一井定向准备及外业测量
        （1）钢丝悬吊要求，一井定向以几何定向法来完成，即联系三角形定向。首先，按照联系三角形的要求在井口悬吊钢丝，钢丝直径宜为Ф0.3m（因为钢丝直径越大，风阻越大，钢丝受风力影响较大；同时，钢丝直径越粗越容易造成全站仪的照准误差加大），钢丝底部悬挂重锤，重锤的重量为10kg，并将重锤放入装有阻尼液的容器中，一般阻尼液用重机油代替。重锤悬吊完成后，应对重锤进行检查，重锤不能和装有阻尼液的容器壁或底部接触。同时，对悬吊的钢丝进行检查，避免钢丝与井壁接触，一般采用线圈法进行检查，切勿让钢丝与井壁接触，或受滴水的影响。
        （2）外业测量，采用联系三角形进行定向时，首先在井上、井下的钢丝上粘贴反射片，井上反射片的方向应朝向连接点A，井下反射片的方向朝向连接点A1，待悬吊钢丝稳定后，进行外业测量工作，此时外业测量工作可分为两步进行。目前已有人研究出联系测量专用的小棱镜代替反射片进行观测使用，使用小棱镜代替小棱镜后，配合全站仪自动观测软件可提高观测精度及工作效率。
        1）角度观测时采用方向观测法观测六测回，测角中误差应在±1之内。
        2）联系三角形边长测量一般采用全站仪直接测距或检定过的钢尺进行丈量，每次应独立测量三测回，每测回三次读数，各测回距离较差应小于1毫米。且地上与地下丈量的钢丝间距较差应小于1毫米。建议仪器测量距离时应重新架设仪器对中三次，每次对中时转动仪器基座120°后重新进行观测。
        测量过程中应尽量采用两台同精度的全站仪，分别在井上和井下同时进行外业测量，具体测量方法如上所述。待井上、井下测量完成后，应重新调整钢丝的位置，进行第二次独立的外业测量，采用这种方法连续进行三次独立的联系三角形测量。若三次独立定向结果的较差不大于12″，方位角平均中误差不大于8″，则取三次结果的平均值作为次定向成果，否则应补测或重测。外业的测角观测每次独立测角测回数不少于6测回，测角中误差不大于2.5″；每次独立测距测回数不少于3测回，每测回不少于3次读数，各测回较差应不大于1毫米。井上、井下测量的钢丝间距较差应不大于1毫米。
        3.2、高程传递测量
        向地下传递高程一般采用悬挂钢尺的方法（悬挂钢尺时应注意在钢尺悬挂于钢尺检定时相同质量的重锤），上下两台水准仪同时观测倒挂钢尺。每次观测均应独立观测三个测回，测回与测回之间通过变换钢尺的初始位置并稳定后进行观测；每个测回之内应变换仪器高独立观测三次。三测回测得地上、地下水准点间的高差较差应小于3毫米，最后取平均值即为本次观测水准点高程；当井深超过50米时应进行钢尺自重张力改正，另外确保上下两台水准仪同时观测。
        本文小节的介绍了某地铁测量中的一井定向过程，介绍了观测数据如何进行内业计算。通过这次对一井定向的归纳总结，发现自身理论知识存在很多不足，虽然本人已从事工程测量工作十余年，但是对于测量知识的应用仅限于熟悉流程、操作方法及简单内业计算。测量学博大精深，从事测量工作者应孜孜不倦地钻研提高技术水平，除学习简单的流程和方法之外，更应该深入学习理论知识，钻研推导过程和测量误差来源，从根本上了解测量误差产生的原因，以便从源头处找到方法提高测量精度，杜绝测量错误及测量事故的发生。
        参考文献：
        [1]董福建.城市地铁施工测量技术与方法探讨[J].建材与装饰,2016(45):256-257.
        [2]肖立强,姚月,李小华.城市地铁施工测量技术与方法的研究[J].科技风,2014(05):140.