地铁平面联系测量方法研究

2012-05-14左智刚

铁道勘察 2012年4期

杨柳左智刚

(1.陕西铁路工程职业技术学院，陕西渭南 714000;2.中铁二十局，陕西西安 710016)

地铁工程主要通过竖井提供工作面进行施工，如何保证井下按设计开挖就成为施工的首要问题［1］。竖井联系测量包括平面联系测量和高程联系测量(即定向和导入高程)，其主要测量任务是确定井下导线起算边的坐标方位角、确定井下导线起算点的平面坐标和确定井下水准基点的高程，保证地下控制网与地上控制网具有统一的坐标系统，从而为施工提供依据［2］。目前，联系测量的方法较多，平面方面有联系三角形法、陀螺定向法、导线直接测定法和投点定向法等［3-4］，高程方面有悬挂钢尺法、光电测距三角高程法和水准测量法等。一般高程联系测量比较简单，精度也比较容易保证，而在隧道施工控制测量中的平面坐标传递比较困难。本文结合工程实例，主要针对竖井平面联系测量中所采用的联系三角形法做了详细研究，可供地铁测量工作参考应用。

1 工程概况

标段范围起讫里程为DK33+022.303～DK38+952，正线全长5.928双延米，其中 GDK33+951.219到GDK38+359长度为双向4 407.781延米的盾构区间，隧道暗挖段813.144双延长米，隧道明挖段386.772双延长米，设车站1座，长322 m，为地下二层岛式站台。

2 平面联系测量

2.1 盾构井近井点测量

根据现场情况，为了方便联系测量，需要将远处的控制点引测至盾构井井面附近。采用沿线路方向，尽量和线路线行保持一致的方式测设，导线为直伸附合式导线线路。起闭导线点均为同精度CPⅡGPS控制点，在盾构井附近加密了2个导线控制点，分别为JM1和JM2，导线线路施测长度约为1.28 km。由于条件限制，有部分导线边为长短边相接，最短边约为100 m左右，最长边为300 m左右，通视效果良好。为了满足施工测量的精度要求，按四等导线要求(表1所示)测设，导线布置如图1所示。

表1 四等导线测量技术要求

图1 盾构井近井点测量

2.2 联系测量

GDK33+951.219盾构井平面联系测量起始边为CPⅡ66 和 JM1近井点，井下投点为 DG1、DG2、DG3、DG4共四个井下联系测量成果点，由于条件限制，有部分边长为长短边，最短边约为20 m，最长边约为90 m，通视条件良好。具体联系测量布置方法是:在盾构井井面的混凝土横梁上安装支架，将直径为0.3 mm的钢丝一端固定在上面，另一端悬挂10 kg的重锤［5，6］，重锤浸没在油桶中。按照同样的方法在同一竖井中再悬挂上另一根钢丝，这样，两根钢丝与近井点JM1组成联系三角形。在进行联系测量之前，分别给两根钢丝的井上和井下适当部位贴上反射片(注意两个反射片要有一定的落差，且保证反射片上“十”字的竖线与钢丝线重合［7，8］)。根据《城市轨道交通工程测量规范》，联系三角形布置必须满足以下的要求:

①竖井中悬挂钢丝间的距离应尽可能长。

②联系三角形的锐角 γ、γ'宜小于1°，呈直伸三角形。

③a/c、a'/c宜小于 1.5，a、a'为近井点至悬挂钢丝的最短距离。

竖井上下均采用1″级精度全站仪，用方向观测法观测4测回，测角中误差均保证在±2.5″之内。

(1)井上联系测量方法

现将近、远两根钢丝上反射片中心位置点号分别记为G1与G2，如图2所示，在控制点JM1上安置全站仪，后视CPⅡ66点，利用方向观测法(技术要求见表2)对角CPⅡ66－JM1－G1和 CPⅡ66－JM1－G2三组数据进行观测，每组数据观测4个测回;对近井点(井下架站点)到最近钢丝，近井点(井下架站点)到最远钢丝及两钢尺间的水平距离也观测了三组数据;JM1、G1和G2三点连接构成了联系三角形，经过数据处理，得到图2中边 JM1－G1与边JM1－G2的夹角 γ为12″，小于 1°满足规范要求。

图2 井上联系测量

表2 方向观测法技术要求 (″)

对测量的数据进行处理，并通过坐标正算公式得到G1与G2两点的坐标和方位角(见表3和表4)。

表3 井上远、近钢丝的平面坐标与其方位角

表4 井上远、近钢丝的平均平面坐标与其方位角

(2)井下联系测量方法

在井下共设置了 4 个控制点 DG1、DG2、DG3、DG4，近、远两钢丝的点号标记同上。现将全站仪安置在DG4点上，以近钢丝方向定向，采用同样的方法和测回数对 DG1、DG2、DG3、G1、G2这5 个方向进行观测(角度和距离)。其中，井下的DG4、G1和G2三点也构成了联系三角形，同样要保证DG4－G1边与DG4－G2边的夹角不能超过1°。将上面得到的G1和G2两点的坐标和方位角作为起算数据，通过对测量的处理，得到DG1、DG2、DG3、DG4四个控制点的坐标(如表5 所示)。