地下综合管廊施工测量技术探讨

张永杰

摘要：随着城市化水平提高，城市用地日益紧张，管线大量铺设给居民生产生活带来诸多不便。地下综合管廊是一种高度集约型的城市市政综合管线载体，有效保证了城市各项功能稳定、集约、高效运转。本文就此对地下综合管廊所涉及的测量技术进行探讨。

关键词：地下管廊；控制网；测量方法

1、地下综合管廊概念

地下综合管廊是在地下修建廊道空间，将两种以上城市管线集中设置，设有专门的检修口、吊装口和监测、监控系统，实施统一规划、统一设计、统一建设管理的一种现代化、集约化的城市基础设施。

2、平面控制网布设

2.1 基本要求

首先需要在地下开挖一条用于敷设各种管线的廊道。廊道中线要符合线路平面及纵断面设计要求，要在限差满足允许误差的范围条件下正确贯通，使廊道结构符合设计要求，避免施工浪费、减少成本。控制测量精度与贯通精度息息相关，为确保廊道在指定精度条件下贯通，就必须做好控制测量工作，尽可能减小控制测量的误差，提高控制测量精度。

2.2 管线廊道控制测量工作内容

可分为地面控制测量、地下控制测量及联系测量（竖井需要贯通时）。地面控制测量由于GPS定位技术的发展，具有精度高、时间短的优势，其测量误差对贯通误差的影响很小，而地下控制测量的误差是引起廊道贯通误差的关键因素。因此，在进行地下廊道贯通测量时应根据工程需要布设相应的地下控制网。由于狭长的管线廊道空间使得地下平面控制网图形结构的选择受限，一般只能采用布设狭长导线网的形式来完成地下平面控制测量工作。

2.3 地下导线网常见布设形式

2.3.1 传统的支导线布设形式

受限于廊道形状和狭窄的工作空间，廊道贯通之前一般采用布设支导线的方法，导线随着廊道的开挖方向逐步向前延伸。随着支导线的延伸，导线端点平面及高程的测量误差迅速累积并增大，不利于廊道的正确贯通。

2.3.2 适用于大部分地下廊道布网的全导线网

全导线网相互并行的导线在两点间交叉，每一个新导线点通过两条路线测量得出纵坐标。增加了控制网网型强度，明显提高横向贯通精度。但对于较短的廊道，全导线网的工作量较大，成本较高。

2.3.3 较短廊道布设闭合导线

地下闭合导线是由一条已知边，测量导线边长和水平夹角后又符合到该已知边的测量方法。闭合导线网适用于小于1km较短廊道，其图形强度和检核条件比支导线多。

2.3.4 中长廊道布设主副导线

采用该种布网形式可以有效控制住廊道前進的方向，达到提高贯通精度的目的，但主副导线的网型强度不高，多余观测较少，横向贯通精度依赖于角度测量的精度。

2.3.5 曲线廊道弯道处布设单侧交叉导线网

可以看作是交叉导线与支导线的组合。由于弯道处的导线边长较短，应该尽可能提高导线的测角精度，以减小测角误差对横向贯通误差的影响。

2.3.6 适用于高贯通精度廊道的交叉双导线网

全导线网基础上的交叉双导线网由于没有进行靠近廊道边墙的边长观测，相较全导线网而言，减小了将近一半的工作量，并且有效避免了旁折光的影响，网型强度很高，可以有效减小横向相贯通误差。

3、坐标方位传递相关

地下综合管廊廊道的修建与传统地下管线直埋的方式相比，会涉及地面坐标基准传递至地下的问题，与山岭隧道、矿山、地铁等地下工程更为类似。坐标方位的传递问题也就成了综合管廊廊道贯通的主要问题，因此，选择一种合适的联系测量方法就显得尤为重要。

3.1 传统方法

（1）铅垂仪投点法：原理简单，观测方便，计算快捷，能够进行严密平差和评定精度，但实际操作过程中将导线点垂直投影到观测台时难度较大。

（2）导线定向法：不易受现场施工干扰，计算方便快捷，可以进行严密平差并能对精度作出判断，但导线网型较差，对观测条件要求高。

（3）联系三角法：作为一种传统的竖井联系测量方法，虽然原理简单，但是其存在设备笨重、作业较为复杂、作业时间长、劳动强度大、易受外界环境的影响、精度不易提高等缺点。

3.2 陀螺全站仪

陀螺全站仪定向精度越来越高，使陀螺定向方法逐渐取代传统测量方法。陀螺全站仪是一种通过高速旋转的陀螺马达来敏感地球角动量，不受时间和环境限制，通过敏感地球自转角动量独立测定任意测线真北方位角。由于地球的旋转角动量是一定的，因此利用陀螺全站仪测得的任意导线边的方位角也是等精度的，不存在误差累积。在地下工程的重要贯通工作中，通常会布设很长距离的地下导线，由于地下导线测角误差的不断累积，难以保证较高的横向贯通精度。与其他竖井联系测量方法相比，陀螺定向方法具有定向时间短、观测作业简单、对施工单位的施工作业影响小、精度高等优点。因此，陀螺定向方法能为地下平面控制网提供精确的坐标方位基准，从而保证地下廊道的正确贯通。

4、运营、维护期测量工作

4.1 精密全站仪、水准仪应用

通常采用精密全站仪和水准仪来进行控制测量，首先分别在地下、地上做控制网的布设，然后采用联系测量将地上和地下控制网进行连接，达到统一坐标系的目的。对于联系测量无法达到控制网精度要求时，可在地下控制网加测陀螺边来控制联系测量的误差累计，提高地下控制网的精度。

4.2 三维激光扫描仪应用

地下管廊内部结构较为复杂，信息采集量大，故而采用三维激光扫描技术采集管廊的内部特征点三维坐标。三维激光扫描技术克服了传统测量的局限性，具有快速采集数据、无接触被测物体、测量精度高、主动性强及全数字特征等优点。通过高速激光扫描测量方法，高效、大量地采集空间点位三维数据，以点云形式获取物体的空间三维信息，准确地获取近距离静态物体的空间三维模型，以便对模型进行进一步的分析和数据处理；同时也为地下管廊数据更新和复测，以及后续数据库建立和三维空间数据可视化奠定了坚实的基础。

结语

地下管廊测量的工作环境主要是地下或封闭的空间，其测量方式和作业流程也与常规地面测量存在一些差异。在实际施工测量中要因地制宜选择导线布网形式，注重新测量技术开发与应用，推动测绘技术发展。

【参考文献】：

[1]陈芳.城市道路地下管廊中管线综合管理问题探讨[J].工程技术：文摘版，2016（3）：00199-00199.

[2]刘晨晨，杨志强，马骥，等.地下综合管廊建设的若干问题研究[J].测绘通报，2015，（S1）.