城市轨道交通水准网的测量

吴贵忠

（中交三航（厦门）工程有限公司，福建厦门361000）

1 工程概况

厦门市轨道交通2号线二期工程西起天竺山森林公园，东至马青路与钟林路交汇处，与2号线一期工程芦坑站相接。本工区为土建三标3工区，共包含3站2区间，工程长度5.69公里，分长庚医院站、翁角路站、施工竖井、通风斜井、临时施工竖井、马青路站六个施工工点。高程系统采用1985国家高程基准。

2 水准网测量基本要求

城市轨道交通工程高程测量依据现有的《城市轨道交通工程测量规范》GB 50308-2008。轨道交通地面高程测量应采用统一的高程基准，与城市高程基准相一致。城市轨道交通工程水准网分两个等级布设：首级是与城市二等水准精度一致的轨道一等水准网；二级是用于加密的轨道二等水准网。当城市的一、二等水准网保存完好、水准点间距小于4km时，可一次布设城市轨道交通工程二等水准网而不再分级布设。水准网应沿线路附近布设成附合线路、闭合线路或结点网，厦门市轨道交通2号线二期工程水准网起点联测了水准点“Ⅰ福漳96”（国家一等）、“Ⅰ福漳 97”（国家一等）、“GB64”（国家一等）、“XM51”（国家二等）按照附合水准路线沿线路走向布设成轨道一等水准网，附合到水准点“GB39”（国家二等）进行检核，本工区采用的测量仪器为0.3mm/KM的天宝DINI全自动电子水准仪以及配套的条码式铟瓦标尺对标段内的轨道一等水准点进行复测与加密。

3 水准网测量

3.1 精度指标

依据《城市轨道交通工程测量规范》GB 50308-2008，水准网测量的主要技术要求按照表1的规定。

表1

3.2 资料收集与踏勘

地面高程控制网的资料收集与现场踏勘工作可与平面控制网同时进行，收集的资料主要有：

业主已提供的高程控制点点位信息；拟建轨道工程线路的设计资料，详细了解线路的走向，车站、施工竖井、车辆段与停车场的布设以及与已建线路交叉换乘或衔接的位置，以便初步确定高程控制点的埋设位置。利用“奥维互动地图”APP将已知点位数据导入软件中，能在地图中清楚的了解每个点位位置信息，为布点提供了很好的信息基础。

3.3 布网原则

资料收集与现场踏勘完成后，根据业主已经提供的高程控制点结合本工区设计的线路走向以及每个车站、竖井、斜井及车辆段位置对地面高程控制网进行布网设计，将水准网沿线路布设成附合水准线路，根据业主已经提供的高程控制点沿线路继续加密水准点以满足工程施工的需要，加密的水准高程控制点沿线路统一顺序编号，本工区以ⅡJGDSxx(按照里程顺序编号)。

3.4 点位埋设

轨道高程控制网水准标石分为基岩水准标石、深桩水准标石、混凝土水准标石和墙上水准标志4种。

3.5 外业观测

水准点埋石结束后，须经过一定的稳定期，桩位沉降稳定后方可进行外业观测。

3.5.1 仪器检查

水准测量使用的仪器为0.3mm/KM的天宝DINI全自动电子水准仪以及配套的条码式铟瓦标尺，均在检定有效期内，该条码尺采用了质量为5千克的尺台作转点尺承，扶尺时要借助尺撑，使标尺上的气泡居中，标尺垂直。每天作业前对所使用的水准仪和标尺的圆水准器进行检查和校正，防止因运输或其他原因致使圆水准器的正确位置发生偏离，从而使测量结果产生误差。在作业开始的第一周内需对水准仪的i角进行检查，每天1次，水准仪i角应不大于15″。

3.5.2 观测方法

电子水准仪在外业测量前需新建项目并将有关参数、限差预先输入，根据业主已提供的水准高程控制点等级，本工程按照轨道一等水准测量方法进行复测与加密，根据下表规定将参数预先输入到仪器中，水准测量观测的视线长度、视距差、视线高度应符合表2的规定。

在工作时，水准测量尽量在水准点上结束观测。如若不能在水准点上结束测量工作，一般选择两或三个坚稳可靠、光滑突出、便于放置标尺的固定点，作为间歇点。间歇后进行检测，检测结果符合表3限差要求时才能起测。水准测量的测站观测限差应符合表3的规定。

表2 水准测量观测的视线长度、视距差、视线高度的要求(m)

表3 水准测量的测站观测限差(mm)

在观测过程中，一旦以上指标超限，电子水准仪将会提示超限，此时应进行重测。

水准测量的观测方法如下：往测：奇数站为“后—前—前—后”；偶数站为“前—后—后—前”；返测：奇数站为“前—后—后—前”；偶数站为“后—前—前—后”。

每测段往测和返测的测站数应为偶数。由往测转向返测时，两根标尺必须互换位置，并应重新整置仪器。

轨道一等水准每一测段的往测和返测，宜分别在上午、下午进行，也可在夜间观测。

3.5.3 观测过程规定

水准观测过程符合下列规定：

①观测前，应使仪器与外界气温趋于一致；观测时，须用白色测伞遮蔽阳光；迁站时，宜罩以白色仪器罩。

②在连续各测站上安置水准仪的三脚架时，应使其中两脚与水准路线的方向平行，而第三脚轮换置于路线方向的左侧与右侧。

③同一测站上观测时，不得两次调焦。为了使前后视距大概相等，可以使用仪器内置的距离测量功能，在架置好仪器后先测量测站到后视点的距离，根据距离指挥前视司尺人员移动使前后视距大约相等。

④水准观测应在标尺分划成像清晰而稳定时进行。

下列情况不能进行一等水准观测：

a日出后与日落前30min内；

b太阳中天前后各约2h内（可根据地区、季节和气象情况，适当增减中午间歇时间）；

c标尺分划线的影像跳动而难于照准时或气温突变时；本工区的水准线路ⅡGDS53-ⅡGDS51需途经长庚医院门口的霞飞桥，该桥为钢结构桥，全桥共一跨，桥长在80m左右，大型车辆经过桥面的时候，会产生较大晃动，标尺分划线的影像跳动比较大，桥头处设置了红绿灯，测量过程中应该控制在车流量较少时候进行观测，减少仪器晃动产生误差。

d风力太大而使标尺与仪器不能稳定时。本工程水准线路需经过新阳隧道，该隧道为工业区进岛的主干道，车流量比较大，其中以大型车辆居多，大型车辆在隧道内行驶过程中会产生比较大的风力，使标尺产生较大的晃动，对测量成果产生比较大的影响，综合考虑，该测段的测量工作尽量避开早晚高峰时段。

3.5.4 重测与取舍

①超出表1～表3规定限差的观测结果，应进行重测。

②因测站观测限差超限，本站观测时发现的，立即重测；迁站后发现的，应从经检测符合限差的水准点或间歇点开始重测。

③测段往返测高差不符值超限时，应先对可靠性较小的往测或返测进行整测段重测。

3.6 数据处理

在每天外业结束后，应对当天观测数据进行复核和验算，检查各项指标是否符合规范要求，对超限部分应及时提出外业补测。外业观测全部结束后，计算每一测段往返测不符值以及附合路线和环线的闭合差，然后计算每千米水准测量的高差中数偶然中误差和全中误差。水准网平差应以路线长度定权进行整体严密平差，并计算出最弱点高程中误差和相邻点的高差中误差。该自动水准仪测量数据结果基于同济大学水准平差软件“Adjust Level”进行平差。