地铁施工精准测控技术研究

马玉江

摘要：地铁测量是地铁建设工程的一个重要组成部分，为使地铁测量更好地服务于地铁工程建设，确保地铁施工的高质量和高安全度，在实践的基础上提出了地铁施工精准测控的思想，给出了地铁测量的基本原则和合理技术要求，介绍了地铁施工精准测控的技术关键，叙述了竖井高精度联系测量的作业方法，在地铁测量的高精度与高效率问题上进行了有益的探索。

关键词：精准测控；地铁施工；联系测量；竖井；GPS技术；电子；全站仪；激光铅垂仪

1 引言

地铁（或叫轨道交通）是国际公认的解决大城市交通问题的首选技术，我国大城市的交通堵塞和拥挤问题历来都是令城市管理者和老百姓头痛的问题，解决这一问题的惟一出路就是发展地铁，它以运量大、速度快、时间准、能耗低、污染少和安全舒适的特点赢得了世界各大城市的青睐。我国已建成运营的地铁线路已接近1000公里，还有1000多公里的地铁线路正在建设之中，这股建设春风在席卷神州大地，可以说我国的城市交通已经进入地铁时代。

地铁测量是地铁建设工程的一个重要组成部分，其主要特點表现在以下三个方面，即地铁的整体规划和分期建设特点要求测量工作必须保证各段、各条线的正确衔接；地铁埋深浅且沿途常经过繁华闹市区（高楼林立），因此对地下建筑物的定位精度要求较高、对贯通测量精度要求也比较严格；地铁测量时间长、内容多。上述情况决定了地铁施工精准测控的至关重要性，它需要根据具体情况制定详细的技术方案并采用一些特殊的技术措施，下面谈一下笔者及科研组的一些做法。

2 地铁测量的基本工作与要求

地铁测量应建立“业主、监理、承包商”三个层次的专业管理模式，做到规范化、科学化，应采用分级布网、分级控制的形式。整个城市的总地铁线网地面主控网应在首条地铁开建前由一个水平较高的测量单位按特定的标准统一完成，其后的地面控制网加密及设计、施工阶段的测量可由各相关单位以主控网为基础按统一的标准逐级顺序实施完成。

2.1 地铁测量的基本要求

地铁地面主控网的测量可参考《城市测量规范》（CJJ8）、《工程测量规范》（GB50026）、《全球定位系统（GPS）测量规范》（CH2001）等的相关规定，按其中的有关技术要求进行设计、作业和检测。控制测量必须在确认桩点稳固、可靠后进行。测量用的经纬仪、水准仪及标尺、光电测距仪、电子全站仪、GPS全球定位系统等都应按规定周期进行检定及校正。测量工作中的各项计算均应由两组独立进行，计算过程中应及时校核，发现问题应及时检查并找出原因。利用原控制点（含中线控制点）作第2次设站观测或根据原控制点增设新点时必须对原控制点的相邻边和水平角进行检测。利用原水准点作引伸测量时，必须对其相邻的已测测段高差或相邻水准点间高差进行检测，水准基点与水准网应定期进行复测（特别是在软土地区及地面沉降发育的地区）。地铁隧道洞外控制测量应在隧道进洞施工前完成。控制测量工作中应对用于测量的图纸资料进行认真的研究核对，确认无误后方可使用，抄录的数据资料必须认真核对。地铁隧道施工前应根据设计单位交付的测量资料进行认真核对与交接。平面控制测量应结合地铁隧道的长度、平面形状、线路通过地区的地形和环境等条件等进行，可采用GPS测量、导线网测量、边角网测量、三角网测量或综合法进行，应以GPS测量和精密电子全站仪导线测量为首选。地铁隧道测量时每个洞口应测设不少于3个的平面控制点（包括洞口投点及其相联系的GPS点、导线点或三角点）和2个高程控制点。

2.2 地铁地面主控网测量

地铁工程地面控制测量应采用先整体后局部的原则，通过合理精度与布局的平面控制网及高程控制网对工程进行控制。

①地铁平面控制网。目前情况下，平面控制网以GPS网和精密导线网为佳。我国的地铁建设城市均为百万人口以上的大城市或特大城市，这些城市均建有独立的城市控制网、采用独立的城市坐标系统（与国家坐标系联系甚少，也可以说与国家坐标系完全不相关），城市的各种建设活动均是在城市坐标系统的框架下进行的，因此地铁建设也应该在城市坐标系统的框架下进行。地铁平面控制网应以GPS网为骨干，地铁平面控制网中应有5～7个原城市控制网中最高等级的平面控制点（这5～7个原城市控制网点应在地铁总体建设区域内均匀分布以增加网形强度，保证GPS网的精度均匀、减少尺度比的误差影响，同时也是GPS网的起算数据），通过地铁平面GPS控制网的联测获得城市控制网与地铁GPS控制网间的坐标转换关系（进而实现2网的统一），地铁沿线间GPS点的平均边长宜为1.5km～2km（最短边不宜小于700m，因边太长易造成不通视，边太短则会影响精度），原则上每个车站应设一个GPS点且每个点应尽可能有两个以上的通视方向（这样既便于在地铁施工时直接从GPS点上向下引测，又便于用常规方法进行检测）。精密导线网应为通过电子全站仪沿地铁方向布设的附合在GPS点上的附合导线、闭合导线或结点网，为满足施工需要，各车站、竖井口、车辆段等施工地段均应设导线点，导线点的点位要稳定、可靠、便于使用并按规范要求进行埋设。地铁测量的重要任务之一是保证暗挖隧道的正确贯通，地铁隧道横向贯通中误差一般应不大于50mm。

②地铁高程控制网。地铁高程控制网应采用二等水准测量的形式，在软土地区及地面沉降发育的地区要强化水准基点与水准网的定期复测工作（这一点对于地铁的安全监测具有特别重要的意义）。水准路线可布设成附合路线、闭合路线或结点网。地铁沿线的二等水准网要起闭于一等水准点，加密水准网要起闭于二等水准点。为便于使用和检测，每个地铁车站至少应设2个二等水准点，每个施工口应至少设2个精密水准点。地铁水准点要尽可能设在施工范围之外且稳定、可靠和便于使用的地方。地铁隧道要求竖向贯通中误差不大于25mm。

3 结束语

地铁测量是地铁建设工程的一个重要组成部分，要确保地铁施工空间位置及几何形位的准确性与高精度就必须依靠高精度的测量技术与方法，要确保地铁施工的安全性也必须依靠高精度的测量监控技术，因此，地铁施工的精准测控非常关键，研究可靠、高效、简便、实用的高精度地铁测控手段对地铁施工的优质高效具有重要的科学意义。

参考文献

[1]黄晓燕，张爽，曹小曙.广州市地铁可达性时空演化及其对公交可达性的影响[J].地理科学进展，2014，（08）：1078-1089.