联系测量在地铁工程中的应用探讨

宋达

（南京市测绘勘察研究院股份有限公司 江苏南京 210000）

0 前言

城市化进程的加快让地铁项目成为很多城市的重要发展项目。城市轨道交通系统能够为人们的出行提供极大便利，有效提高城市对于土地资源的使用，在城市发展中拥有巨大价值。正因如此，社会各界高度重视地铁项目的设计与施工。在地铁施工中，工程测量是重要的环节，在实践中应用先进的技术、成熟的理念，提高测量数据成果的可靠性和准确度。

1 地铁测量中的联系测量应用作用

大多数地下工程项目出于保障项目稳定性和质量需求，确保地面与地下拥有统一的坐标系、高程基准，都会用平硐、竖井以及斜井把地面坐标系、高程基准传递至地下。地铁项目的建设同样如此，车站盾构始发井建设完成后，第一时间将地面的坐标系统和高程基准传递至井下，这些数据成果会成为盾构机掘进过程中的关键参数。地铁施工作业中，联系测量数据成果限差是否达标、精准与否都会影响到隧道挖掘方向、工程质量安全。地铁施工中盾构机掘进的质量、进度都需要联系测量技术提供准确的数据支持。根据工作经验结论，联系测量精度对于成型隧道线型质量起到至关重要的作用[1]。联系测量技术因其可以提供高精度的盾构机掘进指引参数，已成为地铁施工测量中关键和广泛的测量方法，推动着我国地铁测量技术不断进步和发展。正因如此联系测量技术的理论探讨与经验研究，这一过程具有十分重要的现实意义。

2 地铁平面联系测量方法分类

2.1 联系三角形定向测量

联系三角形定向测量亦称一井定向测量，地铁施工中有着广泛的应用。一井定向是在一个竖井中悬挂两根钢丝，钢丝一端固定在井口上方，另一端系上重锤浸没在阻尼液中。以地面的坐标系统推求两钢丝间方位角以及平面坐标，随后通过测量来联系垂线与井下导线点，并将地面坐标与方向传递至井下。为避免触碰，采用新的测距方法，即在钢丝上粘贴反射片，利用全站仪光电测距的方法测量边长[2]。

2.2 双联系三角形定向测量

生产实践的过程中，一线测量人员得出了双联三角形定向测量这种技术的使用经验。这种技术是对一井定向方法的改良，该方法是在竖井中悬吊三根钢丝，构成两个联系三角形。用这种方式提高整体测量精度，并且这种方法本身包含复核作用，有着操作容易、精度高等优点，得到广泛使用。

2.3 两井定向测量

两井定向是在两个竖井中各悬挂一根钢丝，然后在地面和井下采用导线测量方法联测竖井钢丝，随后地面坐标系的方位角和平面坐标经过计算便可以传递至井下。

两井定向时，两根钢丝间距远大于一井定向，因而使投点误差带来的方向误差有效的减小。此外井下起始位置的方位角精度也会一同提高，以上就是两井定向最突出的优势。

2.4 导线直接传递测量

虽说用竖井联系三角形定向测量技术在实践中有着较高的精准度，但是要考虑到竖井本身井筒宽度较窄，作业面狭小，很多因素都会干扰到施工，所以联系三角测量技术的优化略有困难。且存在工序繁多、作业时间长、劳动强度大等不足。

当地铁工程深度较浅的时候，可以使用导线直接传递测量定向的方法进行竖井联系测量。这种技术与竖井联系三角形定向法相比来说，施工方法和布设要更为简单，不容易受到井口作业影响，本身质量可满足工程要求。

2.5 高程联系测量

该方法包括竖井高程传递测量和地面趋近水准测量，其中地面趋近水准测量附合在地面相邻城市二等水准点上，按照轨道交通二等水准测量技术要求施测。高程联系测量一般采用长钢尺导入法进行。首先应搭建挂尺架，在挂尺架上悬挂经检定过的钢尺至井下，并在下端挂一个与钢尺检定时拉力相同的重锤，井上和井下各安置一台水准仪，在确认钢尺悬挂稳定后，同时进行井上和井下的高程测量工作。

3 两井定向测量操作前的准备

两井定向工作环节多，测量精度要求高，同时又要缩短占用竖井的时间。所以需要有很好的工作组织，才能圆满的完成测量工作。接下来，文章将以某地区的地铁1号线为对象。本线路总计长度约32km，线路贯穿了市区的办公、商圈等区域。以该线路的TA02标段竖井作为研究对象，井深16.8m，区间长度在1.2km。使用徕卡TS60全站仪及配套棱镜、温度计、气压计、脚架、对讲机、测伞、外业观测记录手簿等。徕卡TS60全站仪自身具备自动补偿功能，在操作中可以简化操作流程，提高测量工作效率。并且徕卡TS60全站仪有着非常先进的驱动模式。其所用的陶瓷驱动技术，不需要使用齿轮，甚至不会对仪器有大的损耗。耐用的同时，其电能直接转化成机械能，不会出现磁场，也不会受磁场的影响。瞄准以及测量中，镜头十分稳定，测量精度得到了控制。通过对热量的产生和消散进行控制来确保TS60全站仪最大测距的精准度。观测前的30min，需要将仪器放在露天阴影中，使其逐渐和周围温度接近。仪器预热期间宜完成投点工作，在已贯通的两相邻竖井内各悬挂一根钢丝，钢丝宜选用φ0.3mm高强度的优质碳素弹簧钢丝，悬挂10kg重锤，重锤应浸在装有阻尼液的油桶中。

4 两井定向测量正式操作流程

地面导线与地下导线按照《城市轨道交通工程测量规范》（GB/T 50308—2017）精密导线测量要求施测。测量钢丝时每个角度观测六测回，当前后视边长观测需要调焦时，宜采用同一方向正倒镜同时观测法，测角中误差应在1″之内。运用新的测量方法测量边长，就是将反射片粘贴在钢丝上，利用全站仪的光电测距方法对边长进行测量，这种方法不仅速度快，而且精度较高，边长应独立测量三测回，每测回三次读数，各测回较差应小于1mm。地上地下丈量的钢丝间距应小于1mm。测距时，应在测前、测后各读取一次温度和气压，并取平均值作为测站的气象数据。温度读至0.2℃，气压读至0.5hPa。测量时观测员应清晰报读观测数据，记录员应将观测员读出的数据“回读”，以此核实。测量时应劝阻一切非测量人员在油桶附近停留，地面井口自始至终不能离人。外业测量结束后将观测数据输入至平差软件中，对数据进行平差计算。在竖井联系测量中会形成附合导线，此时对附合导线要做严密平差计算，平差软件自动进行闭合差计算、概算、平差、精度评定和成果表格输出，得出地下控制点的坐标成果。依据平差计算成果可以看到，联系测量技术的应用很好的保障了测量效果、测量精度。联系测量技术能够有效且精准地完成地铁工程测量需求，为后续盾构掘进过程中稳定推进提供关键技术参数。

5 结语

综上所述，面对国内城市化步伐加快，以及国内经济的快速增长，国内工程建设施工会用到大量现代化且先进的工具、技术。随着各地区地铁项目规模逐渐壮大，人们对施工质量的要求也不断提高。联系测量技术适用性广泛、精准度高，受到广泛关注。在实践操作中，测量人员应掌握多种类型的测量技术原理和方法，使用有效的仪器设备检测，灵活变通，发挥技术价值。为现代地铁项目施工提供支持和帮助。