轨道交通工程测量中不同平面联系测量方法的应用比对

魏鹏琳 郭春生 彭琛

摘 要：平面联系测量是指导盾构推进的重要环节，实际工程中采用两井定向进行施测。常用的测量方法包括直接导线法与吊钢丝法，笔者采用上述两种方法在佛山市深电区间进行联系测量，测量后统计两种方法的消耗对比，总结两种方法适应的场景。

关键词：平面联系测量;两井定向;直接导线法;吊钢丝法

中图分类号：U239.5   文獻标志码：A     文章编号：1003-5168（2022）6-0077-03

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2022.06.018

Application Comparison of Different Plane Connection Measurement Methods in Rail Transit Engineering Survey

WEI Penglin    GUO Chunsheng    PENG Chen

（SGIDI Engineering Consulting（Group） Co.，Ltd.，Shanghai 200093，China）

Abstract：Plane contact measurement is an important link to guide shield propulsion. In practice， two wells are used for directional measurement. The common measurement methods include direct conductor method and hanging wire method， The author use the above two methods to measure the connection between the deep electric power sections in Foshan City. After the measurement， the consumption comparison between the two methods is calculated and the scenarios suitable for the two methods are summarized.

Keywords： plane contact;measurement of two well directional;direct wire;method of wire lifting

0 引言

联系测量作为轨道交通工程测量的重要环节，主要任务是将地面坐标系统和高程基准传递到地下，使地上地下的测量工作采用统一的基准[1]。将地面坐标系统传递到地下的测量工作称为平面联系测量，是指导盾构推进施工的基本条件，作为盾构推进指示方向，是确保隧道贯通的重要环节[2]。

本文以佛山地铁三号线深村站至电视塔站区间为例，对盾构隧道区间不同的平面联系测量方法进行比较，同时对内外业实施过程进行了相关分析。

1 平面联系测量的精度分析及方法介绍

平面联系测量任务在于提供地下导线起算边的坐标方位角及起算点的平面坐标[3]。随着仪器精度的逐步提高，起算点的平面坐标传递能较好控制，坐标方位角的传递往往较难控制，须优化测量手段，保证坐标方位角的正确[4]。

联系测量根据导线传递出口的多少可分为一井定向和两井定向。一井定向，地下基线边通常仅15 m左右。《城市轨道交通工程测量规范》（GB/T 50308—2017）[5]规定，基线边方位角检核互差应小于12″。以最不利因素12″计算因基线方位角引起的偏差，约为0.9 mm。佛山市轨道交通3号线线路平均长度约为2 km，按2 km对基线边方位角导致的贯通误差进行估算，见图1贯通误差估算示意图。

因基线边过短引起的偏差约为120 mm，已经超出平面贯通误差50 mm的行业规定，盾构将无法出洞。按规范的横向贯通误差估算测量精度，15 m基线边的横向误差须≤0.25 mm，角度偏差不宜大于4″，以常规的工程测量手段，一井定向很难满足控制贯通误差的测量要求。

为了减小基线边方位角对贯通的影响，应拉长基线边，采用两井定向，从车站两端向下传递，地下基线边达到120～150 m。佛山市轨道交通3号线常用的两井定向方法主要有两种：两井定向直接导线法和两井定向吊钢丝法。

1.1 两井定向直接导线法

直接导线法按《城市轨道交通工程测量规范》（GB/T 50308—2017）第3.3节精密导线网测量有关技术要求进行。此方法测设便捷，较为常用，在两个竖井内、车站内分别布设固定墩台，地上地下导线联测成网，形成两井定向直接导线法。

1.2 两井定向吊钢丝法

在两个竖井井内挂钢丝，钢丝下面吊10 kg重锤，重锤置于装有油的桶中，防止钢丝摆动，油桶置于井下，在钢丝上部和下部分别贴上反射片。利用在地面近井控制点及井下底板控制点，采用全站仪，测量出钢丝相应的边角关系。井上与井下同一边边长较差应小于2 mm。联系测量须独立进行三组，做到井上井下同时测量。互差满足要求后，方可取三次的平均值作为该次的定向最终测量成果。

2 工程实例

为了对比两种联系测量方法的工作效率，选取了深村站—电视塔站区间作为实例对比，从深村站出发，向北延伸，沿文华路敷设，下穿文华路连续桥、兴盛石材等厂房及季华路广告牌，最后沿季华六路到达电视塔站，区间总长为1.5 km。

2.1 两井定向吊钢丝法

根据施工现场条件及周边环境，深村站—电视塔站区间本次平面联系测量采用佛山市城市轨道交通三号线工程精密导线控制点为平面坐标起算依据;施测路线附合导线;井上、井下同步观测。联系测量按照上述施测线路变动两次钢丝，得到3组外业数据。内业采用清华山维测量控制网平差软件对观测数据进行严密平差，求得基线边控制点成果，见表1。

2.2 两井定向直接导线法

深村站—电视塔站区间测量检测使用了佛山市城市轨道交通三号线工程精密导线控制点作为测量工作起算点，作业前先检核平面控制點间相互关系;起算点检测合格后，采用附合导线联测近井点。内业采用清华山维测量控制网平差软件对观测数据进行严密平差，求得基线边控制点成果，见表2。

3 成果比对及施测过程消耗对比

统计两种不同施测方法的基线边成果，见表3、表4。统计施测过程中的生产投入，见表5。

经过验证，两种联系测量的互差均远远小于相关规范规定，证明两种方法均技术可行。

以上案例的车站为二层结构，直接导线法传递两次后可到达底板，测站数相对偏少，测量线路均为强制对中墩，测量精度能有所保证。通过上述对比可知，直接导线法在人工投入、测量时长、设备投入、材料投入方面均较少，受制约条件较小，数据处理相对简便。因此，车站结构深度在2～3层较浅时，宜优先选择两井定向直接导线法。

当车站结构较深达到4层时，单井的直接导线法测站数增加为4站，随着测站数增加，直接导线法的精度将会降低。车站结构越深时，吊钢丝法的外界环境控制因素及注意事项越多，存在操作困难的弊端。因此，车站结构较深时，宜根据现场条件选择适宜的联系测量方式。

4 结语

本文通过对平面联系测量不同施测方法入手，结合地铁测量案例分析得到以下两点结论。

①长区间暗挖隧道，一井定向的联系测量精度难以满足贯通要求;两井定向吊钢丝法、两井定向直接导线法等方法，增加了地下基线的长度后，坐标、边长、方位角均能满足规范要求，明显拉高了地下方位角的精度。

②经采用两种平面联系测量方法对同一工程进行测量并综合分析，针对通常深度的地下二层、三层车站，使用直接导线法测量时工作量及仪器投入小、受制约因素小、测量简便、数据处理简单，值得全面推广。

参考文献：

[1] 王晓兵，李淑娟，李勇，等.第三方测量在地铁建设中的应用研究[J].测绘通报，2019（S1）：245-249.

[2] 秦长利.城市轨道交通工程测量[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[3] 王建.城市轨道交通工程第三方测量检测若干问题探讨[J].隧道建设，2016（5）：547-549.

[4] 刘庆年.城市地铁施工测量技术与方法研究[J].南方农机，2017（2）：71-72.

[5] 住房和城乡建设部，国家质量检验检疫局.城市轨道交通工程测量规范：GB/T 50308—2017[S].北京：中国建筑工业出版社，2017.