城市轨道交通工程地下管线测量技术研究

王发英

（深圳市市政设计研究院有限公司，广东 深圳 518029）

1 引言

随着我国城市化进程的不断加快，城市人口越来越多，城市交通压力逐渐增大，我国对于城市交通发展的支持力度也越来越大。然而，我国城市轨道交通地下管线的发展一直因为测量困难而被制约。因此，做好城市轨道交通地下管线检测，对于城市轨道交通发展有重要意义，是现代化城市正常运行的基本保证。城市轨道交通工程的地下管线作为当前城市运行的重要基础，负有保证城市内部能量输送、物质传递和信息传输的职能。随着我国科学技术的进步，城市地下管线无论是管线材质、敷设手段，还是管线数量都发生着翻天覆地的变化，以往的设计材料已经不能满足当前城市快速发展的需要。如何做好城市轨道交通工程地下管线测量成为当前研究的重要方向之一。

2 地下管线测量意义

在城市化高速发展的今天，地面建筑物越来越多，为提高空间利用率，地下设施越来越密集，导致空间、地面及地下的各类干扰多而严重，各类干扰体（源）形式多样。又因管线埋设工艺多样化，埋设时间各不相同[1]，地下介质物参数不均匀且多变等，给城市地下管线测量带来了较大挑战。在这样的条件下，如何获取精确的地下管线信息，是当前城市地下管线测量的重要问题。众所周知，近间距并行管线、非金属管线以及深埋地下管线是地下管线测量的最大阻碍，如何克服这些阻碍，建立良好的测量体系，提高测量的精度和质量成为地下管线测量的主要目标[2]。

城市地下管线是保障城市运行的重要基础设施，是城市各功能区有机连接和运转的“生命线”，关系到城市经济的持续、稳定和健康发展。目前，城市地下空间的开发利用离不开已有城市地下空间信息的支撑。加强对城市地下管线测量技术的研究，不仅是城市自身经济社会发展的需要，也是城市规划、建设和管理的需要，具有重大的现实意义和深远的历史意义[3]。

3 工程实例分析

3.1 工程概况

深圳市城市轨道交通12 号线二期工程项目全线起于原一期航线终点站。二期道路总长约8.01km（右线），采取全地下化铺设方法，设站台5 座，包括换乘站1 座，最高站间距约2.39km，最小站间距约1.02km，平均站间距约1.65km。12 号线北延伸平面示意图如图1 所示。

图1 深圳市城市轨道交通12号线北延伸平面示意图

本工程完成的工作量如下：全线12.87 公里地铁线路的施工控制网测量，卫星定位二等网测量18点，精密导线测量13.2 公里，轨道交通一等水准测量10.426 公里，完成1 ∶500 地形测量2.559 平方公里，1∶1000 地形图修测2.744 平方公里，1 ∶2000 地形图缩编10.034 平方公里；完成地下管线探测总面积为1334037 平方米，探测总长度为370.42 公里，完成8 公里重要建（构）筑物调查。

3.2 技术难点

（1）测量条件复杂：地铁线路长度约8 公里，与地铁6 号线、11 号线三线相交，测量条件复杂。

（2）技术要求高：需要布设首级GPS 网、精密导线网和精密水准网，起算点稀少且分布不均，需兼顾换乘站既有控制点的联测，对选点埋石、观测和数据处理水平要求较高。

（3）观测条件不利：地铁线路主要穿越深圳市宝安中心区大片的建筑物密集地区，精密导线观测受外界大气和光线环境的影响，仪器经常出现无法观测的情况。

（4）水准通过困难：深圳大部分区域都处于建设阶段，地形地貌几乎天天都在发生变化，水准路线通过困难。

（5）工期紧迫：全线地形测量和地下管线探测分为两个阶段进行，内外业作业时间为15 个月，需多次进场并集中投入大量的人力物力。

（6）地下管线复杂：有多条大口径原水管、高压电力、电力隧道、供水隧道、次高压燃气等重要管线。

（7）后期服务要求高：地铁线路设计周期长，在具体的设计服务过程中存在很多影响因素，特别是地形地貌和地下管线发生变更等，因此管线施工对后期服务有较高要求，需要不断地完善和优化以呈现良好的服务效果。

4 城市轨道交通工程地下管线测量

4.1 地下管线测量依据及作业流程

城市轨道交通工程地下管线测量的主要技术依据为 ：《城市地下管线探测技术规程》（CJJ61-2003）；《城市测量规范》（CJJ8-99）；《卫星定位城市测量技术规范》（CJJT73-2010）；《1∶500 1∶1000 1∶2000地形图图式》（GB/T20257.1-2007）。地下管线测量作业流程如图2 所示。

图2 作业流程

4.2 地下管线测量方法

城市地下管线测量需要在不同层次的监控轴线基础上完成，全方位检测通过全站仪完成，地面平整度检测通过极坐标完成，高程检测利用电磁波三角法完成，实际测量通过中干法完成。地下管线测量对于数据和精度的要求都非常高，因此，在具体检测工作开展之前，工作人员需要充分熟悉与掌握整个地下管线的情况，并针对不同的测量问题，选取对应的测量方法，确保高质量完成测量工作。现场勘测如图3 所示。不同的地下管线数据要求有不同的测量方法，主要包含以下几个方面：

图3 现场勘测

（1）地下管道外业检测采用专业的检测软件完成。

（2）应用解析法：按数值成图条件，以电子全站仪观察，用电子记载手簿记载。

（3）图根导线监测：利用管区内存在的图根首级控制轴线，首先对一、二图根导线控制点进行增设，再增设图根控制点，满足管线监测和细带地形图观测的基本要求。高度通过电磁波测距的三角高度加以表示，并和导线测试一起进行，其仪高和镜高均通过已测试好的钢尺完成高度量取，最终将数据取至毫米[2]。

（4）地下管线点测量：①地下管线点的平面方位联测宜采用电子全站仪或实时测距经纬仪，以导线串测或极坐标法进行。②测量时，仪表须严密整平于正中，对中杆上的小圆水泡形成处必须居中，以棱镜最高量测至毫米。

（5）测量精度按照《城市建设地下水管道测量施工技术管理规程》及相关细则进行：现实地底管道线位与相邻地上建(构)筑物，在道路中心线与相邻管道之间的距离中偏差，不能超过图纸上0.5mm。

4.3 地下管线测量精度要求

（1）控制测量精度要求

对于不同的导线类型，有不同的测量仪器和精度控制要求。例如一级导线、二级导线、三级导线之间的技术要求完全不同。导线之间的闭合差也不同，一级导线的相对闭合差为1/14000，二级导线的相对闭合差为1/10000，三级导线的相对闭合差为1/6000。控制测量精度要求如表1 ～表4 所示。

表1 等级导线的主要技术要求

表2 电磁波测距导线的主要技术要求

表3 三角高程测量的主要技术要求

表4 重直角观测的技术要求

（2）地下管线点的测量精度

平面位置测量中误差不得大于±5cm（相对于邻近控制点），高程测量中误差不得大于±3cm（相对于邻近控制点）。

4.4 地下管线测量结果的数据整理

城市轨道交通工程地下管线测量意义重大，根据不同的施工环节和测量数据要点需要选择不同的施工方法。在前期数据测量完成后，地下管线测量结果的数.4据 地处下理管主要线包测含量以结下果步的骤数：据第整一，理前期通过专业的测量方法得到测量数据后，需要对数据质量进行判断和检验，确保数据符合统计学原理。第二，数据检验合格后，对数据进行数字化分析。数字化分析是将前期的检测数据进行可视化分析，对前期调研数据进行归纳总结，明确城市轨道交通铺设前期地下构筑物、高程、地下水流向、地下土质等情况，为后期地下轨道的施工提供数据支撑和理论参考[4]。第三，数据分析完成后，需要将测量数据形成图纸，便于后期城市轨道交通的设计。在地图中，以单实线表示连接线，而对于实际间距超过0.5 米的管线则以实4 虚1 双虚线表示实宽，通过专业的绘图软件将地下测量数据整理输出为图纸。数据处理流程如图4 所示。

图4 数据处理流程

5 结语

以深圳市城市轨道交通12 号线二期工程为例，介绍了地下管线测量的流程和主要内容，即确定地下管线测量方法、明确地下管线测量精度要求、完成地下管线测量的数据整理等，并分析了该工程在地下管线测量时存在的技术难点，为我国城市轨道交通地下管线测量提供了理论基础和实践参考。