地鐵控制測量檢測技術方法探討

方門福

(深圳市勘察研究院有限公司,廣東深圳 518026)

地鐵控制測量檢測技術方法探討

方門福?

(深圳市勘察研究院有限公司,廣東深圳 518026)

地鐵是國際公認的解決大城市交通問題的首選交通工具,由于地鐵一般都在建筑密集、地下管網繁多的城市環境中建設,要實現地鐵的順利貫通、滿足設計要求,不僅需要承包商測量隊嚴格按要求完成本標段的測量工作,而且需要充分考慮各標段之間的銜接,因此,需要有專業的測繪單位負責全線控制測量的檢測和管理。本文結合深圳地鐵控制測量檢測的實踐,提出地鐵控制測量檢測內容和控制標準,總結了地鐵控制測量檢測的技術方法包括檢測原則、技術路線和作業流程等,給出了檢測中的關鍵技術。

地鐵控制測量檢測;檢測內容;檢測標準;技術方法;關鍵技術

1 引 言

地鐵以運量大、快速、準時、節能、環保及安全舒適等特點成為解決大都市交通堵塞問題的首選交通工具,也逐漸成為城市展示經濟實力、城市化建設程度以及高新技術應用的重要標志。地鐵工程建設采用三維坐標解析法進行設計和施工,施工有嚴格的限界規定、施工誤差裕量小、精度要求高,軌道結構采用維修量較小的整體道床、鋪設軌道一次到位、幾乎無調整的余地,因此,需要高精度的測繪工作給予保障。

地鐵一般都在建筑物稠密和地下管網繁多的城市環境中建設,不僅造價昂貴、技術要求高、施工工藝復雜,建設工期一般都在4年～5年,施工時若干標段同時施工且開工時間、施工方法、結構形式、承包商都有所區別。要實現地鐵的順利貫通、達到設計要求,不僅需要各承包商測量隊嚴格按要求完成本標段的測量工作,而且,必須充分考慮各標段之間的銜接,因此,需要有專業的測繪單位負責全線控制測量的檢測和管理。

深圳地鐵工程建設從一開始就實行控制測量檢測制度,采用業主測量隊模式,通過公開招投標擇優選擇具有甲級資質的專業測繪隊伍代表業主對全線的控制測量成果進行全面的檢測、維護和管理,先后制定了業主測量隊職責、檢測實施細則、復核制度等一系列管理規定,建立了深圳地鐵控制測量檢測機制,保證了地鐵控制測量成果的正確性和一致性,為深圳地鐵工程的順利施工起到了積極的保障作用。本文根據深圳地鐵控制測量檢測的實踐,提出地鐵控制測量檢測的主要內容、控制標準、精度指標、主要技術方法以及涉及的關鍵技術。

2 檢測內容和檢測標準

2.1 檢測內容

地鐵控制測量檢測在不同的城市或不同的施工方法會有所差異,總體上主要包括以下工作內容:

(1)地面首級控制測量(包括GPS網、精密導線網、精密水準網)及加密施工控制測量檢測;

(2)聯系測量檢測,并跟蹤至適當長度,進行地下精密導線、精密水準的檢測;

(3)貫通測量檢測;

(4)中線調整測量檢測及鋪軌控制基標檢測;

(5)凈空斷面和結構橫斷面測量檢測;

(6)設備安裝測量檢測及施工測量檢測;

(7)竣工測量檢測;

(8)控制點成果管理及全線統一測量標準的制定等。

2.2 控制目標

(1)地鐵控制測量終級目標是保證在任何貫通面上橫向貫通中誤差不超過±50 mm,豎向貫通中誤差不超過±25 mm。

(2)隧道襯砌及車站建筑物不侵入建筑限界;

(3)設備、管線、裝修物不侵入規定限界;

(4)測量成果符合相關法律、法規、規程、規范及業主的要求。

2.3 精度指標

按照等精度檢測原則并顧及設計要求確定控制測量檢測的精度指標。

(1)平面控制網檢測應滿足表1和表2的要求。

表1 GPS網檢測主要技術指標

表2 精密導線檢測主要技術指標

(2)地面水準網檢測的精度應滿足表3的規定。

表3 水準網檢測的主要技術指標

(3)施工控制測量及地下控制測量檢測應滿足精密導線和二等水準測量檢測的要求。

2.4 檢測限差

(1)地面控制測量檢測以中誤差的2倍作為限差。

(2)地面施工控制點檢測的坐標互差≤±12 mm,高程互差≤±3 mm。

(3)地下控制點檢測的坐標互差:近井點附近≤±16 mm、貫通面附近≤±25 mm;地下高程互差≤±5 mm。地上地下導線起始邊(基線邊)方位角檢測的互差≤±12″。

(4)控制基標檢測限差:直線段與180°較差≤±8″,距離較差≤±10 mm;曲線段線路橫向偏差≤±2 mm,弦長較差≤±5 mm;控制基標高程較差≤±2 mm,相鄰控制基標間高差較差≤±2 mm。

2.5 檢測時間

(1)地面控制網一般應檢測3次:第一次檢測應在開工前完成,第二、三次檢測一般在施工期間根據業主的要求進行。

(2)施工控制測量、聯系測量、隧道貫通測量及地下控制測量等應在土建承包商提交施工控制測量成果后10天內完成檢測。

(3)斷面測量、鋪軌控制基標、設備安裝測量、竣工測量等檢測一般根據施工進度要求由業主統一協調檢測時間。

3 主要技術方法

3.1 檢測原則

(1)對原測成果資料進行全面的檢查和審核,在此基礎上制定切實可行的檢測方案。

(2)檢測所使用儀器的標稱精度應等于或優于原測所用儀器,并經國家認可的測繪儀器檢定單位的檢定且合格。

(3)檢測的技術方法、精度要求、技術指標等均應等于或優于原測,在盡量采用與原測相同的圖形結構和路線的同時,適當增加必要的檢核條件,如增加與已知點的聯測方向、增加測回數等。

(4)檢測結果本身應符合相關的規程、規范的要求。

(5)檢測成果分析:當檢測值與原測值互差小于2倍中誤差時,可用原測成果,若大于該值,應認真分析原因,提出成果使用建議。

3.2 技術路線

充分應用測繪新技術、新方法、新工藝及先進的測繪設備,認真審查承包商的測繪資料和成果,用等于或優于原測的儀器和方法進行檢測,實現數據采集的自動化和數據處理、分析的自動化,及時編制檢測報告和成果發布,地鐵控制測量的檢測的技術路線如圖1所示。

圖1 技術路線圖

3.3 工作程序

根據地鐵工程建設特點及對測繪服務的需求,控制測量檢測的工作程序大致按照施工順序和實際情況制定如圖2所示,實際工作中,部分檢測工作可能有交叉,但總體順序基本沒有大的變化。

圖2 工程程序示意圖

(1)地面控制測量檢測在施工開始前進行一次,施工期間進行2次～3次。

(2)實時對土建承包商施測的地面或地下施工控制點進行檢測,及時與測量單位、駐地監理及承包商完成控制點交接樁。

(3)根據需求,及時進行聯系測量檢測及貫通測量檢測,保證隧道的正確貫通。

(4)隧道貫通后,進行暗挖隧道貫通測量檢測,并根據兩端到導線點和高程點,按附合線路對洞內導線合水準進行嚴密平差。

(5)鋪軌結束后,及時進行鋪軌控制基標檢測。

(6)根據業主要求,完成斷面及限界檢測。

3.4 作業流程

作業流程是檢測實施過程中各工序、工種之間的相互聯系及接口的綜合反映,是項目管理、工作安排的重要依據,是實施質量管理、重點控制的基礎,因此,制定科學、合理、可行的作業流程有助于項目的管理和實施。地鐵工程控制測量檢測的作業流程如圖3所示。

圖3 作業流程圖

4 關鍵技術

4.1 GPS技術

GPS技術主要用于地面首級控制網的檢測,一般采用GPS靜態測量方法完成。技術方案中既要考慮GPS網的圖形結構,又必須聯測其他線路的控制點,以保證線路間的正確銜接。GPS網檢測原則上應采用邊連接方式組成全面網,并保證有多余的高等級檢查點,同時采用全站儀對網中2個～4個邊、角進行檢查。

4.2 精密導線測量技術

該技術主要用于檢測精密導線網、施工加密控制網以及地下導線點成果,三項檢測的技術要求及方法一致。精密導線檢測必須聯測2個以上GPS點,連測角適當增加測回數。施工加密控制點檢測時除保證本標段的成果正確外,還應聯測其他標段或單位施測的加密控制點,以保證不同標段施工的順利銜接。

4.3 精密水準測量技術

地面水準網、加密高程、地下控制高程、貫通測量以及其他高程檢測均采用精密水準測量技術完成,除地面水準網中有一等水準測量要求外,其他高程檢測的技術要求及方法均執行二等水準測量的相關規定。精密水準測量應采用DS01級(標稱精度0.1 mm/km)以上儀器完成。采用精密水準測量技術進行高程檢測時,高等級已知水準點應不低于3個。

4.4 聯系測量檢測方法

聯系測量的主要目的是將地面控制點的坐標及高程傳遞到下面,是地鐵控制測量測量中難度最大、要求最高的重點工作內容,其檢測工作也是控制測量檢測中的重中之重。

聯系測量檢測應采用優于原測的技術方法完成,“自動陀螺經緯儀、鉛垂儀聯合定向法”是聯系測量檢測最有效的方法。聯合定向法檢測時,鉛垂儀投點中誤差不大于±3 mm,陀螺方位角定向中誤差應小于±8″。自動陀螺經緯儀的標稱精度應不低于15″,獨立觀測3測回,測回間方位角較差應小于20″。

聯系測量檢測也可采用聯系三角形定向法、導線測量法等進行。

4.5 控制基標檢測技術

控制基標是地鐵鋪軌的重要依據,是保證軌道按設計準確就位的關鍵環節之一,因此,控制基標檢測是控制測量檢測的重要工作。控制基標檢測以“兩站一區間”為基本單位,實行“車站不動、區間調整”的控制原則。

由于控制基標調整裕量很小,要求控制基標檢測盡量降低測量誤差,原則上應采用高精度的儀器(平面用DJ1級全站儀、高程用DS05級水準儀)完成。控制基標檢測按精密導線測量和精密水準測量的要求進行。

4.6 數據自動化處理與分析

建立數據自動化處理系統,實現數據處理的及時、準確、自動化,自動計算、比較、分析檢測所需的各項成果、限差。檢測結果本身應滿足相關規范的要求,各項限差應符合規定。檢測結果的分析主要包括檢測結果的質量、可靠性以及與原測成果的比較等。當兩次測量成果的較差較大或超過限差時,應查找原因及解決辦法,必要時進行復測或重測。檢測工作結束后應按要求編寫檢測報告:檢測方法、檢測過程、使用儀器、成果質量及可靠性、與原測結果的對比分析以及成果使用建議。

4.7 成果信息化管理技術

代表甲方制定全線測量統一作業標準,對全線的控制測量成果進行統一管理。全線測量統一標準應根據地鐵施工方法、甲方要求等,結合相關的規程、規范制定,其內容包括:作業技術要求,使用儀器等級,作業方法,作業限差,測量成果格式等。地鐵工程控制測量成果多、變化大,涉及的時間長,成果管理難度大,因此,需建立地鐵工程控制測量成果數據庫,實現測繪成果信息化管理。

5 結 語

地鐵控制測量成果的正確與否,直接關系到地鐵工程能否按設計準確施工、全線準確貫通、主體結構及設備安裝準確就位,實現地鐵建設的高要求、高標準、高質量。控制測量檢測是保證測量成果的正確性、一致性、穩定性以及各施工標段測量成果的順利銜接的重要工作,也是最終檢驗地鐵施工是否滿足設計的關鍵工序。全面研究和總結地鐵控制測量檢測的技術方法、工藝流程、關鍵技術,有助于提高控制測量檢測水平,為地鐵工程建設提供快速、準確、高效的測繪保障。

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Metro Control Measurement Method Detection Technology

Fang Menfu
(Shenzhen Investigation&Research Institute Co.,Ltd,Shenzhen 518026,China)

Metro is an internationally recognized metropolitan traffic problems to solve technology of choice,because the subway is generally concentrated in the construction,underground pipe network construction of many urban environments,to achieve success through the subway meet the design requirements,not only in strict accordance with requirements of the contractor to complete the survey team's measurements of the bid,and the need to fully consider the interface between each section,therefore,the need for professional surveying and mapping unit is responsible for the detection and management of the full range of control measurements.In this paper,the practice of control measurements to detect the Shenzhen Metro,Metro proposed control measure to detect and control the content standards,summed up the subway control methods include measuring detection techniques to detect the principles,technology and processes,such as the route, given the detection of key technologies.

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2014—03—25

方門福(1963—),男,正高職高級工程師,主要從事測繪生產及技術管理工作。