對地鐵測量出現的誤差探討

張建楠

摘 要：由于地鐵工程耗時長、工程量大，在測量方面難免出現不同類型的誤差，影響了地鐵施工精確性。本文基于這一背景，簡單闡述了地鐵工程測量誤差標準，分析了地鐵測量誤差影響因素，并在此基礎上提出了幾點誤差控制策略。旨在優化地鐵測量操作，提升測量精確性。

關鍵詞：地鐵工程；測量；精確性

由于我國地鐵工程設計首級控制采用的是GPS技術、B等級的鐵路線路走向，要想控制好測量精確度以及定位的準確性，必須設置精密導線網，控制好地面、地下的連接狀況，以便于優化精密導線的測量以及GPS定位。本文基于這一背景，以地鐵工程的各項測量為主線，現報道如下：

1 地鐵工程測量誤差標準

按照我國頒布的交通軌道工程測量誤差相關規定，高程貫通（豎向貫通）誤差應保持在25mm以內，橫向貫通誤差應保持在50mm以內。按照不等精度分配模式，豎向貫通以及橫向貫通在誤差分配方面要求如下：

1.1 豎向貫通

向地下傳遞高程測量中存在的誤差需控制在10mm以內，地面高程測量控制存在的誤差需控制在16mm以內，地下高程測量控制中存在的誤差需控制在16mm以內。

1.2 橫向貫通

聯系測量控制中存在的誤差需控制在20mm以內，地面平面測量控制中存在的誤差需控制在25mm以內，地下測量控制中存在的誤差需控制在30mm以內。

2 地鐵測量誤差影響因素研究

地鐵測量從地理位置上來講主要包含兩個部分，一是地鐵規劃線路沿線的各個地鐵站，測量時重點在于地下與地面的連貫性；二是各地鐵站之間的連接狀態，應合理規劃線路走向，形成有效的坐標系。因此在影響因素探索方面，可從這兩點展開：

2.1 地面控制點影響

由于地鐵工程絕大多數部分是在地下

進行，因此應做好地面測量，保障地下各部分開挖的精確性。地面控制點是精度控制的關鍵，由于其設定關系到對控制中線以及地鐵開挖關鍵部位的放樣有效性，因此控制點精度設置得當是保障地鐵開挖一次性完成、減少返工的重要因素。地面控制主要在于對地鐵站工程的影響，精度設定不同，其測量誤差也會存在差異性。

2.2 暗挖施工因素

地鐵的暗挖環節通常會利用到已經存在的地鐵車站、豎井、盾構井等現有設施，保障地下開挖部分能夠有效連接到地面，形成一個貫穿的整體，保障其坐標系處于同一位置。另外，暗挖部分還是地下線路鋪設的坐標指引，起到引導作用。地鐵施工屬于大型工程，不僅包含每個地鐵站的獨立施工，還需要將每個地鐵站關聯起來，設置好線路走向。暗挖環節應做到對隧道連接的正確引導，確保其連貫性與正確性。

3 地鐵測量誤差的控制策略

3.1 提升地面控制點的精確度

我國地鐵工程在GPS網的布置上最低會采用B級來實現首級控制，確保地鐵線路走向上的整體性。在精確度控制上，GPS技術的實現需利用衛星進行信號數據的接收與發射，且在信號發送過程中會受到一些遮擋物的影響，降低其準確性。因此在測量前，應確保測量點位向上10°的高度角范圍中沒有大型遮擋物。換言之，地鐵地面控制點的精度測量首級衛星定位點位需埋設在高度較高建筑物的頂部。

要想保障豎井以及各地鐵站施工測量的準確性，除了對GPS點位的合理設置外，還應注意地面導線布置的控制，尤其是首級網，應將控制點設置為兩個級別。在豎井測量中，地面控制點的精確度控制可同時研究施工口部位的3個以上導線點，利用相對點位誤差以及最弱點位誤差將實際測量誤差計算出來。

3.2 聯系測量的精度控制

聯系測量在目前地鐵施工測量中使用的精度控制方式較多，施工人員以及測量人員會根據實際地鐵線路走向以及周圍環境特點設置合理的測量措施。我國目前使用的控制方法主要有以下幾點：

1.三角形定向控制法

三角形定向控制利用了三角形的穩定性原理，在地鐵井下、井上部分形成存在關聯關系的三角形，將坐標到地鐵地下以及地面控制點高程數據信息傳遞給測量人員。在使用這一方法時，投點的操作無論是選擇激光垂準儀還是懸吊重錘法，都能夠將誤差控制在2mm以內。同時使用過程中還應注意所構建的三角形是否真實存在，也就是邊長之間關系的基本要求；并保障兩個投點之間距離在5m以上。

另外，當井下部分定向邊檢核條件并不充分時，應實施三次關聯三角形定向操作（獨立完成），將這三次的測量結果取平均值，最終得出定向結果。在操作上，三角形定向控制法較復雜，需花費的時間較長；加上由于需要進行距離控制以及平均值計算，相對而言錯誤出現幾率更高，因此操作中需仔細核算，保障數據的準確性。

2.導線定向控制法

導線定向是利用現有設施，例如已經建好或是規劃好的地鐵車站、斜井或是豎井，對地鐵隧道在地面的部分測量其控制點的高程以及坐標。測量需利用到導線，測量完成后再傳給地下。若在測量上要求的精度較高，在使用精密導線測量時可達到20mm精度以內。就我國地鐵規劃以及地理條件而言，地鐵設計通常在地面10米以下，因此在測量上可采用豎井來完成暗挖區間之間的聯系測定。但由于豎井斷面較小，施工受限制較大，因此利用率并不高。

3.鉆孔定向控制法

這種方式利用垂準儀確定投設點位，在地面鉆孔將設定在地面的坐標指引到地下部分。在操作方面，需開設至少2個投點鉆孔，將這2個投點的坐標作為地下導線起算的信息數據。由于地下導線的設置有邊長要求，因此鉆孔之間的距離需控制在150m以上。

受到施工條件的影響，在鉆孔投點過程中可能出現點位在地下不會通視或是點位在地下互通視兩種結果。因此在垂準儀與陀螺儀結合定向時應利用垂準儀投點，再進行方位角的測定（使用陀螺儀）。

3.3 地鐵站之間隧道測量的精度控制

各個地鐵站之間的隧道施工屬于暗挖區域，包含了地下導線控制以及地下導線測量兩個方面。在數據計量上，起算數據位通過聯系測量從地面傳遞到地下的定向邊以及近井點。在隧道開始挖掘時，當開挖長度離豎井口50m時可將方向控制交給施工導線來決定隧道的掘進（導線長度控制在30m左右）。當開挖長度離豎井口150m時應二次測量，并開始地下施工控制導線的布設。此階段導線需形成交叉狀，控制導線邊保持在150m并在測設要求上采用精密導線要求，將第二次定向邊作為起算邊。

無論是控制導線還是施工導線，都應隨著地鐵隧道的掘進不斷延伸。由于地鐵工程需要在地下開挖較大型空間，因此隧道相對屬于不穩定載體，控制點的設置影響較大。所以在延伸施工之前都應仔細檢測前幾個導線點。若發現檢測結果存在異常應根據已經處于穩定狀態的控制導線來完成延伸測量。當暗挖區間的長度在2000m以上時，在離貫通面還有200m的地方需使用加測陀螺儀或是鉆孔投點定向方式來提升測量準確性。換言之，地鐵站之間隧道測量的精度控制重點在于地下控制導線在實際測量上的誤差，需按照精密導線程度來完成測設。

4 結束語

在城市發展過程中，交通擁堵問題已經成為了重點制約因素。城市軌道交通中地鐵建設可利用地下空間，在良好的網線布置下實現交通壓力的緩解。根據本文研究內容，不難看出對地鐵工程的測量精度控制主要在于地下、地面的控制測量以及豎井的聯系測量這三方面。相關人員應綜合各方面因素，盡可能減小誤差，保障控制導線布設有效性。

參考文獻

[1]邱冬煒. 穿越工程影響下既有地鐵隧道變形監測與分析[D].北京交通大學，2012.

[2]唐紅軍. 地鐵測量基準的建立與應用及對測量工作的思考[J]. 都市快軌交通，2012，06：100-102+105.

[3]劉潤柏. 芻議地鐵工程項目的施工測量與誤差探討[J]. 科技創新與應用，2013，03：184.

[4]王守昌. 地鐵測量施工中注意問題及相對措施[J]. 經營管理者，2012，08：387.