地下綜合管廊施工測量技術探討

張永杰

摘要：隨著城市化水平提高，城市用地日益緊張，管線大量鋪設給居民生產生活帶來諸多不便。地下綜合管廊是一種高度集約型的城市市政綜合管線載體，有效保證了城市各項功能穩定、集約、高效運轉。本文就此對地下綜合管廊所涉及的測量技術進行探討。

關鍵詞：地下管廊；控制網；測量方法

1、地下綜合管廊概念

地下綜合管廊是在地下修建廊道空間，將兩種以上城市管線集中設置，設有專門的檢修口、吊裝口和監測、監控系統，實施統一規劃、統一設計、統一建設管理的一種現代化、集約化的城市基礎設施。

2、平面控制網布設

2.1 基本要求

首先需要在地下開挖一條用于敷設各種管線的廊道。廊道中線要符合線路平面及縱斷面設計要求，要在限差滿足允許誤差的范圍條件下正確貫通，使廊道結構符合設計要求，避免施工浪費、減少成本。控制測量精度與貫通精度息息相關，為確保廊道在指定精度條件下貫通，就必須做好控制測量工作，盡可能減小控制測量的誤差，提高控制測量精度。

2.2 管線廊道控制測量工作內容

可分為地面控制測量、地下控制測量及聯系測量（豎井需要貫通時）。地面控制測量由于GPS定位技術的發展，具有精度高、時間短的優勢，其測量誤差對貫通誤差的影響很小，而地下控制測量的誤差是引起廊道貫通誤差的關鍵因素。因此，在進行地下廊道貫通測量時應根據工程需要布設相應的地下控制網。由于狹長的管線廊道空間使得地下平面控制網圖形結構的選擇受限，一般只能采用布設狹長導線網的形式來完成地下平面控制測量工作。

2.3 地下導線網常見布設形式

2.3.1 傳統的支導線布設形式

受限于廊道形狀和狹窄的工作空間，廊道貫通之前一般采用布設支導線的方法，導線隨著廊道的開挖方向逐步向前延伸。隨著支導線的延伸，導線端點平面及高程的測量誤差迅速累積并增大，不利于廊道的正確貫通。

2.3.2 適用于大部分地下廊道布網的全導線網

全導線網相互并行的導線在兩點間交叉，每一個新導線點通過兩條路線測量得出縱坐標。增加了控制網網型強度，明顯提高橫向貫通精度。但對于較短的廊道，全導線網的工作量較大，成本較高。

2.3.3 較短廊道布設閉合導線

地下閉合導線是由一條已知邊，測量導線邊長和水平夾角后又符合到該已知邊的測量方法。閉合導線網適用于小于1km較短廊道，其圖形強度和檢核條件比支導線多。

2.3.4 中長廊道布設主副導線

采用該種布網形式可以有效控制住廊道前進的方向，達到提高貫通精度的目的，但主副導線的網型強度不高，多余觀測較少，橫向貫通精度依賴于角度測量的精度。

2.3.5 曲線廊道彎道處布設單側交叉導線網

可以看作是交叉導線與支導線的組合。由于彎道處的導線邊長較短，應該盡可能提高導線的測角精度，以減小測角誤差對橫向貫通誤差的影響。

2.3.6 適用于高貫通精度廊道的交叉雙導線網

全導線網基礎上的交叉雙導線網由于沒有進行靠近廊道邊墻的邊長觀測，相較全導線網而言，減小了將近一半的工作量，并且有效避免了旁折光的影響，網型強度很高，可以有效減小橫向相貫通誤差。

3、坐標方位傳遞相關

地下綜合管廊廊道的修建與傳統地下管線直埋的方式相比，會涉及地面坐標基準傳遞至地下的問題，與山嶺隧道、礦山、地鐵等地下工程更為類似。坐標方位的傳遞問題也就成了綜合管廊廊道貫通的主要問題，因此，選擇一種合適的聯系測量方法就顯得尤為重要。

3.1 傳統方法

（1）鉛垂儀投點法：原理簡單，觀測方便，計算快捷，能夠進行嚴密平差和評定精度，但實際操作過程中將導線點垂直投影到觀測臺時難度較大。

（2）導線定向法：不易受現場施工干擾，計算方便快捷，可以進行嚴密平差并能對精度作出判斷，但導線網型較差，對觀測條件要求高。

（3）聯系三角法：作為一種傳統的豎井聯系測量方法，雖然原理簡單，但是其存在設備笨重、作業較為復雜、作業時間長、勞動強度大、易受外界環境的影響、精度不易提高等缺點。

3.2 陀螺全站儀

陀螺全站儀定向精度越來越高，使陀螺定向方法逐漸取代傳統測量方法。陀螺全站儀是一種通過高速旋轉的陀螺馬達來敏感地球角動量，不受時間和環境限制，通過敏感地球自轉角動量獨立測定任意測線真北方位角。由于地球的旋轉角動量是一定的，因此利用陀螺全站儀測得的任意導線邊的方位角也是等精度的，不存在誤差累積。在地下工程的重要貫通工作中，通常會布設很長距離的地下導線，由于地下導線測角誤差的不斷累積，難以保證較高的橫向貫通精度。與其他豎井聯系測量方法相比，陀螺定向方法具有定向時間短、觀測作業簡單、對施工單位的施工作業影響小、精度高等優點。因此，陀螺定向方法能為地下平面控制網提供精確的坐標方位基準，從而保證地下廊道的正確貫通。

4、運營、維護期測量工作

4.1 精密全站儀、水準儀應用

通常采用精密全站儀和水準儀來進行控制測量，首先分別在地下、地上做控制網的布設，然后采用聯系測量將地上和地下控制網進行連接，達到統一坐標系的目的。對于聯系測量無法達到控制網精度要求時，可在地下控制網加測陀螺邊來控制聯系測量的誤差累計，提高地下控制網的精度。

4.2 三維激光掃描儀應用

地下管廊內部結構較為復雜，信息采集量大，故而采用三維激光掃描技術采集管廊的內部特征點三維坐標。三維激光掃描技術克服了傳統測量的局限性，具有快速采集數據、無接觸被測物體、測量精度高、主動性強及全數字特征等優點。通過高速激光掃描測量方法，高效、大量地采集空間點位三維數據，以點云形式獲取物體的空間三維信息，準確地獲取近距離靜態物體的空間三維模型，以便對模型進行進一步的分析和數據處理；同時也為地下管廊數據更新和復測，以及后續數據庫建立和三維空間數據可視化奠定了堅實的基礎。

結語

地下管廊測量的工作環境主要是地下或封閉的空間，其測量方式和作業流程也與常規地面測量存在一些差異。在實際施工測量中要因地制宜選擇導線布網形式，注重新測量技術開發與應用，推動測繪技術發展。

【參考文獻】：

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