地鐵軌道交通控制測量方法研究

齊尚旺

成都地鐵運營有限公司維保分公司 四川成都 610000

1 軌道交通測量技術發展現狀

與歐美等發達國家相比，我國的城市軌道交通測量技術起步較晚，在測量技術和設備方面存在一定差距。在1970年前，我國的軌道交通測量技術主要依靠簡單的建設區域地形測繪、施工區域放樣等，測量誤差較大。到80年代后，我國的測量技術有了根本性的巨大轉變，管線圖測繪測量、貫通測量、專用控制網測量、規劃驗收測量等技術逐步得到實際應用，在此時，國內先進的測繪儀器如全站儀、數字水準儀等也逐步在軌道交涉中得到了進一步應用；由于導線的測量、平差軟件的進一步發展，數字化與科學化的計算效率得到提高。

在20世紀的80年代初期，GPS等國外先進的測量技術率先在一些科研院所中得到了應用型的研究，到了80年代的中期，導航型接收機在多領域開始被引進，相關部門進行了深入研究。在80年代的末期，GPS等測量技術已經成功的應用于精密工程和大地測量，特別是軌道工程，如美國的Locamo軌道、加拿大的麥克唐納山軌道等。

隨著GPS等測量技術的進一步研究以及工程實際中該技術的應用效果，到了90年代，GPS等測量技術已普遍應用于成立、改善和加密測量控制網絡，其中包括高級別的大地網絡、軌道交通測量以及油田、礦區等測量控制網絡。

進入21世紀后，隨著我國城市軌道交通工程建設的迅猛發展，GPS等測量技術成功應用于廣州地鐵、上海地鐵等大型工程中，以實際應用效果驗證了該技術在軌道交通工程中的優勢。

2 地鐵軌道交通精度設計原則和要求

地鐵軌道交通測量工程的精度設計是根據不同的工程特征，施工方法，施工精度，貫通距離等多種影響因素而確定的，除了要保證地鐵軌道交通隧道的順利貫通，還要滿足線路定線和放樣的精度要求。

地鐵的高程安全裕量一般為70～100mm，結合目前的測量儀器和隧道結構豎向允許偏差，比較容易滿足設計貫通誤差要求，但考慮到后續地鐵鋪軌對高程精度的要求，高程貫通誤差確定為±25mm，并采用不等精度分配方法，將高程貫通誤差分配到高程測量的各個環節中。

在地鐵軌道交通測量過程中，運用全站儀、投點儀及陀螺經緯儀組合的聯合測量方法進行豎井定向，該測量方法區別去傳統吊鋼絲聯系三角形法，克服地鐵施工場地狹窄，圖形不易控制，影響施工進度等缺點，采用雙投點定向的方法，增加測量檢核條件，提高定向精度。

3 地鐵軌道交通控制測量方法

3.1 編寫軌道精密工程測量技術書

由相關人員全面采集地鐵軌道工程的施工方法、注意事項等相關情況，獲悉地鐵等級及設計線路，據此確定地鐵軌道精密測量控制點坐標位置和具體的測量方法，運用計算機數據處理技術，實現對地鐵軌道精密工程測量相關數據的比對、處理和分析，可以將軌道精調區段的軌道控制點數據導入到全站儀之中，包括設計平曲線、豎曲線、超高數據等，做好測量基礎資料的準備工作，為地鐵軌道精神工程測量方法的實踐應用奠定基礎[1]。

3.2 現場選點及測量操作

從地鐵軌道交通現場選點工作來看，它對全球定位系統、導線選點要求極高，一旦現場選點的準確性出現偏差則會影響到后續的工作。因此，要盡量選取視野開闊、地面高度在15°內無障礙物的區域，且周邊沒有信號干擾物或大片水域，以此作為軌道GPS點位。

在地鐵軌道交通測量工作應用中，還要注重埋標工作與選點工作并行操作，這主要是考慮到如果軌道GPS定位選點的時間過長會影響埋標工作的順利進行。為此，要在與選點工作同步進行的埋標工作中，確定好埋標的具體位置、幾何尺寸，并保持選點位置與埋標位置的一致性，對于選點位置不相符合的要加以調整。

3.3 測量方法

（1）地鐵軌道線形測量方法。這是以軌道幾何狀態測量儀為依托，實現對每一個軌枕信息的數據采集，是一種具有自動照準、自動目標辨識的智能化、全站儀協同作業模式和方法。它主要是以線路兩端的軌道控制點為基準，各個測量區間設定8個軌道控制點，在人工照準其中的兩個軌道控制點的前提下，利用全站儀自動測量其余六個軌道控制點的邊角，獲取后方交會測量的軌道控制點觀測數據信息，準確地計算出全站儀自由設站點的三維平差坐標、精度等相關參數，運用平差后的點位中誤差判定并剔除不良觀測值，實現對點位誤差的重新計算和糾偏調整，滿足軌道定向角的標準和要求[2]。

（2）軌道模擬調整量計算方法。在獲悉軌道線形、現場扣件等情況的前提之下，依循如下步驟進行操作：①以外直軌作為基準軌，進行軌道的高低方向的調整和分析。②由之前獲取的波形數據，依循“削峰填谷”的策略確定模擬調整方案，依照先調整基準軌的高低及軌向、后調整非基準軌的軌距及水平等方法，較好地控制調整量以滿足規定的要求。③由軌道線形綜合分析而形成不同參數的軌道波形圖，并將需要調整區段的軌道幾何參數進行適當的調整和優化，使之平順和流暢，并要規避緩直、直緩點位處的反超高現象。

總之，地鐵軌道系統是城市交通中不可缺少的部分，由于傳統的測量方法大多是采用人工弦線、L形道尺與復原基標相配合的方式，實現對地鐵軌道的幾何狀態測量，這就難免受到測量設備、作業方式的限制和影響，無法精準地實現對地鐵軌道絕對位置偏差的控制，也無法精準地通過計算獲取地鐵軌道的長短波指標，導致地鐵軌道難以保持高質量的幾何狀態，缺乏應有的平順性。因此，本文的研究也就顯得十分的有意義。