聯系測量在地鐵工程中的應用探討

宋達

（南京市測繪勘察研究院股份有限公司 江蘇南京 210000）

0 前言

城市化進程的加快讓地鐵項目成為很多城市的重要發展項目。城市軌道交通系統能夠為人們的出行提供極大便利，有效提高城市對于土地資源的使用，在城市發展中擁有巨大價值。正因如此，社會各界高度重視地鐵項目的設計與施工。在地鐵施工中，工程測量是重要的環節，在實踐中應用先進的技術、成熟的理念，提高測量數據成果的可靠性和準確度。

1 地鐵測量中的聯系測量應用作用

大多數地下工程項目出于保障項目穩定性和質量需求，確保地面與地下擁有統一的坐標系、高程基準，都會用平硐、豎井以及斜井把地面坐標系、高程基準傳遞至地下。地鐵項目的建設同樣如此，車站盾構始發井建設完成后，第一時間將地面的坐標系統和高程基準傳遞至井下，這些數據成果會成為盾構機掘進過程中的關鍵參數。地鐵施工作業中，聯系測量數據成果限差是否達標、精準與否都會影響到隧道挖掘方向、工程質量安全。地鐵施工中盾構機掘進的質量、進度都需要聯系測量技術提供準確的數據支持。根據工作經驗結論，聯系測量精度對于成型隧道線型質量起到至關重要的作用[1]。聯系測量技術因其可以提供高精度的盾構機掘進指引參數，已成為地鐵施工測量中關鍵和廣泛的測量方法，推動著我國地鐵測量技術不斷進步和發展。正因如此聯系測量技術的理論探討與經驗研究，這一過程具有十分重要的現實意義。

2 地鐵平面聯系測量方法分類

2.1 聯系三角形定向測量

聯系三角形定向測量亦稱一井定向測量，地鐵施工中有著廣泛的應用。一井定向是在一個豎井中懸掛兩根鋼絲，鋼絲一端固定在井口上方，另一端系上重錘浸沒在阻尼液中。以地面的坐標系統推求兩鋼絲間方位角以及平面坐標，隨后通過測量來聯系垂線與井下導線點，并將地面坐標與方向傳遞至井下。為避免觸碰，采用新的測距方法，即在鋼絲上粘貼反射片，利用全站儀光電測距的方法測量邊長[2]。

2.2 雙聯系三角形定向測量

生產實踐的過程中，一線測量人員得出了雙聯三角形定向測量這種技術的使用經驗。這種技術是對一井定向方法的改良，該方法是在豎井中懸吊三根鋼絲，構成兩個聯系三角形。用這種方式提高整體測量精度，并且這種方法本身包含復核作用，有著操作容易、精度高等優點，得到廣泛使用。

2.3 兩井定向測量

兩井定向是在兩個豎井中各懸掛一根鋼絲，然后在地面和井下采用導線測量方法聯測豎井鋼絲，隨后地面坐標系的方位角和平面坐標經過計算便可以傳遞至井下。

兩井定向時，兩根鋼絲間距遠大于一井定向，因而使投點誤差帶來的方向誤差有效的減小。此外井下起始位置的方位角精度也會一同提高，以上就是兩井定向最突出的優勢。

2.4 導線直接傳遞測量

雖說用豎井聯系三角形定向測量技術在實踐中有著較高的精準度，但是要考慮到豎井本身井筒寬度較窄，作業面狹小，很多因素都會干擾到施工，所以聯系三角測量技術的優化略有困難。且存在工序繁多、作業時間長、勞動強度大等不足。

當地鐵工程深度較淺的時候，可以使用導線直接傳遞測量定向的方法進行豎井聯系測量。這種技術與豎井聯系三角形定向法相比來說，施工方法和布設要更為簡單，不容易受到井口作業影響，本身質量可滿足工程要求。

2.5 高程聯系測量

該方法包括豎井高程傳遞測量和地面趨近水準測量，其中地面趨近水準測量附合在地面相鄰城市二等水準點上，按照軌道交通二等水準測量技術要求施測。高程聯系測量一般采用長鋼尺導入法進行。首先應搭建掛尺架，在掛尺架上懸掛經檢定過的鋼尺至井下，并在下端掛一個與鋼尺檢定時拉力相同的重錘，井上和井下各安置一臺水準儀，在確認鋼尺懸掛穩定后，同時進行井上和井下的高程測量工作。

3 兩井定向測量操作前的準備

兩井定向工作環節多，測量精度要求高，同時又要縮短占用豎井的時間。所以需要有很好的工作組織，才能圓滿的完成測量工作。接下來，文章將以某地區的地鐵1號線為對象。本線路總計長度約32km，線路貫穿了市區的辦公、商圈等區域。以該線路的TA02標段豎井作為研究對象，井深16.8m，區間長度在1.2km。使用徠卡TS60全站儀及配套棱鏡、溫度計、氣壓計、腳架、對講機、測傘、外業觀測記錄手簿等。徠卡TS60全站儀自身具備自動補償功能，在操作中可以簡化操作流程，提高測量工作效率。并且徠卡TS60全站儀有著非常先進的驅動模式。其所用的陶瓷驅動技術，不需要使用齒輪，甚至不會對儀器有大的損耗。耐用的同時，其電能直接轉化成機械能，不會出現磁場，也不會受磁場的影響。瞄準以及測量中，鏡頭十分穩定，測量精度得到了控制。通過對熱量的產生和消散進行控制來確保TS60全站儀最大測距的精準度。觀測前的30min，需要將儀器放在露天陰影中，使其逐漸和周圍溫度接近。儀器預熱期間宜完成投點工作，在已貫通的兩相鄰豎井內各懸掛一根鋼絲，鋼絲宜選用φ0.3mm高強度的優質碳素彈簧鋼絲，懸掛10kg重錘，重錘應浸在裝有阻尼液的油桶中。

4 兩井定向測量正式操作流程

地面導線與地下導線按照《城市軌道交通工程測量規范》（GB/T 50308—2017）精密導線測量要求施測。測量鋼絲時每個角度觀測六測回，當前后視邊長觀測需要調焦時，宜采用同一方向正倒鏡同時觀測法，測角中誤差應在1″之內。運用新的測量方法測量邊長，就是將反射片粘貼在鋼絲上，利用全站儀的光電測距方法對邊長進行測量，這種方法不僅速度快，而且精度較高，邊長應獨立測量三測回，每測回三次讀數，各測回較差應小于1mm。地上地下丈量的鋼絲間距應小于1mm。測距時，應在測前、測后各讀取一次溫度和氣壓，并取平均值作為測站的氣象數據。溫度讀至0.2℃，氣壓讀至0.5hPa。測量時觀測員應清晰報讀觀測數據，記錄員應將觀測員讀出的數據“回讀”，以此核實。測量時應勸阻一切非測量人員在油桶附近停留，地面井口自始至終不能離人。外業測量結束后將觀測數據輸入至平差軟件中，對數據進行平差計算。在豎井聯系測量中會形成附合導線，此時對附合導線要做嚴密平差計算，平差軟件自動進行閉合差計算、概算、平差、精度評定和成果表格輸出，得出地下控制點的坐標成果。依據平差計算成果可以看到，聯系測量技術的應用很好的保障了測量效果、測量精度。聯系測量技術能夠有效且精準地完成地鐵工程測量需求，為后續盾構掘進過程中穩定推進提供關鍵技術參數。

5 結語

綜上所述，面對國內城市化步伐加快，以及國內經濟的快速增長，國內工程建設施工會用到大量現代化且先進的工具、技術。隨著各地區地鐵項目規模逐漸壯大，人們對施工質量的要求也不斷提高。聯系測量技術適用性廣泛、精準度高，受到廣泛關注。在實踐操作中，測量人員應掌握多種類型的測量技術原理和方法，使用有效的儀器設備檢測，靈活變通，發揮技術價值。為現代地鐵項目施工提供支持和幫助。