數字化電子地圖在盾構法施工測量中的應用

盾構法施工是城市地鐵暗挖法施工的一種機械化施工方法，其施工特點要求必須對隧道區間施工影響范圍內的地面建構筑物、地下管線及地下建構筑物等障礙物及影響物進行詳細的踏勘和測繪。由于隧道區間線性復雜，障礙物及影響物繁多，用傳統的手工測繪方法已不能滿足信息化施工的需要。將測繪界最前沿的3S（GPS—全球定位系統、GIS—地理信息系統、RS—遙感系統）技術中的GIS數字化電子地圖技術與工程輔助設計CAD技術相結合應用到了工程測量，使盾構法施工測量技術實現了數字化。

1 數字化電子地圖成圖概念及應用原理

數字地圖是以數字的形式表達地形特征點的集合形態，存儲了圖的具有特定含義的數字、文字、符號等各類數據信息，同時可以傳輸、處理和多用戶共享；可以自動提取點位坐標、兩點距離、方位及地塊面積等；可傳輸給工程CAD（計算機輔助設計）使用；可供GIS（地理信息系統）建庫使用；可分層做出各類專題圖（如房屋圖、道路圖、地下管線圖等）；可為工程施工提供詳盡的工程結構、地物及地貌數字信息。

傳統的地圖成圖是用儀器在野外測量角度、距離、高差做記錄，在室內做計算、處理，繪制地圖，最終地圖是由測繪人員利用分度器、比例尺等工具模擬測量數據按圖式符號展繪到白紙上，俗稱模擬法測圖。

數字成圖是一種全解析、機助測圖的方法，是以計算機為核心，在外接輸入輸出設備、硬軟件的支持下，對地形空間數據進行采集、輸入、成圖、繪圖、輸出及管理的測圖系統，俗稱數字法測圖，見圖1。

圖1 數字測量系統

在工程測量中，使用最簡便經濟的數字成圖方法：用全站儀進行野外數據采集，存為適當的數據格式；然后通過數據電纜或PC卡將數據傳輸給計算機，存為適當的數據文件；利用計算機成圖軟件調用數據文件再結合CAD技術直接在電腦上做成所需的矢量化數字地圖，以供工程測量和工程施工設計所用。

2 在地面建構筑物、地下管線及地下建構筑物等障礙物及影響物調查中應用

城市地下工程，特別是盾構法暗挖隧道工程要求對施工影響范圍內的地面建構筑物、地下管線及地下建構筑物等障礙物及影響物進行詳盡的調查和測繪，搞清將要施工的隧道和現有的障礙物及影響物之間的相對位置關系，為施工監控量測和施工技術方案的制定和實施提供準確的數據信息。應用數字地圖的概念和方法可以將此問題解決得相當完美。

首先進行現有地面建構筑物、地下管線及地下建構筑物等障礙物及影響物的野外坐標數據采集，將要施工的隧道設計坐標用程序或電子表格自動計算出來，再將野外坐標數據和隧道設計坐標數據轉換成標準坐標數據文件，用自動成圖軟件調用的數據文件在計算機中生成完美統一的數字地圖，其工作流程見圖2。

圖2 應用方法一

也可以先做出現有地面建構筑物、地下管線及地下建構筑物等障礙物及影響物的數字地圖，再通過CAD技術的復制、粘貼、縮放、移動、旋轉等功能將設計院提供的電子版設計圖紙統一到現有的數字地圖中，使整個數字地圖與施工大地坐標系統完全一致，其工作流程見圖3。

在做好的數字地圖上可以捕捉任意地物、地貌及設計結構物上任一點位的施工大地坐標，可以量取任意兩點的距離、方位等位置關系，為盾構法施工影響范圍內的地面建構筑物、地下管線及地下建構筑物等障礙物及影響物的調查提供了詳盡的數字信息，為施工監控量測和施工技術方案的設計和實施提供準確的數據信息。

3 在工程測量放樣中的應用

在數字地圖上能精確地捕捉任一點位的大地坐標，能精確地顯示任意兩點的距離、方位角等位置關系，數字地圖用于野外測量放樣將改變單一數據形式放樣的傳統做法，將數據形式與圖示形式相結合，確?，F場測量放樣的靈活性、準確性，便于現場及時檢查、復核，保證最終放樣點位準確無誤、一次成功。

先將測量放樣數據、地面現有地物地貌、設計放樣數字圖等做成統一的數字地圖，存入在野外便于攜帶、操作的筆記本電腦中。在施工現場捕捉數字地圖上設計結構點位坐標數據進行放樣并可與計算出的數據進行校核；放樣點在實地標定后，可以參照數字地圖中地面現有地物地貌、設計放樣結構點位的相對位置關系，對現場已標定的放樣點位進行檢查復核，使現場放樣工作變得十分有把握。

4 結語

通過使盾構法施工測量技術實現數字化，可以使施工頂進過程中更加直接的觀測，更加利于控制，值得在現場應用中進行推廣。