工程測量技術在地鐵施工中的應用

邵天海

鄭州信息工程職業學院（450121）

1 城市地鐵建設中的測量技術

1.1 地下鐵道測量

地下鐵道測量主要分成地面控制測量、聯系測量、地下控制測量、細節放樣測量、竣工測量、變形測量六個方面[1-3]:

1）地面控制測量的主要目的是為了確立平面控制網和施工控制網， 建立安全可靠的平面控制點，并制訂施工方案，以此來確保測量的精準度。控制點是整個工程的基礎，需要建立在施工井或者接收井的周圍， 并且還需要確保其不受施工的影響，如此才能確保控制精度。

2）聯系測量的主要目的是將地面上的坐標、高程傳遞到地下， 讓地面和地下建立一個幾何聯系，使用坐標的方法明確各個位置的坐標值和方位角，作為地下導線的原始數據，其最重要的任務就是為地下施工測量提供原始數據。

3）地下控制測量的主要任務是控制地下的主導線、主水準網，明確各個工程之間的銜接情況并確保隧道之間的通暢。

4）細部放樣測量是測定各個細節坐標和具體位置，對施工起到導向作用。 在糾偏及裝配式襯砌拼裝等工程開工前，需要進行細部放樣測量作業。

5）竣工測量是按照貫通后地面導線差調整成中線后，依照規定距離及截面綜述所進行的測量。

6）變形檢測是對隧道開挖過程中地上、地下及附近建筑的變形進行測量，其目的是為了監控周圍情況對工程的影響。 如果發現問題，需要及時地對問題進行處理和糾正，以保證施工的正常進行。

1.2 地面控制檢測

地面控制檢測主要包括GPS 控制網檢測、精密導線檢測兩個方面[4-5]:

1）GPS 控制網檢測。主要是對地鐵首級平面控制網進行檢測。 按照地鐵方向的網狀圖形，一般設置在高樓上面、邊長為2 km。 在檢測過程中需要使用3 臺以上的雙GPS 接收器， 采用靜態定位的手段，得出正確的結論。 因為地鐵工程的工期比較長，所以需要定期檢測，發現問題應及時修復，以確保施工的連續性。對工程線路的檢測次數應不小于2 次。

2）精密導線檢測。 由于地鐵工程的施工時間比較長，在施工期間對城市的穩定性有很大的影響，因此需要加強對點位的保護力度，在施工期間，對其全面檢測需不小于2 次。 檢測過程中需要著重注意引測到附近的高等級共價順準點， 對出現問題的位置進行修復，以確保工程施工的順利進行。

1.3 測量機器人

機器人作為一種全新的智能電子設備， 可以代替人工進行必要的、 危險的測量操作。 測量機器人不僅具有自動搜索、追蹤及識別等功能，還可以對任務點進行照射，從而獲取角度、位置、坐標等相關數據，具有精準程度高、智能性強、自動追蹤以及可遙控等優點。 在施工過程中使用測量機器人，不僅可以確保測量信息的準確性，提高測量效率，還能夠實現儀器的集成化管理和信息資源共享。除此之外，使用測量機器人還能夠有效地在線處理信息，提高施工效率和質量，減少因人工測量而造成的誤差。

1.4 數字化測量技術的應用

工程施工之前，需要做好各項準備工作，繪制工程圖是其中的重中之重，是開展準備工作的基礎，但是傳統的測量技術并不能完全滿足工程圖繪制工作的全部需要。隨著科技的發展，信息化處理技術以及數字化圖形處理技術已經逐漸地融入到測量工作中，比如電子經緯儀等現代化儀器，可以對采集到的信息進行很好的整合，自動形成三維測量圖，將檢測人員所需要的信息和數據更加直觀地展現出來。

1.5 定向測量

在既往的檢測過程中，都是使用全站儀、垂準儀以及陀螺經緯儀等進行豎井定向。隨著科技的發展，隧道盾構實現了自動化，并且采用了定向測量技術，能夠及時發現隧道挖掘過程中的軸線點偏移問題并及時加以糾正，保證了隧道挖掘的精準度。 在地下頂管施工階段，使用定向測量系統能夠有效地解決由于人工原因造成的耗時、費力、精度差等問題，確保工程順利推進。

1.6 斷面測量

地鐵檢測使用的是由全站儀、 信息采集器、計算機等組成的斷面測量系統。 隨著隧道工程的不斷推進，該檢測系統已經應用到挖掘斷面輪廓線放樣、全自動斷面檢測并分析、噴錨層厚度檢測及隧道中邊樁放樣、變形測量、路面放樣與測定等方面。 該系統可以有效地指導隧道的挖掘工作，從而有效地控制人力成本和物力資源； 可以有效地高速作業，精準達到毫米級，確保工程的質量安全。

2 地鐵工程測量技術的應用

2.1 測量機器人在地鐵鋪設施工中的應用

在地鐵的施工階段，測量機器人憑借無線傳輸技術，可以將測量數據傳送給計算機，從而獲得軌道施工的具體方向和位置。 計算機設計出適合的鋪設數據并將其傳送給液壓系統，實現準確度更高的鋪設控制。 這種多次數據比較操作能夠使地鐵的鋪設更加精確， 從而降低了地鐵施工中的測量成本，避免了安裝不必要的控制放樣線， 使施工更加安全，鋪設質量明顯提升。 相關研究表明，該種測量方式可以使生產力提高30%，使地鐵的鋪設高度精確到2 mm、鋪設位置精確到8 mm。 應用測量機器人既能夠完成更多高精密度的鋪設測量任務，也可以對施工路面進行掃描；當掃描圓棱鏡、五棱鏡等類型路面的時候， 可以使用無線遠程控制儀來測量，能夠得到三維路面圖形，且操作更加便捷[6]。

2.2 測量機器人在地鐵竣工測量中的應用

在地鐵竣工測量中，要求對地鐵的結構進行詳細的測量，包括地鐵平面的位置、高度及線路的位置和高度等。 此外，對地鐵進行遷改時，也要對其管線所在位置和埋在地下的深度進行準確的測量。 在竣工后，這些測量結果是驗收工作的重要依據。 應用測量機器人能夠更準確地對建筑物結構進行測量，獲得精確度更高的線路位置信息及建筑物尺寸等數據，因此，在地鐵施工過程中，為了使地鐵結構和軌道測量結果更加精確，可以使用聯測方法測量建筑物的位置和水準控制。

2.3 測量技術在地鐵運營中的應用

地鐵運營是一個長期的過程，需要綜合考慮到地鐵站和隧道的結構以及地鐵軌道的位置和沉降等情況，任何一個方面出現問題都會影響地鐵的運行安全， 甚至會對地鐵站附近的建筑物產生影響。因此，為了確保地鐵能夠安全穩定的運行，要進行持續、精確的測量，從而設計出切實有效的運營方案。 常用的測量儀器主要包括傾斜儀、裂縫儀、GPS等，這些儀器能夠在工程現場對建筑物進行測量并接收測量數據。 通常情況下，一個項目的數據采集工作需要同時使用多臺測量儀器，并且可以同時遠程操作多個項目， 使數據庫的管理更加規范化，使數據分析和檢測結果的處理更加直觀便捷，從而能夠獲得數據的長期變化情況。 這種持續的測量和分析可以使建筑物的位置和結構數據更加精確。 此外， 該種測量技術也可以應用于路面掃描工作中。在地鐵的施工階段，既往對路面掃描的方法主要是直接掃描，目前可使用無線遠程操作，且能夠同時操作多個儀器對不同的項目和不同的路面進行掃描測量，當測量結果出現異常時，會自動發出警報，有助于人們更好地了解地鐵軌道的變化情況[7-8]。

3 結語

綜上，在地鐵的施工和運營等過程中，為了提高工程質量、確保地鐵運行安全，要綜合使用各種數字化測量方法，選用切實有效的測量手段，從而獲得更精確的地鐵結構數據信息，進而推動地鐵施工的有序進行。