城市軌道交通規(guī)劃驗(yàn)收測量的工藝體系研究

宋奇鴻

（1.廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計(jì)研究院，廣東 廣州 510060）

隨著城市的日益規(guī)范化、合理化發(fā)展，城市規(guī)劃在城市管理和建設(shè)中扮演著越來越重要的角色，而規(guī)劃監(jiān)督測繪以其成果的完整性、準(zhǔn)確性和現(xiàn)勢性，已經(jīng)成為城市規(guī)劃管理實(shí)現(xiàn)的重要手段[1]。城市軌道交通規(guī)劃驗(yàn)收測量是在軌道交通施工完成后，通過對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)收測量并分析比較，為工程竣工驗(yàn)收提供可靠的信息依據(jù)，保證工程與規(guī)劃審批的一致性。而軌道交通驗(yàn)收測量一般都存在工期緊、數(shù)據(jù)量大、精度要求高及二三維輔助空間分析等方面的問題，這也是當(dāng)前此類項(xiàng)目驗(yàn)收測量的主要技術(shù)瓶頸。

廣州市軌道交通5號(hào)線[2]（以下簡稱5號(hào)線）是廣州市“東進(jìn)西連”發(fā)展戰(zhàn)略的交通大動(dòng)脈，促進(jìn)荔灣、越秀、天河、黃埔4區(qū)緊密相聯(lián)，共設(shè)站24個(gè)，區(qū)間隧道及附屬設(shè)施46段，全程32 km。規(guī)劃驗(yàn)收要求測量車站主體、區(qū)間隧道以及附屬設(shè)施的平面關(guān)系與立面形態(tài)，進(jìn)一步形成廣州市城市道路（河涌）竣工驗(yàn)收測量成果，以作為規(guī)劃審批的重要依據(jù)。

本文對(duì)驗(yàn)收測量的一般性原則進(jìn)行了簡介，重點(diǎn)闡述了5號(hào)線數(shù)據(jù)采集、斷面測量和二三維空間分析等基本工藝體系，并在最后做了工藝改進(jìn)對(duì)比和總結(jié)。

1 主要原則及要求

規(guī)劃驗(yàn)收測量作為監(jiān)督測繪的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，具有很強(qiáng)的法規(guī)性，同時(shí)城市軌道交通相對(duì)一般性建設(shè)工程對(duì)數(shù)據(jù)精度有著更高的要求，因此應(yīng)遵守以下原則及要求[3]：

1）坐標(biāo)系統(tǒng)的選擇與統(tǒng)一。由于國家坐標(biāo)系的各個(gè)投影帶由西向東規(guī)律性分布，其中央子午線不可能正好落在每個(gè)城市的地理中心，為了減小投影變形產(chǎn)生的影響，保證軌道交通規(guī)劃驗(yàn)收測量的高精度要求，一般選用地方坐標(biāo)系統(tǒng)和高程基準(zhǔn)，應(yīng)確保竣工測量與報(bào)建實(shí)施階段的統(tǒng)一性，以便準(zhǔn)確有效地進(jìn)行對(duì)比分析。

2）軌道及主體施測條件的可行性與完備性。一般情況下，應(yīng)確保竣工測量對(duì)象的不可變性。軌道交通規(guī)劃驗(yàn)收測量要求用地范圍內(nèi)的臨時(shí)設(shè)施及應(yīng)拆除的構(gòu)建筑物均已拆除完成，車站主體及附屬設(shè)施外立面裝飾完成，配套市政工程建設(shè)完成等，并符合建設(shè)工程規(guī)劃許可證的其他要求。由于軌道交通作為緩解城市交通壓力的一項(xiàng)便捷、有效工具，其早日投入運(yùn)營使用有著重要的意義。因此，為配合城市規(guī)劃管理有關(guān)部門，亦可在軌道鋪設(shè)完成和地下主體框架完成之后，提前介入規(guī)劃驗(yàn)收測量階段。5號(hào)線正是采用此種方法跟蹤測繪，前后歷時(shí)4 a完成。

3）現(xiàn)場實(shí)測采集與步步檢核。軌道交通各竣工信息數(shù)據(jù)應(yīng)在控制點(diǎn)檢核的基礎(chǔ)上，通過全數(shù)字化現(xiàn)場測量采集，并量取主要邊長及距離進(jìn)一步核實(shí)，通過直接或間接計(jì)算求取。

2 基本工藝體系

城市軌道交通規(guī)劃驗(yàn)收測量的基本工藝體系是指工程在施工完成后，運(yùn)用一定的測繪設(shè)備和技術(shù)，采集、計(jì)算、處理和分析測繪信息數(shù)據(jù)，使之同時(shí)符合測量技術(shù)規(guī)范及規(guī)劃審批要求的主要內(nèi)容和方法[4]。

1）碎部點(diǎn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化采集。數(shù)據(jù)采集應(yīng)遵循先整體后局部、先控制后碎部的原則[5]。針對(duì)5號(hào)線區(qū)間長度較長等特殊情況，控制網(wǎng)將四等GPS控制點(diǎn)整合到GZCORS高精度控制框架網(wǎng)上，有效提升了整網(wǎng)精度。導(dǎo)線的邊長長度受到限制，為了盡量減少短邊和導(dǎo)線轉(zhuǎn)角并保證邊長布設(shè)合理，一般在兩主體間布設(shè)一級(jí)導(dǎo)線貫穿區(qū)間，進(jìn)一步測量軌道中心點(diǎn)、線路特征點(diǎn)等。通過在區(qū)間布設(shè)一級(jí)導(dǎo)線貫穿，右線布設(shè)二級(jí)導(dǎo)線，使一級(jí)導(dǎo)線相鄰的車站主體也通過區(qū)間用二級(jí)導(dǎo)線相連。

碎部點(diǎn)數(shù)據(jù)采集中，為減小地下空間測量的測角誤差等影響，采用同方向正倒鏡同時(shí)觀測。此外，應(yīng)用簡易四輪軌道車，利用軌道尺，精密連接3個(gè)高度為0.5 m的小棱鏡組，從而得到上行、下行線路的軌道中心線坐標(biāo)及兩鐵軌外邊緣坐標(biāo)，點(diǎn)位中誤差精度達(dá)到±5 cm的要求[6]。

2）數(shù)據(jù)成圖與對(duì)比分析。外業(yè)采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過平差處理和碎部點(diǎn)計(jì)算后，通過GIS平臺(tái)圖像處理模塊進(jìn)行空間四至分析及面積對(duì)比，監(jiān)督軌道交通車站主體及區(qū)間在工程竣工后，與報(bào)建階段的三維位置關(guān)系及主要配套功能設(shè)施的完成情況。5號(hào)線規(guī)劃驗(yàn)收測量選用清華山維軟件Eps2008[7]為基礎(chǔ)工作平臺(tái)，并疊置分析報(bào)建與竣工數(shù)據(jù)，選取、比較驗(yàn)收和報(bào)建平面的主要特征點(diǎn)，比較文件輔助判斷每個(gè)子工程項(xiàng)目是否按照規(guī)劃放線要求進(jìn)行施工，并通過特征點(diǎn)點(diǎn)位較差限值達(dá)到控制工程質(zhì)量的目的。

3）斷面測量與分析。斷面包含縱斷面和橫斷面，由于軌道交通一般處于地下空間，因此有必要通過測量縱、橫斷面表達(dá)車站主體與區(qū)間內(nèi)部的構(gòu)造形式、分層情況和各部位的聯(lián)系、材料及其高度等信息。斷面測量一般按軌道交通竣工規(guī)劃驗(yàn)收的規(guī)劃許可，依據(jù)所指定的位置和個(gè)數(shù)進(jìn)行，在許可證未作說明的情況下，也可沿軌道線路起迄點(diǎn)、特征點(diǎn)進(jìn)行測量[8]。其中，橫斷面通常不少于6個(gè)特征點(diǎn)（含軌道邊線及軌道中心點(diǎn)），縱斷面基本間距通常不超過20 m，并加測高差突變等特征點(diǎn)[9]。

針對(duì)斷面測量存在數(shù)據(jù)量大、成圖分析復(fù)雜等問題，5號(hào)線基于EPS2008工作平臺(tái)，選擇在線路的特征部位繪制和讀取剖面線，并記錄通過采集得到的各主要特征點(diǎn)的高程數(shù)據(jù)及其他地理屬性，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互模式的圖形數(shù)據(jù)生成，大大提升了豎向分析效率。

4）成果表達(dá)。軌道交通規(guī)劃驗(yàn)收測量成果是在測繪原始資料的基礎(chǔ)上，對(duì)各類資料進(jìn)行綜合分析，按一定的格式編制而成，是規(guī)劃管理部門對(duì)建設(shè)項(xiàng)目監(jiān)督檢查的主要依據(jù)，目前多采用圖表結(jié)合的方式進(jìn)行表達(dá)，如軌道中心線特征點(diǎn)平面坐標(biāo)成果表、車站主體及區(qū)間平、斷面圖等。

圖表能夠直觀表達(dá)竣工情況及周邊關(guān)系，但由于圖表分開表達(dá)，使其在關(guān)聯(lián)性上存在很大的局限性，對(duì)城市規(guī)劃管理部門的使用有一定的影響[10]。

為了便于主管部門的使用，使各數(shù)據(jù)之間應(yīng)能建立相應(yīng)的聯(lián)系、實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)表達(dá)（圖1），結(jié)合傳統(tǒng)規(guī)劃測量數(shù)據(jù)成果與城市軌道交通三維模型的特點(diǎn)，5號(hào)線實(shí)現(xiàn)了軌道交通的三維可視化，并在GIS平臺(tái)上模擬發(fā)布，為5號(hào)線運(yùn)營后的客流量分析、突發(fā)事故緩沖區(qū)分析等提供更加直觀、多元的數(shù)據(jù)，如圖2所示。

圖1 城市軌道交通規(guī)劃驗(yàn)收測量三維可視化工藝

圖2 5號(hào)線二、三維橫斷面對(duì)比圖（五羊邨－珠江新城區(qū)間）

3 結(jié) 語

城市軌道交通作為重要的高精度、高密度運(yùn)轉(zhuǎn)的公益性基礎(chǔ)設(shè)施，其規(guī)劃驗(yàn)收測量成果必須準(zhǔn)確、客觀，以方便規(guī)劃管理部門的審批工作，進(jìn)一步促進(jìn)城市軌道交通規(guī)劃工作的科學(xué)化、規(guī)范化和信息化管理[11]。因此，其規(guī)劃驗(yàn)收測量成果從控制測量、碎部測量到數(shù)據(jù)成圖、空間分析，都有著比其他城市工程更加嚴(yán)格的要求，客觀上也對(duì)驗(yàn)收測量人員提出了新的要求。

5號(hào)線規(guī)劃驗(yàn)收測量在外業(yè)數(shù)據(jù)采集和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)分析的過程中，通過優(yōu)化控制網(wǎng)、優(yōu)化施測方案和交互式完成斷面圖形數(shù)據(jù)生成等，不僅提高了軌道交通驗(yàn)收測量的效率，也保證了驗(yàn)收成果的高精度要求。同時(shí)在探索三維可視化技術(shù)應(yīng)用于軌道交通驗(yàn)收測量工作方面也做出了有價(jià)值的嘗試，為三維驗(yàn)收工作提供了借鑒。

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