鐵路工程測量中如何有效控制測量精度

（同煤集團鐵路運營公司礦山鐵路分公司 山西 037003）

1.工程測量在鐵路企業中的重要作用

測量是提高鐵路工程管理質量的重要保障。在現代化企業中，從鐵路工程施工前期投入到后續的施工質量檢驗全過程都對于測量工作具有相應的要求和標準。為了提高工程測量工作的準確性和效率性，企業需要不斷引進先進的管理技術和工藝手段，在這個過程不斷的提高測量的準確性。

2.地鐵工程項目施工測量分析

下面以實際工程為例，對地鐵工程項目施工測量與誤差問題進行分析：

（1）工程概況。本工程為北京軌道交通新機場線中間站—磁各莊站，磁各莊站是軌道交通新機場線第2座車站，是新機場線與城際聯絡線S6線的換乘車站。車站為島式車站，總建筑面積27827m2。主體為地下兩層雙柱三跨框架結構，采用明挖法施工，總長490.6m，起止里程YK29+781.103～YK30+206.653，標準段結構總寬26.2m，有效站臺長186m，站臺寬16m，中心里程頂板覆土3m。共設4個出入口，均沿著規劃廣平大街南北敷設，其中A、B號出入口在主體西側地塊內，C、D號出入口沿著規劃廣平大街敷設。

（2）導線網控制。根據本標段的工程特點，利用業主提供的測量控制點，在施工場區內按精密導線網布設導線。精密導線點應根據本標段的實際地形選定，以GPS網為基礎布設成附和導線、閉合導線或結點網。

在確認地面導線控制網復測無誤后，布設地上施工控制網，利用地上施工控制網對施工區段進行平面定位控制和高程控制，同時通過聯系測量將地面施工控制點引入到車站基坑底部，并隨著施工的進程，在基坑內建立其它測量控制點。整個施工過程中將定期對地面施工控制網、導線點、車站內測量基準網進行檢驗復核。

（3）聯系測量。本標段共有1車站，車站明挖法施工。聯系測量是將地面測量數據傳遞到基坑內，以便指導車站施工。具體方法是將施工控制點通過布設近導線和趨近水準路線，建立近基坑點，再通過近基坑點把平面和高程控制點引入基坑下，為基坑開挖提供地面下平面和高程依據。

聯系測量是連接地上與地下的一項重要工作，為提高地下控制測量精度，保證隧道準確貫通應根據工程施工進度，應進行多次復測，復測次數應隨貫通距離增加而增加，一般1km以內取三次。

（4）地下導線控制測量。根據《北京市工程測量技術規程》，車站地下控制點測設須在施工完第二塊底板后、施工至整個站臺長度1/2處及車站底板結構完工時施測，埋設100mm×100mm×10mm大小的鋼板，內鑲直徑2mm，深為6mm的銅絲標志；高程控制點采用圓頭不銹鋼焊與鋼板上，預埋在混凝土中，不銹鋼圓頭高出鋼板15mm，外加保護蓋防止泥沙進入，點位埋設必須穩固，有明顯最高位置，點位邊有明確標識和點位描述。點位埋設時，監理單位應在現場驗點、并且填寫點位埋設驗收單，確保點位埋設質量。埋設在隧道軸線上。

（5）車站施工測量。施工中的測量控制采用平面放樣進行施測，為了加強放樣點的檢核條件，可利用另外兩個已知導線點作起算數據，用同樣的方法檢測放樣點的正確與否，或利用全站儀的坐標實測功能，用另兩個已知導線點來實測放樣點的坐標，放樣點的理論坐標與檢測X、Y值相差±3mm以內；提前施工前7天將設計中心坐標報送監理，5天前將圍護結構的四個角點報送第三方測量中心，審批合格后方可指導施工。考慮將樁位外放，車站圍護外放100mm。

（6）竣工測量。工程竣工后，為檢查主要結構物及線路位置是否符合設計要求，并測繪竣工圖，應進行竣工測量。該項工作包括隧道凈空斷面測量，永久中線點及水準的測設。

3.提高鐵路工程測量效果的措施

（1）積極應用GPS技術。隨著我國科學技術的逐步提高，GPS技術的定位效果也更加準確。由于GPS是利用衛星進行定位，能夠在鐵路工程測量中增強結果的精確度，并且不受環境等外部因素的影響，具有較高的實用性。通過GPS技術能夠幫助鐵路工程建立有效的控制網絡，在實際應用過程中，施工人員可以根據不同的鐵路工程情況，對GPS的應用方式做出調整和改變。同時，GPS技術還具有定位時間短的優勢，幫助鐵路工程單位提高施工效率，提供數據支持。隨著GPS技術的不斷優化和進步，目前GPS不但能夠完成傳統的兩點坐標測量，還可以建立三維、四維、六維等多維度的坐標系統，并且以圖像、表格等多種形式進行表現，使測量數據更加準確。

GIS除了在登記土地數據時能夠提供科學合理的技術支持，并且還能將鐵路信息的處理效率以及質量提高。鐵路測量技術能夠很好跟先進設備自動化相結合收集各種數據信息，將收集到的各類數據信息儲存在信息庫內，隨后運用計算機對這類數據進行解析、整理、對比以及劃分。GPS技術目前在我國鐵路工程測量中得到較為廣泛的應用，如下表1所示，下面以某工程為例，分析GPS在鐵路工程測量精度中的應用。

表1 鐵路GPS測量數據分析

（2）合理利用結構侵限新觀測方法。為了提高鐵路工程測量精度，可以在基坑開挖過程中有效應用侵限新觀測方法結構在基坑開挖時為避免圍護結構侵入主體結構界限，應時刻對圍護結構進行控制，一般方法是在開挖前把控制線用放樣的方式放在冠梁內側，然后每開挖一層用錘球吊一層，然后用尺子量測圍護結構和錘球的距離，滿足設計要求再進行下一步開挖。這樣測量每錘吊一次都會有相應的誤差，開挖到槽底誤差累積相對較大，對后續工作有很大的影響，讓測量工作量也增加了很多。例如，以某工程為例，可以對結構侵限測量采用全站儀無棱鏡模式觀測，把大地坐標轉換為施工坐標進行直接測量，根據X軸值或Y軸值得出侵限結果，具體操作如下：

①首先在基坑擋土墻上分段布設臨時點，采用特定的強制對中盤施做。然后根據加密導線點測設臨時點位坐標數據。

②在根據結構總平面布置圖進行大地坐標轉換施工坐標，以主體結構北側結構外皮為Y軸，主體結構中心為X軸，交點為施工原點（0，0）進行計算，計算公式如式（1）、式（2）、式（3），待轉換點為P，大地坐標為：Xp、Yp，施工坐標系原點O：大地坐標：Xo、Yo，施工坐標系X軸之大地方位角：a。

P點轉換后工程坐標為Xp、Yp：

③在根據轉換坐標用全站儀直接觀測，直接得出Y軸和X軸數值讓其與設計施工數據對比直接得出結果正為合格，負為侵限值如下表2所示，以此做施工坐標，數據均取絕對值。

表2 圍護結構侵限測量記錄表

④本次觀測全站儀使用徠卡TS09，無棱鏡模式500m內精度：2mm+2ppm，無棱鏡模式能滿足規范要求。開挖標高控制：標高測量一般采用水準儀進行觀測，但在基坑首倉見底開挖過程中，人員、機械施工，容易對基坑內臨時水準點擾動或破壞，故本次工程首倉開挖控制使用全站儀無棱鏡模式直接觀測，使用圍護結構侵限觀測點，根據加密點標高，引測該點位高程，在架設全站儀使用無棱鏡模式直接觀測槽底標高，能有效的減小開挖過程中人員、機械的影響。

（3）GIS技術應用。GIS技術在鐵路工程中的應用，包括空間科學、計算機科學、環境科學、信息科學、測量遙感科學等，是目前應用的較為新興的測量技術，促進了測量技術的創新化發展。在測量工程中應用GIS技術能夠對施工數據進行有效的收集、分析、存儲和管理，幫助工程測量管理人員做出測量決策，提供數據支持和技術保障。除此之外，還可以進行測量輔助決策、空間提示、測量預報等，提升測量工作的質量和工作效率。GIS技術在鐵路工程測量的應用過程中，需要與龐大的數據庫作為基礎。因此，工程測量人員在應用過程中要根據不同的測量需求，對其數據信息進行有效存儲。通過GIS技術完成測量更高質量、更高效果的達成。除此之外，GIS技術在管理工作方面具有便利的優勢，能夠減少測量工作人員的工作負擔，降低工程測量的操作難度。

4.結束語

綜上所述，工程測量工作對于鐵路企業發展具有不可替代的作用。隨著科學技術的不斷進步，涌現出越來越多的工程測量管理方法和技術。因此為了提高鐵路工程測量的精確性，鐵路工程施工相關管理部門需不斷提高自身管理水平，加大先進工程測量設備和器具的經濟投入，不斷創新和優化，提高重視程度，為我國鐵路工程施工行業發展做出貢獻。