軌道交通工程測量中不同平面聯系測量方法的應用比對

魏鵬琳 郭春生 彭琛

摘 要：平面聯系測量是指導盾構推進的重要環節，實際工程中采用兩井定向進行施測。常用的測量方法包括直接導線法與吊鋼絲法，筆者采用上述兩種方法在佛山市深電區間進行聯系測量，測量后統計兩種方法的消耗對比，總結兩種方法適應的場景。

關鍵詞：平面聯系測量;兩井定向;直接導線法;吊鋼絲法

中圖分類號：U239.5 ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1003-5168（2022）6-0077-03

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2022.06.018

Application Comparison of Different Plane Connection Measurement Methods in Rail Transit Engineering Survey

WEI Penglin ? ?GUO Chunsheng ? ?PENG Chen

（SGIDI Engineering Consulting（Group） Co.，Ltd.，Shanghai 200093，China）

Abstract：Plane contact measurement is an important link to guide shield propulsion. In practice， two wells are used for directional measurement. The common measurement methods include direct conductor method and hanging wire method， The author use the above two methods to measure the connection between the deep electric power sections in Foshan City. After the measurement， the consumption comparison between the two methods is calculated and the scenarios suitable for the two methods are summarized.

Keywords： plane contact;measurement of two well directional;direct wire;method of wire lifting

0 引言

聯系測量作為軌道交通工程測量的重要環節，主要任務是將地面坐標系統和高程基準傳遞到地下，使地上地下的測量工作采用統一的基準[1]。將地面坐標系統傳遞到地下的測量工作稱為平面聯系測量，是指導盾構推進施工的基本條件，作為盾構推進指示方向，是確保隧道貫通的重要環節[2]。

本文以佛山地鐵三號線深村站至電視塔站區間為例，對盾構隧道區間不同的平面聯系測量方法進行比較，同時對內外業實施過程進行了相關分析。

1 平面聯系測量的精度分析及方法介紹

平面聯系測量任務在于提供地下導線起算邊的坐標方位角及起算點的平面坐標[3]。隨著儀器精度的逐步提高，起算點的平面坐標傳遞能較好控制，坐標方位角的傳遞往往較難控制，須優化測量手段，保證坐標方位角的正確[4]。

聯系測量根據導線傳遞出口的多少可分為一井定向和兩井定向。一井定向，地下基線邊通常僅15 m左右。《城市軌道交通工程測量規范》（GB/T 50308—2017）[5]規定，基線邊方位角檢核互差應小于12″。以最不利因素12″計算因基線方位角引起的偏差，約為0.9 mm。佛山市軌道交通3號線線路平均長度約為2 km，按2 km對基線邊方位角導致的貫通誤差進行估算，見圖1貫通誤差估算示意圖。

因基線邊過短引起的偏差約為120 mm，已經超出平面貫通誤差50 mm的行業規定，盾構將無法出洞。按規范的橫向貫通誤差估算測量精度，15 m基線邊的橫向誤差須≤0.25 mm，角度偏差不宜大于4″，以常規的工程測量手段，一井定向很難滿足控制貫通誤差的測量要求。

為了減小基線邊方位角對貫通的影響，應拉長基線邊，采用兩井定向，從車站兩端向下傳遞，地下基線邊達到120～150 m。佛山市軌道交通3號線常用的兩井定向方法主要有兩種：兩井定向直接導線法和兩井定向吊鋼絲法。

1.1 兩井定向直接導線法

直接導線法按《城市軌道交通工程測量規范》（GB/T 50308—2017）第3.3節精密導線網測量有關技術要求進行。此方法測設便捷，較為常用，在兩個豎井內、車站內分別布設固定墩臺，地上地下導線聯測成網，形成兩井定向直接導線法。

1.2 兩井定向吊鋼絲法

在兩個豎井井內掛鋼絲，鋼絲下面吊10 kg重錘，重錘置于裝有油的桶中，防止鋼絲擺動，油桶置于井下，在鋼絲上部和下部分別貼上反射片。利用在地面近井控制點及井下底板控制點，采用全站儀，測量出鋼絲相應的邊角關系。井上與井下同一邊邊長較差應小于2 mm。聯系測量須獨立進行三組，做到井上井下同時測量。互差滿足要求后，方可取三次的平均值作為該次的定向最終測量成果。

2 工程實例

為了對比兩種聯系測量方法的工作效率，選取了深村站—電視塔站區間作為實例對比，從深村站出發，向北延伸，沿文華路敷設，下穿文華路連續橋、興盛石材等廠房及季華路廣告牌，最后沿季華六路到達電視塔站，區間總長為1.5 km。

2.1 兩井定向吊鋼絲法

根據施工現場條件及周邊環境，深村站—電視塔站區間本次平面聯系測量采用佛山市城市軌道交通三號線工程精密導線控制點為平面坐標起算依據;施測路線附合導線;井上、井下同步觀測。聯系測量按照上述施測線路變動兩次鋼絲，得到3組外業數據。內業采用清華山維測量控制網平差軟件對觀測數據進行嚴密平差，求得基線邊控制點成果，見表1。

2.2 兩井定向直接導線法

深村站—電視塔站區間測量檢測使用了佛山市城市軌道交通三號線工程精密導線控制點作為測量工作起算點，作業前先檢核平面控制點間相互關系;起算點檢測合格后，采用附合導線聯測近井點。內業采用清華山維測量控制網平差軟件對觀測數據進行嚴密平差，求得基線邊控制點成果，見表2。

3 成果比對及施測過程消耗對比

統計兩種不同施測方法的基線邊成果，見表3、表4。統計施測過程中的生產投入，見表5。

經過驗證，兩種聯系測量的互差均遠遠小于相關規范規定，證明兩種方法均技術可行。

以上案例的車站為二層結構，直接導線法傳遞兩次后可到達底板，測站數相對偏少，測量線路均為強制對中墩，測量精度能有所保證。通過上述對比可知，直接導線法在人工投入、測量時長、設備投入、材料投入方面均較少，受制約條件較小，數據處理相對簡便。因此，車站結構深度在2～3層較淺時，宜優先選擇兩井定向直接導線法。

當車站結構較深達到4層時，單井的直接導線法測站數增加為4站，隨著測站數增加，直接導線法的精度將會降低。車站結構越深時，吊鋼絲法的外界環境控制因素及注意事項越多，存在操作困難的弊端。因此，車站結構較深時，宜根據現場條件選擇適宜的聯系測量方式。

4 結語

本文通過對平面聯系測量不同施測方法入手，結合地鐵測量案例分析得到以下兩點結論。

①長區間暗挖隧道，一井定向的聯系測量精度難以滿足貫通要求;兩井定向吊鋼絲法、兩井定向直接導線法等方法，增加了地下基線的長度后，坐標、邊長、方位角均能滿足規范要求，明顯拉高了地下方位角的精度。

②經采用兩種平面聯系測量方法對同一工程進行測量并綜合分析，針對通常深度的地下二層、三層車站，使用直接導線法測量時工作量及儀器投入小、受制約因素小、測量簡便、數據處理簡單，值得全面推廣。

參考文獻：

[1] 王曉兵，李淑娟，李勇，等.第三方測量在地鐵建設中的應用研究[J].測繪通報，2019（S1）：245-249.

[2] 秦長利.城市軌道交通工程測量[M].北京：中國建筑工業出版社，2008.

[3] 王建.城市軌道交通工程第三方測量檢測若干問題探討[J].隧道建設，2016（5）：547-549.

[4] 劉慶年.城市地鐵施工測量技術與方法研究[J].南方農機，2017（2）：71-72.

[5] 住房和城鄉建設部，國家質量檢驗檢疫局.城市軌道交通工程測量規范：GB/T 50308—2017[S].北京：中國建筑工業出版社，2017.