城市軌道交通工程地下管線測量技術研究

王發英

（深圳市市政設計研究院有限公司，廣東 深圳 518029）

1 引言

隨著我國城市化進程的不斷加快，城市人口越來越多，城市交通壓力逐漸增大，我國對于城市交通發展的支持力度也越來越大。然而，我國城市軌道交通地下管線的發展一直因為測量困難而被制約。因此，做好城市軌道交通地下管線檢測，對于城市軌道交通發展有重要意義，是現代化城市正常運行的基本保證。城市軌道交通工程的地下管線作為當前城市運行的重要基礎，負有保證城市內部能量輸送、物質傳遞和信息傳輸的職能。隨著我國科學技術的進步，城市地下管線無論是管線材質、敷設手段，還是管線數量都發生著翻天覆地的變化，以往的設計材料已經不能滿足當前城市快速發展的需要。如何做好城市軌道交通工程地下管線測量成為當前研究的重要方向之一。

2 地下管線測量意義

在城市化高速發展的今天，地面建筑物越來越多，為提高空間利用率，地下設施越來越密集，導致空間、地面及地下的各類干擾多而嚴重，各類干擾體（源）形式多樣。又因管線埋設工藝多樣化，埋設時間各不相同[1]，地下介質物參數不均勻且多變等，給城市地下管線測量帶來了較大挑戰。在這樣的條件下，如何獲取精確的地下管線信息，是當前城市地下管線測量的重要問題。眾所周知，近間距并行管線、非金屬管線以及深埋地下管線是地下管線測量的最大阻礙，如何克服這些阻礙，建立良好的測量體系，提高測量的精度和質量成為地下管線測量的主要目標[2]。

城市地下管線是保障城市運行的重要基礎設施，是城市各功能區有機連接和運轉的“生命線”，關系到城市經濟的持續、穩定和健康發展。目前，城市地下空間的開發利用離不開已有城市地下空間信息的支撐。加強對城市地下管線測量技術的研究，不僅是城市自身經濟社會發展的需要，也是城市規劃、建設和管理的需要，具有重大的現實意義和深遠的歷史意義[3]。

3 工程實例分析

3.1 工程概況

深圳市城市軌道交通12 號線二期工程項目全線起于原一期航線終點站。二期道路總長約8.01km（右線），采取全地下化鋪設方法，設站臺5 座，包括換乘站1 座，最高站間距約2.39km，最小站間距約1.02km，平均站間距約1.65km。12 號線北延伸平面示意圖如圖1 所示。

圖1 深圳市城市軌道交通12號線北延伸平面示意圖

本工程完成的工作量如下：全線12.87 公里地鐵線路的施工控制網測量，衛星定位二等網測量18點，精密導線測量13.2 公里，軌道交通一等水準測量10.426 公里，完成1 ∶500 地形測量2.559 平方公里，1∶1000 地形圖修測2.744 平方公里，1 ∶2000 地形圖縮編10.034 平方公里；完成地下管線探測總面積為1334037 平方米，探測總長度為370.42 公里，完成8 公里重要建（構）筑物調查。

3.2 技術難點

（1）測量條件復雜：地鐵線路長度約8 公里，與地鐵6 號線、11 號線三線相交，測量條件復雜。

（2）技術要求高：需要布設首級GPS 網、精密導線網和精密水準網，起算點稀少且分布不均，需兼顧換乘站既有控制點的聯測，對選點埋石、觀測和數據處理水平要求較高。

（3）觀測條件不利：地鐵線路主要穿越深圳市寶安中心區大片的建筑物密集地區，精密導線觀測受外界大氣和光線環境的影響，儀器經常出現無法觀測的情況。

（4）水準通過困難：深圳大部分區域都處于建設階段，地形地貌幾乎天天都在發生變化，水準路線通過困難。

（5）工期緊迫：全線地形測量和地下管線探測分為兩個階段進行，內外業作業時間為15 個月，需多次進場并集中投入大量的人力物力。

（6）地下管線復雜：有多條大口徑原水管、高壓電力、電力隧道、供水隧道、次高壓燃氣等重要管線。

（7）后期服務要求高：地鐵線路設計周期長，在具體的設計服務過程中存在很多影響因素，特別是地形地貌和地下管線發生變更等，因此管線施工對后期服務有較高要求，需要不斷地完善和優化以呈現良好的服務效果。

4 城市軌道交通工程地下管線測量

4.1 地下管線測量依據及作業流程

城市軌道交通工程地下管線測量的主要技術依據為 ：《城市地下管線探測技術規程》（CJJ61-2003）；《城市測量規范》（CJJ8-99）；《衛星定位城市測量技術規范》（CJJT73-2010）；《1∶500 1∶1000 1∶2000地形圖圖式》（GB/T20257.1-2007）。地下管線測量作業流程如圖2 所示。

圖2 作業流程

4.2 地下管線測量方法

城市地下管線測量需要在不同層次的監控軸線基礎上完成，全方位檢測通過全站儀完成，地面平整度檢測通過極坐標完成，高程檢測利用電磁波三角法完成，實際測量通過中干法完成。地下管線測量對于數據和精度的要求都非常高，因此，在具體檢測工作開展之前，工作人員需要充分熟悉與掌握整個地下管線的情況，并針對不同的測量問題，選取對應的測量方法，確保高質量完成測量工作。現場勘測如圖3 所示。不同的地下管線數據要求有不同的測量方法，主要包含以下幾個方面：

圖3 現場勘測

（1）地下管道外業檢測采用專業的檢測軟件完成。

（2）應用解析法：按數值成圖條件，以電子全站儀觀察，用電子記載手簿記載。

（3）圖根導線監測：利用管區內存在的圖根首級控制軸線，首先對一、二圖根導線控制點進行增設，再增設圖根控制點，滿足管線監測和細帶地形圖觀測的基本要求。高度通過電磁波測距的三角高度加以表示，并和導線測試一起進行，其儀高和鏡高均通過已測試好的鋼尺完成高度量取，最終將數據取至毫米[2]。

（4）地下管線點測量：①地下管線點的平面方位聯測宜采用電子全站儀或實時測距經緯儀，以導線串測或極坐標法進行。②測量時，儀表須嚴密整平于正中，對中桿上的小圓水泡形成處必須居中，以棱鏡最高量測至毫米。

（5）測量精度按照《城市建設地下水管道測量施工技術管理規程》及相關細則進行：現實地底管道線位與相鄰地上建(構)筑物，在道路中心線與相鄰管道之間的距離中偏差，不能超過圖紙上0.5mm。

4.3 地下管線測量精度要求

（1）控制測量精度要求

對于不同的導線類型，有不同的測量儀器和精度控制要求。例如一級導線、二級導線、三級導線之間的技術要求完全不同。導線之間的閉合差也不同，一級導線的相對閉合差為1/14000，二級導線的相對閉合差為1/10000，三級導線的相對閉合差為1/6000。控制測量精度要求如表1 ～表4 所示。

表1 等級導線的主要技術要求

表2 電磁波測距導線的主要技術要求

表3 三角高程測量的主要技術要求

表4 重直角觀測的技術要求

（2）地下管線點的測量精度

平面位置測量中誤差不得大于±5cm（相對于鄰近控制點），高程測量中誤差不得大于±3cm（相對于鄰近控制點）。

4.4 地下管線測量結果的數據整理

城市軌道交通工程地下管線測量意義重大，根據不同的施工環節和測量數據要點需要選擇不同的施工方法。在前期數據測量完成后，地下管線測量結果的數.4據 地處下理管主要線包測含量以結下果步的驟數：據第整一，理前期通過專業的測量方法得到測量數據后，需要對數據質量進行判斷和檢驗，確保數據符合統計學原理。第二，數據檢驗合格后，對數據進行數字化分析。數字化分析是將前期的檢測數據進行可視化分析，對前期調研數據進行歸納總結，明確城市軌道交通鋪設前期地下構筑物、高程、地下水流向、地下土質等情況，為后期地下軌道的施工提供數據支撐和理論參考[4]。第三，數據分析完成后，需要將測量數據形成圖紙，便于后期城市軌道交通的設計。在地圖中，以單實線表示連接線，而對于實際間距超過0.5 米的管線則以實4 虛1 雙虛線表示實寬，通過專業的繪圖軟件將地下測量數據整理輸出為圖紙。數據處理流程如圖4 所示。

圖4 數據處理流程

5 結語

以深圳市城市軌道交通12 號線二期工程為例，介紹了地下管線測量的流程和主要內容，即確定地下管線測量方法、明確地下管線測量精度要求、完成地下管線測量的數據整理等，并分析了該工程在地下管線測量時存在的技術難點，為我國城市軌道交通地下管線測量提供了理論基礎和實踐參考。