地鐵工程貫通后控制點聯測相關問題分析

楊定強　許鋒

【摘? ? 要】： 為提高盾構接收車站既有底板控制點穩定性，以實際工程為例，介紹高架區間、明挖區間、盾構區間聯測實施情況及控制點聯測起算點選取方式、相鄰區間先后聯測的搭接方式，并對聯測注意事項進行了詳細說明。

【關鍵詞】： 控制點；聯測；地鐵；盾構

【中圖分類號】：U452.1【文獻標志碼】：C【文章編號】：1008-3197（2023）05-36-04

【DOI編碼】：10.3969/j.issn.1008-3197.2023.05.009

Analysis on the Related Problems of Joint Survey of Control Points after Subway Project Holing Through

YANG Dingqiang XU Feng

（1.China Railway Liuyuan Group Co.Ltd.，Tianjin 300308，China；2.Ningbo Rail Transit Group Co.Ltd.， Ningbo 315000，China）

【Abstract】：In order to improve that stability of existing floor control point of shield receiving station， this paper analyzes the method of selecting the starting point of joint survey of control points in different construction methods： elevated section， open cut section and shield section， the lap method of successive joint survey of adjacent sections， and explains in detail the joint test attention.

【Key words】：control point；joint test; subway; shield

軌道工程測量的起算數據為相關土建工程貫通后的地面、地下控制點聯測數據。眾多學者對地鐵工程測量進行研究，梁昭陽等[1]對首級控制網的建網精度進行分析；閆威男[2]對地鐵線路銜接區域的坐標系轉換進行研究；王玉福等[3]從控制測量、施工過程聯系測量、竣工測量進行論述；石樂樂等[4] 對各施工工法車站起始邊的精度進行分析，進而對兩站一區間聯測的地下導線精度進行推導。本文以具體工程為例，闡述地面部分（高架段、路基過渡段）、地下部分（明挖區間、盾構區間）在施工完成后進行控制點聯測的起算點選點方式及相鄰施工工法控制點聯測搭接方式。

1 工程概況

某地鐵自西向東敷設，線路長25.8 km，其中高架段長約5.5 km、過渡段長約0.5 km、地下段長約19.8 km，設車站9座，其中高架站2座、地下站7座。見圖1。

2 聯測實施

2.1 高架區段

高架工程的聯測在橋面工程及相關附屬設施竣工后，需將地面控制點的坐標、方位傳遞至橋面，進行限界測量，建立CPⅢ控制網。地面起算點為軌道交通工程次級控制網GPS網控制點、三級控制網精密導線網[3]、工程標段局部地面加密控制點。高架區間分兩個施工標段，一標段聯測選用了4對精密導線點進行該區間控制點聯測，共聯測11個平面控制點，地面點與橋面加密點處銜接點共3個，聯測平均邊長約303.004 2 m。外業測量采用三聯腳架法按四測回進行角度、距離觀測。內業采用科達普施測量控制網數據處理軟件進行嚴密平差處理，共形成6條附和導線，角度閉合差均＜±5[n]（n為觀測角個數），相對精度小于1∶35 000，滿足相關規范限差要求。見圖2。

二標段進行區間控制點聯測時，由于與一標段存在銜接測量，按城市軌道交通相關測量管理規定每季度對地面首級控制網、范圍內的加密控制網進行復核測量，保證進行聯測時起算點成果的穩定性[1]。搭接端頭選用與一標段公共的起算點D17164、D17165，外業置盤按00°00′50″、30°12′30″、60°24′10″、90°30′50″進行外業角度與距離觀測，左右角平均值之和與360°較差不得＞4″[5]，測距一測回三次讀數較差應＜3 mm。相關外業觀測要求滿足規定后，進行內業導線平差，該附和線路的角度閉合差為-5.7″，相對精度1∶198 504；測量成果滿足相關精度指標要求。見圖3。

將兩標段的銜接點進行坐標較差和銜接邊方位角的比較，銜接測量成果滿足相關要求。見表1和表2。

為保證后續軌道工程建網成果一致性，搭接點坐標成果取值采用一標段聯測成果作為最終取值。

2.2 路基過渡段

在小里程方向采用二標段布設于橋面經過聯測的的控制點JH137Z、JH132Z、JH126Z作為起算點，大里程以地面精密導線點D17162、D17161作為起算點，外業觀測方式、內業數據處理方法同上。附和線路D17162—D17161～JH132Z—JH137Z角度閉合差為1.5″，相對精度1∶72 534；D17162-D17161～JH132Z—JH137Z角度閉合差為2.6″，相對精度1∶106 196，測量成果符合精密導線相關限差要求。見圖4。

2.3 明挖區間

明挖區間左線大里程端采用黃石站—市五醫院站盾構區間聯系測量貫通前150～200 m聯系始發基線邊HSZ01—HSZ02、小里程端以過渡段聯測成果JH137Z—HSZZ作為起算邊，構成了與底板加密點ZD1、GD5Z、MWZ6、MWZ5、MWZ4 連接的附和導線。經過嚴密平差，角度閉合差-6.7″、X坐標閉合差0.002 1 mm、Y坐標閉合差0.003 4 mm、 總長度1.032 8 km、相對精度1∶257 840；相關精度統計指標滿足要求。

2.4 盾構區間

鳳溪河站—市五醫院站盾構區間先完成掘進，需進行地下控制點聯測及凈空斷面測量。市五醫院站作為盾構接收車站，施測首段、1/2段、末段底板控制點，為確保底板控制點成果的正確性，根據車站的實際情況，選用首段、1/2處底板點作為聯測起算邊，通過兩井定向聯系測量方法將其方位、坐標進行重新檢核[2]；地面以G17118—G17119作為起算邊，經地面加密點D17153、D17154-1、D17155-1、D17156-2、D17157附和至G17117—D17149；在井上近井點D17156-2設站觀測鋼絲1、鋼絲2；井下部分分別在CBDZ1、CBDZ2設站，分別后視CBDZ2、CBDZ1，觀測鋼絲1、鋼絲2，進行角度、距離觀測，完成第一組聯系測量數據采集，從阻尼液中提起重錘，撥動井上鋼絲位置，落下重錘，待其穩定后，進行第二組觀測數據采集[6]。本次聯系測量共觀測3組數據，進行內業平差，附和導線測量精度滿足規范要求。每組底板控制點方位角互差＜8″，則成果滿足要求，取其成果均值作為后續控制點聯測的起算成果。在大里程端以貫通前聯系測量基線邊ZDB-3—ZDB-2作為起算點，外業按精密導線要求進行方向觀測法四測回測量，每測站角度、距離觀測滿足要求后，方可進行剩余測站的的觀測，總計觀測11站；將外業采集的電子手薄數據導入平面控制網平差軟件進行平差，將接收端兩種方式測量成果導入平差軟件。接收端聯系測量起算點角度閉合差-10.7 ″，X坐標閉合差-0.011 9 m，Y坐標閉合差0.003 3 m，總長度1.788 9 km，相對精度1∶144 399；接收端既有底板控制點平差成果角度閉合差2.2″，X坐標閉合差-0.034 2 m，Y坐標閉合差-0.0417 m，總長度1.788 9 km ，相對精度1∶33 198。

精度成果統計表明：當接收車站既有底板控制點經聯系測量聯測后，提高了附和導線各項精度指標，使其達到了城市軌道交通三等導線測量要求，能滿足兩站一區間基本聯測單元對地下控制點點位精度的要求，其成果可作為后續工程測量定位的起算成果。

而造成既有底板控制點聯測后導線測量精度低原因：

1）車站底板結構分塊施作，在復雜施工環境下相鄰控制點未進行聯測，控制點關聯性不強；

2）地鐵車站一般屬于深基坑工程，在進行底板控制點直接傳遞時，觀測條件復雜，影響點位精度。

黃石站—市五醫院站盾構區間左線貫通后，其前后的隧道掘進區間明挖段均已完成地下控制點聯測工作，進行中線調整測量，起算點成果已經確定，在該區間聯測時起算點成果沿用上述坐標值。導線測量以HSZ01—HSZ02作為起始邊、經加密點HSZ71、HSZ162、HSZ271、HSZ401、HSZ541、HSZ661、HSZ735、HSZ863、HSZ972 聯測至附和邊CBDZ2—CBDZ1。經平差，角度閉合差為-9.0″，相對精度為1∶4239 1。經聯系測量的接收站底板控制點滿足相鄰區段的控制點聯測工作，保證了地下控制測量的精度。

3 注意事項

1）地鐵工程環境復雜多變，應按要求定期進行首級網的復測，對破壞的點位進行恢復，重新測量，納入整網平差，對其進行精度評定；施工測量過程中的加密控制網應同首級網進行整體平差。相鄰施工銜接標段，控制測量時應搭接公共控制點，或施測至共用加密控制點。

2）控制點聯測工作開展前，應對所使用的光學對中覘牌進行歸心檢查，保證對點誤差滿足要求；配置溫度計與氣壓計，應對不同施工工法時的測量環境轉換，記錄不同施測條件下溫度、氣壓，保證測距精度。

3）高架區間、路基過渡段點位布設時，邊長應盡可能均勻，條件不利情況下，最短邊長不宜＜100 m，相鄰短邊與長邊比例不宜＜1∶2，地面起算邊與其連接時，當垂直角＞30°時應設置轉點進行連接，視線與構筑物的距離不得＜1.5 m。

4）起算點的選擇在高架、明挖處應以地面GPS、精密、加密導線為主，相鄰標段的搭接測測量應選擇公共起算邊且加密點的公共點數量應為2個及以上，完成測量進行精度評定后，應對公共加密點進行成果比較，當測量成果的坐標較差、方位角差值滿足要求時，最終成果可采用原值或兩次成果均值；當相鄰標段在聯測時由于現場條件的影響，不能聯測到公共起算邊，也可采第三方測量的檢測成果最為起算成果，一般采用3個點位成果作為起算邊，進行邊角關系的檢查，滿足要求后，方可進行聯測，否則應重新排查點位的穩定性，確定起算點。

5）盾構區間聯測時，一般選用貫通前150～200 m測量基線邊作為起算成果，該階段測量基線為多階段成果均值，可靠性高，一旦起算邊成果確定后，起算成果不能更改。對于盾構接收車站，為保證聯測附和導線測量精度，一般應進行多組鋼絲觀測的兩井定向聯系測量。在狹小空間下制定聯系測量方案時，一般以短基線進行始發，待隧道掘進一定距離后拉長基線邊，在此過程中，注意保持長基線邊的穩定。盾構區間一般按照兩站一區間作為基本聯測單元，實際作業過程中，存在相鄰標段未貫通的情形，在跨越未貫通區間進行起算點的選擇時，應以區間兩端的始發基線邊為起算成果，通過逆向聯系測量的方式將坐標和方位投測至地面固定點，地面導線以附和形式連接，進行平差判定是否滿足精密導線測量要求，進而判定地下起算點的穩定性和精度。

參考文獻：

[1]梁昭陽，陳煌.福州市地鐵6號線首級三維控制網建立與精度分析[J].長春工程學院學報（自然科學版），2019，20（4）：83-86.

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[3]王玉福，李鵬，梁爽，等.城市軌道交通工程測量技術與應用[M].北京：電子工業出版社，2017.

[4]石樂樂，張洪德，王曉兵. 關于兩站一區間聯測導線精度的探討[C].中國土木工程學會城市軌道交通技術工作委員會，世界軌道交通發展研究會，青島地鐵產業協會，《世界軌道交通》雜志.2014中國青島城市軌道交通管理和技術創新研討會論文集.2014：294-295.

[5]GB/T 50308—2017，城市軌道交通工程測量規范[S].

[6]楊定強.一種地鐵長大隧道洞內控制測量方法[J].天津建設科技，2021，31（2）：18-21.