浅谈土建工程测量的方法及其应用

齐巧天

土建工程中地铁建设这一细化被现在的城市越来越多应用于生活交通中。保证地铁安全顺利运行的关键是对地下复杂情况的正确勘察。新测量仪器的出现和更适应时代发展新测量方法的运用让城市地铁精度高，施工情况复杂的难点变得可以被较好的解决。先提供一些工程测量方法和技术在地铁建设中的实践案例以供进行研究。

1.土建工程以及工程测量

（1）什么是土建工程是土木工程和建筑工程的集合。指使用建筑材料和施工设备完成一切关于文化，水土有关的设计，建造和维修的生产活动和工程技术。土建工程涉及的领域有：房屋建筑、道路交通、水务渠务、防洪工程及城市规划等很多领域。即将为大家介绍的地铁建设就属于土建工程中的道路交通范畴。那么接下来讲土建工程要顺利进行的贯穿线——工程测量。

（2）工程测量它是为建设项目的勘测规划、动工安装、竣工监测以及营运管理等程序服务的所有测绘工作的统称。它为工程建设提供数据和图纸，控制建设过程中的整体方向，就好像一首交响乐的总指挥一样。工程测量目前主要应用于“三路”工程、桥梁隧道工程、水理工程、建筑、海洋工程、军事、矿山等的测量。这里着重以地铁站建设方面为例对工程测量加以介绍。

2.工程测量的方法和新技术

（1）工程测量的方法工程测量的方法众多每个领域的情况不同不能一概而论。就地铁而言包括定向测量，控制网测量，断面测量，轨面基标测量。

（2）工程测量的新技术新技术的推出伴随着科技的发展，其实质是采用一些先进的电子信息技术为施工过程提供更为精准有效的服务。主要有一下几种。1）全球实时动态定位测量技术；2）数字测量技术；3）遥感测量技术；4）地理信息测量技术；5）3s测量技术；6）数字摄影测量技术。新技术的出现为复杂的情况做了更为全面系统的数据收集，对比，分析，综合和决策。

3.工程测量在地铁中的实际应用案例

（1）定向测量在北京地铁复八线中的应用北京地铁复八线的中间段全长12.7千米，东西走向由复兴门至八王坟。其中地上线接近2千米，地底线十千米左右。地下线处地质情况复杂，有多层地下水分布，施工面临防水的挑战。这种情况下，进行竖井定向采用全站仪、垂准仪和陀螺经纬仪组成的联合作业方法可以提升图形清晰度，缩短占用井筒时间。而且采用双投点-双定向的方法的好处是对数据的检核条件进行了优化，也令测量定向精度有所提高。测量中所使用的陀螺经纬仪的一次定向中误差理论值为±20毫米′，实际作业时自动校对其定向边陀螺方位角误差可达到±8′。在工作推进中他们引进操作简便的智能陀螺经纬仪定向系统，保证了定向成果的可靠性。

遇到隧道埋深较浅的情况，灵活采用采用导线测量方法并布设双导线；当隧道贯通距较长时，使用钻孔投点法。利用钻孔投测坐标或者选择测定投测点陀螺方位角的方式，其目的都是用于提高定向精确度和加强检核能力。前面用到的导线测量法又叫直线导线法。适用于施工场地较开阔的车站地下定向，且地上地下通视度较高，并有较大竖井（盾构工作井）或预留孔。它的优点是简单明了，容易掌握。但检核条件相对高。后面提及的钻孔投点法则适用已有一定长度并且埋深较浅的隧道。优点是测量精度高，易上手，占用施工竖井时间少，对施工影响较小。缺点是测量钻孔较难（具体体现在垂直度高上），钻孔成本较高，审批程序相对繁琐耗时。实际工作中可采用强制观测墩作为地下导线点，但需要做好保护巩工作。

（2）北京地铁四号线gps控制网测量四号线的建设难点在于北京南站一段地处交通枢纽，车多客流量大，施工地有限且干扰大。车站周围建筑物布局集密存在民工互扰问题。采用盾构就要求施工配合度较高，因此必须加大工程测量的幅度。为满足盾构施工的需要，要对已提供的一级gps控制点、精密导线及精密水准点进行检测，保证各级控制点相邻点的精度分别小于±10mm，±8mm和±8mm（l为线路长度，以km计）（精密水准路线闭合差）作为盾构测量工作的起算依据。

由于这些点受施工和地面沉降的影响有可能发生数据改变，所以测量时和施工中需要先对地上控制点进行检测，确保控制网的可靠性。它包涵相应精密导线点的检测和高程控制点的检测等。地面控制网是隧道贯通的依据，必须加以重视。上述盾构数据的检核未来的替代技术就是gps-rtk。即在地铁站周围地面定点装入gps接收器，对载波相位的观测量进行采集，调至基准站电台载波上，再由基准站将信号发出。经由流动站对gps卫星进行观测，采集测量数据，同时接受基准站发射出的信号，解调后活的载波相位的观测量，最后确定厘米级精度。这种技术无需设置众多控制点，且能一次生成电子图，可搜集历史数据完成快速施工放样，是十分便利的。

（3）断面测量在天津1号曲线地铁中的运用全线浇钢筋混凝土箱型地下结构，总长218米，箱体最宽处28米，结构净高5.55米，双轨侧式站台，车站起/终点里程分别为k9+385.784和k9+603.500，主站段埋深10.039米，设出入口4个，风道2座，建筑总面积一万多平方米。全曲线站的铁道左右轨中线和地下结构中柱纵轴线都由圆曲线和缓和曲线构成。三条曲线元素互异即缓和曲线起终点不在同一里程，且圆心各异，半径不同箱体侧墙均为圆曲线并与同侧轨道中心线同心。由于墙体凹凸形成多种不同半径圆弧，增加了平面定位放线作业的难度。在仪器选列上承建标准要求导线精密测量相对点位中误差≤±；8mm；精密水准测量区间≤8mm符合路线闭合差。经过数学运算，选择二级全站仪、ds1精密水准仪进行控制测量。

（4）沈阳地铁铺轨基标测量中街站双层双跨岛式地下车站，车站有效站台中心处地面高程50.08米，轨顶覆土厚度8.56米，轨面轨底埋深分别为28.25米和26.49米。东北角车站设有风井，西北角设有施工竖井，需要时可以互换功能。共设东北、西北、西南三出入口，一个用于紧急疏散的安全通道和直升电梯，并预留将来进行升级的换乘通道。沈阳地铁量身制定了铺轨基标测设精度和基本方法经测定符合地铁轨道验收标准的要求。在控制基标的测设上分程序完成初测、串线测量和调线测量。

由于是中转换乘站，因此还特别增设了道岔铺轨基标的测设。对单开和交分道岔，交叉渡线道岔的测设数据比对基标图进行。测设时先对岔心、交点、主线和侧线进行数据采集和设计，再明确基标与中线交点的关系后采用控制基标直接测设，最后对高程的确定使用精密水准测量方法。未来这些数据可以运用数字摄影测量技术取得。它是利用数字影像和摄影原理，配合计算机技术，模式识别，数字影像处理等技术进行测量。运用在地籍测量和大面积地形测图中，近年向逐渐数字化和自动化发展。全数字系统的应用实现了影响由3d向4d的转化，为各个专业信息系统的建立提供了可靠数据。

总论，通过工程测量在地铁建设中的应用我们可以看出工程测量对数据和测量方法要求极高的精确性和可靠性。随着时间的推进和技术的不断演变，越来越趋向高精度的作业正被新型技术和设备刷新。我们在这种带有综合智能化的工程测量规范下将会使土建朝着越来越理想化迈进。 [科]