关于联系测量在地铁工程中的应用

韩兵

（北京城建勘测设计研究院有限责任公司 北京市 100020）

在现代社会经济环境飞速发展的情况下，人们对交通出行的要求越来越高，伴随着城市化进程不断推进，地铁交通逐渐成为各个城市发展的重要内容。城市轨道交通工程对方便市民出行，提高城市土地资源利用率、推动城市多元发展有至关重要的作用，因此社会各界对地铁工程设计建造质量有更高要求。工程测量作为地铁工程中至关重要的工作，需要利用先进成熟的理念和技术，来确保测量精确度和可靠性，因此针对联系测量这类先进技术手段进行研究非常有必要。

1 工程概况

四川某市地铁5号线路全长49km，是贯通该市热门商圈、办公区、金融区的重要线路。本文研究测量的是该线路TA051标段施工竖井，该段长度2.5km，具体测量地点是该标段一处明挖段竖井施工点。基于对工程特点的研究，秉承提升精确度的理念，测量小组采用联系测量方法，给予井下测量提供数据支持。该次测量工作主要用到的仪器是JZC-E20A极广自动安平垂准仪和TS30全站仪。另外，为了保证所有测量工作保持同步，进一步保证精度，由测量工程师和技术人员组成了测量小组，全权负责测量工作，配合工程设计、施工队伍完成施工。

2 联系测量在地铁工程中应用的意义

在地铁工程的建造过程中，竖井施工是比较主要的方法之一，竖井开挖方式和精度控制至关重要。平面联系测量法和高程联系测量法可以在地铁竖井施工测量中进行结合，确保井下导线起算点的坐标方位角的精确性，同时还能对地上、地下控制网指定统一坐标系统。在我国大多数地铁工程施工过程中，将会重点设定高程坐标和平面坐标，然后基于此构建坐标体系，并提升测量效率[1]。

另外，地铁车站作为地铁交通线路的重要部分，当车站始发井构建完成后，需要将前面设定的坐标传递到井下，为后续的盾构施工掘进提供必要依据。在地铁工程施工过程中，竖井平面高程、平面高度等数据需要保持精准性，不得与盾构施工初始数据出现偏差，否则容易影响隧道挖掘方向精度[2]。大量实际工程证明联系测量施工技术对于减小误差、提升准确性、提升工程施工安全都有至关重要的作用，通过联系测量可以为地铁工程施工打下可靠基础，并为相关工程环节数据测算、核算提供重要依据，所以联系测量方法对保证地铁工程质量有重要意义。

3 地铁工程中平面联系测量方法主要分类

3.1 联系三角形法

这是目前我国地铁工程测量中的常用方法之一，主要是使用全站仪结合钢丝进行测量，可以比较轻松判断井下导线坐标数据。在测量期间，需要避免触碰钢丝，通过在钢丝上粘贴反射片的方式来使用全站仪进行测量。显然，该方法优点在于适合多种不同应用环境和要求，并且操作简便，效率高。缺点是容易受风力、机器震动等因素影响，定向精度相对低。

3.2 仪器组合法

这里提到的仪器主要包括陀螺仪、铅垂仪和全站仪，该方法相对于联系三角法而言，优势在于可以适应施工场地面积较小的情况，比较适用于多种平面联系测量工作。目前，由这类仪器组合使用而实施的测量方法在很多地区的地铁工程中都有应用，其测量精度较高的同时工作强度也比较小。不过，因为该方法用到的都是高精密仪器，比较容易受到干扰，在使用的时候需要确保环境比较安静稳定。

3.3 导线直接传递法

这种方法主要是利用导线来将坐标传递至井下，一般用于斜井以及井口较大的隧道工程。这种方法工作量较小、测量效率高，且精确度有保证[3]。不过，在使用过程中需要确保测量人员对全站仪等设备的使用足够熟练，并且具备成熟的测量经验，在测量过程中需要考虑竖轴补偿情况。

3.4 铅垂仪投点法

这种方法主要是在竖井上合适位置搭设平台，然后通过打孔和观测平台架设铅垂仪的方法，来向井下投点，同步进行定向测量。该方法可以直接测量地下坐标，省去了繁琐的控制点平差计算步骤。一般采用该方法进行测量时，投点精度偏差需要小于3mm，所计算的定向边则须达到155m。该方法的局限性在于，必须要求测量现场有两个间距较大的竖井或孔洞，并且要求竖井之间的通视条件较好，所以不太适合埋深较大的工程。

3.5 钢丝两井定向

可在车站两端或者已经贯通的两个车站或竖井间来布设，每侧至少布设一根钢丝，由地面联系近井导线将坐标数据传递至钢丝；在车站或隧道内，用附合无定向导线将两侧的钢丝连接起来，用迭代平差法求得隧道内导线点的精确坐标数据。这种方法适合于已经初步形成的车站，已经贯通的隧道所连接的车站或者施工竖井，不适合窄小空间。

4 测量准备工作

根据工程需要，所采用的JZC-E20A极广自动安平垂准仪具有自动补偿功能，有利于在使用过程中简化操作步骤，提升测量精度。该类仪器核心光学系统具有一定先进性，空间位相调制器所发射出来的激光具有很好的明暗表现，非常有利于测量人员识别和观察。同时，用到的激光垂准仪充分考虑到了对摩擦系数的及时补偿。因为传统垂准仪一般通过电子或重力补偿法，导致补偿系数不够，达不到测量标准。因此，本文案例中地铁工程测量小组选用了一种具备液体双光楔自动补偿技术的激光垂准仪，该仪器不确定度低至万分之一，可以有效保证测量精度。

5 正式测量

在本文案例地铁工程的测量工作中，事先设定M和N作为施工控制点。在地面平面靠近竖井的位置设置加密点A1，然后井下加密控制点分别为A2和A3，其中A2点在横向通道右侧线路的合适位置，A3位置位于竖井口的位置。另外，为了满足测量和观测需求，测量小组在地面与A2点垂直对应的位置进行钻孔作业。

基础工作准备就绪和设备调试完毕之后，测量技术人员打开激光投点仪，让其激光通过地下基准点投射至地面。然后将两台垂准仪分别放置于竖井平台和钻孔部位，然后自上而下分别投射至A2、A3点。然后，分别以 0°、90°、180°、270°角度调整仪器。在此之后，所投射的点线将会形成几何图形，通过计算找出该图形重心。接下来，更换垂准仪，用合适的棱镜以严格的精密导线技术标准开展测量工作。需要注意，在观测数据时，要结合现场温度、气压调整相关数值。最后，基于M、N控制点的判定，对A1、A2、A3组合而成的闭合导线来进行计算，并将相关实测数据和计算数据纳入专业计算软件进行平差计算。

通过计算结果可以发现，使用联系测量方法可以大幅度提升测量精度，并且能够满足方位角差8″的限差要求。基于该方法，顺利完成了对工程测量精度的核算工作，为后续施工打下了坚实基础，并留下了大量至关重要的施工技术依据。

6 结语

综上所述，在当代社会经济飞速发展且城市化进程不断加快的大环境下，在多种工程设计和建设过程中，大量先进的技术理念和工具都得到了实际应用。随着当前各地区地铁工程建设规模不断扩大，质量要求不断提高，联系测量技术凭借着极高的精准性和广泛的适用性而深得重视。相关技术人员需要熟练掌握不同联系测量技术的技术原理和相关设备的操作方法，并且懂得结合工程实际情况进行灵活应用，进而给现代地铁工程建设做出重要贡献。