浅析城市轨道交通地下工程铺轨基标测量技术

姜军舰 济南市房产测绘研究院

1 前言

城市轨道交通地下工程建设中第三方测量主要含有地面控制网测量、施工测量检测、铺轨基标测量、设备安装检测测量、竣工测量。其中铺轨基标测量工作主要涉及线路中线调整、隧道净空测量、控制基标测量、加密基标测量及道岔基标测量。

2 中线调整测量

2.1 中线控制点检测

在铺轨基标测量中，线路中线测量是基础工作，线路中线检测前，收集中线设计资料，选择实地已放置的中线点，并优选检测起算点。

（1）以每两站间的区间线路为检测单元，选用车站或区间竖井投测具有较高精度的控制点为起算依据，形成联测附合导线，其技术要求参见精密导线技术规程。控制基标在直线线路上，间距为120m；曲线线路中，在曲线要素点上设置控制基标之外，每间距60m应设置一个；碎石道床控制基标设置在线路外侧路肩上，同样直线线路120m一个，曲线段中曲线要素上设置控制基标之外，每间距60m应设置一个。道岔铺轨基标组单开岔约15个基标，应在直股的曲股两侧设置。

（2）使用徕卡TS15全站仪对中线点进行复核导线测量。采用两个测回进行水平角的左、右角观测作业，其平均值之和减去360°应较差小于6″；采用往返测两测回进行导线边长测量，测回之间较差应小于5mm，往返测平均值的差值应小于4mm。

（3）采用严密平差法进行数据的处理，相邻中线点间纵、横向误差满足下列要求。

a．直线线路：纵向误差小于±10mm，横向误差小于±5mm；

b．曲线线路：纵向误差小于±5mm，根据曲线上中线点的间距长短，区分与处理横向误差，曲线段长度小于60m时，其横向误差应小于±3mm；曲线段长度大于60m时，其横向误差应小于±5mm。

2.2 线路中线调整

依据检测结果，对线路中线控制点进行归化，则线路中线几何关系满足设计要求，在隧道贯通后重新建立统一的测量基准。同时编制线路中线调整示意图。

（1）中线点与设计值的技术原则应满足如下指标：

a．直线线路：实测的水平角较180°，差值不大于8″；

b．曲线线路：根据曲线线路中线点的间距长短，区分处理实测水平角与设计值的较差。当曲线的中线点距离小于60m时，角值较差应小于20″；当曲线中线点距离大于60m时，角值较差应小于15″。

图1

（2）为保证线路中线点归化改正的正确性，归化改正后的各中线点应重新使用徕卡TS15全站仪进行检测。左、右水平角应分别观测一个整测回，左、右角值和与360°的差值应小于6″；导线边长距离测量往返测分别一整测回，往返测的平均值之差应小于4mm。

3 隧道净空测量检测

净空与限界检测一般有：正常情况下只针对二衬施工全部完成后的暗挖车站和暗挖区间进行检测。或对施工单位报送的超限断面进行复核检测。或必要时按设计文件规定的间距进行净空和限界的检测工作。

（1）净空检测密度：暗挖区间直线段每100m，曲线段每50m测设一个断面，暗挖车站左右线至少分别在车站两端及中部各测一个断面，车站长度超过200m，增加测设的断面数。

（2）采用徕卡TS15全站仪和Dini03水准仪进行测量。

（3）净空检测精度要求为：断面里程的位置误差应小于±50mm；断面测量误差不大于±10mm；在高程测量方面断面点的测量误差应小于±20mm。

4 控制基标测量

4.1 控制基标的形式

控制基标为等高等距永久标志，确保永久保留及保证运营阶段的使用，控制基标高度与整体道床水沟底部相一致，距结构底板在300mm～500mm。

依据铺轨道床的建设形式及整体道床的水沟位置进行控制基标的设置；当采用整体道床，同时水沟设置在线路中线外侧时，控制基标中心位置与对应中线点间的距离为1.50m；当在中间位置设置水沟时，控制基标中心与中线点重合；当使用碎石形式的道床时，基标设置在路肩上且距中线等距的位置。区分为整体道床底板上标志、隧道壁上标志和碎石道床上标志。

图2

图3

图4

4.2 控制基标埋设与测设

（1）在直线段上的控制基标，间距每120m应设置一个控制基标；控制基标设置在曲线段时，除了曲线要素点上要设置外，间距60m应设置一个控制基标。埋设技术指标如下。

a．对埋设的基标位置上，进行结构底板的凿毛处理。

b．根据基标底板高程与设计高程的差值关系，进行埋设基标标志底座。

c．控制基标当调整至设计平面位置与高程位置时，进行初步固定。

（2）在线路中线上的控制基标，直线段采用量距法进行测设；曲线段依据曲线要素点测设，依据中心点采用全站仪偏角法进行其他控制基标的测设。在线路中线一侧的控制基标，依据线路中线点采用全站仪极坐标法进行测设。

4.3 控制基标检核

控制基标设置一段时间后，应对其进行校核与检测，技术指标如下：

（1）校核与检测控制基标的水平角和边长测量时，其左、右角应独立观测两个测回，平均值之和较360°应小于6″；边长往返两个测回，测回间差值及往返差值应小于5mm。

（2）直线段，控制基标水平角与180°差值应小于8″，实测边长与设计值较差不大于10mm；曲线线路控制基标水平角与设计角度较差计算得到的线路横向偏差不大于2mm，弦长测量值与设计值较差不大于5mm。

（3）在高程测量时，以基准控制点为起算点，布设符合水准线路测定每个控制基标高程，实测高程值与设计值较差应小于2mm，相邻控制基标间与设计值的高差较差应小于2mm。

5 加密基标测量

依据轨道架设和维护使用要求，设置加密基标。在直线线路上应每间距6m设置一个加密基标，在曲线线路上应每间距5m设置一个。直线和曲线上的加密基标在测设后一段时间应进行检测，满足限差后，可固定。

5.1 直线线路加密基标测设

直线段加密基标采用全站仪量距法和水准仪水准测量法，依据相邻控制基标，逐个测定直线段加密基标的平面坐标和空间高程值。限差如下。

（1）纵向：相邻基标纵向误差应小于±5mm；

（2）横向：加密基标偏离控制基标间的方向线时距离应小于±2mm；

（3）高程：相邻加密基标实测的高程差与设计高程差的较差应不大于1mm，每个加密基标的实测高程值与设计高程值较差应不大于2mm。

5.2 曲线线路加密基标测设

测设曲线线路上的加密基标依据曲线上的控制基标，采用全站仪量距法和水准仪水准测量法，逐个测设曲线加密基标的平面坐标和空间高程值。限差如下。

（1）纵向：相邻基标纵向误差应小于±5mm；

（2）横向：相对于控制基标，加密基标的横向偏差应不大于±2mm；

（3）高程：相邻的加密基标实测高差值与设计高差值的差值应小于1mm，加密基标的实测高程值与设计高程值的差值应小于2mm。

6 道岔基标测量

依据道岔控制基标采用全站仪极坐标法测设道岔的加密基标，测设后对基标间以及其与线路中线的平面几何关系进行检核。限差满足要求后进行固定。限差如下。

（1）道岔铺轨基标间边长与设计边长的较差应小于2mm；

（2）道岔铺轨基标的高程值与设计值的差值应小于2mm，同时基标间的实测高差值与设计高差值的较差应小于1mm；

（3）岔心相对于线路中线的里程与设计值较差不大于10mm；

（4）道岔铺轨基标与线路中线的边长和设计边长的较差应小于2mm；

（5）正辅线交叉水平角的实际测量值与设计值的较差：当单开岔时应小于20″；当交分岔或交叉渡线岔时应小于10″。

7 结束语

本文从城市轨道交通地下工程第三方测量工作实践出发，详细阐述铺轨基标主要涉及的五项测量工作。除此之外，关于铺轨基标测量的精度设计及铺轨基标的放样数据计算相对而言也较为重要，在工程实践中需要认真分析与处理。