地铁工程贯通后控制点联测相关问题分析

杨定强　许锋

【摘    要】： 为提高盾构接收车站既有底板控制点稳定性，以实际工程为例，介绍高架区间、明挖区间、盾构区间联测实施情况及控制点联测起算点选取方式、相邻区间先后联测的搭接方式，并对联测注意事项进行了详细说明。

【关键词】： 控制点；联测；地铁；盾构

【中图分类号】：U452.1【文献标志码】：C【文章编号】：1008-3197（2023）05-36-04

【DOI编码】：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

轨道工程测量的起算数据为相关土建工程贯通后的地面、地下控制点联测数据。众多学者对地铁工程测量进行研究，梁昭阳等[1]对首级控制网的建网精度进行分析；闫威男[2]对地铁线路衔接区域的坐标系转换进行研究；王玉福等[3]从控制测量、施工过程联系测量、竣工测量进行论述；石乐乐等[4] 对各施工工法车站起始边的精度进行分析，进而对两站一区间联测的地下导线精度进行推导。本文以具体工程为例，阐述地面部分（高架段、路基过渡段）、地下部分（明挖区间、盾构区间）在施工完成后进行控制点联测的起算点选点方式及相邻施工工法控制点联测搭接方式。

1 工程概况

某地铁自西向东敷设，线路长25.8 km，其中高架段长约5.5 km、过渡段长约0.5 km、地下段长约19.8 km，设车站9座，其中高架站2座、地下站7座。见图1。

2 联测实施

2.1 高架区段

高架工程的联测在桥面工程及相关附属设施竣工后，需将地面控制点的坐标、方位传递至桥面，进行限界测量，建立CPⅢ控制网。地面起算点为轨道交通工程次级控制网GPS网控制点、三级控制网精密导线网[3]、工程标段局部地面加密控制点。高架区间分两个施工标段，一标段联测选用了4对精密导线点进行该区间控制点联测，共联测11个平面控制点，地面点与桥面加密点处衔接点共3个，联测平均边长约303.004 2 m。外业测量采用三联脚架法按四测回进行角度、距离观测。内业采用科达普施测量控制网数据处理软件进行严密平差处理，共形成6条附和导线，角度闭合差均＜±5[n]（n为观测角个数），相对精度小于1∶35 000，满足相关规范限差要求。见图2。

二标段进行区间控制点联测时，由于与一标段存在衔接测量，按城市轨道交通相关测量管理规定每季度对地面首级控制网、范围内的加密控制网进行复核测量，保证进行联测时起算点成果的稳定性[1]。搭接端头选用与一标段公共的起算点D17164、D17165，外业置盘按00°00′50″、30°12′30″、60°24′10″、90°30′50″进行外业角度与距离观测，左右角平均值之和与360°较差不得＞4″[5]，测距一测回三次读数较差应＜3 mm。相关外业观测要求滿足规定后，进行内业导线平差，该附和线路的角度闭合差为-5.7″，相对精度1∶198 504；测量成果满足相关精度指标要求。见图3。

将两标段的衔接点进行坐标较差和衔接边方位角的比较，衔接测量成果满足相关要求。见表1和表2。

为保证后续轨道工程建网成果一致性，搭接点坐标成果取值采用一标段联测成果作为最终取值。

2.2 路基过渡段

在小里程方向采用二标段布设于桥面经过联测的的控制点JH137Z、JH132Z、JH126Z作为起算点，大里程以地面精密导线点D17162、D17161作为起算点，外业观测方式、内业数据处理方法同上。附和线路D17162—D17161～JH132Z—JH137Z角度闭合差为1.5″，相对精度1∶72 534；D17162-D17161～JH132Z—JH137Z角度闭合差为2.6″，相对精度1∶106 196，测量成果符合精密导线相关限差要求。见图4。

2.3 明挖区间

明挖区间左线大里程端采用黄石站—市五医院站盾构区间联系测量贯通前150～200 m联系始发基线边HSZ01—HSZ02、小里程端以过渡段联测成果JH137Z—HSZZ作为起算边，构成了与底板加密点ZD1、GD5Z、MWZ6、MWZ5、MWZ4 连接的附和导线。经过严密平差，角度闭合差-6.7″、X坐标闭合差0.002 1 mm、Y坐标闭合差0.003 4 mm、 总长度1.032 8 km、相对精度1∶257 840；相关精度统计指标满足要求。

2.4 盾构区间

凤溪河站—市五医院站盾构区间先完成掘进，需进行地下控制点联测及净空断面测量。市五医院站作为盾构接收车站，施测首段、1/2段、末段底板控制点，为确保底板控制点成果的正确性，根据车站的实际情况，选用首段、1/2处底板点作为联测起算边，通过两井定向联系测量方法将其方位、坐标进行重新检核[2]；地面以G17118—G17119作为起算边，经地面加密点D17153、D17154-1、D17155-1、D17156-2、D17157附和至G17117—D17149；在井上近井点D17156-2设站观测钢丝1、钢丝2；井下部分分别在CBDZ1、CBDZ2设站，分别后视CBDZ2、CBDZ1，观测钢丝1、钢丝2，进行角度、距离观测，完成第一组联系测量数据采集，从阻尼液中提起重锤，拨动井上钢丝位置，落下重锤，待其稳定后，进行第二组观测数据采集[6]。本次联系测量共观测3组数据，进行内业平差，附和导线测量精度满足规范要求。每组底板控制点方位角互差＜8″，则成果满足要求，取其成果均值作为后续控制点联测的起算成果。在大里程端以贯通前联系测量基线边ZDB-3—ZDB-2作为起算点，外业按精密导线要求进行方向观测法四测回测量，每测站角度、距离观测满足要求后，方可进行剩余测站的的观测，总计观测11站；将外业采集的电子手薄数据导入平面控制网平差软件进行平差，将接收端两种方式测量成果导入平差软件。接收端联系测量起算点角度闭合差-10.7 ″，X坐标闭合差-0.011 9 m，Y坐标闭合差0.003 3 m，总长度1.788 9 km，相对精度1∶144 399；接收端既有底板控制点平差成果角度闭合差2.2″，X坐标闭合差-0.034 2 m，Y坐标闭合差-0.0417 m，总长度1.788 9 km ，相对精度1∶33 198。

精度成果统计表明：当接收车站既有底板控制点经联系测量联测后，提高了附和导线各项精度指标，使其达到了城市轨道交通三等导线测量要求，能满足两站一区间基本联测单元对地下控制点点位精度的要求，其成果可作为后续工程测量定位的起算成果。

而造成既有底板控制点联测后导线测量精度低原因：

1）车站底板结构分块施作，在复杂施工环境下相邻控制点未进行联测，控制点关联性不强；

2）地铁车站一般属于深基坑工程，在进行底板控制点直接传递时，观测条件复杂，影响点位精度。

黄石站—市五医院站盾构区间左线贯通后，其前后的隧道掘进区间明挖段均已完成地下控制点联测工作，进行中线调整测量，起算点成果已经确定，在该区间联测时起算点成果沿用上述坐标值。导线测量以HSZ01—HSZ02作为起始边、经加密点HSZ71、HSZ162、HSZ271、HSZ401、HSZ541、HSZ661、HSZ735、HSZ863、HSZ972 联测至附和边CBDZ2—CBDZ1。经平差，角度闭合差为-9.0″，相对精度为1∶4239 1。经联系测量的接收站底板控制点满足相邻区段的控制点联测工作，保证了地下控制测量的精度。

3 注意事项

1）地铁工程环境复杂多变，应按要求定期进行首级网的复测，对破坏的点位进行恢复，重新测量，纳入整网平差，对其进行精度评定；施工测量过程中的加密控制网应同首级网进行整体平差。相邻施工衔接标段，控制测量时应搭接公共控制点，或施测至共用加密控制点。

2）控制点联测工作开展前，应对所使用的光学对中觇牌进行归心检查，保证对点误差满足要求；配置温度计与气压计，应对不同施工工法时的测量环境转换，记录不同施测条件下温度、气压，保证测距精度。

3）高架区间、路基过渡段点位布设时，边长应尽可能均匀，条件不利情况下，最短边长不宜＜100 m，相邻短边与长边比例不宜＜1∶2，地面起算边与其连接时，当垂直角＞30°时应设置转点进行连接，视线与构筑物的距离不得＜1.5 m。

4）起算点的选择在高架、明挖处应以地面GPS、精密、加密导线为主，相邻标段的搭接测测量应选择公共起算边且加密点的公共点数量应为2个及以上，完成测量进行精度评定后，应对公共加密点进行成果比较，当测量成果的坐标较差、方位角差值满足要求时，最终成果可采用原值或两次成果均值；当相邻标段在联测时由于现场条件的影响，不能联测到公共起算边，也可采第三方测量的检测成果最为起算成果，一般采用3个点位成果作为起算边，进行边角关系的检查，满足要求后，方可进行联测，否则应重新排查点位的稳定性，确定起算点。

5）盾构区间联测时，一般选用贯通前150～200 m测量基线边作为起算成果，该阶段测量基线为多阶段成果均值，可靠性高，一旦起算边成果确定后，起算成果不能更改。对于盾构接收车站，為保证联测附和导线测量精度，一般应进行多组钢丝观测的两井定向联系测量。在狭小空间下制定联系测量方案时，一般以短基线进行始发，待隧道掘进一定距离后拉长基线边，在此过程中，注意保持长基线边的稳定。盾构区间一般按照两站一区间作为基本联测单元，实际作业过程中，存在相邻标段未贯通的情形，在跨越未贯通区间进行起算点的选择时，应以区间两端的始发基线边为起算成果，通过逆向联系测量的方式将坐标和方位投测至地面固定点，地面导线以附和形式连接，进行平差判定是否满足精密导线测量要求，进而判定地下起算点的稳定性和精度。

参考文献：

[1]梁昭阳，陈煌.福州市地铁6号线首级三维控制网建立与精度分析[J].长春工程学院学报（自然科学版），2019，20（4）：83-86.

[2]闫威男.地铁衔接区域坐标系转换的应用[J].天津建设科技，2019，29（4）：13-16.

[3]王玉福，李鹏，梁爽，等.城市轨道交通工程测量技术与应用[M].北京：电子工业出版社，2017.

[4]石乐乐，张洪德，王晓兵. 关于两站一区间联测导线精度的探讨[C].中国土木工程学会城市轨道交通技术工作委员会，世界轨道交通发展研究会，青岛地铁产业协会，《世界轨道交通》杂志.2014中国青岛城市轨道交通管理和技术创新研讨会论文集.2014：294-295.

[5]GB/T 50308—2017，城市轨道交通工程测量规范[S].

[6]杨定强.一种地铁长大隧道洞内控制测量方法[J].天津建设科技，2021，31（2）：18-21.