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施工測(cè)量誤差優(yōu)化方法

地鐵工程項(xiàng)目的測(cè)量規(guī)范條例里有明確說(shuō)明，對(duì)于地鐵暗挖環(huán)節(jié)橫向的貫通施工不能有大于50mm的誤差出現(xiàn)；對(duì)于地鐵豎向的貫通施工，人們也稱之為高程貫通，不能有大于25mm的誤差出現(xiàn)。通過(guò)對(duì)精度進(jìn)行不等的分配，使橫向貫通形成的誤差分配到關(guān)系到橫向貫通關(guān)鍵的測(cè)量環(huán)節(jié)中：聯(lián)系測(cè)量不能有超過(guò)20mm的誤差出現(xiàn)；地面控制測(cè)量不能有超過(guò)25mm的誤差出現(xiàn)；地下導(dǎo)線測(cè)量不能有超過(guò)30mm的誤差出現(xiàn)。還是借助于這種分配方式，合理地科學(xué)地分配高程貫通形成的誤差：向地下傳遞測(cè)量不能有超過(guò)10mm的誤差，地面高程測(cè)量不能有超過(guò)15mm的誤差出現(xiàn)，地下高程測(cè)量不能有超過(guò)15mm的誤差出現(xiàn)。

聯(lián)系測(cè)量的方式

分析目前在地鐵工程項(xiàng)目聯(lián)系測(cè)量上主要采用四種方法措施，一是借助于鉆孔定向；二是借助于三角形定向；三是借助于陀螺儀與垂準(zhǔn)儀共同的定向；四是借助于導(dǎo)線定向。其中導(dǎo)線定向方式需要依靠豎井、斜井、地鐵車(chē)站，使用導(dǎo)線測(cè)量地鐵地面部分的控制點(diǎn)相關(guān)坐標(biāo)以及高程，然后傳給地鐵的地下部分。如果進(jìn)行的是精密導(dǎo)線的測(cè)量，就能得到不超過(guò)20mm的精度，考慮到城市里的地鐵大多需要處于地面十米以下，使用豎井來(lái)進(jìn)行暗挖區(qū)間的聯(lián)系測(cè)量，加上豎井較小的斷面，所以導(dǎo)線定向方法會(huì)受到城市地鐵施工很多方面的限制，一般不被人們所采用。三角形定向方法，需要在地鐵井下部分、井上部分打造有關(guān)聯(lián)的三角形，借助于三角形之間的幾何關(guān)系來(lái)傳遞地面控制點(diǎn)高程以及坐標(biāo)到地鐵地下部分。在采用三角形定向方法時(shí)，不管使用的是懸吊重錘法進(jìn)行投點(diǎn)，還是使用激光垂準(zhǔn)儀進(jìn)行投點(diǎn)，都可以比較容易地控制誤差不超過(guò)2mm，同時(shí)需要考慮到幾何三角形具有很短的邊長(zhǎng)，關(guān)聯(lián)三角形在布設(shè)方面需要保證兩個(gè)投點(diǎn)之間有大于5米的距離。當(dāng)井下部分的定向邊檢核條件不完善時(shí)，需要獨(dú)立地進(jìn)行三次關(guān)聯(lián)三角形的定向，把這三次測(cè)量結(jié)果的平均值當(dāng)成最終的定向成果。這種關(guān)聯(lián)三角形的定向方法在操作起來(lái)比較復(fù)雜，會(huì)占據(jù)很長(zhǎng)的作業(yè)時(shí)間，也較容易產(chǎn)生錯(cuò)誤，為此會(huì)使最終的定向精度受到一定的限制。但這種關(guān)聯(lián)三角形的定向方法測(cè)量的成本很低，在豎井口50米內(nèi)施工測(cè)量時(shí)使用這種關(guān)聯(lián)三角形的定向方法，具有很高的經(jīng)濟(jì)可行性。鉆孔定向，需要在地面鉆孔，借助于垂準(zhǔn)儀來(lái)投設(shè)點(diǎn)位，把地面上的坐標(biāo)引到地下。需要至少開(kāi)設(shè)兩個(gè)鉆孔投點(diǎn)，把這兩個(gè)點(diǎn)所在的坐標(biāo)當(dāng)成地下導(dǎo)線起算的信息數(shù)據(jù)。參考地下導(dǎo)線在邊長(zhǎng)方面的要求，設(shè)置相鄰鉆孔有不小于150米的點(diǎn)間距離。鉆孔投點(diǎn)由于有施工條件的影響，會(huì)出現(xiàn)兩種情況，一是點(diǎn)位能夠在地下互通視，二是點(diǎn)位不會(huì)在地下通視。陀螺儀和垂準(zhǔn)儀的結(jié)合定向需要借助于垂準(zhǔn)儀投點(diǎn)，然后利用陀螺儀測(cè)定方位角。

地面上的控制測(cè)量

地鐵的首級(jí)控制大多使用了至少B級(jí)別的GPS網(wǎng)，來(lái)管理地鐵線路整體走向問(wèn)題。由于GPS需要接收衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)數(shù)據(jù)，GPS點(diǎn)位以上高度角10度范圍里不應(yīng)該存在很大遮擋物，為此，地鐵首級(jí)的GPS點(diǎn)一般埋設(shè)在很高建筑物的頂部。要想地鐵車(chē)站以及豎井順利施工測(cè)量，還需要布設(shè)精密的地面導(dǎo)線網(wǎng)在首級(jí)網(wǎng)上，把地面的控制網(wǎng)布設(shè)成兩級(jí)。豎井測(cè)量工作中需要用到的地面控制點(diǎn)，可以選擇豎井施工口位置的3個(gè)左右精密地面導(dǎo)線點(diǎn)，用最弱點(diǎn)位誤差和相對(duì)點(diǎn)位誤差來(lái)計(jì)算測(cè)量誤差。

區(qū)間隧道測(cè)量方面

地鐵暗挖區(qū)間測(cè)量工作有兩個(gè)方面，一是控制導(dǎo)線的測(cè)量，二是施工導(dǎo)線的測(cè)量，對(duì)于導(dǎo)線起算的數(shù)據(jù)，是從地面測(cè)量傳遞給定向邊以及近井點(diǎn)。地鐵隧道的開(kāi)挖施工前期，可以采用施工導(dǎo)線來(lái)管理隧道開(kāi)挖的方向，一般來(lái)講，施工導(dǎo)線邊長(zhǎng)為30米。當(dāng)?shù)罔F隧道施工到150米時(shí)，再進(jìn)行一次定向測(cè)量，布設(shè)一些地下控制導(dǎo)線，采用交叉布設(shè)的形式，一般控制導(dǎo)線的邊長(zhǎng)為150米。參考精密導(dǎo)線測(cè)設(shè)的要求標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置第二次定向邊為導(dǎo)線起算的邊。施工導(dǎo)線以及控制導(dǎo)線，都需要根據(jù)地鐵隧道施工及時(shí)延伸，考慮到地鐵隧道屬于不穩(wěn)定載體，會(huì)對(duì)地鐵隧道控制點(diǎn)造成很大影響，為此，需要檢測(cè)前面3個(gè)施工控制導(dǎo)線點(diǎn)。當(dāng)檢測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)一些變動(dòng)時(shí)，需要選用那些穩(wěn)定性比較好的控制導(dǎo)線點(diǎn)來(lái)完成延伸測(cè)量工作。當(dāng)暗挖區(qū)間有超過(guò)兩千米的隧道長(zhǎng)度時(shí)，需要于貫通面200米處投點(diǎn)定向，這樣一來(lái)，控制導(dǎo)線測(cè)量的最終精度才會(huì)提高。地鐵隧道施工測(cè)量誤差大多為地下控制導(dǎo)線方面的測(cè)量誤差，并且地下導(dǎo)線需要根據(jù)精密導(dǎo)線來(lái)進(jìn)行相關(guān)的測(cè)設(shè)，參考精密導(dǎo)線測(cè)量誤差，保持最弱點(diǎn)的誤差小于20mm。

地鐵工程項(xiàng)目的施工測(cè)量有三個(gè)主要的控制環(huán)節(jié)，分別是地面控制測(cè)量、地下控制測(cè)量以及豎井的聯(lián)系測(cè)量，為此，需要地鐵工程項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)考慮到城市的實(shí)際情況、地質(zhì)情況、地鐵隧道里面施工環(huán)境這些綜合性因素，進(jìn)行合理科學(xué)的測(cè)量，保證測(cè)量誤差達(dá)到相關(guān)規(guī)定的要求，保證控制導(dǎo)線有合格的定向邊方位。

本文作者：劉潤(rùn)柏作者單位：廣東省基礎(chǔ)工程公司