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摘要：在我国进入21世纪的新时期，经济在快速发展，社会在不断进步，随着现代城市化进程和社会经济发展不断加快，地铁成为多个城市经济发展和人们生活不可或缺的交通网络。地铁工程的开发、设计和施工需要充分考虑多方面因素，联系测量则是地铁工程实施的关键步骤。本文结合实际案例分析了当前联系测量在地铁工程中的主要作用，然后从平面联系测量的几种常用方法（一井定向、两井定向、投点定向法、导线直接传递法）等角度分析联系测量的具体应用要点。
关键词：联系测量；地铁工程
引言
根据地铁贯穿路线的地质概况、周边环境以及挖掘工序的不同，地铁施工大致可分为明挖和暗挖两种。而保证地铁隧道挖掘顺利贯通，则是地铁修建的重中之重。为了保证施工的顺利进行，针对不同的施工方式，采取不同测量方法指导和控制地下隧道的开挖和贯通则尤为必要。明挖的部分一般采取对地面点进行加密控制的测量方法。暗挖的部分则相对复杂，需要将地面点的坐标和高程通过竖井输送到地下，保持地上、地下坐标系统的统一，方能为指导隧道掘进提供可靠的数据参考。
1概述
地铁已成为现代城市文明的一个标志，正在改变着人们城市生活的节奏和方式。全国各地城市地铁建设如雨后春笋般开展起来，作为工程建设先驱的测量工作越来越受到人们的重视。有别于其他工程建设，地铁建设多为地下工程，常需要把地面上的测量基准导入井下。如何通过联系测量将地面上的测量控制点高精度导入地下是地铁测量工作者需要思考的问题。本文旨在介绍地铁工程中一般隧道常用的（两井定向、一井定向、导线直接传递、投点定向测量）平面联系测量方法原理，并结合地铁工程实例，以期与其他测量工作者进行交流和学习。
接下来，文章将以某地区的地铁1号线的某区间右线为对象。该地下区间长度为1.2km，小里程端车站长200米，为地下两层岛式车站。盾构机从小里程始发往大里程端掘进，小里程车站底板距地面约16m，目前已经开挖到底，底板及侧墙都浇筑完成，两端端头井均已具备安装盾构机的条件。现在要进行联系测量，以指导盾构机掘进方向。下面分别采用一井定向、两井定向、铅垂仪投点法、导线直接传递法进行联系测量。
2联系测量在地铁工程中的应用
2.1两井定向
两井定向工作环节多，测量精度要求高，同时又要缩短占用竖井的时间。所以需要有很好的工作组织，才能圆满的完成测量工作。使用徕卡TS60全站仪及配套棱镜、温度计、气压计、脚架、对讲机、测伞、外业观测记录手簿等。徕卡TS60全站仪也称测量机器人，是一种集自动目标识别、自动照准、自动测角与测距、自动目标跟踪、自动记录于一体的测量平台，实现学习测量以后的自动观测，减少人为操作的误差，测量精度得到了提高。在车站两端端头井内各悬挂一根钢丝，钢丝宜选用准0.3mm高强度的优质碳素弹簧钢丝，悬挂10kg重锤，重锤应浸在装有阻尼液的油桶中。钢丝上下合适位置各粘贴一枚反射片。趋近导线测量完成后，在两端端头井近井点上架设仪器，按导线测量方法观测四个测回，然后将全站仪架设到井下控制点，同样观测四个测回。将井下控制点沿连通的最短路径布设精密导线，采用无定向导线平差方法计算成果。
2.2一井定向
当现场只有一个竖井，而且空间较小的情况下，采用一井定向的方法进行定向测量。同一竖井内悬挂两根钢丝组成联系三角形，钢丝悬吊方法和观测方法同两井定向一样。是在一个竖井中悬挂两根钢丝，在地面近井点与钢丝组成三角形，并测定近井点与钢丝的距离和角度，从而算得两钢丝的坐标以及它们之间的方位角。在井下，同样井下近井点也与钢丝构成三角形，并测定井下近井点与钢丝的距离和角度。由于钢丝处于自由悬挂状态，可以认为钢丝的坐标和方位角与地面一致，通过计算便可获得地下导线起算点的坐标和方位角，这样就把地上与地下导线联系起来了。需要注意的是钢丝位置的选取，两根钢丝距离在有限的空间内尽量拉远，近井点和两根钢丝三个点尽量在同一条直线上，近井点距离最近的钢丝钢丝越近越好。要求连接角不大于1°，两根钢丝的距离和近井点到最近一根钢丝的距离的要大于1.5倍,具体操作详见图1一井定向示意图。
在生产实践中，测量工作者总结出了双联系三角形定向测量方法，该方法是在竖井中悬吊三根钢丝，组成两个联系三角形。这样能提高精度，且具有复核作用，操作也容易，在实际生产中得到广泛应用。联系三角形定向测量的关键技术要求如下:
1)连接三角形最有利的形状为锐角α，α'≤1°的直伸三角形;
2)计算解β(或β')的误差，随α角的误差增大而增大，随比值AB/BC(或C'D/B'C')的减小而减小。故在联系测量时，应尽量使连接点A和D靠近最近的钢丝线，并精确的测量角度α;
3)两钢丝间的距离越大，则计算角的误差就越小;
4)在直伸三角形中，量边误差对定向精度的影响较小。
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图1一井定向示意图
显然，该方法可以满足指导隧道贯通要求的精度，而且适合多种不同应用环境和要求。但是要考虑到竖井本身井筒宽度较窄，作业面狭小，很多因素都会干扰到施工，所以联系三角测量技术的优化略有困难。且存在工序繁多、作业时间长、劳动强度大等不足。容易受风力、机器震动等因素影响，定向精度相对低。
2.3导线直接传递
当地铁工程深度较浅且具有放坡条件视野较开阔的时候，可以使用导线直接传递测量定向的方法进行竖井联系测量。对现场的要求较苛刻，垂直角不能大于30°，为了提高精度，减少人为操作误差，需要在传递路线上布设强制对中装置，或者采用三联脚架法，最好采用双导线的方法独立进行两次测量，这种技术与竖井联系三角形定向法相比来说，施工方法和布设要更为简单，不容易受到井口作业影响，本身质量可满足工程要求。缺点就是埋设强制对中装置耗费时间较长，且费用较高，而且受车站的长度和宽度的限制，导线边都比较短，且垂直角较大，不利于精度的提高。
2.4投点定向测量
投点定向测量就是钻孔投点法，就是通过钻孔、施工投料孔、车站预留口及风井等，用垂球或投点仪进行投点，从而将地面坐标和方位角传递到井下。投点定向测量应独立进行两次，每次旋转基座120°，三个位置各测一测回。投点定向测量观测技术要求同轨道交通精密导线。投点误差小于3mm。地下定向边方位角互差小于12″，平均值中误差小于8″。钻孔投点法适用于埋深较浅、且已开挖一定长度的隧道。具有操作简便、测量精度高、占用施工竖井时间少、对施工影响较小等优点，缺点是测量钻孔难度较大（垂直度要求高），钻孔成本较高。但由于该方法优点较为明显，有条件时应优先考虑该方法。
结语
为了保证地面上、下在同一基准下进行测量工作，从而指导地铁的施工，就必须进行联系测量，熟练掌握一井定向、两井定向、导线直接传递和投点定向方法能解决地铁工程联系测量的基本需要。经过多年的工程实践，这些方法配合高精度的测量仪器，能够满足地铁建设过程中的测量精度需要（除大长隧道要加测陀螺边以外）。本文结合具体的工程实例分别对平面联系测量的几种主要方法进行了论述，通过对观测数据的整理和分析，证明两井定向操作最简单，精度最高，也最经济实用。当然在不同的工程环境中，根据现场的实际情况来选取最合适的方法是最重要的，既保证质量和精度，又节省时间。
参考文献
[1]谭春雷.地铁工程测量中联系测量的应用[J].建筑工程技术与设计，2019（13）：321.
[2]范凯，郭葆林，魏艳丽.地铁工程测量中平面联系测量的应用[J].房地产导刊，2019（12）：120.
[3]张文静.联系测量在地铁工程中的应用[J].四川建材，2019，45（6）：55-57.