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浅谈CPIII测量技术在地铁施工中的应用

发表时间：2020/10/19 来源：《基层建设》2020年第19期作者：何均成张忠平魏存礼董宁波

[导读] 摘要：在地铁轨道工程施工中，施工测量作为轨道工程的先行军，为轨道的如期铺设创造条件，采用CPIII轨道控制网让轨道更具有高平顺性和高稳定性；轨道的高精度铺设是实现轨道初始高平顺性的关键。

        中铁十六局集团铁运工程有限公司河北省高碑店市 074000
        摘要：在地铁轨道工程施工中，施工测量作为轨道工程的先行军，为轨道的如期铺设创造条件，采用CPIII轨道控制网让轨道更具有高平顺性和高稳定性；轨道的高精度铺设是实现轨道初始高平顺性的关键。本文以呼和浩特市地铁2号线轨道工程施工为背景，叙述在CPIII测量施工中取得的一系列突破及创新。
        关键词：地铁；CPIII；轨道控制网；测量；
        1 工程背景
        呼和浩特市轨道交通2号线一期工程是市区南北向“L”型骨干线，线路全长27.3km，全部为地下段，设站24座，全部为地下站。地铁铺轨受到城市地形、城市规划的限制，导致其坡度大、曲线半径小，线路纵断面分布着大量坡度为25‰-30‰的连续单坡，并且线路平面也存在较多的小半径曲线。曲线最小半径为360m，最小半径曲线的长度达720m。线路测量施工控制采取CPIII测量。
        2 地下线轨道施工CPIII测量综述
        地下线CPIII测量施工，点间距直线段按照60米左右设一对点，曲线段按照曲线半径大小在30-50米左右设一对点，测量精度为相邻点位的相对点位中误差小于1mm，左右线单独建网。在进行CPIII测量前，应对所用控制点的坐标和高程进行交桩及复测检核，控制点应做到位置清晰，埋设牢固，标识明显，前后通视，现场注重点位保护；CPIII测量包括平面坐标测量和高程测量，具体如下：
        2.1 平面坐标测量
        （1）在CPIII控制点布设上，主要把握通视原则，因为地铁线路曲线比较多，通视空间有限，可采用高铁中用到的后方交会自由边角的方法测量。
        在CPIII测量中应标配13个棱镜与1个基座，使用前应检核棱镜的重复性与互换性。
        平面测量外业采集完数据后，先进行自由网平差，检查各个CPII点是否满足规范要求，合格后使用平面起算点进行约束网平差。考虑到地铁实际测量情况，应两站一区间进行一次数据采集与平差，根据规范要求，前后两次平差应搭接至少有3对CPIII 控制点，且其坐标差值应≤±3mm。
        2.2 高程测量
        （1）地铁轨道控制网的高程测量不能按常规二等水准进行测量，否则很难满足现场施工要求，呼市地铁2号线采用一种利用加密水准控制点与平面测量进行同步，再通过三角高程网，从而得到适用于地铁轨道控制网高程测量的新方法。
        （2）通过地铁轨道控制网的高程测量与平面测量的同步测量，可以大大减少工作量，提高效率。通过加密水准控制点，采用与CPIII控制点参数相同的测量组件，可以减少因测量组件不同而产生的数据误差。
        （3）轨道控制网的高程平差时，应对环闭合差、附合线路闭合差、每公里高差偶然中误差和全中误差进行分析，保证相邻控制点的水准环闭合差不大于lmm。
        （4）高程测量中搭接处理与平面测量的是一样的，根据规范要求,前后两次平差应搭接至少有3对CPIII控制点，且其坐标差值应≤±3mm。
        3 CPIII测量施工中遇到的问题及改进措施
        在呼市地铁2号线轨道工程施工中，CPIII测量施工遇到了各种各样的问题，现场采取了一系列有效措施，既保证了现场施工需求，也满足了测量施工精度要求。
        3.1 施工中遇到的问题
        3.1.1联络通道不通视
        在地铁施工中由于联络通道正在施工，施工平台搭设过高，影响CPIII测量通视，两侧点位无法搭接形成闭合，并且有些联络通道刚好处于小半径曲线位置上，更增加了测量难度，影响后续铺轨施工，进而造成了人力、物力及工期的损失。
        3.1.2 CPIII点位选择
        在地铁CPIII测量施工时，前期将控制点布置在隧道两侧1.5m高度的管壁上，同期，用于施工照明及用电的电缆线与CPIII控制点在同一高度，对前期布设的控制点造成影响，为后续施工带来困扰。
        3.1.3基标放样
        在进行线路、道岔基标放样时，由于基标精度要求高，在施工作业时面临着交叉作业，点位被破坏可能性大，放样步骤繁琐，耗时耗力。
        3.1.4 洞内大雾
        在隧道贯穿河道、地下水密集地段，隧道内因长时间渗水，水汽无法正常排出，因此大量水汽凝聚成雾，对CPIII测量施工造成严重影响。
        3.2 解决方法及创新
        3.2.1针对联络通道不通视采取的措施
        针对联络通道不通视的问题，经过开会研究及现场实际操作、试验，发明了置顶测设法，实际操作如下：
        （1）在联络通道操作平台上找到牢固位置，首先把带孔扁钢穿于隧道管壁顶侧的链接螺栓内；
        （2）然后把强制对中支架与已拼装牢固的扁钢进行焊接；
        （3）在焊接前要用支座在强制对中支架上粗略找平，保证对中支架处于水平状态；
        （4）焊接完成后，用支座进形仪器精调试验，确保对中支架可用、稳固；
        （5）将全站仪稳固的放于对中架上，整平之后可过障碍物观测两侧CPIII控制点（如图3-1所示）；

        图3-1 置顶测设法
        （6）该方法适用于隧道内建筑平台遮挡影响通视条件、洞内堆积杂物过高影响通视。
        （7）因涉及交叉作业，联络通道施工工期长，铺轨作业工期紧；此方法的使用在时间上大大缩短了铺轨工期，为后续铺轨施工创造了有利条件，在经济方面，为后续的人员劳力分配创造了空间，未因联络通道施工造成人员窝工。
        3.2.2 针对CPIII点位选择采取的措施
        针对CPIII点位选择不当等问题制定了以下措施：
        （1）在隧道区间内，轨道控制网的控制点应布设在隧道两侧，布设时应考虑设计图中的疏散平台、电源箱等线路设备的设计位置，选择通视良好、高度适宜、便于CPIII测量处进行布点。
        （2）在车站内，站台一侧控制点应布设在站台廊檐侧面，且应避开屏蔽门及塞拉门，埋设位置距离廊檐顶面越低越好，对应控制点应埋设在侧墙上，且点位应稍高于电缆等设备，确保后续施工控制点不被损坏。
        3.2.3 针对基标放样步骤繁琐采取的有效措施
        针对基标放样作业中存在的问题制定的有效措施如下：
        （1）在作业过程中要遵循“先控制、后加密，先平面、后高程”的原则。
        （2）先调出控制基标的大概位置，然后根据理论值的边角关系，在相邻基标间准确调整，随后用精密仪器实测基标点间的夹角和边长。
        （3）与理论值进行比较,如满足要求后进行点位埋设，如不满足则需要反复调整，直到满足要求为止。
        （4）基标点露出部位不宜过长，控制在1~2cm，减少交叉作业对基标控制点带来的破坏。
        3.2.4 针对洞内大雾采取的有效控制措施
        针对洞内产生大雾影响通视的问题，具体解决方案如下：
        （1）利用大型吹风机进行洞内清雾，把待测区段清理完毕后，可进行CPIII测量作业。
        （2）雾的形成多在凌晨1-3点，因交叉施工少，CPIII测量施工多选择在夜间进行，可根据时间点来调配作业区段，避开大雾时间段。
        （3）及时清理洞内积水，减少水汽的大量堆积，把雾的隐患消除在萌芽里。
        4 结束语
        在CPIII施工中，通过合理的规划和安排，以及在现场优化改进测量方案方法，有效的解决了遇到的各类问题，为呼市地铁2号线铺轨顺利完工奠定了基础，并为节本创利提供了良好的条件。