孙丹琦
中铁北京工程局集团城市轨道交通工程有限公司 安徽省合肥市 230031
摘要：随着社会的快速发展，中国的地铁工程也有了更广阔的发展空间，在实际的建设过程中，也开始重视多元化技术的应用，以促进各施工环节的顺利发展。城市地铁工程建设中，为保证施工顺利与安全，需要对地下建筑物进行高精度定位与贯通测量。本文介绍了城市地铁施工中对测量精度的要求，阐述了施工阶段测量控制的要点及精度分析，希望对同行有一定的指导意义。
关键词：城市地铁；施工测量；精度控制
引言
当今社会经济环境飞速发展，人们对交通的要求也越来越高。在城市化进程中，地铁交通逐渐成为各个城市发展的重要组成部分。城轨交通工程对于方便市民出行，提高城市土地资源利用率，促进城市多样化发展，具有重要意义。所以，社会各界对地铁工程的设计、施工质量要求越来越高。作为地铁工程中的一项重要工作，需要采用成熟的先进施工理念和施工技术，以保证施工质量。对施工进度、地面及周围建筑物或管线的影响变化进行实时监测与测量，准确测量施工地形、地貌及实际施工环境，确保地铁工程安全顺利进行。精确地测量数据能为工程建设提供准确的定位信息，确保地铁工程按时完工。
1地铁施工中的测量技术
地铁工程施工车辆在使用过程中，由于受空间位置和施工条件的限制，会产生不同的测量误差。降低测量误差积累是地铁施工试验中的一个重要环节。通常遵循从整体到局部的划分，从高层到低层的顺序来进行测量。其中控制测量的核心是高精度测量部分的控制点，并确定大范围测量范围内的三维坐标[1]。控制测量误差的连续传递过程，保证每一次测量都有很好的精度，使区域测量中的每一步都有效地与一定的经度联系起来。但传统的测量方法无法同时测量控制点的高程值和平面位置，需要使用不同的测量方法和测量仪器。高、控测量各有其特点，宜分别测量。但若测量点为共用，高度控制点也可同时用作平面控制点。GPS技术的兴起和发展给测量技术带来了新的发展机遇。相对于传统的测量方法， GPS的经度更佳，效率更高，灵活性更好，能进行全天候的测量工作，为相关的控制测量工作提供了极大的方便。接收器在控制点接收到数据之后，通过调整相应的数据，就可以获得三维坐标[2]。随著 GPS技术的不断普及，与之相适应的控制测量手段将在各种地铁施工及工程建设中日益重要和完善。
2地铁工程项目施工中影响测量的因素分析
城市地铁工程包括两个方面，一是地铁线路，二是地铁车站。在地铁车站及明挖施工过程中，需要借助于地面控制点放样的关键部位和控制中心线进行测量，受地面控制点精度的影响，在测量中会出现一定的误差。在地铁地下开挖施工过程中，需要借助于建造的竖井、地铁站、盾构井，将井上控制点的坐标和高度传给地下，使地下部分与地面部分形成统一的整体，形成统一坐标系。并可作为地下管线的参考坐标，指导地铁隧道开挖施工的正确性和连续性[3~5]。在地下开挖过程中，影响地铁施工测量误差的因素不仅有地面控制点，也包括井上、井下相关测量误差及区间施工测量误差。因此笔者对精度的分析如下：
2.1测量的误差来源
准确地进行精度分析，关键是了解测量误差的来源，减少误差，提高精度。地下管线测量误差来源多，各个环节都可能出现。错误主要来自以下几个方面：1）人为错误。由人引起的误差，主要是由于测量人员的疏忽，测量水平低，操作不规范等原因所致，是可以避免的误差。2）地面对测量误差的控制。由于测量方法不当而引起的误差是普遍存在的。3其他误差。主要有井下定位测量误差、井筒连接误差、井下导线测量误差、坐标中心测量误差等。
2.2井下导线测量误差
在地铁测量中，通过测量两个角度的坐标数据，分析数据内容，布置导线点。导流法是一种有效的测量方法，效果显著，在地铁隧道测量中得到广泛应用。但仍会产生测量误差，影响地铁测量精度。井下导线的测量误差主要表现在两个方面：导线任意一点都会产生导线误差，这是由测角误差、测边误差所决定的；简单地说，就是存在数据误差，人工测量过程中会产生人为误差和数据测量误差[6]。
2.3导线全长相对闭合差和点误差
导线总长的相对闭合误差和点位误差是评价隧道精度的有效方法，可以在很大程度上满足隧道贯通精度的要求，对保证地铁施工精度起到重要作用。采用相对闭合差和点差进行导线测量的精度分析和估算方法如下：1）采用仪器标称精度，保证测量效果；2）为满足测量过程中的测量要求，在布设导线时，应根据实际情况，严格按照技术参数和精度指标，并对起点和终点的测量误差进行精度分析。总而言之，导线总长的相对闭合误差和位置误差是影响地铁工程测量的重要因素。
3地铁工程项目施工测量控制方式
3.1地铁工程项目的地面控制测量
伴随着社会的快速发展， GPS网络等现代技术在地铁测量中逐步得到应用。对全球定位系统网络来说，最小级别为 B级，这将使地铁测量方向合理化，实现卫星信号的综合接收和接收[7]。为确保卫星信号的全面接收，需要合理控制GPS10度范围内的无障碍信号，从而使接收工作更加顺畅。全球定位系统的选择要注重合理性。在当前的地铁测量中， GPS定位一般设置在楼顶。与此同时，地铁测量应综合考虑竖井施工测量，并要求相关人员积极采用精确接地线，并将其放置在首层网上。地面网络的布置应积极采用二次布置，地面控制点的选取应注意研究，科学选取三个精密地面导线点。在此基础上，可以实现最弱点误差和相对点误差的误差测量。
3.2地铁工程项目的联系测量方式
由于自身的各个联系之间可能存在较大误差，因此在测量工作中很容易产生较大的误差值。为了更好地解决这个问题，相关人员应该注意合理采用导线定向、钻孔定向和三角形定向，并安排专业人员在实际工作中对竖井和斜井进行有效控制[8]。在控制点选定后，将进一步加强导线测量工作。导线的测量精度要求较高，应合理控制在20mm左右。
施工人员在地下开挖段进行接线测量工作时，要考虑多种因素，其中最重要的是了解和掌握竖井段的实际尺寸，把它控制在很小的范围内。对于导线测量，由于存在一定的局限性，应用较少。用三角定位法对地铁工程施工进行测量时，应合理控制误差在2mm左右，三角法测量难度系数大，应用频率相对较小。就钻孔定向而言，操作简单，具有广泛的应用空间。钻进定向法要求合理设定钻头，科学设定坐标点，以达到测量目的。
4.3隧道中的控制测量
4.3.1隧道中下的平面控制网的设计
着重于隧道内导线的合理设计，保证其正常通过隧道，满足规范要求，并符合隧道内测量设计的有关标准。所以在进行测量时，要注意隧道内的控制。桩底板埋设需两排控制，现有墙需固定。设置隧道一端的起点。在一条直线上，每100m有一个平面控制点。曲面过程中每隔60m需设置平面控制点[9]。测试点必须防止强光和水浸。通过这种方式，控制点的距离可以精确。在穿越两条相邻隧道时，应注意地下平面上的控制点是否合并为一根导线。唯有如此，才能最终形成科学合理的控制网络。
4.3.2洞内平面控制网测量对于外业的观测
根据相关技术要求，在隧道内进行平面控制观测时，应采用平面控制测量，主动观测现场工作。通过对已被测导线点的测量，观察已被测导线点是否有偏差，注意已被测导线点是否有移动。详细的检测方法是根据原导线的起始点，选择相邻的三点，测量角度和精度及转角精度。在存在拐角间隙且精度达不到要求的情况下，如果拐角间隙略大于要求，则需重新对导线进行归零，并进行适当调整，使导线的总体效果达到要求[10]。试验期间，所选用仪器的精度范围不得小于施工期间的测量精度范围。在进行测角时，要注意所用的设备和仪器的测量精度不能低于施工中所用的。角度测量时，边长测量的仪器设备的精度不能低于施工时所用的仪器设备。由于隧道施工过程中加长速度较慢，需要同时进行测量。从隧道外的控制点开始，直至导线终端全部关闭。从而可以保证下一步的施工方向正确。全过程严格按照有关要求进行，保证测量精度误差不超过规定要求，满足全国地铁建设的相关要求。
4.4变形测量
由于土木工程的动力和振动，使建筑物不能保持原来的设计形状和位置，或使该区域内地面及其周围建筑物发生变形。在地铁施工过程中，建筑物的变形和破坏通常会影响工程质量，甚至造成事故和人员伤亡。对变形超出允许范围的建筑或设施，应及时报警和通知，采取相应的救援措施，可尽量避免发生安全事故，并及时纠正变形，防止变形进一步恶化。形变测量有其自身的特点，主要有：
（1）观测时间：一般情况下，建筑物的正常变形破坏需要较长的时间。对与人民生活密切相关的建筑设施，在施工结束后，应进行连续的变形观测。为了保证建筑材料的安全，需要运行3~5年才能稳定，需要长期观察。
（2）测量经度高：一般而言，在建筑物和地铁施工中，建筑物会出现不同程度的损坏和变形，有些变形是不容易检测到的，需要及时进行经度高精度测量，及时发现建筑物的变形并及时处理，避免变形和损坏扩大。
（3）经常进行反复观测；变形观测的主要工作方式是探测建筑物上代表点在不同时期对应的坐标和高度，以发现变形的发生。为及时掌握建筑物的变化情况，需要进行大量重复观测。应注意的是，由于测量过程中不会出现断差，因此在对变形进行观测时应保证测量仪器与相应的环境条件和观测方法的一致性。
（4）精简的数据处理方式。在变形测量中，有时检测到的变形很小。从误差的影响因素出发，测量结果的数据应科学地考虑误差的影响，数据处理应简洁、合理，尽量避免误差对测量结果的影响。从地铁的实际情况来看，主要是在市区进行，对周边设施、建筑物的影响较大，需要兼顾施工和变形测量的安全性，数据的稳定性也是长期检测所必需的。
结束语
总之，在当代社会经济快速发展、城市化进程加快的背景下，工程设计与施工实践中出现了大量的先进技术理念与工具。城市地铁施工中的测量工作贯穿于地铁施工的全过程，发挥着十分重要的作用。在地铁工程建设过程中，对测量技术要求很高，要求项目经理和施工人员在实际工作中充分掌握和了解施工情况，实施地面控制测量、接触测量、区间隧道测量，最终使测量精度得到明显提高。
参考文献
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