对地铁测量出现的误差探讨

摘 要：由于地铁工程耗时长、工程量大，在测量方面难免出现不同类型的误差，影响了地铁施工精确性。本文基于这一背景，简单阐述了地铁工程测量误差标准，分析了地铁测量误差影响因素，并在此基础上提出了几点误差控制策略。旨在优化地铁测量操作，提升测量精确性。

关键词：地铁工程；测量；精确性

由于我国地铁工程设计首级控制采用的是GPS技术、B等级的铁路线路走向，要想控制好测量精确度以及定位的准确性，必须设置精密导线网，控制好地面、地下的连接状况，以便于优化精密导线的测量以及GPS定位。本文基于这一背景，以地铁工程的各项测量为主线，现报道如下：

1 地铁工程测量误差标准

按照我国颁布的交通轨道工程测量误差相关规定，高程贯通（竖向贯通）误差应保持在25mm以内，横向贯通误差应保持在50mm以内。按照不等精度分配模式，竖向贯通以及横向贯通在误差分配方面要求如下：

1.1 竖向贯通

向地下传递高程测量中存在的误差需控制在10mm以内，地面高程测量控制存在的误差需控制在16mm以内，地下高程测量控制中存在的误差需控制在16mm以内。

1.2 横向贯通

联系测量控制中存在的误差需控制在20mm以内，地面平面测量控制中存在的误差需控制在25mm以内，地下测量控制中存在的误差需控制在30mm以内。

2 地铁测量误差影响因素研究

地铁测量从地理位置上来讲主要包含两个部分，一是地铁规划线路沿线的各个地铁站，测量时重点在于地下与地面的连贯性；二是各地铁站之间的连接状态，应合理规划线路走向，形成有效的坐标系。因此在影响因素探索方面，可从这两点展开：

2.1 地面控制点影响

由于地铁工程绝大多数部分是在地下

进行，因此应做好地面测量，保障地下各部分开挖的精确性。地面控制点是精度控制的关键，由于其设定关系到对控制中线以及地铁开挖关键部位的放样有效性，因此控制点精度设置得当是保障地铁开挖一次性完成、减少返工的重要因素。地面控制主要在于对地铁站工程的影响，精度设定不同，其测量误差也会存在差异性。

2.2 暗挖施工因素

地铁的暗挖环节通常会利用到已经存在的地铁车站、竖井、盾构井等现有设施，保障地下开挖部分能够有效连接到地面，形成一个贯穿的整体，保障其坐标系处于同一位置。另外，暗挖部分还是地下线路铺设的坐标指引，起到引导作用。地铁施工属于大型工程，不仅包含每个地铁站的独立施工，还需要将每个地铁站关联起来，设置好线路走向。暗挖环节应做到对隧道连接的正确引导，确保其连贯性与正确性。

3 地铁测量误差的控制策略

3.1 提升地面控制点的精确度

我国地铁工程在GPS网的布置上最低会采用B级来实现首级控制，确保地铁线路走向上的整体性。在精确度控制上，GPS技术的实现需利用卫星进行信号数据的接收与发射，且在信号发送过程中会受到一些遮挡物的影响，降低其准确性。因此在测量前，应确保测量点位向上10°的高度角范围中没有大型遮挡物。换言之，地铁地面控制点的精度测量首级卫星定位点位需埋设在高度较高建筑物的顶部。

要想保障竖井以及各地铁站施工测量的准确性，除了对GPS点位的合理设置外，还应注意地面导线布置的控制，尤其是首级网，应将控制点设置为两个级别。在竖井测量中，地面控制点的精确度控制可同时研究施工口部位的3个以上导线点，利用相对点位误差以及最弱点位误差将实际测量误差计算出来。

3.2 联系测量的精度控制

联系测量在目前地铁施工测量中使用的精度控制方式较多，施工人员以及测量人员会根据实际地铁线路走向以及周围环境特点设置合理的测量措施。我国目前使用的控制方法主要有以下几点：

1.三角形定向控制法

三角形定向控制利用了三角形的稳定性原理，在地铁井下、井上部分形成存在关联关系的三角形，将坐标到地铁地下以及地面控制点高程数据信息传递给测量人员。在使用这一方法时，投点的操作无论是选择激光垂准仪还是悬吊重锤法，都能够将误差控制在2mm以内。同时使用过程中还应注意所构建的三角形是否真实存在，也就是边长之间关系的基本要求；并保障两个投点之间距离在5m以上。

另外，当井下部分定向边检核条件并不充分时，应实施三次关联三角形定向操作（独立完成），将这三次的测量结果取平均值，最终得出定向结果。在操作上，三角形定向控制法较复杂，需花费的时间较长；加上由于需要进行距离控制以及平均值计算，相对而言错误出现几率更高，因此操作中需仔细核算，保障数据的准确性。

2.导线定向控制法

导线定向是利用现有设施，例如已经建好或是规划好的地铁车站、斜井或是竖井，对地铁隧道在地面的部分测量其控制点的高程以及坐标。测量需利用到导线，测量完成后再传给地下。若在测量上要求的精度较高，在使用精密导线测量时可达到20mm精度以内。就我国地铁规划以及地理条件而言，地铁设计通常在地面10米以下，因此在测量上可采用竖井来完成暗挖区间之间的联系测定。但由于竖井断面较小，施工受限制较大，因此利用率并不高。

3.钻孔定向控制法

这种方式利用垂准仪确定投设点位，在地面钻孔将设定在地面的坐标指引到地下部分。在操作方面，需开设至少2个投点钻孔，将这2个投点的坐标作为地下导线起算的信息数据。由于地下导线的设置有边长要求，因此钻孔之间的距离需控制在150m以上。

受到施工条件的影响，在钻孔投点过程中可能出现点位在地下不会通视或是点位在地下互通视两种结果。因此在垂准仪与陀螺仪结合定向时应利用垂准仪投点，再进行方位角的测定（使用陀螺仪）。

3.3 地铁站之间隧道测量的精度控制

各个地铁站之间的隧道施工属于暗挖区域，包含了地下导线控制以及地下导线测量两个方面。在数据计量上，起算数据位通过联系测量从地面传递到地下的定向边以及近井点。在隧道开始挖掘时，当开挖长度离竖井口50m时可将方向控制交给施工导线来决定隧道的掘进（导线长度控制在30m左右）。当开挖长度离竖井口150m时应二次测量，并开始地下施工控制导线的布设。此阶段导线需形成交叉状，控制导线边保持在150m并在测设要求上采用精密导线要求，将第二次定向边作为起算边。

无论是控制导线还是施工导线，都应随着地铁隧道的掘进不断延伸。由于地铁工程需要在地下开挖较大型空间，因此隧道相对属于不稳定载体，控制点的设置影响较大。所以在延伸施工之前都应仔细检测前几个导线点。若发现检测结果存在异常应根据已经处于稳定状态的控制导线来完成延伸测量。当暗挖区间的长度在2000m以上时，在离贯通面还有200m的地方需使用加测陀螺仪或是钻孔投点定向方式来提升测量准确性。换言之，地铁站之间隧道测量的精度控制重点在于地下控制导线在实际测量上的误差，需按照精密导线程度来完成测设。

4 结束语

在城市发展过程中，交通拥堵问题已经成为了重点制约因素。城市轨道交通中地铁建设可利用地下空间，在良好的网线布置下实现交通压力的缓解。根据本文研究内容，不难看出对地铁工程的测量精度控制主要在于地下、地面的控制测量以及竖井的联系测量这三方面。相关人员应综合各方面因素，尽可能减小误差，保障控制导线布设有效性。

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