对地下铁道工程测量技术的应用与研究

摘要：本文主要讲述了我国的地铁工程浏量工作在近些年有了长足发展，很多先进的测量技术在地铁测量工作中得到应用。文章介绍了地铁测量的特点和新的测量技术在工作中的应用。

关键词：铁道工程；测量。

中图分类号： [P258] 文献标识码： A 文章编号：

l 引言

世界第一条地下铁道诞生在1 8 6 3 年的英国伦敦，距现在已有1 30 多年，在这130里，世界地铁交通有了飞速发展。我国从1 9 6 5 年7 月在北京开始修建第一条地铁至今，天津、上海、广州地铁陆续建成，大大缓解了城市交通紧张状况。北京、上海和广州新的地铁线路目前也正在加紧施工，伴随我国国民经济状况的好转，全国20 多个城市酝酿的地铁建设会在不久的将来成为现实。作为地铁施工中不可缺少的地铁测量工作也将会有进一步的发展。

2 地下铁道测量的特点、内容和精度要求

地下铁道是城市公共交通的一种形式，是一项系统工程，它包括地下、地面、高架三种方式的轨道工程体系，在城区它埋设在地下，在郊区它是地面或高架构筑物。

2.1 地下铁道测量特点

(l) 地下铁道工程浩大、投资大、工期长，一个城市地铁建设要根据近期、远期客流量先作总体规划，分期建设。测量工作不仅要考虑全局，也要顾及局部，既要沿每条线路独立布设控制网，又要在线路交叉处有一定数量控制点重合，以保证各相关线路准确衔接。

地铁工程有严格限界规定，为降低工程成本，施工误差裕量已很小，设计采用三维坐标解析法，所以对施工测量精度有较高的要求。

(3) 测量内容多，与地面既有建筑结合紧密。各测量体和线路联接密切，地上、地下测量工作要保证万无一失，除了要进行施工放样，贯通测量以外，还要进行变形监测等项工作。

(4) 测量内容多，与地面既有建筑结合紧密。各测量体和线路联接密切，地上、隧道及车站内的控制点数量多、使用频繁，应做好标志，加强维护，为地铁不同阶段施工及后期测量工作提供基础点位及资料。

(5) 地铁位于城市，沿线高楼林立、车水马龙、能见度差、隧道埋深浅，地表沉降变形等都会给地铁施工测量工作带来很大困难。

2.2 地下铁道测量工作

地下铁道测量包括规划设计、施工设计、施工、竣工和运营阶段全部测绘工作。地下铁道测量工作除了提供各种比例尺地形图与地形数字资料满足规划、设计需要外，还要按设计要求标定地铁线路位置、指导施工、保证所有建、构筑物位置正确并不侵入限界，以及在施工和运营期间对线路、建筑结构、周围环境的稳定状况进行变形监测等[1]。

地下铁道测量的主要工作如下：

(l) 地面、地下平面控制测量和高程控制测量；

(2) 地铁线路带状地形测量和管线调查；

(3) 地铁线路地面定线测量；

(4) 地铁车辆段测量；

(5) 地面、地下联系测量；

(6) 隧道和高架线路施工测量；

(7) 铺轨测量；

(8) 设备安装测量；

(9) 竣工测量；

环境、线路、结构变形测量。

2.3 地下铁道测量的精度及其依据

地下铁道测量的必要精度，这是一个需要研究讨论的题目，北京地下铁道一、二期施工拟定了明挖方法施工测量的精度指标，现在第三期暗挖法施工测量精指标如下：

①地面GPS控制网的点位和相对点位误差≤±10mm。

②沿地下铁道线路布设的地面精密导线网的点位和相对点位误差≤±8mm。

③从精密导线点将坐标传递到竖井旁的近井点的点位误差≤±10mm。

④ 从地面近井点通过竖井向地下隧道内传递坐标的误差≤±5mm。

⑤ 从地下竖井底通过横通道将坐标传递到线路正线隧道内的坐标测量误差≤±5mm。

⑥ 地下隧道内的控制导线最远点的点位误差≤±15mm。（一般为500mm的地下控制支导线)。

⑦ 地面地下高程控制测量精度限差8/L(L为公里数)。

⑧ 从地面向地下隧道内传递高程的误差为≤±3mm。

在建立地面控制网估算精度和贯通测量的精度估算时，还要留些裕量，那么各项测量精度还要适当的提高。

3 地面平面控制网测量

地铁平面控制网分首级GPS控制网和二级精密导线控制网。在满足规范前提下，平面控制网点还应布设合理、灵活，满足工程实际需要。在工程实施阶段，应按原测精度对控制网进行定期全面复测和不定期局部复测，确保网形结构的连续、稳固和使用。因此，点位的选埋和维护是地面测量工作的难点和重点。

3. 1 GPS控制网应收集的基础资料

测区中央子午线、坐标系转换参数、椭球参数、起算点已知坐标、测区高程异常值、测区的平均高程。这些基础数据为保密资料，应严格按照保密协议交接、签收和使用。

3. 2 精密导线网

精密导线点应尽量沿地铁线路布设成直伸形状，形成挂在GPS点上的附合导线、多边形闭合导线或结点网。选点和观测是控制精密导线质量的两个重要因素，工作的重点是精密导线的选点和观测，难点是选点工作。根据地铁线路附近GPS网点位的分布通视情况，车站、竖井的设计位置，经过现场踏勘后可以初步在线路平面图上绘制精密导线网形，根据规范和测区环境条件详细制定出外业测角、测边以及高程联测作业方法等。

3. 3 平面控制网布设形式探讨

近年来，由于设计技术发展、施工工法进步，测量设备更新，根据具体情况布设的平面控制网形式不一，部分指标突破规范要求。如用GPS网一次布设完成平面控制、个别地段加密精密导线点与主网一起施作完成的布网形式，代替地面平面控制网分两级布设； 盾构法施工的广泛应用，区间竖井较少，由此布设的地面精密导线网平均边长远大于350m的规范要求。这些情况结合了工程实际，使用方便，同样满足施工要求[2]。

3. 4 新线建设与已有线路结合部位控制点较差处理

在地铁设计线路的交汇处，新建的地面控制网必须与原网进行联测，会出现同一个点在不同时期的控制网下有不同的坐标，处理坐标较差方法为：高等级起算控制点位尽量选择一致，以减少系统误差。当较差较小时，既有线采用原坐标，新线采用新坐标而对施工加密点、隧道洞内控制点进行强制平差；当较差较大时(不能大于50mm 的规范规定) ，实测交叉部位处既有线路在新线控制网下的中线坐标提交设计进行解决，使设计和施工在一坐标系统下，从而解决控制点较差问题。

4 地下铁道工程测量展望

伴随工程测量技术的变革和进步，地下铁道测量工作也在不断地创新和发展。G PS 定位技术、数字化测图技术、物探方法进行地下管线探测技术、激光准直和扫平仪、全站仪与计算机组合测量和数据处理系统、施工变形测量监控量测自动化系统等新技术都在地下铁道测量中得到应用。随着各学科间的相互渗透和影响，为工程测量提供了新的技术和方法，今后随着国民经济状况的好转，随着城市地铁交通事业的发展，地铁建设的地下铁道工程测量技术也将会从理论到实践，有进一步完善发展，新技术将得到更广泛的应用。