地铁长隧道控制测量分析

地铁长隧道控制测量分析

胡薛毅

中铁第六勘察设计院集团有限公司300308

摘要：随着城市人口及人均车辆占有率的不断提高，使得城市交通压力日益增大，为了缓解这一情况，城市地铁建设成为很多城市的选择。在地铁建设过程中，为保证隧道的顺利贯通和较高施工精度，必须在工程开展的过程中进行相关的控制测量。本文就地铁长隧道建设过程中不同施工阶段涉及到的主要测量理论、测量方法等内容进行简单的分析和讨论，为今后类似地铁控制测量工作提供经验和借鉴。

关键词：地铁建设；长隧道；控制测量；分析

地铁是现代城市地下交通的主要方式，它具有便利、节能环保、行驶稳定、运输量大等优点，能够极大缓解城市地面交通压力。地铁的建设是改善城市交通结构的一个重要方法，为使地铁工程的质量得到保障，就必须对施工过程进行监督和管理。地铁建设过程中，在施工的各关键阶段对地铁长隧道的控制测量、测量数据分析及相关控制点位、方位精度的评估，对确保地铁隧道正确贯通和保证较高的施工精度有重要的意义。

一、控制测量及其目的

1.控制测量的含义

控制测量是指按照工程任务对数据精确度的要求，在工程建设的区域内，对控制点的平面位置以及高程等进行测量和定位，并在这两种数据的基础上，对整个工程进行整体的控制和数据检测的相关工作[1]。

2.控制测量的目的

地铁长隧道的建设通常不是从隧道的起始点建设到结束点的，而是在多个地点设点，同时进行开挖和施工，提高建设的效率，减少建设的时间。控制测量的主要目的是保证各施工点按照设计要求掘进正确贯通，保障地铁建设的质量。

3.控制测量中使用的仪器

控制测量施工中，能够使用的仪器越来越多，越来越科技化。目前，最主要的仪器有水准仪、全站仪、陀螺经纬仪、三维激光扫描仪等[2]。

二、平面控制测量

平面控制测量是指在地铁隧道工程建设中，对所设控制点的平面位置进行测定的工作。在地铁长隧道的工程实施过程中，平面控制测量包括地面平面控制测量和隧道平面控制测量。平面控制测量中一般会使用到三角测量、导线测量等方法。

三角测量是通过在平面上设立控制点，将这些点连接起来，就会形成一个由许多三角形组合起来的网络，对这些三角形进行角度边长等的测量，然后就可以利用相关的数学公式计算出各点的位置。而导线测量则是将相邻的控制点连接形成一个导线网，对所有的折线和两条相邻折线之间的折角进行测量，然后利用相关的几何知识对各控制点的位置进行确定。

三、高程控制测量

高程控制测量，主要是对竖直方向上的控制网进行相关信息的处理。它采用统一的高程标准，对工程范围内的控制点进行高程测定，为地铁长隧道的工程开展，提供相关高程依据。其测量的方法主要有水准测量法、三角高程测量、气压高程测量、GPS高程测量法等[4]。

四、联系测量

联系测量是地铁长隧道控制测量的一个重要部分，是地铁建设测量工作的重要环节。利用联系测量，可以将地面控制点的相关位置信息传递到地下控制点，从而保证地铁坐标测算的精确。联系测量相比于其他的测量步骤来说，操作难度更大，如在井上、井下联系测量时，需至少进行两次独立的测量，测算出的数据符合限差要求时，将两者的平均数值作为最终的结果。

联系测量包括两个部分，分别是高程联系测量、平面联系测量。高程联系测量通过水准测量等方法，将高程由地面控制点传递到地下控制点，平面联系测量通过竖井或车站基坑等，将地面控制点坐标、方位等信息传递到隧道起始基线边处。前者可采用长钢尺法、光电测距仪铅直测距法等测量方法，后者可采用导线直传法、投点仪法、联系三角形法等测量方法[3]。

五、贯通测量

贯通测量是地铁长隧道控制测量的另一项重要手段，一般运用中线法进行，通过对其实际应用操作时产生的误差进行分析，可以有效地提出相关建议和方法，促进其技术的进步。

贯通测量产生的测量误差主要包括横向贯通误差、纵向贯通误差和高程贯通误差[6]。横向贯通误差主要指贯通面处垂直于中线部分的投影误差；纵向贯通误差是指施工过程中产生于中线部分的误差；高程贯通误差一般是指与施工中线的方向垂直高程方向的投影误差。隧道的贯通误差过大，对地铁工程的质量会产生不良影响，轻则减小地铁运行的设计时速，影响地铁运行的效率；严重时，则使隧道无法正确贯通，造成严重的质量问题，浪费相关的人力、物力资源，影响城市建设的发展。

为了减少隧道贯通测量的误差、提高测量成果的可靠性，相关技术人员在施工时可以综合运用多种手段对测量成果进行检核，如布设导线锁；隧道长度过大时，可适当位置加测陀螺定向边，提高成果的可靠性等。

六、地铁长隧道控制测量难点及注意问题

地铁长隧道建设过程中，存在点位保存困难、受地下空间限制，初始基线边较短、控制网导线多布设为直伸支导线形式，测量检核条件少等问题，因此地铁长隧道控制测量对相关技术人员有较高的要求，任何环节的失误，都会导致测量数据的误差乃至错误发生。测量技术人员在工作中应具备严谨的工作态度，严格遵守相关的操作规程、及相应的测量管理规定，对于不满足测量要求的数据，应分析其产生的原因，必要时进行补测复核，确保测量成果的精度和可靠性，保证地铁工程的质量。

结语：

地铁建设是缓解城市交通压力，构建城市交通体系的重要工程。对地铁长隧道控制测量方法进行深入的了解，对相关测量技术进行理论和实践学习，并在地铁建设中根据实际情况有针对性地运用相关的技术，进行科学化操作，有利于保障地铁工程建设的精准度，有利于保障地铁隧道的精确贯通。促进城市地铁的建设，有利于人民出行的便利与安全，促进环境保护、资源节约，推动我国城市化建设的进程，促进我国经济的平稳发展。

参考文献：

[1]方忠旺,易娇,彭文.用GYROMAT3000实现地铁隧道内的高精度定向测量[J].北京测绘,2018,32(07):851-854.

[2]徐教煌,王嘉伟.三维激光扫描技术在地铁圆形盾构隧道检测中的应用[J].北京测绘,2018,32(06):674-680.

[3]卢德基.地铁隧道轴线贯通测量技术改进及效果分析[J].测绘标准化,2017,33(04):46-48.

[4]尹权,张志生.地铁盾构隧道贯通测量误差控制与实施[J].城市建设理论研究(电子版),2017(25):98-99.