地铁轻轨施工中的测量研究

摘要
本次毕业设计是以地铁轻轨工程的操纵测量为研究主体，以地铁专线为设计依托。

针对具体工程，以地铁客轻轨对测量工作的高精度、高标准和高质量的要求，如何确信操纵网的品级、网形及实测方式，依照业主及测量相关标准及要求，通过实地勘测、选点，多人讨论、研究，再结合工程实际情形及承担任务单位的设备条件等最终拟定了具体的测量方案，从而保证此项工程的精度与工程质量。

最后指出本设计的不足和尔后的改良方向，希望对以后的工程实践及研究有必然的参考价值。

关键词：地铁轨道工程；操纵导线；操纵基标；加密基标
引言
地铁已成为现代城市公共交通的一种重要形式。

由于地铁在建筑物浓密、地下管网繁多的的城市环境中建设，同时工程自身与环境的平安、稳固在施工和运营期间极为重要；城市地铁又作为公共交通，要求乘坐的舒适性和结构牢固耐久。

我国当前地铁采纳的是混凝土现浇整体道床，其钢轨位置的可调整量极有限。

地铁轨道的精度要求远远高于一样铁路铺轨工程的精度。

本文结合西安地铁二号线轨道工程的实际情形，介绍如何保证地铁铺轨操纵基标、加密基标和道岔铺轨基标的测设精度和作业方式、流程和需要注意的一些问题。

工程概况
在城市整体计划中确信，遵循可持续进展战略，至2020年，社会文明进步，科学技术先进，城市布局合理，基础设施完善，生态环境良好的开放型、多功能、具有北方特色的区域性中心城市。

在整体计划中确信城市交通进展战略目标是：“市区大体成立以快速路、快速轨道交通和准快速公共交通为骨干、功能多样化和结构合理的现代化交通网络，大体建成现代化的城市综合交通体系”。

依照城市整体计划对城市快速轨道交通线网也进行了相应的调整和修编。

2002年8月由长城市计划设计院、北京市城市计划设计院、北京中城捷咨询公司完成了《长春市快速轨道交通线网计划》，并通过中国国际工程咨询公司专家参与的专家评审，经市政府批准，纳入新修编的城市整体计划和综合交通计划。

城市快速轨道交通线网计划由5条地铁和2条轻轨线路组成放射式的线网，其中5条放射线为地铁线（一、二、五、六、7号线）、2条半环线为轻轨线（3、4号线）。

线网总长度千米，中心城区线网密度为千米/平方千米；核心城区线网密度为千米/平方千米。

估量到2050年，城市将完成由7条线路组成的放射式线网，其中5条放射线、2条半环线，与城市形态结构与进展方向相吻合。

运营里程达千米，形成以公共交通为主体、轨道交通为骨干的综合交通体系。

一铺轨基标测设前的基础预备工作
铺轨基标是高标准轨道混凝土整体道床的轨道铺设操纵点，精准地测设铺
轨基标是保证轨道施工质量的关键。

即将公布实施的《地铁施工验收标准》中地铁轨道验收标准要求：平面上轨道中心线与基标中心线许诺误差为2mm，轨道方向在直线上要远视直顺，用10m弦量允许误差1mm，在曲线上远视圆顺，用20m弦量正矢，依照曲线半径圆曲线，许诺误差为1—3mm ，缓和曲线许诺误差为2—5mm，高程上轨顶标高许诺误差2mm左、右股钢轨顶面水平许诺误差为1mm，在延长18m的距离范围内，无大于1mm的三角坑，轨顶高低差目视平顺，用10m弦量不大于2mm；道岔精度除知足上述要求外，还要知足里程位置许诺误差2mm，导线及附带曲线许诺误差1mm，从上述地铁轨道验收标准不难看出，由于为节省工程造价，地铁限界预留的平安裕量比较小，线路在隧道中调整空间受到专门大制约，因此，地铁轨道验收标准要紧对铺轨基标中线与指导隧道施工的线路中线或结构中线的误差作出规定。

地铁铺轨基标(包括操纵基标、加密基标和道岔铺轨基标)的测设，是依照铺轨综合设计图，利用调整好的线路中线点或施工操纵导线点和水准点测设(其精度要求在后面有详细说明）。

由于轨道工程要铺设330—550mm厚的混凝土道床，中线只能与铺轨基—并定出，因此铺轨基标—般是依照施工操纵导线和水准点来测设的。

因为测设精度要求高，用铁线路路测量方式已不能知足其测量精度要求，而需要对测量所用的仪器、作业方式和流程都要严格操纵。

下面就西安地铁二号线施测的方式、流程和注意问题做—介绍，供地铁铺轨工程测量人员参考测量仪器的检校
要保证所需的测量精度，第一要使测量仪器(全站仪和水准仪)处于正常靠得住的工作状态。

除按期检校外，在利用进程中还要常常做以下常规检校工作：全站仪的圆水准器、长水准器、2c、指标差、光学对中器等的检校；反射
镜基座圆水准器、长水准器、光学对中器、觇标、对中杆圆水准器等的检校；水准仪的圆水准器、i角误差、水准尺的圆水准器等的检校。

洞内施工操纵导线和水准的检测或复测
在测设铺轨基标前，第一要对业主方交付的洞内施工操纵导线和水准点，以一至二个区间为单元进行检测或复测，确认点位无误和精度是不是知足要求。

为知足放样点点位精度，洞内操纵导线应按四等导线检测，角度按方向观测四测回(J2全站仪)，检测角与原有角度差值一样应小于±3．5”，限差应小于±7”；边长测量(2mm+2ppm全站仪)应加入仪器加、乘常数更正和气象(温度、气压)更正,来回测取其平均值检测长度与原有长度的差值应小于±7mm；对附和导线(两头闭合到施工时的陀螺仪定向边)的方位角闭合差应小于±5"√n（n为导线角的个数)，全长相对闭合差<1／35000。

对水准点的复测，高差闭合差应小于8√L（L为水准点间的长度，以km计)。

对超出限差的导线点或水准点，应在核实后及时报甲方认定并做调整，调整方式是选定两头确认靠得住的陀螺定向边、和起始点用《铁路工程施工测量自动化处置系统》软件对中间点整体周密平差，从头计算其坐标。

一样边长相差较小，都在限差之内；导线角相差较大，有的远远超过了限差，假设不加以调整，将无法实现铺轨基标和中线的应有精度。

说明检测的必要性和重要性。

导线点间的距离，一样操纵在120-150m为宜，对太长、太短的地址可增加或去掉个别操纵点，按四等导线测量纳入操纵网整体周密平差，计算出新设操纵点坐标。

注意在左右线间有渡线的地址和联络线处，需将其相邻的操纵点联系测量后作整体平差处置。

铺轨基标资料计算
铺轨基标分为操纵基标、加密基标和道岔铺轨基标。

铺轨基标一样设置在线路中线上(也可设置在线路中线的右边)，道岔铺轨基标一样设置在直股和曲股的双侧。

操纵基标在直线上每120设置--个，曲线上曲线元素点设置操纵基标外，还应每60m设置一个；加密基标在直线上每隔6m、曲线上每隔5m 设置一个；道岔铺轨基标应包括单开道岔、交分道岔、交叉渡线道岔的铺轨基标。

然后别离依照铺轨综合设计图、道岔铺轨设计图计算出各铺轨墓标的平面坐标和桩顶高程资料。

桩顶高程H基的确信：当采纳矩形及马蹄形隧道时，为对应轨顶高程减去255mm；当采纳圆形隧道弹性短轨枕道床时，为对应轨顶高程减去420mm，一般短轨枕道床时，为对应轨顶高程减去380mm。

关于基标设在中线外的情形，可参考基标距线路中线的距离：弹性短轨枕道床为1．35m，一般短轨枕道床为1．30m，浮置板道床为1．45m计算其平面坐标(如此铺好整体道床后可露8-10mm高的铜标，方便后期铺轨拨轨利用)。

为后续的放桩工作预备好基础数据。

3铺轨基标的测设、方式、流程及限差要求
二铺轨基标的测设、方式、流程及限差要求
导线复测及保护
导线施测完毕到轨道板精调时有一段时刻距离，由于各类自然因素或人为因素，可能
引发导线轻微的变形，因此，在轨道精调作业之前还应该对导线进行复测，
复测的技术要求和作业方式均依照第一次测量时的标准进行。

1 导线的复测
导线施测完毕到轨道板精调时有一段时刻距离，由于各类自然因素或人为因素，可能引发导线轻微的变形，因此，在轨道精调作业之前还应该对导线进行复测，复测的技术要求和作业方式均依照第一次测量时的标准进行。

2 导线的保护
由于导线的布设，线下工程的稳固性等缘故的阻碍，为确保测站点的准确、靠得住，在利用测站点进行后续轨道安装测量时，每次都要与周围其它点进行校核，专门是要与地面上稳固的测站点进行校核，以便及时发觉和处置问题；同时应增强对永久测站点的保护，为地铁规定建成后的养护维修提供操纵基准。

3 导线测量标志的爱惜
(1)由于导线功效为地铁轻轨铺设及后期运营、保护的基准，各标段必需依照自身情形制定已知水准点爱惜方法，在施工进程中应常常增强测量标志的爱惜和保护工作。

(2)临时立柱施工时应作好防护工作，避免立柱混凝土尚未凝固时受到外力破坏。

(3)安装接触网杆时，应作好对临时立柱的防护工作，严禁吊装作业时碰动立柱。

对设计单位所交的操纵导线点进行复测，其精度要知足1／35000，若是
精度不够的情形下，写份报告要求设计单位从头进行导线点的布设，或自己做导线点但其精度必需知足地铁施工要求。

初放铺轨基标的桩位
以“铺轨单位”两个车站中的中线操纵点为起算操纵点，与在区间隧道内的原有施工中线操纵点布设通过左、右线的附合导线。

如左、右隧道之间有联络线，那么应布设结点网。

平差后导线点坐标和原先坐标比较，当其较差不阻碍隧道限界时，即可用这些中线操纵点进行下一步操纵基标测量工作。

若是阻碍隧道限界时，那么应会同设计等有关人员改移或调整中线至许诺误差内的适合位置上。

在“铺轨单位”中布设一条通过左右线的周密附合水准网，在区间埋设周密水准操纵点（尽可能利用施工水准点），水准点间距为100—200m，周密水准网按二等水准测量的技术要求施测，水准网闭合差小于8 Lmm（L 为水准线路长度，以千米计）。

依照洞内操纵导线点、计算出的基标平面高程资料，放出基标桩位，测出其相应的地面高程，按"H基-H地-15mm(15mm为考虑铜标高度和预留司调整量而设)计算出基标埋桩高度，埋好桩供后面利用。

此步测量用对中杆即可知足，并可提高作业效率。

三操纵基标的测设
测设操纵铜基标的埋设位置
在埋好基标桩后，依照洞内操纵导线点、和平面资料用极坐标放样的方式精准测出铜标埋设位置(铜标直径1cm，要保证后面所放点位可不能下桩)，并画出铜标中心十字线，钴眼埋好铜标。

铜标露出高度12～15mm为宜。

对“铺
轨单位”中的操纵基标进行串线测量，检测操纵基标间角度、边长等几何关系是不是知足设计精度要求。

当操纵基标间几何关系超限，并与线路存在较大误差时应进行调线工作。

操纵基标的调线测量
当操纵基标与操纵导线点间的几何关系超限即：不知足地铁施工精度要求的，要进行调线测量，调线前，先在室内计算操纵基标间夹角实测值与理论值较差△β，△β值超过6″时，可依照△β和操纵基标间距计算出操纵基标在垂直于线路方向的更正值δ，然后在现场对△β超过6″时所涉及的操纵基标进行归化更正。

归化更正时要照顾到相邻基标改正值的彼此阻碍，往往仅更正一个点就可使相邻点几何关系知足要求。

操纵基标的高程测量
对自己做的操纵点进行水准测量，从两个操纵导线点推到另两个操纵导线点即（附和导线的水准测量），测出来的闭合差应知足8√L（L为水准点间的长度，以km计)。

四交第三方报检
通过内业处置对做操纵的区间进行平面和高程的操纵报验资料。

并找相应单位进行盖章和签字。

第三方依照资料对已放操纵的平面和高程进行复测若是知足施工要求开始放加密点。

五加密基标的测设
加密基标数据及所放内容
依照道路测绘大师对一个站中心到另一个站中心其中的曲线直线等数据输入进去自动生成加密基标的坐标，在项目设置中遇见曲线设置为5m一个桩，直线那么6m一个，遇见特殊桩必需把其的要素点放出来，比如圆曲线（ZY 点、QZ点、YZ点），缓和曲线（ZY点、YH点、QZ点、HY点、HZ点）竖曲线（竖起SZY、竖中即变坡点SJD、竖终SYZ）遇见岔区必需把岔心、岔前、岔后放出来。

加密基标的测设
一样在加密点的测设进程中会遇见两种情形：
（1）直线：遇见直线一样直接置零，打距离来放直线上的加密点，一样直线上的加密点为6m一个，但需要要紧遇见竖曲线时要注意把对应曲线要素放出来。

（2）曲线：一样用坐标法进行加密点的测设，曲线上一样是5m一个加密点，但要注意碰到圆曲线时要把其三大桩放出来，遇见缓和曲线时要把起五大桩放出来。

岔区加密基标的测设
地铁线路道岔有单开道岔、交分道岔、交叉渡线道岔，对这些道岔的铺轨基标测设应依照道岔铺轨基标图进行。

测设时可先对道岔的岔心、交点、
主线和侧线进行测设，然后依照铺轨基标与上述各线路中线和交点的关系，利用操纵基标直接测设。

一样以周密水准测量方式确信其高程。

岔区基标一样测设在线路一侧，但各类类型道岔的操纵和加密基标位置各异，而且它的位置随设计图、施工方式与机具而转变。

另外道岔岔心定位及道岔结构各元素点相对精度要求高，而且自成一体。

因此，在基标测设前第一要研究基标设计图，然后确信测设步骤。

六加密基标的水准测量
要紧利用仪高法来进行操纵和加密点的高程测量，那个地址着重介绍仪高法。

（1）仪高法测高程的施测与高差法大体相同。

如图2-18所示，在相邻两测站之间有了中间点一、二、3与4、5，它们是待测的高程点，而不是转点。

在测站Ⅰ，除读出
1
TP点上的前视读数，还要读出中间点一、二、3的读数；在
测站Ⅱ，要读出
1
TP点上的后视读数，和读出中间点4、5的读数。

仪高法的计算方式与高差法不同，须先计算仪器视线高程
i
H，再推算前视点和中间点高程。

记录与计算见表2-2相应栏。

为了减少高程传递误差，观测时应先观测转点，后观测中间点。

图2-19 仪高法持续水准测量
测站测点后视读
数
（m）
视线
高
（m）
前视读数（m）
高程
（m）
备注
转
点
中间
点
（2）水准测量的检核
1．计算检核
B点对A点的高差等于各转点之间高差的代数和，也等于后视读数之和减去前视读数之和，因此，此式可用来作为计算的检核。

但计算检核只能检查计算是不是正确，不能检核观测和记录时是不是产生错误。

2．测站检核
B点的高程是依照A点的已知高程和转点之间的高差计算出来。

假设其中测错任何一个高差，B点高程就可不能正确。

因此，对每一站的高差，都必需采取方法进行检核测量。

1）双仪器高法同一测站用两次不同的仪器高度（两次不同的仪器高度相差10cm以上），测得两次高差以彼此比较进行检核。

两次所测高差之差关于等外水准测量允许值为m m
5
±。

超出此限
±，关于四等水准测量允许值为m m
6
差，必需重测，在此限差内，可取两次所测高差之差的平均值作为该站的观测高差。

2）双面尺法仪器高度不变，立在前视点和后视点上的水准尺别离用黑
面和红面各进行一次读数，测得两次高差，彼此进行检核。

两次所测高差之差的限差同双仪器高法。

3．功效检核
测站检核只能检核一个测站上是不是存在错误或误差超限。

由于温度、风
力、大气折光、尺垫下沉和仪器下沉等到外界条件引发的误差，尺子倾斜和估读的误差，和水准仪本身的误差等，尽管在一个测站上反映不很明显，但随着测站数的增多使误差积存，有时也会超过规定的限差。

因此为了正确评定一条水准线路的测量功效精度，应进行整个水准线路的功效检核。

功效检核的方式，因水准线路布设形式的不同，要紧有
1）闭合水准线路检核
理论上闭合水准线路各段实测高差代数和值应等于零，即0=∑理
h 。

2）符合水准线路检核
理论上附合水准线路各段实测高差代数和值应等于两头已知高程的差值，
即始终理H H h -=∑。

3）支水准线路检核
支水准线路本身没有检核条件，一般是用往、返水准线路测量方式进行线路检核。

理论上往测高差与返测高差应大小相等，方向相反，即返往h h ∑=∑。

七铺轨基标的检测和限差要求
操纵基标的检测：可置镜操纵基标或导线点对两个或两个以上的操纵基标
用方向观测法测四测回进行夹角检测(或其左、右角各测二测回)，距离检测应加仪器加、乘常数更正和气象(温度、气压)更正。

各项限差应知足：
(1)操纵基标：直线段操纵基标间的夹角与180度较差应小于8”，实测距离与设计距离较差应小于10mm；曲线段操纵基标间的夹角与设计值较差计算出的线路横向误差应小于2mm，弦长测量值与设计值较差应小于5mm。

在施工操纵水准点间，应布设附合水准线路测定每一个操纵基标高程，其实测值与设计值较差应小于2mm。

知足各项限差要求后，基标桩进行永久性固定。

(2)加密基标：①直线加密基标应知足纵向6m±5mm，横向上加密基标偏离两操纵基标间的方向线应小于2mm，高程上相邻加密基标实测高差与设计高差较差应小于1mm，每一个加密基标的实测高程与设计高程较差应小于2m。

②曲线加密基平面上应知足纵向5m±5mm，横向上加密基标相关于操纵基标的横向偏距应小于2mm，高程上要求同直线加密基标。

(3)道岔铺轨基标：道岔铺轨基标与线路的距离和设计值较差应小于2mm，相邻道岔铺轨基标间距离与设计值较差应小于2mm，相邻道岔铺轨基标间的高差与设计值较差应小于1mm，其高程与设计值较差应小于2mm。

以上铺轨基标经检测知足各项限差要求后，进行永久性固定，计算出对应处混凝土整体道床的灌筑厚度、拨道、起道量等数据，交付施工和后期运营利用。

加密点的报审表（南-双）区间为例
功效资料提交
一、技术方案设计书；
二、平面操纵网联测示用意；
3、平面外业观测原始数据和记录手簿；
4、平面操纵网平差计算手簿；
五、平面操纵网功效（平面、高程）表；
六、水准线路示用意；
7、水准外业观测的原始数据文件电子文本
八、测段高差统计表、水准线路闭合差统计表；
九、仪器检定资料；
10、测站标志检查记录；
1一、测量技术总结报告。

（1）任务依据、技术标准；
（2）测量日期、作业方式、人员、设备情形；
（3）加密点及加密二等水准测量进程及其精度分析；
（4）测量外业作业进程及内业数据处置方式、软件等（必需包括联测高品级操纵点情形）；
（5）导线测量精度统计分析：
①自由网平差距离及方向更正数统计分析；
②约束网平差距离及方向更正数统计分析；
③约束网平差相邻测站点相对精度统计分析；
④自由网和约束网平差后的验后单位权中误差统计分析；
⑤水准测量测段间来回测较差、附合水准线路及环高差闭合差、水准线路每千米高差偶然中误差统计；
（6）需说明的其他问题。

1二、按文件治理要求整理的磁盘文件。

体会及建议
操纵网复测工作应在线路底座板施工完毕后进行施测，设立专门的现场施工和谐人，进行现场障碍物的清理，统一安排、彼此配合来完成后面的测量工作；作业人员要严格的依照施测方案进行施测，并对现场的测量点爱惜完好情形做好记录;
测站点外业数据搜集前应增强对仪器、棱镜及连接杆的检查，并做好检查记录，知足测量精度要求后方可开展外业工作。

增强对测量操纵点的爱惜工作，尽可能幸免施工进程中对测站点测量标志的破坏。

现场施工的工人要进行施工教育，提高对测站点的爱惜意识，严禁破坏测站点；
对破坏的测站点点尽快恢复，把提供破坏的记录给施测计算人员，以便对功效的更新；
此段落首尾各六对点用作与相邻段搭接，建议完成段落搭接后利用。

各工区施工项目队在施工进程中按期对测站点复测功效进行检测，发觉异样问题，及时向测量队通报，并提出复测申请。

测量队应认真对待，并尽快做出解决方法。

对作业人员要进行岗前培训，熟习测站点作业的流程及相关的技术要求；
三角高程传递用的桥墩下，应在桥墩上预埋测站点预埋件，如此棱镜连接杆和棱镜把桥下高程传到桥上，能够用仪器仪器自动观测，减少了人为误差；
增强对操纵点的爱惜工作，尽可能幸免施工进程中对测量标志的破坏；
需要改良设计的地址。

(1) 补充该标段范围内平面坐标系详细参数；
(2) 补充加密前已知点兼容性分析方式及技术指标；
(3) 结合站场内线路、接触网、无柱雨蓬、站台等彼此位置关系和施工顺序等补充站台内测站点布设方案；
分段操纵网的衔接
(1)因建设工期太紧张，局部地段沉降未稳固即开展操纵网建网和无砟轨道铺设，对尔后操纵网平面、高程衔接及铁路运营前长轨精调带来必然难度；
(2)建议等沉降评估通事后，桥梁、路基段沉降量稳固后再开展操纵网建网工作，同时尽可能加长每段操纵网段长度，一样4～8km比较理想，减少相邻衔接段。

平面数据采纳进程气象元素更正问题。

测量精度要求高，其测量方式与传统的测量方式不同，全站仪测距进程中必需要进行温度、气压等气象元素更正。

在一样的气象条件下，在1Km的距离上，温度转变1度所产生的测距误差为，气压转变1mmHg所产生的测距误差为，湿度转变1mmHg所产生的测距误差为。

湿度的阻碍很小，能够忽略不计，当在高温、高湿的夏日作业时，就应考虑湿度更正。

因此、外业数据搜集进程中必需高度重视温度、气压更正。