地铁控制测量技术
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地铁工程控制测量
一、地面平面控制测量 地面平面控制测量是城市轨道交通工程所有测量的基
础和依据，是城市轨道交通工程全线线路与结构贯通的保 障。在土建施工开挖前测量完毕。地面平面控制网具有精 度高、边长较短、使用频繁等特点。 （一）地面平面控制网的基本特点
城市轨道交通工程应结合拟建线路情况，进行专项平面 控制网布设，且与城市原有坐标系统一致，并在工程开始 前完成，其基本特点如下：
城市轨道交通工程技术专业
楼顶控制点标石埋设图 土中基本标石埋设图 1—土；2—捣固之土石层 岩石标石埋设图 1—石块；2—保护盖
城市轨道交通工程技术专业
二）GPS控制网布设方案及优化 1．GPS控制网的布设原则
GPS控制网内应重合3～5个原有城市二等控制 点或在城市里的国家一、二等控制点，并尽量保 证分布均匀。同时考虑到城市轨道交通总体规划 建设，多线路分期建设情况，在城市轨道交通线 路交会处和前后期衔接处应布设2个以上的重合点。
二）现场踏勘。在拟建线路附近普查现有首级平面控制点的 保存情况与车站、车辆段以及沿线周围建(构)筑物情况和拟埋 设控制点的位置条件情况等。
三）选点。根据控制网布设原则以及观测条件进行选点，值 得注意的是GPS点和精密导线点的选点可以同时进行。
四）埋石。根据控制点的位置条件，选择埋设不同类型的标 石。
一）平面控制网的大小、形状、点位分布应满足轨道交 通工程施工的需要，可以根据城市轨道交通总体规划布设 全面网，也可以为某条线路布设单独的线状控制网。
城市轨道交通工程技术专业
二）城市轨道交通工程地面平面控制网在城市一、二 等控制网的基础上建立，通常分两个等级布设，即一等卫 星定位控制网(以下简称GPS网)和二等精密导线(锁、网) 两个等级。GPS网点数较少，起到整体骨架的作用，是后 续测量的基础，而导线(锁、网)则在GPS网的基础上布设 成附合导线、闭合导线或多个结点的导线网。边长较短， 可直接为地面施工测量服务，对地下施工起到向地下传递 坐标、方向的作用。
五）控制网观测。按照平面控制网等级和技术要求进行GPS 测量和精密导线测量。 六）数据平差等。
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（三）一等卫星定位控制网测量 一）控制网的选点和埋石 1． GPS控制网点位的选择
首先收集城市轨道交通线路沿线附近标石。稳定、 完好的城市原有控制点纳入GPS控制网中，以便于 确定GPS网的基准。同时通过原有控制点在GPS网中 的坐标的较差，衡量GPS控制网的精度。 控制点应选在利于长久保存、施测方便的地方，离 开线路中心线或车站等构筑物外缘的距离不宜小于 50m。控制点上应视野开阔，避开多路径效应影响， 被测卫星的地平高度角应大于15°。远离无线电发 射装置和高压输电线，其间距分别不小于200m和 50m。建筑物上的控制点应选在便于联测的楼顶承重 墙上面。
城市轨道交通工程技术专业
GPS控制点的位置要便于进行下一级二等精密导线点的扩 层，由于城市轨道交通线路贯穿城市繁华地段，交通运输 极其繁忙，地面点位不易保存，二等精密导线点大都选在 楼顶上，因此GPS点应尽量与相邻二等精密导线点通视， 且尽量选在车站或施工竖井附近，以便利用。每个GPS点 至少要有两个通视方向，相邻GPS点间距离不低于500m。
2． GPS控制点的标志与埋设 为使点位长期保存，以便利用GPS测量成果进行 二等精密导线测量以及复测，GPS点均应埋设具 有中心标志的永久性标石。标石分为基本标石、 岩石标石和楼顶标石三种。
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建筑物楼顶标石可现场浇筑，标石下层钢 筋插入楼顶平面混凝土中，标石应固结在 楼顶板平台上，标石规格和形式见图 为了减少多次观测对房屋顶部防水层的影 响，同时减少每次观测的对中误差，在埋 设GPS控制点时大都同时埋设具有强制对 中标志的墩标。若控制点埋于地下，可以 根据工程建设区域的地质状况选择埋设适Fra Baidu bibliotek宜的基本标石或岩石标石，标石规格和形 式分别 见图
在隧道口、竖井、车站和车辆段附近应布设 1—2个控制点，相邻控制点应有两个以上方向通 视，其他位置的控制点间应至少有一个方向通视。
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控制网中应有一定数量的GPS点与水准点 重合，同时应考虑在少量相邻点间进行电 磁波测距用以检查GPS测量成果。 对于所有选定的点位均以边连接方式按照 静态相对定位原理布网，由于相邻点的相 对点位中误差要求精度高，所以在控制网 的布设时，相邻的短边控制点间保证同步 观测。
三）地面平面控制网不但是隧道横向贯通的基础，还是 安装测量控制网、变形监测网的基础。可为工程设计提供 大比例尺地形图测绘、施工放样、轨道铺设、断面测量、 建设期间变形监测以及运营后的结构变形监测服务。
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四）由于城市轨道交通工程建设周期较长，工程建设期 间平面控制点难免发生变化，因此需要在一定的周期内对 地面平面控制网进行检测，评价原网稳定状况和可靠程度， 确保地面平面控制网满足工程建设需要。
（2）一类设计：即控制网图形设计，是在 确定网的精度和观测方案情况下，得到最佳点 位的优化设计。 （3）二类设计：即观测方案的最佳选择，主 要包括时段设计、交通路线、观测时间等。
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GPS控制网必须由非同步独立观测构成 闭合环或附合路线，每个闭合环或附合路 线中的边数应符合规范规定。
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2． GPS控制网的优化设计 为了确保GPS控制网的精度满足规范要求，
在GPS控制网布设时有必要进行优化设计。主 要内容为以下几种：
（1）零类设计：即控制网的基准设计，是 对一个已知图形结构和观测方案的GPS向量网 确定最优坐标系统的优化设计。
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（二）地面平面控制网的测量步骤 地面平面控制网的测量步骤与城市建设的平面控制网一样，
通常需要经过以下工作步骤： 一）收集资料。根据拟建线路的设计资料(尤其是车站位置、
竖井位置和线路走向、不同线路交叉情况等)，收集和了解沿线 现有城市首级控制网、轨道交通控制网以及岩土工程条件等资 料。
一、地面平面控制测量 地面平面控制测量是城市轨道交通工程所有测量的基
础和依据，是城市轨道交通工程全线线路与结构贯通的保 障。在土建施工开挖前测量完毕。地面平面控制网具有精 度高、边长较短、使用频繁等特点。 （一）地面平面控制网的基本特点
城市轨道交通工程应结合拟建线路情况，进行专项平面 控制网布设，且与城市原有坐标系统一致，并在工程开始 前完成，其基本特点如下：
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楼顶控制点标石埋设图 土中基本标石埋设图 1—土；2—捣固之土石层 岩石标石埋设图 1—石块；2—保护盖
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二）GPS控制网布设方案及优化 1．GPS控制网的布设原则
GPS控制网内应重合3～5个原有城市二等控制 点或在城市里的国家一、二等控制点，并尽量保 证分布均匀。同时考虑到城市轨道交通总体规划 建设，多线路分期建设情况，在城市轨道交通线 路交会处和前后期衔接处应布设2个以上的重合点。
二）现场踏勘。在拟建线路附近普查现有首级平面控制点的 保存情况与车站、车辆段以及沿线周围建(构)筑物情况和拟埋 设控制点的位置条件情况等。
三）选点。根据控制网布设原则以及观测条件进行选点，值 得注意的是GPS点和精密导线点的选点可以同时进行。
四）埋石。根据控制点的位置条件，选择埋设不同类型的标 石。
一）平面控制网的大小、形状、点位分布应满足轨道交 通工程施工的需要，可以根据城市轨道交通总体规划布设 全面网，也可以为某条线路布设单独的线状控制网。
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二）城市轨道交通工程地面平面控制网在城市一、二 等控制网的基础上建立，通常分两个等级布设，即一等卫 星定位控制网(以下简称GPS网)和二等精密导线(锁、网) 两个等级。GPS网点数较少，起到整体骨架的作用，是后 续测量的基础，而导线(锁、网)则在GPS网的基础上布设 成附合导线、闭合导线或多个结点的导线网。边长较短， 可直接为地面施工测量服务，对地下施工起到向地下传递 坐标、方向的作用。
五）控制网观测。按照平面控制网等级和技术要求进行GPS 测量和精密导线测量。 六）数据平差等。
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（三）一等卫星定位控制网测量 一）控制网的选点和埋石 1． GPS控制网点位的选择
首先收集城市轨道交通线路沿线附近标石。稳定、 完好的城市原有控制点纳入GPS控制网中，以便于 确定GPS网的基准。同时通过原有控制点在GPS网中 的坐标的较差，衡量GPS控制网的精度。 控制点应选在利于长久保存、施测方便的地方，离 开线路中心线或车站等构筑物外缘的距离不宜小于 50m。控制点上应视野开阔，避开多路径效应影响， 被测卫星的地平高度角应大于15°。远离无线电发 射装置和高压输电线，其间距分别不小于200m和 50m。建筑物上的控制点应选在便于联测的楼顶承重 墙上面。
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GPS控制点的位置要便于进行下一级二等精密导线点的扩 层，由于城市轨道交通线路贯穿城市繁华地段，交通运输 极其繁忙，地面点位不易保存，二等精密导线点大都选在 楼顶上，因此GPS点应尽量与相邻二等精密导线点通视， 且尽量选在车站或施工竖井附近，以便利用。每个GPS点 至少要有两个通视方向，相邻GPS点间距离不低于500m。
2． GPS控制点的标志与埋设 为使点位长期保存，以便利用GPS测量成果进行 二等精密导线测量以及复测，GPS点均应埋设具 有中心标志的永久性标石。标石分为基本标石、 岩石标石和楼顶标石三种。
城市轨道交通工程技术专业
建筑物楼顶标石可现场浇筑，标石下层钢 筋插入楼顶平面混凝土中，标石应固结在 楼顶板平台上，标石规格和形式见图 为了减少多次观测对房屋顶部防水层的影 响，同时减少每次观测的对中误差，在埋 设GPS控制点时大都同时埋设具有强制对 中标志的墩标。若控制点埋于地下，可以 根据工程建设区域的地质状况选择埋设适Fra Baidu bibliotek宜的基本标石或岩石标石，标石规格和形 式分别 见图
在隧道口、竖井、车站和车辆段附近应布设 1—2个控制点，相邻控制点应有两个以上方向通 视，其他位置的控制点间应至少有一个方向通视。
城市轨道交通工程技术专业
控制网中应有一定数量的GPS点与水准点 重合，同时应考虑在少量相邻点间进行电 磁波测距用以检查GPS测量成果。 对于所有选定的点位均以边连接方式按照 静态相对定位原理布网，由于相邻点的相 对点位中误差要求精度高，所以在控制网 的布设时，相邻的短边控制点间保证同步 观测。
三）地面平面控制网不但是隧道横向贯通的基础，还是 安装测量控制网、变形监测网的基础。可为工程设计提供 大比例尺地形图测绘、施工放样、轨道铺设、断面测量、 建设期间变形监测以及运营后的结构变形监测服务。
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四）由于城市轨道交通工程建设周期较长，工程建设期 间平面控制点难免发生变化，因此需要在一定的周期内对 地面平面控制网进行检测，评价原网稳定状况和可靠程度， 确保地面平面控制网满足工程建设需要。
（2）一类设计：即控制网图形设计，是在 确定网的精度和观测方案情况下，得到最佳点 位的优化设计。 （3）二类设计：即观测方案的最佳选择，主 要包括时段设计、交通路线、观测时间等。
城市轨道交通工程技术专业
GPS控制网必须由非同步独立观测构成 闭合环或附合路线，每个闭合环或附合路 线中的边数应符合规范规定。
城市轨道交通工程技术专业
2． GPS控制网的优化设计 为了确保GPS控制网的精度满足规范要求，
在GPS控制网布设时有必要进行优化设计。主 要内容为以下几种：
（1）零类设计：即控制网的基准设计，是 对一个已知图形结构和观测方案的GPS向量网 确定最优坐标系统的优化设计。
城市轨道交通工程技术专业
（二）地面平面控制网的测量步骤 地面平面控制网的测量步骤与城市建设的平面控制网一样，
通常需要经过以下工作步骤： 一）收集资料。根据拟建线路的设计资料(尤其是车站位置、
竖井位置和线路走向、不同线路交叉情况等)，收集和了解沿线 现有城市首级控制网、轨道交通控制网以及岩土工程条件等资 料。