地铁隧道贯通测量方法的改进与精度分析

地铁隧道贯通测量方法的改进与精度分析

发表时间：2018-06-06T10:37:55.260Z 来源：《基层建设》2018年第10期作者：李徐亮

[导读] 摘要：随着社会的进步和国民经济的发展，人们对于出行的质量要求越来越高，这就促使大量的公共基础设施投入的建设。

河北省煤田地质局物测地质队河北邢台 054000

摘要：随着社会的进步和国民经济的发展，人们对于出行的质量要求越来越高，这就促使大量的公共基础设施投入的建设。地铁作为城市当中最为重要的交通基础设施，在其轨道的布设时经常会因为种种原因需要穿越隧道。地铁工程施工的过程当中确保隧道贯通是在地铁测量工作中的一个非常重要的任务，其贯通误差的程度将会对地铁工程的整体施工质量以及工程造价形成直接的影响。

关键词：地铁隧道贯通；测量方法；精度

引言

地铁施工过程中保证隧道贯通是地铁测量的一项主要任务，其贯通误差的大小将直接影响到地铁建设质量和工程造价。因此，在地铁工程测量精度设计中，为用尽可能小的成本保证隧道按设计要求进行贯通，合理地规定隧道贯通误差及其允许值，以便制定在技术、经济上合理的贯通测量方案，是地铁测量的一项重要的研究任务。

1概述

1.1贯通测量研究的现状

中国是一个多山国家，其中山地、丘陵、高原占大部分，平原只占12%，大小山脉纵横全国。隧道建设在我国公路工程，铁路工程，引水工程等工程建设中占有重要地位。据统计，目前全国公路隧道达2889处，总长1527km。其中特长隧道43处，占166km，长隧道381处，占625km。

1.2工程概况

某隧道工程，其隧道是一座左、右线分离的四车道高速公路特长隧道，隧道设计时速80km/h。隧道长度见表1。

表1 礼让隧道长度表

2贯通测量误差分析

地铁隧道贯通测量误差主要有3种:纵向贯通误差，即贯通误差在隧道施工中线方向上的投影；横向贯通误差，即贯通误差在垂直于隧道施工中线的水平方向上的投影；高程贯通误差，即贯通误差在垂直于隧道施工中线的竖直方向上的投影。总体来看，纵向贯通误差和高程贯通误差不会严重影响隧道施工质量，高程贯通误差只影响地铁接轨点的坡度。但在实际测量中，当横向贯通误差超出一定范围时，除影响隧道施工质量外，还会使隧道无法准确贯通，严重时会导致隧道重建，影响工程进度，浪费人力物力资源。因此，为了避免此类误差，地铁隧道在施工过程中，除需要利用一定测量工具外，还需要使用一些控制方法才能减小贯通误差。一般认为，矿山隧道施工中会在3个环节出现误差。第一环节，地面控制测量，误差为m1；第二环节，竖井测量，误差为m2；第三环节，地下导线测量，误差为m3。结合实际经验，每一项的允许误差为m1=1m，m2=2m，m3=3m，那么区间隧道允许的横向贯通误差为：

因此，对于在地铁隧道贯通中易出现误差的3个环节，应采取相应的测量方法，增加检核条件，减小误差。

3隧道贯通测量的预计方法

在隧道测量中，由于隧道施工测量在隧道洞内和洞外进行，受场地与测量作业的限制，隧道洞内施工测量使用导线测量方法进行测量时，容易导致测量误差的积累，使得隧道贯通位置和设计位置的预计误差变化明显，降低了隧道贯通质量。因此在隧道贯通工程设计阶段，必须做好所选测量方案与方案的误差预计工作，对测量方案中设定精度进行计算，确保修正后的测量方案和方法满足工程施工的精度要求。随着测量仪器测距精度的提升，隧道施工测量在纵向上所出现的贯通预计误差会小于测量限差要求，使用常规的水准测量均可满足工程精度要求。但由于隧道横向贯通误差的大小直接关系到隧道整体的施工质量，严重者会导致整个隧道报废，因此必须加强与控制横向贯通的误差参数，确保误差预计在限定范围内。

4改进措施以及应用成果

4.1CORS用在地铁控制网的解算

将撑死高等级的控制点当作地铁平面的控制网，这是我们国家在早期地铁的施工建设过程当中所应用最主要的做法，而且现在有很多城市也在使用这种方法。要是城市之中不具备足够范围以及密度的高等级控制点，那么久要耗费很多精力在市区的范围之内对控制网加以布设，不过因为城市建设进程的逐步加快，所布设出的高等级控制点经常会受到破坏，遭受破坏的频率相当高。本文结合某地铁线路建设工程实例进行探讨，该线路的GPS控制网一共新埋设了二十九个，包括地面点十四个，搂定点十五个，对三个城市的高等级控制点加以联测。GPS观测利用静态作业的形式，利用六台Trim-ble5700型的双频接收机实现观测，同时选取网中的A1、A11、A15、A25、B1以及三个CORS起算点Ⅰ站，Ⅱ站以及Ⅲ站构成框架网实施长时间的观测。然后把所获得的数据信息加以基线质量的检核、二维约束平差以及三维约束平差，将对结果加以检验之后发现能够满足规范当中的要求。

4.2地下导线测量的改进

隧道内控制导线是随着隧道开挖而向前延伸的，一般布设成支导线。在隧道，受到条件的限制导致导线的图形强度较弱，其点位精度也会随着隧道掘进距离的延长而变差。尤其是在城市地铁建设中，外界环境对联系测量的影响越来越大，极大地限制了在洞内引测方位角的条件，很难保证洞内定向的精度。利用陀螺经纬仪定向时，定向精度达到了要求，验证了原一井定向测量资料的可靠性。与传统的几何定向相比，陀螺经纬仪定向具有操作简单，占用井筒和平巷的时间，精度高等优点。同时，在导线传递过程中，加测一条陀螺经纬仪定向

边，即可发现原几何定向测量水平的误差，从而大大减少了测角误差积累，提高了测量精度，为以后的贯通测量打下了坚实的基础，提供了可靠的技术依据，可以有效检核地下导线的测量精度。

4.3联系三角形测量改进

（1）移动锤球法

联系三角形中能够利用三角形的内角以及对井上下钢丝之间距离的比较实现检核，不过为提升测量所具备的精确度，应该利用移动垂线法，也就是利用两根悬挂钢丝所处的位置让方向传递能够经过不同联系三角形加以传递，继而计算平均值，从而实现检核以及精度提升的目的。

（2）三丝法

如图1所示，在竖井当中吊设三根钢丝构成两个联系三角形实现传递方向，这个时候就ABC1C2A'B’的方向，能够经过计算分析得出井下定向边误差mβ1，而对另外一个联系三角，依照ABC1C3A'B’的方向计算分析得出定向边误差mβ2，对这两个联系三角形的定向结果计算

平均值。要是利用的仪器设备以及方法都一样的话，那么mβ1就和mβ2相等，而连接角β的精度提高了倍，该方法让检核条件实现了增加，而且也实现了定向精度的提升。

图1

结语

总而言之，随着社会的进步，人们对于出行方便的要求越来越高，这

给地铁工程施工企业带来机遇的同时也带来了一定的挑战。这就要求相关从业人员应该积极探索，对国外的一些先进技术和理念加以借鉴，与我国地铁隧道施工的实际状况加以良好的结合，继而创建出一套更为符合我国国情的地铁隧道的贯通测量方法，贯通测量的精度直接影响地铁施工质量，在进行地铁隧道施工中，为了确保施工质量，应选择合适的贯通测量技术。测量人员利用先进的轴线贯通测量技术进行测量，可以提高贯通测量质量，保障后期地铁施工安全，为地铁工程项目的整体提供保障，在提升施工企业经济效益的同时，为我们国家的建筑行业以及国民经济的逐步发展贡献出属于自己的一份力量。

参考文献

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[2]李冠，马全明，陈大勇，等.城市COＲS系统在地铁GPS控制网测量中的应用研究[J].测绘通报，2013(7)：60-62.

[3]成枢，武光耀，纪萍.地铁隧道贯通测量方法的改进与精度分析[J].测绘通报，2017，(01)：115-118.