地铁竖井联系测量施工技术

地铁竖井联系测量施工技术

1引言

某地铁是某市城市地下铁路的统称，某市地铁1、2 号线于

某年某月某日正式开工建设。为了满足地铁施工竖井建设安全生产的需要，需要进行联系测量。通过竖井进行联系测量，将地面控制点的方向、坐标和高程精确地传递到地下竖井底部，使地面和地下的控制纳入到同一基准中，为地下控制测量提供依据。竖井联系测量包括定向测量和高程传递。目前我国竖井联系测量方法有：陀螺定向法、钻孔投点法、联系三角形法和导线定向法，可根据现场不同情况作出不同选择。

2竖井联系测量方法地铁建设主要是通过竖井进行地下施工，

怎样保证井下是按设计进行开挖就成为施工的首要任务。竖井联系测量的目的就是将地面上的控制网的坐标及方位，按规范要求精度准确地传递到井下，为施工提供控制依据。以成都地铁某竖井为例，介绍联合定向在竖井联测中的应用。

2.1导线联系测量：地面已知导线检测。根据测量规范要求首先检测使用的地面精密导线点的已知关系。检测的各项指标必须满足使用要求。

用陀螺仪先在地面选定一条导线作为定向边陀螺方位；然后分别在1#、2#竖井地下洞内选定一条边作为定向边陀螺方位，

定向边长度根据情况尽可能要长以及满足施工要求，不宜小于

60m地面地下采用往返定向。井口附近设两个临时导线点用于导线传递。

投点作业在地面竖井口上搭设工作平台，平台分为相互分离的两层，仪器和操作人员互不影响。下层为仪器架设位置，上层为测量人员操作平台，平台要坚固稳定。在平台上选定两点T1、T2架设对点器测量其坐标，然后在T1、T2位置架设投点仪向竖井内投T1'、T2'点，井上井下分别对每个点按0°、90°、180°、270°四个方向进行投点，当井下所投点位形成的规则四边形（边长约4mr）对边边长较差小于1.5mm时，取该四边形的对角线交点作为投点位置。此时注意暂时保护所投点位稳定。

地下导线联测。利用T1'、T2'及陀螺仪定向边为起算坐标及方位角对洞内布设的平面控制点进行联测，其作业方法和观测精度同地面导线。

平面导线联测成果处理采用武汉测绘科技大学的“科达普施”软件包进行严密平差计算。

2.2钻孔投点法钻孔投点法实际上是根据长边投影时投影点的点位投影误差对投影边的坐标方位角影响将大大削弱的原理进行导线联系测量的一种方法。其基本思想是在隧道前进（或后退）的方向上已开挖的地方离开竖井一定的距离（一般应大于150m，从地

面钻孔直达地下隧道中，然后利用光学垂准仪（或重锤球）分别通过竖井和钻孔将地面点位沿同一铅锤线方向投影到地下，最终把地面趋近导线的平面坐标和方位传递到地下隧道施工控制导线上。

2.3竖井技术现状

一般情况下，竖井开挖施工方法按施工方式分为正井法和反井法，按施工顺序分为全断面法、导坑扩挖法或中心扩孔法，后一种方法是基于“先导井、后扩挖”的原理，其中导井可以采用钻爆成型，也可以采用机械成型，按施工工艺分成反井钻机法、爬罐法、吊罐法、深孔爆破法、人工正井法等。随施工方法不同，有各自的优缺点，其最佳施工成本情况下的适用条件范围、投入配套机械设备等均不同，除小断面竖井可一次开挖完成，大断面竖井均有一个共同的特点是均需要钻爆工序。

爬罐法施工自20 世纪50 年代开始采用并得到迅速发展，成为竖井和斜井开挖最常用的施工方法，特别是挪威、瑞典等几个国家应用最多。我国自80 年代初开始在几个水电站的压力斜井采用了此法开挖，如渔子溪□级水电站、鲁布革水电站、天生桥□级水电站、广州抽水蓄能电站、十三陵抽水蓄能电站等工程。国产爬罐的成井直径、循环进尺都比国外产品小，作业工效也相对较低，技术相对落后。

而反井钻机法来说，国内直接采用钻机成井的最大直径可达

5.0m，国外钻机设备最大成井直径可达

6.0m，但此类型的设备费用成本大。

正如其他地下工程一样，构筑物开挖成型后的另一工序就是衬砌的实施。衬砌一般分为初期支护和二次混凝土衬砌，在开挖过程中结合地层岩体综合质量指标，初期支护施工需紧跟开挖进尺进行，

以策安全，最后进行二次衬砌支护。

初期支护施工中，根据地质条件和地下水等采取不同的支护参数，通常采用喷锚支护，或增加钢支撑加强支护，按地下水情况，辅于结构防排水和施工防排水措施。其中喷射混凝土的施工方法与隧道工程的喷锚施工相同，可选择采用干喷、湿喷、潮喷等工艺。而对于有混凝土二次衬砌的结构，其施工方法主要可以选择采用如提升翻模、爬模、滑模等。

2.4导线定向法导线定向法是利用导线传递测量的原理进行地下隧道竖井联系测量中的方法。在车站端头井的导线点布设有其本身的缺陷：一是边长短、二是俯仰角大，但随着高精度测距测角全站仪的普及应用，使得以上缺陷所造成的精度损失得到有效控制，从而最终确保地下施工控制导线的精度指标。

3总结：各种方法优缺点比较

3.1陀螺定向计算方法

陀螺定向测量是在（地上）已知方位边测定了陀螺方位求得仪器常数，再在（地下）未知方位边上测量陀螺方位，加入仪器常数改正后得到未知边的坐标方位结果。未知方位边坐标方位角计算方法如

下式：

a地下=T地下+ a地上-T地上+d 丫=T地下+ a地上-T地上

+32.3*tan （B）* （Yo-Y）/1000/3600

式中：T地上、T地下一一测量得到的地下、地上陀螺方位角（度）；

a地下、a地上一一地下（未知）、地上（已知）坐标方位角（度）；

d Y――地上已知点、地下未知点间子午线收敛角差（度）；

Y地上测站点Y坐标（m ；

Y――地下测站点Y坐标（m）;

B――当地纬度（度）。

3.2钻孔投点法

钻孔投点法是一种适合于浅埋（埋深小于30m）工程的竖井

联系测量方法，具有作业时间短、测量精度高、简单直观、容易操作的特点。当具有钻孔条件时，地铁竖井可以优先考虑采用此法进行联系测量。不足之处是准备工作繁多，如确定投点位置，寻找钻孔队伍，现场钻孔等，不利于钻孔投点法的推广应用。

3.3联系三角形法联系三角形法是一种传统的竖井联系测量方

法，但存在设备

笨重、工序繁多、工作时间长、劳动强度大等不足，与其他方法相比已显得比较落后。只是在不具备其他方法作业条件的情况下，才采用此法进行竖井联系测量。

3.4导线定向法

该法具有作业时间短、测量精度高、简单直观、容易操作的特点。对施工单位的施工作业影响相对较小。

4结束语此方法有观测作业时间短，观测作业简单，精度高等特点，在竖井联测中均可以采用此方法。但由于陀螺仪价格较贵，在