地下铁道工程测量的主要工作内容和技术方法
摘要:从生产实际出发,介绍了地下铁道工程测量的主要工作内容和技术方法,为地下铁道工程的管理者和测绘工程技术人员提供一定的参考。
关键词:地铁;测量;精度
1 地下铁道工程测量的主要内容
1·1·1 1 设计阶段测量
(1)地铁首级控制测量,包括GPS控制网测量及定期检测,精密导线测量及定期检测,精密水准网测量及定期检测; 
你不知道的事简谱(2)线路带状地形图测量,包括1/500线路带状数字化地形图测绘,车站及关键部位1/200大样图测绘,线路方向纵横断面测量; 
(3)专项调查与测绘,包括地下管线调查与测绘,沿线重大建(构)筑物专项调查; 
(4)设计线路地面定线测量及拆迁线测量。
1·1·2 2 施工阶段测量
(1)变形监测,包括施工阶段沿线环境变形测量,明挖车站、出入口、施工竖井支护稳定性监测,机构施工变形测量; 
(2)贯通测量,地面施工定线(位)测量,明挖段贯通检测,暗挖段贯通检测,明挖段与暗挖段贯通检测; 
(3)线路中线调整测量,包括线路中线测量,既有隧道结构净空断面测量,变更后线路中线调整测量。
2 地下铁道工程测量精度设计的主要原则和要求
2. 1 平面贯通中误差的设计
地下铁道测量工程测量精度设计是根据工程的特征,施工方法,施工精度,设备安装精度和贯通距离等诸多因素确定的,它不仅要保证隧道和线路贯通,而且要满足线路定线和放样的精度要求。
地下铁道测量的一项主要任务是保证隧道贯通,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,因此在地下铁道工程测量精度设计中,合理地规定隧道贯通误差及其允许值是地下铁道测量的一项重要研究任务。地下铁道贯通测量误差应根据设计所给定的限界裕量(安全空隙)和隧道结构联结处的允许偏差两个主要因素以及测量仪器设备精度状况来确定。
2. 2 高程贯通中误差的设计
地铁给定的高程安全裕量比较大,一般为70~100 mm,因此根据目前测量仪器和设备状况以及隧道结构的竖向允许偏差,很容易满足贯通误差设计要求,但考虑到地下铁道整体道床铺轨对高程精度的要求,规范规定高程贯通测量中误差为±25 mm。同样采用不等精度分配方法,将高程贯通测量误差分配到高程测量的各个环节: 
其中:地面高程控制测量中误差±16 mm 
向地下传递高程的中误差±10 mm 
地下高程测量中误差±16 mm 
则高程贯通测量中误差m2h=162+102+162=612 
24. 7 mm<±25 mm。
m h=±
=±24. 7 mm<±
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3 地下铁道工程测量的主要技术方法
3. 1 地下铁道控制网测量
平面控制网一般应分两级布设,首级为GPS控制网,二级为精密导线网。在城市二等平面控制网的基础上,建立专用平面控制网,并且施工前应对平面控制网进行复测。高程控制网同样应在城市二等高程控制网的基础上,建立专用控制网,并且施工前进行复测。
3. 2 定向测量
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利用全站仪、垂准仪和陀螺经纬仪联合进行竖井定向,并且采用双投点,双定向的方法,不仅增加了测量检核条件,又提高了定向精度。北京在地铁复八线测量中使用的既是该方法。北京在地铁复八线测量中使用的既是该方法。当隧道埋深较浅时当隧道埋深较浅时,可采用导线测量的方法向地下传递坐标和方向,同样布设双导线加强检核和提高精度。当隧道贯通距离较长时,还可以采用在隧道上钻孔,通过钻孔投测坐标或测定投测点陀螺方位角的方法提高定向精度。
3. 3 断面测量断面测量
在地铁隧道中断面形式多种多样,一般要求直线段每6 m,曲线段(包括曲线元素点)每5 m 测量一个断面,并根据隧道不同的断面形状,在断面上选择与行车密切相关的位置测定其与线路中线的距离。
北京在地铁建设中采用全站仪,数据采集器,计算机和觇牌组成断面测量系统进行断面测量。利用该系统进行断面测量的方法有两种,一种是将全站仪和觇牌安置在隧道中线点上,首先测量置镜点至欲测断面中线点的水平距离和高程,并将水平角置零,然后就可连续依次测量多个断面测量点水平角和垂直角信息,并自动传输到数据采集器之中,通过计算机运算即可求出待测点与中线距离。通过计算机运算即可求出待测点与中线距离。最终以数据表格和断面图形式输出最终以数据表格和断面图形式输出观测成果。另外,为保证测量断面垂直于中线,在觇牌上安置有简单照准装置和水平度盘装置,不管是直线、圆曲线还是缓和曲线段,都可以根据事先计算好的觇牌至仪器方向与断面夹角值标定出断面方向。都可以根据事先计算好的觇牌至仪器方向与断面夹角值标定出断面方向。另一种方另一种方法是将全站仪或觇牌安置在隧道内任意位置,即测量仪器或觇牌在非线路中心进行断面测量。即测量仪器或觇牌在非线路中心进行断面测量。该方法利用任该方法利用任意安置仪器或觇牌的点与线路关系,通过计算确定断面里程和高程,从而进行断面测量。上述两种断面测量方法速度快,使用方便,而且可以充分利用本单位现有的测量仪器设备。随着测量仪器和测量技术的发展,断面测量仪已经面世,它可以在隧道中直接进行断面测量,断面测量工作有了新的突破,但该仪器价格较贵,不经济。济。
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3. 4 铺轨基标测量铺轨基标测量
      (1)中线调整测量和精密水准测量。中线调整测量和精密水准测量。
以“铺轨单位”两个车站中的中线控制点为起算控制点,与在区间隧道内的原有施工中线控制点(如果原有中线控制点已被破坏,则可重新埋设新的中线点)布设通过左、右线的附合导线。平差后导线点坐标和原来坐标比较,当其较差不影响隧道限界时,即可用这些中线控制点进行下一步控制基标测量工作。如果影响隧道限界时,则应会同设计等有关人员改移或调整中线至允许误差内的合适位置上。在“铺轨单位”中布设一条通过左右线的精密附合水准网,在区间埋设精密水准控制点,精密水准网按二等水准测量的技术要求施测。
      (2)铺轨基标测量。铺轨基标测量。
邱泽杨丞琳控制基标的测设,利用调整后的中线控制点测设控制基标。控制基标分为初测、串线测量和调线测量三个步骤。初测:根据事先计算的控制基标测设数据,用极坐标法测至地面,并精确测定其位置;串线测量:对“铺轨单位”中的控制基标进行串线测量,检测控制基标间几何关系是否满足设计精度要求;调线测量:调线前,先在室内计算控制基标间夹角实测值与理论值较差,然后在现场对超限的控制基标进行归化改正。然后在现场对超限的控制基标进行归化改正。归化改正时归化改正时要照顾到相邻基标改正值的相互影响。要照顾到相邻基标改正值的相互影响。控制基标的高程利用上述精密水准点测定控制基标的高程利用上述精密水准点测定,其观测方法和限差同精密水准测量。控制基标测设往往进行多次,直至满足要求为止。直至满足要求为止。
加密基标测设,在曲线段依据控制基标间的方向,按加密基标的间距,在控制基标间埋设加密基标。埋设时定向、测距或在控制基标间张拉直线、钢尺量具等方法确定各加密基标位置。在曲线段将仪器安置在控制基标或曲线元素点上,用偏角量距等方法设置加密基标。加密基标高程依控制基标高程测量方法测定。
道岔铺轨基标的测设,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根据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,然后根据铺轨基标与上述各线路中线和交点的关系,利用控制基标直接测设。同样以精密水准测量方法确定其高程。在基标测设前首先要研究基标设计图,然后确定测设步骤。然后确定测设步骤。
4 结束语结束语
随着测绘科学技术的迅速发展,地下铁道工程测量的技术和方法在不断地创新和进步,而且地下铁道工程的设计、施工、管理等对测绘工作的要求也在不断地提高,因此,随着我国地铁事业的发展,服务于地铁工程的测绘工作,从理论和实践上,必将进一步完善,新技术、新方法也将在地铁工程测量中得到更广泛的应用。   
参考文献: 
[1]郑汉球,黄同文,于晖·北京地铁复八线GPS控制网分析·95城市与工程测量新技术应用学术研讨会论文集·
GB50308——1999·
爱在迷迷糊糊盘古初开便开始[2]《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》GB50308