精密导线网在城市轨道交通长隧道%283km%29中的应用.pdf

中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 149 精密导线网在城市轨道交通长隧道（3km）中的应用 常鹏海 南京市测绘勘察研究院股份有限公司，江苏 南京 210000 摘要：摘要：时代的快速发展使得民众的出行需求日益提升，城市轨道交通是民众出行的重要渠道，在城市轨道交通建设中测量工作是其基础性工作，为此需要能保证测量精度，以便让测量数据的应用效果更为良好。精密导线网可以使轨道交通的测量工作精度更高，可以使测量工作更为稳定、可靠，满足相关的建设要求。为此本文就以精密导线网在城市轨道交通长隧道（3km）中的应用为关键点展开相关探究，对精密导线网应用中所涉及的 GPS 控制网以及精密导线网的选点、布网、点位埋设等各环节展开具体分析。关键词：关键词：精密导线网；城市轨道交通；长隧道 中图分类号：中图分类号：U291 0 引言 城市轨道交通是城市现代化的一个重要标志，是城市交通系统中的主要组成部分，当前随着城市经济和城市建设的快速发展，我国多个城市都展开了城市轨道交通建设，在城市轨道交通项目开展中测量工作是基础型工作，也是其他工作环节的重要支撑。在开展长距离隧道测量时，由于测量工作会受到多方面因素的影响，因此在测量过程中容易出现测量误差，对城市轨道交通的正常建设带来严重阻碍，精密导线网的应用可以有效地将测量误差控制在要求范围内，使轨道交通得以正常建设，让城市轨道交通的建设效果更为良好。精密导线网是全线线路与结构贯通的保障，具有精度高、边长短、使用频繁等特点。在进行精密导线网应用中精密导线网应沿地铁线路方向布设，并且应采取闭合导线或者附和导线网等形式，其坐标系统应与所在城市现有坐标相一致。1 GPS 控制网设置 1.1 布设 需严格遵守“从整体到局部、分级布网”的原则，在展开GPS控制网布网前要对项目资料进行整理分析，并且展开现场勘察，结合实际情况合理布设 GPS 控制网。同时，需要轨道交通建设规划和建设合理的情况下开展 GPS 控制点的布设。在GPS布网测量时需要保证每个车站有2-3个GPS点，良好通视，在核心区域的 GPS 控制点应缩短间距。GPS 控制网有点连式、边连式、网连式、混连式等多种布设形式，在城市轨道交通建设中应根据实际施工需求和地理情况展开科学合理地布设形式应用，以便让GPS 控制网的精度更为良好1。GPS 控制网的起算点可以采用框架网和基本网的点位，按组进行控制点布置，每组点位需要通视，方便后续测量工作的高效开展。在控制网内要能让一等或者二等控制点均匀分布，且能有所重合，可在交叉点或者衔接处布设 2 个重合点。控制网的布设应沿线路展开两侧布设。为了更好地满足平面衔接要求，测量人员需要综合考虑上诉情况进行控制点布设工作。1.2 选点 GPS 控制网中的控制点应较少受外因影响，远离大功率无线电发射源和反射较强的玻璃建筑，减少干扰的出现。在控制点+15 度角度内不能有成片障碍物，选择易于安装和视野开阔的位置，GPS 控制点应具有中心标志的标石，点的标石和标志必须要能稳定坚固，对选定的控制点进行记录，且可以对控制点良好保存。2 精密导线网 城市轨道交通项目实施周期较长，施工控制测量会多次应用到轨道交通沿线布设的精密导线网中的导线点，因此精密导线点对于城市轨道交通项目实施中发挥着非常大的作用，针对于精密导线网中的导线点在布设时一定要能科学合理，减少外界因素对测量精度的影响，让精密导线网得到良好应用，进一步促进隧道盾构机的掘进工作更为高效。中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 150 精密导线网可以结合轨道施工情况、GPS 控制网的布设情况等展开合理布设，减少出现精密导线网不通视、不好保护等问题，同时在布设时需要能结合现场情况和设计图对布设方法进行反复验证，挑选出最优的布设方法，让精密导线点的位置最为理想。2.1 选点 在精密导线网应用中导线点是盾构机掘进过程中盾构姿态测量、隧道管片测量、隧道中心测量的重要支撑，可让盾构机沿着设计路线稳步推进，最终达到贯通的目的。在选点过程中，技术人员需要能从这几个方面进行开展：其一、导线点的布设走向要能呈直伸形，同时要能有附合或者结点网，对附合长度有所规定，不可超过 3 千米。在现有的 GPS 网型条件下，需要保障沿线导线的联测点节数，让其尽可能多，如果对导线网的强度有所要求，那么可通过对附合长度的减少达到强度增加的效果，让误差降低，让测量数值更为精准2。其二、应收集和了解线路情况信息，制定合理方案，采取多种方法结合的方式进行选点和布网方案的最优选择。其三、精密导线网在导线点设置时应合理设置平均点间距，科学展开导线点加密，从而让精密导线网的精度提升，有效引导盾构机推进工作地顺利开展。城市轨道交通长隧道在进行测量工作时离隧道口越远的地方的导线点精度会越低，会让隧道的横向贯通误差增大，因此需要通过精密导线网的导线点加密提升精度。导线点间精度大小的不一致会让测量精度受到影响，为此在加密过程中需要对导线点间的距离进行规定，让其有足够的点间距，让通视效果可以更为良好。同时点位附近不宜有散热体，导线不能从散热体附近通过，避免影响导线测量的准确性，要能避开高压电线等强电磁场的干扰。其四、精密导线点的两个相邻点应不受其他障碍物的影响，其距离要能合理，从隧道掘进起始点开始，直线隧道每掘进 200 米或者曲线隧道每掘进 100 米时应布设导线点，导线点平均边长不宜超过 150 米。其五、要对附合导线的边数进行确定，让其可以不少于 12 个，且边长不可有较大差别。其六、在进行精密导线网应用中需要能让精密导线点有足够的密度，形成地下加密导线，做好角度和距离测量，从而让隧道贯通施工质量更有保障。2.2 布网 可根据现场实际情况和线路设计资料等展开布网方案对比，充分考虑隧道中地环境限制，择优进行布网。在具体布网中为了快速施工和降低施工成本可让主导线沿现状路布设，连接导线，让导线形成带状闭合导线组成地导线网，可通过成对布设的方式进行布设，要对导线点间距进行合理控制。在城市轨道交通建设中首级为 GPS 控制网，二级为精密导向网，在具体施工中控制导线一般采用支导线的形式向里进行传递，但支导线因不易进行检核，因此最好采用双支导线的形式向前传递，在前面将双支线连接起来，让其可以构成附和导线形式，从而更好地平定测量精度。在布网时需对主导线、副导线与轨道交通线路的距离进行规定，主导线的距离要能在 50 米内，副导线的距离需要在 100 米内，主、副导线的导线环边的边数以 6 条为宜，但还需具体情况具体分析，最多边数不超过 8 条，主、副导线的边长因根据现场情况合理制定3。为了保障测量精度和减少外部因素造成的破坏出现可以选择小闭合环、附合环、双导线的合理设置，从而使导线稳定性可以更有保障。线路加密导线点间的附和导线要能超过 12 条，最短的边长不可小于 100 米，当附和导线线路较长时可布设结点导线网。加密导线点应使用不锈钢且顶部带有刻划标志的测钉进行标记，可将其埋设在地质稳定，不易破坏的位置。2.3 点位埋设 其一、测点埋设 精密导线点应尽量布设在施工干扰小、通视效果良好且稳固的安全地段。城市轨道交通长隧道中的精密导线点埋设多在隧道结构的底板、边墙、拱顶之上，在结构底板埋设中可与结构底板的钢筋焊在一起，并用混凝土进行浇筑，使其更为稳定、牢固。在隧道结构的边墙埋设中可以在边墙设置具有强制仪器归心装置的观测台。在隧道结构的拱顶埋设时需要能以“吊篮”形式进行搭建，由仪器台和人员站立平台组成。其二、测点标识 中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 151 需要让所有埋点有明显的轨道标识，从而便于识别，可让精密导线点有统一编号，设置统一格式等。2.4 精密导线网测量 合格的仪器设备可以有效确保测量工作的质量，让测量工作可以更为高效、可靠，因此在隧道测量中相关的仪器设备必须要能通过正规渠道购买，要经由相关部门授权鉴定。可使用全站仪对精密导线网进行测量，需要对全站仪以及前后棱镜基座的对点器进行校验。全站仪采用动态扫描的绝对角度测量原理，可以大大削弱度盘分划误差的影响，消除度盘偏心差的影响，可以有着对观测值进行改正等众多优势，因此在隧道内观测条件不佳的情况下，通过全站仪可有效保障测量的精度和可靠性。在测量前可带气压表和温度表等对隧道内的温度、气压进行测量，并且在全站仪中输入相关数据，如温度、气压等，让仪器可以通过对这些数据自动展开校正处理，给出更为准确、可靠的测量数据4。为了提升作业过程中测量仪器的稳定性可以在地面打入凹形铁桩，之后将仪器脚架放置在铁桩上，让其可以不受外力影响，可以更为稳定，提升测量精度。可让全站仪与平板电脑相连，对测量数据进行实时记录上传，减少因人工数据上传出现的人为问题，提升测量数据可靠性，也大大提升测量工作效率。在隧道内、外两个测点进行角度和距离测量时应选择在大气稳定的阴天或者夜晚进行观测，以便测量精度和可靠性更有保障。边长测量就是通过往返测量的方式进行测量工作，测距时应对温度、气压、垂直角、斜距读取，要按照要求规范读取。在地面精度导线点高程的求取中可以将其纳入到水准网中进行整体测量获取，在楼顶点的高程求取中可使用光电测距三角高程进行获取。精密三角高程测量的目的是为了更好地对导线边长投影展开计算，在精密导线三角高程测量中精密导线高程测定应比三等水准的高程点要高，同时需展开多水准网控制点联测，使其可以有效满足精度要求，对于间高差测定，要能与边长测定同时开始。在测站点只有两个方向时针对水平角测量时可进行左右角测回测量，当测站点大余 3 个时可以使用方向观测法进行测回测量。在进行地下高程控制测量时可以通过竖井传递地下的水准点作为高程的起算数据，满足测量要求，在盾构掘进期间水准点应布设在临时轨道的两侧，使用螺丝对其进行固定埋设，地下水准点测量应在隧道贯通前至少开展 3 次，需与高程传递同步。重复测量的高程点间的高程差要能小于 5 毫米，在应用使应取平均值。因隧道内导线边较短、仪器对中等原因影响，在进行角度测量的测回中应对仪器和目标进行重新对中，从而减少误差的影响，此外可以在观测时采取瞄准两次、读数两次的方式降低误差，在经过多次观测后，确定隧道内导线点准确无误之后方可指导盾构机展开隧道贯通工作。2.5 数据处理 为了有效分析精密导线网的测量结果，确保测量数据的准确，需要对原始数据进行处理，只有通过处理的数据才可以展开数据使用，进行后续工作。首先，对测量得到的原始数据整理分类，将其分为角度数据和距离数据两大类，之后分别进行处理。针对角度数据要能做好超限检查。其次，需计算每段附合导线或者闭合导线的方位闭合差，要让误差不超过合理的误差范围，同时展开导线边归化投影改正，可按照相关的计算式进行计算。计算边长相对中误差和导线全长相对闭合差，分析误差原因，展开详细检查，对各要素进行重新测量，以便让测量数据准确。最后，展开精度分析。在精度分析中，应通过闭合导线展开着重分析，需要注意一些导线不可参与到整体数据的平差内，例如支导线等，在进行平差时可以使用平差模型和相关软件进行计算，进而对精度进行准确分析。凡是构成闭合图形的导线网或环都应展开平差计算，以便求出导线点的新坐标值。在数据处理后还需要对数据进行最终复核，确定数据无误后方可进行后续工作5。角度测量数据的精度会对整体精密导线网测量精度有所影响，为隧道施工带来不利因素，因此需要更多地注意角度数据处理，提升角度数据的精准度，让精密导线网测量效果更为良好。复测是保证测量稳定性和可靠性的关键，针对精密导线需要能加强定期复测，在每次使用前都应对导中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 152 线点的稳定性进行判断，尤其是曲线隧道里导线点间的边角，因曲线隧道里导线点间的边角关系经常受到盾构机的推力和地质条件影响，所以要能经常复测。当导线向前延伸时必须要能展开原有精密导线点的复核，确定无误后方可进行导线延伸。3 结束语 总而言之，精密导线网在城市轨道交通建设中发挥着重要作用，因此在精密导线网应用中要对相关工作环节进行良好开展，由专业的测量人员实施各项工作，配备精度较高的仪器设备，科学合理地展开导线点地选择和布设，做好测量结果的复核，以便让测量工作的精度和可靠性更有保障，让测量数据可以更好地被后续的施工工序进行应用，使城市轨道交通建设的效果更优，更好地服务于民众的出行，促进城市的高质量发展。参考文献 1许锋,马俊成,董波等.城市轨道交通工程精密导线网建网要点J.天津建设科技,2023,33(01):11-15.2周永领.地铁精密导线网边长改化程序实现与复测成果分析J.城市勘测,2022(05):121-124.3狄钢.影响地铁精密导线网精度的因素及改正措施J.地理空间信息,2021,19(08):121-124+6.4杜全维龚秋全董武钟程森.两化改正在隧道精密导线测量中的应用J.冶金丛刊,2018(003):11-12.5费先明.城市轨道交通长隧道贯通误差分析与测量方法应用J.城市勘测,2021(006):139-142.