大连地铁暗挖工程联系测量技术总结

大连地铁暗挖工程联系测量技术总结1大连地铁暗挖工程联系测量技术总结作者：解冰冰摘要：测量在建筑工程施工过程中的应用，已经算是非常成熟和完善，测量技术也越来越先进、测量精度也越来越高。但在地铁车站暗挖施工环境中，由于受到现场施工条件的限制，一些先进的仪器无法使用，或使用之前的测量技术达不到我们所需要的精度要求。这样我就要在现有的条件下，采取一些必要的措施，尽量提高测量精度，以达到施工所需的条件。前言地铁工程施工测量中，必须使横向误差和高程误差控制在限值范围内。根据《城市轨道交通测量规范》（GB50308-2008）中的规定，联系测量角度观测，测角中误差应在±2.5″之内；地下起始边方位角的较差应小于12″，方位角平均值中误差为±8″。但在地铁工程施工中，因施工工序较多、工序转换频繁、洞内导线点使用周期短，难以进行长期检验，故对测量精度提出了更高的要求。地铁暗挖工程测量关键点主要是在联系测量和洞内导线测量上，因地铁车站暗挖工程，相对铁路隧道、公路隧道等，洞内空间更为狭小，测量导线长度短，误差大，给测量工作带来更大的困难。联系测量和控制测量是地铁测量工程中最重要的两个环节，联系测量将地面坐标系转入地下，然后通过控制测量将坐标系延伸至各导洞内，联系测量的数据是否准确，直接关系到主体结构的尺寸是否准确。所以如何做好联系测量是地铁暗挖工程施工测量工作成败的关键。大连地铁暗挖工程联系测量技术总结2联系测量主要是通过竖井将地面和地下控制网联系在统一坐标系统中的测量工作。把地面上控制点的坐标、方位角和高程传递到地下导洞中去，作为地下导线的起算坐标和起始方位角，依次指导地下工程的施工，并保证正确贯通。竖井联系测量包括平面联系测量和高程联系测量两部分。平面联系测量可采用：联系三角形法，铅垂仪法、陀螺经纬仪联合定向法，钻孔投点定向法以及双井定向等方法；高程联系测量包括：钢尺（钢丝）法，水准测量法，光电测距三角高程测量法等。联系三角形法是一种传统的竖井联系测量方法，也是一种比较有效的测量方法，该方法是通过从竖井上部悬挂至底部的两根钢丝，形成联系三角形来进行坐标和方位传递的。操作较为简单，但程序较多，工作时间较长。陀螺仪定向是用陀螺经纬仪测定某控制网边的陀螺方位角，并经换算获得此边真方位角的测量工作。测出陀螺方位角，从陀螺仪子午线（测站上通过假想的陀螺轴稳定位置的子午面，即陀螺仪子午面与地平面的交线）北方向顺时针量至某定向边的水平角。采用陀螺仪定向精度高，但是仪器价格昂贵，定向工作需要时间长，对操作人员要求也比较高。两井定向是通过两个竖井进行的竖井定向测量。是在两个有巷道连通的竖井井筒内，各悬挂一根Ф0.3钢丝并上下都贴上反光片（悬挂方法和联系三角形法一样），根据地面控制大连地铁暗挖工程联系测量技术总结3网测定两根钢丝中心的平面坐标，并在隧道内用导线对两钢丝上反光片中心进行联测，从而将地面控制网的平面坐标和方向，传递给井下的控制点和导线边。导线测量法主要适用于井口很大且较浅，仰俯角小于30°。操作简单，但是对于场地有很大的限制，对于暗挖地铁车站几乎不适用。钻孔投点法具有时间短、测量精度高、简单直观、容易操作等特点。该方法是一种适合于浅埋、矿山法施工地段竖井平面联系测量方法。但钻孔投点的缺点是要在隧道上钻一个以上测量井。由于地铁施工工程大都位于交通繁忙地段，钻井手续审批麻烦、钻井和测量作业对交通影响大，且费用较高，一般难以采用。（具体比较见表1）表1平面联系测量方法总结比较表大连地铁暗挖工程联系测量技术总结4内容1.大连地铁工程对联系测量的一些规定1、联系测量方法（1）钻孔投点法：在横通道或正线上方钻孔投点，与竖井投点形成两井定向（两钢丝间距离应大于60m，特殊情况不得小于30米，边长小于60m时，相应测角及测距测回数应增至规范规定的1.5-2倍）。（2）联系三角形法：采用联系三角形法（吊钢丝），夹角和边长比应满足规范要求（夹角应小于1°，近井导线点至悬挂钢丝的最短距离与两根钢丝间距离的比值宜小于1.5），钢丝间距应大于4米，上下钢丝之间的距离较差小于2mm。（具体后面详细讲解）（3）陀螺仪等组合定向法：采用陀螺经纬仪、铅垂仪（钢丝）组合定向测量。2、联系测量要求（1）不允许采用从竖井口用垂准仪投两点坐标的方法进行井上、井下联系测量。此种做法不满足规范要求。（2）第一次竖井联系测量数据只能用于指导隧道掘进（含横通道）直线100米（曲线60米）以内的隧道掘进（超过上述长度就必须测设首条控制边）。2.大连地铁工程对区间地下导线首条控制边的测量方法及要求1、地下导线首条控制边测量方法（1）利用钻孔投点，进行坐标传递，测设地下导线首条控制边。具体做法有：投通视的一对点；投单点，和竖井投点形成两井定向。大连地铁暗挖工程联系测量技术总结5坐标传递采用钢丝（贴反光片）或投点仪完成。（2）左、右线各测设一条陀螺方位边，作为地下导线首条控制边。（3）完全按规范各项技术指标要求，采用联系三角形法（吊钢丝）作业，通过边角传递做出地下导线首条控制边。图1大连地铁103标西安路站亿达井联系测量示意图2、首条控制边测量要求（1）通过区间竖井联系测量控制的隧道掘进，若隧道掘进（含横大连地铁暗挖工程联系测量技术总结6通道）超过直线100米（曲线60米），则需测设首条控制边（100米以上）。（2）各标段具体采用哪种首条控制边测量方法，根据现场条件和区间长短等因素确定。3、具体测量时间及报检时间的要求表2控制测量及重要环节测量报审3.联系测量具体操作方法1.测量依据《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-2008《工程测量规范》GB50026-2007《大连市地铁工程施工管理办法（试行）》大地发[2010]43号《大连市地铁工程施工测量管理办法（试行）》补充规定（一）《大连市地铁工程爆破、测量管理要点》2012年10月2.近井导线测量（精密导线测量）2.1作业前准备序号检测项目测量成果报检期限1施工测量方案进场后15日2控制点（平面和高程）复测与验收交接桩后10日内3地面平面和高程加密点测量（暗挖部分）开工前4地面近井点测量（暗挖部分）竖井土建施工前5暗挖车站包括联系测量（第一次）在内的检测隧道掘进（含横通道）50米包括联系测量（第二次）在内的检测隧道掘进（含横通道）100米包括联系测量（第三次）在内的检测隧道掘进（含横通道）200米盾构洞门环（如有）中心检测浇砼前大连地铁暗挖工程联系测量技术总结71、仔细阅读仪器设备使用说明书，熟悉仪器设备性能，做到熟练操作。2、认真研读作业指导书，严格按照相关规定和操作方法作业。3、检查仪器及各配件（全站仪主机、电池、三角架、基座、棱镜、觇牌板、对讲机、记录本等）2.2作业要求规范要求：符合导线的边长宜少于12个，相邻边的短边不宜小于长边的1/2，个别短边的边长不应小于100m。由于城市测量环境较为复杂，规定地面导线最短不能小于50m，洞内导线不能小于60m。表3精密导线主要技术要求2.3精密导线水平角观测1、应采用左、右角观测，左、右角平均值之和与360°较差应小于4″；2、前后视边长相差较大，观测需要调焦时，要对采用同一方向正倒镜同时观测法，此时一个测回中不同方向可不考虑2C较差的限差；3、水平角观测一测回内2C较差，Ⅰ级全站仪为9″，Ⅱ级全站大连地铁暗挖工程联系测量技术总结8仪为13″。同一方向各测回较差，Ⅰ级全站仪为6″，Ⅱ级全站仪为9″。2.4精密导线距离观测1、精密导线网的边长观测时，取往返测平均值为最终结果。测距长度应考虑气象、常数及投影改正，气象数据取测站上的观测值，气象观测时待气压计、温度计与周围环境一致后，才正式测记气象数据，气压计、温度计避免受日光暴晒和直射。气象数据、常数直接输入全站仪自动改正。采用观测垂直角直接计算平距。垂直角≤4°时，观测1测回。4°＜垂直角≤8°时，观测2测回；垂直角＞8°时，观测4测回。2、距离测量除要符合精密导线测量主要技术要求外，还要符合表4规定。表4距离测量限差技术要求（mm）全站仪等级一测回中读数间较差单程各测回间较差往返测或不同时段结果较差Ⅰ级342·（a+bd）Ⅱ级46注：（a+bd）为仪器标称精度，a为固定误差，b为比例误差系数，d为距离测量值（以千米计）。2.5精密导线短边测量如果在现场条件比较特殊必须存在短边（小于50m）的情况下，除了使用上述前后视边长相差较大，观测需要调焦时，要对采用同一方向正倒镜同时观测法，还应先观测长边后观测短边。同时建议使用三联脚架法即一站观测完毕，保持本测站和前视方向站的三脚架和基座不动，仪器和棱镜在基座上互换，进行下一站的角度和距离测量。大连地铁暗挖工程联系测量技术总结92.6注意事项1、全站仪一定要在使用前充好电，以免影响测量工作。2、应检查地面已知控制点的稳定情况坚持“先检核后利用“的原则。3、导线测量的仰俯角不宜大于30°。4、导线测量使用的仪器、基座、脚架各个部位应检查是否有自然松动，发现后要及时拧紧。图2大连地铁103标西安路站亿达井近井点导线测量示意图3.近井水准点测量（精密水准测量）3.1作业前准备1、仔细阅读仪器设备使用说明书，熟悉仪器设备性能，做到熟练操作。大连地铁暗挖工程联系测量技术总结102、认真研读作业指导书，严格按照相关规定和操作方法作业。3、检查仪器及各配件（电子水准仪主机、电池、三角架、水准尺、尺垫、对讲机、记录本等）3.2作业要求1、精密水准应沿线路附近布设成符合路线、闭合路线。2、水准测量的主要精度要求如下：表5水准观测的视线长度、视距差和视线高度的要求水准测量等级标尺类型仪器类型前后视距差（m）前后视距累计差（m）视线高度（m）水准仪等级视距（m）视线长度20m以上视线长度20m以下一等DS1≤50≤1.0≤3.0≥0.5≥0.3二等DS1≤50≤2.0≤4.0≥0.4≥0.3表6水准测量精度的要求（mm）水准测量等级每千米水准测量偶然中误差M每千米水准测量全中误差Mw附和水准线路平均长度（km）水准仪等级水准尺观测次数往返较差、附和或环形闭合差一等±1±235-45DS1铟瓦尺或条码尺往返各一次4√二等±1±42-4DS1铟瓦尺或条码尺往返各一次8√注：L为符合线路长度，单位为千米。3.3外业操作要求1、观测时仪器设置水准线路测量（以TimbileDiNi03电子水准仪为例），测量模式选择“aBFFB“模式，并把奇偶站交替也选择上，往测的测量次序是：奇数站后前前后，偶数站前后后前，返测测量次序是：奇数站前后后前，偶数站后前前后。观测应遵守三固定原则，即固定仪器、固定观测人员、固定路线。大连地铁暗挖工程联系测量技术总结112、测量前要对仪器进行常规的检查与校正，同时记录检校结果。一等水准仪i角要小于或等于15″，二等水准仪i角应小于20″。(右图为检校照片)3、一等、二等水准网测量的观测方法应符合下列规定：往测奇数站上：后-前-前-后偶数站上：前-后-后-前返测奇数站上：前-后-后-前偶数站上：后-前-前-后4、往返两次测量高差超限时应重测。重测后，一等水准应选取两次异向观测的合格成果，二等水准则应将重测成果与原测成果比较，大连地铁暗挖工程联系测量技术总结12其较差合格时，取其平均值。5、外业结束时，应立即将当天观测数据传入电脑进行处理，检查各项指标是否符合规范要求，对超限部分应及时提出并进行外业补测。4.精密导线测量和精密水准测量的内业计算4.1导线的计算精密导线网计算要使用正规的平差软件，采用严密平差方法，其精度要符合规范的规定。图3测量计算方案大连地铁暗挖工程联系测量技术总结13一般使还得COSA平差软件进行2次校核。图4COSA软件西安路站亿达井近井点导线测量计算结果实例4.2水准线路的计算1、水准测量内业计算，计算取位，高差中数取至0.1mm；最后成果，一等水准取至0.1mm，二等水准取至1.0mm。2、水准网计算要使用正规的平差软件，应按测段平均长度和平均高差输入到软件，按照严密平差方法进行水准网整体平差。图4COSA软件西安路站亿达井近井点水准线路测量计算结果实例大连地铁暗挖工程联系测量技