浅谈轨道交通工程测量施工

李小晋

摘要：轨道交通工程测量技术密集、精度要求高，对测量工作提出了较高的要求。本文首先分析了轨道交通测量工作的流程，介绍了其精度设计和要求，接下来详细介绍了地面施工控制网的测量和误差控制，然后分析了隧道施工控制测量及贯通测量的技术方法以及地下隧道工程联系测量。

关键词：轨道交通；工程测量；施工

随着我国经济社会的快速发展，轨道交通也获得了长足的发展。未来解决城市交通问题的根本出路是发展以轨道交通为骨干的城市公共交通系统已成为世界各国的共识。轨道交通的建设之前要做好工程测量工作，那么工程测量施工的展开就需要一定的技术与操作方法。

1轨道交通测量的工作流程

一般情况下，测量作业的工作流程可以分为工程承接、现场踏勘、编制技术设计、控制测量、地形图测量、装箱调查测量、地下管线测量、产品质量检验、测量成果验收、测量成果交付等部分。

2测量的精度设计和要求

轨道交通工程测量的精度设计是根据一系列的因素综合确定的，主要包括线路特征、施工精度、施工方法、贯通距离和设备安装精度等。不仅要保证隧道和线路的贯通，还要满足线路定线和放样、轨道铺设及设备安装的精度要求。

轨道交通工程测量的一个主要任务是保证隧道贯通，贯通误差的大小将直接对工程建设质量和工程造价带来影响。因此，合理规定隧道贯通误差及其允许值是轨道交通工程测量中的一项重要任务，必须认真加以研究。《城市轨道交通工程测量规范》（GB50308-2008）中规定隧道横向贯通误差在±50mm之内，高程贯通误差在±25mm之内，该指标的应用范围主要是在采用盾构和喷锚构筑法进行的隧道施工中。

3地面施工控制网的测量及误差

隧道贯通测量精度的要求是轨道交通各个环节测量工作中要求最高的，而且大多数都是两竖井间贯通，测量环节多，测量难度大。因此，在地面施工控制网测量指标的确定中，要以隧道贯通的精度要求为主，在此基础上兼顾其它工程的需要。测量精度指标的确定既要保证隧道贯通后满足线路的行车要求，又不能是期望过高而难以实现。目前，广州、北京等地的轨道交通隧道贯通测量线差，主要考虑施工误差、隧道变形误差、车辆运行动态限界裕量、测量误差等因素，参照我国干线铁路隧道贯通经验。

考虑客观环境因素，从贯距长短、测量的难易程度等方面来看，轨道交通隧道贯通测量由易至难依次是定向联系测量（一井或陀螺定向）、地下导线、地面控制网，且各个部分测量精度相差比较大。在实际工作中，根据工程之间的差异，可以采用加权（随机应变）的分配方案。一般情况下，1-1.5千米的隧道贯通测量误差比较合理的分配比例是3：2：2或者3：3：2，联系测量误差占贯通横向总误差的比例为2/7或3/8，也就是±24.2或±32.0mm，地下控制导线或控制导线网的测量误差占贯通横向总误差的比例为3/7或3/8，也就是±36.3或±32.0mm，地面控制网测量误差一般占贯通横向总误差的比例为2/7或2/8，也就是±24.2或±21.3mm。由于±21.3mm误差较小，因此，选择将其作为地面控制网设计的精度依据。

4隧道施工控制测量及贯通测量的技术方法

轨道交通工程测量的主要任务就是确保地下隧道在预定的误差范围内正确的贯通，隧道施工控制测量是在隧道内建立起一套平面测量和高程测量控制网，其作用是确定放样隧道的中线位置，指示隧道掘进方向和确定放样施工中各设施的位置等。

4.1平面施工控制测量的技术方法

首先，控制测量的起算依据是竖井定向测设的基线边的方位和坐标，采用Ⅰ级全站仪进行测量，测角测回（左、右角分别两测回，左、右角平均值之和与360°的较差应该小于4″；测边往返观测分别两测回。相对于起点，施工控制网最远点的横向误差应该小于±25mm。

其次，隧道内控制点的设置根据施工方法和隧道结构形状来确定。一种方法是埋设在线路中线一侧结构边墙上，安装放置仪器的强制对中支架；另一种方法是埋设在隧道地板线路的中线上，采用钢板在上面钻2mm小孔并镶上铜丝作为点的标志。

由于在隧道贯通之前，地下控制是一条导线，它起着指示隧道掘进方向的重要作用，因此必须是十分准确的。实践中经常采用布设双导线和交叉导线的方式来提高地下控制的测量精度，每当设置一个新的导线点，都用两条导线测其坐标，在检核无误的条件下取两次测量的平均值作为新点的测量数据。又因为地下施工场地通常是一个不稳定的载体，测量控制点埋设在上面其稳定性肯定会受到一定程度的影响，为了保证测量结果的可靠性，必须随着导线的延伸进行重复性的测量。

4.2高程施工控制测量的技术方法

第一，洞内水准测量的起算依据是竖井高程传递下来的水准点，按照水准路线闭合差小于±8mm的精度要求和二等精密水准测量方法进行测量施工。

第二，可以在边墙上设置水准点，也可以将地下水准点与导线设在一起，并焊一个突出的金属标志在设置导线点的钢板上作为水准点。

4.3隧道贯通误差测量的技术方法

为了证实所有的测量工作都满足精度要求，在暗挖隧道贯通后要及时进行贯通误差测量，包括横向、纵向贯通误差测量和高程贯通误差测量。

第一，可以根据隧道两侧控制导线点，相向测定贯通面上同一点坐标的闭合差来确定横向、纵向误差，将实际测量的坐标闭合差分别投影到线路以及线路的法线方向上，以此计算横向、纵向贯通误差值。

第二，高程贯通误差应该根据两侧控制水准点测定贯通面附近同一个水准点的高程差来确定。

5地下隧道工程联系测量

联系测量是将地面坐标、方位和高程传递到地下隧道，作为地下控制测量起算数据的一组测量工作，它是一项综合测量工作，是实现地下隧道工程贯通控制的核心与关键。联系测量的方法主要有三角形法、导线直接传递法、陀螺经纬仪与铅垂仪（钢丝）组合法、投点法等几种，实践中可以根据测量条件和施工场地环境选用。

三角形法是一种传统的方法，适用进口小、深度大的竖井的测量，由于其精度稳定，目前国内地铁工程中应用较多，三角形法的缺点是工作量较大。

导线直接传递法适用于井口大、深度浅的明挖车站或隧道以及出入隧道的斜井的测量，是一种将坐标和方位直接传递到隧道内的测量方法。其有点事精度高、简单易行且工作量小，因而，应用比较多。

陀螺经纬仪与铅垂仪（钢丝）组合法拥有多检核和灵活快捷的特点，克服了传统三角法因施工场地狭窄限制图形强度的提高、占用竖井时间过长的缺点，在广州、北京等地有广泛的应用。

投点法是一种精度最优的方法，利用车站两端的出土井、下料口等，采用垂直仪直接降坐标传递到隧道内，作为地下坐标的起算数据，加强了平面位置与方向的控制。

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