关于地铁工程测量的控制要点分析

蒋敏卫

（南京地铁建设有限责任公司，南京 210017）

由于地铁建设工作周期较长且投资巨大，所以工程具有系统性和综合性特点，在具体施工中往往会将整个工程分段进行。这就导致不同区段内的施工时间和施工方法存在差异。并且，工程建设承包施工企业也各不相同，施工水平也参差不齐。在当前我国地铁测量管理控制工作中，基本上由建设单位、施工单位、监理单位和第三方测量单位4方组成。4方在地铁测量工作中应该互相配合，合理控制地铁测量工作的重难点，抓住关键环节，使测量工作质量得到保证，减少发生质量事故的概率。

1 地铁施工测量控制工作发展现状

测量控制工作需要贯穿地铁工程施工过程的始终，决定着地铁结构的尺寸和空间位置，因此，作为地铁工程中十分重要的一部分，城市地铁施工测量控制工作正在受到人们越来越多的关注[1]。在传统测量控制模式中，任何测量工作都需要测量人员使用测量仪器到现场采集数据或放样施工控制点（线）、采用纸质文档形式来上报与传递，而这容易使测量工作和施工质量、施工进度之间相互影响。现阶段，地铁施工测量控制较为注重提高测量精度、改进测量技术等方面，而对信息化控制系统的应用则缺乏重视，对关键环节和关键部位的测量工作缺乏总结分析。

另外，根据国家规定要求，地铁测量工作必须要严格使用测量仪器，一切都要按照规范标准进行。在不同时间内要进行多次复核，以此来保证数据的精确性。但通常情况下，外界环境因素也会给地铁测量工作带来严重影响，这就要求施工人员必须要结合施工环境把测量误差控制在最小范围内。

2 地铁测量工作的基本原则

测量控制工作应遵循以下基本原则。第一，先控制后放样原则。测量控制工作应先将控制工作做好，随后开展相应的放样工作。第二，先整体后局部原则。开展测量控制工作时，应先从整体上进行测量控制，再对局部地区进行测量控制。第三，由高到低的逐级控制原则。测量控制工作无法一次性完成，这就要求测量人员对地铁测量进行逐级控制，并且需要按照从高处到低处的顺序来进行。第四，全线测量系统一致性原则。对于地铁线路来讲，地铁测量需要始终采用相同的测量系统，若使用多个系统对同一地铁线路进行测量，便会增加地铁测量误差和地铁测量控制难度。第五，接线测量复核原则。测量人员在进行测量控制工作时应全面复核接线测量环节，确保接线测量无误。第六，换乘站复核原则。测量人员应复核地铁线路的各个换乘站，确保所有换乘站的测量数据无误。

3 地铁控制测量

地铁控制测量需重点关注仪器要求、测量控制要点和技术标准等方面，具体见表1。

表1 地铁控制测量

3.1 仪器要求

选用测量仪器应从技术性和经济性出发，使其类型、规格选择符合工程精度要求。第一，仪器数量和类型要能满足工程建设需求，尽量减小测量工作对工程进度的影响。第二，应满足测量精度要求。测量仪器的精度是其关键指标，是测量精度的保证之一。精度标准要参考工程所需的测量精度来选择。对于测量控制要求高的情况，需要选择精度等级高一个等级的测量仪器，才能够保证测量的可靠性和准确性，对于一般测量可以适当放宽标准。第三，满足可靠性要求。测量仪器是施工质量把关的重要一环，因此仪器的稳定性十分重要。宜选择大品牌，选择使用稳定可靠配件的测量设备和元器件。第四，满足易用性要求。测量仪器是地铁测量中使用频率很高的设备，其易用性和便捷性关系到地铁控制测量的使用体验和测量效率。第五，为保证测量仪器的可靠性，减小仪器对测量成果质量的影响，应按规定每年将测量仪器送专业的质量检定机构进行检定，另外，常用的水准仪和全站仪应定期自检，做好自检记录，确保仪器在有效期内且稳定可靠。

3.2 测量控制要点

测量控制要点主要包括控制网建立和维护、车站工程测量控制要点、区间工程测量控制要点、轨道工程测量控制要点、竣工测量控制要点和限界检测控制要点等方面，具体见表2。

表2 地铁测量控制要点

3.2.1 测量控制网建立和维护

首先，根据地铁规划线网，按照规范要求分级建立全线统一的地面GNSS平面坐标系统和高程基准，如涉及线路换乘，则需在老线建设时提前在换乘站附近布设共用的地面控制点，新线控制网应包含换乘站附近的共用控制点；其次，如线网建设工程中坐标系统或高程基准发生变化，则需将共用控制点在老系统上的成果转换到新系统上，尽量减少系统误差。考虑到系统转换误差和老线结构变形的影响，新线建设时应使用新系统下的控制点测量接线处的地铁结构和轨道特征点空间坐标，供新线设计使用；再次，地面控制网应定期复测，复测周期根据控制点所处地质条件决定，越不稳定的地方，控制点复测周期越短；最后，要做好地面控制点保护工作，根据工程建设需要加密布设控制点，所有加密控制点需经第三方测量单位检测无误后方可使用[2]。

3.2.2 车站工程测量控制要点

在车站围护结构定位测量时，测设围护结构外侧边缘控制线必须要结合测点密度的具体要求，所有变换点必须要进行测设，在CAD图纸上获取围护结构以外控制线的坐标，直线端点之间的距离不能超过50 m，在此基础上利用全站仪坐标放样等方法来测设点位，曲线段不能超过20 m[3]。在围护结构施工放线过程中，控制线上要配合测量仪器顺着准线测设加密点进行测量，随后再完成挂线。

3.2.3 区间工程测量控制要点

区间主要测量内容包括联系测量、盾构机姿态人工复核、洞内施工导线测量及水准控制测量、管片姿态或初支、二衬净空断面测量、贯通测量和竣工断面等。重点关注以下几点：第一，当贯通面隧道的长度超过1 000 m时，就可以在中间位置，通过钻孔投点或加测陀螺方位角来提高定向精确度[4]。第二，使用联合掘进机和盾构机具开挖时，要充分发挥出激光管导向设备的优势，但也要对盾构机姿态进行人工复核，确保导向系统可靠，在发现掘进偏差时，施工测量人员要及时进行纠正，从而将误差控制在最小范围内。第三，矿山法施工过程中应关注超挖和欠挖情况，及时处理侵限问题。第四，为了保证地铁工程隧道施工的顺利贯通，在开挖面距离贯通面约100 m位置时就要开展最后一次联系测量工作，对控制导线进行复核[5]。第五，隧道贯通后需使用区间两端车站底板控制点及时开展两站一区间的贯通联测，重新计算地下控制点坐标和高程，以贯通联测得到地下控制点成果测量竣工断面。第六，设计院根据竣工断面测量成果计算线路中心线，必要时需进行调线调坡。第七，铺轨之前应在轨行区布设CPⅢ控制网，且与底板上的地下控制点联测（如图1所示）。第八，待轨道精调完成且轨行区设备安装完成后，应开展设备限界检测。使用限界检测设备为提高检测效率和精度，宜用非接触式的自动化检测车（如图2所示），检测土建结构和设备侵限情况，如有侵限项目，则应立即整改，以确保车辆行驶安全。

图1 CPⅢ控制网示意图

图2 激光限界检测装置结构示意图（单位：cm）

3.3 技术标准

地铁控制测量的技术标准主要包括GBT 50308—2017《城市轨道交通工程测量规范》、CJJ 8—99《城市测量规范》、GB 50026—2007《工程测量规范》、CJJ 73—97《全球定位系统城市测量技术规程》、GBT 18314—2009《全球定位系统（GPS）测量规范》等。在控制测量的过程中，测量人员应严格依据以上技术标准和要求开展测量控制工作。由于涉及工程测量的规范和标准较多，往往存在某一项测量技术要求涉及2个以上规范、标准或规程的现象，此时为保证测量成果质量，应按技术要求高的执行。

4 地铁测量放样

地铁测量放样应由施工单位实施，监理单位复核，第三方测量单位检测。监理单位应对所有的放样控制点（线）进行复核，第三方单位应对重要环节和重要部位进行抽检。重点抽检内容包括：第一，应测量土建阶段土石方方量并对红线进行放样检测。第二，对于车站、区间、停车场、车辆段、联络线和主变电站等施工部位，应在首次施工前开展放样检测工作。应检测车站立柱检轴线（含断面）、中心坐标、标高和垂直度等，检测洞门中线平面、标高，检查围护结构、侧墙到中线的距离和垂直度，检测站台板到中线的距离，检测基底、垫层、底板、中板、顶板和站台板的标高，放样检测附属结构。第三，放样检测盾构井轴线和围护结构，检测底板、洞门中心线的平面与高程。第四，放样检测明挖区间围护桩，检测底板平面、高程控制点，检测底板、顶板、侧墙轴线、标高、横距和垂直度等。第五，放样检测高架区间桩基中心、承台、墩柱、箱梁中线和支座的平面，放样检测承台、墩柱、箱梁和支座的高程。第六，放样检测全线土石方、房建工程平面和高程。第七，放样检测区间人防隔断门、下门框。第八，放样检测车站屏蔽门。

5 信息化系统使用

传统的测量成果报告通常是纸质的，需要手写大量的测量数据并经过相关各方签字，这种方式存在成果报告易损、数据抄摘易错和流程手续烦琐不便等弊端。如能使用信息化系统，则能解决以上弊端。目前，很多城市都建立了地铁工程信息化管理系统（如图3所示），可在系统中加入测量管理模块，将测量成果录入系统，在线上办理审批程序，提高实现地铁工程测量的信息化、数字化和自动化水平。

图3 地铁工程信息化管理系统

6 结束语

地铁工程测量贯穿整个地铁施工阶段，涉及人员、仪器和技术方法等多方面，其主要测量内容分为地铁控制测量、地铁测量放样2大部分，其中，重点是地铁控制测量这一部分。为进一步做好地铁测量工作，需要建立一套完善的测量管理体系，严格落实规范和标准中的技术要求，抓住重点环节和重要部位，使用先进的技术方法、仪器设备和信息化系统，不断提高地铁工程测量的成果质量、作业效率和信息化、自动化水平。