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浅谈地铁隧道联系测量 靳羽西 纪万坤 北京城建勘测设计研究院有限责任公司天津分公司 天津 300384 摘要:地铁平面联系测量是地铁测量工作中很重要的一项内容，其精度直接影响 到地铁工程施工质量好坏。本文介绍了导线传递法的内容及其在地铁平面联系测 量中的具体实施要求。通过工程实例分析，验证了该方法能较好地达到测量规范 要求的精度，满足地铁隧道施工的需要，对于相关的地铁工程施工测量有较好的 参考作用。 关键词:地铁隧道；导线直传法；平面测量；联系测量 中图分类号：U45 文献标识码： A 引言 目前，联系测量的方法较多，平面方面有联系三角形法、陀螺定向法、导线 直接测定法和投点定向法等，高程方面有悬挂钢尺法、光电测距三角高程法和水 准测量法等。一般高程联系测量比较简单，精度也比较容易保证，而在隧道施工 控制测量中的平面坐标传递比较困难。本文结合工程实例，主要针对平面联系测 量中所采用的导线直传法做了详细研究，可供地铁测量工作参考应用。 一、实例分析 针对某地铁2号线站场平面联系测量实例，采用1台徕卡TS30自动化全站 仪，用导线直接传递法进行外业观测。共进行站场联系测量12处，测得地下定 向边29条。利用测得的地下定向边作为起算数据，对车站之间的隧道区间进行 地下平面控制测量，共布设地下四等精密导线259点。 二、联系测量概述 地铁联系测量是将地面测量坐标传递到地下，使地上、地下采用同一坐标系 统，其精度直接影响到地铁贯通施工及铺轨施工质量的好坏，它包括平面联系测 量和高程联系测量。 平面联系测量主要有联系三角形法、联系四边形法、陀螺定向法、投点定向 法和导线直接传递法等。联系三角形法是通过竖井悬挂两根钢丝，由井上导线点 测定与钢丝间的距离和角度，从而算得钢丝的坐标及它们之间的方位角；当地上、 地下条件限制，联系三角形图形条件不佳，地下定向边测量精度无法保证时，可 以采用联系四边形法进行定向测量；陀螺定向法是利用陀螺经纬仪在地面已知边 上测定仪器常数，然后测定地下定向边的陀螺方位角和计算其坐标方位角并进行 精度评定；投点定向法是通过地面钻孔或施工投料孔，用垂球或投点仪进行投点， 将地面坐标和方位角传递到井下。 联系三角形法、联系四边形法、陀螺定向法和投点定向法等操作过程都比较 复杂，需要特殊的测量设备及专业熟练的操作经验才能够达到规范要求的测量精 度，适合于地铁施工场地狭窄的环境。导线直接传递法则是利用全站仪以导线测 量的方式，直接将地上与地下控制点联测，操作方式简单，适用于施工场地比较 开阔，地上地下通视良好的情况。导线直接传递法对全站仪的要求比较高，而随 着高精度测量全站仪(如徕卡TS30:标称测角精度0.5″，测距精度1mm+1ppm)的 出现，导线直接传递法可以很容易达到规范要求的测量精度。 三、导线直传法的定向原理 导线直传法主要是沿着竖井的竖直方向布设导线点，通过测定相邻点之间的 水平角和导线边，根据地面已知边和已知点坐标推算井下待定边的方位角和待定 点坐标的一种方法。该方法的导线布设路线一般为从地面经车站中板到盾构区间 进行坐标和方向传递测量，其施测示意图如图1所示。 图1导线直传法示意图 地下定向边BM的坐标方位角αBM及井下坐标可表示为: 式中:s 为各导线的观测边长；α 为各导线边的方位角；θ 为各导线边的竖i i i 直角。 四、导线直接传递法实施及要求 导线直接传递测量按照精密导线测量的要求进行，地面及地下的联系边不能 太短(长度要大于两点间高差的1.7倍)，仰(俯)角不能大于30°，井上井下短 边连接角要增加测回数，在测站搬迁时应用三联脚架，只移动仪器(棱镜)，不动 基座，保证对中的一致性。精密导线测量具体要求如下: (1)角度测量测4个测回，半测回归零差不大于6″，一测回2C互差不大于 9″，同一方向值各测回较差不大于6″。(2)距离测量要求每条边往返观测各2 个测回，每测回间重新照准目标，每测回3次读数，每次读数的较差小于3mm， 测回间平均值的较差小于3mm，往返平均值的较差小4mm。(3)气象数据每条边在 一端测定一次，温度最小读数要到0.2℃，气压50Pa或5mmHg；取2次测量的平 均值，输入全站仪进行自动改正。 针对地下平面联系测量的特殊性，除了满足精密导