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全站仪任意设站联系测量在地下铁道工程中应用 奉泽兵 北京城建勘测设计研究院有限责任公司 北京100101 【摘要】 本文以西安地铁二号线一期工程北客站～长延堡段，沿西安市南北向主客流走廊布设，线路通过铁路北客站、行政中心、经济开发区、北大街、钟楼、小寨商业文化中心、曲江新区、西安国际展览中心等大型客流集散点。正线全长20.335 km，共设17座车站，均为地下站。以各区间段的实际作业为背景，主要介绍了全站仪任意设站联系测量将地面坐标传递至地下的作业方法、作业流程和实际工作中需注意问题等。 【关键词】地下铁道工程 图形条件 交会测量 精度分析 对边测量 1.引言 世界地下铁道工程的发展距今已有140多年的历史，从第一条地下铁道的诞生，发展至今已有40多个国家和地区的130多座城市都建造了地下铁道。为人口稠密的大都市如何发展公共交通提供了宝贵的经验，它的运量大、速度快、无污染以及客运环境和服务条件的改善深受各国政府和人民的青睐。 中国虽然于六十年代末拥有国内第一条地下铁道“北京地铁一号线”。通过近几十年来的发展，特别是随着改革开放以来，中国社会经济的发展与进步，国家投放在轨道交通和城市协调发展工程项目资金逐年递增。地下铁路以北京、上海、广州为主导发展至目前各直辖市、百分之八十的省会城市和个别地方城市已完成各阶段的地下铁路工程。百分之二十的省会城市正在筹建或意向建设城市轨道交通工程。 地下铁道工程的繁荣发展，也促使与工程相辅相成的各项硬件和软件措施的发展和进步。就地下铁道工程“联系测量”这个环节来说，目前有陀螺经纬仪、铅垂仪组合法；联系三角形法；两井定向；导线直接传递法；投点定向法。以上五种联系测量方法是根据不同的施工环境、地理条件和内外界因素的不同而采用不同的方法进行。 联系测量是地下铁道工程施工中的重要测量环节，为了满足施工要求，确保联系测量精度高、成果可靠，在施工过程中，我们要严格按照《城市轨道交通工程测量规范》中的技术要求执行；在新技术、新规范、新要求的融入工作过程中，要结合工程特点和工程经验，以从提高联系测量精度、加强线路检核为前提，严把测量工序关，使各项测量指标满足规范要求，工程顺利、圆满、准确完工。 本文结合西安地铁二号线一期工程的实际情况，介绍了既有地铁轨道工程全站仪任意设站联系测量的作业方法、作业流程以及实际工作中需要注意的一些问题。 2.任意设站联系测量的过程、图形条件种类和施工要求 西安地铁二号线沿西安南北走向的中心街—未央街布设，地下铁道线路均在未央路正下方，受其布局条件的限制，故地铁车站或施工竖井大部分施工区域将占有地面道路，给地面交通带来一定的影响。故车站或施工竖井区域的控制点也就砌成1.5m×1.5m×1.2m规格的砌体，灌浆埋设钢筋，并在钢筋头上拉十字丝或镶Φ2.0mm铜心；有的在砌体上固定铁三角架加设托盘，做成强制对中控制点。这样就将施工控制点融入西安地铁二号线所布设的沿未央街南北走向的地面控制导线网中，有条件的直接附合在GPS点上。 2.1 联系测量的过程 在车站施工孔洞或施工竖井内自由悬挂四根钢丝，在每根钢丝的上、下端各自贴上镭射片。由于垂线较长，容易被振动，为保证钢丝上、下端垂直，且投影到平面上的点位误差小，故将垂线下端重锤浸入油桶中（见图一），并认为同一垂线上各点（如G1与G1′；G2与G2′；G3与G3′；G4与G4′）平面坐标相同。图中A、B为地面控制点，C、D为地下控制点。 在地面A点设站，逐次测量四根钢丝间的距离（AG1、AG2、AG3、AG4）和夹角（∠BAG1=W，∠G1AG2，∠G1AG4，∠G1AG3，∠G2AG4，∠G2AG3，∠G4AG3）。根据余弦定理公式：a^2=b^2+c^2-2*b*c*CosA解算各钢丝间距（G1G2、G2G4、G4G3、G3G1、G1G4、G2G3）。并与井下所丈量的各钢丝间距进行比较、检核（G1G2= G1`G2`、G2G4= G2`G4`、G4G3= G4`G3`、G3G1= G3`G1`、G1G4= G1`G4`、G2G3= G2`G3`），地上下各钢丝间距误差在±2mm内。地下在C点设站与地上一样，逐次测量四根钢丝间的距离（CG1`、CG2`、CG3`、CG4`）和夹角（∠DCG2=W`，∠G2`C G1`，∠G1`CG4`，∠G1`CG3`，∠G2`CG4`，∠G2`CG3`，∠G4`CG3`）。这样地上下就有六组相对应的两点交会图形条件，坐标通过四根钢丝传递至地下定向边CD（通过清华山维平差软件对联系测量数据处理平差后，生成六组相对应的两点交会传递至地下控制点坐标的平均值）。 2.2 精度分析 设地面控制点A、B坐标已知，则用上述观测值就可以计算出地下控制点C、D的坐标和方位角。为了醒目，把地上