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地铁隧道竖井联系三角形测量技术的应用及精度分析
摘要:从地铁隧道工程测量精度设计原则和要求出发,介绍了运用高精度全站仪进行地面平面控制测量和高程控制测量方法,详细阐述了地铁隧道竖井三角形法联系测量技术,论证了提高地铁隧道测量精度的途径。分析结果为有效控制隧道施工的贯通误差,实现地面和地下坐标的高精度提供了参考。
关键词:竖井;联系三角形;联系测量;精度分析
1 前言
地铁工程测量精度设计是根据工程特征、施工方法、施工精度、设备安装精度和贯通距离等诸多因素确定的,设计时不仅要保证隧道和线路贯通,而且要满足线路定线和放样的精度要求。地铁隧道测量的首要任务是保证隧道贯通,因此,在测量精度设计中,合理地规定隧道贯通误差及其允许值,是地铁测量的重要研究任务。目前,在地铁测量中使用的测量贯通误差要求,大都来自《城市轨道交通工程测量规范》(GB50308-2008),它是根据山岭隧道贯通误差测量的实际统计资料得出的。将其应用于主要采用盾构法进行施工的城市地铁隧道中,是否科学值得商榷。
地铁贯通测量误差一般是根据设计所给定的限界裕量和隧道结构联结处的允许偏差两个主要因素来确定的,如设计给定的隧道结构限界裕量每侧为100mm,则这100mm的限界裕量中应主要包括施工误差、测量误差、变形误差等。目前,地铁给定的高程安全裕量比较大,一般为
70mm~100mm,根据目前测量仪器和设备状况以及隧道结构的竖向允许偏差,很容易满足贯通误差设计要求。但考虑到地铁整体道床铺轨对高程精度的要求,高程贯通测量中误差为±25mm。采用不等精度分配方法,将高程贯通测量误差分配到高程测量的各个环节:地面高程控制测量中误差±16mm,向地下传递高程的中误差±10mm,地下高程测量中误差±16mm。将其代式(1)得:
222mH??mh1?mh2?mh3????25(mm) (1)
可见,将mh1,mh2,mh3作为分项控制指标满足最终控制要求。
2 地面控制测量方法
平面控制测量
在精密控制网的基础上,在沿线路方向附近布设施工平面控制点,建立附合或闭合精密导线,具体要求如下:
(1)附合导线边数应少于12个,相邻的短边不宜小于长边的1/2各别短边的边长不应小于100m。
(2)导线点按城市导线标志埋设,点位选在观测条件好且必须在施工期可能发生沉降变形范围之外稳固可靠的地方,并至少能与两个首级控制点通视。
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(3)施工平面控制网采用I级全站仪进行测量,测角四测回(左、右角各两测回,左、右角平均值之和与360°的较差应小于4″),测边往返观测各两个测回,用严密平差软件进行数据处理,点位中误差小于±10mm。
(4)距离测量时读取温度和气压值,测前、测后各读取一次,取平均值作为测站的气候数据,施测时也可以将温度及气压值输入到全站仪内自动进行改正。
(5)精密导线测量的主要技术应符合《城市轨道交通工程测量规范》要求。
高程控制测量
在首级测量水准点的基础上,根据实际情况将高程控制点引入施工现场,并沿线路走向加密高程控制点。高程控制测量的具体要求如下:
(1)水准基点(高程控制点)必须布设在沉降影响区域外且保证稳固便于寻找、保存和引测的地方。
(2)水准网布设沿线路方向布设成附合水准线路、闭合线路