地铁测量基准的建立与运用

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摘要：该文阐述了地铁测量工程的主要内容，分析了建立测量基准的必要性。以某市地铁工程的建设为研究对象，分别对地铁专用基准网的建设和维护使用进行探究。

关键词：地铁；测量基准；控制

网地铁工程的建设具有覆盖面广、建设周期长、施工条件复杂等特点，对工程测量水平的要求较高。如今很多城市的地铁工程建设规模都在不断扩大，一套科学、合理的地铁基准体系，将是工程各建设活动开展的重要依据。因此，针对地铁测量基准体系建立和应用维护策略的研究，十分有必要。

1地铁工程测量工作的主要内容和现存问题

1.1地铁工程量工作的主要内容。在现代城市地铁的施工当中，测量内容包括地上、地下和联系测量三个重要构成。其中，地面控制测量主要是基于地铁施工实际环境和技术要求，为相应的测绘工作提供起算数据，目的在于为各段工程施工建立相应的标准，降低测量误差，提高整体性。同时，地面控制测量的内容又可以分为高程控制测量和平面控制测量。高程控制测量有两个等级，即加密水准网和城市二等水准精度水准网[1]。平面控制测量也拥有两个等级，包括首级控制网卫星定位控制网、次级网精密导线网。主要是根据地铁工程建设规划中的建设顺序，按照线路的走向，独立布设测量点，实现最终测量体系的构建。另外，联系测量是实现地面、地下测量数据传输、交换的中间站，有助于将地面控制测量的空间三维信息精确地传递至地下，进而提升地下控制测量的精准性。1.2地铁工程测量控制网的现存问题。其一，目前地铁施工建设以及测量基准控制网的构建过程当中，存在不同阶段、区域测量数据不一致的问题。而随着当今各地区地铁工程规模越来越大，地铁工程线路越来越复杂，施工和测量工作面临的环境干扰因素也越来越多，直接的结果就是测量数据的精确性和一致性会出现问题。其二，测量控制网的构建工作未得到重视。虽然测量控制网的建设对地铁工程施工进度有重要影响，但是由于受到环境因素的影响，相关测量工作的难度较高。

2建立地铁测量基准控制网的必要性和重要性

2.1有助于改善多线路连接问题。目前，我国多数地铁工程的测量体基准控制网都是采用的分期建设的模式，在单个线路当中，需要使用前期坐标系，以便让该线路与其他线路进行连接，实现线路的扩展。而通过将工程测量基准网中全部数据纳入统一坐标系，再结合坐标系实际情况，对相关线路进行连接，可以很大程度上避免坐标转换过程中可能出现的差异问题。也就是说，通过构建完善的地铁测量基准控制网，有助于让不同改线路中坐标的形成有机的整体，降低了多线路连接问题的发生概率，进而有效规避各种干扰因素，提高工程施工的效率。2.2有助于提高控制网管理水平。城市轨道交通的建设，覆盖了城市大部分地区，涉及到大量地下工程的建设，对工程管理提出了非常高的要求。在实际的施工建设当中，需要通过构建系统化的基准控制网，将地铁工程和城市其他相应的市政工程进行衔接，进而提高城市综合管理水平。具体来讲，在地铁施工中，施工单位通过对地质结构、城市环境的勘察，进而完成对地铁工程的设计施工，在此基础上，建立测量基准控制网。另外，技术人员还可以在工作中对控制测量标志进行保护，并对控制网展开复测工作，及时发现问题并进行有效处理。显然，测量基准网的建设，将给地铁工程乃至整个城市市政工程体系的管理提供便利。

3地铁测量基准的建立与应用分析

某地铁工程位于北京市，为该市东区重要公共交通工程。因为地铁交通工程建设的不可逆性，所以有必要建设稳定的高精度地铁测量基准网，确保工程施工达到设计要求。地铁测量基准网的建设，需要考虑实用性、稳定性和可拓展性，确定好起算参数，建立合适的专用控制网。为此，该工程施工单位采取的建设及应用策略如下：3.1地铁测量基准控制网的建设。3.1.1平面控制网。该地铁工程施工单位将经过某地的车辆段子午线作为中央子午线（116°55’38’’），投影面高为430m。然后，将既有的两条线路两端GPS点和交叉点中的5个GPS点由现有的C级提升到B级，进而与国家B级网联测。然后，根据国家相关规定，建立规范的转换关系。以该5个GPS点作为地铁测量基准网络的基本框架，后续建立的所有网都以其中的两个GPS点作为起算点，其他的GPS点则作为检核点。通过这种方式，构建了一套平面控制网，而对于进入相邻地区或是远离北京市的控制网，则根据相应的变形限制情况，采取坐标转换或分带的方式，与周边城市地区的坐标系统进行连接[2]。3.1.2高程控制网的布设。在本工程中，施工单位技术人员采用了现有的2个深层水准点作为起算基准点，同时在另外2条现有线路的两端，以及相应线路的交叉位置增加了深层水准点。其中，标石布设在地下稳固的持力层上，埋深为25~30m。通过这种方式，建立了一套覆盖面合适、分布均匀、稳定性强的水准点，基于此可以对沉降漏洞、地下裂缝等情况进行监测，进而为地铁工程建设和运营监测打下了可靠的基础。为了确保高程控制网布设质量，技术人员通过环境勘察选择了开阔地，有助于实现GPS联测，为后续的GPS高程测量建立参考。3.2测量基准控制网的使用和维护。3.2.1平面控制网。为了确保控制网的应用价值得到最大限度的发挥，需要在地铁工程开工前6个月左右的时间点建立平面控制网。在建立完成以及工程开工阶段，要使用相同的精度对控制网进行复测，并且在工程建设阶段按照每年一次的频率进行复测，直至工程竣工。考虑到如今很多城市的地铁工程都是多线路同时建设，在对GPS控制网进行复测时，要做好统筹规划和协调，做好控制网稳定性的把控。针对新的地铁工程线路建立GPS平面控制网时，要对已有线路控制网两端的GPS控制点进行联测，提升控制网的可靠性。如果在联测过程中出现超限的问题，应当具体分析原因，有必要时针对实际情况启用新坐标。3.2.2高程控制网。针对高程控制网的使用和维护，同样需要结合实际情况制定合理的策略。比如，在该北京地铁工程中，两个深层水准点启用之后，自启用时间，按照10年1次的频率，将水准点和国家水准网进行联测，并且与相关单位合作，进行维护。在施工过程当中，针对地面水准网的复测，要根据实际情况和施工要求进行，确保复测方式的规范性和实用性。在地铁工程建成投入使用之后，还要按照4年1次的频率进行联测，联测内容包括对深层水准标石、浅层水准标石以及部分稳定的普通水准点的检测。针对重点监控的区段，要将浅层水准点和深层水准点作为起算点。3.2.3沉降监测。在地铁工程的建设施工以及测量控制网的建设应用中，不良地质条件的不利影响较大。为此，要考虑当地特殊的地质条件和环境特点，重点明确特殊情况。在此基础上，做好一般监测、重点监测点的划分，并做好分段管理。为此，本工程案例中施工单位首先对工程本工程覆盖区域乃至整个北京地区的地质条件资料进行收集，对重点区域进行全面勘察，明确沉降漏洞、地裂缝等不良地质条件。针对规划的路线经过不良地质段的区域，使用十字骨架测量网和GPS测量技术，为工程的建设施工提供重要数据依据。其次，针对新的地铁工程施工段，技术人员将首次布网测量和开工复测进行对比，明确沉降区段，再结合前期的监测结果，编写一套完善的监测方案，便于对相关不良地质区段开展重点监测工作。要注意的是，需要将地质自然沉降以及施工局部沉降情况进行有效区分，做好各方面测量的及时汇总，形成完整的数据库。最后，在工程土建施工完成之后，要全面监测地下隧道各位置的情况，在地面则要重点监测不良地质区段。考虑到地铁地下隧道空间有限，加上地铁工程投入运营之后，隧道环境复杂，需要全面配置自动监测仪器，实现对隧道部分的实时监测。

4结语

综上所述，地铁工程作为关乎现代城市发展的重要工程，其建设施工水平至关重要。在地铁工程的施工建设中，需要秉承科学、规范的原则，建立一套成熟的测量基准控制网，为工程施工、后续运营管理乃至整个市政管理工作打下可靠的基础。在地铁测量基准控制网的建设中，要采用现代技术，做好地质勘察和城市环境分析，并做好工程维护管理，进一步发挥测量基准控制网的应用价值。

参考文献：

[1]苏增云.地铁工程GPS控制网建设及数据处理分析[J].城市建筑,2017,(8):411.

[2]刘玉强.地铁测量基准的建立与应用[J].科技资讯,2018,16(26):37,39.

作者:刘海世 单位:北京城建勘测设计研究院有限公司