联系测量作为轨道交通工程测量的重要环节，主要任务是将地面坐标系统和高程基准传递到地下，使地上地下的测量工作、工作井和接收井的测量工作采用统一的坐标基准。将地面坐标系统传递到地下的测量工作称为平面联系测量。它是指导盾构推进施工的基本条件，是为盾构推进指示方向，是确保隧道贯通的重要环节。以佛山地铁三号线深村站至电视塔站区间为例，对盾构隧道区间不同的平面联系测量方法进行比较，同时对内外业实施过程进行了相关分析。

一、联系测量的精度分析及方法介绍

平面联系测量任务在于提供地下导线起算边的坐标方位角及起算点的平面坐标。随着仪器精度的逐步提高，起算点的平面坐标传递能较好控制，坐标方位角的传递往往较难控制，需优化测量手段，保证坐标方位角的正确。

联系测量根据导线传递出口的多少可分为一井定向和两井定向。一井定向，地下基线边通常仅15 m左右。《城市轨道交通工程测量规范》（GB/T 50308—2017）规定，基线边方位角检核互差应小于12″。以最不利因素12″计算因基线方位角引起的偏差，约0.9 mm。佛山市轨道交通3号线线路平均长度约2 km，按2 km对基线边方位角导致的贯通误差进行估算。图5.10为贯通误差估算示意图，。

图5.10　贯通误差估算示意图

《城市轨道交通工程测量规范》（GB/T 50308—2017）规定，平面贯通误差应控制在50 mm以内。因基线边过短引起的偏差约120 mm，已经超出了贯通误差要求，盾构将无法出洞。按规范要求横向贯通误差精度指标估算测量精度，相当于工作井内横向误差需≤0.25 mm，角度偏差不宜大于4″，以常规的工程测量手段，按一井定向很难满足控制贯通误差的测量要求。

为减小基线边方位角对贯通的影响，应采用两井定向且尽量拉长基线边。两井定向应尽可能从车站两端向下传递，地下基线边可达到120～150 m。佛山市轨道交通三号线常用的两井定向方法主要有两种：两井定向直接导线法和两井定向吊钢丝法。

（一）两井定向直接导线法

直接导线法按《城市轨道交通工程测量规范》（GB/T50308—2017）第3.3节精密导线网测量有关技术要求进行。导线测量时，宜采用具有双轴补偿的全站仪，垂直角应小于30°；仪器和觇牌安置宜采用强制对中或三联脚架法；测回间应检查仪器和觇牌气泡的偏离情况，气泡偏离超限时应重新整平。此方法测设便捷，是一种常用的方法，在两个竖井内分别布设，地下导线联测成网，形成两井定向直接导线法。图5.11为两井定向直接导线法示意图。

图5.11　两井定向直接导线法示意图

（二）两井定向吊钢丝法

在两个竖井井内挂钢丝，钢丝下面吊10 kg重锤，重锤置于装有油的桶中，防止钢丝摆动，油桶置于井下，在钢丝上部和下部分别贴上反射片。利用在地面近井控制点及井下底板控制点，采用全站仪，测量出钢丝相应的边角关系。边长采取往返测量三测回，各测回较差井上应小于0.5 mm，井下应小于1.0 mm。井上与井下同一边边长较差应小于2 mm。联系测量须独立进行3组，做到井上井下同时测量。互差满足要求后，方可取三次的平均值作为该次的定向最终测量成果。图5.12为两井定向吊钢丝法示意图。

图5.12　两井定向吊钢丝法示意图

二、实例分析

为了对比两种联系测量方法的工作效率，分别选取了深村站—电视塔站区间、罗村站—佛山西站区间及兴业路站—太平站区间作为实例对比，深村站—电视塔区间从深村站出发，向北延伸，沿文华路敷设，下穿文华路连续桥、兴盛石材等厂房及季华路广告牌，最后沿季华六路到达电视塔站。区间总长1.5 km。罗村站—佛山西站区间从罗村站出发，沿机场路西延线敷设，侧穿罗村彭建村民房，经过农田，再下穿芦塘村厂房，到达佛山西站。区间总长2.0 km。兴业路站—太平站区间从太平站出发，经过农田，下穿狮山镇塘头村白中村民小组霍灿厂区桥梁工程、塘头科技园，到达兴业路站。区间总长2.0 km。

（一）深村站—电视塔区间实例

1.两井定向吊钢丝法

图5.13为深村站—电视塔站区间吊钢丝法线路，图5.14为吊钢丝法—— 重锤与油桶。根据施工现场条件及周边环境，深村站—电视塔站区间本次平面联系测量采用佛山市城市轨道交通三号线工程精密导线控制点M3T535、M3T531、M3T532、M3T538A为平面坐标起算依据。施测路线M3T532-M3T535-SCTJ02-SCTJ03-M3T531-M3T538A构成附合导线；井上施测线路M3T531-SCTJ03-钢丝 1，井下同步施测线路SDY2A-SDY1-钢丝 1。井上施测线路M3T535- SCTJ02-钢丝2，井下同步施测线路SDY1-SDY2A-钢丝2。联系测量按照上述施测线路变动两次钢丝，得到3组外业数据。内业采用清华山维测量控制网平差软件对观测数据进行严密平差，求得基线边控制点成果（表5.8）。

2.两井定向直接导线法

图5.15为深村站—电视塔站区间直接导线法线路示意图，图5.16为直接导线法—— 固定观测墩。深村站—电视塔站区间本次测量检测使用了佛山市城市轨道交通三号线工程精密导线控制点M3T538A、M3T531、M3T532、M3T535作为本次测量工作起算点，作业前先检核平面控制点点间相互关系；起算点检测合格后，采用附合导线联测近井点D1、Y1、Y2、X1及基线边控制点SDY1、SDY2A。内业采用清华山维测量控制网平差软件对观测数据进行严密平差，求得基线边控制点成果（表5.9）。

图5.13　深村站—电视塔站区间吊钢丝法线路

图5.14　吊钢丝法—— 重锤与油桶

表5.8　深村站—电视塔站区间吊钢丝法基线边成果

图5.15　深村站—电视塔站区间直接导线法线路示意图

图5.16　直接导线法—— 固定观测墩

表5.9　深村站—电视塔站区间直接导线法基线边成果

（二）罗村站—佛山西站区间实例

1.两井定向吊钢丝法

图5.17为罗村站—佛山西站区间吊钢丝法线路。根据施工现场条件及周边环境，罗村站—佛山西站区间本次平面联系测量采用佛山市城市轨道交通三号线工程精密导线控制点M3T509、M3T510、M3T508、M3T534为平面坐标起算依据；施测路线M3T510-M3T509- LCTJ01-LCTJ02-M3T508-M3T534构成附合导线；井上施测线路M3T509-LCTJ01-钢丝1，井下同步施测线路LCZ4-LCZ6-钢丝1；井上施测线路M3T508-LCTJ02-钢丝2，井下同步施测线路LCZ6-LCZ4-钢丝2。联系测量按照上述施测线路变动两次钢丝，得到3组外业数据。内业采用清华山维测量控制网平差软件对观测数据进行严密平差，求得基线边控制点成果（表5.10）。

图5.17　罗村站—佛山西站区间吊钢丝法线路

表5.10　罗村站—佛山西站区间吊钢丝法基线边成果

2.两井定向直接导线法(www.daowen.com)

图5.18为罗村站—佛山西站区间直接导线法线路示意图。罗村站—佛山西站区间本次测量检测使用了佛山市城市轨道交通三号线工程精密导线控制点M3T509、M3T510、M3T508、M3T534作为本次测量工作起算点，作业前先检核平面控制点点间相互关系；起算点检测合格后，采用附合导线联测近井点LCTJ01、LCTJ02及基线边控制点LCZ6-LCZ4。内业采用清华山维测量控制网平差软件对观测数据进行严密平差，求得基线边控制点成果（表5.11）。

图5.18　罗村站—佛山西站区间直接导线法线路示意图

表5.11　罗村站—佛山西站区间直接导线法基线边成果

（三）兴业路站—太平站区间实例

1.两井定向吊钢丝法

图5.19为兴业路站—太平站区间吊钢丝法线路示意图。根据施工现场条件及周边环境，兴业路站—太平站区间本次平面联系测量采用佛山市城市轨道交通三号线工程精密导线控制点M3T502、M3T503、M3T504、M3T505为平面坐标起算依据；施测路线M3T502-M3T503- TPTJ03-TP13-TP10-TPTJ01A-M3T504-M3T505构成附合导线；井上施测线路TPTJ03-TP13-钢丝1，井下同步施测线路TPY5-TPY4-钢丝1；井上施测线路TPTJ01A-TP10-钢丝2，井下同步施测线路TPY4-TPY5-钢丝2。联系测量按照上述施测线路变动两次钢丝，得到3组外业数据。内业采用清华山维测量控制网平差软件对观测数据进行严密平差，求得基线边控制点成果（表5.12）。

图5.19　兴业路站—太平站区间吊钢丝法线路示意图

表5.12　兴业路站—太平站区间吊钢丝法基线边成果

2.两井定向直接导线法

图5.20为兴业路站—太平站区间直接导线法线路示意图。兴业路站—太平站区间本次测量检测使用了佛山市城市轨道交通三号线工程精密导线控制点M3T502、M3T503、M3T504、M3T505作为本次测量工作起算点，作业前先检核平面控制点点间相互关系；起算点检测合格后，采用附合导线联测加密控制点TPTJ03、TP13、TP12、TPTJ01A、TP10、TP11及基线边控制点TPY4- TPY5。内业采用清华山维测量控制网平差软件对观测数据进行严密平差，求得基线边控制点成果（表5.13）。

图5.20　兴业路站—太平站区间直接导线法线路示意图

表5.13　兴业路站—太平站区间直接导线法基线边成果

注：两种施测方法均严格按照《城市轨道交通工程测量规范》（GB/T50308—2017）中第3.3节精密导线测量及定向测量第8.2.11节的主要技术要求进行。

三、成果比对及施测过程消耗对比

统计两种不同施测方法的基线边成果，统计施测过程中的生产投入。表5.14～5.19为较差成果表。

表5.14　深村站—电视塔区间基线边坐标较差

表5.15　深村站—电视塔区间基线边边长及方位角较差

表5.16　罗村站—佛山西站区间基线边坐标较差

表5.17　罗村站—佛山西站区间基线边边长及方位角较差

表5.18　兴业路站—太平站区间基线边坐标较差

表5.19　兴业路站—太平站区间基线边边长及方位角较差

根据佛山市城市轨道交通三号线发展有限公司的《工程测量管理办法》要求，地下导线点的坐标互差：在近井点附近≤16 mm，地下导线起始边（基线边）方位角的互差≤12″，导线边的边长互差≤8 mm的技术规定，本次两种联系测量的互差均远远小于上述规定，证明两种方法均技术可行。

表5.20为两种施测方法消耗对比。以上案例的车站为2层结构，直接导线法传递两次后可到达底板，测站数相对偏少，测量线路均为强制对中墩，测量精度能有所保证。通过上述对比可知，直接导线法在人工投入、测量时长、设备投入、材料投入方面均较少，受制约条件较小，数据处理相对简便。因此在车站结构较浅2～3层时，宜优先选择两井定向直接导线法。

当车站结构较深达到4层时，单井的直接导线法测站数增加为4站，随着测站数增加，直接导线法的精度将会降低。车站越深时，吊钢丝法的外界环境控制因素及注意事项越多，存在操作困难的弊端。因此，车站较深时，宜根据现场条件选择适宜的联系测量方式。

表5.20　两种施测方法消耗对比

四、小 结

本节通过对平面联系测量不同施测方法入手，结合地铁测量案例分析得到以下结论：

（1）长区间暗挖隧道，一井定向的联系测量精度难以满足贯通要求；两井定向吊钢丝法、两井定向直接导线法等方法，增加了地下基线的长度后，坐标、边长、方位角均能满足规范要求，明显拉高了地下方位角的精度。

（2）经采用两种平面联系测量方法对同一工程进行测量并综合分析，针对通常深度的地下二层、三层车站，使用直接导线法测量时工作量及仪器投入小、受制约因素小、测量简便、数据处理简单，值得全面推广。