在地铁施工控制测量工作中，常以平面联系测量的方式将地面控制点的平面坐标和方位角传递到地下的基线边上，使地上和地下的坐标系统统一。地下基线边的精度除了受到联系测量传递过程中产生的误差影响以外，还与地面控制网的精度有关。以佛山地铁三号线驹荣北路站—东乐路站区间的盾构基线边为例，分析地面控制网变形所带来的误差对盾构基线边坐标和方位角的影响，同时也为提高盾构基线边的精度提出一些可行性的建议。

一、地铁控制测量技术要求

（一）地面控制网

地面控制网测量应按照《城市轨道交通工程测量规范》（GB/T 50308—2017）中精密导线网技术要求进行测量，一般以首级GNSS点或精密导线点作为已知点，布设附合导线或闭合导线。作业时应按要求对已知点进行检核。边角观测值满足有关要求后，进行边长投影改正，严密平差求算各点的坐标。精密导线网技术要求如表5.21所示。

表5.21　精密导线网测量技术要求

注：① n为导线的角度个数，一般不超过12。
② 附合导线路线超长时，布设结点导线网，结点间角度个数不超过8个。

（二）平面联系测量

平面联系测量的目的是将地面控制点的坐标和方位角传递到地下，为隧道开挖提供测量依据。联系测量质量的好坏将直接关系到隧道的贯通精度，是隧道贯通的基础。

平面联系测量根据车站和区间竖井的具体情况，选用铅垂仪（钢丝）+陀螺仪定向、一井定向、两井定向、导线直接传递定向、区间地面钻孔投点等方法。

佛山地铁三号线驹荣北路站—东乐路站盾构区间由驹荣北路站始发，驹荣北路站车站长约200 m，车站两端均有井口，适宜采用两井定向的方式做联系测量。地面导线加密测量由已知点A和已知点B作为起始边，经过近井点A、近井点B附合到已知点C和已知点D上，在车站两端井口附近各悬挂一根钢丝，井上、井下分别以近井点、基线点设站同时观测钢丝，测量示意图如图5.21所示，测量成果精度如表5.22、表5.23所示。

图5.21　测量示意图

表5.22　联系测量精度统计表

表5.23　贯通误差统计表

由表5.22可知，本次联系测量的精度满足规范要求，点位中误差为3.1 mm，小于限差±10 mm，基线边全长相对闭合差为1/400 000，小于限差1/35 000，成果精度较好。此外本次联系测量中，第三方测量单位的成果与施工单位的成果较差较小，可认为本次测量精度高。由表5.23可知，贯通误差最大为10.4 mm，由此可见隧道掘进过程中地面控制测量和地下控制测量精度均较高，可以此为模型来进行控制网变形分析。

二、控制网变形分析

驹荣北路站—东乐路站区间为南北走向，地下盾构基线边也是南北走向，考虑到地面已知点的Y坐标变化对基线边方位角影响较大，现通过改变已知点B的Y坐标取值来模拟其点位变形，由地面附合导线计算出近井点的坐标，再由近井点坐标成果计算出地下基线点坐标及方位角，分析其变化规律。计算成果比较见表5.24及表5.25。

表5.24　近井点成果比较表

续表(www.daowen.com)

表5.25　基线点成果比较表

由表5.24可以得出，当已知点B的Y坐标变化超过15 mm时，近井点的坐标变化量已超过规范所要求的近井点的点位中误差小于±10 mm。由表5.25可以得出，当已知点B的Y坐标变化超过25 mm时，基线点的坐标变化量已超过佛山市城市轨道交通三号线发展有限公司工程测量管理办法所要求的地下近井点点位中误差小于±16 mm。

在隧道掘进导线传递过程中，在不考虑测量误差的情况下，隧道内控制点成果也会由于基线边方位角存在较差而产生差值，尤其距离贯通面最近的控制点差值最大。本区间的基线点及洞内导线点的布设基本与线路方向一致，贯通面附近的导线点的Y坐标变化量YΔ约为：YΔ=L×sin αΔ，L为贯通面附近导线点至基线点的距离，αΔ为基线边方位角变化量。

通过比较不同区间长度下，控制网变化对贯通面附近控制点的影响，具体情况见表5.26。

表5.26　贯通面导线点坐标变化量比较表

根据佛山市城市轨道交通三号线发展有限公司工程测量管理办法要求，地下导线点在贯通面附近的坐标较差限差应不大于±25 mm。由上表可知，1 000 m的盾构区间允许已知点的坐标变化量不超过±20 mm，1 500 m的盾构区间允许已知点的坐标变化量不超过±15 mm，2 000 m区间的盾构区间允许已知点的坐标变化量不超过±10 mm。

综上可知，对于1 500 m以下的短区间而言，当地面控制网中起算点变形超过±15 mm将会使基线点的坐标成果影响较大，不利于盾构顺利掘进；对于1 500 m以上的长区间而言，应将地面控制网中起算点变形控制在±10 mm以内，才可能满足地下控制测量需求。

三、提高基线边精度措施

基线边是施工阶段车站内永久保存的地下导线起算控制边。

（一）加强对控制点检核及保护

地面控制网的坐标精度质量至关重要，保证地面控制点坐标的精度，应当引起我们的重视。在地面导线测量的时候，应考虑地铁或周边施工对控制点的稳定是否产生影响，测量过程中应加强点位稳定性检核，若发现角度或边长超出限差要求的情况，应及时采取措施应对，对相邻控制点的边角关系进行检查，找出变形的控制点后对其进行加密或舍弃。此外，应定期对控制点位进行巡视，加强对点位的保护措施，避免要使用的时候才发现点位已变形或被破坏，影响测量的正常作业。

（二）优化地面控制网

本标段项目最初进场时接桩的地面控制网为单导线网型，单导线虽然能减少控制网复测的工作量，但在实际施工过程中也会存在一些问题，例如：由于控制点有限，在做控制测量时可采用的起算点较少，往往需要增加测站数，精度也会更低；若地面控制网存在有破坏或点位由于各种原因不能使用时，需要通过做加密控制点来解决燃眉之急，不仅突增测量的工作量，且易耽误工期。因此，建议地面控制网时布设为网状，增加各控制点的观测方向，这样不仅能保障使用，还能提高控制网精度。

（三）应用高精度的仪器设备

地铁施工测量涉及地上和地下多种不同测量技术手段，光是盾构掘进时进行的联系测量就分为3个测量步骤，每个测量步骤所带来的误差也是不容忽视的，应用高精度的仪器设备可减小测量误差，大大提高测量精度。现在常用的0.5″级高精度测量机器人可很好地满足地铁施工测量，不仅能提高测量精度，其自动测量等智能功能可大大减轻测量作业人员的工作量，提高工作效率。此外，对于仪器设备我们应当建立严格的自检管理体系，定期对仪器设备进行校准，爱护仪器设备并定期做清洁工作，这也有利于延长仪器设备的使用寿命。

（四）规范作业流程

地铁施工测量的作业种类繁多，因此规范测量工作流程，也是重要的技术要点，这对于保证测量精度质量，有着重要的意义。首先，每次进行测量作业前应进行技术交底，作业人员应清楚每项作业流程及作业要求，切忌埋头苦干结果测的数据无法使用导致返工。例如：在做联系测量时要先做好控制点检核；悬挂钢丝过程中应仔细观察钢丝是否有晃动、重锤是否触碰油桶，避免出现钢丝有位移的情况；调整钢丝时应尽可能地移动范围大一些；进行导线测量过程中，选用的导线边长应大于50 m，可将以前的数据用作参考，避免出现粗差。总而言之，加强施工测量工作管理，建立规范的管理体系，定期对测量人员做技术培训，规范整个测量流程，是测量工作开展的关键。

四、小 结

地面控制网变形对于盾构基线边的影响是不容忽视的，对于1 500 m以下的区间，控制点变形应控制在±15 mm以内；对于1 500 m以上的区间，控制点变形应控制在±10 mm以内。在每次联系测量工作前，应加强对地面控制点进行检核，发现控制点实测边长与坐标反算边长较差超过±10 mm，或大于边长比例误差1/80 000时不可直接作为起算点使用，应及时采取措施进行整改。加强控制点巡视保护、优化地面控制网、使用高精度仪器设备、规范测量作业流程亦是保障测量精度的关键所在。