地铁隧道贯通且内部注浆完成、隧道稳定后,需进行地下控制点联测,联测的成果将作为断面测量、任意设站控制网测量的起算数据。常规的地下控制点联测常以“两站一区间” 为测量单元,以两端竖井的控制点为起算依据,通过区间施工控制中线点或导线点组成附合导线,即风井控制边—区间控制中线点或导线点—风井控制边。考虑到地面控制点通过联系测量引测至地下时产生的测量误差,以及区间联测时存在的测量误差,联测成果可能会有精度超限的情况发生。以佛山市轨道交通三号线创意园站—驹荣北路站、驹荣北路站—东乐路站这两个区间为例,分析长区间与短区间地下控制点联测成果对任意设站控制网的影响。
一、联测方法
创意园站—驹荣北路站盾构区间由创意园站始发,驹荣北路站接收,区间长约1.4 km;驹荣北路站—东乐路站盾构区间由驹荣北路站始发,东乐路站接收,区间长约0.8 km,其施工及测量过程如图5.31所示。
图5.31 施工及测量过程示意图
地下控制点联测分为平面控制点联测和高程控制点联测,由创意园站的控制点作为起始进行测量,经过区间隧道内的控制点,分别附合到驹荣北路站、东乐路站的控制点上。
为了满足地铁施工高精度的要求,本次平面控制点联测使用精度为0.5″的Leica TS60测量机器人,搭载自动观测记录软件,按照《城市轨道交通工程测量规范》(GB/T 50308—2017)中精密导线观测技术要求进行施测,观测技术要求如表5.53所示。
高程控制点联测使用精度为±0.3 mm/km的Leica DNA03电子水准仪,按照《城市轨道交通工程测量规范》(GB/T 50308—2017)中一等水准测量技术要求进行施测,技术要求如表 5.54所示。
表5.53 精密导线观测技术要求
表5.54 水准测量技术要求
二、联测精度评定
(一)平面控制点精度评定
以“两站一区间”为测量单元,分别约束驹荣北路站和东乐路站、创意园站和驹荣北路站的控制点进行平差计算,得到平差结果、精度指标如表5.55所示。从表中数据分析可得:两个区间的联测精度都能满足规范要求,全长相对闭合差均优于1/35 000;驹荣北路站—东乐路站区间的联测精度相对较高,创意园站—驹荣北路站区间的联测精度差一些。
表5.55 各区间平面联测精度统计
将两个区间合并成长区间,约束创意园站和东乐路站的控制点进行平差计算,得到平差结果、精度指标如表5.56所示。从表中数据分析可得,长区间联测精度满足规范要求,且长区间联测精度优于创意园站—驹荣北路站区间的联测精度。
表5.56 长区间平面联测精度统计
对两种联测平差方式计算出的控制点坐标成果进行对比,其中驹荣北路站的两个控制点较差最大,如表5.57所示。从表中数据分析可得,本次长区间联测的成果与短区间联测的成果较差XΔ最大为-7 mm,较差YΔ最大为11 mm,坐标较差不大,对后续使用影响较小。
表5.57 长区间联测与短区间平面联测成果较差(www.daowen.com)
(二)高程控制点精度评定
分别以短区间、长区间来约束两端的高程控制点进行平差计算,得到平差结果、精度指标如表5.58所示,两种平差方式的精度均满足规范要求。对比短区间与长区间高程联测成果最大较差值,见表5.59。综合以上分析得出,本次长区间联测和短区间高程联测精度均满足规范要求,较差也比较小,两种高程联测方式的差异对于后续施工影响甚微。
表5.58 长区间联测与短区间平面联测成果较差
表5.59 长区间联测与短区间高程联测成果较差
三、任意设站控制网
任意设站控制网是为调线调坡测量、设备安装测量、轨道的铺设、轨道的精调、位移沉降变形监测和运营维护提供统一的控制基准。一般在隧道贯通、路基与桥梁等结构的线下工程施工完成后建立。任意设站控制网建立需要收集地下控制点联测后的成果作为已知起算点,测量之前须对平面和高程起算点进行复测和精度检核,观测技术要求见表5.60、表5.61、表5.62。
表5.60 平面测量水平方向观测技术要求
表5.61 平面测量距离观测技术要求
表5.62 自由设站三角高程测量技术要求
任意设站控制网测量的精度要求较高,测量区段长度不宜小于2 km,控制点复测与原测成果坐标较差应小于或等于3 mm,且相邻点的复测与原测坐标增量较差应小于或等于2 mm,而任意设站控制网又是基于地下控制点联测的成果来建立的。因此,尽可能地提高地下控制点联测的精度有利于任意设站控制网的测设。
四、联测方式分析
以某地铁工程某连续的3个区间abc为例,由于施工进度不同,a、c区间最早贯通并且已将联测后的控制点移交给铺轨单位使用,a、c区间的控制点已用作铺轨施工无法更改,等到中间的b区间贯通后进行联测时,全长相对闭合差低于1/35 000,且区间内控制点成果与贯通前成果较差最大为50 mm,不仅联测精度指标不够,且不利于后续施工限界控制,铺轨存在一定风险。这时候只能采取调整b区间内的控制点成果的手段来选取最优方案,经过多次反复调整,最终确定的方案计算出的精度刚好能满足限差要求,与贯通前成果较差最大值也缩小为25 mm。
由以上案例可知,在有条件的情况下,应尽量采用长区间联测,这样不仅可以提高精度,且能给联测成果取值提供更多参考,保障后续任意设站控制网测量的使用。若都采用短区间为单位进行联测,这不仅为后续测量工作增加难度,且存在一定风险,尤其是两端施工进度较快,只留下中间一个区间单独联测风险最大,可操作性就会更小,从而影响任意设站控制网的精度,不利于铺轨的平顺度。
地铁隧道贯通后,进行地下控制点联测时应结合实际施工情况,尽可能地进行长区间联测,长区间联测相比短区间联测精度更佳,对于联测控制点成果的取值有更多参考价值,为后续的断面测量、任意设站控制网测量提供保障。
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