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1、城市轨道交通工程 测 量 技 术中铁二局城通公司 2011.01.15轨道交通工程测量的任务和内容轨道交通工程测量应满足其工程建设中的设计、施工 和运营阶段对测量工作的需要。其主要内容包括地面 测量、联系测量、地下测量等三方面的工作。设计阶段任务：为设计工作的各个阶段提供所需要的 地形图或专项测绘资料；施工阶段任务：为实现设计意图进行施工放样和设备 安装、为施工安全进行监控量测、为完工的工程进行 竣工测量等；运营阶段任务：维护线路和改造、结构变形监测等进 行的测量工作。城市轨道交通工程控制网简介一、平面控制网二、高程控制网一、地面平面控制测量1、地面平面控制网的特点平面控制网是在城市一、二等控
2、制网的基础上建 立,通常分两个等级布设,即一等GPS网和二等精密 导线两个等级。GPS网点数较少，起到整体骨架 的作用，而精密导线则是在GPS网的基础上布设 成附合导线、闭合导线；地面平面控制网不但是隧道横向贯通的基础，还 是设备安装、变形监测的基础；由于城市轨道交通建设周期较长，工程建设期间 平面控制点难免发生变化，因此需要在一定的周 期内进行检测，评价原网稳定状况和可靠程度， 确保地面平面控制网满足工程建设需要。2、地面平面控制网的测量步骤收集资料。根据拟建线路的设计资料(尤其是车站 位置、竖井位置和线路走向)，收集和了解沿线现 有城市首级控制网；现场踏勘。在拟建线路附近普查现有首级平面控
3、 制点的保存情况与车站、车辆段以及沿线建筑物 情况和拟埋设控制点的位置条件情况等；选点。根据控制网布设原则以及观测条件进行选 点，GPS点和精密导线点可以同时进行；点位埋设；控制网观测；数据平差。二、地面高程控制测量1、地面高程控制网的特点高程控制网的形状、点位分布应满足工程施工的 需要，根据城市轨道交通总体规划布设全面网。高程控制网通常分两个等级布设，首级是与国家 二等水准相当的城市轨道交通一等水准网，二级 是用于加密的城市轨道交通二等水准；一等网是基础网，一般沿工程线路布设成附合、 闭合线。水准网起算点一般不少于3个，且应该是 城市一等水准网；二等水准网起算于一等水准网 ，主要为施工服务，
4、其网形主要取决于线路形状 ，一般在车站、竖井及车辆段附近布设水准点， 点数不应少与2个。2、地面高程控制网的测量步骤收集资料。根据拟建线路的设计资料(尤其是车站 位置、竖井位置和线路走向)，收集和了解沿线现 有城市首级控制网；现场踏勘、选点。在拟建线路附近普查现有首级 平面控制点的保存情况与车站、车辆段以及沿线 建筑物情况和拟埋设控制点的位置条件情况等；点位埋设；控制网观测。按照控制网等级进行观测；数据平差。第一章:贯通误差及测量精度估算1、贯通误差的概念 轨道交通工程的车站、区间是分别施工的，在 区间中有时为了加快施工进度会在中间开挖一些 竖井以增加掘进面。这样就会出现对向掘进在中 间相通或
5、从车站一端向相邻车站一端掘进在车站 端头相通的情况。不论哪种情况，我们把隧道开 挖相通之处的横截面称为贯通面。相向开挖施工 中线在贯通面处不能按设计位置衔接而产生的偏 差称为贯通误差。贯通误差从几何上说是一条空 间线段，其长短取决于地面控制测量、联系测量 和地下控制测量误差影响值的大小。贯通误差在垂直于中线方向上的投影水平长度称 为横向贯通误差,沿中线方向上的投影水平长度称 为纵向贯通误差,在高程方向的投影垂直长度称为 高程贯通误差。 2、地铁隧道贯通误差限值的确定隧道贯通测量包括地面控制测量、联系测量和地 下控制测量，因此横向贯通误差主要受上述三项 测量误差影响，可以认为各项测量误差对贯通的
6、 影响相互独立，根据误差传播理论则有：m 2= m12 +m22+m32式中m-地铁隧道横向贯通中误差(mm)；m1-地面控制测量引起的横向中误差(mm)m2-联系测量引起的横向中误差(mm)；m3-地下控制测量引起的横向中误差(mm)由于地面测量的条件较地下好，在分配测量误差 时可在等影响原则的基础上作适当的调整，即对 地面测量的精度适当提高一些，而地下控制测量 的精度降低一些。按此原则分配方案如下：m1=25 ，m2=25， m3=35根据误差传播理论可推出： m=SQRT(252+252+352)=49.7mm50mm同理,高程测量误差的计算公式为mH 2= mh12 +mh22+mh3
7、2式中 mH -城市地铁隧道高程贯通误差(mm)；mh1-地面高程控制测量引起的中误差(mm)；mh2-联系测量引起的高程中误差(mm)；mh3-地下高程控制测量引起的中误差(mm)。测量误差分配方案如下:mh1=16 ，mh2=12， mh3=15mH 2= mh12 +mh22+mh32根据误差传播理论可推出:mH =SQRT(162+122+152)=25mm25mm城市轨道交通隧道贯通中误差分配值（mm）名称地面控制网 联系测量 地下控制网贯通中误差横向贯通 中误差 25 25 35 50高程贯通 中误差16 12 15 25纵向贯通 中误差L/5000，L为隧道贯通距离的长度3、地铁
8、隧道贯通测量精度估算R2X-两洞口之间导线点至贯通面的垂直距离的平 方和；d2Y-两洞口之间导线点至贯通上投影长度的平方 和；m-导线测角中误差（根据导线等级进行先设计 ）；ml/l-测边平均相对中误差或精度（根据导线等 级进行先设计一般取1/6000）my、 myl -导线测角、测边误差引起的横向贯 通中误差。横向贯通精度m=SQRT(m2y+ m2yl )m2y=（ m/）2*R2X m2yl = （ ml/l ）2*d2Y举例说明：第二章：施工阶段控制测量一、地面控制测量二、联系测量三、地下控制测量一、地面控制网测量1、项目开工前设计院桩点交接1）交桩由业主主持，设计、监理、施工单位参加
9、；2）项目部接受测量桩点后，应执设计交桩表逐一对照 ，防止交错桩点并进行拍照；3）现场确认桩点交接无误后，复印2份交桩表用于日 常控制测量，原件则组卷入盒。2、GPS网介绍GPS网以城市二等三角点为基础，布设成闭合或附 合路线。沿地铁线路布设GPS控制点，平均边长1 2km，原则上每个车站至少2个点。每个GPS点至 少应与两个相邻GPS点直接通视，便于常规方法检 测及使用；GPS网最弱点点位中误差不大于12，最弱边的相 对中误差不大于1/80000，相邻点的相对点位中误 差10；观测要求及数据处理均按相关GPS测量规范要求进 行。3、精密导线网介绍精密导线点应沿线所经过的实际地形选定，以GPS
10、 网为基础布设成附合导线、闭合导线或结点网。 导线点点位可充分利用城市已埋设的永久标志， 或按城市导线标志埋设，点位可选在楼房上。位 于车站地区的导线点必须选在施工范围之外，稳 定可靠，而且应能与附近的GPS点通视。具体点位 要求如下：点位附近不宜有散热体、测站应尽量避开高压电 线等强电磁场的干扰。相邻点间的视线距离障碍物的距离以不受旁折光 影响为原则。相邻边长不宜相差过大，个别边长不宜短于100米 。相邻导线点间高差不宜大于25，特殊情 况下也不宜大于30。每个导线点应保证两个以上的后视方向， 点位选择应能控制地铁线路和盾构始发、 接受的车站位置，导线点埋设应避开施工 可能影响的范围，导线点
11、应方便使用，利 于长期保存。在盾构始发、接受的车站工作井附近，最 好将点位布设成为强制归心标的形式。4、导线网测量要求外业按四等网精度施测，可采用2级仪器，水平 角方向观测6测回(测角精度不低于2.5)，往返 观测距离，并加入气象、仪器加、乘常数改正， 天顶距观测一测回。当精密导线点上只有两个方向时，宜按左、右角 观测，左、右角平均值之和与360的较差应小 于4。水平角观测遇到长、短边需要调焦时，应采用盘 左长边调焦，盘右长边不调焦，盘右短边调焦， 盘左短边不调焦的观测顺序进行观测。在附合精密导线两端的GPS点上观测时，应联测两 个高级方向，若只能观测一个高级方向，应该适 当增加测回数。精密导
12、线测量的主要技术要求应符合下列规定：5、观测成果处理附合导线或导线环的角度闭合差，不应大于下式 计算的值。W=2mn式中：m测角中误差（）n附合导线或导线环的角度数。导线网方位角闭合差计算的测角中误差应按下式 计算M=(ff/n)/N式中：f附合导线或闭合导线环的方位角闭合差；n计算f时的角度个数；N附合导线或闭合导线环的个数。精密导线测距边的边长投影改正归化到地下铁道交通工程线路测区平均高程面上的测距边 长度，应按下式计算：D=D01+（Hp-Hm）/Ra 式中：D0-测距两端点的平均高程面上的水平距离；Ra-参考椭球体在测距边方向上法截弧的曲率 半径,可取6371000m；Hp测区的平均高
13、程(m)；Hm测距边两端点的平均高程(m)。6、导线网平差精密导线应采用严密方法平差，并分析点位误差 椭圆及相对点位误差椭圆，为下一步区间测量设 计提供基础数据。二、地面高程控制网测量1、水准点的选点布设精密水准网应沿工程线路布设成附合路线、闭合 路线或结点网。车站附近应设置2个以上水准点。精密水准点应选在离施工场地变形区外稳固的地 方，墙上水准点应选在永久性建筑物上。水准点 点位应便于寻找、保存和引测。2、高程控制网的观测精密水准测量的观测方法如下：往测:奇数站上为：后前前后偶数站上为：前后后前返测:奇数站上为：前后后前偶数站上为：后前前后每一测段的往测与返测，宜分别在上午、下午进 行，也可
14、以在夜间观测，由往测转向返测时，两 根标尺必须互换位置。精密水准测量观测的视线长度、视距差、视线高 不应超过表3的规定。精密水准测量观测的视线长度、视距差、视线高的要（m）标尺类 型视线长度前、后 视距 差前、后视 距 累计差视线高度仪器等 级视距视线长 度20 米以 上视线长 度20 米以 下因瓦DS160130.50.33、观测成果处理平差处理：水准网的数据处理应采用严密平差，以深埋水准 点作为已知点，采用强制附合平差，并应计算每 千米高差偶然中误差、最弱点高程中误差。三、联系测量 1、概述联系测量是将地面坐标系统引测传递到地下。主 要工作包括地面趋近导线测量、趋近水准测量， 通过竖井、通
15、道的定向测量和传递高程测量，地 下趋近导线测量、地下趋近水准测量。 2、平面联系测量常用方法铅垂仪、陀螺仪联合定向联系三角形几何定向(目前广泛运用于城市地铁测 量)导线定向测量 钻孔投点3、高程传递常用方法： 悬吊钢尺（钢丝）法 水准测量 光电测距精密三角高程测量在日常施工控制中,我们主要采用联系三角形几何定 向和两井定向。 4、联系三角形几何定向 联系三角形定向测量亦称一井定向测量。一井定 向测量是在一个竖井中悬挂两根0.5mm钢丝， 钢丝下部配重为10Kg并置于废机油之中稳定。在 地面近井点与钢丝组成三角形，并测定近井点与 钢丝的距离和角度，从而算得两钢丝的坐标以及 它们之间的方位角。在井下，同样井下近井点也与钢丝构成三角形， 并测定井下近井点与钢丝的距离和角度，由于钢 丝处在自由悬挂状态，可以认定钢丝的坐标和方 位角与地面一致，通过计算便可获得地下导线起 算点的坐标和方位角，这样就把地上与地下导线 联系起来了，一井定向示意图如下：三角形图形条件要求连接三角形最有利的形状是锐角不大于1的直 伸三角形，在实际测量中一定要达到这个要求。传向角的误差，随角的误差增大而增大，随 边长比值b/a的减小而减小，因此在联系测量的时 候，应尽量使连接点A靠近钢丝（b/a1.5）， 并精确的测量角度。 两根钢丝的距离a越大，则连接角度的
