城市地铁工程定向测量及变形监测技术研究

城市地铁工程定向测量及变形监测技术研究

农运珍

南宁市勘察测绘地理信息院

摘要：近年来随着城市地铁建设规模的不断扩大以及人们对地铁出行依赖程度的提升，地铁的安全施工和运维成为关系民生的大事。而测量工作为地铁安全提供了重要的数据支撑和保障。本文在分析地铁施工定向测量方法、特点、影响因素等问题的基础上，对变形监测技术进行了分析，其结果对指导地铁施工测量，保证地铁安全稳定运行具有重要意义。

关键词：地铁工程；定向测量；变形监测

由于我国人口数量较多，这就需要足够的交通工具来保证人们的正常出行。当前在市场上主要有小汽车、公交车以及自行车等交通工具。相比较而言，私家汽车虽然方便，但是成本太高，对于许多普通家庭而言并不是一个合理的选择。而公交车由于中间站点比较多，行驶速度较慢，对于一些长距离的工作一族而言并不是理智的选择。在这种情况之下，地铁这一绿色环保且便捷的交通工具有效的解决了这一问题。根据相关的数据资料显示，目前市场上越来越多的人选择了地铁这一交通出行方式，它在人们的生活之中扮演着愈加重要的作用。由此可见，对于地铁在使用过程当中的后期维护一定要加大监测力度，以此来保证这一交通工具的正常运行。

一、定向测量技术的类型以及特征

（一）定向测量的主要内容

1、地面控制网定向测量法

这种方法离不开地理信息技术手段的支持，其中最常用的便是GPS信息网络技术。地铁运营公司通过对测量收集的地域资料进行深入的分析，及时发现出现的新问题。然而这种测量方法也是存在一定弊端，由于它所选择的GPS技术只能够负责收集数据，对这些数据并没有一个自动分析和处理的能力，所以这就要求地铁运行公司要另外设置相关的处理系统，这就会在某些方面加大了人力和物力资源的耗费，对于初期发展的公司也不是一个理智的选择。

2、地铁工程的施工测量

俗话说得好，“良好的开端是成功的一半”，说的就是这个道理。要想让地铁的使用寿命够长，减少后期的维修治理工作，节约地铁公司的人力、物力和财力资源，就必须严格重视地铁工程的施工建设环节，也只有这样才是许多公司最明智的做法。同样的，地铁是建设在地下的，所以对于地形地质有着特殊的要求，这是在监测工作当中的重要一部分。也就是说，这里的监测主要是指对于一些可能会影响地铁建设的自然因素。当然除了要考虑自然因素之外，我们还要充分的考虑好当地的人文因素，只有在万事俱备的情况之下我们才可以保证地铁的良好运行。

3、地铁工程监测

这部分所涉及的范围就比较广了，但是它又比较侧重于整个施工的管理系统。要知道，地铁建设是一个巨大而复杂的工程，它必须要求所要建设的城市具有一定的自然环境以及一定的经济实力，只有具备这些才能保证这个地区有建设地铁的资格。公司无论是从最初的决策环节，还是中间的施工环节以及之后的监督环节都要有一个良好的运营系统，一旦在哪个环节出了问题，就必须及时得以解决。

（二）定向测量的主要特点

在我国，由于经济建设的需要，越来越多的城市开始进行地铁建设。而科技水平的不断提高，突破了以往受自然因素条件的限制，地铁可以说已经成为了哪里需要便可以进行建设的大工程。所以在这一时期它所显现出来的新特点就是可以突破空间的限制，施工的规模变得更加宏大，周边的建设环境也越来越复杂，施工难度越来越大，相关的科技水平也发展得越来越快。但是在我国目前还没有出现哪一个企业拥有独立承接一项地铁建设工程的能力，每一个项目都是由许多个公司来共同建设。这也就迎来了另一个问题，那就是如何做好分工工作，特别是在施工环节，如何处理好中间的交接工作使得地铁工程一体化，而不会因为某些方面而导致这项工程不能够正常运行。

二、城市地铁工程定向测量的主要方法

在地铁工程施工中，为了控制隧道施工的贯通误差，需要根据施工现场条件采用适当的施工措施，同时设计和采用合理的测量方法，以保证隧道按照设计精度和要求贯通。

1、联系三角形法

联系三角形法主要是通过在地铁隧道施工竖井处悬挂两根钢丝，由井上近井点测定到悬挂钢丝的距离和角度，算出钢丝的坐标及与钢丝间方位角，同时在井下测量作业时，通过坐标传递和数值计算等方式得出地下导线起始边的坐标和方位角的测量方法。竖井三角形联系测量主要优点是运用普遍，精确度高，缺点是对钢丝稳定度要求高，观测繁琐，时间长，计算量大，对测量环境的要求较为严格。

2、竖直导线定向法

竖直导线定向是竖井联系测量的另一类，该测量方法的原理是将地面控制点的坐标、方向通过竖井传递到井下，并使地上和地下同处于同一坐标系统。竖直导线定向法对地铁工程的定向测量尤为适用，城市地铁工程一般深度较浅，处于地下20米范围以内，采用竖直导线定向法原理更简单，且易于操作，布网灵活，利于优化设计，测量精度较高，能满足施工精度要求。同时采用竖直导线定向法测量对施工测量现场的场地要求低，对施工的干扰较小。

3、水准陀螺仪联合定向法

水准陀螺仪联合定向方法原理就是利用垂准仪投出地上、地下在同一铅垂线上的点位，根据地上、地下陀螺定向成果计算出投点在空间的平面夹角，使地上、地下的导线连成一体，把地上导线坐标、方位角传递到地下导线。在地铁工程施工，联合定向法相比其它定向测量方法而言，作业效率更高，同时不受井筒孔径大小限制，作业精度也能够满足要求，应用相对广泛。

三、地铁工程的监测技术研究

由于地铁建设项目在我国才刚刚起步，还属于初步探索阶段，并不具备相关的丰富经验，特别是与国外发达国家相比，仍然存在较大的差距。而且就目前的地铁测量情况来看，无论是在前期的决策阶段还是中间的施工阶段都存在一些较大的问题，严重影响了我国地铁运行系统的良好运行。

具体来看，在前期的决策环节，企业由于缺乏相关的监督机制，所以会在这个阶段发生一系列这样或是那样的错误，如果说良好的开端是成功的一半，那这样的错误必然会使得整个建设施工系统崩溃，从而产生不可估量的后果。虽然说这种错误在我国发展史上并没有太多的例子，但是为了以防万一，企业应尽量重视这一环节，建立企业健全的监督机制，这样才能够保证接下来的施工工作能够顺利进行。除此之外，我们都知道，地铁建设是一项非常庞大的工程，并且还涉及到大量的专业知识，这也就需要大量的专业人员来共同完成这项工作。但是实际的情况却是这样的，为了实现成本最小化和利润最大化的目标，大多数的企业会聘用一些高质量的管理人才和技术人才，对于施工过程当中所需要的基础工人都不做过多要求。其实，这种做法虽然维护了公司的眼前利益，却忽视了它的长远利益，加大了后期的工作维护力度，是一个不明智的选择。所以，企业一定要加大对基础型员工们的培训力度，提高他们的专业素养，让他们在具体的工作当中能够依照规定来实施，减少失误的发生，尽最大可能的保证该项地铁工程的质量。另外一方面，虽然我国在此领域小有成就，相关的科技水平也获得了不断的提高，但是仍然还会出现一些较大的问题，大多数的地铁工程随着时间的推移会出现许多的缺陷，而这些缺陷则要消耗更多的人力、财力以及物力资源，有些缺陷仅仅依靠一般的技术水平是难以解决的。这就要求我们一定要积极引进国外先进的技术，运用到我国的施工环节当中，以此来不断提高我国的地铁建设系统工程的良好发展。

地铁工程变形监测工作要遵循规范标准、设计要求。监测方案要经过评审，施工变形监测频率最低为每天一次，第三方监测为每三天一次，变形监测的核心是设置基准点，基准点应选设在远离地铁基坑或隧道施工影响区的稳固位置，沉降、位移等各项监测均要设置基准点，并满足规范要求。变形监测的初值要在施工影响前测定，至少两次独立观测合格结果取均值，监测数据必须真实、准确，保留有效的原始记录，监测仪器需要保持正常，按规定进行检定，并经常比对测试结果。

四、结束语

经过以上的阐述，相信大家对于我国现阶段的地铁监测技术所面临的一些问题都有了一个大致的了解，同时对于其具体的测量方法也有了一个基本的认识。根据人们生活的需求来看，地铁已经成为了人们生活当中不可缺少的一部分，无论是对于人民群众的日常生活还是对于地区乃至国家的经济发展都发挥着不可小觑的作用。所以地铁工程的质量水平必须要得到良好的保证，而相关的测量工程技术也需要得到进一步的升级，也只有这样才能够达到预期的效果。

参考文献：

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