地鐵工程測量技術(shù)及應(yīng)用探索

時間:2022-09-25 11:01:07

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地鐵工程測量技術(shù)及應(yīng)用探索

[摘要]為改善我國城市道路交通擁擠的現(xiàn)象,促進城市快速發(fā)展,需要不斷加強交通管理,特別是地鐵工程的測量。地鐵是現(xiàn)階段最重要的公共交通工具。主要分析了我國地鐵工程測量技術(shù),并且就其具體應(yīng)用進行了研究,在地鐵工程測量技術(shù)的應(yīng)用中,主要有斷面測量、定向測量、無棱鏡測量和工程竣工測量,這些測量技術(shù)可有效提高地鐵工程測量水平,進而推動地鐵工程發(fā)展,改善我國的交通狀況。

[關(guān)鍵詞]地鐵工程;測量技術(shù);應(yīng)用策略

隨著經(jīng)濟與社會的發(fā)展,城市交通擁擠現(xiàn)象越來越嚴重,在此背景下,地鐵已成為重要的城市交通工具,這就需要逐漸提高對地鐵工程的重視程度,特別是地鐵工程測量技術(shù)。地鐵工程施工人員需充分重視工程測量,采取先進的測量技術(shù),對地鐵工程施工的各環(huán)節(jié)進行測量,這樣可有效確保地鐵的質(zhì)量,為城市居民的出行提供便利,進而在最大程度上提高城市居民的生活水平。

1我國地鐵工程測量技術(shù)概述

地鐵在我國城市交通中占有重要的位置,其測量要求較高,但是,現(xiàn)有的測量技術(shù)還不能滿足當(dāng)前的需求,所以,在地鐵工程測量過程中,須有專門的定位控制網(wǎng),進而滿足地鐵工程測量的要求。目前,我國城市地鐵工程測量的定位控制網(wǎng)主要是通過分期布網(wǎng)、交叉布網(wǎng)布置定位測量控制網(wǎng)。在地鐵工程中,豎井聯(lián)系測量方法已經(jīng)不單一地使用聯(lián)系三角的方法,在不斷發(fā)展過程中,已經(jīng)實現(xiàn)了利用全站儀和陀螺經(jīng)緯儀進行豎井聯(lián)系測量。地鐵工程施工過程中,往往會對2個豎井進行測量,雖然這2個豎井可通視,但是導(dǎo)線點無法從巷道兩端導(dǎo)入,只能通過垂線的方法進行投點,把地面上的控制點引到巷道內(nèi),接著使用全站儀激光確定控制點在巷道內(nèi)的具體位置,通過投點完成地鐵工程測量工作。陀螺經(jīng)緯儀主要用來定向和定位,是一種先進的定位儀器,可針對地鐵隧道中的任何一個測量點進行定位,并確定測量線的方位角[1]。陀螺經(jīng)緯儀內(nèi)部有自主定向系統(tǒng),使其能精準定位和定向,陀螺儀具有較強的靈敏度和穩(wěn)定性,還能有效排除磁場的干擾,操作簡單方便。由于陀螺經(jīng)緯儀具有較高的精確性和便捷性,故其廣泛應(yīng)用于地鐵工程測量中。地鐵工程施工過程中,盾構(gòu)機主要應(yīng)用于掘進工作,在盾構(gòu)機無法發(fā)揮作用時,測量人員只能通過間接的方法進行推算。所以,很有必要在盾構(gòu)機掘進時尋找一個利于觀測和保護的觀測點,并且該觀測點在空間中具有一定的穩(wěn)定性。在盾構(gòu)機工作之前,需要進行定位、反力架定位等的測量,盾構(gòu)機的導(dǎo)軌定位測量可避免導(dǎo)軌中線與設(shè)計導(dǎo)軌之間出現(xiàn)偏差,高程的差距也不會特別大,反力架定位測量可確保反力架的高度和俯仰度符合相關(guān)標準,這樣可很好地確定盾構(gòu)機是否偏離設(shè)計軌道。我國地鐵工程斷面測量主要是利用全站儀和計算機等進行測量工作,這種測量方法可有效實施放樣和測量等工作,并且還可在很大程度上提高測量的準確度,特別是在隧道挖掘和支護階段,可有效避免各種問題的發(fā)生。

2地鐵工程測量的影響因素及測量的內(nèi)容

2.1地鐵工程測量工作的影響因素。地鐵工程的施工主要有2個方面的內(nèi)容,即地鐵站和地鐵區(qū)間的施工。地鐵工程測量的常規(guī)方法主要有地面控制測量法、豎井聯(lián)系測量法和區(qū)間隧道控制測量法,這3種測量方法具有較大的誤差,對地鐵貫通的精確度有著較大影響,這也是地鐵工程測量中最重要的3個影響因素。地鐵站和明挖區(qū)間的測量主要利用的是地面控制測量方法,通過地面控制點對車站內(nèi)部的各個關(guān)鍵點進行放樣,同時控制區(qū)間的中線位置,測量結(jié)果的精確度與地面控制點的誤差有密切的聯(lián)系。地鐵暗挖區(qū)間施工過程中最重要的就是統(tǒng)一地面和地下的坐標與方位,確保兩者能夠有效銜接。為達這一目標,一般會使用豎井和構(gòu)建好的地鐵站,將地面信息傳遞到地下,實現(xiàn)兩者的統(tǒng)一。對于暗挖區(qū)間施工來說,測量的精確度直接受到地面控制點、井上和井下測量點的影響,所以,為提高精確度,須降低控制點的誤差。2.2地鐵工程測量的主要內(nèi)容。地鐵工程測量涉及的內(nèi)容比較多,根據(jù)地鐵工程施工可將測量內(nèi)容分為3個部分。(1)地鐵工程的設(shè)計階段。在該階段,地鐵工程測量人員需要測量施工區(qū)域的地形,包括帶狀地形、勘測分界線和測量區(qū)域管線圖等[2]。在地鐵工程地形測量過程中,需要重視線路沿線橫縱斷面的測量,同時,還需注意測繪地下給排水管道等,針對其深度和流向進行測量。地鐵工程設(shè)計階段的測量主要是為提高地鐵線路服務(wù)的合理性,設(shè)計階段的測量工作對后續(xù)工作的展開有著較大的影響,須得到充分的重視。(2)地鐵工程施工階段的測量。該階段的測量工作內(nèi)容較多,且比較復(fù)雜,不僅需測量施工環(huán)節(jié)和鋪軌基礎(chǔ)標準,還需測量設(shè)備和分界線,這些測量中包括的項目有很多種,使得在具體測量工作中會使用到多種測量技術(shù),在此基礎(chǔ)上推進測量工作才能為地鐵工程施工提供保障。(3)地鐵工程運營階段的測量。該階段的測量工作主要包括位移沉降和線路軌道的測量,在測量過程中,可發(fā)現(xiàn)地鐵工程中存在的問題,進而快速解決,避免造成經(jīng)濟損失。總體而言,地鐵工程測量的內(nèi)容比較繁雜,且直接對地鐵工程的安全性產(chǎn)生影響,所以,須充分重視地鐵工程測量工作,不斷提高測量技術(shù)水平。

3地鐵工程測量技術(shù)應(yīng)用

3.1地鐵工程測量應(yīng)用的測量技術(shù)。在地鐵工程中,線路的確定是非常重要的,在線路確定過程中,利用衛(wèi)星影像基本信息,使用三維定位系統(tǒng)收集相關(guān)資料,進而對線路進行比較,在結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟條件的基礎(chǔ)上確定地鐵線路。在地鐵工程線路設(shè)計中,可使用測量機器人進行初步的設(shè)計,進而確定地鐵工程線路的基本信息,之后再針對機器人的設(shè)計進行模擬制樣,這樣就可觀測地鐵工程線路是否具有一定的合理性。地鐵工程測量技術(shù)中,使用無人機對地鐵沿線的地理環(huán)境和建筑物進行觀測,為地鐵設(shè)計提供參考數(shù)據(jù),進而更加合理科學(xué)地設(shè)計地鐵線路。在地鐵工程測量中,使用無人機可提高測量質(zhì)量,降低測量能源損耗,進而有效提高地鐵工程測量的工作效率,同時,無人機的維護和保養(yǎng)也比較簡單,能快速適應(yīng)地鐵工程線路的各種狀況,是一項比較先進的測量技術(shù)。車載移動測量系統(tǒng)是一項新的地鐵工程測量技術(shù),能快速、準確地收集地鐵工程線路相關(guān)信息資料,準確地更新數(shù)據(jù)的變化。車載移動測量技術(shù)主要是收集云數(shù)據(jù)并進行整合,根據(jù)數(shù)據(jù)制訂地形圖,明確反映地鐵沿線的地質(zhì)狀況,為地鐵工程的規(guī)劃和設(shè)計提供信息基礎(chǔ)[3]??蓽y量實景影像的空間信息系統(tǒng),可對地鐵工程線路的管線進行調(diào)查和測繪,模擬地鐵清查線路,為地鐵工程線路設(shè)計提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。3.2測量機器人的應(yīng)用及斷面測量。地鐵工程測量機器人是新的自動化測量技術(shù),能智能地進行地鐵工程測量工作,可智能搜索測量目標,且實時跟蹤和識別,是一項比較先進的測量技術(shù)。地鐵工程測量機器人在具體應(yīng)用過程中,可實現(xiàn)自動化控制、自動調(diào)節(jié)焦距,還可進行遙控測量,收集測量目標的坐標、影像和角度等基本信息,具有較強的精確度。地鐵工程勘測階段,會使用到測量機器人,測量機器人為地鐵工程測量工作帶來了巨大的便利,也有效提高了測量工作的效率和質(zhì)量。在具體測量工作中,測量機器人可對采集到的數(shù)據(jù)進行整合處理,在計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)信息共享,為地鐵工程測量工作提供了基礎(chǔ)。地鐵工程測量時,會應(yīng)用到斷面測量系統(tǒng),該系統(tǒng)可為放樣、測量和計算等工作提供數(shù)據(jù)支撐,為地鐵工程的挖掘和初砌工作提供有力保障。地鐵工程斷面測量系統(tǒng)包括很多方面的內(nèi)容,有數(shù)據(jù)采集器、計算機和全站儀等,使斷面測量系統(tǒng)具有較高的精確度。地鐵工程挖掘工作中,會使用到斷面測量系統(tǒng),進而更加精確地工作,有效控制挖掘的深度和寬度,使其符合相關(guān)的標準,減少資金和資料浪費。斷面測量系統(tǒng)在具體應(yīng)用過程中,具有速度快和精確度高的特征,同時,還可應(yīng)用無反射技術(shù)等進行三維斷面測量,有效提高斷面數(shù)據(jù)的準確性和數(shù)據(jù)采集的速度。斷面測量系統(tǒng)可實現(xiàn)多個斷面同時測量,技術(shù)含量比較高。3.3定向測量、無棱鏡測量和地鐵竣工測量。定向測量技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)了地鐵工程挖掘工作的自動化,在挖掘工作進行過程中,當(dāng)挖掘方向出現(xiàn)偏差時,該系統(tǒng)會及時做出反應(yīng),并且提交相關(guān)的偏差信息,這樣就可使工作人員及時糾正錯誤,提高地鐵工程挖掘工作的準確性,很大程度上減少了投入到地鐵工程挖掘工作中的財力、物力、人力,也在一定程度上降低了地鐵工程測量的工作難度。無棱鏡測量技術(shù)的應(yīng)用可提高地鐵工程放樣工作的精準度,選取合適的參照物,并將其放到實際位置中。在地鐵工程測量工作中,可幫助施工人員及時調(diào)控有偏差的地方,效果明顯。在地鐵工程竣工后,需要利用測量機器人對地鐵工程的各個環(huán)節(jié)進行測量,測量完成后得到的數(shù)據(jù)是地鐵工程驗收的主要依據(jù),這些數(shù)據(jù)也會被當(dāng)作城市測繪數(shù)據(jù)保留下來。通過使用測量機器人可有效測量地鐵工程的結(jié)構(gòu)和尺寸,在具體測量中還得結(jié)合水準控制點和平面導(dǎo)線等,進而提高地鐵軌道的精確度,為地鐵工程測量放樣工作提供保障。

4結(jié)束語

地鐵工程在不斷發(fā)展過程中,其規(guī)模越來越大,人們對其依賴程度也越來越高。地鐵是人們出行最基本的交通工具。由于乘坐地鐵的人越來越多,所以,更應(yīng)保障地鐵工程的質(zhì)量,保障人們的生命安全,促進地鐵有效運營。要想確保地鐵具有一定的安全性,須做好地鐵工程的測量工作,為地鐵安全提供數(shù)據(jù)保障。地鐵工程施工人員須充分重視地鐵工程的測量工作,通過測量可快速發(fā)現(xiàn)地鐵工程中存在的問題,進而快速解決,確保地鐵安全運行。

參考文獻

[1]程棟.地鐵工程測量中平面聯(lián)系測量的應(yīng)用[J].科技展望,2015,25(35):35.

[2]張彬.城市地鐵建設(shè)中的測量技術(shù)分析[J].江西建材,2017(4):44–46.

[3]張賀,任燕.地鐵工程測量新技術(shù)的有效應(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計,2017(2):42–44.

作者:劉文權(quán) 單位:中鐵十九局集團軌道交通工程有限公司