浅谈地铁车站施工中的平面控制测量
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摘要：地面平面控制测量、井上井下联系测量、地下平面控制测量及盾构吊出井联系测量是引起城市轨道交通工程项目测量贯通误差的主要来源，本论文以地铁车站施工中的平面控制测量影响因素以及对策展开科学论述。
关键词：平面控制;测量贯通;误差;误差分析
前言：
随着城市化进程的加快，城市人口的急速膨胀和现代化生活节奏加快，人们出行次数增多以及汽车的普及，相应的城市交通量大大增加，修建地铁已经是各大城市基础建设的必要内容。地铁一等平面控制网布设技术贯穿城市轨道交通建设的整个过程，其施工环境经常处在建筑物密集、地下管线众多地区;伴随着城市的迅速发展也存在地区不均匀沉降问题，轨道交通控制网精度自身要求较高，由于地铁施工周期较长和周边环境的变化可能影响到点位的稳定，使控制点发生沉降或位移。为避免发生质量问题，必须定期对控制点进行测量，及时掌握其情况，确保整个过程的导线精度和网型长期稳定。该论文主要从地铁二等平面控制网的布网方案设计和应用徕卡LGO后处理软件和中海达HGO数据处理软件对二等平面控制网测量数据的内业处理方法两个方面进行说明。在最后提交三维无约束平差报告和二维约束平差报告，平差后精度达到了二等平面控制网的精度要求。
1地铁区间贯通测量控制主要影响因素
地铁工程区间施工往往是要通过已施工好的车站、竖井、盾构井把坐标及方位传递到地下，从而将地面和地下控制网统一为同一坐标系统，作为地下导线的起算坐标、起始方位角，依此指导和控制地下区间隧道开挖并保证正确贯通。因此地铁区间施工产生的测量误差除地面控制点的精度引起外，还包括井上与井下联系测量误差以及区间隧道施工控制测量误差。故地面控制测量、井上井下联系测量、地下控制测量及盾构吊出井联系测量是地铁施工测量的四个关键因素，也是直接影响地铁贯通精度的关键控制点[1]。
2二等GPS网方案设计
二等平面控制网控制点埋设基本要求：在埋设卫星定位控制网点时还应注意如下：①控制点埋设时应选择线路两侧不易被破坏，且地面稳固性好的点位，选择远离施工变形场地范围外的地方，有利于埋设点长期保存;②地铁的沿线树木较多，为此控制点周围应视野开阔，通视性要良好，其所架仪器高度角15度范围内，不应有连续遮挡物;③控制点应远离无线电发射装置和电力高压线，地铁的线路附近有高压输电线路，在埋设控制点时应注意控制好与高压线的距离;其间距不应小于50m;（2）仪器以及软件选择：a、采用徕卡GS14、GS08接收机;b、LGO是徕卡测量系统的一款商业数据处理软件;C、HGO是中海达推出的第二代静态解算软件;（3）网型设计;（4）方案特点：本工程卫星定位控制网按地铁首级控制网的精度进行设计，并对网形进行了优化设计，预留了一定的精度储备，以满足扩展地铁精密导线的需要。卫星定位控制网采用边、网混连式的网形结构，保证了一定的重复上站率，增强了网形的图形强度，并且还需要有足够的多余测量，同时能够具备良好的自检能力。
3外业观测
（1）基本要求：测卫星数（颗）≥4;平均重复设站数（次）≥2;观测时段长度（min）≥60;数据采样间隔（s）=5;点位几何图形强度因子（PDOP）≤6.0（2）记录观测手簿。（3）观测收尾。（4）补测与重测。
4GNSS基线处理：
（1）全部基线处理：a、基线选择。在缺省情况下，软件将处理项目中所有可能的基线。b、设置基线处理形式包括：高度角：在观测条件不太理想的情况下，可以适当增大高度角数值。低高度角卫星的信号容易由于信号遮挡或在对流层中传播更长的距离而产生更大的噪声。星历选择：因本项目为一等平面控制网，星历选择了广播星历。均方根误差是观测值中噪声的量度，观测值解误差的均方根，一般是越小越好。比率是用于评估最好的方差与次好基线解的关系（仅用于固定解），能以何种程度确定整周固定解的量度[2]。参考因子也是参考方差，是基线处理器将期望误差估计到了何种程度的量度。c、处理基线。
5地面控制網控制测量的任务：
（1）代表建设单位对施工单位施测的控制网进行验收，定期进行检测，一般一条线路在施工开始前检测一次，以后在适当时候再检测一次，并对该网做出正式评价。（2）维护施正期间地露的平面、高稳控制网的完整性，控制点不被破坏，必要时为方便施工引测加密部分地断控制点。（3）管理地面控制网测量资料，代表建设单位向施工单位秘监理单位提供GPS控制点、导线点、水准点的点位和资料，并签署交接文件。（4）对施工单位的测量资料及成果提出意见和结论，分析解决地铁测量中的偶发问题。
6三维无约束平差：
三维无约束平差采用中海达HGO数据处理软件进行。其步骤为：要根据GNSS控制网方案设计书、GNSS控制网图、GNSS接收机数量，确定独立基线条数，并选取全部独立基线构成闭合图形，以三维基线向量及其相应方差、协方差作为其中的测量信息，利用GNSS图形网一个中间点（规划局）作为城市现有WGS-84坐标系的三维坐标作为起算数据，在WGS-84坐标系中进行三维无约束平差，并提供WGS-84的三维坐标、平差后的基线及标准差、基线边长及点位和边长的精度信息，这些数据一部分可以在HGO数据处理软件中进行设置，一部分由HGO数据处理软件平差后输出的报告提供[3]。
7地面控制测量
控制测量控制点（GPS点及精密导线点）由业主提供，在施工前须对其进行复测并根据施工需要进行控制点加密。根据本标段的工程特点，利用业主提供的测量控制点，在施工场区内加密布设精密导线网。精密导线点应沿区间隧道所经过的实际地段选定，以业主交桩的控制网点为基础加密布设附合导线、闭合导线或结点网;为了保证本标段与相邻标段的贯通衔接，导线测量至少要联测到相邻标段所用的两个以上控制点。联测平差后的控制点成果方可作为后续测量工作的起算依据[4]。
8联系测量
联系测量是连接地上与地下坐标及方位的一项重要工作，其主要方法有：导线定向、联系三角形定向、钻孔投点定向、垂准仪与陀螺全站仪联合定向。广州市轨道交通十三号线施工八标工程联系测量采用联系三角形定向，为提高地下控制测量精度，每次申报地下导线点要进行3次独立联系测量，若根据每次联系测量数据计算出地下起算边方位角较差超过12″，则从新进行联系测量;当地下起始边方位角较差小于12″，取各次成果的平均值作为后续测量的起算数据[5]。
结束语：
地面控制测量和地下控制测量技术成熟，测量精度比较容易控制;联系测量是影响隧道贯通精度的又一个重要环节，平面联系测量应根据城市情况、地铁施工方法、隧道内施工环境等多种因素而选择合理的方法，才能确保联系测量产生的测量误差满足规定要求，从而为地下控制导线提供合格的起算点坐标和定向边方位。只有使地面控制测量、联系测量、地下控制测量及区间隧道施工测量紧密的联系在一起，采取有效的措施，才能提高测量精度，确保地铁区间的精确贯通。
参考文献：
[1]刘晓华. 城市地铁施工测量中的若干问题研究[D].西南交通大学，2016.
[2]秦俊，周毫，龚文超.浅谈地铁地面控制测量[J].水利水电施工，2016（05）：102-103+115.
[3]贾王军.地铁贯通误差分配及地面测量误差控制研究[J].科技资讯，2012（19）：40+42.
[4]吕灿宾.无定向导线在城市地铁施工测量中的应用及测量精度分析[J].铁道建筑技术，2018（02）：112-115.
[5]库胜平，王虎，吕江.测量员APP软件在地铁施工测量中的应用[J].云南水力发电，2017，33（06）：90-94.
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