地铁轨道工程测量

1、1 引言 地铁已成为现代城市公共交通的一种重要形式。由于地铁在建筑物稠密、地下管网繁多的的城市环境中建设，同时工程自身与环境的安全、稳定在施工和运营期间极为重要；城市地铁又作为公共交通，要求乘坐的舒适性和结构坚固耐久。我国当前地铁采用的是混凝土现浇整体道床，其钢轨位置的可调整量极有限。地铁轨道的精度要求远远高于一般铁路铺轨工程的精度。本文结合广州地铁二号线轨道工程的实际情况，介绍怎样保证地铁铺轨控制基标、加密基标和道岔铺轨基标的测设精度和作业方法、流程以及需要注意的一些问题。2铺轨基标测设前的基础准备工作 铁路铺轨精度没有特别的要求，按线路施工复测的精度要求：距离(纵向)为12000、曲线横向闭合差10cm。2000年6月实施的地下铁道、轻轨交通工程测量规范对地铁中线名相邻点间纵、横向中误差规定直线上：纵向应小于1Omm，横向应小于5mm；曲线上：纵向应小于5mm，曲线段小60m时横向应小于3mm、大于60m时应小于5mm。地铁铺轨基标(包括控制基标、加密基标和道岔铺轨基标)的测设，是根据铺轨综合设计图，利用调整好的线路中线点或施工控制导线点和水准点测设(其精度要求在后面有详细说明）。

2、由于轨道工程要铺设330550mm厚的混凝土道床，中线只能与铺轨基并定出，因此铺轨基标般是根据施工控制导线和水准点来测设的。因为测设精度要求高，用铁路线路测量方法已不能满足其测量精度要求，而需要对测量所用的仪器、作业方法和流程都要严格控制。下面就广州地铁二号线施测的方法、流程和注意问题做介绍，供地铁铺轨工程测量人员参考。21 测量仪器的检校 要保证所需的测量精度，首先要使测量仪器(全站仪和水准仪)处于正常可靠的工作状态。除了定期检校外，在使用过程中还要经常做以下常规检校工作：全站仪的圆水准器、长水准器、2c、指标差、光学对中器等的检校；反射镜基座圆水准器、长水准器、光学对中器、觇标、对中杆圆水准器等的检校；水准仪的圆水准器、i角误差、水准尺的圆水准器等的检校。22 洞内施工控制导线和水准的检测或复测 在测设铺轨基标前，首先要对业主方交付的洞内施工控制导线和水准点，以一至二个区间为单元进行检测或复测，确认点位无误和精度是否满足要求。为满足放样点点位精度，洞内控制导线应按四等导线检测，角度按方向观测四测回(J2全站仪)，检测角与原有角度差值一般应小于35”，限差应小于7”；边长测量(2mm

3、+2ppm全站仪)应加入仪器加、乘常数改正和气象(温度、气压)改正,往返测取其平均值检测长度与原有长度的差值应小于7mm；对附和导线(两端闭合到施工时的陀螺仪定向边)的方位角闭合差应小于5n（n为导线角的个数)，全长相对闭合差135000。对水准点的复测，高差闭合差应小于84L（L为水准点间的长度，以km计)。对超出限差的导线点或水准点，应在核实后及时报甲方认定并做调整，调整方法是选定两端确认可靠的陀螺定向边、和起始点用铁路工程施工测量自动化处理系统软件对中间点整体严密平差，重新计算其坐标。表1是广州地铁二号线某区间部分控制导线点的角度、边长检测结果。从表1中角度和边长的差值可见，边长相差较小，都在限差之内；导线角相差较大，有的远远超过了限差，若不加以调整，将无法实现铺轨基标和中线的应有精度。表明检测的必要性和重要性。附表1 广州地铁某区间部分导线控制点的角度、连长检测结果 导线点间的距离，一般控制在120-150m为宜，对过长、过短的地方可增加或去掉个别控制点，按四等导线测量纳入控制网整体严密平差，计算出新设控制点坐标。注意在左右线间有渡线的地方和联络线处，需将其相邻的控制点联系测量

4、后作整体平差处理。如图1中左9与占4-2之间为渡线、KO与右4之间为地铁一号线和二号线的联络线，原控制导线是左右相对独立的两条导线，检测结果见表1，差值较大，如不经上述处理，放出的控制基标是不可能满足其精度要求的。23铺轨基标资料计算 铺轨基标分为控制基标、加密基标和道岔铺轨基标。铺轨基标一般设置在线路中线上(也可设置在线路中线的右侧)，道岔铺轨基标一般设置在直股和曲股的两侧。控制基标在直线上每120设置-个，曲线上曲线元素点设置控制基标外，还应每60m设置一个；加密基标在直线上每隔6m、曲线上每隔5m设置一个；道岔铺轨基标应包括单开道岔、交分道岔、交叉渡线道岔的铺轨基标。然后分别根据铺轨综合设计图、道岔铺轨设计图计算出各铺轨墓标的平面坐标和桩顶高程资料。桩顶高程H基的确定：当采用矩形及马蹄形隧道时，为对应轨顶高程减去255mm；当采用圆形隧道弹性短轨枕道床时，为对应轨顶高程减去420mm，普通短轨枕道床时，为对应轨顶高程减去380mm。对于基标设在中线外的情况，可参考基标距线路中线的距离：弹性短轨枕道床为135m，普通短轨枕道床为130m，浮置板道床为145m计算其平面坐标(这样铺好

5、整体道床后可露8-10mm高的铜标，方便后期铺轨拨轨使用)。为后续的放桩工作准备好基础数据。3铺轨基标的测设、方法、流程及限差要求 图2铺轨基标测设流程圈31 初放铺轨基标桩位 根据洞内控制导线点、计算出的基标平面高程资料，放出基标桩位，测出其相应的地面高程，按H基-H地-15mm(15mm为考虑铜标高度和预留司调整量而设)计算出基标埋桩高度，埋好桩供后面使用。此步测量用对中杆即可满足，并可提高作业效率。32 测设基标铜标埋设位置 在埋好基标桩后，根据洞内控制导线点、和平面资料用极坐标放样的方法精确测出铜标埋设位置(铜标直径1cm，要保证后面所放点位不会下桩)，并画出铜标中心十字线，钴眼埋好铜标。铜标露出高度1215mm为宜。33精确调整使铜标达到设计高程 铜标埋好后，依次测定其桩顶高程(两端附合到施工控制水准点上，通过严密平差计算出各点高程)，根据玎，算出各点调整量进行调整，然后再测定次，对不满足要求的个别点再次调整即可。固定铜标，供后面放点之用。34精确测设控制基标平面位置 在基标铜标埋设好且标高精确调到位的情况下即可进行控制基标的平面精确定位。定位的方法采用极坐标放样的方法。置镜

6、、后视检测合格的导线点，用盘左、盘右两次所定方向取中，再测距、移点即可得到所放点位；重复以上步骤逐个测设控制基际。需注意的是每次拨角都要重新后视，以保证放样精度；放样边长一般尽量不超过该处两控制点间长度的23，在置镜下一控制点时，对相邻的最后一个放样点重新测设一次，取两次分中结果，以保证很好的搭接。35 加密基标和道岔铺轨基标的测设 加密基标和道岔铺轨基标的测设是在控制基标检测合格的基础上进行的。测设方法同控制基标，只是其测设除了可依据导线点外，还可以依据控制基标。36铺轨基标的的检测和限差要求 控制基标的检测：可置镜控制基标或导线点对两个或两个以上的控制基标用方向观测法测四测回进行夹角检测(或其左、右角各测二测回)，距离检测应加仪器加、乘常数改正和气象(温度、气压)改正。各项限差应满足：(1)控制基标：直线段控制基标间的夹角与180度较差应小于8”，实测距离与设计距离较差应小于10mm；曲线段控制基标间的夹角与设计值较差计算出的线路横向偏差应小于2mm，弦长测量值与设计值较差应小于5mm。在施工控制水准点间，应布设附合水准路线测定每个控制基标高程，其实测值与设计值较差应小于2mm。满

7、足各项限差要求后，基标桩进行永久性固定。(2)加密基标：直线加密基标应满足纵向6m5mm，横向上加密基标偏离两控制基标间的方向线应小于2mm，高程上相邻加密基标实测高差与设计高差较差应小于1mm，每个加密基标的实测高程与设计高程较差应小于2m。曲线加密基平面上应满足纵向5m5mm，横向上加密基标相对于控制基标的横向偏距应小于2mm，高程上要求同直线加密基标。(3)道岔铺轨基标：道岔铺轨基标与线路的距离和设计值较差应小于2mm，相邻道岔铺轨基标间距离与设计值较差应小于2mm，相邻道岔铺轨基标间的高差与设计值较差应小于1mm，其高程与设计值较差应小于2mm。以上铺轨基标经检测满足各项限差要求后，进行永久性固定，计算出对应处混凝土整体道床的灌筑厚度、拨道、起道量等数据，交付施工和后期运营使用。4 结束语 由于控制导线和水准点在整个中线和铺轨基标测设过程中的基础作用，这就要求甲方业主所提交的洞内控制导线和水准点，应配合轨道工程施工中铺轨基标的测设精度，满足地下铁道、轻轨交通工程测量规范规定的精密导线和精密水准要求，特别是车站、竖井下的已知点和陀螺定向方位的准确度和可靠度显得尤为重要；铺轨施工前

8、对洞内控制导线和水准点的检查复测，从本文前面可以看到它的重要性和必要性，以减少不必要的返工。总之，地铁铺轨工程中，铺轨基标的测设点多、精度要求高、作业程序复杂，环环相扣只有合理组织，对测量作业过程的每一个环节、测量过程中使用的仪器、作业方法和流程都要严格控制，才能满足所需测量精度要求，提高工作效率。广州地铁自1993年工程开工以来,已开通了1号线、2号线,目前,3号线、4号线工程建设正在进行,5号线及广州至佛山的城际轨道交通线亦已开始了试验工程。根据广州地铁线网规划,2010年要建成8条约240km的地铁线路,未来几年,广州地铁建设将进入一个新的高潮。 广州地铁施工测量管理,从开始就确立了“业主、监理、承包商”三个层次的专业管理模式,并提出了广州地铁施工测量管理细则的初稿,以后根据新线建设的情况几经修改,经过10年来的实践,逐步规范化、科学化,形成了一个相对成熟的管理方法。2测量内容及管理目标 广州地铁线网地面主控网的测设由广州市规划勘测设计院完成,其后地面控制网的加密及设计阶段的测量通过招标实施,本文暂不涉及,着重讨论施工阶段的测量管理。2.1测量内容地铁施工测量按性质可以分为施工控

9、制测量、放样测量、竣工测量和其它测量等。2.1.1施工控制测量 地面控制测量。维护施工期间地面的平面、高程主控制网完整,维持其可靠、可用;为施工方便加密地面控制点(包括地面工程、明挖工程的地面中桩)并维持其可靠、可用。 联系测量。明挖工程投点、定向,暗挖工程竖井投点、定向。 地下控制测量。控制明挖地下中桩体系,控制暗挖地下主导线,控制明、暗挖工程地下主水准网,进行分段贯通测量,平差地下平面、高程主控制网,考虑各段工程间的衔接。贯通后平差确定地下主控制网的坐标、高程。2.1.2放样测量 建筑物、构筑物的结构和装修工程放样,设备、管网安装放样,包括暗挖法为施工导向,盾构机定位、纠偏和装配式衬砌的拼装等要求的测量作业; 精确铺轨要求的测量作业。重点是控制铺轨基标测设来保证轨道的设计位置和线路参数,同时亦保证行车隧道的限界要求。2.1.3竣工测量 是指根据贯通后地下导线平差成果调整中线后,按规定间距和断面点数进行的断面净空测量和其它为积累竣工图素材和编制竣工图而进行的测绘工作。2.1.4其他测量 是指为工程前期、后期及为工程措施服务的测量作业和控制施工影响的地上、地下及周围建筑物的变形测量等作业。2.2质量管理目标和基本质量指标a.管理目标 施工测量质量管理目标是确保全线建筑物、构筑物、设备、管线安装按设计准确就位,在线路上不产生因施工控制测量、放样测量超差而引起修改线路设计从而降低行车运营标准。b.质量指标 在任何贯通面上,地下测量控制网的贯通中误差,横向不超过50mm,竖向不超过25mm; 隧道衬砌不侵入建筑限界

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