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工程测量技术在曲线地铁车站施工中的应用
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摘要:文中结合天津地铁1号线改扩建工程，简要介绍了曲线地铁车站施工测量技术特点;施工控制测量及施工放样方法，确定了用精密导线作为施工控制测量线最为适宜
关键词:工程测量;地铁;曲线
1工程概况
天津市地铁1号线西北角车站为原有站改扩建工程，位于北马路芥园道和西马路大丰路交口。全现浇钢筋混凝土箱型地下结构，双轨侧式站台车站起点里程k9 385.784，终点里程k9 603.500总长218 m，箱体最宽处28 m,结构净高5.55 m，主要站段埋深10.039 m，设4个出入口，2座风道，建筑总面积10 666 m2。（参考《建筑中文网》）
2施土测量技术特点、难点
2.1工程平面位置
该车站为全曲线站，地下结构中柱纵轴线、铁道左轨中线、右轨中线均由圆曲线和缓和曲线组成，三条线曲线元素各不相同，即缓和曲线起终点不在同一里程，圆曲线圆心各异，半径分别为800 m,801.908 m,804.037 m箱体侧墙均为圆曲线，并与同侧轨道中心线同圆心，但由于墙体的里凹和外凸形成多种不同半径的圆弧，平面定位放线作业相当复杂。2.2高程
工程箱体结构位于1.98%和2.54%两种不同坡度的坡度线上，两侧站台板也存在不同坡度的变换，且变坡点不在同一里程工程主体结构和站台板的标高必须由不同的坡度线控制。
2.3施工
工程设计为明开挖分段施工，施工段最大长度不能超过25 m由于工斯和施工技术要求决定了工程必须多头开挖，点位的坐标和高程需多次向基坑内引测，多头贯通，给施工放线的精度提出了更高的要求。
3施土控制测量
3.1测量仪器的选烈
《地下铁道,轻轨交通测量规范》要求精密导线测量相对点位中误差≤±8 mm;精密水准测量附合路线闭合差≤8mm。
设导线平均边长100 m，取II级全站仪，因边长较短设测角中误差mβ=±5",测距中误差ms=2 2 x10-6,佑算导线点相对点误差为:
因此使用且级全站仪、DS1水准仪进行控制测量，完全满足地铁的施工测量精度要求。
3.2施工平面控制测量
西北角车站施工作业面为长220 m，宽20-30 m的带状，因此用精密导线作为平面控制最为适宜，在考虑便于施工放样、点位保护和变形等诸多因素的前提下，在车站的起讫点及中点附近布置了3个精密导线点A,B,C，与已知点GPS515 , GPS550, GPS514组成附合导线，导线平均边长105m，工程位置及导线布置见图1。
导线水平角采用II级全站仪6测回测定，边长取5次测量平均值，往返各两测回测定，外业观测成果精度如下:方位角闭合差;fβ＝=a始 ∑（β±180°）-a终＝5″
该导线用天津市测绘院提供的计算软件严密平差后，最大点位中误差1.32mm，最大点间误差1.28 mm,导线全长中误差达到1/180000。
3.3施工高程控制测量
将精密导线点同时作为施工高程控制点与已知二等水准点JBM-3,JBM-4组成附和水准线路，水准线路总长度约600 m，其中最远点.4距已知水准点240 m
高程控制测量采用带有平行玻I}板测微器的DS.水准仪和锢瓦水准尺按二等水准测量技术要求施测实测4个测段最大往返不符值0.8 mm，附合水准路线闭合差1.2 mm，每km水准测量高差偶然中误差
4施土放样
4.1施工放样平面控制点的建立
4.1.1近井点的测设
施工段开挖完毕，在基坑支护结构的压顶梁上选择适当位置建立近井点，并分别从两个地面控制点(GPS点或精密导线点)测定其坐标，两次测定坐标值较差在±10 mm之内，取其中数作为近井点坐标当两个以上施工段同时开挖完毕，可将各段近井点与地面控制点连成附合导线，取平差结果作为近井点的坐标.
4.1.2地下平面控制点的测设
首段施工在施工段两端建立地下控制点，并与近井点组成闭合导线确定地下控制点坐标，后续施工布设的地下导线至少应联测一个先期建立的地下控制点当重合点测定的坐标值与原坐标值较差在±10 mm之内时，取其中数作为重合点坐标。
4.2 1也下高程控制点的测设
高程传递测量采用吊钢尺法，地上地下安置两台DS1水准仪同时读数，观测三测回，测回间变动仪器高度，三测回测定的地下水准点高程较差应小于3 mm。
考虑底板混凝土浇筑后的沉降，每个施工段的高程传递应独立进行并连测已建立的地下水准点，计算结构沉降量，同时对地下水准点的高程进行改正地下水准测量使用DS1水准仪、铟瓦、钢尺往返测定。
5曲线的测定
5.1内业计算放样准备
依据曲线要素计算曲线上每隔3m点的坐标(半径800m,3 m弧长以直代曲后的最大误差为1.4 mm可忽略不计)。利用微机Excel表格处理计算软件，将曲线要素及线路曲线计算公式输入微机进行计算，并用手算进行核对无误后，再用CAD软件定点做图，观察曲线形状，量取相关结构尺寸和施工图对照，进行验证.
计算曲线放样点在本段弦上的投影长度Si和弓高hi，见图2.
5.2曲线放样
将地下控制点坐标、放样点坐标全部输入全站仪，用全站仪坐标放样程序在实地放样诸点，并弹线确定曲线位置检验:在直线A ,B上用钢尺量取S1,S2...,S3...，同时量取该的曲线弓高其值与计算值之差在±5 mm之内可不调整，否则查找原因重新测设。
6坡度线的测设
结构施工的标高放样采用DS3水准仪，按四等水准测量的精度要求施测，水准仪使用前进行i角检测(水准轴与视准轴夹角)，其值必须小于±20″，否则应进行校正。
结构高程的测设除每个施工段的两个结构端点和变坡点必须测设外，余者每隔10m左右测设一点，点与点之间拉小线即可确定结构坡度具体测量方法是，依平面定位测量点确定高程放样点的里程位置，再按设计坡度计算出该点处结构高程依据地下水准点从一端逐个将计算高程测设到标桩酬钢筋上，测设到另一端点后与另一个地下水准点闭合，其闭合差应小于士5 mm否则查找原因重新测设。
7地铁西北角车站施土测量效果及体会
依设计要求西北角地铁站分为12个施工段，又由于施工条件限制和工斯要求没有按施工段顺序施工，这样共形成5个贯通面，由于采用上述测量方法，最大纵向贯通误差13mm，最大横向贯通误差9 mm，最大高程贯通误差10 mm，经竣工测量，轨道中心线点位中误差仅为8 mm ,测量精度完全满足了规范要求。
（1）根据工程规模和精度要求，确定工程测量的控制等级，配置相应的仪器设备，严格按规范要求的相应控制等级技术要求施测，确保控制点的精度对于曲线型地铁站，用精密导线做为施工控制测量线最为适宜。
(2)视工程具体情况，制定施工放线方法和验核方法，做到既切实可行，又能满足精度要求。
(3)充分利用计算机和软件进行平差计算、放样计算、作图等内业工作，减少内业工作量，提高内业成果的可靠性。
(4)所有工程平面位置或高程的放样必须设有多余观测，用以验证放样结果的正确与否。
参考文献:
[1] GB50308-1999，地下铁道轻轨交通工程测量规范[S].
[2] GB 50299-1999，地下铁道施工及验收规范[S].
[3] GB 50206-93，工程测量规范[S].
原文网址：http://www.pipcn.com/research/200808/8870.htm
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