CN114485584B - 一种基于逆向联系测量的地铁区间联测方法 - Google Patents

一种基于逆向联系测量的地铁区间联测方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于逆向联系测量的地铁区间联测方法，用于联测单元内贯通区间与未贯通区间之间的控制点联测，具体方法为：地铁贯通区间地下控制点按车站控制边～区间导线点～车站控制边的方式正常进行联测；未贯通区间部分通过悬挂两根钢丝，采用逆向联系测量的方式，将贯通区间地下起算点的坐标和方位传递至已敷设好的地面起算点，作为地面起算数据，地面部分以附合导线的形式平差未贯通区间的地面控制点；待中间部分隧道贯通后，将中间部分隧道联测数据纳入整网进行数据修正，保证整体联测精度。本发明所述联测方法，测量方法合理、测量精确度高、可操作性强、测量工期短，可以较好克服未贯通区间对联测工作的影响。

Description

一种基于逆向联系测量的地铁区间联测方法
技术领域
本发明涉及地下工程控制测量领域，具体涉及一种可实现联测单元内，贯通区间与未贯通区间控制点联测的基于逆向联系测量的地铁区间联测方法。
背景技术
地铁建设过程中，通常采用分标段的方式独立进行施工，由于人为及系统原因，标段间存在测量衔接误差。标段完工后，为保证竣工测量和轨道工程测量精度，因此需要进行区间地下控制点联测和数据精密平差。
隧道贯通后，地下导线则由支导线经与另一端基线边联测构成附合导线，当测角、测边较差不超过限差规定时，进行平差计算。区间联测工作原则上选取盾构始发端和盾构接收端的控制点作为地下控制点联测的起算数据，即按照车站控制边～区间导线点～车站控制边的线路进行观测。同时，为提高相邻区间测量精度、减少衔接误差、满足后续轨道工程的平顺性，区间一般以““五站四区间”或“四站三区间”为一个测量单元进行隧道贯通后地下控制点联测，以联测后的平差新成果作为断面测量、调整中线、测设CPⅢ控制点及进行变形监测的起始数据。
但实际工作中，在总投资额和总工期的卡控下，由于机械设备故障、突发安全事故、环保工作的加强，会出现各种间歇性停工，常造成已贯通区间开始联测工作，而其它区间仍在进行盾构的掘进。因此“五站四区间”或“四站三区间”的联测单元无法进行控制点联测。
因此，针对地铁盾构区间地下控制点联测工作而言，缺少一种在划定联测单元的情况下，对未贯通的区间进行联测、保证联测成果精度、满足后续建立控制网要求，同时适应现场复杂多变的施工环境的新方法。
发明内容
基于轨道工程施工“五站四区间”或“四站三区间”联测单元时，由于未贯通区间而导致无法进行控制点联测的问题，本发明提供了一种通过两根钢丝逆向联系测量的方式，分别将贯通区间地下起算点的坐标和方位传递至地面起算点，作为未贯通区间地面起算数据的逆向联系测量地铁区间联测方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种基于逆向联系测量的地铁区间联测方法，该方法用于联测单元内贯通区间与未贯通区间之间的控制点联测，未贯通区间位于两个贯通区间之间，具体包括步骤如下：
S1，地铁车站贯通区间分别以盾构始发端和盾构接收端的控制点作为地下控制点联测的起算点，并以附合导线的形式平差区间内的控制点，贯通区间线路观测模式分别为：车站控制边～区间导线点～车站控制边；
S2，在未贯通区间与相邻两贯通区间之间分别悬吊两根钢丝，采用两根钢丝逆向联系测量的方式，分别将与两根钢丝对应的贯通区间两个地下起算点的坐标和方位传递至已敷设好的两个地面起算点，作为未贯通区间地面起算数据，然后以附合导线的形式平差未贯通区间的地面控制点；
S3，待中间隧道部分贯通后，将中间隧道的联测数据纳入整网进行数据修正，保证整体联测精度。
上述方案中，步骤S2中，悬吊于贯通区间与未贯通区间之间的两根钢丝分别位于两个竖井内，通过两井定向的方式传递两竖井下方贯通区间地下起算点的坐标和方位。
上述方案中，步骤S2中，悬吊于贯通区间与未贯通区间之间的两根钢丝设置于同一竖井内，通过一井定向的方式传递竖井下方贯通区间地下起算点的坐标和方位。
上述方案中，步骤S2中，与两根钢丝相对应的贯通区间地下起算点的坐标和方位通过多次逆向联系测量传递至已敷设好的两个地面起算点，所述两个地面起算点的坐标和方位通过多次观测结果取平均得到。
上述方案中，以附合导线的形式平差未贯通区间内的地面控制点需按精密导线测量要求进行测量，测量精度需满足《城市轨道交通工程测量规范》的要求。
上述方案中，步骤S2中，两根钢丝逆向联系测量的具体方式如下：在同一竖井或两个竖井下方贯通区间两个地下起算点处设站，分别后视另一个地下起算点，观测两根钢丝；竖井上部分在已敷设好的地面起算点处设站，分别后视另一个地面起算点，并进行边长与角度的观测，观测完毕后，托起油桶重锤，移动两根钢丝的位置，待钢丝位置固定后，放下重锤，静止一段时间后，按照上述方法重复进行第二、三组钢丝的观测，观测成果满足要求后，取其成果均值作为最终观测成果。
上述方案中，步骤S2中，两根钢丝逆向联系测量的各组观测结果中，地上起算点坐标互差不大于±16mm、基线边方位角互差不大于±12″、边长互差不大于±8mm时，视为观测成果满足要求。
本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：
1、本发明所述基于逆向联系测量的地铁区间联测方法中，通过在联测单元未贯通区间和相邻两贯通区间之间分别悬吊两根钢丝，并采用钢丝逆向联系测量的方式，将分别与两根钢丝对应的贯通区间地下起算点的坐标和方位传递至已敷设好的地面起算点，作为未贯通区间的地面起算数据，不仅克服了联测单元中未贯通区间对地下控制点联测的制约，且通过逆向联系测量的方式，有效评估了隧道未贯通前的联测精度，保证了后续轨道工程控制网的稳定可靠，同时保证了限界测量起算数据精度的可靠性，满足了设备定位对起算数据精度的要求。
2、本发明所述基于逆向联系测量的地铁区间联测方法，在实现地面联测精度满足要求后，联测单元中已贯通隧道部分即可进行断面测量、调整中线、测设CPⅢ控制点及变形监测等工作，继而在未贯通区间存在的工况下，增加地铁施工工作面、缩短施工周期、节约成本，为保证地铁顺利开通创造了积极条件。
3、本发明所述基于逆向联系测量的地铁区间联测方法中，未贯通区间地面起算点经过数次逆向联系测量平差得到，且数据来源于贯通区间地下起算点，通过钢丝逆向联系测量的方式，可以验证地下未贯通区间起算数据的精度及可靠性，以满足后续未贯通区间地下控制点的联测要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所述一种基于逆向联系测量的地铁区间联测方法示意图。
标号说明：
贯通区间—1；
未贯通区间—2；
竖井—3；
车站—4；
地面起算点—Q1、Q2、Q3、Q4；
地面控制点—K1、K2、K3；
地下起算点—J1、J2、J3、J4、J5、J6、J7、J8、J9、J10；
贯通区间导线点—D1、D2、D3、D7、D8、D9、D10、D11、D12；
未贯通区间导线点—D4、D5、D6；
钢丝—GS1、GS2、GS3、GS4。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例1：一种基于逆向联系测量的地铁区间联测方法，用于五站四区间或四站三区间作为联测单元时，贯通区间与未贯通区间之间的控制点联测；
本发明具体以五站四区间联测单元为例，如图1所示，包括四个贯通区间1、五个车站4，未贯通区间2位于两个贯通区间1之间，通过以下步骤实现地下控制点联测：
S1，地铁贯通区间1分别以盾构始发端和盾构接收端的控制点作为地下控制点联测的起算点，以附合导线的形式平差区间内的控制点；如图1所示，左侧贯通区间1的地下起算点为：J1、J2、J3、J4，右侧两个贯通区间1的地下起算点为J5、J6、J7、J8、J9、J10，贯通区间1线路观测模式分别为：车站控制边～区间导线点～车站控制边，即：贯通区间部分地下控制点按照J1～J2-D1-D2-D3-J3～J4，J5～J6-D7-D8-D9-J7～J8-D10-D11-D12-J9～J10的线路进行联测；
S2，在未贯通区间2与相邻两贯通区间1之间分别悬吊两根钢丝，采用两根钢丝逆向联系测量的方式，分别将与两根钢丝对应的贯通区间1两个地下起算点的坐标和方位传递至已敷设好的两个地面起算点，作为未贯通区间2的地面起算数据，并以附合导线的形式平差未贯通区间2的地面控制点；其中：
作为优选的实施方式，悬吊于贯通区间1与未贯通区间2之间的两根钢丝分别位于两个竖井3内(如图1所示，其中一根钢丝悬吊于车站4与未贯通区间2之间，另一钢丝悬吊于车站4与贯通区间1之间)，联测单元分别通过两井定向的方式将两竖井下方贯通区间地下起算点的坐标和方位传递至两个地面起算点；但是，当地下条件受限时，也可通过将悬吊于贯通区间1与未贯通区间2之间的两根钢丝设置于同一竖井内，通过一井定向的方式传递竖井下方贯通区间地下起算点的坐标和方位。
本发明具体地以两井定向为例：
如图1所示，左侧贯通区间1与未贯通区间2之间设置两个竖井3，钢丝GS1、钢丝GS2分别悬吊于两个竖井3内，钢丝GS1对应的贯通区间地下起算点为J3，对应的已敷设地面起算点为Q1，钢丝GS2对应的贯通区间地下起算点为J4，对应的已敷设地面起算点为Q2；
未贯通区间2与相邻右侧贯通区间1之间设置两个竖井3，钢丝GS3、钢丝GS4分别悬吊于两个竖井3内，钢丝GS3对应的贯通区间地下起算点为J5，对应的已敷设地面起算点为Q3，钢丝GS4对应的贯通区间地下起算点为J6，对应的已敷设地面起算点为Q4；
两钢丝逆向联系测量的具体方法为：
以联测单元左侧为例：在左侧贯通区间1地下起算点J3、J4处设站、分别后视J4、J3，观测钢丝GS1、GS2；竖井上方分别在地面起算点Q1、Q2设站，分别后视Q2、Q1，并进行边长与角度的观测，观测完毕后，托起油桶重锤，移动钢丝GS1、GS2的位置，待钢丝位置固定后，放下重锤；静止一段时间后，按照上述方法分别进行第二、三组钢丝的观测，将采集的三组逆向联系测量观测数据进行整理，分别导入数据处理软件进行无定向导线整体平差，分别得到地面基线边Q1～Q2三组观测成果，并分别比较三组地面起算点的坐标及方位角，当三组成果差值满足规范要求时，即：地面起算点坐标互差不大于±16mm、基线边方位角互差不大于±12″、边长互差不大于±8mm时，取三组平均值作为最终成果；
进一步地，利用同样的测量方式，得到未贯通区间2与相邻右侧贯通区间1地面基线边Q3～Q4的观测成果，未贯通区间地面控制点按照Q1～Q2-K1-K2-K3-Q3～Q4的线路方式进行角度和距离观测，将原始数据导入数据处理软件进行平差，得到附合导线整体平差成果，其测量精度需满足《城市轨道交通工程测量规范》的要求，如联测精度满足上述要求，说明地下未贯通区间起算数据的稳定可靠，能满足后续未贯通区间地下控制点联测要求；若不满足精度评定要求，应查找多方面的原因，重新进行平差计算；
S3，待中间隧道部分贯通后，将中间隧道的联测数据纳入整网进行数据修正，保证整体联测精度，联测单元控制点整体联测按照：
J1～J2-D1-D2-D3-J3～J4-D4-D5-D6-J5～J6-D7-D8-D9-J7～
J8-D10-D11-D12-J9～J10的线路方式进行测量。
综上，本发明实施例1所述基于逆向联系测量的地铁区间联测方法，有效解决了联测单元中未贯通区间对地下控制点联测的制约，通过两根钢丝逆向联系测量的方式，分别将贯通区间地下起算点的坐标和方位传递至地面起算点，作为未贯通区间地面起算数据，既保证了限界测量起算数据精度的可靠性，又保证了后续轨道工程控制网的稳定可靠；同时，基于现有测量技术理论，技术成熟度高，逆向联系测量的实施，提供了一种反向思维方法，对今后遇到的各种测量问题，提供了一种新的解决思路。
另一方面，利用本发明实施例1所述基于逆向联系测量的地铁区间联测方法，可实现在地面联测精度满足要求后，即可开展已贯通隧道部分断面测量、调整中线、测设CPⅢ控制点及变形监测等工作，继而有效避免了联测单元无法进行控制点联测，而导致的工期延误、投资成本增加以及地铁无法顺利开通的问题。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于逆向联系测量的地铁区间联测方法，其特征在于，该方法用于五站四区间或四站三区间作为联测单元时，联测单元内贯通区间与未贯通区间之间的控制点联测，未贯通区间位于两个贯通区间之间，具体包括步骤如下：
S1，地铁贯通区间分别以盾构始发端和盾构接收端的控制点作为地下控制点联测的起算点，并以附合导线的形式平差区间内的控制点，贯通区间线路观测模式分别为：车站控制边～区间导线点～车站控制边；
S2，在未贯通区间与相邻两贯通区间之间分别悬吊两根钢丝，采用两根钢丝逆向联系测量的方式，分别将与两根钢丝对应的贯通区间两个地下起算点的坐标和方位传递至已敷设好的两个地面起算点，作为未贯通区间地面起算数据，然后以附合导线的形式平差未贯通区间的地面控制点；
步骤S2中，与两根钢丝相对应的贯通区间地下起算点的坐标和方位通过多次逆向联系测量传递至已敷设好的两个地面起算点，所述两个地面起算点的坐标和方位通过多次观测结果取平均得到；
以附合导线的形式平差未贯通区间的地面控制点需按精密导线测量要求进行测量，测量精度需满足《城市轨道交通工程测量规范》的要求；
两钢丝逆向联系测量的各组观测结果中，地上起算点坐标互差不大于±16mm、基线边方位角互差不大于±12″、边长互差不大于±8mm时，视为观测成果满足要求；
S3，待中间隧道部分贯通后，将中间隧道的联测数据纳入整网进行数据修正，保证整体联测精度。
2.根据权利要求1所述的基于逆向联系测量的地铁区间联测方法，其特征在于，步骤S2中，悬吊于贯通区间与未贯通区间之间的两根钢丝分别位于两个竖井内，通过两井定向的方式传递两竖井下方贯通区间地下起算点的坐标和方位。
3.根据权利要求1所述的基于逆向联系测量的地铁区间联测方法，其特征在于，步骤S2中，悬吊于贯通区间与未贯通区间之间的两根钢丝设置于同一竖井内，通过一井定向的方式传递竖井下方贯通区间地下起算点的坐标和方位。
4.根据权利要求2或3所述的基于逆向联系测量的地铁区间联测方法，其特征在于，步骤S2中，两钢丝逆向联系测量的具体方式如下：在同一竖井或两个竖井下方贯通区间两个地下起算点处设站，分别后视另一个地下起算点，观测两根钢丝；竖井上部分在已敷设好的地面起算点处设站，分别后视另一个地面起算点，并进行边长与角度的观测，观测完毕后，托起油桶重锤，移动两根钢丝的位置，待钢丝位置固定后，放下重锤，静止一段时间后，按照上述方法重复进行第二、三组钢丝的观测，观测成果满足要求后，取其成果均值作为最终观测成果。
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