联系测量是一项综合测量工作, 它是将地面坐标、方位和高程传递到地下隧道, 作为地下控制测量起算数据的一组测量工作的统称, 是实现地下隧道工程贯通控制的核心与关键。
联系测量精度的确定, 首先依据《地下铁道工程施工及验收规范》确定贯通测量误差的允许值(88.3mm), 然后再根据测量误差的主要来源进行误差配赋, 从而进行联系测量精度的设计。
经推导, 地面 GPS 控制网点位测量中误差为±20mm; 地面精密导线和近井导线测量中误差为±15mm; 联系测量中误差为±20mm; 地下控制导线最远点点位中误差为±30mm。 2 隧道工程联系测量方法与实例
依据施工场地环境和测量条件, 联系测量可选择联系三角形法、陀螺经纬仪与铅垂仪(钢丝) 组合法、导线直接传递法、投点法。 2.1 联系三角形法
联系三角形法是一种传统方法, 在采矿业中广泛应用, 适合于井口小且深度大的竖井联系测量。虽然其作业工作量较大, 但其精度稳定, 因而国内地铁工程中许多单位在使用该法。
北京地铁 5 号线雍和宫盾构试验段盾构始发井采用联系三角形法, 悬挂 0.5mm 钢丝、施挂10kg 重锤并浸放在乏油阻尼液中。采用 LeicaTC2002 全站仪及配套觇板, 利用反射片测距(钢尺量边进行校核)。每次独立测量三测回, 每测回三次读数, 各测回较差小于 1mm; 地上与地下丈量的钢丝间距较差小于 2mm; 角度用方向观测法观测六测回, 测回间角度较差小于 6〃。
2.2 全站仪、陀螺经纬仪、铅垂仪组合法
全站仪、铅锤仪和陀螺经纬仪联合定向方法, 与传统的联系三角形法相比, 克服了施工场地狭窄限制图形强度的提高、占用竖井时间过长等缺点, 其灵活快捷和多检核等特点更能适应轨道交通工程的环境条件, 因此在北京、广州等地广泛应用。 北京地铁复 ￣ 八线区间隧道联系测量, 采用Leica2002 全站仪 +NL1/20 万铅垂仪传递坐标, 利用 GAK1(±20〃)+DCCSF 定向系统进行联系测量。
施工平面控制测量布置见下图。联系测量以施工竖井为测量单元, A、B 点为铅垂仪投测点,Y、Z 点分别为至隧道贯通方向的陀螺方位角测站点。
铅垂仪(A、B)标志点观测, 水平角四测回, 测回间互差小于 6〃; 距离测量三测回(棱镜沿 120°位置互换), 每测回三次
读数, 测回间较差小于1mm。
陀螺方位角测量, 当隧道开挖较短时观测Y—A、Y—B 边的方位角; 至隧道贯通方向隧道开挖较长时, 一般在某一条边上对向观测或在相邻边上观测, 并利用相关条件进行检核。每条边独立观测三测回, 测回间较差小于 25〃。
一次测量成果精度情况, 投测点的点位中误差一般小于±8mm, 陀螺方位角中误差一般小于±14〃。 2.3 导线直接传递法
导线直接传递法是导线测量方法将坐标和方位直接传递到地下或隧道内的联系测量方法,较适合于井口大、深度浅等条件的明挖车站或明挖隧道, 也适合于出入隧道的斜井。此方法工作量小、精度高且简单易行, 在具备条件时应用较多。
北京地铁复 ￣ 八线热电厂车站底板平面控制测量, 即采用导线直接传递法。其测量技术要求同精密导线, 但必须注意竖轴补偿和测距仪原点与仪器竖轴同一性等问题。
导线直接传递坐标进行联系测量如图所示,常用的方法是对地下待定点(A、B)采用双极坐标观测。不同方向测定的 A、B 点的坐标互差一般小于 6mm。
2.4 投点定向法
该方法利用车站两端的下料口、出土井等,采用垂准仪或垂线直接将坐标传递到隧道内, 作为地下坐标起算数据, 如果需要所投测点作为起算方位, 则相邻两点须通视。另外, 当隧道贯通距离较长时, 为控制隧道掘进的方向误差, 对浅埋隧道可在地面钻一孔, 将坐标直接传入地下隧道内,加强平面位置与方向的控制。此方法精度最优。
北京地铁复 ￣ 八线工程, 利用永安里车站的1#、9# 下灰口, 采用 NL1/20 万垂准仪, 进行坐标投测, 并作为地下坐标和方位的起算数据。其角度与距离的观测与全站仪、陀螺经纬仪、铅垂仪组合法相同。误差结果如下: 1)、直接投测的 1#、9# 控制点, 三次投测的坐标值间互差小于 6mm。
2)、与区间竖井的 Y、Z 控制点进行区间隧道 贯通测量, 其贯通误差分别为:
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