摘要：随着城市的不断发展，人口的不断增加，地面交通拥堵现象也越来越明显，地铁工程建设越来越多、发展越来越快。由于地铁工程处于地下，给测量控制带来了一定难度，联系测量可以解决这个问题，本文以天津地铁南大站盾构始发控制测量为例，探讨提高联系测量的精度和效率的方法，实践证明使用TS60全站仪多测回测角进行地铁联系测量不但精度高而且测量时间短。
关键词：全站仪 多测回测角 联系测量 地铁工程
1 工程概况
南大区间右线设计起讫里程为DK45+541.879~DK46+909.740，区间长1367.861m，出南开大学津南校区站后沿同砚路同砚路敷设，以半径1000m曲线向左偏转，到达和慧南路站。本段采用盾构法施工，区间结构型式为圆形单洞单线隧道，下穿幸福河，侧穿同砚路跨幸福河三孔桥涵，平行侧穿南开大学门前护校河，以及众多现状地下管线。盾构机自南开大学津南校区站大里程端始发，联系测量在南大站完成。
2 方案选择
通常，我们联系测量使用两台1秒全站仪进行人工观测，读取钢丝和后视控制点棱镜的方向和距离，人工完成相关记录。此方法所用测量人员较多，受环境影响较大，存在瞄准误差，并且花费时间较长，影响联系测量的精度和现场施工生产，后续数据处理不便。
针对缩短测量时间，提高测量精度，可以考虑改进测量方法和改用先进仪器的方法来完成联系测量工作。通过综合比较，采用TS60（0.5秒）全站仪多测回测角进行地铁联系测量，TS60全站仪可自动观测、自动存储可以大大缩短测量时间，减小环境影响，提高测量精度。
3 联系测量方案
3.1 全站仪检校
每次测量工作开始时，都要对测量仪器进行检校，检校内容包括整平对中、自动瞄准、仪器的2C值等常规项目，各项检核指标满足规范要求时方可使用。测量时将全站仪放置于工作环境中20分钟，对气压和温度进行实时改正，准备使用。
3.2地面控制点复测
根据测量规范要求，对车站周围设计院布设的平面控制点进行导线复测（测量等级与设计院相同），本次使用一台TS60全站仪多测回测角进行导线测量，使用铁四院软件进行平差计算。计算控制点数据满足设计规范要求，方可继续下一步工作使用。
3.3 近井点埋设
为了完成盾构机下井和联系测量作业，在车站顶端和中间各预留一井，两井之间距离在120米左右。在距离井口30米左右的距离处各埋设一个测量近井点，注意两个近井点必须与地面导线点通视，最好为强制对中点。本次联系测量大里程一端有一强制对中点，可以用做近井点（编号JJD02）编号，次点可与控制点通视；中间井35米处寻得一稳固处埋设一点（编号JJD01），可与JJD02和控制点通视。如图1所示：
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图1 近井点埋设示意图
3.4近井点测量
近井点埋设完成以后，待其稳定后，将其与地面控制网进行联测，使其和设计院交给的平面网在一个坐标系统中，来保证数据统一，按照设计进行施工。近井点测量与平面控制测量复测一个程序，仍使用TS60全站仪多测回测角进行导线测量（自动观测和记录），使用科傻软件进行平差计算，解算近井点平面坐标，为联系测量提供基础数据。
3.5钢丝支架安装
两个竖井联系测量都需要悬挂钢丝，我们使用自制钢支架来完成此项工作，钢支架要求刚性要强、稳定不易变形、易于安装等特点。钢支架有底盘、竖杆、斜撑、挑杆、三个挂钩组成，可以使用膨胀螺丝安装在竖井合适位置，用后可以拆除实现多次循环利用。支架如图2所示：
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图2 钢丝支架示意图
3.6底板联系测量点埋设
两个竖井钢丝支架安装完成以后，根据钢丝垂落位置，分别在车站底板竖井旁埋设两个底板联系测量点，并分别编号：大里程D01和D02；小里程X01和X02，做好标识牌的张贴。注意埋设点尽量选在中线两侧（防止机械设备覆盖），距钢丝距离在20米左右最好，大里程点尽量靠近端头，小里程点最好埋设于小里程去，且有一定角度。这种方法埋设可以使大下里程的距离尽量大，有利于观测和提高联系测量精度。
3.7 联系测量实施
（1）悬挂钢丝和反光片粘贴
相关准备工作完成以后，就要开始进行联系测量钢丝悬挂工作：首先要把莱卡反光贴粘在钢丝上，钢丝上下利于观测的地方各粘贴三个反光片，特别注意将反光片上的竖丝严格与钢丝重合；然后将钢丝悬挂在三个钩子中的一个，钢丝下面系上重锤，将重锤放入阻尼液中，注意重锤不碰底不碰壁；最后调整反光片方向，使其对准全站仪方向，当钢丝慢慢稳定后方可进行下步作业。
（2）架设仪器和棱镜
仪器和棱镜组要进行对中调平检核，合格后地面和底板上分别架设一台全站仪和两部棱镜：地面架设全站仪器于JJD01上，两个棱镜分别架设于JJ D02和G1上，调平对中；地下全站仪架设于X01上，两个棱镜分别架设于D01和D02上，调平对中，准备进行下步作业。
（3）测量观测
此时，地面和地下分别有一台TS60全站仪准备观测，确定钢丝已经稳定、反光片已经对准仪器、棱镜对中整平没有问题后，对讲机通知上下两台仪器开始观测。
首先进入TS60观测界面，使用多测回测角软件，建立新的测量作业，根据气压计和温度计显示，设定测量时温度和气压，换页设置测回数和测角参数；然后进入TS60测量机器人学习模式，进行照准点的学习（此时应注意：对徕卡棱镜使用自动观测模式，选择徕卡圆棱镜模式；对于钢丝上的反光片，使用手动照准模式，棱镜模式选择徕卡反观片，且对三个反光片选择其中一个方向最好的照准确定）；最后学习所有方向点，输入正确的点号，进行保存，学习完毕，开始进行观测。
进行观测时，所有棱镜均可以自动寻找照准，只有观测钢丝时需要人为参与，点下界面暂停更改搜索模式为手动，严格对准钢丝，开始既可以测量并保存。我们按照测量要求需要测定三个方向、四个测回，每个测回只需要约50秒时间便可完成测量记录，四个测回下来也就是5分钟内完成，较手动测量以前需要20分钟，大大缩短了测量时间。缩短测量时间，减少了环境对钢丝的影响，提高了测量精度。
依此方法完成四个底板联系测量点，每个测量点完成三次钢丝的测量作业。测量时一定要注意上下测量的同步、测量时间环境要相同、检查仪器和棱镜对中整平是否正常。
（4）归整仪器设备
完成所有底板联系测量点作业后，对仪器设备进行收集整理，检查是否丢失什么。将阻尼液和重锤妥善安放，钢丝支架可以留在原处，安排现场施工人员注意保护，全站仪、脚架、棱镜等拿回仓库。
3.6联系测量数据处理
外业测量完成后，进行内业处理：首先将TS60中的存储卡取出，下载测量数据于电脑上，完成保存；然后使用科傻处理软件对测量数据进行处理，输入已知控制点参数，自动完成无定向导线的平差处理；最后对各组测量数据进行检核（方向值是不是超过12秒的要求，一般此种方法在2秒左右），满足规范要求后可以进行下步作业，取每次测量的平均值作为最后成果。
3.7编制报告
完成外业和内业数据处理后，就可以编制联系测量报告，交于监理和第三方复核测量，最后有业主进行审批。
4.材料与设备
4.1材料
本工法采用的主要材料见表1。
表1 主要施工材料
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4.2设备
本工法采用的主要设备见表2。
表2 主要施工设备
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5 结束语
本文通过对不同仪器完成联系测量进行比选，通过使用TS60全站仪多测回测角结果分析：使用其自动观测，减少了瞄准误差，提高了测量精度；自动记录数据，避免了人工记录错误产生的风险，减少了测量人员使用；软件自动处理测量数据，提高了计算速率和准确度，保证了数据质量；测量时间的缩短，减少了环境影响因素，提高了测量精度，减少了对施工现场作业的影响，创造了效益。从以上各个方面综合分析，此种方法适合现场推广应用。
参考文献：
[1]《工程测量规范》（GB50026-2007）
[2]《城市轨道交通工程测量规范》（GB50308-2008）
[3]《国家一、二等水准测量规范》（GB/T12897-2006）
论文作者:李兆广
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/14
标签：测量论文; 钢丝论文; 棱镜论文; 里程论文; 全站仪论文; 作业论文; 支架论文; 《基层建设》2019年第32期论文;