中铁五局集团第四工程有限责任公司
摘要：本文通过对绍兴特大桥水中桥墩特殊区域内沉降给出了新的监测方法，采用智能全站仪精密三角高程测量代替几何水准测量，为高速铁路水中墩台沉降观测提供一个高效、便捷的测量方法。进一步丰富了目前高铁沉降观测原有方法。具有一定的指导性和借鉴。
关键词：高铁沉降；智能全站仪；测量方法
目前高速铁路沉降观测方法主要是采用二等几何水准，但是对于特殊区域沉降观测采用二等几何水准测量极为困难，且不易达到观测条件和技术要求；针对绍兴特大桥有多处桥梁墩位处于水中，为了确保证沉降观测工作顺利进行，满足沉降评估工作的要求，满足后期运营沉降条件，有效地降低成本。根据现场情况我们采用了智能全站仪精密三角高程测量方法，对水中桥墩沉降监测进行了有效尝试。
1.工程概况
绍兴特大桥DK47+985.05～DK65+703.29，桥全长17718.240m，起于绍兴市斗门镇杭甬运河，讫于上虞市道墟隧道；桥址范围地势平坦、开阔，河流、道路众多。
2.观测段落
绍兴特大桥共有五个段落，21个桥墩位于水中；采用原二等水准观测实现较困难；我们采用精密三角高程测量方法对这五个段落桥墩观测标进行观测。
综上所述，水中墩总共为21个。
3.测量组织
3.1 人员组织
为保证水中墩的沉降观测顺利进行，确保测量精度，由本人带领1名测绘专业技术员负责本课题的研究和攻关。
3.2 仪器设备
采用智能全站仪精密三角高程测量代替几何水准测量，本次监测选用了徕卡智能全站仪：TS30，其主要性能指标测角精度0.5"，测距精度0.6mm+1ppm。
3.3 沉降观测点的埋设
墩身施工完成后，拆模后立即进行观测点埋设；在墩身左、右两侧埋设观测点，测点高出两岸原地表约1.5m，钻孔埋直径30mm，长20cm的钢筋，钢筋距墩身8-10cm，并将顶端2cm向上弯曲90°，然后在上面焊接长为5cm的套筒，插入并固定棱镜。
注：K为测段水准线路长度，单位为km；L为水准线路长度，单位为km；R为检测测段长度。以千米计；n为测段水准测量站数。
5.作业基本方法
1）全站仪设站时应根据水面宽度进行设计，以设站河岸距最远观测点距离不大于180米为宜，大于180米采用四站式进行测量，小于180米采用2站式测量；
2）墩身施工完成后，及时设置监测点并固定精密棱镜。棱镜安装要求：应在临时支架拆除前及时安装，为了避免雨水等因素影响，应加以遮罩，
棱镜应正对全站仪设站方向。
3）全站仪至正线距离根据岸边墩位至最远观测点距离进行合理确定；全站仪设站位置固定，采用木桩铁钉设置。在河两岸或一岸用木桩铁钉进行标识固定全站仪设站位置，架设全站仪，并整平；
4）全站仪观测时不用量取仪器高和目标高，采用全站仪机载多测回软件进行自动观测、自动记录。
5）岸上各桥墩仍采用常规二等水准观测；并进行记录。
6）对水中墩及岸上相邻墩进行同期精密三角高程观测；将三角高程测得的岸上墩身测点的标高和用二等水准测得的进行比较，若两者的差值在6√L内，则符合要求。合理地与岸上相邻墩进行高程搭接，对水中各墩高程进行了传递测量。
7）利用武汉大学COSA平差软件进行高程约束进行平差，并输出结果，求得各墩观测点高程值。并及时对各墩各期数据进行分析、预测。
6.沉降评诂
本桥具体的沉降评诂工作由为西南交大铁展有限公司负责，西南交大现场项目部进行了本桥沉降分析和沉降预测工作。水中墩的评诂情况为：数据真实可靠，精度满足要求，观测期次符合规范要求，资料数据完整，通过分析后给出沉降评诂；通过评诂。同时也说明采用本方法是可行的。
7.经济效益分析
挂蓝测量方法与三角高程测量进行经济效益对比分析：监测频次平均按50次统计；
1）采用水准挂篮作业需要配置测量人员：5人，共制作安装挂篮21×2＝42个，同时需水上摆渡，租用民船1条，每条水准线路间隔测两遍。
2）采用精密三角高程测量人员1-2人即可，需设两站或四站进行观测，观测时间较短，作业较率较高。
3）主要费用对比列表如下
注：采水准挂蓝五段至少需要3天时间，采用精密三角测量最多需要2天时间
采用水准挂蓝费用约为：72.6万元；采用精密三角高程测量直接费主要为人工费5万元，较水准挂蓝节约67.6万元；经济效益非常明显。
参考文献：
[1] TB10601-2009，《高速铁路工程测量规范》[S]
[2] 陈善雄，宋剑，周全能，等，高速铁路沉降变形观测评诂理论与实践[M] 北京：中国铁道出版社，2010
[3] 杭甬铁路客运专线公司工程测量管理办法，2009.2
[4] 杭甬客运专线铁路线下工程沉降与变形观测及评估实施细则，2009.12
[5] GB/T 15314，《精密工程测量规范》[S]
[6] JGJ 8，《建筑变形测量规范》[S]
论文作者:刘旭
论文发表刊物:《基层建设》2017年2期
论文发表时间:2017/4/19
标签：高程论文; 测量论文; 精密论文; 水准论文; 全站仪论文; 水中论文; 桥墩论文; 《基层建设》2017年2期论文;