江巨桓
广州打捞局 510260
摘要：移动干坞制造外形巨大且精度非常高的混凝土管段，因干坞平台及其承载施工的管段处于飘浮状态中，故无法直接采用陆地测量技术进行施工放样，而拉线尺量等简易放样方法，则无法满足管段制作的精度要求；在首次采用移动干坞新技术施工的广州市仑头-生物岛隧道工程中，对动态测量技术的原理、方法及其特殊性进行分析研究，利用经纬仪的结构特点，采用特殊操作方法，实现了动态平台上的精密测量放样，解决了管段制作的精度控制难题。
关键词：动态测量；原理；方法；精度分析；运用
通常所说的测量都是在陆地上进行的；动态测量是在动态平台上进行精密测量，是测量的一种特殊形式，不能直接采用陆地测量技术；下面结合具体工程施工实践，阐述动态测量的基本原理、技术方法及其特殊性，并就平台变形影响等提出解决措施。
1、工程概况
位于广州市东南部的仑头-生物岛隧道工程（以下简称仑隧工程），是首次完整地运用移动干坞新技术施工的沉管隧道。该隧道穿越仑头水道，是生物岛连接广州市区（仑头村）的通道工程；隧道设计为双向4车道，总长1109.981米，其中过河段采用沉管法施工，长度277米，分五节预制和四节（E2与E3-1岸上对接成一节）沉放，设2.5米的水下最终接头；管段的尺寸及制作精度（允许偏差）。
2、移动干坞平台上的测量特点
仑隧工程位于广州市中心城区，综合考虑临时征地（用于建造干坞）、工期及造价等因素，采用移动干坞新技术施工。
钢筋混凝土管段，结构复杂，外形巨大，制作精度高，特别是管段对接面的钢端壳，整体制作允许偏差小于3mm；在移动干坞平台上制造外形巨大且精度要求非常高的钢筋混凝土管段，采用简易的拉线尺量等放样方法，是无法满足管段的制作技术要求的；由于移动平台飘浮在水面上，平台及其承载的管段和仪器都是动态变化的，在平台上的经纬仪等精密测量仪器，不能以大地水平基准面与重力铅垂关系进行调平对中等相关操作，因此陆地工程测量技术不能直接用于动态平台上的管段施工测量放样。
3、动态测量的基本原理和操作依据
3.1动态测量的基本原理
移动干坞上的测量（以下统称为动态测量）主要内容是测设，即将设计图纸上的建筑物几何形状和尺寸，采用一定的技术方法，放样标定到动态施工平台上，作为施工依据，因此与陆地施工放样一样，属于工程控制测量的范畴；动态测量虽然不能利用统一的大地水平基准面及重力铅垂定律，但可以在动态平台上建立一个与平台固定的平面，作为测量基准面，经纬仪利用空间几何定律和经纬仪固有的一些结构特点，进行强制调平对中（具体方法另见4.3），确定基准面与施工面的相对关系，从而构筑一个独立完整的测量体系。
3.2动态测量的操作依据
动态测量不能利用统一的大地水平基准面及重力铅垂这些定律，但可以通过一些特殊操作来建立与基准面的相对关系，这些操作的依据如下：
（1）空间几何定律：①不在同一直线上的三点可以确定一平面；②与一平面距离相等且不在同一直线上的三点可以确定与该平面平行的平面；③如两平面有两条相交的公共直线，则两平面重合。
（2）经纬仪的结构特点：经纬仪照准部分的一些结构相对关系是固定不变的或者是可定量调节的：①垂直轴与水平轴垂直，水平轴与照准轴垂直，且三轴相交于一点；②水平度盘面与垂直度盘面垂直，水平轴与水平度盘面平行，照准轴与垂直度盘面平行；③只要将垂直度盘调到90°并锁定，任意水平方向的照准轴（视线）均在同一平面，且与水平度盘平行，距离相等；④当水平度盘与一个平面平行时，同一水平角的照准轴（视线）均在同一平面且与该平面正交。
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4、动态测量的操作及方法
4.1动态测量的测量器具
①J2经纬仪；②普通经纬仪脚架；③特制固定式经纬仪测架；④普通5m塔尺；⑤5m、50m钢尺；⑥钢丝或鱼线等辅助器具。
4.2动态测量的主要内容
①统一基准面的施测及建立；②测量控制网的施测与建立；③高程测量放样；④直线测量放样；⑤管段施工测量放样；⑥施工监测及检查。
4.3经纬仪的调平对中
调平：目的是与基准面重合；经纬仪安置在控制站点上，竖直度盘调至90°并锁紧，打开水平度盘锁紧装置，慢慢调校经纬仪机座螺丝，使仪高与统一测量基准面持平、视镜十字横线与两相邻站点标记线重合；反复调校直至二个条件满足，即完成经纬仪的调平操作。
调平对中：目的是与基准面重合，且经纬仪的三轴交点与某点重合；经纬仪安置在控制站点上，竖直度盘调至90°并锁紧，松开水平度盘，慢慢移动并调校基座螺丝，使经纬仪对中器对准站点标记、仪高与统一测量基准面持平、视镜十字横线与两相邻站点标记线重合；反复调校直至三个条件满足，完成调平对中。
4.4统一基准面的施测及建立
（1）站点（测架）建立：位置设置站点并固定于甲板面上，5个站点均为临时性站点，其中O站为特制固定式经纬仪测架，可用来摆镜和固定钢尺并标记仪器高度，其余四个为固定式金属支架，可用来固定钢尺并标记仪器高度。
（2）基准面的施测与建立：经纬仪置于O站，竖直度盘调至90°并锁定，量测仪高；在其它测站上做相同仪高标记；松开和转动水平度盘，并微调基座螺丝使视镜横丝与各站标记接近。
5、应用总结分析
已建成通车的仑隧工程是首次完整地运用移动干坞新技术施工的沉管隧道，5节管段分别在两艘16000吨的半潜驳上制作和出运；半潜驳进场前进行了局部加固和改造，在E4管段施工过程中，观测到甲板局部有明显下沉，但对主控制点无影响，附近的测站经重新引测调整后，未出现难于调平对中情况。
实测偏差均在设计要求的允许偏差范围内，其中管段钢端壳最大偏差为2mm，沉放安装最大轴线偏差39mm，里程最大偏差35mm，最终接头（合拢段）贯通累积长度偏差最大值为49mm，东侧墙错牙值52mm，西侧墙错牙值为50mm。
基于表2和表3的数据及以上的分析验证，仑隧工程的管段制作精度完全满足设计要求。
6、结束语
①通过对动态测量技术的基本原理的研究和探索，为动态测量的仪器操作、具体方法和误差控制等提供了理论依据；同时通过对动态测量的特殊性及平台变形影响的分析研究，提出了制定平衡调载程序，保持相同受力工况，来消除整体不均匀变形的解决思路；
②从多管段、多平台施工的仑隧工程运用情况及结果分析，动态测量能满足管段制作的高精度要求，采取的相关措施，可以消除平台变形对测量的影响，减轻了工作量；
③动态测量，是移动干坞新技术的配套技术之一，适用于城市过江沉管隧道，也可广泛用于在移动平台上施工的钢筋混凝土构件，比如大型沉箱、吸排水箱涵等。
参考文献：
[1]田林亚.工程控制测量（第一版）[M].武汉：武汉大学出版社，2011.
[2]孔祥元.大地测量学基础（第二版）[M].武汉：武汉大学出版社，2010.
[3]中国有色金属工业协会.GB 50026-2007工程测量规范[S].北京：中国计划出版社，2007﹒
[4]陈绍章.沉管隧道设计与施工[M].北京：科学出版社，2002.
论文作者:江巨桓
论文发表刊物:《防护工程》2018年第25期
论文发表时间:2018/12/5
标签：测量论文; 经纬仪论文; 动态论文; 水平论文; 工程论文; 平面论文; 偏差论文; 《防护工程》2018年第25期论文;