改进的导线直接传递法在竖井联系测量中的应用

2015-03-16董伟

铁道勘察 2015年2期

关键词：竖井控制点高程

董　伟

(中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北武汉　430063)

The Application of an Improved Direct Transfer Method for Traversing Used in Shaft Connection Survey

DONG Wei

改进的导线直接传递法在竖井联系测量中的应用

董伟

(中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北武汉430063)

The Application of an Improved Direct Transfer Method for Traversing Used in Shaft Connection Survey

DONG Wei

摘要对竖井联系测量中的导线直接传递法进行改进，与常规的导线直接传递法相比，不仅提高了测量精度，而且增加了较多的检核条件，可将平面及高程联系测量工作同步完成。

关键词竖井联系测量直接传递法三角高程

为了保证地下工程能够按照设计要求正常进行掘进和施工，需要统一地下及地上坐标系，方便后续测定地下与地上工程的相对位置关系。联系测量一般分为平面联系测量和高程联系测量两部分。平面联系测量常用的方法主要有：联系三角形法、联系四边形法、投点仪法、陀螺经纬仪联合定向法、导线直接传递法等；高程联系测量则主要采用井内悬挂钢尺的方法进行。

联系三角形法、联系四边形法、陀螺定向法和投点定向法这类联系测量方法操作过程较为复杂，并且需要专门的测量设备以及比较熟练的操作经验才能顺利的开展联系测量工作。

采用联系三角测量法进行平面联系测量的方式最为普遍。联系三角测量法是在竖井内悬挂两根钢丝，通过测定井上导线点与钢丝间的距离和角度，从而获得井下控制点的坐标。当竖井观测条件受到限制时，联系三角形的图形条件较差，地下定向边测量精度难以保证，在观测条件较差时一般采用联系四边形的方式进行联系测量。

随着测量仪器设备的发展，利用高精度全站仪采用导线直接传递法进行竖井联系测量的方式越来越普及，由于常规的导线直接传递法采用支导线的方式进行布设，现场实施时需要控制垂直角，且垂直角不宜过大，因此需较多的传递次数，使得其测量可靠性显著降低。为了提高导线直接传递法测量的精度及可靠性，对其测量方式进行了较大改进。

1控制点的布设及联测

改进的导线直接传递法基本原理是采用分层传递的方式将地上坐标、方位角及高程同步传递至地下，与常规导线直接传递法的最大区别是以边角网的图形条件进行分层传递，并同步完成平面及高程的联系测量，改进后的联系测量控制点布设示意见图1。

图1　传递点布设示意

图中每层布设2处平面及高程控制点，布设控制点时必须保证A-C，A-B，D-C，D-B能相互通视，所有控制点均为强制观测墩。对A-C，A-B，D-C，D-B的距离、水平角及竖直角进行观测(见图2)。

图2　测量示意图

图中GPS1、GPS2为地面上加密GPS点，JX1、JX2为井下导线控制点，A、B、C、D为联系测量过程中的传递点，同一层A-D，B-C间的高差数据利用水准观测的方式获取，A-C、A-B、D-C、C-B之间的高差数据利用三角高程测量的方式获取。

2外业测量实施

以广深港客专深圳北至福田站地下隧道为例，分别对DK107及DK110两处竖井采用常规联系测量方式及改进的导线直接传递法进行联系测量。

在以改进的导线直接传递法进行联系测量时，为了提高数据质量，分别在强制观测墩、仪器底座及棱镜基座上做标记，尽量保证每次设站时仪器底座、棱镜基座及强制观测墩之间的相对关系保持一致。

3数据处理及验证

本次测量在两处竖井位置共布设16处传递点，每处竖井8处，分为三层进行传递，在导线测量传递过程中同步对各独立闭合环的角度闭合差及高差闭合差进行统计(见表1)。

表1　角度环闭合差统计

统计表明，采用改进后的导线直接传递法其角度测量精度较高。

利用三角高程数据及常规水准测量数据组合成独立的水准闭合环，独立水准闭合环闭合差统计见表2。

由于角度测量精度的提高，三角高程与常规水准所组合的独立闭合环中闭合差普遍很小，也从侧面验证了采用改进的导线直接传递法进行联系测量时测量精度有显著提升。

表2　独立水准闭合环闭合差

采用改进后的测量方式进行坐标方位角计算时，对观测数据进行两化改正后进行严密平差计算，计算过程采用导线平差软件进行。

将改进的导线直接传递法测量结果与常规联系三角测量及井内悬挂钢尺法测量结果进行对比(见表3，表4)。

表3　本文方法与联系三角测量法测量角度较差

表4　本文方法与井内悬挂钢尺法测量高差较差

对比分析表明，本文所提出的平面及高程联系测量同步实施的方法可行，数据处理时可采用严密平差方式进行。后续地下隧道贯通后还可将地下导线与地面控制点构建为一个完整的导线网进行数据处理，便于后续地下工程的贯通测量及轨道施工。

4结束语

以广深港深圳北至福田站部分区间竖井联系测量为例，通过改进常规测量方式，不仅提高了角度测量精度，而且增加了较多的检核条件，提高了测量数据的可靠性，并同步完成了平面及高程的联系测量工作，通过与其他联系测量方式的对比分析，改进的导线直接传递法在竖井联系测量工作中具有稳定性好、操作简单、使用方便、数据处理简单等优势。

采用改进的导线直接传递法进行联系测量时，其角度的测量精度还有较大的提升空间，但这类测量方式对现场控制点的埋设要求较高。

参考文献

[1]张项铎，张正禄.隧道工程测量[M].北京:测绘出版社，1998

[2]GB 50308—2008城市轨道交通工程测量规范[S]

[3]张正禄.工程测量学[M].武汉:武汉大学出版社，2005

[4]郑国才，高俊强，王维.地铁隧道联系测量方法与精度探讨[J].矿山测量，2007(3):47-50

[5]王运革.全站仪用于竖井高程联系测量的探讨[J].矿业工程，2004(2):45-47

[6]王铁生，翟继红.地铁隧道竖井联系测量与精度分析[J].铁道建筑，2005(5):44-47

[7]李军.竖井定向联系测量新方法的应用研究[J].测绘通报，2005(5):44-46

[8]郑国才，高俊强，王维.地铁隧道联系测量方法与精度探讨[J].矿山测量，2007(3):47-50

[9]于凤兵，祖鹏蕾，苏士奇，等.全站仪三角高程法在立井联系测量导入高程中的应用[J].矿山测量，2013(6):35-36

[10]周晓卫，匡志威，刘鹏程，等.导线传递法在地铁平面联系测量中的应用[J].城市勘测，2013(6):159-162