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关于地铁工程测量的控制要点分析

张晓宇
  
学术与研究
2023年40期
中国水利水电第十四工程局有限公司 云南昆明650041

摘要:地铁工程测量是地铁建设和运营中至关重要的一环,它涉及到地铁线路、站点、隧道、桥梁等各个方面的测量工作。地铁工程测量的重要性在于它直接关系到地铁工程的施工质量、运营安全和环境保护,是地铁工程建设和运营的重要保障。因此,在地铁工程的各个阶段,都需要对地铁工程进行全面、准确的测量,以确保工程的顺利进行和安全运营。基于此,本文主要分析了地铁工程测量的控制要点。

关键词:地铁工程;控制测量;要点

中图分类号:U231文献标志码:A

引言

随着测量技术的不断创新和发展,地铁工程测量也在不断得到改进和完善,以满足地铁工程建设和运营过程中的需求。为进一步做好地铁测量工作,需要建立一套完善的测量管理体系,严格落实规范和标准中的技术要求,抓住重点环节和重要部位,使用先进的技术方法、仪器设备和信息化系统,不断提高地铁工程测量的成果质量、作业效率和信息化、自动化水平。

1地铁工程测量的重要性

1.1提升施工准确性

地铁工程测量可以确保地铁线路、隧道、站点等各个部分的位置、形状和尺寸符合设计要求,从而保证施工的准确性和精度。准确的测量数据是地铁工程施工的基础,直接关系到后续工程的质量和安全[1]。

1.2提供安全保障措施

通过测量,可以及时发现地下管线、地质构造等障碍物,避免施工过程中对周围环境造成损坏,确保地铁工程施工的安全性。另外,对隧道、桥梁等结构的精确测量和监测,有助于预防结构失稳或倒塌的风险,保障工程建设和运营的安全。

1.3确保运营可靠性

地铁工程测量不仅涉及到施工阶段,也影响着地铁线路的运营。准确的线路测量能够确保列车行驶的稳定性和舒适性,同时对站点、信号系统等方面的测量也直接关系到地铁的正常运营和安全性。此外,还可以对设施设备进行监测,及时发现和处理问题,确保地铁的安全和舒适运营。

1.4利于环境保护

通过地铁工程测量可以有效规避对周围自然环境和城市建设的影响,避免施工过程中产生的环境污染和生态破坏,保护周围环境的完整性和健康[2]。

2地铁工程测量内容

地铁工程测量的目的是为了保证地铁工程建设的准确性、安全性和可持续性,同时对地铁运营管理提供支持和数据支撑。通过科学、精准的测量监测,可以及时发现问题、预防事故,并为地铁的设计、建设、运营和维护提供科学依据和技术支持。

2.1土地测量

土地测量为地铁线路、站点、隧道等建设区域的规划设计提供了必要的地理信息依据,包括地形地貌、地势起伏、自然资源分布等,有助于合理规划地铁线路,并为后续的设计和施工提供基础数据。在进行土地测量时,常见的测量方法包括GPS定位技术、地理信息系统(GIS)技术、遥感影像解译等。这些技术手段能够高效地获取大范围土地信息,为地铁工程的规划、建设和管理提供必要的土地空间数据支持。在地铁工程中,土地测量具有如下重要意义:通过土地测量可以准确定位土地的界址范围,确保地铁工程建设不会超出规定的范围,避免因土地界址纠纷导致的施工停顿或争议;利用土地测量可以获取地表覆土、植被覆盖、水系分布等信息,为地铁工程的环境影响评价提供必要的数据支持;土地测量结果可用于制定施工方案、确定施工范围、进行地质勘查,为地铁施工提供基础数据,确保施工的精准性和安全性。同时,可作为土地登记和管理的依据,确保地铁工程与土地权属的合法性和一致性。

2.2建筑物测量

根据地铁站房、车站、隧道、桥梁等建筑物的设计需求,进行建筑物测量,确保施工和建设的精准性和安全性。建筑物测量在地铁工程中扮演着至关重要的角色,其主要目的在于确保地铁站房、车站、隧道等建筑结构的精准性和安全性。在进行建筑物测量时,通常会采用全站仪、激光测距仪、测绘软件等先进的测量技术和工具,以获取精准的建筑物空间数据和结构参数。这些数据不仅为建筑设计和施工提供了必要的技术支持,同时也为地铁建设和运营后期提供了重要的管理依据。以下是建筑物测量在地铁工程中的关键作用和相关内容:

(1)施工准备

建筑物测量提供了建筑设计和规划所需的具体建筑结构尺寸和空间信息,包括建筑物的长度、宽度、高度、基础等,以便进行详细的设计和规划。通过建筑物测量可以确定建筑物的基准点、标高和立面,为施工提供了准确的位置和高程信息,以确保施工的精准性和安全性。

(2)结构监测

在地铁建设过程中,建筑物测量可以对建筑物的结构形态、变形、沉降等进行监测,及时发现问题并采取相应的调整和修复措施。

(3)地下空间利用

地铁建设通常需要充分利用地下空间,建筑物测量可以为地下空间利用提供必要的空间数据和建筑结构信息,以支持地铁站房、隧道等地下结构的合理布局和设计。

2.3轨道测量

对地铁轨道的几何形状、曲线、坡度等参数进行测量,以确保轨道的质量和运行的稳定性。在进行轨道测量时,通常会采用全站仪、高精度GPS定位、激光测距仪等先进的测量技术和工具,以获取精准的轨道位置、高程和几何参数等数据。这些数据不仅为轨道设计、施工和维护提供了必要的技术支持,同时也为地铁运营后期提供了重要的管理依据。轨道测量提供了轨道设计和规划所需的具体轨道位置、高程和曲线信息,以便进行详细的设计和规划。通过轨道测量可以确定轨道的标高、坡度和水平位置,为铺轨和轨道结构施工提供了准确的位置和高程信息,以确保施工的精准性和安全性。在地铁建设过程中,轨道测量可以对轨道的几何形态、轨道变形情况、轨道线性等进行监测,及时发现问题并采取相应的调整和维护措施。

2.4隧道测量

对地铁隧道的位置、形状、尺寸、变形等进行测量监测,确保隧道的稳定性和安全性。在进行隧道测量时,通常会采用全站仪、激光测距仪、地质雷达等先进的测量技术和工具,以获取准确的隧道位置、断面形状、地质条件等数据。这些数据不仅为隧道设计、施工和维护提供了必要的技术支持,同时也为地铁运营后期提供了重要的管理依据。隧道测量涉及的内容主要包括:第一,隧道位置测量。通过全站仪等精密测量设备对隧道的位置进行精确定位,确保隧道的水平、垂直位置符合设计要求。第二,断面测量。针对隧道横截面的测量,以确保隧道断面的准确度和一致性,包括隧道宽度、高度等尺寸参数的测量。第三,地质测量。针对隧道施工区域的地质情况进行测量和监测,包括地层岩性、褶皱断裂等地质特征,以便为隧道开挖和支护提供准确的地质信息。第四,沉降监测。针对隧道周边地表和建筑物的沉降情况进行实时监测,以识别并及时处理因隧道施工引起的沉降问题。第五,导线测量。对于隧道内部的轨道、供电系统等关键设施的位置和几何特征进行精确测量,以确保隧道设施的准确布置。

2.5设备监测

对地铁设备如电梯、自动扶梯、信号系统等进行监测,保证设备运行的正常性和安全性。备监测通常通过传感器、监测设备和自动化监控系统实现,这些系统能够实时采集数据、进行分析,并在必要时发出警报,以便相关人员及时做出反应和处理。这样可以最大程度地确保地铁设备的正常运行,提高运营效率,保障乘客的安全和舒适。常见的设备监测内容和方法如下:

(1)列车监测

地铁列车装备有各种传感器和监测设备,用于监测列车的速度、制动系统、轮轨接触状态等。这些数据可以实时传输至列车监控中心,以便进行远程监测和故障诊断。

(2)信号系统监测

通过监测信号设备的工作状态、信号灯、轨道电路等,确保信号系统的正常运行,以及实时发现并处理信号系统故障。

(3)轨道监测

使用轨道几何检测车或激光测量仪器对轨道的几何状况进行定期测量,以确保轨道的水平、垂直和曲线等几何参数符合要求,从而保证列车行驶的平稳性和安全性。

(4)供电系统监测

监测地铁的供电系统,包括接触网、牵引变流器、供电线路等设备的运行状态,以及对电流、电压等参数进行实时监测,确保供电系统的可靠性和稳定性。

(5)通风与排烟系统监测

对地铁隧道内的通风设备、排烟系统进行监测,确保隧道内空气流通畅通,保障乘客的舒适和安全。

2.6地铁运营测量

在地铁线路运营期间,进行列车运行状态、车站客流、车辆位置等方面的测量监测,以优化运营管理并提高服务水平。地铁运营测量通常借助于自动化监测系统和实时数据采集设备,比如轨道侧置的传感器、视频监控系统、列车上的监测设备等,这些监测系统能够实时采集数据并进行分析,及时发现问题并进行处理。此外,还可以利用数据分析技术,对历史数据进行分析,从而做出合理的运营决策,提高地铁线路的运行效率和安全性。主要涉及以下几个方面的内容:通过轨道侧置设传感器或利用GPS等技术手段,对地铁列车的位置和运行速度进行实时监测,以确保列车运行在规定的轨道位置和速度范围内;对地铁轨道的几何状况、轨道变形等进行监测,以及对轨道的道岔、防护装置等进行检查,以确保轨道完好、轨道设备正常;利用视频监控系统或传感器对地铁车厢内的乘客密度进行监测,以便调配列车运行计划,提高乘客出行效率,并避免过载引发的安全问题;对地铁的供电系统进行实时监测,包括接触网、牵引变流器、供电线路等设备的运行状态,以确保供电系统稳定可靠;对地铁站台设备、安全门、自动扶梯、电梯等设备进行监测和检查,确保站台设备的正常运行。

3地铁工程测量的控制要点

地铁工程测量是指在地铁建设、运营和维护过程中,利用各种测量技术和设备对地铁相关工程进行测量、监测和数据处理的过程。这项工作在地铁工程的规划、设计、建设和运营管理中起着至关重要的作用。

3.1精密测量仪器的选择

在地铁工程测量中,应选择高精度、高稳定性的测量仪器和设备,如全站仪、GPS定位系统等,以确保测量数据的准确性和可靠性。在选择精密测量仪器时,需要根据地铁工程的具体测量任务、精度要求以及工程环境特点进行合理的选择。另外,对于大型地铁工程,还可以考虑使用自动化监测系统,实现对地铁工程施工和运营过程中的实时监测和数据采集。综合考虑测量精度、测量范围、工作环境以及数据处理等因素,选择合适的精密测量仪器将有助于确保地铁工程测量的准确性和可靠性[3]。

3.2基准点建立

在地铁工程测量中,需要建立合适的基准点网络,以提供测量的基准和参照,保证各项测量数据的一致性和可比性。基准点的选择需要考虑到其位置在地铁工程范围内分布均匀,覆盖各个施工阶段的重要测量位置,包括隧道、车站、轨道等关键位置。在选定位置上进行基准点的建设,形成一套完整的基准网,以确保地铁工程测量的连续性和一致性。对于每个基准点,需要进行精确的测量,确定其三维坐标和高程值,通常采用全站仪、GPS定位系统等精密测量仪器进行测量。建立基准点后,需要进行定期的监测和维护工作,确保基准点的稳定性和准确性,特别是在地铁工程施工过程中可能会对基准点造成影响时,需要及时调整或修复基准点[4]。

3.3控制测量点的设置

在地铁工程中,需要设置严格的控制测量点,用于监测和控制地铁结构的位置、形状和变形情况,确保地铁工程的准确施工和安全运营。依据地铁工程的实际情况和设计要求,确定需要设置控制测量点的位置,通常包括隧道、车站、轨道等关键位置以及工程范围的边界位置。根据不同位置的特点和测量要求,选择合适的测量方法和仪器,例如全站仪、激光测距仪、GPS定位系统等。在确定的位置上设置控制测量点,可以采用地面标志、地下固定物或者特殊的测量标记等方式,确保控制测量点的稳固和可靠性。对于设置的控制测量点,需要进行精确的测量,确定其三维坐标和高程值,确保测量数据的准确性[5]。

3.4数据处理与分析

对于测量数据,需要进行严格的数据处理和分析,包括误差校正、数据比对和验证等工作,以确保测量数据的准确性和可靠性。首先对采集到的控制数据进行整理和检查,确保数据完整、准确。这包括检查观测数据的记录和格式是否规范,是否存在异常数据等。第二,对于不同测量坐标系下的数据,可能需要进行坐标转换和配准,将各个测量点的数据统一到相同的坐标系下,以便后续的分析和比对。第三,通过对控制测量数据进行误差分析和精度评定,能够评估测量数据的准确性和可靠性,识别和排除可能存在的误差源。第四,对控制测量数据进行分析和比对,包括不同时间点的数据比对,不同位置的数据比对等,以发现数据之间的差异和变化趋势。在控制测量数据中发现异常情况时,需要进行相应的异常数据处理,包括数据修正、剔除异常数据或进行重复测量等操作。

3.5变形监测

针对地铁工程结构的变形情况,需要进行定期的变形监测工作,包括地铁隧道、车站结构等的沉降、位移等变形情况的监测和分析。首先可以保证施工中基坑各部分结构的稳定,通过获取变形监测的实时数据可以控制基坑施工阶段的土层及支护结构变形;其次可以保证变形数据的有效处理分析并预测沉降及结构形变的规律,进而为减少对周边的干扰采用合理的工程方案;再次可以评估周边环境是否安全,也能对深基坑自身建设情况进行健康监测;最后也可以利用测量数据总结具体项目的建设模式积累经验,为同类项目提供参考。

3.6实时监测技术应用

利用先进的实时监测技术可以实现地铁工程施工和运营过程中的实时监测和数据采集,及时发现问题并采取相应措施。

(1)结构健康监测系统

这种系统使用传感器和监测设备来监测地铁隧道、站台、桥梁等结构的变形、裂缝、应力和振动等情况。通过实时监测数据分析,可以评估结构的健康状况,发现潜在的安全隐患。

(2)地面和建筑物振动监测

地铁列车的运行会产生振动,可能对周围的房屋和建筑物造成影响。振动监测系统可以实时监测地铁列车运行时的振动情况,以及其对周围环境的影响,帮助减少振动对周围建筑物的影响。

(3)车辆运行状态监测

监测地铁列车的运行状态,包括车辆的速度、制动系统状态、轨道与车辆之间的接触状态等。这有助于确保列车的安全运行,并能够预防潜在的故障。

(4)智能预警系统

利用实时监测数据,结合智能算法和模型,可以实现对地铁工程状态的智能预警。一旦监测数据显示异常,系统就能够及时发出预警信号,帮助管理人员做出相应的决策和处理。

结束语

综上所述,地铁工程测量在工程设计、施工控制、资源管理、运营维护和决策支持中具有重要的作用。通过准确测量和有效利用测量数据,可以确保地铁工程的顺利进行和安全运营,并为城市交通发展提供科学支持。

参考文献:

[1]尹枭威.浅谈地铁测量基准控制网创建的价值与运作举措[J].居业,2021(12):203-204.

[2]陈光辉,曾永坚.长区间盾构法地铁隧道测量控制技术[J].四川建材,2020,46(11):88,91.

[3]任磊.地铁轨道工程施工测量控制方法[J].四川水泥,2020(5):331.

[4]王西林.地铁盾构隧道井下双导线测量控制[J].工程技术研究,2019,4(3):241-242.

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