廣州地鐵六號(hào)線B標(biāo)段施工控制網(wǎng)測(cè)量.doc

廣州地鐵六號(hào)線B標(biāo)段施工控制網(wǎng)測(cè)量摘要:介紹廣州地鐵六號(hào)線B標(biāo)段施工控制網(wǎng)的精度設(shè)計(jì)、選點(diǎn)原則、施測(cè)方法等并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析,該方法可以保證車站與線路連接的整體性,同時(shí)可滿足定位測(cè)量、施工放樣和隧道貫通的需要。關(guān)鍵詞:地鐵施工控制網(wǎng)測(cè)量精度評(píng)定1 工程概況 廣州地鐵六號(hào)線首期工程為潯峰崗燕塘段,其中B標(biāo)段起始文化公園站,沿途經(jīng)一德路站、海珠廣場(chǎng)站、北京路站、越秀南站、東湖站、東山口站、區(qū)莊站、黃花崗站、水蔭路站、沙河站、天平架站至燕塘站。其中有6個(gè)站點(diǎn)設(shè)置與其它線路換乘或銜接,由于沿線多老城區(qū)、線路曲折且為廣州市繁華地段,測(cè)量難度較大,工程已于2006年6月開(kāi)工,2010年建成并投入運(yùn)營(yíng)。2 控制網(wǎng)精度設(shè)計(jì) 廣州市平面坐標(biāo)系,西投影帶坐標(biāo),投影面高程為廣州高程系H=5 m。2.1 GPS點(diǎn)精度 最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差12 mm;相鄰點(diǎn)的相對(duì)點(diǎn)位中誤差10 mm;最弱邊相對(duì)點(diǎn)位中誤差1/90 000。2.2 導(dǎo)線(控制)點(diǎn)精度 導(dǎo)線附(閉)合長(zhǎng)度35 km;測(cè)距中誤差6 mm;測(cè)距相對(duì)中誤差1/60 000;測(cè)角中誤差2.5;方向閉合差導(dǎo)線全長(zhǎng)相對(duì)閉合差1/35 000;最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差15 mm;相鄰點(diǎn)的相對(duì)點(diǎn)位中誤差8 mm。2.3 主要測(cè)量?jī)x器 GPS點(diǎn)和施工控制網(wǎng)測(cè)量使用儀器見(jiàn)表1。2.4 布網(wǎng)原則 1)設(shè)在地鐵線路兩側(cè),沿線路走向盡可能布設(shè)成直伸狀,并形成附(閉)合或多個(gè)結(jié)點(diǎn)網(wǎng),導(dǎo)線附(閉)合長(zhǎng)度34 km左右。2)首級(jí)GPS控制網(wǎng)點(diǎn)連接時(shí),連接角應(yīng)30,個(gè)別極困難時(shí)亦應(yīng)1; 3)由于首級(jí)GPS控制網(wǎng)點(diǎn)已埋設(shè)在沿線兩側(cè)的樓頂上,與首級(jí)GPS控制網(wǎng)點(diǎn)連接邊的俯仰角應(yīng)20,個(gè)別極困難地點(diǎn)亦應(yīng)30。 4)根據(jù)地鐵工程的特點(diǎn),在車站、豎井附近適當(dāng)加密,每個(gè)車站(或豎井)布設(shè)3個(gè)以上的控制點(diǎn),形成小閉合環(huán)或節(jié)點(diǎn)網(wǎng)。 5)相鄰點(diǎn)之間的視線距障礙物的距離應(yīng)不受旁折光的影響,視線穿過(guò)區(qū)域應(yīng)無(wú)散熱體、強(qiáng)磁場(chǎng)等,以免影響距離測(cè)量。 6)相鄰導(dǎo)線邊長(zhǎng)不宜相差過(guò)大,其邊長(zhǎng)比值應(yīng)3倍,為滿足特殊需要時(shí),其邊長(zhǎng)比值亦5倍。最短邊長(zhǎng)100 m。7)加測(cè)的GPS點(diǎn)除滿足上述要求外,還應(yīng)滿足GPS布點(diǎn)的要求,即對(duì)天通視,視場(chǎng)周圍障礙物高度角應(yīng)15,遠(yuǎn)離電磁波發(fā)射及吸收源,以克服電磁波對(duì)GPS測(cè)量的影響。2.5 控制網(wǎng)布設(shè) 首先在1/2 000線路圖上選點(diǎn)布網(wǎng),然后現(xiàn)場(chǎng)踏勘,認(rèn)真篩選,反復(fù)比較,逐一落實(shí)確定。全網(wǎng)布設(shè)控制點(diǎn)59個(gè)(借用和聯(lián)測(cè)樁點(diǎn)4個(gè)),使用C級(jí)GPS起算點(diǎn)7個(gè),加密GPS點(diǎn)6個(gè),共72個(gè)控制點(diǎn)組成了廣州軌道交通六號(hào)線B標(biāo)段精密導(dǎo)線控制網(wǎng)。 由于海珠廣場(chǎng)、東湖、燕塘等站附近無(wú)GPS控制點(diǎn)和高級(jí)附合方向,個(gè)別區(qū)段導(dǎo)線附合長(zhǎng)度較長(zhǎng)約5km左右。因此用GPS測(cè)量手段將LJ044、貿(mào)易中心(二號(hào)線GPS點(diǎn))、LJ058、LJ060、LJ082、LJ084等點(diǎn)加密,按C級(jí)GPS網(wǎng)觀測(cè)要求施測(cè),以增加導(dǎo)線網(wǎng)的附合方向、縮短導(dǎo)線附合長(zhǎng)度提高導(dǎo)線網(wǎng)的精度,GPS網(wǎng)形示意圖見(jiàn)圖1。3 控制網(wǎng)測(cè)量3.1 加測(cè)GPS點(diǎn)的技術(shù)要求 測(cè)量前對(duì)GPS接收機(jī)進(jìn)行必要項(xiàng)目的檢驗(yàn)測(cè)量,保證GPS接收機(jī)在良好狀態(tài)下工作;制訂GPS衛(wèi)星星歷表,確定最佳觀測(cè)時(shí)間和時(shí)段;外業(yè)觀測(cè)衛(wèi)星高度角15,有效觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)4,幾何圖形強(qiáng)度因子(PDOP)6或(GDOP)8,重復(fù)設(shè)站數(shù)2,同步觀測(cè)接收機(jī)臺(tái)數(shù)3等。3.2 控制網(wǎng)施測(cè)要求 1)測(cè)站點(diǎn)只有兩個(gè)方向時(shí),采用左右角各兩測(cè)回觀測(cè),左右角平均值與360之差4;多于兩個(gè)方向時(shí)用全圓法觀測(cè)4測(cè)回,測(cè)回間方向值之差15時(shí),水平角6測(cè)回,每?jī)蓽y(cè)回將儀器旋轉(zhuǎn)120重新對(duì)中整平,以減小儀器豎軸不豎直對(duì)水平角測(cè)量的影響。本工程中除個(gè)別只有一個(gè)通視方向的GPS點(diǎn)外,均接測(cè)了兩個(gè)GPS起算方向。 3)前后視距離相差較大時(shí),應(yīng)注意調(diào)焦對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,采用盤(pán)左長(zhǎng)邊調(diào)焦,盤(pán)右長(zhǎng)邊不調(diào)焦,盤(pán)右短邊調(diào)焦,盤(pán)左短邊不調(diào)焦的觀測(cè)順序進(jìn)行觀測(cè)。 4)每條邊均應(yīng)往返測(cè)距各兩測(cè)回,每測(cè)回間應(yīng)重新照準(zhǔn)目標(biāo),四次讀數(shù),讀數(shù)較差3 mm,測(cè)回間平均值的較差3 mm,往返平均值的較差3.5的測(cè)站及三個(gè)以上方向測(cè)站測(cè)回差接近6的站點(diǎn),加測(cè)兩測(cè)回水平角;前后視距離相差較大需要調(diào)焦的測(cè)站,采用后后前前的測(cè)量方法施測(cè)并加測(cè)兩測(cè)回水平角。 2)邊長(zhǎng)測(cè)量,往返測(cè)距互差根據(jù)測(cè)距邊的長(zhǎng)短控制,200 m以下的短邊控制在3 mm以內(nèi),200500 m以下邊長(zhǎng)控制在4 mm內(nèi);500 m以上的邊長(zhǎng)往返互差盡可能控制在5 mm內(nèi),個(gè)別5 mm的邊長(zhǎng)補(bǔ)測(cè)兩測(cè)回并根據(jù)實(shí)際情況分別取中;往返測(cè)均采用正倒鏡測(cè)距;大傾角邊長(zhǎng)另測(cè)兩測(cè)回垂直角和斜距。 3)適當(dāng)增加多余觀測(cè),提高整個(gè)控制網(wǎng)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,以保證測(cè)量精度滿足要求。 4)所有測(cè)量方向均用正倒鏡測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間高差,全線分別在文化公園、越秀南、區(qū)莊、燕塘等4處與等水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè),以便計(jì)算各點(diǎn)高程進(jìn)行投影改正。4 數(shù)據(jù)處理4.1 GPS測(cè)量數(shù)據(jù)處理及精度指標(biāo) 基線解算符合上述指標(biāo)后,進(jìn)行優(yōu)化平差處理,各組結(jié)果中選其精度最高且相對(duì)關(guān)系最好的結(jié)果作為本工程加測(cè)GPS點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果。4.2 精密導(dǎo)線控制點(diǎn)數(shù)據(jù)處理 所有測(cè)量記錄均應(yīng)100%復(fù)核,檢查無(wú)誤后方可進(jìn)行下道工序。導(dǎo)線邊長(zhǎng)除進(jìn)行儀器加乘常數(shù)及氣象改正外,還進(jìn)行大地水準(zhǔn)面投影改正和高斯投影改正。平差處理使用清華山維平差軟件用不同平差方法(純迭代法、驗(yàn)后定權(quán)法)對(duì)計(jì)算機(jī)全網(wǎng)整體平差處理。對(duì)平差結(jié)果進(jìn)行分析比較,各項(xiàng)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求后,取其各項(xiàng)指標(biāo)最好的平差結(jié)果作為本工程的測(cè)量結(jié)果。5 測(cè)量統(tǒng)計(jì)及精度評(píng)定5.1 數(shù)據(jù)采集質(zhì)量評(píng)定 1)水平角測(cè)量。全網(wǎng)共測(cè)水平方向160多個(gè),其中GPS起算方向10個(gè),待定方向150余個(gè);兩個(gè)方向的單導(dǎo)線測(cè)站,采用左右角各兩測(cè)回觀測(cè),測(cè)回差4以下的約占80%,最大6;左右角平均值與360之差3以下的約占85%,其余全部符合規(guī)范要求4;多于兩個(gè)方向的測(cè)站用全圓法觀測(cè)4測(cè)回,有高低點(diǎn)的測(cè)站兩次對(duì)中并加測(cè)兩測(cè)回。各測(cè)回間方向值之差5以下的約占85%,均滿足規(guī)范規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 2)邊長(zhǎng)測(cè)量 全網(wǎng)共測(cè)導(dǎo)線邊長(zhǎng)約160條(其中GPS起算邊10條,其測(cè)量值與GPS坐標(biāo)返算邊長(zhǎng)相對(duì)精度基本滿足1/90 000的要求)。測(cè)回間邊長(zhǎng)互差均3 mm;往返測(cè)距互差3 mm以下的約占85%,34 mm的約占10%,均滿足規(guī)范規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。5.2 閉合差統(tǒng)計(jì)與精度評(píng)定 全網(wǎng)共測(cè)水平方向160多個(gè),其中GPS起算方向10個(gè),待定方向150余個(gè);導(dǎo)線邊長(zhǎng)約160條(其中GPS起算邊10條,導(dǎo)線邊約150條,LJ052LJ053A是最短邊97.2 m(北京路最困難地段),LJ068至電子大廈是最長(zhǎng)邊748.8 m,導(dǎo)線平均邊長(zhǎng)約400 )。共有多余觀測(cè)約50多個(gè),敘述如下: 1)加測(cè)6個(gè)GPS起算點(diǎn)后,方向附合條件22個(gè)(附合導(dǎo)線、閉合導(dǎo)線、固定角等), 262個(gè)坐標(biāo)附合條件(附合導(dǎo)線、閉合導(dǎo)線等)。 2)方向附合條件中,閉合差最大為9.614.1(限差),大于限差1/2的有1處,占4%,其余均小于限差的一半。閉合差5以下的18個(gè)約占82%,閉合差510的4個(gè),約占18%; 3)附(閉)合環(huán)導(dǎo)線長(zhǎng)度,最小附合長(zhǎng)度438 m相對(duì)精度1/104 022;最長(zhǎng)附合線路5 963 m,相對(duì)精度1/360 851;附(閉)合環(huán)線路平均附合長(zhǎng)度1 864 m,相對(duì)精度1/180 000; 4)在坐標(biāo)附合條件中,導(dǎo)線全長(zhǎng)相對(duì)精度在1/70 0001/100 000之間的32個(gè)約占12%;導(dǎo)線全長(zhǎng)相對(duì)精度在1/100 0001/200 000之間的102個(gè)約占38%;1/200 000以上的132個(gè)約占50%,各項(xiàng)測(cè)量指標(biāo)符合規(guī)范要求。5.3 精度統(tǒng)計(jì)及評(píng)定 六號(hào)線B標(biāo)段精密導(dǎo)線網(wǎng)全網(wǎng)使用清華山維軟件純迭代法和驗(yàn)后定權(quán)法等方法計(jì)算機(jī)整體平差處理。數(shù)據(jù)處理后,對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較,各點(diǎn)坐標(biāo)差異均1 mm。各項(xiàng)精度指標(biāo)符合規(guī)范規(guī)定及相關(guān)技術(shù)要求,全網(wǎng)采用上述平差方法平差處理后,其點(diǎn)位精度統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2。從上述表格坐標(biāo)比較說(shuō)明,六號(hào)線B標(biāo)段控制網(wǎng)的測(cè)量精度滿足規(guī)范及相關(guān)技術(shù)要求。6 結(jié)論及建議 六號(hào)線B標(biāo)段控制網(wǎng)的測(cè)量精度滿足地下鐵道、輕軌交通工程測(cè)量規(guī)范要求,可以提供地鐵工程建設(shè)使用。使用六號(hào)線控制網(wǎng)成果時(shí),盡可能以長(zhǎng)方向或直接測(cè)量方向起算或定向,最好不要使用短邊或間接方向(坐標(biāo)返算方向)。本線路有6個(gè)站點(diǎn)設(shè)置與其它線路的換乘或銜接條件,在控制布設(shè)時(shí),對(duì)已運(yùn)營(yíng)的一號(hào)線東山口站、二號(hào)線海珠廣場(chǎng)站換乘點(diǎn),聯(lián)測(cè)當(dāng)時(shí)作起算的高級(jí)GPS點(diǎn),保證換乘連接精度。對(duì)正在建設(shè)中的五號(hào)線換乘站大坦沙站、區(qū)莊站,聯(lián)測(cè)其施工控制點(diǎn)。對(duì)有預(yù)留條件的八號(hào)線文化公園站、九號(hào)線沙河站、三號(hào)線北延段