市域铁路工程测量规范

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市域铁路工程测量规范范文第1篇

关键词：自由设站；后方交会；前方交会；自动照准；弯管目镜

中图分类号：U456 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）19-0186-02

沈丹客专TJ-2标项目部为了掌握无砟轨道铺设前隧道拱顶是否存在变形，确保铁路无砟轨道结构铺设质量，施工期间按照设计要求进行了系统的沉降变形动态观测，保证隧道工程达到规定的变形控制要求，分析推算出最终沉降量和工后沉降，合理确定无砟轨道铺设时间，特要求对隧道拱顶区域开展三维变形观测，并要求能够反映隧道拱顶沉降监测点和侧壁收敛监测点毫米级的变形量。

道扎子隧道变形观测为应用对象，该隧道为单洞双线隧道。位于本溪市南芬区下马塘境内，进口里程为DK99+350，出口里程为DK99+461.67，全长为111.67m，围岩级别Ⅴ级，考虑到隧道内条件有限，为了保障隧道施工正常进行，不影响施工进度安排和工序衔接，本隧道通过多种监测方案比选，最终选择自由设站测量方法配合反射片完成本项目监测实施方案。本项目监测方案实施的整体思路为：

（1）首先对反射片的观测精度进行验证：通过查阅相关资料，我们所使用Leica公司生成的尺寸40mm*40mm的反射片在距离仪器9米测量时误差稳定，标准差为0.14mm，内符合精度较高[1]。在距离反射片9米时，我们利用Leica TCA1201+全站仪对反射片中心从入射角分别为-60°、-30°、-0°、-30°、-60°进行连续20次的三维坐标观测，通过三维坐标差计算的标准差为0.54mm。说明在利用全站仪对反射片进行观测时，在9m左右距离的内符合精度较高。但从不同视线入射角度测量时，测量的距离有所差别。且通过试验观测发现，虽然仪器有反射片测量模式，由于反射片的反射能力有限，仪器自身的自动搜索功能无法找到反射片中心并获取坐标，只能通过人工照准的方式瞄准反射片中心进行测量。为了在隧道内观测隧道顶二衬的监测点，我们专门配置了弯管目镜用于瞄准目标。

（2）建立监测基准，以保证监测点的测量有稳定可靠的起算基准。因隧道内现场条件有限，各影响因素较多，须在较短时间内完成监测，通过方案比选、研究，我们在隧道内监测区域外稳定的地方建立了平面高程基准网，基准网形见图1。平面网采用自由设站边角交会的方式建立，高程采用二等水准测量方法建立，每个基准点都有平面和高程值。

（3）自由设站边角交会。每次自由设站时，仪器架设在固定位置，通过三维后方交会获得仪器中心的三维坐标并进行设站。因每次的设站位置和后视基准点相同，设站精度控制指标为X、Y、Z均≤0.7mm，定向精度≤2″。

（4）由于布设的反射片监测点均位于隧道二衬顶部，每次仪器设站后，只有利用管目镜人为照准反射片中心进行观测。为了保证观测精度，每次观测均正倒镜观测两个测回，取其平均值坐标单期观测成果。隧道内监测反射片布设位置如图2所示。

综合考虑时效性和精度指标，选取2013年2月23日至2013年10月30日9期观测数据，通过对各监测点高程累计变形情况和边墙监测点三维坐标差计算的累计距离变化情况（即收敛量）的分析，看是否存在明显的变形趋势。统计出各期监测点的累计沉降量见表1，隧道边墙左右两侧监测点三维坐标差计算的收敛量统计见表2。

从统计的断面监测点累计沉降量数据看，监测点相邻周期变形量最大为2mm，各期累计沉降变形量最大为1.6mm，累计沉降变形曲线如图3所示。从统计的断面监测点累计沉降量数据看，监测点相邻周期变形量最大为2mm，各期累计沉降变形量最大为1.6mm。累计收敛曲线如图4所示。

由于各监测点的沉降量及收敛量都很小，从变形过程曲线及拟合曲线看也没有发现明显的变形趋势。假设所有监测点均没有变形或变形量很小可忽略不计，则监测数据表现出的波动可认为全部来自测量误差。则可通过各期变化量计算仪器自由设站误差和观测误差的累加测量精度，由监测点沉降测量误差计算的高程测量标准差为0.88mm，由监测点三维坐标差反算的收敛标准差为0.26mm。所以，利用全站仪自由设站配合弯管目镜进行人工瞄准目标反射片进行变形观测的方法，能够反映超过1.76mm的变形。

在现场监测点布设不受其他条件限制的情况下，可以利用照准精度更高、能够实现自动化观测的精密棱镜代替反射片进行观测，自由设站时已知点和监测点间可全自动观测，能够完成监测精度要求更高的测量任务。

通过文章的分析，可以得到如下结论：（1）通过自由设站并利用弯管目镜配合全站仪观测反射片的监测方法，能够在铁路建设期间实现变形观测任务。（2）通过监测数据分析，在假设没有变形的前提下，通过此种方式获取的收敛变形观测数据和沉降观测数据的观测标准差均能达到1mm。（3）以后类似的监测项目，在条件允许的条件下可以将反射片用棱镜代替，实现更高精度全自动变形监测。

参考文献：

[1]樊钢，李怀萍.反射片测量精度的检测[A].2004年全国测绘仪器综合学术年会论文集[C].成都：中国测绘学会，2004：120-121.

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[3]张忠良，杨友涛，刘成龙.轨道精调中后方交会点三维严密平差方法研究[J].铁道工程学报，2008（5）：33-36.

[4]铁建设[2006]158号.客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南[Z].

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[6]TB10101-99.新建铁路工程测量规范[S].