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摘要：从施工生产实践出发，阐述大连地下铁道工程浅埋暗法施工测
量的现状和主要技术工作方法。
关键词：地下铁道；施工测量；浅埋暗挖法
地下铁道是城市轨道交通最主要的一种形式。由于其再建筑物、构筑物稠密和地下管线繁多的城市环境中建设，不但工程测量工作量大、精度要求高、技术密集，而且在工程测量方面有其特殊方法和要求。本文结合大连地铁207标段（松江路站至春光街站），对地下铁道浅埋暗挖法施工测量主要技术方法进行简单阐述，供广大从事地铁工程测量工作者参考。
一、概述
大连地铁207标段从松江路站起，沿东纬路，促进路到春光街站，全长2563m，该标段包括一站两区间。本工程的车站隧道及区间隧道全部是通过临时竖井进行暗挖隧道施工的，其施工测量特点为：地面控制到导线必须通过临时施工竖井向洞内传递；洞内测量条件差，测量工作难度大，强度高；必须保证贯通精度，保证区间与车站的准确连接；各车站和区间施工工作同时进行，必须要保证测量施工精度。
二、测量方案
（1）暗挖隧道洞内中线、导线和高程由施工竖井引入。
（2）为提高隧道的测量精度，采用全站仪进行三维坐标测量，并与徕卡1/200000精密光学垂准仪配合，将三维坐标和坐标方位通过竖井传递到地下隧道内。
（3）地面布设加密导线网和加密高程网，洞内设地下导线网和高程网。
三、施工控制测量
1、地面导线、高程控制测量
（1）地面导线控制测量
（3）竖井趋近测量
竖井趋近导线或边角三角形附合在GPS点或精密导线点上，近井点与GPS点或精密导线点通视，并使定向具有最有利的图形。趋近导线布设成一条附合导线，近井点必须纳入网中，参与导线网的严密平差。竖井趋近导线不宜超过350m，最短边应大于50m。要求按四等导线进行施测，测量成果满足四等导线测量要求。
2、联系测量
（1）竖井定向
地铁隧道测量中，定向边精度对整个地铁区间隧道贯穿起着决定性的作用。要做好平面联系测量，首先须建立与地面统一的地下控制坐标系，为了建立地面、地下统一的坐标系统，通过联系测量方法，由地表通过竖井传递到地下隧道内，进一步求得井下导线起算边的坐标方位角及井下导线起算点的平面坐标。
根据施工条件采用联系三角形一井定向方法进行竖井定向测量。
井上、井下联系三角形应满足；两悬吊钢丝间距不应小于5m，定向角α应小于3"，a/c及a′/c′的比值应小于1.5倍。
导线定向测量值宜采用具有双轴补偿的全站仪，定线边中误差应在±8"之内，垂直角应小于30· 。
如图1所示：在井筒中自由悬挂两根弦线Ol，02，弦线下端挂重锤使弦线与铅垂线方向一致，为了使弦线稳定，将重锤浸入盛有阻尼液的大桶内。A为地面控制点，Al为井下控制点。
在地面，丈量三角形AOl02中三个边长a、b、c，并在A点测量角度ω、a。
在井下，丈量三角形AlOl02中三个边长a′、b′、c′，并在Al点测量角度ω′。α′和a应该相等。
根据正弦定理解算地面和地下三角形中的小角度β′和β。
sinβ=sin a·b/a（2-1）‘
sinβ′=sin a′·b′/a(2—2) ．
然后按照A—02一Ol—B的线路推算方位角和坐标。
（2）高程传递测量
通过竖井船底高程，将地面水准点的搞策划那个传递到基坑底水准点，采用S1级水准仪。经竖井向下船底高程采用悬吊钢尺法，基坑上下两台水准仪同时观测读数（见图2），并应在钢尺上悬吊与钢尺鉴定是相同质量的重锤。传递高程时，每次应独立观测三测回，每测回应变动仪器高度，三测回测得地上、地下水准点的高差互差应小于3mm，并应进行温度、尺长改正。
3、地下控制测量
地下平面和高程测量应包括地下施工导线测量、地下施工水准测量。地下平面和高程起算点应采用直接从地面通过联系测量传递到地下的近井点。地下起算方位边不应少于2条，起算高程点不应少于2个。地下施工导线、施工控制导线的标志可埋设在隧道结构的边墙上或隧道结构的拱顶上。地下平面高程测量控制点应经常复测。
3.1地下导线控制测量
（1）地下导线是保证正确开挖方向和平面贯通的地下控制网，暗挖隧道掘进时地下导线分两级布设，施工导线边长30～50m，基本导线边长120m以上。随着掘进延伸施工导线，标定线路中线方向。
（2）地下导线控制点埋设砼标石，先作成100mm×100mm×100mm大小的岗板块，镶直径为2mm的铜丝埋深6mm的标志，然后围成方形标石。
（3）地下导线测量采用导线测量方法，使用不低于Ⅱ级全站仪施测，测角中误差±2.5"，测距中误差为±3mm。控制导线点在隧道贯通前应至少测量三次，并与竖井定向同时进行。重合点重复测量坐标值较差应小于30X d/D（mm），其中d为控制导线长度，D为贯通长度，满足要求时，取逐次平均值作为最终成果指导隧道掘进。
3.2地下高程控制测量
（1）地下高程控制测量的测量方法仍按地面上同等级进行，地下高程控制点可共用同一个导线点，即在导线点上焊以螺帽作为地下高程控制点用。其延伸请康同导线点一样。
（2）地下水准测量用Ⅱ等水准测量方法和仪器施测，不符值、闭合差限差满足±8√Lmm的精度。
（3）开挖至隧道全长1/3和2/3处，对地下水准按Ⅱ等水准精度要求复测，重复测量的高程点间的高差较差小于5mm，取逐次平均值作为终成果指导隧道掘进。
四、施工放样
施工放样的目的是按照设计和施工的要求，将设计的建（构）筑物的位置、形状、大小及高程等，在地面标定出来。
本标段施工放样主要是暗挖隧道放样，其中包括：隧道各断面的开挖轮廓放样、初期支护轴线定位、二次衬砌定位等。
施工放羊式，同时遵循有总体到局部的原则，首先定出建（构）筑物的轴线，然后测定建（构）筑物的各个部分。本工程中，基坑开挖过程中，以基坑中线为轴线；基坑开挖结束后，暗挖部分以隧道中心线为轴线。这种放样顺序可以减小误差积累、误差以轴线呈对称分布，有利于工程整体放样精度提高。
极坐标法放样
极坐标法放样是指已知两个导线点的坐标，其中选定一个为置镜点，另一个为后视点，放样点的坐标可以根据内业计算资料查找出来，然后分别计算置镜点至后视点的距离，置镜点至放样点的坐标方位角，这种放样方法是明、暗挖隧道利用导线点放样中线点或其他点的最常用、最普通的方法，放样距离采用两点间距离公式计算出来的置镜点与放羊点的距离。为了加强放羊点的检核条件，可用另两个已知导线点作起算数据，用同样方法来检测放羊点正确与否。当放样中线点全部出来后，用全站仪串线，检查这些中线点的相互关系争取与否。
2、暗挖隧道施工放样测量
暗挖隧道施工放样测量主要是标定隧道的设计线路中线、里程、高程和同步线，直线隧道施工测量，在线路中线上或隧道中线上架设全站仪并打开红外线，调节后的红外线束代表线路中线或隧道中线的方向及线路纵断面的坡度。曲线隧道施工测量时把全站仪架在线路切线或弦线上，调节后的红外线代表线路切线或弦线的方向及线路纵断面的坡度。利用内业计算资料的切线偏距或弦线偏距及里程、标高为依据来指导施工，每个洞的上部开挖可用红外线控制标高，下部开挖采用放起拱线标高来控制，经常检测红外线的中线和坡度，抄平时应往返或变动两次仪器高法进行水准测量。在有格栅地段，隧道初支过程中，钢格栅的架设要较严的控制中线、垂直度、同步线，其中格栅中线和同步线的测量允许误差为
±20mm，格栅垂直度允许误差为3· 。竖井放样同样采用极坐标法。
五、贯通测量
隧道贯通后应利用贯通面两侧平面和高程控制点进行贯通误差测量、包括隧道的纵向、横向和方位角贯通误差测量以及高程贯通误差测量。
隧道的纵向、横向贯通误差，可根据两侧控制导线测定的贯通面上同一临时点坐标闭合差确定，也可以利用两侧中线延伸在贯通面上同一里程处各自临时点坐标闭合差确定，也可以利用两侧中线延伸在贯通面上同一里程处各自临时点的间距确定。方位角贯通误差可利用两侧控制导线测定与贯通面相邻的同一导线边的方位角较差确定。实测纵、横向贯通误差应分别投影到线路和线路的法线方向上。
隧道高程贯通误差应由两侧控制水准点测定贯通面附近同一水准点的高程较差确定。
六、结束语
随着测绘科学技术的迅速发展，地下铁道工程测量技术也在不断地创新和进步，当代工程测量的GPS定位技术、数字化测图技术、雷达探测进行地下管线探测技术、激光准直和扫平仪、基于WebGIS的施工测量信息管理系统等，自动化、信息化技术的应用和发展，对地下铁道工程建设测量工作，从理论和实践上，必将进一步完善发展，工程测量新技术、新方法也将在地铁工程测量中得到更加广泛的應用。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
量的现状和主要技术工作方法。
关键词：地下铁道；施工测量；浅埋暗挖法
地下铁道是城市轨道交通最主要的一种形式。由于其再建筑物、构筑物稠密和地下管线繁多的城市环境中建设，不但工程测量工作量大、精度要求高、技术密集，而且在工程测量方面有其特殊方法和要求。本文结合大连地铁207标段（松江路站至春光街站），对地下铁道浅埋暗挖法施工测量主要技术方法进行简单阐述，供广大从事地铁工程测量工作者参考。
一、概述
大连地铁207标段从松江路站起，沿东纬路，促进路到春光街站，全长2563m，该标段包括一站两区间。本工程的车站隧道及区间隧道全部是通过临时竖井进行暗挖隧道施工的，其施工测量特点为：地面控制到导线必须通过临时施工竖井向洞内传递；洞内测量条件差，测量工作难度大，强度高；必须保证贯通精度，保证区间与车站的准确连接；各车站和区间施工工作同时进行，必须要保证测量施工精度。
二、测量方案
（1）暗挖隧道洞内中线、导线和高程由施工竖井引入。
（2）为提高隧道的测量精度，采用全站仪进行三维坐标测量，并与徕卡1/200000精密光学垂准仪配合，将三维坐标和坐标方位通过竖井传递到地下隧道内。
（3）地面布设加密导线网和加密高程网，洞内设地下导线网和高程网。
三、施工控制测量
1、地面导线、高程控制测量
（1）地面导线控制测量
（3）竖井趋近测量
竖井趋近导线或边角三角形附合在GPS点或精密导线点上，近井点与GPS点或精密导线点通视，并使定向具有最有利的图形。趋近导线布设成一条附合导线，近井点必须纳入网中，参与导线网的严密平差。竖井趋近导线不宜超过350m，最短边应大于50m。要求按四等导线进行施测，测量成果满足四等导线测量要求。
2、联系测量
（1）竖井定向
地铁隧道测量中，定向边精度对整个地铁区间隧道贯穿起着决定性的作用。要做好平面联系测量，首先须建立与地面统一的地下控制坐标系，为了建立地面、地下统一的坐标系统，通过联系测量方法，由地表通过竖井传递到地下隧道内，进一步求得井下导线起算边的坐标方位角及井下导线起算点的平面坐标。
根据施工条件采用联系三角形一井定向方法进行竖井定向测量。
井上、井下联系三角形应满足；两悬吊钢丝间距不应小于5m，定向角α应小于3"，a/c及a′/c′的比值应小于1.5倍。
导线定向测量值宜采用具有双轴补偿的全站仪，定线边中误差应在±8"之内，垂直角应小于30· 。
如图1所示：在井筒中自由悬挂两根弦线Ol，02，弦线下端挂重锤使弦线与铅垂线方向一致，为了使弦线稳定，将重锤浸入盛有阻尼液的大桶内。A为地面控制点，Al为井下控制点。
在地面，丈量三角形AOl02中三个边长a、b、c，并在A点测量角度ω、a。
在井下，丈量三角形AlOl02中三个边长a′、b′、c′，并在Al点测量角度ω′。α′和a应该相等。
根据正弦定理解算地面和地下三角形中的小角度β′和β。
sinβ=sin a·b/a（2-1）‘
sinβ′=sin a′·b′/a(2—2) ．
然后按照A—02一Ol—B的线路推算方位角和坐标。
（2）高程传递测量
通过竖井船底高程，将地面水准点的搞策划那个传递到基坑底水准点，采用S1级水准仪。经竖井向下船底高程采用悬吊钢尺法，基坑上下两台水准仪同时观测读数（见图2），并应在钢尺上悬吊与钢尺鉴定是相同质量的重锤。传递高程时，每次应独立观测三测回，每测回应变动仪器高度，三测回测得地上、地下水准点的高差互差应小于3mm，并应进行温度、尺长改正。
3、地下控制测量
地下平面和高程测量应包括地下施工导线测量、地下施工水准测量。地下平面和高程起算点应采用直接从地面通过联系测量传递到地下的近井点。地下起算方位边不应少于2条，起算高程点不应少于2个。地下施工导线、施工控制导线的标志可埋设在隧道结构的边墙上或隧道结构的拱顶上。地下平面高程测量控制点应经常复测。
3.1地下导线控制测量
（1）地下导线是保证正确开挖方向和平面贯通的地下控制网，暗挖隧道掘进时地下导线分两级布设，施工导线边长30～50m，基本导线边长120m以上。随着掘进延伸施工导线，标定线路中线方向。
（2）地下导线控制点埋设砼标石，先作成100mm×100mm×100mm大小的岗板块，镶直径为2mm的铜丝埋深6mm的标志，然后围成方形标石。
（3）地下导线测量采用导线测量方法，使用不低于Ⅱ级全站仪施测，测角中误差±2.5"，测距中误差为±3mm。控制导线点在隧道贯通前应至少测量三次，并与竖井定向同时进行。重合点重复测量坐标值较差应小于30X d/D（mm），其中d为控制导线长度，D为贯通长度，满足要求时，取逐次平均值作为最终成果指导隧道掘进。
3.2地下高程控制测量
（1）地下高程控制测量的测量方法仍按地面上同等级进行，地下高程控制点可共用同一个导线点，即在导线点上焊以螺帽作为地下高程控制点用。其延伸请康同导线点一样。
（2）地下水准测量用Ⅱ等水准测量方法和仪器施测，不符值、闭合差限差满足±8√Lmm的精度。
（3）开挖至隧道全长1/3和2/3处，对地下水准按Ⅱ等水准精度要求复测，重复测量的高程点间的高差较差小于5mm，取逐次平均值作为终成果指导隧道掘进。
四、施工放样
施工放样的目的是按照设计和施工的要求，将设计的建（构）筑物的位置、形状、大小及高程等，在地面标定出来。
本标段施工放样主要是暗挖隧道放样，其中包括：隧道各断面的开挖轮廓放样、初期支护轴线定位、二次衬砌定位等。
施工放羊式，同时遵循有总体到局部的原则，首先定出建（构）筑物的轴线，然后测定建（构）筑物的各个部分。本工程中，基坑开挖过程中，以基坑中线为轴线；基坑开挖结束后，暗挖部分以隧道中心线为轴线。这种放样顺序可以减小误差积累、误差以轴线呈对称分布，有利于工程整体放样精度提高。
极坐标法放样
极坐标法放样是指已知两个导线点的坐标，其中选定一个为置镜点，另一个为后视点，放样点的坐标可以根据内业计算资料查找出来，然后分别计算置镜点至后视点的距离，置镜点至放样点的坐标方位角，这种放样方法是明、暗挖隧道利用导线点放样中线点或其他点的最常用、最普通的方法，放样距离采用两点间距离公式计算出来的置镜点与放羊点的距离。为了加强放羊点的检核条件，可用另两个已知导线点作起算数据，用同样方法来检测放羊点正确与否。当放样中线点全部出来后，用全站仪串线，检查这些中线点的相互关系争取与否。
2、暗挖隧道施工放样测量
暗挖隧道施工放样测量主要是标定隧道的设计线路中线、里程、高程和同步线，直线隧道施工测量，在线路中线上或隧道中线上架设全站仪并打开红外线，调节后的红外线束代表线路中线或隧道中线的方向及线路纵断面的坡度。曲线隧道施工测量时把全站仪架在线路切线或弦线上，调节后的红外线代表线路切线或弦线的方向及线路纵断面的坡度。利用内业计算资料的切线偏距或弦线偏距及里程、标高为依据来指导施工，每个洞的上部开挖可用红外线控制标高，下部开挖采用放起拱线标高来控制，经常检测红外线的中线和坡度，抄平时应往返或变动两次仪器高法进行水准测量。在有格栅地段，隧道初支过程中，钢格栅的架设要较严的控制中线、垂直度、同步线，其中格栅中线和同步线的测量允许误差为
±20mm，格栅垂直度允许误差为3· 。竖井放样同样采用极坐标法。
五、贯通测量
隧道贯通后应利用贯通面两侧平面和高程控制点进行贯通误差测量、包括隧道的纵向、横向和方位角贯通误差测量以及高程贯通误差测量。
隧道的纵向、横向贯通误差，可根据两侧控制导线测定的贯通面上同一临时点坐标闭合差确定，也可以利用两侧中线延伸在贯通面上同一里程处各自临时点坐标闭合差确定，也可以利用两侧中线延伸在贯通面上同一里程处各自临时点的间距确定。方位角贯通误差可利用两侧控制导线测定与贯通面相邻的同一导线边的方位角较差确定。实测纵、横向贯通误差应分别投影到线路和线路的法线方向上。
隧道高程贯通误差应由两侧控制水准点测定贯通面附近同一水准点的高程较差确定。
六、结束语
随着测绘科学技术的迅速发展，地下铁道工程测量技术也在不断地创新和进步，当代工程测量的GPS定位技术、数字化测图技术、雷达探测进行地下管线探测技术、激光准直和扫平仪、基于WebGIS的施工测量信息管理系统等，自动化、信息化技术的应用和发展，对地下铁道工程建设测量工作，从理论和实践上，必将进一步完善发展，工程测量新技术、新方法也将在地铁工程测量中得到更加广泛的應用。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。