聯(lián)系三角形法在地鐵建設(shè)中的應(yīng)用
2012-09-12 來源：中國論文網(wǎng)
1、概述
城市地鐵建設(shè)主要是通過聯(lián)系測量將地面的平面坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)通過施工豎井、明挖車站、區(qū)間投點(diǎn)鉆孔、盾構(gòu)始發(fā)井、接收井等傳遞到地下，使地上、地下建立統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)測量工作。聯(lián)系測量的質(zhì)量好壞將直接關(guān)系到隧道的貫通精度，是隧道貫通的基礎(chǔ)。也是影響貫通質(zhì)量的重要因素之一。筆者根據(jù)參加大連地鐵地下控制測量的工作經(jīng)驗(yàn),將大連地鐵豎井聯(lián)系測量所采用的聯(lián)系三角形法的測量方法總結(jié)如下,供地鐵測量工作參考應(yīng)用。
2、作業(yè)方法論文
聯(lián)系三角形法是一種傳統(tǒng)的豎井聯(lián)系測量方法。下面以友一區(qū)間豎井聯(lián)系測量為例對聯(lián)系三角形法作一介紹。
2.1、儀器設(shè)備
萊卡TCR1201+全站儀；4cm×4cm反光片4個；10kg重錘2個；Φ0.3mm高強(qiáng)鋼絲60m；小絞車、導(dǎo)向滑輪及機(jī)油2桶等。
2.2作業(yè)實(shí)施論文
?、?、作業(yè)技術(shù)要求
用方向觀測法觀測四個測回，測角中誤差應(yīng)在±2.5″之內(nèi)。聯(lián)系三角測量定向推算的地下起始邊方位角的較差應(yīng)小于12″，方位角平均值中誤差為±8″。
?、啤?dǎo)線布設(shè)
導(dǎo)線布設(shè)情況如圖1。垂線1、垂線2是通過豎井絞車及導(dǎo)向滑輪懸掛并吊有垂錘的高強(qiáng)鋼絲。Z、A為已知的地面導(dǎo)線點(diǎn),B、G為待求的井下導(dǎo)線點(diǎn),井下、井上三角形布設(shè)時應(yīng)滿足下列要求:
垂線邊距a、a′應(yīng)盡量布置長些；距離大于4米；
e、f、e′、f′角度應(yīng)盡量小,最大不應(yīng)大于1°；
b/a、b′/a′"之比值應(yīng)盡量小,最大值不應(yīng)大于1.5。
?、?、三角形測量
?、贉y量e、f、e′、f′角度；
?、跍y量a、b、c、a′、b′、c′邊長。
⑷、重復(fù)觀測
進(jìn)行聯(lián)系三角形測量時，為保證精度，要重復(fù)3次觀測數(shù)據(jù)。每組只將兩垂線位置稍加移動，測量方法完全相同。由各組推算井下同一導(dǎo)線點(diǎn)之坐標(biāo)和同一導(dǎo)線邊之坐標(biāo)方位角。各組數(shù)值互差滿足限差規(guī)定時，取各組的平均值作為該次測量的最后成果。
3、聯(lián)系三角形法數(shù)據(jù)處理
本文以友一區(qū)間聯(lián)系測量的一組測量數(shù)據(jù)為例，介紹聯(lián)系三角形發(fā)數(shù)據(jù)的平差計(jì)算方法。
⑴、三角形平差計(jì)算
c計(jì)=√a²+b²-2a*b*cosα；
c量=b-a；
FS=c量-c計(jì)；
a=a-FS/3；
b=b-FS/3；
c=c量+FS/3；
θ=arccos[（b2+c2-a2）/（2*b*c）].
以改正后的邊長a、b、c為平差值,按正弦定理計(jì)算出θ,即為平差后的角值。
采用上述方法可計(jì)算出井下三角形平差后的邊角a′、b′、c′、θ′。α′。
相關(guān)元素計(jì)算成果如下表：
邊名或夾角 測量數(shù)據(jù) 計(jì)算出數(shù)據(jù) 改正后數(shù)據(jù)
a 5.857830 FS=-0.000006 5.857832
b 10.163459 10.163457
c 4.305629 4.305635 4.305631
∠θ 0°4′21.43″
∠α 0°3′18.87″
?、?、導(dǎo)線數(shù)據(jù)處理
導(dǎo)線測量數(shù)據(jù)成果采用北京清華山維公司工程測量控制網(wǎng)平差系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的平差計(jì)算處理。
網(wǎng)平差后精度如下：
單位權(quán)中誤差=0.000162
----------先驗(yàn)值（改正前）----------
測距固定誤差（m）：0.001500
測距比例誤差：1.000000
方向中誤差（dms）：0.000177
------------改正后------------
測距固定誤差（m）：0.001375
測距比例誤差：0.916396
方向中誤差（dms）：0.000162
平面網(wǎng)中最弱點(diǎn)為H1,點(diǎn)位中誤差=0.003739
平面網(wǎng)中最弱相鄰點(diǎn)為H0-H1,相對點(diǎn)位中誤差=0.002995
最大邊長比例誤差邊為O1-O2,比例誤差=1/4594
最小邊長O1-O2,長度（m）=4.305633
平均邊長（m）=24.895416
4、結(jié)論
實(shí)踐證明，聯(lián)系三角形的精度指標(biāo)較高，各項(xiàng)相差符合規(guī)范要求，完全滿足地鐵施工的精度要求，使用性較強(qiáng)，可以運(yùn)用于地鐵的地下控制測量。
5、結(jié)束語
聯(lián)系三角形法是一種傳統(tǒng)方法，在采礦業(yè)中廣泛應(yīng)用，適合于井口小且深度大的豎井聯(lián)系測量。雖然存在設(shè)備笨重、工序繁多、工作時間長、勞動強(qiáng)度大等不足，但其精度穩(wěn)定，相對其他方法比較穩(wěn)定可靠，因而國內(nèi)地鐵工程中許多單位在使用該法。
