蘇州市輕軌精密工程控制網的建立摘 要 根據精密工程控制網的高精度要求,結合沉降地區的特點,進行GPS、精密水準作業中誤差分析及精度控制分析,提出滿足輕軌工程施工的控制方案。關鍵詞 ＧＰＳ 精密工程 控制網 蘇州市輕軌工程東起蘇州新區的天平山腳下,橫穿蘇州新區、蘇州市區、蘇州工業園區,從新區靈天路站開始,至金雞湖東約5Ｋｍ處結束,全長約26.8Ｋｍ(經金雞湖底約1.8Ｋｍ)。另有支線從閶胥路與干將路交界處開始,至火車站結束,全長約3.8Ｋｍ。工程包括地下和地面兩種方式,為了保證工程的順利進行,設計采用ＧＰＳ技術和二等精密水準布置首級平面和高程控制網,以二級精密導線網和精密水準網保證工程施工。1平面控制網的建立 地下鐵道、輕軌交通測量的重要任務之一是保證暗挖隧道的正確貫通,暗挖隧道的橫向貫通中誤差應在±50ｍｍ之內,由此得到的測量誤差的合理配賦為:地面控制測量的橫向貫通中誤差應在±25ｍｍ之內。分兩級布設的地面控制網,控制測量對點位的總的誤差影響為:Ｍ2Ｑ=Ｍ2Ｇ+Ｍ2ＴＭＴ:精密導線網中最弱點的點位中誤差(ｍｍ);ＭＧ:ＧＰＳ網中最弱點的點位中誤差(ｍｍ);以ＭＴ=±20ｍｍ來估算,顧及軌道測量的經驗以及一定的安全因素,首級ＧＰＳ平面控制網的最弱點點位中誤差控制在±12ｍｍ以內,得
1.1首級ＧＰＳ控制網的建立1.1.1輕軌工程獨立坐標系的建立 為了保證首級ＧＰＳ控制網的精度和保證輕軌工程施工的精度,設計建立服務于輕軌工程的獨立坐標系,坐標系統以測區的平均高程面為投影面,以原城市控制網的一點一方向為起算數據,盡可能減少邊長的投影變形。 為充分利用城市原有的測繪資料,輕軌平面和高程控制系統應與原城市系統一致。計劃聯測一定數量的原城市控制網點,建立與原城市坐標系統的聯系,延用原城市控制的中央子午線。建立的獨立坐標系在施工中的邊長改化量如下公式:其中:Ｄ′0:測距兩端點的平均高程面上的水平距離(ｍ);ＨＰ:測區的平均高程(ｍ);ＨＭ:測距邊兩端點的平均高程(ｍ);ＲＡ:參考橢球在測距邊方向法截弧的曲率半徑(ｍ);ＹＭ:測距邊兩端點的橫坐標之平均值(ｍ);Ｒｍ:測距邊中點的平均曲率半徑(ｍ);ΔＹ:測距邊兩端點近似橫坐標的增量(ｍ);由于采用測區的平均高程面為投影面ＨＰ和ＨＭ的值非常接近,高程改化量很小,采用穿過城市中央的經線為測區的中央子午線,ＹＭ值很小,高斯投影改化的量也很小,這會給施工帶來很大便利。1.1.2ＧＰＳ控制網的建立1.1.2.1ＧＰＳ控制點的選址。●控制點應選在穩定、穩固、利于保存、施測方便的建筑物或地面上,選ＧＰＳ點前應拿到詳細的車站位置圖,盡量做到用全站儀做精密導線時能1站到洞口(車站)。●為了減少觀測中的儀器對中誤差,ＧＰＳ控制點采取強制對中標志。建筑物上的控制點應選在便于聯測的樓頂承重墻上。●選ＧＰＳ點時,應防止施工對建筑物的影響,引起控制點位移、沉降。1.1.2.2 ＧＰＳ控制網布設●考慮ＧＰＳ控制網最弱點點位中誤差應高于±12ｍｍ,ＧＰＳ控制網的網形強度應足夠強。如圖1。●另外顧及ＧＰＳ控制網的最弱邊邊長相對中誤差,ＧＰＳ基線邊長應盡可能控制在0.8ｋｍ以上。2高程控制網的建立 根據輕軌暗挖時要求豎向貫通(高程貫通)中誤差應在±25ｍｍ之內,高程控制網布設也應滿足豎向貫通的要求,即地面高程測量的中誤差不大于16ｍｍ,且應滿足輕軌工程實際需要。分兩級布設的地面控制網,控制測量對點位的總的誤差影響為:Ｍ2Ｈ=Ｍ2ｈ1+Ｍ2ｈ2Ｍ ｈ1:二等水準測量的高程中誤差(ｍｍ);Ｍ ｈ2:精密水準測量的高程中誤差(ｍｍ);2.1 二等水準網的建立2.1.1 二等水準網的起算成果的確定 蘇州市地處長江三角洲及太湖流域,由于地質構造和地層結構的影響,以及第四系地下水的廣泛超采,在二十世紀九十年代,出現明顯的地區性沉降。近年來由于地下水開采得到了有效控制,地區性沉降又有了明顯好轉,但對于建設周期長的輕軌工程,應確定穩固的高程起算點。位于蘇州虎丘景區的“Ｉ寧滬57甲主”是相對穩固一等巖層基本標石,可以作為二等水準網的起算成果。但考慮輕軌工程全長30Ｋｍ,為了保證施工中二等水準網復測工作的實施,計劃在輕軌路線的東端建造一深層基巖標,通過一等水準聯測,確定輕軌工程的另一起算點。2.1.2二等水準網的布設2.1.2.1沿輕軌路線,并考慮各期輕軌交匯處高程銜接,布設獨立的輕軌二等水準網,平均每2Ｋｍ埋設一普通水準標石,二等水準點應選在離施工場地變形區外穩定的地方。2.1.2.2為使高程成果有較好的穩定性、連續性、可比性,應盡可能使用老的城市水準點標石。新埋標石應穩定一個月以上再進行觀測。在輕軌施工期間,用較長的水準線路進行沿線的二等水準點穩固性檢測,檢測線路必須起閉于標石穩固可靠的水準點。2.1.2.3 輕軌二等水準網內部應盡可能構成水準環線,進行檢核。如圖2。3結束語 在區域性沉降可能性較大的城市建立精密工程控制網,為避免控制點點位變形與位移帶來不利影響,必須定期(一般為一年)進行控制點穩定性的全面復測和不定期的部分監測,可對每一實際使用的平面控制點建立局部監測網,根據監測結果隨時對原控制點成果進行修正。建立的精密工程控制網還應顧及便于保存、使用方便的特點,有效的服務于輕軌工程。
1.1首級ＧＰＳ控制網的建立1.1.1輕軌工程獨立坐標系的建立 為了保證首級ＧＰＳ控制網的精度和保證輕軌工程施工的精度,設計建立服務于輕軌工程的獨立坐標系,坐標系統以測區的平均高程面為投影面,以原城市控制網的一點一方向為起算數據,盡可能減少邊長的投影變形。 為充分利用城市原有的測繪資料,輕軌平面和高程控制系統應與原城市系統一致。計劃聯測一定數量的原城市控制網點,建立與原城市坐標系統的聯系,延用原城市控制的中央子午線。建立的獨立坐標系在施工中的邊長改化量如下公式:其中:Ｄ′0:測距兩端點的平均高程面上的水平距離(ｍ);ＨＰ:測區的平均高程(ｍ);ＨＭ:測距邊兩端點的平均高程(ｍ);ＲＡ:參考橢球在測距邊方向法截弧的曲率半徑(ｍ);ＹＭ:測距邊兩端點的橫坐標之平均值(ｍ);Ｒｍ:測距邊中點的平均曲率半徑(ｍ);ΔＹ:測距邊兩端點近似橫坐標的增量(ｍ);由于采用測區的平均高程面為投影面ＨＰ和ＨＭ的值非常接近,高程改化量很小,采用穿過城市中央的經線為測區的中央子午線,ＹＭ值很小,高斯投影改化的量也很小,這會給施工帶來很大便利。1.1.2ＧＰＳ控制網的建立1.1.2.1ＧＰＳ控制點的選址。●控制點應選在穩定、穩固、利于保存、施測方便的建筑物或地面上,選ＧＰＳ點前應拿到詳細的車站位置圖,盡量做到用全站儀做精密導線時能1站到洞口(車站)。●為了減少觀測中的儀器對中誤差,ＧＰＳ控制點采取強制對中標志。建筑物上的控制點應選在便于聯測的樓頂承重墻上。●選ＧＰＳ點時,應防止施工對建筑物的影響,引起控制點位移、沉降。1.1.2.2 ＧＰＳ控制網布設●考慮ＧＰＳ控制網最弱點點位中誤差應高于±12ｍｍ,ＧＰＳ控制網的網形強度應足夠強。如圖1。●另外顧及ＧＰＳ控制網的最弱邊邊長相對中誤差,ＧＰＳ基線邊長應盡可能控制在0.8ｋｍ以上。2高程控制網的建立 根據輕軌暗挖時要求豎向貫通(高程貫通)中誤差應在±25ｍｍ之內,高程控制網布設也應滿足豎向貫通的要求,即地面高程測量的中誤差不大于16ｍｍ,且應滿足輕軌工程實際需要。分兩級布設的地面控制網,控制測量對點位的總的誤差影響為:Ｍ2Ｈ=Ｍ2ｈ1+Ｍ2ｈ2Ｍ ｈ1:二等水準測量的高程中誤差(ｍｍ);Ｍ ｈ2:精密水準測量的高程中誤差(ｍｍ);2.1 二等水準網的建立2.1.1 二等水準網的起算成果的確定 蘇州市地處長江三角洲及太湖流域,由于地質構造和地層結構的影響,以及第四系地下水的廣泛超采,在二十世紀九十年代,出現明顯的地區性沉降。近年來由于地下水開采得到了有效控制,地區性沉降又有了明顯好轉,但對于建設周期長的輕軌工程,應確定穩固的高程起算點。位于蘇州虎丘景區的“Ｉ寧滬57甲主”是相對穩固一等巖層基本標石,可以作為二等水準網的起算成果。但考慮輕軌工程全長30Ｋｍ,為了保證施工中二等水準網復測工作的實施,計劃在輕軌路線的東端建造一深層基巖標,通過一等水準聯測,確定輕軌工程的另一起算點。2.1.2二等水準網的布設2.1.2.1沿輕軌路線,并考慮各期輕軌交匯處高程銜接,布設獨立的輕軌二等水準網,平均每2Ｋｍ埋設一普通水準標石,二等水準點應選在離施工場地變形區外穩定的地方。2.1.2.2為使高程成果有較好的穩定性、連續性、可比性,應盡可能使用老的城市水準點標石。新埋標石應穩定一個月以上再進行觀測。在輕軌施工期間,用較長的水準線路進行沿線的二等水準點穩固性檢測,檢測線路必須起閉于標石穩固可靠的水準點。2.1.2.3 輕軌二等水準網內部應盡可能構成水準環線,進行檢核。如圖2。3結束語 在區域性沉降可能性較大的城市建立精密工程控制網,為避免控制點點位變形與位移帶來不利影響,必須定期(一般為一年)進行控制點穩定性的全面復測和不定期的部分監測,可對每一實際使用的平面控制點建立局部監測網,根據監測結果隨時對原控制點成果進行修正。建立的精密工程控制網還應顧及便于保存、使用方便的特點,有效的服務于輕軌工程。
