绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇城市轨道交通工程测量范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。
Abstract: at present, with the further reform and opening, our country economy development, transportation industry is under unprecedented development, especially the urban rail traffic more that made breakthrough progress. The development of urban rail traffic not only alleviate the city to the problem of heavy traffic, convenient for people to travel, and promote the people raising the level of consumption, leading to the development of urban economy. This article carefully discusses the urban rail transit construction control the characteristics of the network and design principles, and puts forward some practical and effective measurement methods.
Keywords: urban rail traffic; The ground construction control nets; Measurement and research
中图分类号:U12文献标识码:A文章编号:
随着交通运输业的发展,城市轨道交通建设成为了众多城市规划中的重点项目。城市轨道交通建设是一项复杂的综合性非常强的工程,它不仅关系着城市建设的成效,而且每一条线路的建设都与离不开测量工作。地面施工控制网的测量是保质保量地实现整个城市轨道工程建设的前提条件。
一、城市轨道交通地面施工控制网的特点
城市轨道交通是由传统的地下铁道工程发展而来的,比地下铁道工程更复杂,难度更大,可以说是地下、地面,甚至是高架等不同形式联合在一起的现代交通方式。这样的工程虽然给人们的出行带来了方便,但也对测量精度提出了更高的要求。
1、设计与施工所用测量数据的有机结合。城市轨道交通设计时所用到的测量数据大多数是从城市的测量数据库获取的,而实际施工过程中,地面控制网的数据是结合工程开工之前的设计来测量的。城市轨道交通在设计中所用的测量数据是工程开工之前就已经存在的,而地面施工控制网是设计完成之后建立的,设计与施工所用到的测量数据不是同一个数据,需要有机结合。
2、整体规划与分期建设相结合。城市轨道交通的建设需要考虑到城市的长远发展,进行工程的整体规划。城市轨道交通的建设是一项非常大的工程,投资成本相当高,所以,在实际的施工过程中,一般会采用分期建设的方案,多条线路同时开工,最后联合成网。其中地面施工控制网的测量工作是实现整个网络建设的基础工作。
3、城市轨道交通建设要与其他市政工程相结合。城市轨道交通的建设与城市的绿化、交通的关系非常紧密,在施工的过程中必须充分考虑到其他市政工程的施工,不能造成相互干扰。
4、工程贯通精度高。城市轨道交通在施工时,一般是多条线路同时开工,这些线路长短不一,会有许多贯通面的形成。这就对贯通精度要求的非常高,同时各个施工环节的测量精度也必须随之提高。
5、测量难度大。城市轨道交通一般都会建设在人口密集的闹市区,城市中央高楼林立,地上车水马龙,同时地下各种管道纵横交错。施工中的任何一条线路在设计时都要考虑到各种障碍物的影响,所以测量工作非常复杂,测量难度相当大。
6、不同的施工阶段有不同的测量目标。城市轨道交通建设工程的初期,测量工作是为了能够给设计提供准确的测绘资料;而在交通建设的施工阶段,测量工作则是为了将设计工作者的设计要求尽可能的付诸于实践,保证整个轨道交通网的建立。地面施工控制网是所有测量工作的基础,整个城市轨道交通的建设过程都是以地面施工控制网为依据的。
二、城市轨道交通地面控制网的设计原则
1、有效结合城市轨道交通的线路。为了满足城市轨道交通建设工程的需要,在工程施工之前,要建立一个能够有效覆盖交通线路的地面施工控制网,当然,根据整个工程定位的精度要求,这个地面施工控制网可以设计成独立网或者是复合网。
2、以城市测量的基本控制网点为依据,融入到城市的客观环境中。城市轨道交通在建设和使用的工程中,必须要能够与城市的客观环境相融合,地面施工控制网要以城市测量的基本网点为依据,建立统一的坐标系统。经过多次测量以后,将测量结果综合,保证达到测量精度的要求,以此解决设计与施工中使用数据不一致的问题。
3、地面施工控制网的精度要高,网点密度适中。在网点的设计中,起符合方向点要能够两两相通,在相当长的一段时间内,要能够保证通视效果良好,以此来保证隧道贯通和施工测量工作的顺利进行。
4、地面施工控制网的设计要充分考虑到交通线性构筑物的特点。控制网的面积要适中,能够满足施工要求即可,过于庞大势必会造成资源的浪费,要保证控制网的经济实用性。同时,要有一定量的重合控制点,这些控制点要建立在多条线路的交叉地段,保证各条线路的衔接和交通网的构建。
三、城市轨道交通地面控制网的测量与研究
1、确定地面施工控制网的精度指标。在城市轨道交通建设的各个环节中,隧道贯通测量精度的要求是最高的,测量环节多而复杂,测量工作难度大,所以在整个工程的测量工作中,要以隧道贯通测量精度为主来确定地面施工控制网的精度指标。测量精度指标的确定不仅要保证隧道通车以后的行车要求,而且又不能寄予过高的要求导致测量工作难以实现。当前我国许多的大城市的轨道交通的隧道贯通平面横向测量的误差控制在50毫米,高程贯通误差控制在25毫米。多年来,众多城市的建设实践证明,这样的误差是符合实际的,能够满足每一个工程阶段的要求。
2、精心设计地面施工控制网。当前,城市轨道交通建设一般都有专用的GPS控制网。GPS一般被埋设在城市的高楼楼顶,以此解决精密导线起算方向的通视问题。最近几年,城市轨道交通不仅仅局限在城市的闹市区了,已经扩展到城市郊区,这样的测量控制网布点更加困难,不仅要保证GPS的测量,还要能够使精密导线有效连接。同时,城市轨道交通地面施工控制网的坐标要与城市基本控制网的坐标保持高度一致,这样既能保证城市轨道交通建设的需要得到满足,又能避免与其他城市市政建设项目发生矛盾,这样还能够保证测量资源的共享。
3、估算地面施工控制网的测量精度。精度估算是建设城市轨道交通的重要环节,将估算的误差与设计的误差进行比较,最终确定地面施工控制网的布网方案的可行性。倘若估算物误差小于设计的误差,那么证明了布网方案是可行的。我们所做的估算在具体的施工前只能做到心中有数,一些小的偏差还是存在的,所以,在实际的施工中,工程建设要留有一点精度的储备,防止出现不良的状况,最好能够给下一个测量工序留下一点空间。
4、实践地面施工控制网的测量工作。当前,我国北京、上海等许多大城市的城市轨道交通地面施工控制网的测量工作都做的非常好,保证了地铁的正常运营,每一项工程的测量数据经过综合处理以后都能够达到城市轨道交通建设测量的规范要求,当然满足了城市业主对轨道建设工程的测量精度的要求。实践证明,城市轨道交通的建设是非常有必要的,不仅能够与城市的人文环境、绿化环境有效结合,更能够给城市人民的生活带来方便,满足人们的出行需求,缓解了城市的交通压力,促进了城市交通运输业的发展。
总结:
随着经济的迅速发展,我国的众多城市都在努力实现着城市轨道交通的建设。城市轨道交通的发展不仅缓解了交通压力,方便了人们的出行,而且促进了城市经济的发展。在进行城市轨道交通建设时,要根据工程的实际情况,充分利用新技术、新手段,重点完成地面施工控制网的测量工作,保证地面施工控制网测量的必要精度,进而保证城市轨道建设工程的质量,促进城市交通运输业的发展。
参考文献:
[1]秦长利.城市轨道交通工程测量[M].北京:中国建筑工业出版社.2008.
中图分类号:TL372文献标识码: A
引言
以地下工程为主的城市轨道交通工程具有专业性强、周边地质环境条件复杂、建设与周边环境相互影响大、不确定性因素多、施工工法多样、工程风险突出等特点。同时,城市轨道交通工程为城市重大基础设施工程,投资大、涉及而广、社会关注度和公共安全要求高,一旦出现事故易引起社会放大效应。由于我国轨道交通工程的建设历史较短、经验不足,在建设中存在着一些不容忽视的问题和安全隐患,对潜在的技术风险缺乏必要的分析和论证,以及人们对客观规律的认识不足、管理不到位。因此,安全风险的科学管控,已成为轨道交通工程建设急需解决的核心问题之一。
一、发展城市轨道对改善城市交通的重要性
随着国民经济的飞速发展,我国城市化速度不断加快,城市人口增加,城市范围不断扩大,使城市公交客运量大幅度增加。加上私家车拥有量急剧膨胀,使得各大城市出现了不同程度的交通阻塞、乘车难,行车难的现象,交通事故呈逐年上升趋势。城市交通状况对城市经济的发展有着重大的意义,城市交通紧张将严重地阻碍城市经济的发展、城市区域群的发展。
城市公共交通体系由公共汽电车、小公共汽车、出租车、快速轨道交通(主要包括地铁和轻轨)等组成。其中小公共汽车与出租车因载客量小,难以成为城市公共交通的主流。公共汽电车,对道路条件要求不高,票价低廉,成为许多城市尤其是中小城市的主要公共交通方式。但同时公共汽电车依然存在着种种缺陷和不足:载客量较小,发车间隔和站点通过能力有限,在单一的平面路网中,大量的自行车与人流,对公交车的干扰极大,使机动车的速度降低,加重了交通拥挤和乘车困难。如遇到客流高峰时间与节假日,客流量增大,车辆难以准时开出,导致交通状况更为恶化。
在我国土地资源日益紧张的条件下,城市交通的发展已经不能用单纯的拓宽道路来解决。发展地铁、轻轨等大容量快速轨道交通对于提高城市交通系统资源、能源利用效率,降低城市交通污染以及引导城市结构优化方面有着积极的作用。据统计美国城市轨道交通客运量占总客运量的31%,加拿大占38%,快速轨道交通已成为不容忽视的交通工具。1863年伦敦修建了世界上第一条地铁,自此之后世界上许多大城市纷纷建立了地下轨道交通系统。我国地铁建设有近40年的历史,地铁建设的规模和水平远远落后于欧美等国家。轻轨运输则是近几十年在欧美流行的交通方式。它由轨道电车发展而来,是一种小于地铁而大于有轨电车的中等运量的电动火车,能够在专用的车行轨道上运行单节电动车辆或由数节电动车辆组成的短列车。根据城市交通发展的经验来看:现代城市必须建立起以轨道交通为主、各种交通工具协调发展的格局,逐步形成多层次、立体化综合交通体系。
地铁及城市轻轨相较于其他公共交通工具有着如下优点:城市轨道交通与地面道路交通方式相比,通过综合开发地下空间,可以完全不占用地上空间,能提高土地集约化利用程度,并获得良好的经济效益;运量大,约为公共汽车的3-4倍;安全性好,由于轨道交通一般均采用封闭线路的专用通道运行方式,无其他车辆和行人干扰,发生交通事故的概率几乎为零,运行系统车辆设备均有自动化的保护措施,不受气候等因素影响,故障率较低;速度快,约为公共汽车的2倍;以电力为主要能源,环保,污染少;专线交通,准时发车;经济效益高;强化城市辐射功能、改善产业结构布局;城市轨道交通能够改变土地的利用性质,促进城区的发展和城市经济的繁荣,带来巨大的经济效益等。
二、城市轨道交通建设工程施工质量与安全管理存在的问题
1、建设单位未严格执行工程建设基本程序
轨道交通工程由于工程规模大、技术风险高,审批手续比较复杂,从全国调研的情况来看,作为关系民生的政府重大的城市轨道交通工程,很多地区在开工前没有规划许可、施工许可,施工单位就已进场,白图施工的现象也是屡见不鲜。
轨道交通工程由于其特殊性,建设单位往往是政府的直属机构或企业,基本建设程序的违规,大大损害了政府履职的权威性,给工程质量安全监管带来了困难,使得工程建设中产生的质量安全隐患不易排除。
2、部分监理单位质量安全管理体系不够健全
监理作为施工现场一线监管人员,能否充分履职,对工程质量安全管理的意义非常重大。在日常的监督检查中,我们发现一些监理项目部质量安全管理体系不健全、缺乏必要的管理制度或制度执行不到位;监理公司对项目部的指导偏弱;项目部配备的人员数量不能保证,部分监理人员业务素质也不能满足要求。更重要的是一些监理人员责任意识达不到基本要求,对现场存在的问题不能及时发现或是发现问题后缺乏有力的处理手段,不及时下发联系单、停工通知,有的问题未得到及时整改又不敢追究、不敢上报监督机构。
3、一些施工单位的主体责任没有落实
随着轨道交通工程大面积的开展,施工企业的技术人员也被大量稀释,现场管理人员的素质与水平不断下降,导致施工企业在落实其主体责任方面有很多不足与隐患。如:关键岗位人员缺乏,项目经理不在岗现象时有发生;“以包代管”的现象依然存在;重大风险的施工方案论证流于形式,部分安全施工措施未得到全面落实;现场技术交底不到位,工程资料不真实、不及时等现象频现。
三、加强城市轨道交通建设工程施工质量与安全管理的措施
1、遵循国家和各级政府法令法规
加强施工安全生产,关键是要全面落实安全第一、预防为主、综合治理的方针,做到思想认识上警钟长鸣、制度保证上严密有效、技术支撑上坚强有力、监督检查上严格细致、投入支持上足额到位、奖罚激励上界面分明、事故处理上严肃认真。坚决落实安全生产责任制,完善安全生产管理的体制机制,严格执行安全生产的各项规章制度。为此南京轨道交通工程建设安全生产以管理制度建设为抓手,制定了《安全生产管理办法》、《文明施工管理办法》、《监测管理办法》、《首件工程验收规定》、《关键节点验收规定》、《安全事故应急救援预案》、《专业抢险队伍管理办法》等管理办法。
2、遵循科技支撑
依靠科技进步,积极推广新技术、新工艺、新方法,运用先进的防治手段,运用现代科学技术、网络信息技术、数据库、知识库、专家系统等保证施工安全生产。为此南京轨道交通工程建设安全生产以科技支撑为手段充分利用社会技术力量,建立或实施专家评审机制、风险评估机制、第三方监测机制、现场巡查机制、安全教育培训机制、综合监控机制、应急救援机制等预防和控制各类工程安全风险。
3、加大投入
为了加大安全生产的治本力度,南京地铁业主本身和各承包商对加大了安全生产的投入,加强了安全生产培训教育,大力推进安全文化建设,确保形成有利于工程安全风险控制的有力态式,为工程安全推进打下坚实基础。为此南京轨道交通工程建设安全生产中业主自身出资,通过投标等形式选定定第三方监测单位、风险评估单位、现场巡视单位、安全风险监控单位、应急救援队伍等各种社会力量代表业主对施工安全进行管控,并与施工单位、监理单位签订安全风险责任状,实行重奖重罚。
结束语
城市轨道交通工程建设质量与安全关系到人身安全和国家财产安全,落实安全工作是贯彻以人为本科学发展观的重要体现,通过对工程施工质量安全风险管理研究,建立较为完备的安全控制体系,以防为主,依靠科学,规范管理,为提高我国城市轨道交通工程建设质量安全水平提供了一个可供借鉴的案例。
参考文献
【关键词】设计;建设;运营;框架测量控制网
【Keywords】 design; construction; operation; framework measuring control network
【中图分类号】P208 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069(2017)04-0131-02
1 引言
近年来,规划建设城市轨道交通的城市迅速增多,轨道交通建设已全面展开,各个城市正逐步形成纵横交错的网络化轨道交通体系。城市轨道交通具有精度高、建设周期长、互相换乘等特点,因此对测量控制网的精度、统一性有较高的要求。
据调查了解,部分城市轨道交通工程建设在测量控制方面遇到一些问题,如原有城市坐标系投影变形值过大,超出了各类测量规范对于长度投影变形值的规定,不仅给各等级控制网的测量带来大量繁难的计算工作,也降低了大比例尺地形图的精度;建设周期较长,在建设过程中,点位破坏严重,恢复起来困难且不能长期保存;存在不均匀沉降,差异沉降对轨道交通的建设影响很大。[1]
根据近年来参与轨道交通工程建设的经验,考虑各个城市轨道交通的近期、远期建设目标,建议在轨道交通建设初期建立一套统一的城市轨道交通工程框架测量控制网,以满足轨道交通在建或后续建设工程使用以及运营维护工程需要。
2 建设框架测量控制网的原因
2.1 原有的城市坐标系统不能满足地铁工程建设要求
①部分城市坐标系投影面高程不明确,投影面与平均海拔面相差较大,使得投影变形过大,给测量计算带来不便且影响大比例尺地形图测量的精度。
②城市控制网的建设的最初是为了大比例尺地形测图的需要和一般工程建设定位放样需要,而城市轨道交通工程测量属精密工程测量。城市控制网的精度和密度不能满足地铁工程建设的需要。[2]
2.2 满足地铁工程测量工作的需要
①地铁工程测量属精密工程测量,线网中各条线路的正确衔接、长距离的隧道正确贯通、高质量的轨道铺设需要高精度的测量成果作为保证。
②地铁工程建设周期长,控制网需要在建设期和运营期的全过程发挥作用,因此需要点位稳固且能长期保存。
③部分城市存在区域地面沉降,为保证控制网成果的可靠,控制网需整体统一连测,成果定期维护和更新。
2.3 满足政府相关部门的要求
国家测绘地理信息局要求在2017年全面推行和使用2000国家大地坐标系,已经建立的独立坐标系要和2000国家大地坐标系建立转换关系。地铁建设过程中所涉及的规划报建,土地利用审批等工作均需在要求的坐标系统下开展相关工作,建立轨道交通框架控制网并提供2000国家大地坐标系成果,可满足土地、规划等部门要求,为相关工作带来便利。
3 建设框架测量控制网的原则要求
①用于地铁工程建设的控制网基准应满足建设要求,但同时更要与即将全面推行的国家坐标系统相符,符合国家的要求。
②用于地铁工程建设的控制网其规模必须与目前地铁建设的形势相适应,控制网精度和密度必须满足要求。
③用于地铁工程建设的控制网在使用期间必须保持对其进行复测和维护,以保证其完整性、可靠性和测量基准的统一。
4 建设框架测量控制网的具体建议
针对地铁规划、建设、运营维护,对地铁新线控制网的测量提出下列建议,供业主主管部门参考:
①根据轨道交通建设形势的需要,建立一个覆盖所有轨道交通规划、在建线路的测量平面和高程框架控制网,这样一方面可以满足新旧线线路、结构衔接的要求,另一方面新建控制网规模大,网点有一定的冗余,可以增加控制网的可靠性,提高网的精度,其维护和扩展相对也较容易;一个控制点丢失或破坏或发生变形,可以很方便地用其周围的控制点进行检测和恢复。
②控制网采用的坐标系与城市基础建设基准一致,方便轨道交通规划、施工和竣工等各项工作,控制网应联测当地城市CORS站,提供满足施工要求的地方坐标系成果。考虑今后国家推行CGCS 2000坐标系的要求,还应提供CGCS 2000坐标系成果,并提供转换参数。[3]
③框架网的建设及维护应统一组织实施,框架网从整体设计到提交使用,需要考虑与国家、城市坐标系的统一、不同系统的参数转换、符合当地轨道交通线网建设要求的针对性布点设计、标准统一的埋点及观测方案、大网观测实施调度管理、严密的成果平差计算处理过程、成果分析及提供、后期控制网信息化平台管理等关键技术。其中一些关键指标直接涉及建网的成败,因此测量控制网的测设和维护由一家技术水平高、地铁测量经验丰富的测量单位主持完成,以保证遵循规范要求,并保证控制网的质量。
④建议在方案的制定、实施过程、成果编制过程充分利用专家资源,严格过程质量管理,保证建网质量,控制网的实施方案组织专家进行评审,其结果由第三方的测绘成果质量检验部门进行检查验收。
⑤对控制网的成果进行信息化管理,建立信息化管理系统,提高使用及维护水平,通过网络平台向授权用户控制网的成果及更新信息,实现用户与控制网测设维护单位便捷快速的交流,S时掌握控制网的使用现状,及时对控制网进行复测和维护。
5 结语
目前,国内北京、广州、上海、昆明、南宁城市等已经采用此种模式进行控制网布设。广州市在2004年就完成了适合该市2010年轨道交通建设发展的整体控制网,并且通过了由院士主持的专家验收评审,昆明在2012年完成了其城市轨道交通工程框架网的测设工作,并通过了院士组成的专家组的验收评审。多年使用实践表明,全面布网很好地满足了地铁规划和建设的需要,取得了良好的效果。
城市轨道交通框架控制网建设成功解决了已开工建设线路坐标转换问题、即将开工建设新线与老线的衔接问题、高程投影和高斯投影变形改正的问题、地铁建设工程办理法定报批手续问题,其经验值得我们在城市轨道交通建设的测绘工作中思考和借鉴。
【参考文献】
中图分类号:TU99文献标识码: A
一、我国城市轨道交通发展现状及既有政策执行情况
(一)我国城市轨道交通总体情况及分析
我国城市轨道交通建设始于北京地铁。进入20世纪90年代,我国城镇人口迅速增长,城市规模不断扩大,机动车快速增加,城市交通堵塞日益严重,城市环境不断恶化。发展城市轨道交通已成为我国大中城市发展公共交通的根本方针和缓解交通拥堵的最佳选择,城市轨道交通建设进入了一个快速发展时期,建设规模世界少有。我国城市轨道交通的发展具有以下几个特点。
1.建设速度快。目前10座城市已建成25条线路,运营里程已达713.93km。
2.制式多样。多数城市建设了地铁,长春建设了轻轨,重庆二号线建设了跨座式单轨,广州四号线采用了直线电机制式,天津津滨轻轨一期和广州地铁3号线分别建成了100km/h、120km/h不同等级的城轨快线。
3.由一条线路向网络化发展。我国的城市轨道交通建设逐步成网。对此,我国也已由原来一条线路单独批建,转变为城市轨道交通网络规划和建设规划的审批。
4.车辆及机电设备国产化率不断提高。通过建立合资企业,开展各种技术合作,引进技术、消化吸收等多种方式,车辆与机电设备的技术水平和国产化率不断提高,城市轨道交通装备产业初具规模。
5.城市轨道交通建设造价明显下降。地铁造价已从20世纪90年代初的7亿元/km左右,下降到90年代末的5亿元/km左右;轻轨造价已由4亿元/km左右,下降到2亿元/km左右。
6.从城市中心区向城市边缘和卫星城发展。我国城市轨道交通建设已开始向城市的边缘和卫星城扩展。北京、上海、广州等城市已按照城市空间转移和卫星城建设要求,正在规划或建设市郊线或市域快速轨道交通。
(二)我国城市轨道交通发展的预测
目前,我国100万人口以上的城市已达43个,有10个城市建成城市轨道交通系统,同时还在建设新的线路;有6个城市正在建设;有30多个城市开展了建设城市轨道交通的前期工作。我国城市轨道交通的发展大致可分为4种情况:第一种是具有建设和运营管理城市轨道交通经验、又正准备迎接大型国际活动的城市,如北京迎接2008年奥运会、上海迎接2010年世博会、广州迎接2010年亚运会、深圳迎接2011年大运会,正在加快建设城市轨道交通,并开始形成网络。第二种是已建成一条线并同时在进行第二条或多条城市轨道交通线路建设的城市,如天津、深圳、南京、武汉、重庆等城市。第三种是正在开展轨道交通建设前期或首条线建设工作的城市。除已建成轨道交通的城市外,国家又相继批准了成都、杭州、哈尔滨、沈阳、西安、苏州等城市的轨道交通建设。长沙、石家庄、宁波、青岛等城市已开展前期和报批工作。第四种是在经济发达的珠江三角洲、长江三角洲、环渤海地区正启动城际轨道交通建设。
2003年底至2005年,北京、上海等15个城市陆续上报了城市轨道交通建设规划。在未来10年左右的时间里,这15个城市共规划建设60多条线路,总里程约1700多km,约需投资6200亿元左右。到2010年,我国将有20多个城市(包括已建设轨道交通项目的城市)具备发展和建设城市轨道交通的条件;到2020年,将有30个城市有发展城市轨道交通的可能。按目前每年开工建设100~120km线路的发展速度,2020年我国城市轨道交通线路有可能达到2000~2500km的规模,约需总投资7000~9000亿元。
二、工程监测内容和控制指标
目前,针对城市轨道交通工程的国家标准《城市轨道交通工程监测技术规范》尚处于编制过程当中,国内现行相关规范、规程对工程监测内容均有不同程度的说明。经统计分析,工程监测可以分为仪器监测(包括人工监测和自动化监测)和现场安全巡视。
(一)仪器监测
通过《城市轨道交通工程测量规范》(GB50308―2008)、《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497―2009)等29部国家、行业和地方有关轨道交通工程监测的规范、规程的统计分析,工程监测对象一般包括工程支护结构体系、工程周边环境和周围地质体三大类(见表1)。
表1工程监测的项目及内容(仪器监测)
(二)监测控制指标
工程监测的控制指标是影响工程监测预警的关键指标,必须慎重给定,目前通用的做法是由设计单位给出。同时,不同的监测项目应设置不同的控制指标,一般包括允许变化(变形或内力)控制值、平均变化速率和最大变化速率等。
工程支护结构的控制指标应根据相关技术标准,结合地质条件、周边环境条件、施工工法、结构型式和地区工程经验等综合分析确定。工程周边环境的控制指标应参考相关技术标准、类似工程经验,并在周边环境现状调查、现状评估和分析计算的基础上,结合产权单位的要求综合确定。当工程风险等级较高时,应进行专门的控制指标研究,并组织专家论证后确定。
(三)现场安全巡视
工程监测应能够掌握工程建设整体性状的变化,对工程安全状态做出迅速、及时的评价,除常规仪器监测以外,应进行现场安全巡视。现场巡视往往能更迅速发现问题和采取措施,是工程安全监测及预警的重要辅助手段和不可分割的组成部分。
现场安全巡视一般采用观察、拍照、现况描述和量测、摄像等方法,重点对各监测对象进行现场安全质量状况的巡视观察。如对工程周边环境中的建(构)筑物,需巡视其开裂、剥落,地下室的渗水情况与附属设备状态。对地下管线,巡视管线及接口的破损、渗漏情况。对周边道路(地面),巡视其沉陷、隆起、开裂等。对明(盖)挖法基坑,巡视开挖面地质性质及其变化,岩土体的渗漏水、塌落,基坑涌土、流沙或管涌,支护体系的渗漏、开裂、变形等。对盾构法隧道,需巡视管片衬砌的工作状态(包括管片变形、开裂、错台、拼装缝、掉块以及漏水状况等)、盾构机出土情况等。对矿山法隧道,巡视开挖面地层性质及其变化,围岩体渗漏水,土方开挖、工作面坍塌情况,降水效果等。
三、加强城市轨道交通工程监测的策略
(一)加强对政府相关文件的学习
目前各地对国务院、各部委关于城市轨道交通工程质量安全相关文件的学习、理解及落实不够,特别是对住房和城乡建设部下发的《城市轨道交通工程安全质量管理暂行办法》(建质[2010]5号)的要求不够了解,在监测工作的实施过程中还存在不同程度的问题。建议各地进一步加强各级政府相关文件的学习贯彻和落实。各地从建设主管部门、建设单位以及轨道交通工程的参建各方都要认真学习、深刻领悟相关文件的指示精神,并深入贯彻落实到实际工作中。
(二)制定出台相关的技术标准和管理制度
建议各级政府主管部门进一步制定出台关于城市轨道交通工程质量安全相关的管理制度、规范性文件,组织编写颁布城市轨道交通工程监测方面的地方标准或行业规范,从而进一步指导、规范我国城市轨道交通工程建设工作。各地轨道交通建设单位应建立或进一步完善城市轨道交通工程监测管理体系文件,明确各方职责、工作内容及相关技术要求,加强管理、沟通和协调。
(三)加强监测相关的学习及培训
加强对监测技术人员、现场作业人员及相关管理人员的培训,目前显得尤为重要。从国家到地方到各参建单位应因地制宜地选择或编制培训教材,分区、分批、分层次地对参建单位的监测人员、建设单位及主管部门的管理人员进行培训,提高监测技术水平和管理水平,保证监测工作质量,满足工程建设及发展的需要。通过培训,也能对现场作业人员颁发上岗证书。
结束语
城市轨道交通地处复杂的城市环境条件、地质岩土条件之下,工程建设又不可避免地带来新的安全风险技术与管理问题,因施工不当引发的工程结构破坏、地层变形和地表沉降(隆起)等,可危及工程自身和周边环境安全,会带来严重的经济损失和恶劣的社会影响。所以,工程监测在城市轨道交通工程安全风险管控中正发挥积极作用,是保证城市轨道交通工程施工质量的关键。
参考文献:
[1]贾科.中铁二局城市轨道交通工程公司发展战略研究[D].西南交通大学,2009.
前言
发展城市轨道交通是解决大城市交通的重要手段。轨道交通建设从规划、设计、施工到运营,涉及建筑业、制造业及管理的所有领域,城市轨道交通技术的发展,不仅可推动我国建筑业、制造业的发展,更可带动城市的发展。以新的战略发展观探讨今后我国城市轨道交通的发展,在技术层面上,可提升我国城市轨道交通的整体技术水平,完成本行业的技术跨越,促进产业发展;在宏观方面,更可引导城市布局的合理发展,创造出新的经济增长点和就业机会,提升城市的国际竞争力,促进未来城市的可持续发展。
但目前国内城市轨道交通的发展仍存在一些问题,主要症结有:规划体系不健全;系统标准不统一;建设周期长,造价高;装备技术与发达国家仍有差距;交通设施运营管理缺乏系统整合,管理手段落后;交通安全保障系统不健全等。健康有序地发展我国的城市轨道交通,促进技术发展,意义非常重大。
本文即通过我国目前城市轨道交通的现状分析,得出技术发展趋势及技术发展特点,根据存在的问题提出技术发展目标,并制定出相应的技术策略。
1国内城市轨道交通现状与存在问题分析
1.1建设现状
综观我国城市轨道交通建设史,从1965年北京地铁一期工程开工,到目前全国多个城市多条线的同步建设,风雨四十年,已开通城市轨道交通的有北京、上海、天津、广州、长春、大连六城市10条线,线路总长共计约318公里,除北京地铁一号线和环线近40公里外,其余都是九十年代后修建的。进入新世纪以来,发展态势更为迅猛,全国48个百万人口以上的大城市中已有30多个城市开展了城市轨道交通的前期工作,在建线路有8个城市,17条线,线路总长约360公里,共需总投资近1100亿元,运营初期所需车辆就达1582辆。而近期报批的几个城市的建设规划,更是报出了惊人的数字。
分析这些城市的特点,可以看出,我国200万人口以上的大城市和特大城市是我国今后建设城市轨道交通的重点。大致有四种情况:
第一种,具有建设和运营管理城市轨道交通的经验,进一步加快城市轨道交通建设,在城市内形成城市轨道交通,在城市中发挥骨架作用;如:北京、上海、广州等城市;
第二种,具有建成一条线或正在建设城市轨道交通的城市,开始进行第二条城市轨道交通的前期工作,尽快形成城市轨道交通客运走廊的作用,如:深圳、南京、武汉、长春、大连等城市;
第三种,比较多的城市正在开展城市轨道交通建设的前期工作,例如:杭州、成都、沈阳、西安、哈尔滨、苏州、青岛、鞍山等城市;
第四种,在经济发达地区,如珠江三角洲地区、长江三角洲地区、京津塘地区,正在酝酿建设城市间的轨道交通建设的前期工作,广州至佛山,广州至珠海的轨道交通已开始启动。
初步预测到2010年,将要建设1500公里,需要投资5400多亿元,初步估算新建线路运营初期所需车辆就达6800辆。这样大的需求,是世界上绝无仅有的。健康有序地发展我国的城市轨道交通,促进技术发展,意义非常重大。
1.2技术水平
我国地铁与轨道交通的发展虽然只有38年的,与发达国家100多年的历史相比较,设计、施工的许多方面并不落后,如明挖法、盖挖法、沉埋法、盾构法都已达到国际先进水平,大跨度暗挖法和平顶直墙暗挖法我国属国际领先水平。但在综合交通规划与设计及一些关键技术设备和运营管理水平等方面尚有较大差距。
城市轨道交通的机械施工与国际先进水平存在一定差距。地铁用的盾构机目前多靠进口。发达国家的暗挖有了新的进展,其中有大跨度的预制块法、预切槽法、微气压法等,在日本、法国、德国等国家已有。
城市轨道交通用的设备技术水平需要进一步研制更新,尤其是通信及信号控制系统仍有差距。建设管理水平与发达国家比较存在差距,系统集成能力不强,缺乏具有对工程项目管理、设计咨询、施工、运行管理全过程管理的国际型工程公司。
 
; 运营管理方面我国与发达国家比较差距较大,主要表现在人工较多,自动化、信息化水平较低,国外先进国家每公里地铁管理人员在50人以下,而我国则要使用100-300人。
受大铁路检修工艺思路的,使车辆段与检修工艺设计落后,车辆段工艺流程不合理、确定的工艺、设备往往不能满足要求,造成浪费。
在新型交通系统方面,世界各国根据城市特点已开发了轮轨系统、直线电机系统、跨座式单轨系统、无人驾驶新交通、磁悬浮系统、空中客车等制式,并在城市交通中占有一定比例,而我国的城市轨道交通系统制式仍以大运量的轮轨交通为主,需要开展相关新技术的研发。
1.3经济水平
城市轨道交通的建设承担了大量的客流,在城市的公共交通中发挥了重要作用,有的城市随着运营里程的增加与延续,轨道交通网已初具规模,公共交通运量的比重大幅增加。另外,城市轨道交通的建设与发展,拉动了内需,使土地增值,促进了沿线的开发,加快了城市总体规划的实施,促进了城市的发展。
促进城市轨道交通发展,有两个途径,其一为降低造价;其二为提高经济和效益水平。
城市轨道交通是一个规模大、造价高、技术复杂的系统工程。工程投资动辄几十个已甚至上百个亿。据统计资料显示,在总投资的工程费(包括建筑工程费、安装工程费、设备及工器具购置费、预备费等)、车辆购置费、其他费用、借款利息中,工程费约占工程总投资的60%-70%,车辆购置费约占工程总投资的10%-18%,其他费用约占工程总投资的10%-18%,借款利息约占工程总投资的4%-8%。降低工程费是降低地铁造价的主要手段,通过合理规模的确定、结构形式及施工的优化等措施降低土建费用,通过设备国产化降低设备费用。轨道交通的投资控制由于各有关单位较为重视,已初步取得了较好的效果。
另外,由于城市轨道交通所带有的很强的社会公益性,巨额的投资多由政府负担或筹措,在市场化等方面还应进行探索。
1.4技术交流及技术标准
城市轨道交通的建设引起国家和各地方政府及相关主管部门的重视。有相当多的设计、施工、车辆、设备制造和科研单位、院校积极参与地铁和城市轨道交通的建设。已有国外的咨询公司和一些设计施工企业开始参与和关注我国的地铁、城市轨道交通事业。大量国内外交流和国外技术考察推动我国地铁、城市轨道交通建设的发展。国外先进的车辆设备和设计施工技术的引进推动了城市轨道交通技术的不断提高。
到目前为止,建设部组织编写了《城市快速轨道交通工程项目建设标准》、《地铁设计规范》、《地下铁道工程施工及验收规范》、《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》、《地下铁道、轻轨交通岩土工程测量规范》已批准实施,使我国地铁、城市轨道交通的设计、施工、勘察测量纳入规范化、标准化建设的轨道。
2技术发展趋势
2.1技术发展特点
综上所述,目前我国城市轨道交通的发展突出显示以下特点:
1)由最初的一个城市发展成20多个城市同时建设,引发出对统一建设标准的需求;
2)由一个城市的一条线发展成网络的多条线,引发网络化带来的规划、客流预测、综合经济评价、枢纽换乘等技术问题;
3)由单一的传统轮轨模式发展成多种制式并存,目前已在建和准备实施的制式已达6种:大运量地铁、中运量轻轨、跨座式单轨、城际快速铁路、磁悬浮、直线电机系统等,引发出对新型交通方式的成套技术研究需求。
2.2大运量、中运量、市郊线多种形式并存,轨道交通发展呈多样化
从上节的统计分析可以看出,目前的城市轨道交通发展已呈多样化发展趋势,尤其是城际轨道交通线和市郊线的建设越来越多。
我国首条城际轨道交通线为广州到佛山的广佛线,线路总长约34公里,贯穿佛山、南海及广州市区的中腹地带,速度超过120公里/小时。它的建设是综合考虑区域发展战略需求和整个路网的协调性与匹配性的基础上进行的功能定位,即解决佛山组团中心与广州的交通需求为重点,并兼顾各组团内的交通,以城际交通功能为主,城市轨道交通为辅。广佛线预期实现的主要战略目标是:启动和完善区域立体化交通体系建设、实现资源共享;实现广佛都市区协调发展战略;增加区域性城市集聚效应,加快城市化发展进程。
广佛城际轨道交通线在某种程度上已脱离了一般意义上的城市轨道交通的功能定位,由于它在珠三角区域城际快速轨道交通路网中的核心作用,作为国内第一条城际轨道交通线,其规划与建设的经验,对后续城际轨道网的建设,具有一定的借鉴意义。珠三角城际轨道交通规划建设线路长度将达一千多公里。
目前长江三角洲区域、大京津地区等也正在筹划城际轨道交通线。
除城际轨道交通线外,市郊铁路系统也逐步开始建设。如北京正在构建的城市轨道交通网络,包括连接市区与郊区的(l线)昌平线、良乡线、顺义线、亦庄线等将达160公里。
2.3新型城市轨道系统开展研发
1)直线电机系统
2003年,随着广州地铁4号线及北京首都机场线方案的论证,直线电机系统逐渐引起各方的关注。根据广州市城市轨道交通建设规划,其中4号线、5号线、6号线、7号线将采用直线电机系统,至2010年,总长将达到107公里。
2)跨座式单轨系统
跨座式单轨系统最多于日本,马来西亚、澳大利亚、美国也有应用。在我国首次引进的跨座式单轨交通方式是重庆市。具有占地面积小、爬坡能力强(60‰)、转弯半径小(r=100),可以因地制宜,穿遂道、爬高坡、沿着江岸翻山越岭运行,非常适应山城的特殊地形。单轨系统采用低噪声和低振动设备,车轮为充气体橡胶轮胎,运行时噪声远远低于城区交通干线噪声平均声级75.8分贝。
直线电机系统和跨座式单轨系统都属于中运量系统(单向高峰小时2万人),因其具有曲线半径小、爬坡大、噪音小、造价低的特点,在国内具有一定的推广应用前景。
3)快速轮轨系统
因长三角、珠三角及京津塘地区区域快速交通网正在筹划建设,则速度大于120公里/小时的快速轮轨系统的研发势在必行。
3城市轨道交通技术策略
3.1加强宏观领导和管理,构建城市轨道交通产业
目前我国正处于城市轨道交通的建设期,是世界上最大的城市轨道交通建设市场,已初步形成了城市轨道交通产业,加强宏观的领导和管理,促进和引导其健康高速地发展,势在必行。在产业发展方面,建议成立国家级的协调机构,重点解决:
1)制定我国大城市轨道交通系统的发展战略、发展规划及实施计划;
2)制定我国大城市轨道交通发展战略的相关产业政策、技术政策、建设标准。
3)制定城市轨道交通系统的相关产业投融资政策,指导建设资金的筹措、管理和使用。
4)制定相关的法规,保证城市轨道交通系统建设事业的快速、有序、健康的发展。
5)依法规范业主行为,加强对城市轨道交通建设标准和工程质量的监督和管理。
6)负责城市轨道交通设备国产化的工作及监督、检查。
7)协调城市轨道交通发展中的重大。
8)加强产业服务,发挥行业组织作用。
3.2构建综合交通体系,实施规划
1)建立城市综合交通一体化规划体系,建设市郊铁路、地铁、轻轨及小运量的有轨电车网络组成的轨道客运系统,改善城市中心区的交通服务,同时为市区边缘集团和郊区新城的开发建设提供强有力的交通支持,并同步实施轨道交通与其它交通方式方便快捷的衔接换乘。
2)规划应考虑地下、地上、长途、短途、高速、低速、汽车、火车等多种交通工具的立体接驳、平行换乘以及加强交通枢纽的规划设计工作。城市交通网络规划和土地资源的综合开发利用,形成一个地上、地下统一规划建设的城市发展模式,最有效的利用资源,充分发挥城市轨道交通在城市建设中的辐射和带动作用。
3.3促进技术研发,提高产业水平
开展城市快速轨道交通及新型交通系统成套技术的,提升我国城市轨道交通的整体技术水平,完成本行业的技术跨越,打破国外的技术垄断,促进产业发展。
技术研发的总体目标是:提升轨道交通的整体建造及技术装备水平;形成标准化、模块化的系统模式体系及标准体系;实现城市轨道交通智能化、信息化及无人驾驶卫星定位控制;建立一整套高度智能化的事故防范预警系统和应急疏散系统;建立多数据源的城市轨道交通三维数据库;建立便捷、安全、环保、节能、低维护的新型交通体系,使城市轨道交通成为城市交通的骨干方式,并带动相关及产业的发展。
其主要研究包括:
1、大城市轨道交通规划、建设与运营重大技术研究
1)大城市轨道交通网络规划研究;
2)标准化、模块化系统及标准体系研究。如车站的标准化和模块化研究
的内容集中在车站的组成内容、车站设计理念、车站合理规模、新型施工建造技术研究等;
3)城市轨道交通运营及乘客信息管理技术;
2、新型轨道交通制式及关键技术研究
开展环保、安全、节能、经济的新型城市轨道交通系统研究,提升城市轨道交通的整体技术水平,建立成套的城市轨道交通体系,重点研究:
1)直线电机成套技术系统;
2)导向式轨道交通新技术;
主要研究内容包括车辆、轨道结构、电机、感应轨、供电轨、供电和配电、列车自动控制、通信、自动检票系统、站台屏蔽门、运营、养护维修等内容的匹配与系统集成及关键技术与设备研究。
3、轨道交通重大装备关键技术研究
重点研究施工装备技术和运营装备技术。包括新型车辆制造技术;列车自动化控制技术;先进的施工及装备研究;新型轨道交通运营管理装备研究等。
4、城市轨道交通安全保障体系研究
综合研究具有高度智能化、集成化的快速反应事故防范预警系统和安全疏散、救援系统,保证轨道交通乘客安全。并能对突发的事故,尤其是恐怖性事故提供紧急疏散预案。
5、城市轨道交通环境控制研究
城市轨道交通必须与周围环境融为一体,相互协调,甚至提升当地环境的品位,以促进城市的可持续发展。环境控制研究主要包括地下车站与周围环境的协调、高架及地面线景观、环境及控制对策等。
6、城市轨道交通建设投融资体制研究
构建多元化投资主体,拓宽多种投资渠道,研究探索多样化的融资方式,为城市快速轨道交通跨越式发展提供可靠的财力支持。
3.4发展多层次的城市轨道交通
根据功能、运量、经济实力、城市环境特点,确定线路的功能定位,选择不同的城市轨道交通制式,发展多层次的城市轨道交通。
3.5进一步实施设备和国产化政策,提升技术装备水平
前言
发展城市轨道交通是解决大城市交通的重要手段。轨道交通建设从规划、设计、施工到运营,涉及建筑业、制造业及管理的所有领域,城市轨道交通技术的发展,不仅可推动我国建筑业、制造业的发展,更可带动城市的发展。以新的战略发展观探讨今后我国城市轨道交通的发展,在技术层面上,可提升我国城市轨道交通的整体技术水平,完成本行业的技术跨越,促进产业发展;在宏观方面,更可引导城市布局的合理发展,创造出新的经济增长点和就业机会,提升城市的国际竞争力,促进未来城市的可持续发展。
但目前国内城市轨道交通的发展仍存在一些问题,主要症结有:规划体系不健全;系统标准不统一;建设周期长,造价高;装备技术与发达国家仍有差距;交通设施运营管理缺乏系统整合,管理手段落后;交通安全保障系统不健全等。健康有序地发展我国的城市轨道交通,促进技术发展,意义非常重大。
本文即通过我国目前城市轨道交通的现状分析,得出技术发展趋势及技术发展特点,根据存在的问题提出技术发展目标,并制定出相应的技术策略。
1国内城市轨道交通现状与存在问题分析
1.1建设现状
综观我国城市轨道交通建设史,从1965年北京地铁一期工程开工,到目前全国多个城市多条线的同步建设,风雨四十年,已开通城市轨道交通的有北京、上海、天津、广州、长春、大连六城市10条线,线路总长共计约318公里,除北京地铁一号线和环线近40公里外,其余都是九十年代后修建的。进入新世纪以来,发展态势更为迅猛,全国48个百万人口以上的大城市中已有30多个城市开展了城市轨道交通的前期工作,在建线路有8个城市,17条线,线路总长约360公里,共需总投资近1100亿元,运营初期所需车辆就达1582辆。而近期报批的几个城市的建设规划,更是报出了惊人的数字。
分析这些城市的特点,可以看出,我国200万人口以上的大城市和特大城市是我国今后建设城市轨道交通的重点。大致有四种情况:
第一种,具有建设和运营管理城市轨道交通的经验,进一步加快城市轨道交通建设,在城市内形成城市轨道交通,在城市中发挥骨架作用;如:北京、上海、广州等城市;
第二种,具有建成一条线或正在建设城市轨道交通的城市,开始进行第二条城市轨道交通的前期工作,尽快形成城市轨道交通客运走廊的作用,如:深圳、南京、武汉、长春、大连等城市;
第三种,比较多的城市正在开展城市轨道交通建设的前期工作,例如:杭州、成都、沈阳、西安、哈尔滨、苏州、青岛、鞍山等城市;
第四种,在经济发达地区,如珠江三角洲地区、长江三角洲地区、京津塘地区,正在酝酿建设城市间的轨道交通建设的前期工作,广州至佛山,广州至珠海的轨道交通已开始启动。
初步预测到2010年,将要建设1500公里,需要投资5400多亿元,初步估算新建线路运营初期所需车辆就达6800辆。这样大的需求,是世界上绝无仅有的。健康有序地发展我国的城市轨道交通,促进技术发展,意义非常重大。
1.2技术水平
我国地铁与轨道交通的发展虽然只有38年的,与发达国家100多年的历史相比较,设计、施工的许多方面并不落后,如明挖法、盖挖法、沉埋法、盾构法都已达到国际先进水平,大跨度暗挖法和平顶直墙暗挖法我国属国际领先水平。但在综合交通规划与设计及一些关键技术设备和运营管理水平等方面尚有较大差距。
城市轨道交通的机械施工与国际先进水平存在一定差距。地铁用的盾构机目前多靠进口。发达国家的暗挖有了新的进展,其中有大跨度的预制块法、预切槽法、微气压法等,在日本、法国、德国等国家已有。
城市轨道交通用的设备技术水平需要进一步研制更新,尤其是通信及信号控制系统仍有差距。建设管理水平与发达国家比较存在差距,系统集成能力不强,缺乏具有对工程项目管理、设计咨询、施工、运行管理全过程管理的国际型工程公司。
运营管理方面我国与发达国家比较差距较大,主要表现在人工较多,自动化、信息化水平较低,国外先进国家每公里地铁管理人员在50人以下,而我国则要使用100-300人。
受大铁路检修工艺思路的,使车辆段与检修工艺设计落后,车辆段工艺流程不合理、确定的工艺、设备往往不能满足要求,造成浪费。
在新型交通系统方面,世界各国根据城市特点已开发了轮轨系统、直线电机系统、跨座式单轨系统、无人驾驶新交通、磁悬浮系统、空中客车等制式,并在城市交通中占有一定比例,而我国的城市轨道交通系统制式仍以大运量的轮轨交通为主,需要开展相关新技术的研发。
1.3经济水平
城市轨道交通的建设承担了大量的客流,在城市的公共交通中发挥了重要作用,有的城市随着运营里程的增加与延续,轨道交通网已初具规模,公共交通运量的比重大幅增加。另外,城市轨道交通的建设与发展,拉动了内需,使土地增值,促进了沿线的开发,加快了城市总体规划的实施,促进了城市的发展。
促进城市轨道交通发展,有两个途径,其一为降低造价;其二为提高经济和效益水平。
城市轨道交通是一个规模大、造价高、技术复杂的系统工程。工程投资动辄几十个已甚至上百个亿。据统计资料显示,在总投资的工程费(包括建筑工程费、安装工程费、设备及工器具购置费、预备费等)、车辆购置费、其他费用、借款利息中,工程费约占工程总投资的60%-70%,车辆购置费约占工程总投资的10%-18%,其他费用约占工程总投资的10%-18%,借款利息约占工程总投资的4%-8%。降低工程费是降低地铁造价的主要手段,通过合理规模的确定、结构形式及施工的优化等措施降低土建费用,通过设备国产化降低设备费用。轨道交通的投资控制由于各有关单位较为重视,已初步取得了较好的效果。
另外,由于城市轨道交通所带有的很强的社会公益性,巨额的投资多由政府负担或筹措,在市场化等方面还应进行探索。
1.4技术交流及技术标准
城市轨道交通的建设引起国家和各地方政府及相关主管部门的重视。有相当多的设计、施工、车辆、设备制造和科研单位、院校积极参与地铁和城市轨道交通的建设。已有国外的咨询公司和一些设计施工企业开始参与和关注我国的地铁、城市轨道交通事业。大量国内外交流和国外技术考察推动我国地铁、城市轨道交通建设的发展。国外先进的车辆设备和设计施工技术的引进推动了城市轨道交通技术的不断提高。
到目前为止,建设部组织编写了《城市快速轨道交通工程项目建设标准》、《地铁设计规范》、《地下铁道工程施工及验收规范》、《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》、《地下铁道、轻轨交通岩土工程测量规范》已批准实施,使我国地铁、城市轨道交通的设计、施工、勘察测量纳入规范化、标准化建设的轨道。
2技术发展趋势
2.1技术发展特点
综上所述,目前我国城市轨道交通的发展突出显示以下特点:
1)由最初的一个城市发展成20多个城市同时建设,引发出对统一建设标准的需求;
2)由一个城市的一条线发展成网络的多条线,引发网络化带来的规划、客流预测、综合经济评价、枢纽换乘等技术问题;
3)由单一的传统轮轨模式发展成多种制式并存,目前已在建和准备实施的制式已达6种:大运量地铁、中运量轻轨、跨座式单轨、城际快速铁路、磁悬浮、直线电机系统等,引发出对新型交通方式的成套技术研究需求。
2.2大运量、中运量、市郊线多种形式并存,轨道交通发展呈多样化
从上节的统计分析可以看出,目前的城市轨道交通发展已呈多样化发展趋势,尤其是城际轨道交通线和市郊线的建设越来越多。
我国首条城际轨道交通线为广州到佛山的广佛线,线路总长约34公里,贯穿佛山、南海及广州市区的中腹地带,速度超过120公里/小时。它的建设是综合考虑区域发展战略需求和整个路网的协调性与匹配性的基础上进行的功能定位,即解决佛山组团中心与广州的交通需求为重点,并兼顾各组团内的交通,以城际交通功能为主,城市轨道交通为辅。广佛线预期实现的主要战略目标是:启动和完善区域立体化交通体系建设、实现资源共享;实现广佛都市区协调发展战略;增加区域性城市集聚效应,加快城市化发展进程。广佛城际轨道交通线在某种程度上已脱离了一般意义上的城市轨道交通的功能定位,由于它在珠三角区域城际快速轨道交通路网中的核心作用,作为国内第一条城际轨道交通线,其规划与建设的经验,对后续城际轨道网的建设,具有一定的借鉴意义。珠三角城际轨道交通规划建设线路长度将达一千多公里。
目前长江三角洲区域、大京津地区等也正在筹划城际轨道交通线。
除城际轨道交通线外,市郊铁路系统也逐步开始建设。如北京正在构建的城市轨道交通网络,包括连接市区与郊区的(L线)昌平线、良乡线、顺义线、亦庄线等将达160公里。
2.3新型城市轨道系统开展研发
1)直线电机系统
2003年,随着广州地铁4号线及北京首都机场线方案的论证,直线电机系统逐渐引起各方的关注。根据广州市城市轨道交通建设规划,其中4号线、5号线、6号线、7号线将采用直线电机系统,至2010年,总长将达到107公里。
2)跨座式单轨系统
跨座式单轨系统最多于日本,马来西亚、澳大利亚、美国也有应用。在我国首次引进的跨座式单轨交通方式是重庆市。具有占地面积小、爬坡能力强(60‰)、转弯半径小(R=100),可以因地制宜,穿遂道、爬高坡、沿着江岸翻山越岭运行,非常适应山城的特殊地形。单轨系统采用低噪声和低振动设备,车轮为充气体橡胶轮胎,运行时噪声远远低于城区交通干线噪声平均声级75.8分贝。
直线电机系统和跨座式单轨系统都属于中运量系统(单向高峰小时2万人),因其具有曲线半径小、爬坡大、噪音小、造价低的特点,在国内具有一定的推广应用前景。
3)快速轮轨系统
因长三角、珠三角及京津塘地区区域快速交通网正在筹划建设,则速度大于120公里/小时的快速轮轨系统的研发势在必行。
3城市轨道交通技术策略
3.1加强宏观领导和管理,构建城市轨道交通产业
目前我国正处于城市轨道交通的建设期,是世界上最大的城市轨道交通建设市场,已初步形成了城市轨道交通产业,加强宏观的领导和管理,促进和引导其健康高速地发展,势在必行。在产业发展方面,建议成立国家级的协调机构,重点解决:
1)制定我国大城市轨道交通系统的发展战略、发展规划及实施计划;
2)制定我国大城市轨道交通发展战略的相关产业政策、技术政策、建设标准。
3)制定城市轨道交通系统的相关产业投融资政策,指导建设资金的筹措、管理和使用。
4)制定相关的法规,保证城市轨道交通系统建设事业的快速、有序、健康的发展。
5)依法规范业主行为,加强对城市轨道交通建设标准和工程质量的监督和管理。
6)负责城市轨道交通设备国产化的工作及监督、检查。
7)协调城市轨道交通发展中的重大。
8)加强产业服务,发挥行业组织作用。
3.2构建综合交通体系,实施规划
1)建立城市综合交通一体化规划体系,建设市郊铁路、地铁、轻轨及小运量的有轨电车网络组成的轨道客运系统,改善城市中心区的交通服务,同时为市区边缘集团和郊区新城的开发建设提供强有力的交通支持,并同步实施轨道交通与其它交通方式方便快捷的衔接换乘。
2)规划应考虑地下、地上、长途、短途、高速、低速、汽车、火车等多种交通工具的立体接驳、平行换乘以及加强交通枢纽的规划设计工作。城市交通网络规划和土地资源的综合开发利用,形成一个地上、地下统一规划建设的城市发展模式,最有效的利用资源,充分发挥城市轨道交通在城市建设中的辐射和带动作用。
3.3促进技术研发,提高产业水平
开展城市快速轨道交通及新型交通系统成套技术的,提升我国城市轨道交通的整体技术水平,完成本行业的技术跨越,打破国外的技术垄断,促进产业发展。
技术研发的总体目标是:提升轨道交通的整体建造及技术装备水平;形成标准化、模块化的系统模式体系及标准体系;实现城市轨道交通智能化、信息化及无人驾驶卫星定位控制;建立一整套高度智能化的事故防范预警系统和应急疏散系统;建立多数据源的城市轨道交通三维数据库;建立便捷、安全、环保、节能、低维护的新型交通体系,使城市轨道交通成为城市交通的骨干方式,并带动相关及产业的发展。
其主要研究包括:
1、大城市轨道交通规划、建设与运营重大技术研究
1)大城市轨道交通网络规划研究;
2)标准化、模块化系统及标准体系研究。如车站的标准化和模块化研究的内容集中在车站的组成内容、车站设计理念、车站合理规模、新型施工建造技术研究等;
3)城市轨道交通运营及乘客信息管理技术;
2、新型轨道交通制式及关键技术研究
开展环保、安全、节能、经济的新型城市轨道交通系统研究,提升城市轨道交通的整体技术水平,建立成套的城市轨道交通体系,重点研究:
1)直线电机成套技术系统;
2)导向式轨道交通新技术;
主要研究内容包括车辆、轨道结构、电机、感应轨、供电轨、供电和配电、列车自动控制、通信、自动检票系统、站台屏蔽门、运营、养护维修等内容的匹配与系统集成及关键技术与设备研究。
3、轨道交通重大装备关键技术研究
重点研究施工装备技术和运营装备技术。包括新型车辆制造技术;列车自动化控制技术;先进的施工及装备研究;新型轨道交通运营管理装备研究等。
4、城市轨道交通安全保障体系研究
综合研究具有高度智能化、集成化的快速反应事故防范预警系统和安全疏散、救援系统,保证轨道交通乘客安全。并能对突发的事故,尤其是恐怖性事故提供紧急疏散预案。
5、城市轨道交通环境控制研究
城市轨道交通必须与周围环境融为一体,相互协调,甚至提升当地环境的品位,以促进城市的可持续发展。环境控制研究主要包括地下车站与周围环境的协调、高架及地面线景观、环境及控制对策等。
6、城市轨道交通建设投融资体制研究
构建多元化投资主体,拓宽多种投资渠道,研究探索多样化的融资方式,为城市快速轨道交通跨越式发展提供可靠的财力支持。
3.4发展多层次的城市轨道交通
根据功能、运量、经济实力、城市环境特点,确定线路的功能定位,选择不同的城市轨道交通制式,发展多层次的城市轨道交通。
3.5进一步实施设备和国产化政策,提升技术装备水平
0 引言
一井定向是指经过一个竖井进行定向的方法,亦可称为联系三角形定向。一井定向的方法是通过测量角度、距离等几何量来完成定向的,属于几何定向方法。这种方法需要在竖井、车站或投点孔等处进行。
进行一井定向时,在竖井井筒中悬挂两根钢丝垂球,在地面上利用地面控制点测定两垂球线的平面坐标及其连线方位角,在井下使用全站仪测角量边把垂球线与井下起始控制点连接起来,通过计算确定井下起始控制点的坐标和方位角。一井定向测量工作可分为投点(即在井筒中下放钢丝)和连接测量两项工作。
1 联接测量
暗挖隧道采用竖井联系三角形测量即通过竖井悬挂两根钢丝,由近井点测定与钢丝的距离和角度,算得钢丝的坐标以及它们的方位角,然后在井下认为钢丝的坐标和方位角已知,通过测量和计算便可得出地下导线的坐标和方位角,从而将地上和地下联系起来。图1所示为一井定向的示意图。
图1 联系三角形定向测量
联系三角形法,一般适合于井口小、深度大的竖井进行联系测量。虽然其作业工作量较大,但其精度很稳定,在城市轨道交通联系测量工作中该法也得到广泛应用。井上、井下联系三角形应满足下列要求:
1)竖井中悬挂钢丝间的距离c应尽可能长;
2)联系三角形锐角γ、γ',一般应小于1°,呈直伸三角形;
3)a/c及a'/c比值,一般应小于1.5,a为近井点至悬挂钢丝的最短距离。钢丝宜选用Φ0.3mm,悬挂10kg重锤,并将重锤浸没在阻尼液中。联系三角形边长测量可采用光电测距或经检定的钢尺丈量,每次应独立测量三测回,每测回三次读数,各测回较差应小于1mm。地上与地下丈量的钢丝间距较差应小于2mm。钢尺丈量时应施加钢尺鉴定时拉力,并应进行倾斜、温度、尺长改正。角度观测应采用不低于II级全站仪,用方向观测法观测六测回,测角中误差应在±2.5″之内。联系三角形定向推算的地下起始边方位角的较差应小于12″,方位角平均值中误差应在±8″之内。
图2 联系三角形法示意图
连接三角形应满足的条件:
图2中三角形ABC和ABC′称为连接三角形。为了提高定向的精度,在选择井上、井下连接点C、C′。地面连接测量是在C点安置经纬仪测量出Φ和γ两个角度,并丈量a、b、c三条边的边长。同样,井下连接测量是在C′点安置仪器测量出φ′和γ′两个角度,并丈量c,b′和a′三条边的边长。
2 联系三角形的解算
2.1 运用正弦定理,解算出α,β,α′,β′
sinα=■,sinβ=■
sinα′=■,sinβ′=■(1)
2.2 检查测量和计算成果
首先,连接三角形的三个内角α、β、γ以及α′、β′、γ′的和均应为180°。若有少量残差可平均分配到α、β或α′β′上。
其次,井上丈量所得的两钢丝间的距离c丈与按余弦定理计算出的距离c计相差应不大于2mm;井下丈量所得的两钢丝间的距离c丈与计算出的距离c计相差应不大于4mm。
若符合上述要求可在丈量的a、b、c以及a′、b′、c′中加入改正数va,vb,vc及va′,vb′,vc′。
2.3 将井上、井下连接图形视为一条导线,如D―C―A―B―C′―D′,按照导线的计算方法求出井下起始点C′的坐标及井下起始边C′D′的方位角。
在进行竖井定向时,一般均要移动弦线,使方向的传递经过不同的三组联系三角形进行定向,称为一次定向。现行的《城市轨道交通工程测量规范》(GB50308―2008)也规定:“联系三角形测量,每次定向应独立进行三次,取三次平均值作为定向成果”。如果一次定向地下起始方向角中误差±19″计,三组联系三角形定向平均值的中误差为±19/√3=±11′。为了使隧道精确贯通,应利用联系三角形法进行多次定向。《城市轨道交通工程测量规范》(GB50308―2008)同时规定:隧道贯通前的联系测量工作不应少于三次,宜在隧道掘进到100米、300米以及距贯通面100-200米时分别进行一次。当地下起始边方位角较差小于12″时,可取各次测量成果的平均值作为后续测量的起算数据指导隧道贯通。贯通面一侧的隧道长度大于1500米时,应增加联系测量次数或采用高精度联系测量方法等,提高定向测量精度。
3 实例分析
以下是深圳地铁一号线某区间采用联系三角形定向的工程实例,该区间长度1600米,采用盾构法单向掘进。贯通前分别在掘进至150-200米时、隧道1/2长度时和贯通前约150米时
进行了3次联系三角形定向,每次定向时竖井内悬挂3根钢丝组成两组联系三角形,经以上的计算过程得到以下数据。
由上表可以看出,三组定向成果的互差最大为4.43″,说明定向成果精度较高,最后贯通结果也说明了这一点,隧道最后的横向贯通误差为23mm。说明联系三角形作业方法只要精心设计、精心施测,完全能够满足地铁隧道定向的需要。
【参考文献】
[1]秦长利.城市轨道交通工程测量[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.
[2]张国良.矿山测量学[M].徐州:中国矿业大学出版社,2001.
[3]张项铎.隧道工程测量[M].北京:测绘出版社,1998.
1 概述
目前在地铁轨道专业铺轨施工过程中,有两种轨道控制测量方式――铺轨基标和CPⅢ轨道控制网。
铺轨基标是一种采用的比较广泛的铺轨控制方式,主要是在轨道中心或轨道外侧(距轨道中心一定距离的位置)每隔6m或5m埋设一个基标点,每个基标点包括了里程及高程数据,依据设计资料及基标点来确定轨道位置及轨面高程。
CPⅢ轨道控制网是从高铁引入地铁铺轨施工的一种铺轨测量控制方式,主要是在轨道两侧的结构上每隔30m~60m埋设一对控制点(即CPⅢ点),CPⅢ点提供大地坐标数据及高程数据,依据设计资料及CPⅢ点来确定轨道位置及轨面高程。
2 铺轨基标轨道控制测量方式应用
铺轨基标的设置及测设主要依据《地下铁道工程施工及验收规范》(GB 50299-1999 2003年版)、《城市轨道交通工程测量规范》(GB 50308-2008)及轨道设计文件。
2.1 铺轨基标设置规定
地下线整体道床铺轨基标一般设置在轨道中心排水沟内或轨道外侧(行车方向右侧)的排水沟内,高架桥整体道床铺轨基标一般设置在轨道中心。
铺轨基标分为控制基标和加密基标两种(见图1)。
控制基标:在线路直线段宜120m设置一个,曲线段上除在曲线要素点(曲线起终点、缓圆点、圆缓点、曲线中点)上设置控制基标外,曲线要素点间距较大时还宜每60m设置一个;单开道岔控制基标应测设在岔头、岔尾、岔心和曲股位置或一侧;交叉渡线道岔控制基标应测设在长轴和短轴的两端、岔头、岔尾以及与正线相交的岔心位置或一侧。
加密基标:在线路直线段应每6m,曲线段应每5m设置一个。
控制基标一般设置成等高等距(等高指每个控制基标标高与相应里程位置处的轨面高差相等,等距指控制基标设置间距相等),埋设永久标志;加密基标一般设置成等距不等高,埋设临时标志。
2.2 铺轨基标的测设
在第三方检测单位隧道结构净空限界检测和轨道线路中线及水平贯通测量,各项偏差调整且满足设计要求后,才可进行铺轨基标的测量工作。
一般情况下,铺轨基标的测设位置应依据设计单位提供的《铺轨综合图》进行,在《铺轨综合图》中每隔6m或5m设计给出了一个里程及相应的轨面设计高程(此高程一般为轨道一股钢轨的轨面标高,此标高数据已经包括了曲线超高、竖曲线),基标测设完成后,需要提供基标成果资料,成果资料中包括基标里程、相应里程处的设计轨面标高、基标高程、基标与设计轨面标高的高差。
铺轨施工时依据基标成果,采用L尺将相应的股道调整到设计位置(见图2),然后采用万能道尺将另一股道调整到设计位置,完成轨道铺设。
2.3 特殊情况下基标的设置与使用
随着钢弹簧浮置板整体道床施工工艺的改进,采用机铺轨排法施工后,每块浮置板在直线段与曲线段都采用了统一的标准化设计,在曲线段,线路超高全部通过浮置板基底来实现,因此曲线段钢弹簧浮置板基底的标高控制就是钢弹簧浮置板施工的重点。
为了精确控制浮置板基底的标高及平整度,在浮置板地段铺轨基标采用两侧设置并且等距等高,一般情况下沿线路中心外偏1.5m左右设置(外偏1.5m基本位于浮置板基底边缘),每5m设置1对。
浮置板基底控制采用沿线路中心两侧等距成对埋设钢筋控制桩(与基标里程位置对应)的方法,计算出每个钢筋桩位置的基底设计标高,然后通过基标测量钢筋桩顶的标高,计算出基底设计标高的位置,用红油漆标示在钢筋桩上,然后用弦绳缠绕在钢筋桩标示位置,布置成网状(弦绳可以比基底设计标高高30mm,这个高度可以根据现场情况确定),在砼浇筑后抹面过程中,利用尺量的方法进行控制。
钢筋控制桩的布置:钢筋控制桩设置在线路两侧,从线路中心外偏1.1m(也可以外偏1.2m,计算过程中应注意采用的外偏值是多少),沿线路方向与铺轨基标设置在同一里程,因此每个钢筋控制桩位置都有确定的里程,可以根据《铺轨综合图》查出相应里程的线路设计标高,并计算出每个钢筋控制桩处的浮置板基标设计标高。
每对控制桩与相应的铺轨基标设置在同一里程,因此可以从《铺轨综合图》查到相应里程的线路设计标高(以下用字母XH表示)及相应的曲线超高值(以下用字母QH表示),然后利用三角比例计算出每对控制桩位置处的基底超高数据(以下用字母JH表示)。
曲线内侧钢筋控制桩处基底设计标高=XH-轨面至基底的设计高度-JH/2
曲线外侧钢筋控制桩处基底设计标高=XH-轨面至基底的设计高度+JH/2
轨面至基底的设计高度=浮置板的高度+浮置板与基底之间的高度
基底超高JH=每对钢筋控制桩之间的宽度×曲线超高QH/左右股钢轨中心距离
每对钢筋控制桩之间的宽度取2200mm(钢筋控制桩外偏线路中心1.1m时)或2400mm(钢筋控制桩外偏线路中心1.2m时)。
左右股钢轨中心距离=轨距1435mm+轨头宽度73mm=1508mm,也可按1500mm计算。
在砼浇筑后,用弦绳绑在钢筋控制桩标示位置,布置成网状,抹面时配合钢板尺控制基底的标高,弦绳以外的位置利用平尺进行控制。
2.4 铺轨基标的优缺点分析
铺轨基标这种轨道控制方法有以下优点:
铺轨基标轨道控制方法容易掌握,在铺轨施工时,对轨道调整人员及施工环境要求低。
使用铺轨基标施工速度较快,在特殊情况下可以增加人员,分组进行流水化施工。
同时,这种方法也存在以下缺点:
铺轨基标成品保护比较困难,基标设置在隧道底部整体道床范围内,在施工过程中现场交叉作业人员多,很容易被破坏,同时整体道床混凝土浇筑过程中,大部分基标被覆盖而无法保留下来,目前这是铺轨施工中不容易解决的一个问题。
铺轨基标设置不统一,目前铺轨基标有设置在线路中心,也有设置在轨道外侧,同时控制基标与轨面的高差不同的设计院或不同线路要求也不相同。
3 CPⅢ轨道控制网控制测量方式应用
CPⅢ轨道控制网技术是从高速铁路引入地铁中的轨道测量控制方法。CPⅢ轨道控制网的测设主要依据《高速铁路工程测量规范》(TB10601-2009)。CPⅢ轨道控制网主要为轨道铺设和运营维护提供控制基准。
在地铁线路两侧的结构上成对埋设CPⅢ点预埋件,然后进行CPⅢ控制网的建网及测量工作,测量成果满足相关规范要求后,采用全站仪配合轨道几何状态测量仪(轨检小车)进行轨道铺轨的调整,完成整体道床施工,无缝线路施工结束后,利用CPⅢ轨道控制网复测轨道的几何状态为轨道整理提供数据。
3.1 CPⅢ点的布设
CPⅢ点的布设应全线采用统一的布设标准,在高速铁路上,CPⅢ点一般沿线路每50m~70m埋设一对,在地铁工程,由于线路曲线半径较小,同时施工时现场环境较差,特别是地下线可能因洞内潮湿,雾气大通视条件不好,所以地铁上一般每30m~60m埋设一对,预埋件见图3。
在高架段,CPⅢ点应布设在桥梁两侧,根据实际情况可以埋设在两侧混凝土护栏或单独埋设,埋设高度距桥面0.8m~1.0m,需要注意的是CPⅢ点一定要埋设在桥梁的固定支座端。
在地下隧道区间段,CPⅢ点应埋设在隧道侧墙上,点位埋设时应根据限界图中应急平台、消防水管、电缆支架等的设计位置进行综合比选,选择结构稳定、高度合适、视线良好、便于控制网测量的位置进行布点。
在地下岛式或侧式车站,站台一侧控制点应埋设在站台廊檐侧面(高于轨道底部基础1.6m左右),且应避开屏蔽门及塞拉门位置,点位埋设位置距离廊檐顶面不宜小于10cm或者站台檐下适当位置。
CPⅢ控制点应设置在稳固、可靠、不易破坏和便于测量的地方,并应防冻、防沉降、防震动和抗移动。预埋件埋设时,首先在选定位置大致水平钻孔,采用30mm左右直径钻头,钻深30mm。埋设时应注意清孔干净、保证预埋件应尽量水平,采用速凝水泥或锚固剂填充孔位,然后安放预埋件,使速凝水泥或锚固剂沿预埋件外壁四周被挤出。速凝水泥或锚固剂凝固后进行检查,预埋件须稳固,标志内及标志顶面须无任何异物,并检查保护盖是否正常。
在车站段埋设预埋件时,其外边缘应与车站廊檐侧面齐平,以免影响限界,严禁侵入限界。
预埋件埋设完成及不使用时,应加设保护盖,以防止异物进入预埋件内影响预埋件正常使用及安装精度。
控制点埋设时应使用品质良好的锚固剂,锚固措施必须使得预埋件牢固,以确保长期稳固。
CPⅢ点埋设完后,应进行编号及标注,编号应明显、清晰地标在CPⅢ点附近。点号标志字号应采用统一规格字模,严禁采用手写标识,CPⅢ点应采用红油漆圈起来,见图4。
3.2 CPⅢ轨道控制网的测设
CPⅢ轨道控制网的测设包括平面测量和高程测量。
为保证控制网坐标系统的一致性,CPⅢ控制网平面坐标系应采用与地铁既有平面控制网相同的坐标系统。CPⅢ控制网采用自由测站边角交会的方法测量,每个自由测站观测4对控制点,测站间重复观测3对控制点。
CPⅢ控制网高程系统采用与地铁既有高程控制网相同的高程系统。在高架段和直线敞开段,CPⅢ控制网高程测量采用几何水准测量的观测方法。在地下隧道段,CPⅢ控制网高程测量可以利用平面测量的边角观测值,采用自由测站三角高程测量方法与平面测量合并进行。
3.3 CPⅢ轨道控制网的使用
将CPⅢ轨道控制网的成果和轨道线路设计数据全部输入轨道几何状态测量仪的计算机中,用来进行轨道几何状态的调整。
在北京地铁10号线二期十里河站~分钟寺站左线盾构区间(K26+459-K28+068)共1.6km,北京地铁昌八联络线朱辛庄站~回龙观东大街站(K0+000~YK6+327.989)共12.6km采用了CPⅢ轨道控制网。在这两段实际施工过程中,采用了两套轨道测量控制系统,轨道线路架设及粗调时采用铺轨基标进行,线路精调时采用CPⅢ轨道控制网,确保了施工进度。
轨道线路架设时采用钢轨支撑架架设,直线一般每隔6m,曲线一般每隔5m设置一个支撑架,支撑架的位置与铺轨基标基本相匹配,确保每个基标位置附近都有支撑架。架设及粗调时,先采用铺轨基标对线路进行定位,标高及轨距水平等按零误差调整。精调时再采用CPⅢ轨道控制网调整,精调时先在每个支撑架的位置采集数据,根据计算机实时显示的偏差值进行调整,然后再在每个扣件位置采集轨道几何状态数据进行调整,如果支撑架密度不足则增加支撑架,最后采集每个扣件位置的轨道几何状态数据,合格后浇筑道床。在无缝线路施工完后,轨道整理前,采集每个扣件位置的轨道几何状态数据,为轨道整理提供依据。
3.4 CPⅢ轨道控制网的优缺点分析
CPⅢ轨道控制网这种轨道控制方法有以下优点:
CPⅢ点埋设后,施工过程中不容易被破坏,利于长久保存,为施工、运营维护长期使用。
CPⅢ轨道控制网可以通过加密轨道几何状态数据采集频率及轨道调整,提高轨道铺轨的绝对精度,使轨道更平顺,轨道几何状态更接近设计位置。
同时,这种方法也存在以下缺点:
CPⅢ轨道控制网使用时对人员、施工环境要求高,需要专业人员来操作仪器设备。
在铺轨施工时,使用CPⅢ轨道控制网进行轨道几何状态调整速度比较慢,受铺轨流水化施工的时间限制,使得每天的铺轨进度降低。
从经济方面来说,采用CPⅢ轨道控制网投入的费用稍高一些。
4 结束语
总的来说,在铺轨施工中,铺轨基标和CPⅢ轨道控制网这两种轨道测量控制方式各有优缺点。
对城市轨道交通工程来说,设计时速并不高,目前传统的铺轨基标测量控制方式在精心施工的情况下,能满足和适应目前的城市轨道交通轨道专业的使用,能满足轨道线路的平顺性要求。
参考文献:
[1]GB 50299-1999,地下铁道工程施工及验收规范[S].2003.
[2]GB 50308-2008,城市轨道交通工程测量规范[S].
[3]TB 10601-2009,高速铁路工程测量规范[S].
[4]孟峰,马全明,陈大勇,李响,高超.CPⅢ控制网测量技术在城市轨道交通中的应用研究[J].测绘通报,2013(01).
中图分类号:TU74文献标识码: A
1.工程概况
南湖站~海峡站明挖基坑区间位于海峡路南侧,桃园路西侧,呈东西走向。明挖基坑区间北侧为海峡路,南侧现状为天盈地块。基坑长211m,宽15.6~21.1m,深度约5.0~14.5m,由东至西逐渐变深,为土岩混合边坡局部有回填土质,并且明挖区段内填土层中存在一定的滞水,岩层中的地下水主要为基岩裂隙水,另外存在少量地下管线。明挖区间基坑北侧是海峡路南侧高挡墙长220m高度约11.0~15.0m,两者最短距离不足2m施工期间正常开放交通。明挖区间基坑南侧是天盈地产地块距离明挖基坑不足3m正在爆破法基础平场施工,震动干扰影响较大。基坑西南端是最深处属于回填土质,距天盈售楼部最短距离不足4m。总体来说,明挖区间基坑施工环境复杂,作业面狭小,干扰因素多,不确定风险因素多,施工难度大。因此,施工期间对高挡墙的沉降、位移的动态监控量测工作尤为重要。
2.施工方案简述
考虑到工程现场实际情况,基坑开挖前对施工影响范围内的周边建构物进行了详细的环境调查,探明基坑施工区域的地质和地下管线情况,明确现场施工敏感区并采取必要的监控措施。将原设计的钻爆法施工方案改为分块机械切割方案,以最大限度的减少施工过程中对基坑北侧高挡墙的振动干扰,同时避免施工扰民。明挖区间进行场地平整后,根据设计要求为保证施工安全顺利进行,对基坑西侧较深区域工作井边坡采用排桩+内支撑,其余段采用排桩式锚杆挡墙、板肋式锚杆挡墙,边开挖边锚喷成型。施工期间就基坑周边和高挡墙上方(海峡路南侧)布置沉降和位移监控点,进行动态监控。
3.明挖区间高挡墙监控方案
3.1监测目的
监控量测是工程施工的重要组成部分,是事先周密计划下的一定施工期间内,在适当的位置埋设监控点并采用先进的仪器和方法进行监控量测,通过现场监控量测获得基坑周边环境动态和支护工作的信息(数据),及时指导施工,预报险情,确保工程施工质量和施工安全,为修正和确定支护参数以及今后的工程设计和施工提供类比数据。
3.2监测点的布设应遵循以下原则
(1)监测点类型和数量要综合考虑工程性质、设计要求、地质条件、施工特点等因素。
(2)监测点布置在设计中最不利位置和断面上时应兼顾施工的先后顺序,确保监测点在最先施工部位起到应有的作用,以便于及时反馈信息、指导施工。
(3)表面变形测点的位置既要反映监测对象的变形特征,便于仪器进行观察,还要有利于测点的保护。
(4)埋设监测点不得影响和妨碍结构的正常受力,不得影响结构的刚度和强度。
(5)施工前应布置好各监测点,开始测量时监测元件应已进入稳定的工作状态。
(6)监测点遭到破坏时,应及时在原来位置或尽量靠近原来位置处补设监测点,保证该点监测数据的连续性和有效性。
3.3明挖基坑监测点布置
明挖基坑区间的监控量测点是严格按照监控量测设计图规定的要求和位置布点,布点情况如下表所示:
4.监测仪器和监测方法
表:监测仪器使用一览表
根据现场条件和工程要求,水平位移观测采用极坐标法和小角度法相结合进行监测。
垂直沉降监测控制网的测量采用几何水准测量方法,水准测量方式采用往返测量,测站观测顺序:
①往、返测奇数站照准标尺顺序:后、前、前、后;
②往、返测偶数站照准标尺顺序:前、后、后、前。
5. 技术要求
(1)明挖基坑高挡墙沉降及位移观测:监测频率为1次/3天。
(2)当监测数据超出所要求的报警值时,立即报警,并及时分析原因,提出合理化建议供有关方参考。
(3)其他均按照《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-2008的要求执行。
6.监控数据汇总
表6.1高挡墙沉降监测情况总表
结语
通过制定科学施工方案和监控方案,严格按照设计要求进行施工和和监控,顺利实现了施工过程的各项预定目标。
1. 高挡墙沉降观测:监测过程中,三排沉降观测点沉降测量值处于正常上下波动状态,但波动范围不大,无危险预警情况。
2. 高挡墙位移观测:MW01-01号点至MW01-18号点水平位移测量值处于正常上下波动状态,但波动范围不大,无危险预警情况。
中图分类号:TB22 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(b)-0004-02
随着社会的高速发展,测绘技术也得到了广泛的应用,尤其是GPS测绘技术,己经用于轨道工程建设的方方面面。从首级控制到轨道线路的施工放样,GPS技术都发挥着重要的作用。在轨道交通工程中首先引入GPS的是控制测量。
1 GPS网布设原则与施测流程
GPS控制网布网设计,必须依甲方要求按GPS测量规范实施。其设计的一般原则有以下几点。
(1)图形闭合。即GPS控制网网一般应有足够的独立观测边构成闭合图形,以增强图形自身强度和增加平差检核条件,以提高观测质量,即必须有足够的闭合环。(2)有必要的一定数量的点位重合,以方便由已知点推算待测点。GPS网站点应与原有地面已知控制网点有足够的重合,并力求重合点在整个控制网中均匀分布,以便可靠地确定GPS网与地面网之间的转换参数。网点还应与一定的水准点重合,或在网中布设一定密度的水准点,以便为大地水准面的计算和研究提供资料和参考。(3)视野开阔。GPS网点一般应设在视野开阔和容易到达的地方,一般确保测站点仰角15°以上区域周围无明显的遮挡物。若需用此点按常规方法联测或扩展控制网时,应注意满足网点之间通视的通视条件(图1)。
2 工程概况与GPS点的布设实施
某轨道交通工程是贯穿武昌中南至东北城区的重要通道。该线路工程全长16.3km。本工程基础平面控制采用GPS测量,按照《城市轨道交通工程测量规范》(GB 50308-2008)中卫星定位控制网测量标准实施。以城市C级卫星定位控制点C213、C219、C214、C145、C260、C134、C143、C135、C124、C218等10点,作为平面控制网起算依据。
轨道交通平面控制网由两个等级组成,一等为卫星定位控制网,二等为精密导线网,并分级布设。本次工程设计GPS网的精度为一等,结合本工程的具体情况,沿线路走向布设GPS点, GPS网采用边连式,组成网中的基线有一定数量的多余观测,以增强成果的可靠,取C213、C219、C214、C145、C260、C134、C143、C135、C124、C218等10点作为GPS控制网的起算点,以取得了可靠的坐标转换参数。
根据线路情况,GPS首级网拟采用带状大地四边形锁的形式来布设,保证点对点之间能够相互通视,点位选设时避免了各种电磁波对GPS卫星信号的干扰、以及因施工的影响而产生点位的变动。共计测设GPS控制点20点。确保控制点均选择在施工红线之外且满足通视要求,并保持控制点的相对稳定。控制点分布均匀,相邻边长之比小于0.5。
(1)GPS坐标系统及起算依据。
GPS测量采用坐标系为武汉城市坐标系(参考1954北京坐标系转换)。
1954年北京坐标系为北京54椭球。
(2)GPS控制网的主要技术指标。
3 GPS观测
3.1 使用仪器
使用Trimble R6双频GPS接收机10台套,进行GPS网野外数据采集。
3.2 观测方式
为了提高GPS观测的精度与可靠性,GPS点间应构成一定数量的由GPS独立基线构成的非同步闭合环,使GPS网有足够的多余观测。考虑到杭工程桥控制网的精度要求与用途,计划平均每点设站率N≥3,尽量增加多余观测基线,使得每条基线得到充分检核,提高整网的可靠性。
4 GPS内业解算
4.1 数据后处理
卫星定位控制网基线解算采用卫星广播星历坐标值作为基线解的起算数据,利用商用软件TGO进行。数据预处理基线全部采用双差固定解作为最终结果,其结果中基线长度中误差输出值不应超过2σ。全部外业观测数据均应经同步环、独立环及复测基线检核。
式中:σ为标准差,即基线向量的弦长中误差(mm);a为固定误差(mm);b为比例误差系数(1×10-6);d为相邻点间的距离(km)。
4.2 网平差
网平差计算采用C0SA4.0版GPS数据处理软件进行。将检核后的全部独立基线构成闭合图形,以一个城市C级GPS控制点的现有WGS-84坐标系的三维坐标作为起算数据,进行全网WGS-84系的三维无约束平差。基线向量改正数的绝对值应满足:
≤;≤;≤
在城市坐标系中进行约束平差及精度评定,并应输出坐标、基线向量改正数、基线边长、方位角以及相关的中误差、相对点位中误差的精度信息,转换参数及其精度信息等。基线向量的改正数与同名基线无约束平差相应改正数的较差应满足:
≤;≤;≤
进行约束平差后,当卫星定位控制点与城市控制点和不同线路的重合点的坐标较差大于表1规定时,应对约束控制点和控制方位角进行筛选,重新进行不同组合的约束平差。
5 GPS精度评定
5.1 基线解算
经数据预处理,控制网共获得有效基线331条,基线向量解类型均为双差固定解。
5.2 环闭合差统计
5.3 复测基线
GPS控制网共有复测基线33条,复测基线相对较差均较小,说明基线观测质量可靠、数据处理合理,结果可靠、不含明显粗差,内部符合精度较高。
5.4 三维基线向量无约束平差
在通过基线检验的基础上,选取151条基线组成三维GPS向量网,进行WGS-84椭球基准下的三维无约束平差。
以上平差结果表明,本次GPS控制网具有较高的内部符合精度,观测值不含有明显粗差,基线向量解所确定的协方差阵相互间的比例关系合理,可以作进一步的数据处理。
5.5 二维约束平差
在三维无约束平差基础上,以2006年测设的城市C级控制点6点(C219、C213、C145、C148、C130、DH(WHCORS基准站)、KC(WHCORS基准站))作固定点,对全网进行高斯投影变换,进行了二维基线向量网的约束平差。其主要技术指标。
5.6 与前期工程控制网的对接
为了与轨道交通前期工程的衔接,本次布设的卫星定位控制网重合了前期工程卫星定位控制点2点(GS17、GS18-1)。为了便于优化选择,保证坐标系的一致,我们分别采用了7种约束平差方案。平差结果与原城市控制点较差。
通过数据,我们最终选择与原控制点互差最小的方案1作为最终平差结果。
符合精度良好,证明本次GPS控制网与前期工程控制网成果兼容一致,具有良好的可靠性。
1、高铁乘务专业:也叫铁路客运服务专业,主要培养铁路客运组织、城市轨道交通客运服务、高铁乘务、车站调度、人事管理等方面复合人才。
2、动车车辆专业:也叫电力机车运用于检测专业,主要铁路局电力机车检修、动车车辆维护、保养、机电设备安装、操作、检修和技术管理等方面专业技术人才。轨道供电专业:也叫电气化铁道供电专业,主要培养铁路供电设备施工、安装、运行、维修,接触网施工与检修、电力调度等方面的专业技术人才。
3、通信信号专业:也叫铁道通信信号专业,主要培养轨道交通信号的运行与检修,室内外信号设备调试和监控,设备故障分析与排除等方面的专业技术人才。
4、线路工程专业:也叫线路工程测量专业,主要培养铁路线路工程勘测与施工建设,铁路工程监理与质检,铁路线路维护与管理等方面的专业技术人才。
(来源:文章屋网 )