城市轨道交通工程控制测量建网策略研究
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摘要：社会经济的快速发展加快了城市化进程，由于我国是人口大国，随着城市人口的日益增加，城市地面交通呈现拥挤状态。为了有效缓解拥挤的城市地面交通，大多数大型城市开始建立地下轨道。近年来，我国城市轨道交通事业随着科技的进步不断发展，尤其是工程测量控制网技术。城市轨道一般建于建筑物稠密地区，对于工程测量的精度有较高要求，但是由于城市轨道交通工程规模大、范围广，导致建设过程中测量控制网出现整体性差、新旧坐标系统不匹配等问题，不利于城市轨道交通工程建设发展。本文主要阐述了城市轨道交通工程建设发展趋势，总结了城市轨道交通工程测量出现的新问题，并有针对性地提出了城市轨道交通工程测量控制网建设策略，以解决目前城市轨道交通建设面临的测量问题，有效加强城市轨道交通工程测量控制网技术。
前言
城市轨道交通工程具备诸多良好因素，根据城市交通需求规划多条城市轨道交通线路，可满足城市近期和远期发展，该建设因此被越来越多的城市管理者接受。但轨道建设过程中必须面临诸多问题，如建设周期长、环境变化大等，需有针对性地采取措施解决，以保证城市轨道交通工程的顺利实施。目前，我国城市轨道交通建设随着社会经济的发展不断发展，北京、广州、上海、成都等城市逐渐建设一条或多条轨道交通工程，有些城市甚至已建成通车[1]。由于城市轨道交通工程规模和范围的扩大，导致建设过程中测量控制网逐渐出现整体性差、新旧坐标系统不匹配等新问题，严重影响城市轨道交通工程的建设发展。因此，本文主要对城市轨道交通工程控制测量建网策略进行研究，有效加强城市轨道交通工程测量控制网技术。
1.城市轨道交通工程建设发展趋势
城市人口的日益增长，导致城市地面交通出现拥挤情况，为有效缓解拥挤的城市地面交通，城市轨道交通工程广泛建设于大型城市，并呈现出一定的发展趋势。表现如下：（1）在城市轨道交通工程建设过程中，最明显的特征是线路间交叉换乘节点逐渐增多，而且为便于远期建设，通常都预留接口，但由于国家测绘和地理信息不断更新，预留接口资料可能存在与新线设计资料不一致，甚至不匹配的问题[2]。（2）城际轨道交通工程实现跨区域建设，如已建成的广佛线、宁天城际线等，和城市轨道交通工程的原有规划存在各方面联系。（3）城市轨道交通线路不断增加长度，覆盖范围也逐渐向城市周边地区发展延伸，不仅满足人口稠密区交通运输，还能促进周边地区经济发展。
2.城市轨道交通工程测量出现的新问题
城市轨道交通建设的快速发展，使得轨道交通工程建设期间逐渐出现工程测量方面的新问题，尤其是一条或多条轨道交通线路的建设，在不同时期可能存在多个新问题，必须采取相应措施有针对性地进行规划和解决，以免由于测量控制系统问题，导致工程事故的发生。这些新问题主要是：（1）控制网覆盖范围不能满足建设需求。由于部分轨道工程规划线路端头离市区较远，原有城区控制网无法完全覆盖，对于轨道工程多条新线路建设，即使逐渐扩充控制网也难以满足建设需求，而且该方式具有整体性差的缺点，会给轨道交通工程建设的实施造成一定阻碍。（2）每个城市都有各自独立的坐标系统，建设城际线必须保证城市间城际线测量系统一致，才能有效转换和衔接不同城市控制网。（3）原有城市坐标系统和新城市坐标系统具有差异性，新轨道线路离主城区越来越远，而且控制点不断增加，导致新旧系统的差别越来越大。（4）新建线路控制网系统和原有线路控制网系统存在一定差异，导致新线控制网难以和原控制网进行衔接，若不采取有效措施处理存在的差异，会给工程结构测设质量造成严重影响。
3.城市轨道交通工程测量控制网建设策略
对于目前城市轨道各条线路测量系统存在差异，不能准确衔接不同时期建设轨道的问题，可以建立城市轨道交通测量控制网，全面覆盖规划线路范围，统一各线路间的平面、高程测量标准。可通过测量控制框架网的建立，实现全市规划线路范围的全覆盖，并在此基础上完善测量基本网，从而使不同时期建设轨道准确衔接。
3.1测量控制框架网策略
建立城市轨道交通测量控制框架网，可以对城市轨道交通规划范围进行全面覆盖，实现整体控制工程建设网络目的，有助于轨道交通建设工程的长远发展[3]。框架网可以保证平面坐标系统与高程系统在规划线网测区范围内的连续、统一，从而使各线路准确衔接。此外，还能保证基本网控制点起算结果的高精度。测量控制框架网主要包括平面框架网、高程框架网。（1）平面框架网。轨道交通框架网具有高精度、高兼容性等优点，可以对长期规划线路范围进行全面覆盖。GPS框架网参照相关规范确定技术指标、要求，进行野外观测，并对对数据进行处理。建成后，该网坐标系统用于轨道交通全部线路建设及测绘。建设框架网前，必须设计好建网方案，并经专家论证评审通过及省、市测绘行政主管部门批准。（2）高程框架网。其布设、观测、精度应和城市二等水准测量标准一致，采用的高程系统则和城市相同，同时对城市原有一、二等高程控制网点与数据进行充分利用。为满足轨道交通长期建设需求，必须选择可长期保持框架网点位的位置。
3.2测量控制基本网策略
城市轨道交通各条线路建设施工测量加密、测设根据测量控制基本网进行，该网的建立有利于施工的顺利进行。测量控制基本网主要包括平面基本网、高程基本网。（1）平面基本网。以框架网或更高等级控制网数据为起算基准，根据各线路工程建设顺序，对平面基本控制网进行分阶段的独立布设。布网时应根据各线路交叉及延伸地段情况，合理建立控制点，并保证这些地段有超过2个的控制点重合。平面控制网的大小、形状以及点位必须严格按照各线路规划进行设计和布设，有效满足各线路建设和运营阶段测量需求[4]。（2）高程基本网。根据线路建设顺序对每条线路实施分期独立建设，其点位分布应满足各线路各阶段测量与变形监测需求。高程基本网起算数据以高程框架控制网点为依据，也可是更高等级高程点，必须保证起算数据3个以上。为保证高程衔接，处理换乘或接口工程新建线路高程基本网数据时，必须先进行高程控制点稳定性判断。
4.小结
总之，对于城市轨道交通工程近期和远期建设测量问题，可通过控制测量建网策略进行有效解决，但在建立城市轨道交通地面控制网的过程中，为保证框架网的整体性，应对框架网进行要一次性布网，并对其整体进行测量。此外，还应做好成本控制、精度控制等工作。城市轨道基础控制网根据国家和城市建设需求建设，政府或相关部门是该建设资金来源，而城市基础测绘部门则以予实施。所以，为避免城市轨道交通框架网出现重复建设，实现资源共享，减少投资成本目的，可选择城市基础测绘部门进行建立，该部门测绘城市基础时，必须全面充分地考虑轨道交通建设要求，进行统一规划，尽可能使轨道交通建设在某些部分可以和市政基础测绘共用。对比一般市政工程，城市轨道交通工程建设方法、精度、工艺以及所处空间位置等均有较高要求，建设控制网时必须有针对性地进行考虑，才能达到城市轨道交通工程建设标准，一定情况下还应建立高精度专用控制网，以利于加强城市轨道交通工程建设。
参考文献：
[1]马尧成.城市轨道交通地面施工控制网测量与研究[J].都市快轨交通，2011，24（01）：41-45.
[2]李程胜.轨道施工测量控制中的关键技术研究[J].中华民居，2013（12）：343-344.
[3]徐顺明，陈雪丰.城市轨道交通工程铺轨施工测量技术与方法[J].都市快轨交通，2012，25（02）：79-82.
[4]汪博，王建.城市轨道交通工程控制测量建网策略[J].隧道建设，2012，32（03）：346-365.