緒論:寫作既是個人情感的抒發,也是對學術真理的探索,歡迎閱讀由發表云整理的11篇城市軌道交通工程測量范文,希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。
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
中圖分類號:U12文獻標識碼:A文章編號:
隨著交通運輸業的發展,城市軌道交通建設成為了眾多城市規劃中的重點項目。城市軌道交通建設是一項復雜的綜合性非常強的工程,它不僅關系著城市建設的成效,而且每一條線路的建設都與離不開測量工作。地面施工控制網的測量是保質保量地實現整個城市軌道工程建設的前提條件。
一、城市軌道交通地面施工控制網的特點
城市軌道交通是由傳統的地下鐵道工程發展而來的,比地下鐵道工程更復雜,難度更大,可以說是地下、地面,甚至是高架等不同形式聯合在一起的現代交通方式。這樣的工程雖然給人們的出行帶來了方便,但也對測量精度提出了更高的要求。
1、設計與施工所用測量數據的有機結合。城市軌道交通設計時所用到的測量數據大多數是從城市的測量數據庫獲取的,而實際施工過程中,地面控制網的數據是結合工程開工之前的設計來測量的。城市軌道交通在設計中所用的測量數據是工程開工之前就已經存在的,而地面施工控制網是設計完成之后建立的,設計與施工所用到的測量數據不是同一個數據,需要有機結合。
2、整體規劃與分期建設相結合。城市軌道交通的建設需要考慮到城市的長遠發展,進行工程的整體規劃。城市軌道交通的建設是一項非常大的工程,投資成本相當高,所以,在實際的施工過程中,一般會采用分期建設的方案,多條線路同時開工,最后聯合成網。其中地面施工控制網的測量工作是實現整個網絡建設的基礎工作。
3、城市軌道交通建設要與其他市政工程相結合。城市軌道交通的建設與城市的綠化、交通的關系非常緊密,在施工的過程中必須充分考慮到其他市政工程的施工,不能造成相互干擾。
4、工程貫通精度高。城市軌道交通在施工時,一般是多條線路同時開工,這些線路長短不一,會有許多貫通面的形成。這就對貫通精度要求的非常高,同時各個施工環節的測量精度也必須隨之提高。
5、測量難度大。城市軌道交通一般都會建設在人口密集的鬧市區,城市中央高樓林立,地上車水馬龍,同時地下各種管道縱橫交錯。施工中的任何一條線路在設計時都要考慮到各種障礙物的影響,所以測量工作非常復雜,測量難度相當大。
6、不同的施工階段有不同的測量目標。城市軌道交通建設工程的初期,測量工作是為了能夠給設計提供準確的測繪資料;而在交通建設的施工階段,測量工作則是為了將設計工作者的設計要求盡可能的付諸于實踐,保證整個軌道交通網的建立。地面施工控制網是所有測量工作的基礎,整個城市軌道交通的建設過程都是以地面施工控制網為依據的。
二、城市軌道交通地面控制網的設計原則
1、有效結合城市軌道交通的線路。為了滿足城市軌道交通建設工程的需要,在工程施工之前,要建立一個能夠有效覆蓋交通線路的地面施工控制網,當然,根據整個工程定位的精度要求,這個地面施工控制網可以設計成獨立網或者是復合網。
2、以城市測量的基本控制網點為依據,融入到城市的客觀環境中。城市軌道交通在建設和使用的工程中,必須要能夠與城市的客觀環境相融合,地面施工控制網要以城市測量的基本網點為依據,建立統一的坐標系統。經過多次測量以后,將測量結果綜合,保證達到測量精度的要求,以此解決設計與施工中使用數據不一致的問題。
3、地面施工控制網的精度要高,網點密度適中。在網點的設計中,起符合方向點要能夠兩兩相通,在相當長的一段時間內,要能夠保證通視效果良好,以此來保證隧道貫通和施工測量工作的順利進行。
4、地面施工控制網的設計要充分考慮到交通線性構筑物的特點。控制網的面積要適中,能夠滿足施工要求即可,過于龐大勢必會造成資源的浪費,要保證控制網的經濟實用性。同時,要有一定量的重合控制點,這些控制點要建立在多條線路的交叉地段,保證各條線路的銜接和交通網的構建。
三、城市軌道交通地面控制網的測量與研究
1、確定地面施工控制網的精度指標。在城市軌道交通建設的各個環節中,隧道貫通測量精度的要求是最高的,測量環節多而復雜,測量工作難度大,所以在整個工程的測量工作中,要以隧道貫通測量精度為主來確定地面施工控制網的精度指標。測量精度指標的確定不僅要保證隧道通車以后的行車要求,而且又不能寄予過高的要求導致測量工作難以實現。當前我國許多的大城市的軌道交通的隧道貫通平面橫向測量的誤差控制在50毫米,高程貫通誤差控制在25毫米。多年來,眾多城市的建設實踐證明,這樣的誤差是符合實際的,能夠滿足每一個工程階段的要求。
2、精心設計地面施工控制網。當前,城市軌道交通建設一般都有專用的GPS控制網。GPS一般被埋設在城市的高樓樓頂,以此解決精密導線起算方向的通視問題。最近幾年,城市軌道交通不僅僅局限在城市的鬧市區了,已經擴展到城市郊區,這樣的測量控制網布點更加困難,不僅要保證GPS的測量,還要能夠使精密導線有效連接。同時,城市軌道交通地面施工控制網的坐標要與城市基本控制網的坐標保持高度一致,這樣既能保證城市軌道交通建設的需要得到滿足,又能避免與其他城市市政建設項目發生矛盾,這樣還能夠保證測量資源的共享。
3、估算地面施工控制網的測量精度。精度估算是建設城市軌道交通的重要環節,將估算的誤差與設計的誤差進行比較,最終確定地面施工控制網的布網方案的可行性。倘若估算物誤差小于設計的誤差,那么證明了布網方案是可行的。我們所做的估算在具體的施工前只能做到心中有數,一些小的偏差還是存在的,所以,在實際的施工中,工程建設要留有一點精度的儲備,防止出現不良的狀況,最好能夠給下一個測量工序留下一點空間。
4、實踐地面施工控制網的測量工作。當前,我國北京、上海等許多大城市的城市軌道交通地面施工控制網的測量工作都做的非常好,保證了地鐵的正常運營,每一項工程的測量數據經過綜合處理以后都能夠達到城市軌道交通建設測量的規范要求,當然滿足了城市業主對軌道建設工程的測量精度的要求。實踐證明,城市軌道交通的建設是非常有必要的,不僅能夠與城市的人文環境、綠化環境有效結合,更能夠給城市人民的生活帶來方便,滿足人們的出行需求,緩解了城市的交通壓力,促進了城市交通運輸業的發展。
總結:
隨著經濟的迅速發展,我國的眾多城市都在努力實現著城市軌道交通的建設。城市軌道交通的發展不僅緩解了交通壓力,方便了人們的出行,而且促進了城市經濟的發展。在進行城市軌道交通建設時,要根據工程的實際情況,充分利用新技術、新手段,重點完成地面施工控制網的測量工作,保證地面施工控制網測量的必要精度,進而保證城市軌道建設工程的質量,促進城市交通運輸業的發展。
參考文獻:
[1]秦長利.城市軌道交通工程測量[M].北京:中國建筑工業出版社.2008.
中圖分類號:TL372文獻標識碼: A
引言
以地下工程為主的城市軌道交通工程具有專業性強、周邊地質環境條件復雜、建設與周邊環境相互影響大、不確定性因素多、施工工法多樣、工程風險突出等特點。同時,城市軌道交通工程為城市重大基礎設施工程,投資大、涉及而廣、社會關注度和公共安全要求高,一旦出現事故易引起社會放大效應。由于我國軌道交通工程的建設歷史較短、經驗不足,在建設中存在著一些不容忽視的問題和安全隱患,對潛在的技術風險缺乏必要的分析和論證,以及人們對客觀規律的認識不足、管理不到位。因此,安全風險的科學管控,已成為軌道交通工程建設急需解決的核心問題之一。
一、發展城市軌道對改善城市交通的重要性
隨著國民經濟的飛速發展,我國城市化速度不斷加快,城市人口增加,城市范圍不斷擴大,使城市公交客運量大幅度增加。加上私家車擁有量急劇膨脹,使得各大城市出現了不同程度的交通阻塞、乘車難,行車難的現象,交通事故呈逐年上升趨勢。城市交通狀況對城市經濟的發展有著重大的意義,城市交通緊張將嚴重地阻礙城市經濟的發展、城市區域群的發展。
城市公共交通體系由公共汽電車、小公共汽車、出租車、快速軌道交通(主要包括地鐵和輕軌)等組成。其中小公共汽車與出租車因載客量小,難以成為城市公共交通的主流。公共汽電車,對道路條件要求不高,票價低廉,成為許多城市尤其是中小城市的主要公共交通方式。但同時公共汽電車依然存在著種種缺陷和不足:載客量較小,發車間隔和站點通過能力有限,在單一的平面路網中,大量的自行車與人流,對公交車的干擾極大,使機動車的速度降低,加重了交通擁擠和乘車困難。如遇到客流高峰時間與節假日,客流量增大,車輛難以準時開出,導致交通狀況更為惡化。
在我國土地資源日益緊張的條件下,城市交通的發展已經不能用單純的拓寬道路來解決。發展地鐵、輕軌等大容量快速軌道交通對于提高城市交通系統資源、能源利用效率,降低城市交通污染以及引導城市結構優化方面有著積極的作用。據統計美國城市軌道交通客運量占總客運量的31%,加拿大占38%,快速軌道交通已成為不容忽視的交通工具。1863年倫敦修建了世界上第一條地鐵,自此之后世界上許多大城市紛紛建立了地下軌道交通系統。我國地鐵建設有近40年的歷史,地鐵建設的規模和水平遠遠落后于歐美等國家。輕軌運輸則是近幾十年在歐美流行的交通方式。它由軌道電車發展而來,是一種小于地鐵而大于有軌電車的中等運量的電動火車,能夠在專用的車行軌道上運行單節電動車輛或由數節電動車輛組成的短列車。根據城市交通發展的經驗來看:現代城市必須建立起以軌道交通為主、各種交通工具協調發展的格局,逐步形成多層次、立體化綜合交通體系。
地鐵及城市輕軌相較于其他公共交通工具有著如下優點:城市軌道交通與地面道路交通方式相比,通過綜合開發地下空間,可以完全不占用地上空間,能提高土地集約化利用程度,并獲得良好的經濟效益;運量大,約為公共汽車的3-4倍;安全性好,由于軌道交通一般均采用封閉線路的專用通道運行方式,無其他車輛和行人干擾,發生交通事故的概率幾乎為零,運行系統車輛設備均有自動化的保護措施,不受氣候等因素影響,故障率較低;速度快,約為公共汽車的2倍;以電力為主要能源,環保,污染少;專線交通,準時發車;經濟效益高;強化城市輻射功能、改善產業結構布局;城市軌道交通能夠改變土地的利用性質,促進城區的發展和城市經濟的繁榮,帶來巨大的經濟效益等。
二、城市軌道交通建設工程施工質量與安全管理存在的問題
1、建設單位未嚴格執行工程建設基本程序
軌道交通工程由于工程規模大、技術風險高,審批手續比較復雜,從全國調研的情況來看,作為關系民生的政府重大的城市軌道交通工程,很多地區在開工前沒有規劃許可、施工許可,施工單位就已進場,白圖施工的現象也是屢見不鮮。
軌道交通工程由于其特殊性,建設單位往往是政府的直屬機構或企業,基本建設程序的違規,大大損害了政府履職的權威性,給工程質量安全監管帶來了困難,使得工程建設中產生的質量安全隱患不易排除。
2、部分監理單位質量安全管理體系不夠健全
監理作為施工現場一線監管人員,能否充分履職,對工程質量安全管理的意義非常重大。在日常的監督檢查中,我們發現一些監理項目部質量安全管理體系不健全、缺乏必要的管理制度或制度執行不到位;監理公司對項目部的指導偏弱;項目部配備的人員數量不能保證,部分監理人員業務素質也不能滿足要求。更重要的是一些監理人員責任意識達不到基本要求,對現場存在的問題不能及時發現或是發現問題后缺乏有力的處理手段,不及時下發聯系單、停工通知,有的問題未得到及時整改又不敢追究、不敢上報監督機構。
3、一些施工單位的主體責任沒有落實
隨著軌道交通工程大面積的開展,施工企業的技術人員也被大量稀釋,現場管理人員的素質與水平不斷下降,導致施工企業在落實其主體責任方面有很多不足與隱患。如:關鍵崗位人員缺乏,項目經理不在崗現象時有發生;“以包代管”的現象依然存在;重大風險的施工方案論證流于形式,部分安全施工措施未得到全面落實;現場技術交底不到位,工程資料不真實、不及時等現象頻現。
三、加強城市軌道交通建設工程施工質量與安全管理的措施
1、遵循國家和各級政府法令法規
加強施工安全生產,關鍵是要全面落實安全第一、預防為主、綜合治理的方針,做到思想認識上警鐘長鳴、制度保證上嚴密有效、技術支撐上堅強有力、監督檢查上嚴格細致、投入支持上足額到位、獎罰激勵上界面分明、事故處理上嚴肅認真。堅決落實安全生產責任制,完善安全生產管理的體制機制,嚴格執行安全生產的各項規章制度。為此南京軌道交通工程建設安全生產以管理制度建設為抓手,制定了《安全生產管理辦法》、《文明施工管理辦法》、《監測管理辦法》、《首件工程驗收規定》、《關鍵節點驗收規定》、《安全事故應急救援預案》、《專業搶險隊伍管理辦法》等管理辦法。
2、遵循科技支撐
依靠科技進步,積極推廣新技術、新工藝、新方法,運用先進的防治手段,運用現代科學技術、網絡信息技術、數據庫、知識庫、專家系統等保證施工安全生產。為此南京軌道交通工程建設安全生產以科技支撐為手段充分利用社會技術力量,建立或實施專家評審機制、風險評估機制、第三方監測機制、現場巡查機制、安全教育培訓機制、綜合監控機制、應急救援機制等預防和控制各類工程安全風險。
3、加大投入
為了加大安全生產的治本力度,南京地鐵業主本身和各承包商對加大了安全生產的投入,加強了安全生產培訓教育,大力推進安全文化建設,確保形成有利于工程安全風險控制的有力態式,為工程安全推進打下堅實基礎。為此南京軌道交通工程建設安全生產中業主自身出資,通過投標等形式選定定第三方監測單位、風險評估單位、現場巡視單位、安全風險監控單位、應急救援隊伍等各種社會力量代表業主對施工安全進行管控,并與施工單位、監理單位簽訂安全風險責任狀,實行重獎重罰。
結束語
城市軌道交通工程建設質量與安全關系到人身安全和國家財產安全,落實安全工作是貫徹以人為本科學發展觀的重要體現,通過對工程施工質量安全風險管理研究,建立較為完備的安全控制體系,以防為主,依靠科學,規范管理,為提高我國城市軌道交通工程建設質量安全水平提供了一個可供借鑒的案例。
參考文獻
【關鍵詞】設計;建設;運營;框架測量控制網
【Keywords】 design; construction; operation; framework measuring control network
【中圖分類號】P208 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069(2017)04-0131-02
1 引言
近年來,規劃建設城市軌道交通的城市迅速增多,軌道交通建設已全面展開,各個城市正逐步形成縱橫交錯的網絡化軌道交通體系。城市軌道交通具有精度高、建設周期長、互相換乘等特點,因此對測量控制網的精度、統一性有較高的要求。
據調查了解,部分城市軌道交通工程建設在測量控制方面遇到一些問題,如原有城市坐標系投影變形值過大,超出了各類測量規范對于長度投影變形值的規定,不僅給各等級控制網的測量帶來大量繁難的計算工作,也降低了大比例尺地形圖的精度;建設周期較長,在建設過程中,點位破壞嚴重,恢復起來困難且不能長期保存;存在不均勻沉降,差異沉降對軌道交通的建設影響很大。[1]
根據近年來參與軌道交通工程建設的經驗,考慮各個城市軌道交通的近期、遠期建設目標,建議在軌道交通建設初期建立一套統一的城市軌道交通工程框架測量控制網,以滿足軌道交通在建或后續建設工程使用以及運營維護工程需要。
2 建設框架測量控制網的原因
2.1 原有的城市坐標系統不能滿足地鐵工程建設要求
①部分城市坐標系投影面高程不明確,投影面與平均海拔面相差較大,使得投影變形過大,給測量計算帶來不便且影響大比例尺地形圖測量的精度。
②城市控制網的建設的最初是為了大比例尺地形測圖的需要和一般工程建設定位放樣需要,而城市軌道交通工程測量屬精密工程測量。城市控制網的精度和密度不能滿足地鐵工程建設的需要。[2]
2.2 滿足地鐵工程測量工作的需要
①地鐵工程測量屬精密工程測量,線網中各條線路的正確銜接、長距離的隧道正確貫通、高質量的軌道鋪設需要高精度的測量成果作為保證。
②地鐵工程建設周期長,控制網需要在建設期和運營期的全過程發揮作用,因此需要點位穩固且能長期保存。
③部分城市存在區域地面沉降,為保證控制網成果的可靠,控制網需整體統一連測,成果定期維護和更新。
2.3 滿足政府相關部門的要求
國家測繪地理信息局要求在2017年全面推行和使用2000國家大地坐標系,已經建立的獨立坐標系要和2000國家大地坐標系建立轉換關系。地鐵建設過程中所涉及的規劃報建,土地利用審批等工作均需在要求的坐標系統下開展相關工作,建立軌道交通框架控制網并提供2000國家大地坐標系成果,可滿足土地、規劃等部門要求,為相關工作帶來便利。
3 建設框架測量控制網的原則要求
①用于地鐵工程建設的控制網基準應滿足建設要求,但同時更要與即將全面推行的國家坐標系統相符,符合國家的要求。
②用于地鐵工程建設的控制網其規模必須與目前地鐵建設的形勢相適應,控制網精度和密度必須滿足要求。
③用于地鐵工程建設的控制網在使用期間必須保持對其進行復測和維護,以保證其完整性、可靠性和測量基準的統一。
4 建設框架測量控制網的具體建議
針對地鐵規劃、建設、運營維護,對地鐵新線控制網的測量提出下列建議,供業主主管部門參考:
①根據軌道交通建設形勢的需要,建立一個覆蓋所有軌道交通規劃、在建線路的測量平面和高程框架控制網,這樣一方面可以滿足新舊線線路、結構銜接的要求,另一方面新建控制網規模大,網點有一定的冗余,可以增加控制網的可靠性,提高網的精度,其維護和擴展相對也較容易;一個控制點丟失或破壞或發生變形,可以很方便地用其周圍的控制點進行檢測和恢復。
②控制網采用的坐標系與城市基礎建設基準一致,方便軌道交通規劃、施工和竣工等各項工作,控制網應聯測當地城市CORS站,提供滿足施工要求的地方坐標系成果。考慮今后國家推行CGCS 2000坐標系的要求,還應提供CGCS 2000坐標系成果,并提供轉換參數。[3]
③框架網的建設及維護應統一組織實施,框架網從整體設計到提交使用,需要考慮與國家、城市坐標系的統一、不同系統的參數轉換、符合當地軌道交通線網建設要求的針對性布點設計、標準統一的埋點及觀測方案、大網觀測實施調度管理、嚴密的成果平差計算處理過程、成果分析及提供、后期控制網信息化平臺管理等關鍵技術。其中一些關鍵指標直接涉及建網的成敗,因此測量控制網的測設和維護由一家技術水平高、地鐵測量經驗豐富的測量單位主持完成,以保證遵循規范要求,并保證控制網的質量。
④建議在方案的制定、實施過程、成果編制過程充分利用專家資源,嚴格過程質量管理,保證建網質量,控制網的實施方案組織專家進行評審,其結果由第三方的測繪成果質量檢驗部門進行檢查驗收。
⑤對控制網的成果進行信息化管理,建立信息化管理系統,提高使用及維護水平,通過網絡平臺向授權用戶控制網的成果及更新信息,實現用戶與控制網測設維護單位便捷快速的交流,S時掌握控制網的使用現狀,及時對控制網進行復測和維護。
5 結語
目前,國內北京、廣州、上海、昆明、南寧城市等已經采用此種模式進行控制網布設。廣州市在2004年就完成了適合該市2010年軌道交通建設發展的整體控制網,并且通過了由院士主持的專家驗收評審,昆明在2012年完成了其城市軌道交通工程框架網的測設工作,并通過了院士組成的專家組的驗收評審。多年使用實踐表明,全面布網很好地滿足了地鐵規劃和建設的需要,取得了良好的效果。
城市軌道交通框架控制網建設成功解決了已開工建設線路坐標轉換問題、即將開工建設新線與老線的銜接問題、高程投影和高斯投影變形改正的問題、地鐵建設工程辦理法定報批手續問題,其經驗值得我們在城市軌道交通建設的測繪工作中思考和借鑒。
【參考文獻】
中圖分類號:TU99文獻標識碼: A
一、我國城市軌道交通發展現狀及既有政策執行情況
(一)我國城市軌道交通總體情況及分析
我國城市軌道交通建設始于北京地鐵。進入20世紀90年代,我國城鎮人口迅速增長,城市規模不斷擴大,機動車快速增加,城市交通堵塞日益嚴重,城市環境不斷惡化。發展城市軌道交通已成為我國大中城市發展公共交通的根本方針和緩解交通擁堵的最佳選擇,城市軌道交通建設進入了一個快速發展時期,建設規模世界少有。我國城市軌道交通的發展具有以下幾個特點。
1.建設速度快。目前10座城市已建成25條線路,運營里程已達713.93km。
2.制式多樣。多數城市建設了地鐵,長春建設了輕軌,重慶二號線建設了跨座式單軌,廣州四號線采用了直線電機制式,天津津濱輕軌一期和廣州地鐵3號線分別建成了100km/h、120km/h不同等級的城軌快線。
3.由一條線路向網絡化發展。我國的城市軌道交通建設逐步成網。對此,我國也已由原來一條線路單獨批建,轉變為城市軌道交通網絡規劃和建設規劃的審批。
4.車輛及機電設備國產化率不斷提高。通過建立合資企業,開展各種技術合作,引進技術、消化吸收等多種方式,車輛與機電設備的技術水平和國產化率不斷提高,城市軌道交通裝備產業初具規模。
5.城市軌道交通建設造價明顯下降。地鐵造價已從20世紀90年代初的7億元/km左右,下降到90年代末的5億元/km左右;輕軌造價已由4億元/km左右,下降到2億元/km左右。
6.從城市中心區向城市邊緣和衛星城發展。我國城市軌道交通建設已開始向城市的邊緣和衛星城擴展。北京、上海、廣州等城市已按照城市空間轉移和衛星城建設要求,正在規劃或建設市郊線或市域快速軌道交通。
(二)我國城市軌道交通發展的預測
目前,我國100萬人口以上的城市已達43個,有10個城市建成城市軌道交通系統,同時還在建設新的線路;有6個城市正在建設;有30多個城市開展了建設城市軌道交通的前期工作。我國城市軌道交通的發展大致可分為4種情況:第一種是具有建設和運營管理城市軌道交通經驗、又正準備迎接大型國際活動的城市,如北京迎接2008年奧運會、上海迎接2010年世博會、廣州迎接2010年亞運會、深圳迎接2011年大運會,正在加快建設城市軌道交通,并開始形成網絡。第二種是已建成一條線并同時在進行第二條或多條城市軌道交通線路建設的城市,如天津、深圳、南京、武漢、重慶等城市。第三種是正在開展軌道交通建設前期或首條線建設工作的城市。除已建成軌道交通的城市外,國家又相繼批準了成都、杭州、哈爾濱、沈陽、西安、蘇州等城市的軌道交通建設。長沙、石家莊、寧波、青島等城市已開展前期和報批工作。第四種是在經濟發達的珠江三角洲、長江三角洲、環渤海地區正啟動城際軌道交通建設。
2003年底至2005年,北京、上海等15個城市陸續上報了城市軌道交通建設規劃。在未來10年左右的時間里,這15個城市共規劃建設60多條線路,總里程約1700多km,約需投資6200億元左右。到2010年,我國將有20多個城市(包括已建設軌道交通項目的城市)具備發展和建設城市軌道交通的條件;到2020年,將有30個城市有發展城市軌道交通的可能。按目前每年開工建設100~120km線路的發展速度,2020年我國城市軌道交通線路有可能達到2000~2500km的規模,約需總投資7000~9000億元。
二、工程監測內容和控制指標
目前,針對城市軌道交通工程的國家標準《城市軌道交通工程監測技術規范》尚處于編制過程當中,國內現行相關規范、規程對工程監測內容均有不同程度的說明。經統計分析,工程監測可以分為儀器監測(包括人工監測和自動化監測)和現場安全巡視。
(一)儀器監測
通過《城市軌道交通工程測量規范》(GB50308―2008)、《建筑基坑工程監測技術規范》(GB50497―2009)等29部國家、行業和地方有關軌道交通工程監測的規范、規程的統計分析,工程監測對象一般包括工程支護結構體系、工程周邊環境和周圍地質體三大類(見表1)。
表1工程監測的項目及內容(儀器監測)
(二)監測控制指標
工程監測的控制指標是影響工程監測預警的關鍵指標,必須慎重給定,目前通用的做法是由設計單位給出。同時,不同的監測項目應設置不同的控制指標,一般包括允許變化(變形或內力)控制值、平均變化速率和最大變化速率等。
工程支護結構的控制指標應根據相關技術標準,結合地質條件、周邊環境條件、施工工法、結構型式和地區工程經驗等綜合分析確定。工程周邊環境的控制指標應參考相關技術標準、類似工程經驗,并在周邊環境現狀調查、現狀評估和分析計算的基礎上,結合產權單位的要求綜合確定。當工程風險等級較高時,應進行專門的控制指標研究,并組織專家論證后確定。
(三)現場安全巡視
工程監測應能夠掌握工程建設整體性狀的變化,對工程安全狀態做出迅速、及時的評價,除常規儀器監測以外,應進行現場安全巡視。現場巡視往往能更迅速發現問題和采取措施,是工程安全監測及預警的重要輔助手段和不可分割的組成部分。
現場安全巡視一般采用觀察、拍照、現況描述和量測、攝像等方法,重點對各監測對象進行現場安全質量狀況的巡視觀察。如對工程周邊環境中的建(構)筑物,需巡視其開裂、剝落,地下室的滲水情況與附屬設備狀態。對地下管線,巡視管線及接口的破損、滲漏情況。對周邊道路(地面),巡視其沉陷、隆起、開裂等。對明(蓋)挖法基坑,巡視開挖面地質性質及其變化,巖土體的滲漏水、塌落,基坑涌土、流沙或管涌,支護體系的滲漏、開裂、變形等。對盾構法隧道,需巡視管片襯砌的工作狀態(包括管片變形、開裂、錯臺、拼裝縫、掉塊以及漏水狀況等)、盾構機出土情況等。對礦山法隧道,巡視開挖面地層性質及其變化,圍巖體滲漏水,土方開挖、工作面坍塌情況,降水效果等。
三、加強城市軌道交通工程監測的策略
(一)加強對政府相關文件的學習
目前各地對國務院、各部委關于城市軌道交通工程質量安全相關文件的學習、理解及落實不夠,特別是對住房和城鄉建設部下發的《城市軌道交通工程安全質量管理暫行辦法》(建質[2010]5號)的要求不夠了解,在監測工作的實施過程中還存在不同程度的問題。建議各地進一步加強各級政府相關文件的學習貫徹和落實。各地從建設主管部門、建設單位以及軌道交通工程的參建各方都要認真學習、深刻領悟相關文件的指示精神,并深入貫徹落實到實際工作中。
(二)制定出臺相關的技術標準和管理制度
建議各級政府主管部門進一步制定出臺關于城市軌道交通工程質量安全相關的管理制度、規范性文件,組織編寫頒布城市軌道交通工程監測方面的地方標準或行業規范,從而進一步指導、規范我國城市軌道交通工程建設工作。各地軌道交通建設單位應建立或進一步完善城市軌道交通工程監測管理體系文件,明確各方職責、工作內容及相關技術要求,加強管理、溝通和協調。
(三)加強監測相關的學習及培訓
加強對監測技術人員、現場作業人員及相關管理人員的培訓,目前顯得尤為重要。從國家到地方到各參建單位應因地制宜地選擇或編制培訓教材,分區、分批、分層次地對參建單位的監測人員、建設單位及主管部門的管理人員進行培訓,提高監測技術水平和管理水平,保證監測工作質量,滿足工程建設及發展的需要。通過培訓,也能對現場作業人員頒發上崗證書。
結束語
城市軌道交通地處復雜的城市環境條件、地質巖土條件之下,工程建設又不可避免地帶來新的安全風險技術與管理問題,因施工不當引發的工程結構破壞、地層變形和地表沉降(隆起)等,可危及工程自身和周邊環境安全,會帶來嚴重的經濟損失和惡劣的社會影響。所以,工程監測在城市軌道交通工程安全風險管控中正發揮積極作用,是保證城市軌道交通工程施工質量的關鍵。
參考文獻:
[1]賈科.中鐵二局城市軌道交通工程公司發展戰略研究[D].西南交通大學,2009.
前言
發展城市軌道交通是解決大城市交通的重要手段。軌道交通建設從規劃、設計、施工到運營,涉及建筑業、制造業及管理的所有領域,城市軌道交通技術的發展,不僅可推動我國建筑業、制造業的發展,更可帶動城市的發展。以新的戰略發展觀探討今后我國城市軌道交通的發展,在技術層面上,可提升我國城市軌道交通的整體技術水平,完成本行業的技術跨越,促進產業發展;在宏觀方面,更可引導城市布局的合理發展,創造出新的經濟增長點和就業機會,提升城市的國際競爭力,促進未來城市的可持續發展。
但目前國內城市軌道交通的發展仍存在一些問題,主要癥結有:規劃體系不健全;系統標準不統一;建設周期長,造價高;裝備技術與發達國家仍有差距;交通設施運營管理缺乏系統整合,管理手段落后;交通安全保障系統不健全等。健康有序地發展我國的城市軌道交通,促進技術發展,意義非常重大。
本文即通過我國目前城市軌道交通的現狀分析,得出技術發展趨勢及技術發展特點,根據存在的問題提出技術發展目標,并制定出相應的技術策略。
1國內城市軌道交通現狀與存在問題分析
1.1建設現狀
綜觀我國城市軌道交通建設史,從1965年北京地鐵一期工程開工,到目前全國多個城市多條線的同步建設,風雨四十年,已開通城市軌道交通的有北京、上海、天津、廣州、長春、大連六城市10條線,線路總長共計約318公里,除北京地鐵一號線和環線近40公里外,其余都是九十年代后修建的。進入新世紀以來,發展態勢更為迅猛,全國48個百萬人口以上的大城市中已有30多個城市開展了城市軌道交通的前期工作,在建線路有8個城市,17條線,線路總長約360公里,共需總投資近1100億元,運營初期所需車輛就達1582輛。而近期報批的幾個城市的建設規劃,更是報出了驚人的數字。
分析這些城市的特點,可以看出,我國200萬人口以上的大城市和特大城市是我國今后建設城市軌道交通的重點。大致有四種情況:
第一種,具有建設和運營管理城市軌道交通的經驗,進一步加快城市軌道交通建設,在城市內形成城市軌道交通,在城市中發揮骨架作用;如:北京、上海、廣州等城市;
第二種,具有建成一條線或正在建設城市軌道交通的城市,開始進行第二條城市軌道交通的前期工作,盡快形成城市軌道交通客運走廊的作用,如:深圳、南京、武漢、長春、大連等城市;
第三種,比較多的城市正在開展城市軌道交通建設的前期工作,例如:杭州、成都、沈陽、西安、哈爾濱、蘇州、青島、鞍山等城市;
第四種,在經濟發達地區,如珠江三角洲地區、長江三角洲地區、京津塘地區,正在醞釀建設城市間的軌道交通建設的前期工作,廣州至佛山,廣州至珠海的軌道交通已開始啟動。
初步預測到2010年,將要建設1500公里,需要投資5400多億元,初步估算新建線路運營初期所需車輛就達6800輛。這樣大的需求,是世界上絕無僅有的。健康有序地發展我國的城市軌道交通,促進技術發展,意義非常重大。
1.2技術水平
我國地鐵與軌道交通的發展雖然只有38年的,與發達國家100多年的歷史相比較,設計、施工的許多方面并不落后,如明挖法、蓋挖法、沉埋法、盾構法都已達到國際先進水平,大跨度暗挖法和平頂直墻暗挖法我國屬國際領先水平。但在綜合交通規劃與設計及一些關鍵技術設備和運營管理水平等方面尚有較大差距。
城市軌道交通的機械施工與國際先進水平存在一定差距。地鐵用的盾構機目前多靠進口。發達國家的暗挖有了新的進展,其中有大跨度的預制塊法、預切槽法、微氣壓法等,在日本、法國、德國等國家已有。
城市軌道交通用的設備技術水平需要進一步研制更新,尤其是通信及信號控制系統仍有差距。建設管理水平與發達國家比較存在差距,系統集成能力不強,缺乏具有對工程項目管理、設計咨詢、施工、運行管理全過程管理的國際型工程公司。
運營管理方面我國與發達國家比較差距較大,主要表現在人工較多,自動化、信息化水平較低,國外先進國家每公里地鐵管理人員在50人以下,而我國則要使用100-300人。
受大鐵路檢修工藝思路的,使車輛段與檢修工藝設計落后,車輛段工藝流程不合理、確定的工藝、設備往往不能滿足要求,造成浪費。
在新型交通系統方面,世界各國根據城市特點已開發了輪軌系統、直線電機系統、跨座式單軌系統、無人駕駛新交通、磁懸浮系統、空中客車等制式,并在城市交通中占有一定比例,而我國的城市軌道交通系統制式仍以大運量的輪軌交通為主,需要開展相關新技術的研發。
1.3經濟水平
城市軌道交通的建設承擔了大量的客流,在城市的公共交通中發揮了重要作用,有的城市隨著運營里程的增加與延續,軌道交通網已初具規模,公共交通運量的比重大幅增加。另外,城市軌道交通的建設與發展,拉動了內需,使土地增值,促進了沿線的開發,加快了城市總體規劃的實施,促進了城市的發展。
促進城市軌道交通發展,有兩個途徑,其一為降低造價;其二為提高經濟和效益水平。
城市軌道交通是一個規模大、造價高、技術復雜的系統工程。工程投資動輒幾十個已甚至上百個億。據統計資料顯示,在總投資的工程費(包括建筑工程費、安裝工程費、設備及工器具購置費、預備費等)、車輛購置費、其他費用、借款利息中,工程費約占工程總投資的60%-70%,車輛購置費約占工程總投資的10%-18%,其他費用約占工程總投資的10%-18%,借款利息約占工程總投資的4%-8%。降低工程費是降低地鐵造價的主要手段,通過合理規模的確定、結構形式及施工的優化等措施降低土建費用,通過設備國產化降低設備費用。軌道交通的投資控制由于各有關單位較為重視,已初步取得了較好的效果。
另外,由于城市軌道交通所帶有的很強的社會公益性,巨額的投資多由政府負擔或籌措,在市場化等方面還應進行探索。
1.4技術交流及技術標準
城市軌道交通的建設引起國家和各地方政府及相關主管部門的重視。有相當多的設計、施工、車輛、設備制造和科研單位、院校積極參與地鐵和城市軌道交通的建設。已有國外的咨詢公司和一些設計施工企業開始參與和關注我國的地鐵、城市軌道交通事業。大量國內外交流和國外技術考察推動我國地鐵、城市軌道交通建設的發展。國外先進的車輛設備和設計施工技術的引進推動了城市軌道交通技術的不斷提高。
到目前為止,建設部組織編寫了《城市快速軌道交通工程項目建設標準》、《地鐵設計規范》、《地下鐵道工程施工及驗收規范》、《地下鐵道、輕軌交通巖土工程勘察規范》、《地下鐵道、輕軌交通巖土工程測量規范》已批準實施,使我國地鐵、城市軌道交通的設計、施工、勘察測量納入規范化、標準化建設的軌道。
2技術發展趨勢
2.1技術發展特點
綜上所述,目前我國城市軌道交通的發展突出顯示以下特點:
1)由最初的一個城市發展成20多個城市同時建設,引發出對統一建設標準的需求;
2)由一個城市的一條線發展成網絡的多條線,引發網絡化帶來的規劃、客流預測、綜合經濟評價、樞紐換乘等技術問題;
3)由單一的傳統輪軌模式發展成多種制式并存,目前已在建和準備實施的制式已達6種:大運量地鐵、中運量輕軌、跨座式單軌、城際快速鐵路、磁懸浮、直線電機系統等,引發出對新型交通方式的成套技術研究需求。
2.2大運量、中運量、市郊線多種形式并存,軌道交通發展呈多樣化
從上節的統計分析可以看出,目前的城市軌道交通發展已呈多樣化發展趨勢,尤其是城際軌道交通線和市郊線的建設越來越多。
我國首條城際軌道交通線為廣州到佛山的廣佛線,線路總長約34公里,貫穿佛山、南海及廣州市區的中腹地帶,速度超過120公里/小時。它的建設是綜合考慮區域發展戰略需求和整個路網的協調性與匹配性的基礎上進行的功能定位,即解決佛山組團中心與廣州的交通需求為重點,并兼顧各組團內的交通,以城際交通功能為主,城市軌道交通為輔。廣佛線預期實現的主要戰略目標是:啟動和完善區域立體化交通體系建設、實現資源共享;實現廣佛都市區協調發展戰略;增加區域性城市集聚效應,加快城市化發展進程。廣佛城際軌道交通線在某種程度上已脫離了一般意義上的城市軌道交通的功能定位,由于它在珠三角區域城際快速軌道交通路網中的核心作用,作為國內第一條城際軌道交通線,其規劃與建設的經驗,對后續城際軌道網的建設,具有一定的借鑒意義。珠三角城際軌道交通規劃建設線路長度將達一千多公里。
目前長江三角洲區域、大京津地區等也正在籌劃城際軌道交通線。
除城際軌道交通線外,市郊鐵路系統也逐步開始建設。如北京正在構建的城市軌道交通網絡,包括連接市區與郊區的(L線)昌平線、良鄉線、順義線、亦莊線等將達160公里。
2.3新型城市軌道系統開展研發
1)直線電機系統
2003年,隨著廣州地鐵4號線及北京首都機場線方案的論證,直線電機系統逐漸引起各方的關注。根據廣州市城市軌道交通建設規劃,其中4號線、5號線、6號線、7號線將采用直線電機系統,至2010年,總長將達到107公里。
2)跨座式單軌系統
跨座式單軌系統最多于日本,馬來西亞、澳大利亞、美國也有應用。在我國首次引進的跨座式單軌交通方式是重慶市。具有占地面積小、爬坡能力強(60‰)、轉彎半徑小(R=100),可以因地制宜,穿遂道、爬高坡、沿著江岸翻山越嶺運行,非常適應山城的特殊地形。單軌系統采用低噪聲和低振動設備,車輪為充氣體橡膠輪胎,運行時噪聲遠遠低于城區交通干線噪聲平均聲級75.8分貝。
直線電機系統和跨座式單軌系統都屬于中運量系統(單向高峰小時2萬人),因其具有曲線半徑小、爬坡大、噪音小、造價低的特點,在國內具有一定的推廣應用前景。
3)快速輪軌系統
因長三角、珠三角及京津塘地區區域快速交通網正在籌劃建設,則速度大于120公里/小時的快速輪軌系統的研發勢在必行。
3城市軌道交通技術策略
3.1加強宏觀領導和管理,構建城市軌道交通產業
目前我國正處于城市軌道交通的建設期,是世界上最大的城市軌道交通建設市場,已初步形成了城市軌道交通產業,加強宏觀的領導和管理,促進和引導其健康高速地發展,勢在必行。在產業發展方面,建議成立國家級的協調機構,重點解決:
1)制定我國大城市軌道交通系統的發展戰略、發展規劃及實施計劃;
2)制定我國大城市軌道交通發展戰略的相關產業政策、技術政策、建設標準。
3)制定城市軌道交通系統的相關產業投融資政策,指導建設資金的籌措、管理和使用。
4)制定相關的法規,保證城市軌道交通系統建設事業的快速、有序、健康的發展。
5)依法規范業主行為,加強對城市軌道交通建設標準和工程質量的監督和管理。
6)負責城市軌道交通設備國產化的工作及監督、檢查。
7)協調城市軌道交通發展中的重大。
8)加強產業服務,發揮行業組織作用。
3.2構建綜合交通體系,實施規劃
1)建立城市綜合交通一體化規劃體系,建設市郊鐵路、地鐵、輕軌及小運量的有軌電車網絡組成的軌道客運系統,改善城市中心區的交通服務,同時為市區邊緣集團和郊區新城的開發建設提供強有力的交通支持,并同步實施軌道交通與其它交通方式方便快捷的銜接換乘。
2)規劃應考慮地下、地上、長途、短途、高速、低速、汽車、火車等多種交通工具的立體接駁、平行換乘以及加強交通樞紐的規劃設計工作。城市交通網絡規劃和土地資源的綜合開發利用,形成一個地上、地下統一規劃建設的城市發展模式,最有效的利用資源,充分發揮城市軌道交通在城市建設中的輻射和帶動作用。
3.3促進技術研發,提高產業水平
開展城市快速軌道交通及新型交通系統成套技術的,提升我國城市軌道交通的整體技術水平,完成本行業的技術跨越,打破國外的技術壟斷,促進產業發展。
技術研發的總體目標是:提升軌道交通的整體建造及技術裝備水平;形成標準化、模塊化的系統模式體系及標準體系;實現城市軌道交通智能化、信息化及無人駕駛衛星定位控制;建立一整套高度智能化的事故防范預警系統和應急疏散系統;建立多數據源的城市軌道交通三維數據庫;建立便捷、安全、環保、節能、低維護的新型交通體系,使城市軌道交通成為城市交通的骨干方式,并帶動相關及產業的發展。
其主要研究包括:
1、大城市軌道交通規劃、建設與運營重大技術研究
1)大城市軌道交通網絡規劃研究;
2)標準化、模塊化系統及標準體系研究。如車站的標準化和模塊化研究的內容集中在車站的組成內容、車站設計理念、車站合理規模、新型施工建造技術研究等;
3)城市軌道交通運營及乘客信息管理技術;
2、新型軌道交通制式及關鍵技術研究
開展環保、安全、節能、經濟的新型城市軌道交通系統研究,提升城市軌道交通的整體技術水平,建立成套的城市軌道交通體系,重點研究:
1)直線電機成套技術系統;
2)導向式軌道交通新技術;
主要研究內容包括車輛、軌道結構、電機、感應軌、供電軌、供電和配電、列車自動控制、通信、自動檢票系統、站臺屏蔽門、運營、養護維修等內容的匹配與系統集成及關鍵技術與設備研究。
3、軌道交通重大裝備關鍵技術研究
重點研究施工裝備技術和運營裝備技術。包括新型車輛制造技術;列車自動化控制技術;先進的施工及裝備研究;新型軌道交通運營管理裝備研究等。
4、城市軌道交通安全保障體系研究
綜合研究具有高度智能化、集成化的快速反應事故防范預警系統和安全疏散、救援系統,保證軌道交通乘客安全。并能對突發的事故,尤其是恐怖性事故提供緊急疏散預案。
5、城市軌道交通環境控制研究
城市軌道交通必須與周圍環境融為一體,相互協調,甚至提升當地環境的品位,以促進城市的可持續發展。環境控制研究主要包括地下車站與周圍環境的協調、高架及地面線景觀、環境及控制對策等。
6、城市軌道交通建設投融資體制研究
構建多元化投資主體,拓寬多種投資渠道,研究探索多樣化的融資方式,為城市快速軌道交通跨越式發展提供可靠的財力支持。
3.4發展多層次的城市軌道交通
根據功能、運量、經濟實力、城市環境特點,確定線路的功能定位,選擇不同的城市軌道交通制式,發展多層次的城市軌道交通。
3.5進一步實施設備和國產化政策,提升技術裝備水平
前言
發展城市軌道交通是解決大城市交通的重要手段。軌道交通建設從規劃、設計、施工到運營,涉及建筑業、制造業及管理的所有領域,城市軌道交通技術的發展,不僅可推動我國建筑業、制造業的發展,更可帶動城市的發展。以新的戰略發展觀探討今后我國城市軌道交通的發展,在技術層面上,可提升我國城市軌道交通的整體技術水平,完成本行業的技術跨越,促進產業發展;在宏觀方面,更可引導城市布局的合理發展,創造出新的經濟增長點和就業機會,提升城市的國際競爭力,促進未來城市的可持續發展。
但目前國內城市軌道交通的發展仍存在一些問題,主要癥結有:規劃體系不健全;系統標準不統一;建設周期長,造價高;裝備技術與發達國家仍有差距;交通設施運營管理缺乏系統整合,管理手段落后;交通安全保障系統不健全等。健康有序地發展我國的城市軌道交通,促進技術發展,意義非常重大。
本文即通過我國目前城市軌道交通的現狀分析,得出技術發展趨勢及技術發展特點,根據存在的問題提出技術發展目標,并制定出相應的技術策略。
1國內城市軌道交通現狀與存在問題分析
1.1建設現狀
綜觀我國城市軌道交通建設史,從1965年北京地鐵一期工程開工,到目前全國多個城市多條線的同步建設,風雨四十年,已開通城市軌道交通的有北京、上海、天津、廣州、長春、大連六城市10條線,線路總長共計約318公里,除北京地鐵一號線和環線近40公里外,其余都是九十年代后修建的。進入新世紀以來,發展態勢更為迅猛,全國48個百萬人口以上的大城市中已有30多個城市開展了城市軌道交通的前期工作,在建線路有8個城市,17條線,線路總長約360公里,共需總投資近1100億元,運營初期所需車輛就達1582輛。而近期報批的幾個城市的建設規劃,更是報出了驚人的數字。
分析這些城市的特點,可以看出,我國200萬人口以上的大城市和特大城市是我國今后建設城市軌道交通的重點。大致有四種情況:
第一種,具有建設和運營管理城市軌道交通的經驗,進一步加快城市軌道交通建設,在城市內形成城市軌道交通,在城市中發揮骨架作用;如:北京、上海、廣州等城市;
第二種,具有建成一條線或正在建設城市軌道交通的城市,開始進行第二條城市軌道交通的前期工作,盡快形成城市軌道交通客運走廊的作用,如:深圳、南京、武漢、長春、大連等城市;
第三種,比較多的城市正在開展城市軌道交通建設的前期工作,例如:杭州、成都、沈陽、西安、哈爾濱、蘇州、青島、鞍山等城市;
第四種,在經濟發達地區,如珠江三角洲地區、長江三角洲地區、京津塘地區,正在醞釀建設城市間的軌道交通建設的前期工作,廣州至佛山,廣州至珠海的軌道交通已開始啟動。
初步預測到2010年,將要建設1500公里,需要投資5400多億元,初步估算新建線路運營初期所需車輛就達6800輛。這樣大的需求,是世界上絕無僅有的。健康有序地發展我國的城市軌道交通,促進技術發展,意義非常重大。
1.2技術水平
我國地鐵與軌道交通的發展雖然只有38年的,與發達國家100多年的歷史相比較,設計、施工的許多方面并不落后,如明挖法、蓋挖法、沉埋法、盾構法都已達到國際先進水平,大跨度暗挖法和平頂直墻暗挖法我國屬國際領先水平。但在綜合交通規劃與設計及一些關鍵技術設備和運營管理水平等方面尚有較大差距。
城市軌道交通的機械施工與國際先進水平存在一定差距。地鐵用的盾構機目前多靠進口。發達國家的暗挖有了新的進展,其中有大跨度的預制塊法、預切槽法、微氣壓法等,在日本、法國、德國等國家已有。
城市軌道交通用的設備技術水平需要進一步研制更新,尤其是通信及信號控制系統仍有差距。建設管理水平與發達國家比較存在差距,系統集成能力不強,缺乏具有對工程項目管理、設計咨詢、施工、運行管理全過程管理的國際型工程公司。
 
; 運營管理方面我國與發達國家比較差距較大,主要表現在人工較多,自動化、信息化水平較低,國外先進國家每公里地鐵管理人員在50人以下,而我國則要使用100-300人。
受大鐵路檢修工藝思路的,使車輛段與檢修工藝設計落后,車輛段工藝流程不合理、確定的工藝、設備往往不能滿足要求,造成浪費。
在新型交通系統方面,世界各國根據城市特點已開發了輪軌系統、直線電機系統、跨座式單軌系統、無人駕駛新交通、磁懸浮系統、空中客車等制式,并在城市交通中占有一定比例,而我國的城市軌道交通系統制式仍以大運量的輪軌交通為主,需要開展相關新技術的研發。
1.3經濟水平
城市軌道交通的建設承擔了大量的客流,在城市的公共交通中發揮了重要作用,有的城市隨著運營里程的增加與延續,軌道交通網已初具規模,公共交通運量的比重大幅增加。另外,城市軌道交通的建設與發展,拉動了內需,使土地增值,促進了沿線的開發,加快了城市總體規劃的實施,促進了城市的發展。
促進城市軌道交通發展,有兩個途徑,其一為降低造價;其二為提高經濟和效益水平。
城市軌道交通是一個規模大、造價高、技術復雜的系統工程。工程投資動輒幾十個已甚至上百個億。據統計資料顯示,在總投資的工程費(包括建筑工程費、安裝工程費、設備及工器具購置費、預備費等)、車輛購置費、其他費用、借款利息中,工程費約占工程總投資的60%-70%,車輛購置費約占工程總投資的10%-18%,其他費用約占工程總投資的10%-18%,借款利息約占工程總投資的4%-8%。降低工程費是降低地鐵造價的主要手段,通過合理規模的確定、結構形式及施工的優化等措施降低土建費用,通過設備國產化降低設備費用。軌道交通的投資控制由于各有關單位較為重視,已初步取得了較好的效果。
另外,由于城市軌道交通所帶有的很強的社會公益性,巨額的投資多由政府負擔或籌措,在市場化等方面還應進行探索。
1.4技術交流及技術標準
城市軌道交通的建設引起國家和各地方政府及相關主管部門的重視。有相當多的設計、施工、車輛、設備制造和科研單位、院校積極參與地鐵和城市軌道交通的建設。已有國外的咨詢公司和一些設計施工企業開始參與和關注我國的地鐵、城市軌道交通事業。大量國內外交流和國外技術考察推動我國地鐵、城市軌道交通建設的發展。國外先進的車輛設備和設計施工技術的引進推動了城市軌道交通技術的不斷提高。
到目前為止,建設部組織編寫了《城市快速軌道交通工程項目建設標準》、《地鐵設計規范》、《地下鐵道工程施工及驗收規范》、《地下鐵道、輕軌交通巖土工程勘察規范》、《地下鐵道、輕軌交通巖土工程測量規范》已批準實施,使我國地鐵、城市軌道交通的設計、施工、勘察測量納入規范化、標準化建設的軌道。
2技術發展趨勢
2.1技術發展特點
綜上所述,目前我國城市軌道交通的發展突出顯示以下特點:
1)由最初的一個城市發展成20多個城市同時建設,引發出對統一建設標準的需求;
2)由一個城市的一條線發展成網絡的多條線,引發網絡化帶來的規劃、客流預測、綜合經濟評價、樞紐換乘等技術問題;
3)由單一的傳統輪軌模式發展成多種制式并存,目前已在建和準備實施的制式已達6種:大運量地鐵、中運量輕軌、跨座式單軌、城際快速鐵路、磁懸浮、直線電機系統等,引發出對新型交通方式的成套技術研究需求。
2.2大運量、中運量、市郊線多種形式并存,軌道交通發展呈多樣化
從上節的統計分析可以看出,目前的城市軌道交通發展已呈多樣化發展趨勢,尤其是城際軌道交通線和市郊線的建設越來越多。
我國首條城際軌道交通線為廣州到佛山的廣佛線,線路總長約34公里,貫穿佛山、南海及廣州市區的中腹地帶,速度超過120公里/小時。它的建設是綜合考慮區域發展戰略需求和整個路網的協調性與匹配性的基礎上進行的功能定位,即解決佛山組團中心與廣州的交通需求為重點,并兼顧各組團內的交通,以城際交通功能為主,城市軌道交通為輔。廣佛線預期實現的主要戰略目標是:啟動和完善區域立體化交通體系建設、實現資源共享;實現廣佛都市區協調發展戰略;增加區域性城市集聚效應,加快城市化發展進程。
廣佛城際軌道交通線在某種程度上已脫離了一般意義上的城市軌道交通的功能定位,由于它在珠三角區域城際快速軌道交通路網中的核心作用,作為國內第一條城際軌道交通線,其規劃與建設的經驗,對后續城際軌道網的建設,具有一定的借鑒意義。珠三角城際軌道交通規劃建設線路長度將達一千多公里。
目前長江三角洲區域、大京津地區等也正在籌劃城際軌道交通線。
除城際軌道交通線外,市郊鐵路系統也逐步開始建設。如北京正在構建的城市軌道交通網絡,包括連接市區與郊區的(l線)昌平線、良鄉線、順義線、亦莊線等將達160公里。
2.3新型城市軌道系統開展研發
1)直線電機系統
2003年,隨著廣州地鐵4號線及北京首都機場線方案的論證,直線電機系統逐漸引起各方的關注。根據廣州市城市軌道交通建設規劃,其中4號線、5號線、6號線、7號線將采用直線電機系統,至2010年,總長將達到107公里。
2)跨座式單軌系統
跨座式單軌系統最多于日本,馬來西亞、澳大利亞、美國也有應用。在我國首次引進的跨座式單軌交通方式是重慶市。具有占地面積小、爬坡能力強(60‰)、轉彎半徑小(r=100),可以因地制宜,穿遂道、爬高坡、沿著江岸翻山越嶺運行,非常適應山城的特殊地形。單軌系統采用低噪聲和低振動設備,車輪為充氣體橡膠輪胎,運行時噪聲遠遠低于城區交通干線噪聲平均聲級75.8分貝。
直線電機系統和跨座式單軌系統都屬于中運量系統(單向高峰小時2萬人),因其具有曲線半徑小、爬坡大、噪音小、造價低的特點,在國內具有一定的推廣應用前景。
3)快速輪軌系統
因長三角、珠三角及京津塘地區區域快速交通網正在籌劃建設,則速度大于120公里/小時的快速輪軌系統的研發勢在必行。
3城市軌道交通技術策略
3.1加強宏觀領導和管理,構建城市軌道交通產業
目前我國正處于城市軌道交通的建設期,是世界上最大的城市軌道交通建設市場,已初步形成了城市軌道交通產業,加強宏觀的領導和管理,促進和引導其健康高速地發展,勢在必行。在產業發展方面,建議成立國家級的協調機構,重點解決:
1)制定我國大城市軌道交通系統的發展戰略、發展規劃及實施計劃;
2)制定我國大城市軌道交通發展戰略的相關產業政策、技術政策、建設標準。
3)制定城市軌道交通系統的相關產業投融資政策,指導建設資金的籌措、管理和使用。
4)制定相關的法規,保證城市軌道交通系統建設事業的快速、有序、健康的發展。
5)依法規范業主行為,加強對城市軌道交通建設標準和工程質量的監督和管理。
6)負責城市軌道交通設備國產化的工作及監督、檢查。
7)協調城市軌道交通發展中的重大。
8)加強產業服務,發揮行業組織作用。
3.2構建綜合交通體系,實施規劃
1)建立城市綜合交通一體化規劃體系,建設市郊鐵路、地鐵、輕軌及小運量的有軌電車網絡組成的軌道客運系統,改善城市中心區的交通服務,同時為市區邊緣集團和郊區新城的開發建設提供強有力的交通支持,并同步實施軌道交通與其它交通方式方便快捷的銜接換乘。
2)規劃應考慮地下、地上、長途、短途、高速、低速、汽車、火車等多種交通工具的立體接駁、平行換乘以及加強交通樞紐的規劃設計工作。城市交通網絡規劃和土地資源的綜合開發利用,形成一個地上、地下統一規劃建設的城市發展模式,最有效的利用資源,充分發揮城市軌道交通在城市建設中的輻射和帶動作用。
3.3促進技術研發,提高產業水平
開展城市快速軌道交通及新型交通系統成套技術的,提升我國城市軌道交通的整體技術水平,完成本行業的技術跨越,打破國外的技術壟斷,促進產業發展。
技術研發的總體目標是:提升軌道交通的整體建造及技術裝備水平;形成標準化、模塊化的系統模式體系及標準體系;實現城市軌道交通智能化、信息化及無人駕駛衛星定位控制;建立一整套高度智能化的事故防范預警系統和應急疏散系統;建立多數據源的城市軌道交通三維數據庫;建立便捷、安全、環保、節能、低維護的新型交通體系,使城市軌道交通成為城市交通的骨干方式,并帶動相關及產業的發展。
其主要研究包括:
1、大城市軌道交通規劃、建設與運營重大技術研究
1)大城市軌道交通網絡規劃研究;
2)標準化、模塊化系統及標準體系研究。如車站的標準化和模塊化研究
的內容集中在車站的組成內容、車站設計理念、車站合理規模、新型施工建造技術研究等;
3)城市軌道交通運營及乘客信息管理技術;
2、新型軌道交通制式及關鍵技術研究
開展環保、安全、節能、經濟的新型城市軌道交通系統研究,提升城市軌道交通的整體技術水平,建立成套的城市軌道交通體系,重點研究:
1)直線電機成套技術系統;
2)導向式軌道交通新技術;
主要研究內容包括車輛、軌道結構、電機、感應軌、供電軌、供電和配電、列車自動控制、通信、自動檢票系統、站臺屏蔽門、運營、養護維修等內容的匹配與系統集成及關鍵技術與設備研究。
3、軌道交通重大裝備關鍵技術研究
重點研究施工裝備技術和運營裝備技術。包括新型車輛制造技術;列車自動化控制技術;先進的施工及裝備研究;新型軌道交通運營管理裝備研究等。
4、城市軌道交通安全保障體系研究
綜合研究具有高度智能化、集成化的快速反應事故防范預警系統和安全疏散、救援系統,保證軌道交通乘客安全。并能對突發的事故,尤其是恐怖性事故提供緊急疏散預案。
5、城市軌道交通環境控制研究
城市軌道交通必須與周圍環境融為一體,相互協調,甚至提升當地環境的品位,以促進城市的可持續發展。環境控制研究主要包括地下車站與周圍環境的協調、高架及地面線景觀、環境及控制對策等。
6、城市軌道交通建設投融資體制研究
構建多元化投資主體,拓寬多種投資渠道,研究探索多樣化的融資方式,為城市快速軌道交通跨越式發展提供可靠的財力支持。
3.4發展多層次的城市軌道交通
根據功能、運量、經濟實力、城市環境特點,確定線路的功能定位,選擇不同的城市軌道交通制式,發展多層次的城市軌道交通。
3.5進一步實施設備和國產化政策,提升技術裝備水平
0 引言
一井定向是指經過一個豎井進行定向的方法,亦可稱為聯系三角形定向。一井定向的方法是通過測量角度、距離等幾何量來完成定向的,屬于幾何定向方法。這種方法需要在豎井、車站或投點孔等處進行。
進行一井定向時,在豎井井筒中懸掛兩根鋼絲垂球,在地面上利用地面控制點測定兩垂球線的平面坐標及其連線方位角,在井下使用全站儀測角量邊把垂球線與井下起始控制點連接起來,通過計算確定井下起始控制點的坐標和方位角。一井定向測量工作可分為投點(即在井筒中下放鋼絲)和連接測量兩項工作。
1 聯接測量
暗挖隧道采用豎井聯系三角形測量即通過豎井懸掛兩根鋼絲,由近井點測定與鋼絲的距離和角度,算得鋼絲的坐標以及它們的方位角,然后在井下認為鋼絲的坐標和方位角已知,通過測量和計算便可得出地下導線的坐標和方位角,從而將地上和地下聯系起來。圖1所示為一井定向的示意圖。
圖1 聯系三角形定向測量
聯系三角形法,一般適合于井口小、深度大的豎井進行聯系測量。雖然其作業工作量較大,但其精度很穩定,在城市軌道交通聯系測量工作中該法也得到廣泛應用。井上、井下聯系三角形應滿足下列要求:
1)豎井中懸掛鋼絲間的距離c應盡可能長;
2)聯系三角形銳角γ、γ',一般應小于1°,呈直伸三角形;
3)a/c及a'/c比值,一般應小于1.5,a為近井點至懸掛鋼絲的最短距離。鋼絲宜選用Φ0.3mm,懸掛10kg重錘,并將重錘浸沒在阻尼液中。聯系三角形邊長測量可采用光電測距或經檢定的鋼尺丈量,每次應獨立測量三測回,每測回三次讀數,各測回較差應小于1mm。地上與地下丈量的鋼絲間距較差應小于2mm。鋼尺丈量時應施加鋼尺鑒定時拉力,并應進行傾斜、溫度、尺長改正。角度觀測應采用不低于II級全站儀,用方向觀測法觀測六測回,測角中誤差應在±2.5″之內。聯系三角形定向推算的地下起始邊方位角的較差應小于12″,方位角平均值中誤差應在±8″之內。
圖2 聯系三角形法示意圖
連接三角形應滿足的條件:
圖2中三角形ABC和ABC′稱為連接三角形。為了提高定向的精度,在選擇井上、井下連接點C、C′。地面連接測量是在C點安置經緯儀測量出Φ和γ兩個角度,并丈量a、b、c三條邊的邊長。同樣,井下連接測量是在C′點安置儀器測量出φ′和γ′兩個角度,并丈量c,b′和a′三條邊的邊長。
2 聯系三角形的解算
2.1 運用正弦定理,解算出α,β,α′,β′
sinα=■,sinβ=■
sinα′=■,sinβ′=■(1)
2.2 檢查測量和計算成果
首先,連接三角形的三個內角α、β、γ以及α′、β′、γ′的和均應為180°。若有少量殘差可平均分配到α、β或α′β′上。
其次,井上丈量所得的兩鋼絲間的距離c丈與按余弦定理計算出的距離c計相差應不大于2mm;井下丈量所得的兩鋼絲間的距離c丈與計算出的距離c計相差應不大于4mm。
若符合上述要求可在丈量的a、b、c以及a′、b′、c′中加入改正數va,vb,vc及va′,vb′,vc′。
2.3 將井上、井下連接圖形視為一條導線,如D―C―A―B―C′―D′,按照導線的計算方法求出井下起始點C′的坐標及井下起始邊C′D′的方位角。
在進行豎井定向時,一般均要移動弦線,使方向的傳遞經過不同的三組聯系三角形進行定向,稱為一次定向。現行的《城市軌道交通工程測量規范》(GB50308―2008)也規定:“聯系三角形測量,每次定向應獨立進行三次,取三次平均值作為定向成果”。如果一次定向地下起始方向角中誤差±19″計,三組聯系三角形定向平均值的中誤差為±19/√3=±11′。為了使隧道精確貫通,應利用聯系三角形法進行多次定向。《城市軌道交通工程測量規范》(GB50308―2008)同時規定:隧道貫通前的聯系測量工作不應少于三次,宜在隧道掘進到100米、300米以及距貫通面100-200米時分別進行一次。當地下起始邊方位角較差小于12″時,可取各次測量成果的平均值作為后續測量的起算數據指導隧道貫通。貫通面一側的隧道長度大于1500米時,應增加聯系測量次數或采用高精度聯系測量方法等,提高定向測量精度。
3 實例分析
以下是深圳地鐵一號線某區間采用聯系三角形定向的工程實例,該區間長度1600米,采用盾構法單向掘進。貫通前分別在掘進至150-200米時、隧道1/2長度時和貫通前約150米時
進行了3次聯系三角形定向,每次定向時豎井內懸掛3根鋼絲組成兩組聯系三角形,經以上的計算過程得到以下數據。
由上表可以看出,三組定向成果的互差最大為4.43″,說明定向成果精度較高,最后貫通結果也說明了這一點,隧道最后的橫向貫通誤差為23mm。說明聯系三角形作業方法只要精心設計、精心施測,完全能夠滿足地鐵隧道定向的需要。
【參考文獻】
[1]秦長利.城市軌道交通工程測量[M].北京:中國建筑工業出版社,2008.
[2]張國良.礦山測量學[M].徐州:中國礦業大學出版社,2001.
[3]張項鐸.隧道工程測量[M].北京:測繪出版社,1998.
1 概述
目前在地鐵軌道專業鋪軌施工過程中,有兩種軌道控制測量方式――鋪軌基標和CPⅢ軌道控制網。
鋪軌基標是一種采用的比較廣泛的鋪軌控制方式,主要是在軌道中心或軌道外側(距軌道中心一定距離的位置)每隔6m或5m埋設一個基標點,每個基標點包括了里程及高程數據,依據設計資料及基標點來確定軌道位置及軌面高程。
CPⅢ軌道控制網是從高鐵引入地鐵鋪軌施工的一種鋪軌測量控制方式,主要是在軌道兩側的結構上每隔30m~60m埋設一對控制點(即CPⅢ點),CPⅢ點提供大地坐標數據及高程數據,依據設計資料及CPⅢ點來確定軌道位置及軌面高程。
2 鋪軌基標軌道控制測量方式應用
鋪軌基標的設置及測設主要依據《地下鐵道工程施工及驗收規范》(GB 50299-1999 2003年版)、《城市軌道交通工程測量規范》(GB 50308-2008)及軌道設計文件。
2.1 鋪軌基標設置規定
地下線整體道床鋪軌基標一般設置在軌道中心排水溝內或軌道外側(行車方向右側)的排水溝內,高架橋整體道床鋪軌基標一般設置在軌道中心。
鋪軌基標分為控制基標和加密基標兩種(見圖1)。
控制基標:在線路直線段宜120m設置一個,曲線段上除在曲線要素點(曲線起終點、緩圓點、圓緩點、曲線中點)上設置控制基標外,曲線要素點間距較大時還宜每60m設置一個;單開道岔控制基標應測設在岔頭、岔尾、岔心和曲股位置或一側;交叉渡線道岔控制基標應測設在長軸和短軸的兩端、岔頭、岔尾以及與正線相交的岔心位置或一側。
加密基標:在線路直線段應每6m,曲線段應每5m設置一個。
控制基標一般設置成等高等距(等高指每個控制基標標高與相應里程位置處的軌面高差相等,等距指控制基標設置間距相等),埋設永久標志;加密基標一般設置成等距不等高,埋設臨時標志。
2.2 鋪軌基標的測設
在第三方檢測單位隧道結構凈空限界檢測和軌道線路中線及水平貫通測量,各項偏差調整且滿足設計要求后,才可進行鋪軌基標的測量工作。
一般情況下,鋪軌基標的測設位置應依據設計單位提供的《鋪軌綜合圖》進行,在《鋪軌綜合圖》中每隔6m或5m設計給出了一個里程及相應的軌面設計高程(此高程一般為軌道一股鋼軌的軌面標高,此標高數據已經包括了曲線超高、豎曲線),基標測設完成后,需要提供基標成果資料,成果資料中包括基標里程、相應里程處的設計軌面標高、基標高程、基標與設計軌面標高的高差。
鋪軌施工時依據基標成果,采用L尺將相應的股道調整到設計位置(見圖2),然后采用萬能道尺將另一股道調整到設計位置,完成軌道鋪設。
2.3 特殊情況下基標的設置與使用
隨著鋼彈簧浮置板整體道床施工工藝的改進,采用機鋪軌排法施工后,每塊浮置板在直線段與曲線段都采用了統一的標準化設計,在曲線段,線路超高全部通過浮置板基底來實現,因此曲線段鋼彈簧浮置板基底的標高控制就是鋼彈簧浮置板施工的重點。
為了精確控制浮置板基底的標高及平整度,在浮置板地段鋪軌基標采用兩側設置并且等距等高,一般情況下沿線路中心外偏1.5m左右設置(外偏1.5m基本位于浮置板基底邊緣),每5m設置1對。
浮置板基底控制采用沿線路中心兩側等距成對埋設鋼筋控制樁(與基標里程位置對應)的方法,計算出每個鋼筋樁位置的基底設計標高,然后通過基標測量鋼筋樁頂的標高,計算出基底設計標高的位置,用紅油漆標示在鋼筋樁上,然后用弦繩纏繞在鋼筋樁標示位置,布置成網狀(弦繩可以比基底設計標高高30mm,這個高度可以根據現場情況確定),在砼澆筑后抹面過程中,利用尺量的方法進行控制。
鋼筋控制樁的布置:鋼筋控制樁設置在線路兩側,從線路中心外偏1.1m(也可以外偏1.2m,計算過程中應注意采用的外偏值是多少),沿線路方向與鋪軌基標設置在同一里程,因此每個鋼筋控制樁位置都有確定的里程,可以根據《鋪軌綜合圖》查出相應里程的線路設計標高,并計算出每個鋼筋控制樁處的浮置板基標設計標高。
每對控制樁與相應的鋪軌基標設置在同一里程,因此可以從《鋪軌綜合圖》查到相應里程的線路設計標高(以下用字母XH表示)及相應的曲線超高值(以下用字母QH表示),然后利用三角比例計算出每對控制樁位置處的基底超高數據(以下用字母JH表示)。
曲線內側鋼筋控制樁處基底設計標高=XH-軌面至基底的設計高度-JH/2
曲線外側鋼筋控制樁處基底設計標高=XH-軌面至基底的設計高度+JH/2
軌面至基底的設計高度=浮置板的高度+浮置板與基底之間的高度
基底超高JH=每對鋼筋控制樁之間的寬度×曲線超高QH/左右股鋼軌中心距離
每對鋼筋控制樁之間的寬度取2200mm(鋼筋控制樁外偏線路中心1.1m時)或2400mm(鋼筋控制樁外偏線路中心1.2m時)。
左右股鋼軌中心距離=軌距1435mm+軌頭寬度73mm=1508mm,也可按1500mm計算。
在砼澆筑后,用弦繩綁在鋼筋控制樁標示位置,布置成網狀,抹面時配合鋼板尺控制基底的標高,弦繩以外的位置利用平尺進行控制。
2.4 鋪軌基標的優缺點分析
鋪軌基標這種軌道控制方法有以下優點:
鋪軌基標軌道控制方法容易掌握,在鋪軌施工時,對軌道調整人員及施工環境要求低。
使用鋪軌基標施工速度較快,在特殊情況下可以增加人員,分組進行流水化施工。
同時,這種方法也存在以下缺點:
鋪軌基標成品保護比較困難,基標設置在隧道底部整體道床范圍內,在施工過程中現場交叉作業人員多,很容易被破壞,同時整體道床混凝土澆筑過程中,大部分基標被覆蓋而無法保留下來,目前這是鋪軌施工中不容易解決的一個問題。
鋪軌基標設置不統一,目前鋪軌基標有設置在線路中心,也有設置在軌道外側,同時控制基標與軌面的高差不同的設計院或不同線路要求也不相同。
3 CPⅢ軌道控制網控制測量方式應用
CPⅢ軌道控制網技術是從高速鐵路引入地鐵中的軌道測量控制方法。CPⅢ軌道控制網的測設主要依據《高速鐵路工程測量規范》(TB10601-2009)。CPⅢ軌道控制網主要為軌道鋪設和運營維護提供控制基準。
在地鐵線路兩側的結構上成對埋設CPⅢ點預埋件,然后進行CPⅢ控制網的建網及測量工作,測量成果滿足相關規范要求后,采用全站儀配合軌道幾何狀態測量儀(軌檢小車)進行軌道鋪軌的調整,完成整體道床施工,無縫線路施工結束后,利用CPⅢ軌道控制網復測軌道的幾何狀態為軌道整理提供數據。
3.1 CPⅢ點的布設
CPⅢ點的布設應全線采用統一的布設標準,在高速鐵路上,CPⅢ點一般沿線路每50m~70m埋設一對,在地鐵工程,由于線路曲線半徑較小,同時施工時現場環境較差,特別是地下線可能因洞內潮濕,霧氣大通視條件不好,所以地鐵上一般每30m~60m埋設一對,預埋件見圖3。
在高架段,CPⅢ點應布設在橋梁兩側,根據實際情況可以埋設在兩側混凝土護欄或單獨埋設,埋設高度距橋面0.8m~1.0m,需要注意的是CPⅢ點一定要埋設在橋梁的固定支座端。
在地下隧道區間段,CPⅢ點應埋設在隧道側墻上,點位埋設時應根據限界圖中應急平臺、消防水管、電纜支架等的設計位置進行綜合比選,選擇結構穩定、高度合適、視線良好、便于控制網測量的位置進行布點。
在地下島式或側式車站,站臺一側控制點應埋設在站臺廊檐側面(高于軌道底部基礎1.6m左右),且應避開屏蔽門及塞拉門位置,點位埋設位置距離廊檐頂面不宜小于10cm或者站臺檐下適當位置。
CPⅢ控制點應設置在穩固、可靠、不易破壞和便于測量的地方,并應防凍、防沉降、防震動和抗移動。預埋件埋設時,首先在選定位置大致水平鉆孔,采用30mm左右直徑鉆頭,鉆深30mm。埋設時應注意清孔干凈、保證預埋件應盡量水平,采用速凝水泥或錨固劑填充孔位,然后安放預埋件,使速凝水泥或錨固劑沿預埋件外壁四周被擠出。速凝水泥或錨固劑凝固后進行檢查,預埋件須穩固,標志內及標志頂面須無任何異物,并檢查保護蓋是否正常。
在車站段埋設預埋件時,其外邊緣應與車站廊檐側面齊平,以免影響限界,嚴禁侵入限界。
預埋件埋設完成及不使用時,應加設保護蓋,以防止異物進入預埋件內影響預埋件正常使用及安裝精度。
控制點埋設時應使用品質良好的錨固劑,錨固措施必須使得預埋件牢固,以確保長期穩固。
CPⅢ點埋設完后,應進行編號及標注,編號應明顯、清晰地標在CPⅢ點附近。點號標志字號應采用統一規格字模,嚴禁采用手寫標識,CPⅢ點應采用紅油漆圈起來,見圖4。
3.2 CPⅢ軌道控制網的測設
CPⅢ軌道控制網的測設包括平面測量和高程測量。
為保證控制網坐標系統的一致性,CPⅢ控制網平面坐標系應采用與地鐵既有平面控制網相同的坐標系統。CPⅢ控制網采用自由測站邊角交會的方法測量,每個自由測站觀測4對控制點,測站間重復觀測3對控制點。
CPⅢ控制網高程系統采用與地鐵既有高程控制網相同的高程系統。在高架段和直線敞開段,CPⅢ控制網高程測量采用幾何水準測量的觀測方法。在地下隧道段,CPⅢ控制網高程測量可以利用平面測量的邊角觀測值,采用自由測站三角高程測量方法與平面測量合并進行。
3.3 CPⅢ軌道控制網的使用
將CPⅢ軌道控制網的成果和軌道線路設計數據全部輸入軌道幾何狀態測量儀的計算機中,用來進行軌道幾何狀態的調整。
在北京地鐵10號線二期十里河站~分鐘寺站左線盾構區間(K26+459-K28+068)共1.6km,北京地鐵昌八聯絡線朱辛莊站~回龍觀東大街站(K0+000~YK6+327.989)共12.6km采用了CPⅢ軌道控制網。在這兩段實際施工過程中,采用了兩套軌道測量控制系統,軌道線路架設及粗調時采用鋪軌基標進行,線路精調時采用CPⅢ軌道控制網,確保了施工進度。
軌道線路架設時采用鋼軌支撐架架設,直線一般每隔6m,曲線一般每隔5m設置一個支撐架,支撐架的位置與鋪軌基標基本相匹配,確保每個基標位置附近都有支撐架。架設及粗調時,先采用鋪軌基標對線路進行定位,標高及軌距水平等按零誤差調整。精調時再采用CPⅢ軌道控制網調整,精調時先在每個支撐架的位置采集數據,根據計算機實時顯示的偏差值進行調整,然后再在每個扣件位置采集軌道幾何狀態數據進行調整,如果支撐架密度不足則增加支撐架,最后采集每個扣件位置的軌道幾何狀態數據,合格后澆筑道床。在無縫線路施工完后,軌道整理前,采集每個扣件位置的軌道幾何狀態數據,為軌道整理提供依據。
3.4 CPⅢ軌道控制網的優缺點分析
CPⅢ軌道控制網這種軌道控制方法有以下優點:
CPⅢ點埋設后,施工過程中不容易被破壞,利于長久保存,為施工、運營維護長期使用。
CPⅢ軌道控制網可以通過加密軌道幾何狀態數據采集頻率及軌道調整,提高軌道鋪軌的絕對精度,使軌道更平順,軌道幾何狀態更接近設計位置。
同時,這種方法也存在以下缺點:
CPⅢ軌道控制網使用時對人員、施工環境要求高,需要專業人員來操作儀器設備。
在鋪軌施工時,使用CPⅢ軌道控制網進行軌道幾何狀態調整速度比較慢,受鋪軌流水化施工的時間限制,使得每天的鋪軌進度降低。
從經濟方面來說,采用CPⅢ軌道控制網投入的費用稍高一些。
4 結束語
總的來說,在鋪軌施工中,鋪軌基標和CPⅢ軌道控制網這兩種軌道測量控制方式各有優缺點。
對城市軌道交通工程來說,設計時速并不高,目前傳統的鋪軌基標測量控制方式在精心施工的情況下,能滿足和適應目前的城市軌道交通軌道專業的使用,能滿足軌道線路的平順性要求。
參考文獻:
[1]GB 50299-1999,地下鐵道工程施工及驗收規范[S].2003.
[2]GB 50308-2008,城市軌道交通工程測量規范[S].
[3]TB 10601-2009,高速鐵路工程測量規范[S].
[4]孟峰,馬全明,陳大勇,李響,高超.CPⅢ控制網測量技術在城市軌道交通中的應用研究[J].測繪通報,2013(01).
中圖分類號:TU74文獻標識碼: A
1.工程概況
南湖站~海峽站明挖基坑區間位于海峽路南側,桃園路西側,呈東西走向。明挖基坑區間北側為海峽路,南側現狀為天盈地塊。基坑長211m,寬15.6~21.1m,深度約5.0~14.5m,由東至西逐漸變深,為土巖混合邊坡局部有回填土質,并且明挖區段內填土層中存在一定的滯水,巖層中的地下水主要為基巖裂隙水,另外存在少量地下管線。明挖區間基坑北側是海峽路南側高擋墻長220m高度約11.0~15.0m,兩者最短距離不足2m施工期間正常開放交通。明挖區間基坑南側是天盈地產地塊距離明挖基坑不足3m正在爆破法基礎平場施工,震動干擾影響較大。基坑西南端是最深處屬于回填土質,距天盈售樓部最短距離不足4m。總體來說,明挖區間基坑施工環境復雜,作業面狹小,干擾因素多,不確定風險因素多,施工難度大。因此,施工期間對高擋墻的沉降、位移的動態監控量測工作尤為重要。
2.施工方案簡述
考慮到工程現場實際情況,基坑開挖前對施工影響范圍內的周邊建構物進行了詳細的環境調查,探明基坑施工區域的地質和地下管線情況,明確現場施工敏感區并采取必要的監控措施。將原設計的鉆爆法施工方案改為分塊機械切割方案,以最大限度的減少施工過程中對基坑北側高擋墻的振動干擾,同時避免施工擾民。明挖區間進行場地平整后,根據設計要求為保證施工安全順利進行,對基坑西側較深區域工作井邊坡采用排樁+內支撐,其余段采用排樁式錨桿擋墻、板肋式錨桿擋墻,邊開挖邊錨噴成型。施工期間就基坑周邊和高擋墻上方(海峽路南側)布置沉降和位移監控點,進行動態監控。
3.明挖區間高擋墻監控方案
3.1監測目的
監控量測是工程施工的重要組成部分,是事先周密計劃下的一定施工期間內,在適當的位置埋設監控點并采用先進的儀器和方法進行監控量測,通過現場監控量測獲得基坑周邊環境動態和支護工作的信息(數據),及時指導施工,預報險情,確保工程施工質量和施工安全,為修正和確定支護參數以及今后的工程設計和施工提供類比數據。
3.2監測點的布設應遵循以下原則
(1)監測點類型和數量要綜合考慮工程性質、設計要求、地質條件、施工特點等因素。
(2)監測點布置在設計中最不利位置和斷面上時應兼顧施工的先后順序,確保監測點在最先施工部位起到應有的作用,以便于及時反饋信息、指導施工。
(3)表面變形測點的位置既要反映監測對象的變形特征,便于儀器進行觀察,還要有利于測點的保護。
(4)埋設監測點不得影響和妨礙結構的正常受力,不得影響結構的剛度和強度。
(5)施工前應布置好各監測點,開始測量時監測元件應已進入穩定的工作狀態。
(6)監測點遭到破壞時,應及時在原來位置或盡量靠近原來位置處補設監測點,保證該點監測數據的連續性和有效性。
3.3明挖基坑監測點布置
明挖基坑區間的監控量測點是嚴格按照監控量測設計圖規定的要求和位置布點,布點情況如下表所示:
4.監測儀器和監測方法
表:監測儀器使用一覽表
根據現場條件和工程要求,水平位移觀測采用極坐標法和小角度法相結合進行監測。
垂直沉降監測控制網的測量采用幾何水準測量方法,水準測量方式采用往返測量,測站觀測順序:
①往、返測奇數站照準標尺順序:后、前、前、后;
②往、返測偶數站照準標尺順序:前、后、后、前。
5. 技術要求
(1)明挖基坑高擋墻沉降及位移觀測:監測頻率為1次/3天。
(2)當監測數據超出所要求的報警值時,立即報警,并及時分析原因,提出合理化建議供有關方參考。
(3)其他均按照《城市軌道交通工程測量規范》GB50308-2008的要求執行。
6.監控數據匯總
表6.1高擋墻沉降監測情況總表
結語
通過制定科學施工方案和監控方案,嚴格按照設計要求進行施工和和監控,順利實現了施工過程的各項預定目標。
1. 高擋墻沉降觀測:監測過程中,三排沉降觀測點沉降測量值處于正常上下波動狀態,但波動范圍不大,無危險預警情況。
2. 高擋墻位移觀測:MW01-01號點至MW01-18號點水平位移測量值處于正常上下波動狀態,但波動范圍不大,無危險預警情況。
中圖分類號:TB22 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(b)-0004-02
隨著社會的高速發展,測繪技術也得到了廣泛的應用,尤其是GPS測繪技術,己經用于軌道工程建設的方方面面。從首級控制到軌道線路的施工放樣,GPS技術都發揮著重要的作用。在軌道交通工程中首先引入GPS的是控制測量。
1 GPS網布設原則與施測流程
GPS控制網布網設計,必須依甲方要求按GPS測量規范實施。其設計的一般原則有以下幾點。
(1)圖形閉合。即GPS控制網網一般應有足夠的獨立觀測邊構成閉合圖形,以增強圖形自身強度和增加平差檢核條件,以提高觀測質量,即必須有足夠的閉合環。(2)有必要的一定數量的點位重合,以方便由已知點推算待測點。GPS網站點應與原有地面已知控制網點有足夠的重合,并力求重合點在整個控制網中均勻分布,以便可靠地確定GPS網與地面網之間的轉換參數。網點還應與一定的水準點重合,或在網中布設一定密度的水準點,以便為大地水準面的計算和研究提供資料和參考。(3)視野開闊。GPS網點一般應設在視野開闊和容易到達的地方,一般確保測站點仰角15°以上區域周圍無明顯的遮擋物。若需用此點按常規方法聯測或擴展控制網時,應注意滿足網點之間通視的通視條件(圖1)。
2 工程概況與GPS點的布設實施
某軌道交通工程是貫穿武昌中南至東北城區的重要通道。該線路工程全長16.3km。本工程基礎平面控制采用GPS測量,按照《城市軌道交通工程測量規范》(GB 50308-2008)中衛星定位控制網測量標準實施。以城市C級衛星定位控制點C213、C219、C214、C145、C260、C134、C143、C135、C124、C218等10點,作為平面控制網起算依據。
軌道交通平面控制網由兩個等級組成,一等為衛星定位控制網,二等為精密導線網,并分級布設。本次工程設計GPS網的精度為一等,結合本工程的具體情況,沿線路走向布設GPS點, GPS網采用邊連式,組成網中的基線有一定數量的多余觀測,以增強成果的可靠,取C213、C219、C214、C145、C260、C134、C143、C135、C124、C218等10點作為GPS控制網的起算點,以取得了可靠的坐標轉換參數。
根據線路情況,GPS首級網擬采用帶狀大地四邊形鎖的形式來布設,保證點對點之間能夠相互通視,點位選設時避免了各種電磁波對GPS衛星信號的干擾、以及因施工的影響而產生點位的變動。共計測設GPS控制點20點。確保控制點均選擇在施工紅線之外且滿足通視要求,并保持控制點的相對穩定。控制點分布均勻,相鄰邊長之比小于0.5。
(1)GPS坐標系統及起算依據。
GPS測量采用坐標系為武漢城市坐標系(參考1954北京坐標系轉換)。
1954年北京坐標系為北京54橢球。
(2)GPS控制網的主要技術指標。
3 GPS觀測
3.1 使用儀器
使用Trimble R6雙頻GPS接收機10臺套,進行GPS網野外數據采集。
3.2 觀測方式
為了提高GPS觀測的精度與可靠性,GPS點間應構成一定數量的由GPS獨立基線構成的非同步閉合環,使GPS網有足夠的多余觀測。考慮到杭工程橋控制網的精度要求與用途,計劃平均每點設站率N≥3,盡量增加多余觀測基線,使得每條基線得到充分檢核,提高整網的可靠性。
4 GPS內業解算
4.1 數據后處理
衛星定位控制網基線解算采用衛星廣播星歷坐標值作為基線解的起算數據,利用商用軟件TGO進行。數據預處理基線全部采用雙差固定解作為最終結果,其結果中基線長度中誤差輸出值不應超過2σ。全部外業觀測數據均應經同步環、獨立環及復測基線檢核。
式中:σ為標準差,即基線向量的弦長中誤差(mm);a為固定誤差(mm);b為比例誤差系數(1×10-6);d為相鄰點間的距離(km)。
4.2 網平差
網平差計算采用C0SA4.0版GPS數據處理軟件進行。將檢核后的全部獨立基線構成閉合圖形,以一個城市C級GPS控制點的現有WGS-84坐標系的三維坐標作為起算數據,進行全網WGS-84系的三維無約束平差。基線向量改正數的絕對值應滿足:
≤;≤;≤
在城市坐標系中進行約束平差及精度評定,并應輸出坐標、基線向量改正數、基線邊長、方位角以及相關的中誤差、相對點位中誤差的精度信息,轉換參數及其精度信息等。基線向量的改正數與同名基線無約束平差相應改正數的較差應滿足:
≤;≤;≤
進行約束平差后,當衛星定位控制點與城市控制點和不同線路的重合點的坐標較差大于表1規定時,應對約束控制點和控制方位角進行篩選,重新進行不同組合的約束平差。
5 GPS精度評定
5.1 基線解算
經數據預處理,控制網共獲得有效基線331條,基線向量解類型均為雙差固定解。
5.2 環閉合差統計
5.3 復測基線
GPS控制網共有復測基線33條,復測基線相對較差均較小,說明基線觀測質量可靠、數據處理合理,結果可靠、不含明顯粗差,內部符合精度較高。
5.4 三維基線向量無約束平差
在通過基線檢驗的基礎上,選取151條基線組成三維GPS向量網,進行WGS-84橢球基準下的三維無約束平差。
以上平差結果表明,本次GPS控制網具有較高的內部符合精度,觀測值不含有明顯粗差,基線向量解所確定的協方差陣相互間的比例關系合理,可以作進一步的數據處理。
5.5 二維約束平差
在三維無約束平差基礎上,以2006年測設的城市C級控制點6點(C219、C213、C145、C148、C130、DH(WHCORS基準站)、KC(WHCORS基準站))作固定點,對全網進行高斯投影變換,進行了二維基線向量網的約束平差。其主要技術指標。
5.6 與前期工程控制網的對接
為了與軌道交通前期工程的銜接,本次布設的衛星定位控制網重合了前期工程衛星定位控制點2點(GS17、GS18-1)。為了便于優化選擇,保證坐標系的一致,我們分別采用了7種約束平差方案。平差結果與原城市控制點較差。
通過數據,我們最終選擇與原控制點互差最小的方案1作為最終平差結果。
符合精度良好,證明本次GPS控制網與前期工程控制網成果兼容一致,具有良好的可靠性。
1、高鐵乘務專業:也叫鐵路客運服務專業,主要培養鐵路客運組織、城市軌道交通客運服務、高鐵乘務、車站調度、人事管理等方面復合人才。
2、動車車輛專業:也叫電力機車運用于檢測專業,主要鐵路局電力機車檢修、動車車輛維護、保養、機電設備安裝、操作、檢修和技術管理等方面專業技術人才。軌道供電專業:也叫電氣化鐵道供電專業,主要培養鐵路供電設備施工、安裝、運行、維修,接觸網施工與檢修、電力調度等方面的專業技術人才。
3、通信信號專業:也叫鐵道通信信號專業,主要培養軌道交通信號的運行與檢修,室內外信號設備調試和監控,設備故障分析與排除等方面的專業技術人才。
4、線路工程專業:也叫線路工程測量專業,主要培養鐵路線路工程勘測與施工建設,鐵路工程監理與質檢,鐵路線路維護與管理等方面的專業技術人才。
(來源:文章屋網 )