高小六 GAO Xiao-liu
（辽宁省交通高等专科学校，沈阳 110122）
（Liaoning Provincial College of Communications，Shenyang 110122，China）
摘要： 本文针对二等水准网在地下工程中的应用进行具体的阐述与说明，对二等水准网的精度进行详细的评定，对二等水准网在地下工程中的变形和沉降观测提出具体的方案，并根据二等水准网在地下工程中的实际应用效果，对二等控制网的改进和完善提出了相关的建议和意见。
Abstract: This paper expounds and introduces the application of the second order leveling net in underground construction. It determines the accuracy of the second order leveling net in detail, puts forward the specific plan for the deformation and settlement observation of the second order leveling net in the underground construction and puts forward the relevant suggestions and comments for the improvement and perfection of the second order leveling net according to the actual application effect of the second order leveling net in the underground construction.
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关键词 ： 二等水准网；控制测量；地下工程
Key words: second order leveling net；control survey；underground construction
中图分类号：TU198 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）34-0107-02
作者简介：高小六（1977-），男，吉林舒兰人，专业主任，副教授，研究方向为3S技术。
1 概述
随着城市建设的发展，开发地下工程已成为城市工程组成的重要部分。地铁隧道在地表沉降、地质工程条件和人类经济作用等多种因素活动的影响下，容易产生沉降，位移和变形，因而会导致城市工程建设事故中应急措施的失效和工程造价的超出等问题。严重造成经济的损失和社会安全的影响，导致严重的灾难后果，造成无法挽救的损失。因此，为了解决这些问题，及时了解隧道地铁沉降、位移、变形等特征，分析轨道交通形变及损坏成因成为关键，并为地铁隧道的安全运营、管理，结构及预警分析提供有力的数据依据。因此，有必要对地铁隧道组织进行定期的二等水准网的沉降、变形监测，以避免灾难的发生。
2 二等水准网布设
2.1 布设水准线路 水准施测路线布设原则是在原有网型的基础上充分考虑到地下工程在沿线使用到的二等水准点的需要，所以水准网基本上均位于隧道线路沿线上。根据二等水准网应布设成闭合水准路线的原则，新增设的水准路线的起、终点均与二等高程基准网的水准点或基岩点联接成环，施测水准路线总长25.879km，水准路线共构成4个闭合水准环。
2.2 选点、埋点 每一个地铁站口应布设2到3个水准点。选点时应遵循以下基本原则：①水准点位应选在地基坚硬稳定、安全僻静，具有地面高程代表性的地点。②有利于标石点的长期保存和高程联测的地点，便于卫星定位技术测定坐标的地面点。③水准点宜选在路线附近的学校、公园、机关内，设在路肩的道路水准点宜选在里程碑或道路上的固定方位附近。④地面点不应选在易受水淹或地下水位较高的地点，易发生土崩、滑坡、沉降、隆起等地面局部变形的地点，不坚固或准备拆迁的建筑物上，道路上的填方路段，可能毁坏标石或不便观测的地点。
2.3 埋设基岩点 水准点标石顶端为标志，由铜或不锈钢制成，下部通常采用钻探的方法，将钻孔打到岩层并深入到岩层0.5m，钻孔的直径不小于10.8cm，将直径与钻孔相同大小的金属套管放入钻孔内直至岩层0.5m处，并在金属套管的盖上焊上铜质标志，在埋设时将此盖套在金属管上，并且现场向金属套管内浇筑混凝土。在墙上埋设水准点时，使用冲击钻将膨胀螺杆固定在建筑物是永久性的柱子上，在膨胀螺杆上安装不锈钢标志头。水准标石埋设后，要经过一定的稳定时限才能进行水准观测。一般地区应经过一个雨季，冻土深度大于0.8m的冻土区还应经过一个冻解区，基岩标石应经过一个月。
3 二等水准的外业观测
3.1 仪器设备 二等水准路线施测采用莱卡NA2+GPM3（0.4mm/km）精密水准仪及与之相匹配的因瓦条码精密水准尺。
3.2 二等水准观测
3.2.1 观测线路 为确保观测精度，二等水准观测路线基本选择沿坡度较小的公路、大路进行，避开土质松软的地段和行人、车辆来往繁多的街道。其中在土质松软的地段，采用打钢钎代替尺垫进行施测；而在行人、车辆来往繁多的地段，则选择行人、车辆往来较少的时段进行观测。
3.2.2 观测方法 ①一、二等水准测量采用往、返路线观测顺序。同一测段的往、返观测应使用同一型号的仪器和转点尺承沿同一道路进行。②在每一区段内，先连续进行所有测段的往测（或返测），随后再连续进行该区段的返测（或往测）。若存在较长区段时，也可将区段分为20至30km的几个测段，在每一测段内连续进行所有的往测和反测。③同一测段的往测（或返测）或返测（或往测）应分别在上午与下午进行。
3.2.3 观测顺序 每一个测站观测顺序按下面的观测顺序进行：
①往测：奇数站观测顺序为：后—前—前—后；
偶数站观测顺序为：前—后—后—前。
②返测：奇数站观测顺序为：前—后—后—前；
偶数站观测顺序为：后—前—前—后。
3.2.4 观测记录的整理和检查 一切外业观测值和记事项目，应在现场直接记录。手簿的记录及小数取位应满足要求。观测工作结束后要及时整理和检查外业观测手簿，检查的内容包括：检查观测成果是否满足各项要求；检查计算是否正确等等，只有确认各项内容都符合要求，才能进行外业计算。
4 外业计算及评定精度
4.1 正常水准面不平行的改正 由于正常水准面的不平行性，使得两高程控制点间的高差沿不同的水准测量路线所测的结果不一致。为了使该点的高程有唯一的数值，就必须在观测高差中加入正常水准面不平行的改正数。每个测段均按下面公式进行了正常水准面不平行的改正：
4.2 水准测量精度评定 完成水准路线测量作业后，每条水准路线应进行有关往返测高差不符合值及每千米水准测量高差中数的偶然中误差的计算：
。式中，Δ为测段往返测高差不符值，mm；R为测段长度，km；n为测段数。一、二等水准测量MΔ的限差应分别小于0.45mm和0.1mm；当构成水准网的水准环超过20个时，还需计算每千米水准测量的全中误差Mω。
5 技术结论及相关建议
①设计二等水准网的方案具有创新性，与传统的方案相比有着操作简单、实施性强的优势。先进的技术和高精度仪器设备的采用，使得观测的精度显著提高，在成果方面大大增加了可靠性。
②整个水准网经平差计算后，每公里水准测量偶然中误差为±0.46mm，符合±1.0mm规定；最弱点高程中误差为±3.86mm，高程精度平均为±2.24mm，满足±20mm的限差规定；其单位权中误差为±0.629mm，符合±2.0mm的要求。对于精度结果的复测显示，其精度满足国家对于水准测量方面的规范和施工要求。
③在以往的检查过程中，会出现水准点遭到不同破坏，无法满足测量要求的状况发生，对此希望有关单位部门采取相应的保护方案保护水准点免遭破坏。
④对工程竣工后的验收检查严格遵守，保证测量结果的准确性和真实性，对于测量结果所形成的测量文字要进行精准地评定，以便对工程设计和测量精度提供数据支持。
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参考文献：
[1]周水兴，何兆益，邹毅松.路桥施工计算手册[M].北京：人民交通出版社，2001.
[2]GB 12897-2006，国家一、二等水准测量规范[S].
[3]龚晓南．高速公路地基处理理论与实践[Ｍ]．北京：人民交通出版社，２００５．