价值工程 地铁高程控制网在沉降不均匀地区的布设 Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｕｂｗａｙ Ｈｅｉｇｈｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｎｅｔ ｉｎ ｔｈｅ Ｕｎｅｖｅｎｌｙ Ｓｅｔｔｌｅｄ Ａｒｅａ 刘宏光ＬＩＵ Ｈｏｎｇ—ｇｕａｎｇ （天津市勘察院，天津３００１９１） （Ｔｉａｎｊｉｎ Ｉｎｓｔｉｕｔｔｅ ｏｆ Ｇｅｏｔｅｅｈｎｉｃａｌ Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００ １ ９ １，Ｃｈｉｎａ） 摘要：考虑到不均匀沉降的地质状况，结合地铁线路走向，为建立能够保证地铁施２－－使用且可靠的高程控制网，制定地铁一、二 等水准网统一布网的方案，在保证高程控制网内符合性满足规范要求时，分析筛选找出稳定可靠且符合性好的起算点，并对平差结果 进行分析。 Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴＩ１ｅ ｐｌａｎ ｏｆ ｌｈｅ ｕｎｉｆｏｒｍ １ａｙ【＇ｕｔ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ ｓｕｂｗａｙ ｌｅｖｅｌｉｎｇ ｎｅｔ ｉｓ［ｎ￣３．ｄｅ，ｆｏｒ（￣ｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｒｅｑｕｉ’ｅ１］ｌｃ，ｎｔ ａｌｌｄ ｒｅｌｌａ｝１１ｅ ｈｃｉｇｌＩＩ ｃｏｕｌ ｉ’《ｌｌ ｎｅｔ ｂｅｏａｔｌｓｅ ｏｆ ｌｈｅ ｔｌｌｌｅｖｅｎｌｙ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ １３（ｍｄｉｔｉｏｎ，ａｃｅｌｍｌｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｔｒｅｎ￣ｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｕｂｗａｖ． Ｆｈｅ ｓｔａｂｌｅ， ｎｄｉａｂｌｅ ａＨｄ ｎ，ｅｌＨｉｎｇ ｒｔ ‘ＩＩＩｉｌｅ ｒｒｌｅｔｌ｜ｏｌｉｇｉｎ ｐｏｉｎｔｓ ａｉ’Ｐ ａｌｍＪｙｚｅｄ．ｓｅｌ （ ｌｅｄ ａｆｌ（１ ｔｏｕ『１（１ ｗｈｃｎ ｔｈｅ ｉｎｎｅｉ ｃｏｎｔ＇￣’ｒｎｌａｆｌ（‘ｅ ｏｔ｝Ｊｌ ｃｌ ｈｃｉｇｌ１ｉ ｃｏｎｔｒｏｌ ｎｅｔ ｉｓ ｇｕｍａｌｑｌ （ １Ｉｏ ｍｅｅｌ ｓｔａｔｌ（１ａｒ（｛．Ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｓｕｈ Ｉ，ｆ ｌｈｅ ｉｕｓｔｍｅｎｔ ｉｓ棚ｍｌｙｚｅｄ． 关键词：高程控制网；内符合性；起算点；结果分析 Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：｝￣ｅｉｇｈｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｎｅＩ；ｉｎｌｌｅ！’ｃｏｎｌｏｒｍａｎｃｅ；ｏｒｉ’ｇｉｎ【Ｊｉｉｔｎｔｓ；ｖｅｓｕｈ ａｌｔａｌｙ ｓｉｓ 中图分类号：Ｉ＇２２４ 文献标识码：Ａ 文章编号：ｌ（１０６—４３１１（２０１４）２８—０ｌ２０—０３ Ｏ引言 主要与地铁５号线线路的形状有关。地铁二等水准网在地 天津地铁５号线工程范围为北起北辰区双街，南至西 铁一等水准网基础上布设成结点网或 合路线。 青区梨园头，沿线经过北辰、河北、河东、河西、南开、西青 １－２布设方案地铁５号线共穿过天津市六个行政 六个行政区。正线规划全长３３．５９５ｋｍ，均为地下线路。全 区，在这六个行政区地铁５号线穿过的很多地方都存在不 线共设２９座车站。地铁线路穿越的区域环境复杂多变，有 均匀沉降的漏斗区，按照《规范》要求找到间距小于４ｋｍ 植被茂密的田野，有交通繁忙的交通干道，也有热闹繁华 且符合性满足要求的城市一、二等水；隹点比较困难。根据 的中心城区。另外，天津市是我国地面沉降严重城市之一， 初步踏勘和检测水准点的符合性，共找到２对间距小于 多年来由于过量开采地下流体资源的结果，宝坻断裂和蓟 ４ｋｍ且符合性满足要求的城市二等水准点，分别位于地铁 运河断裂以南均有不同程度的沉降现象。形成以市区、塘 线路的南端与北端。南端的一对水准点和北端的一对水；隹 沽、汉沽、大港和海河下游为中心的五个沉降漏斗区。多年 点符合性都能够满足要求，但是，南北端联测符合性不能 的沉降资料显示，天津市区平均每年沉降２０ｒａｍ左右。这 满足要求，这样难以保证地铁５号线全线路高程的衔接。 些都对地铁高程控制网的布设和测量带来比较大的困难， 因此不能直接布设地铁二等水准网。 如何在不均匀沉降的地面上建立保证地铁施工使用且可 天津市是一个存在严重不均匀沉降的城市，地铁工程 靠的高程控制网具有重要的意义。高程控制网是城市轨道 的建设周期比较长，如先布设地铁一等水准网，再以此为 交通工程全线线路和结构高程贯通的保障，也是地铁建设 基础布设地铁二等水准网，有些一等水准点会因为受不均 中的～项很重要的先行基础工作。本文将从布设方案的制 匀沉降的影响，将不利于加密地铁二等水准网。地铁一、二 定和起算点的分析两方面就如何建立地铁高程控制网展 等水准点分开布设将不利于后期水；隹点的稳定性和可靠 开论述。 性分析，也不利于全线高程的衔接。根据地铁５号线沿线 １高程控制网的布设 已知城市一等水准点的分布情况、符合情况及地铁施工对 １．１布设要求按照《城市轨道交通工程测量规范》 地面高程控制点的精度要求，考虑到既要满足《规范》要 （Ｂ５０３０８—２００８）（以下简称规范）要求高程控制网为水准 求，又可以控制全线且方便使用，制定地铁一、二等水准点 网，分两个等级：一等水；隹网是与城市二等水准精度一致的 次统一布设、统一观测、统一数据处理“的水准网布设 水准网，二等水准网是加密水准网。在现有的城市一、二等 方案，统一按照地铁一等水准网的要求执行。地铁一等水 水；隹点间距小于４ｋｍ时，一次直接布设地铁二等水准网。 准网主要技术要求、观测方法、观测限差都与城市二等水 地铁一等水准网是整条线路的基础网，保证整条线路 准一致。地铁一、二等水准点关系如图ｌ所示。 的高程衔接，要布设成附合、闭合或者结点网。每个～等水 准点都要布设在远离受施工影响的变形区外。当工程处于 在布设方案中要考虑带状水准网的点位分布均匀、经 地面沉降区域时，在地铁一等水准网观测前，应首先考虑 济合理、整体精度可靠并满足规范要求；同时要考虑全线 车站位置关系，保证每个车站附近至少２个水准点。布设 保证起算点已知高程的现势性和符合性。地铁二等水准网 的地铁一等水准点相互连接，构成闭合环，进行内部检核， 是起算于地铁一等水准网的加密高程控制网，主要为施工 每个水准点至少有两条水准线路与之相连，保证精度分布 服务，施工使用频繁，一般每个车站竖井及车辆段附近应 布设水准点，为了保证施工使用，点数不少于２个，其网形 均匀和可靠性强。第三，要考虑到地铁施工周期长的特点， 点位要稳定，便于测量与定期复测；按照上述布网的要求， 作者简介：刘宏光（】９８２一），男，湖北麻城人，本科，工程师。 沿地铁５号线走向共布设水准点６９个。 Ｖａｌｕｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 图１地铁一、二等水准点示意图 ２高程控制网内符合性检验 个稳定可靠的控制网的建立需要有准确可靠的观 测数据，为此需要对控制网的观测数据进行内符合性检 验。本文根据往返测段较差、水准环闭合差、水；隹测量每千 米高差中数的偶然中误差和每千米高差中数全中误差对 观测数据的内符合性进行检验。 按照我国的现行规范作业，水准测量的往返测是在外 界环境差异较大的条件下完成的，高差不符值表示误 差的抵消程度。主要包括偶然误差。因此用往返不符值计 算水；隹测量的偶然中误差是衡量作业质量的重要指标。水 ；隹测量每千米高差中数偶然中误差Ｍ 按式（１）计算。 Ｍ 、／ ［ ］ 式中：Ｍ厂高差中数偶然中误差（ｍｍ）；Ｉ一水；隹 测量的测段长度（ｋｍ）；△——水准路线测段往返高差不符 值（ｍｍ）：ｎ——往返测的水；隹路线的测段数。 环线闭合差是由往返测平均高差形成的闭合差，具有 真误差的性质。它反映着高差平均值的偶然误差，也反映 着系统误差，包含这两种误差的综合影响，因此用环线闭 合差计算水准的全中误差。每千米水；隹测量的高差中数全 厂 —Ｆ ： —＿ｌ 中误差应按式（２）计算。Ｍｗ＝、／Ｖ １ ｉ 【 Ｌ ｊ ｆ （２） 式中：Ｍ ——高差中数全中误差（ｍｍ）；Ｌ——附合线 路或环线闭合差（ｍｍ）；△——计算时的相应路线长度 （ｋｍ）；ｎ——附合线路和闭合线路的条数。 本水准网有７９个水准点共有水准线路测段９３个， 共计３９０ｋｍ。所有测段往返测的较差均满足±４、／ 的要 求，最大往返测段较差３．５ｒａｍ（测段长２．５４ｋｍ）。每千米水 准测量高差中数偶然中误差采用每条水准线路测段往返 高差不符值计算。整网每千米高差中数偶然中误差．Ｍ ＝ ０．４９ｒａｍ，小于规范要求的每千米高差中数偶然中误差为 １．０ｒａｍ的要求。本水；隹网２１个闭合环环闭合差都满足 ±４、／Ｌ的要求，最大环闭合差４．５ｍｍ（环长２３．３４ｋｍ），根 据环闭合差计算得到每千米水准测量高差中数全中误差 Ｍｗ＝０．７３ｍｍ，小于《规范》２．０ｒａｍ的要求。通过对数据的内符 合性检核说明观测数据质量可靠，可以用于下一步的平差。 ３高程控制网平差 ３．１起算点的选取拥有可靠的观测数据，还需要有 稳定可靠且符合性好的起算基准作为基础。为了能够提供 保证地铁施工使用、可靠的高程控制，考虑到地面不均匀 沉降影响，起算点选择是非常重要的，必须对起算点做合 理分析、筛选使用，起算点质量好坏不仅影Ⅱ向平差精度，如 ·１２１· 果采用不好的点位将直接影响成果的使用，带来严重后 果。因此，在进行水准网整网平差前，必须对联测的天津市 １０个一等水准点进行稳定性和符合性分析，对于符合性 差的水准点予以剔除。 ｌ０个水准点沿地铁线路从北到南分别为ｊｃ１０９３， ＪＣ２８７—１，ＪＣ１１９６，ｊｃ１２５１，ＪＣ８５６，大直沽分１２，ＪＣ１０９，Ｉ－３， ＪＣ２５１，ＪＣ９３６—１。对于这１０个水准点的分析，按照城市一 等水准的要求进行重新联测，任意固定一个点作为已知点 进行平差，并对平差结果分析。并最终选取稳定的、符合性 好且使高程控制网精度分布均匀的天津市一等水；隹点作 为起算点。表１的平差结果分析选取ＪＣ８５６作为固定点进 行平差 表１ ＪＣ８５６作为已知点的平差结果对比表 点名 原高程值／（ｍ１ 平差计算高程值／（ｍ） 差值／（１１１） ＪＣ２８７～１ ４．１１６６ ４．０９７８ －０．Ｏ１８８ ＪＣ１】９６ ３．０８１４ ３．Ｏ６３２ 一Ｏ．Ｏ１８２ ＪＣ１２５１ １．８７２０ １．９０１４ ０．０２９４ ＪＣｌ０９３ ３．８６５９ ３．８４９７ 一Ｏ．Ｏ１６２ 大直沽分１２ ３．５７４８ ３．４７５４ －０．０９９４ Ｉ－３ ３．０５７６ ３．Ｏ８２５ ０．０２４９ ＪＣ９３６—１ ３．５６０１ ３．５８７７ ０．０２７６ ＪＣ１０９ １．７４８０ 】．７７７１ ０．０２９１ ＪＣ２５ｌ １．６９８１ １．７１０９ ０ ０１２８ 从以上平差结果对比表可以看出，ＪＣ２８７—１、ＪＣ１１９６、 Ｊ ０９３高程差值相当，此三点符合性好；ＪＣ１２５１、Ｉ－３、 ＪＣ９３６—１、ｊｃ１０９高程差值相当，此四点符合性好。大直沽 分１２、ＪＣ８５６、ＪＣ２５１的高程差值都相差较大，其中大直沽 分１２的高程差值最大，说明该点沉降最为严重。因此高程 这些点本身的符合性很差，应予以剔除。 ＪＣ２８７—１、ＪＣ１１９６、ＪＣ１０９３三点均在北辰区，均位于高 程控制网的北端，如果同时用于平差将会造成整个水准网 的精度不均匀。另外经过调查，ＪＣ１０９３，ＪＣ２８７—１，ＪＣＩ１９６ 均位于北辰区沉降的漏斗区内，每年都会有沉降，从高程 差值均为负值的情况也可以反映出此三点在沉降。此三点 符合性好只能说明他们在同时沉降，相互之间并没有发生 相对沉降，但对于联测的其他天津市一等水准点都不符 合。因此不能作为已知点进行平差，应予以剔除。 只有ＪＣ１２５１，ＪＣ１０９，ＪＣ９３６—１，Ｉ一３，四个一等水；隹点符 合性好且稳定性好。但考虑到高程控制网的精度均匀性， ＪＣ１０９与Ｉ一３两点距离近，若同时采用反而不利于高程控 制网的精度分布均匀性。因此采用ＪＣ１２５１，ＪＣ１０９和 ＪＣ９３６—１在高程控制网中相对均匀分布的３个点。能够满 足《规范》对于联测的城市一等水准点总数不少于３个，且 均匀分布的要求。 ３．２结果分析 高程控制网以ＪＣ１２５１、ＪＣ１０９和 ＪＣ９３６—１点作为起算点进行平差。平差采用武汉大学测绘 学院研制的“地面测量工程控制测量数据处理通用软件包 （简称ＣＯＤＡＰＳ或ＣＯＳＡ２）”按严密平差方法进行水准网 整体平差，平差后最大高程中误差为２．８６ｍｍ，最大高差改 正数绝对值为１．６４ｒａｍ，最大高差中误差为１．６７ｒａｍ。此３ 点相对于地铁高程控制网均匀分布且符合性好，使得控制 网点位精度分布均匀，能够满足施工高程控制网的要求， 采用了稳定的、符合性好、精度分布均匀的３个高程基准 ·１２２· 价值工程 水闸墙在封堵矿井井巷涌水中的应用 Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｌｕｉｃｅ Ｗａｌｌ ｉｎ Ｐｌｕｇｇｉｎｇ ｔｈｅ Ｍｉｎｅ Ｔｕｎｎｅｌ Ｇｕｓｈｉｎｇ Ｗａｔｅｒ 姜素涛Ｊ ＮＧ Ｓｕ—ｔａｏ （河南能源化工集团鹤煤公司第十煤矿，鹤壁４５８０００） （Ｈｅｎａｎ Ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｇｒｏｕｐ Ｈｅｂｉ Ｃｏａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｔｅｎｔｈ Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅ，Ｈｅｂｉ ４５８０００，Ｃｈｉｎａ） 摘要：为有效封堵井巷涌水，减少排水费用，鹤煤十矿按相关设计规范，在１３１０底板抽放巷构筑水闸墙对出水进行了封堵，取得 了比较理想的堵水效果，经济效益显著。 Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｐｌｕｇｇｉｎｇ ｔｈｅ ｍｉｎｅ ｍｎｎｅｌ ｇｕｓｈｉｎｇ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｄｒａｉｎａｇｅ ｅｘｐｅｎｓｅｓ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｒｅｌａｔｅｄ ｄｅｓｉｇｎ ｓｐｅｃｉｉｆｃａｔｉｏｎｓ，ＨｅＮ Ｃｏａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｔｅｎｔｈ Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅ ｂｕｉｌｔ ｓｌｕｉｃｅ ｗａｌｌ ｉｎ １３１０ ｆｌｏｏｒ ｄｒａｉｎａｇｅ ｌａｎｅ ｔｏ ｐｌｕｇ ｔｈｅ ｇｕｓｈｉｎｇ ｗａｔｅｒ，ｗｈｉｃｈ ｈａｄ ｇｏｔ ａｎ ｉｄｅａｌ ｒｅｓｕｌｔ ａｎｄ ｒｅｍａｒｋａｂｌｅ ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌ ｂｅｎｅｆｉｔ． 关键词：水闸墙；井巷涌水；设计；施工 Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｌｕｉｃｅ ｗａｌｌ；ｔｕｎｎｅｌ ｇｕｓｈｉｎｇ ｗａｔｅｒ；ｄｅｓｉｇｎ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ 中图分类号：ＴＤ８ １概况 文献标识码：Ａ ’ 文章编号：１００６—４３１ ｌ（２０１４）２８—０１２２—０２ 巷道涌水以后，大大增加了矿井排水费用，且连续涌 鹤煤十矿１３１０底板抽放巷位于矿井ｌ３采区南翼下 水半年以上水量并未出现减小的迹象，经经济分析论证， 部，巷道布置在二叠系山西组二１煤层下方２５ｍ左右底 认为对出水点采取封堵措施可有效降低排水费用，减轻经 板泥岩、砂质泥岩岩层中，设计长度６２０ｍ，采用锚网喷支 济负担，同时可进一步验证出水水源，是对出水点进行治 护，断面为３．６ｘ３．６ｍ。２０１３年１月，巷道掘进过程中连续 理的最优选择。 揭露３条断层，将位于巷道底板下的Ｃ， 灰岩含水层抬 ２位置选择 升至巷道顶板以上，巷道掘进过程中Ｃ，Ｌ８灰岩含水层涌 选择水闸墙位置时，尽量选择巷道围岩条件较好，裂 水，初始水量４ｍ３／ｈ，取水样化验为Ｃ山灰岩水，随后水量 隙不发育，巷道未受破坏，支护完好的地段。 不断增大，随即停止巷道掘进。 根据１３１０底板抽放巷地质资料，巷道掘进揭露围岩 该区地质及水文地质条件复杂。巷道向前掘进受Ｆ。嘟 主要为泥岩、砂质泥岩，岩性较差。测点Ｓ啪附近巷道受 断层（３３０。／＿７０。Ｈ＝０ １１０ｍ）影响，伴生小断层发育，造成 Ｆ。， 断层影响，围岩为Ｃ３ＩＪ 灰岩，该点附近揭露Ｃ，Ｌ 灰岩 该地区岩性破碎，裂隙发育。巷道掘进主要受Ｃ 灰岩含 裂隙发育一般，岩性较好。 水层影响，该含水层位于二。煤下２０．５８～５５．３８ｍ，平均 ３水闸墙设计 ３３．７５ｍ，厚度０．５８～７．３９ｍ，平均５．５５ｍ。受灰岩裂隙发育的 １３１０底板抽放巷标高一５２８ｍ，实际掌握该区ｃ，Ｌ 灰 不均衡性影响，该地区Ｃ。Ｌ８灰岩含水层富水程度极不均 岩静水标高为一３６１ｍ，水头压力１．６７ＭＰａ，水闸墙承压按 匀，灰岩水通过裂隙通道向巷道充水。后期由于涌水对裂 ２ＭＰａ设计。设计水闸墙所处位置巷道大部分为Ｃ Ｌ 灰 隙的冲刷，导致涌水通道更加通畅，且在巷道其他部位形 岩，少部分为泥岩、砂质泥岩，岩石普氏系数ｆ＝４—５，选用 成了新的涌水通道，巷道水量增大到７５ｍＳ／ｈ左右。 Ｃ２５混凝土进行墙体浇筑，按《混凝土结构设计规范》，其 作者简介：姜素涛（１９８６一），男，河南鹤壁人，党员，助理工程 轴心抗压强度为１１．９ＭＰａ，抗拉强度为１．２７ＭＰａ。 考虑到水闸墙施工期间排水问题，设计在墙体底部巷 师，硕士研究生，现主要从事煤矿地质防治水技术管 道水沟位置预埋１２寸无缝钢管外加闸阀排水，墙体施工 理工作。 有利于后续对整网高程控制点的稳定性进行检验和分析， 更有利于整个地铁５号线全线的高程衔接。 ４结束语 考虑到天津市存在严重不均匀沉降的地质情况，天津 地铁５号线穿过区域复杂多变，线路在很多地方经过不均 匀沉降的漏斗区，非常不利于布设保证地铁施工使用的可 靠的高程控制网。结合具体情况，采取地铁一等高程控制 网“一次统一布设、统一观测、统一数据处理”的高程控制 网测量方案。在确保控制网的内符合性各项指标满足要求 时，对联测的作为已知起算点的天津市１０个一等水准点 进行了稳定性和内符合性分析，最终确定３个稳定、可靠 且符合性好、精度分布均匀的天津市一等水准点作为高程 控制网的起算点。平差后，各项精度指标都满足规范要求， 测量成果合格可靠、可用，可以作为地铁５号线的高程 基准。 参考文献： ｆｌ】北京市规划委员会．ＧＢ５０３０８—２００８，城市轨道交通工程测 量规范【Ｓ１．北京：中国建筑工业出版社，２００８． ［２］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． ［３］孔祥元，梅是义．控制测量学［Ｍ】．武汉：武汉测绘科技大学 出版社，１９９８． 『４】孔祥元，郭际明，刘宗泉．大地测量学基础【Ｍ１．武汉 武汉大 学出版社，２００１． 【５】张正禄．工程测量学［Ｍ］．武汉：武汉大学出版社，２００５． ［６】武汉大学测绘学院测量平差学科组．误差理论与测量平差 基础【Ｍ】．武汉：武汉大学出版社，２００２．
