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摘要:
以廣州市軌道交通5號線竣工規劃驗收測量為例,簡要介紹了城市軌道交通在驗收測量中的主要原則和完整工藝體系,以及在各個工藝環節中的關鍵性技術手段,為此類工程的規劃驗收測量提供了一定的借鑒意義。
關鍵詞:
軌道交通;規劃驗收測量;工藝體系;5號線
隨著城市的日益規范化、合理化發展,城市規劃在城市管理和建設中扮演著越來越重要的角色,而規劃監督測繪以其成果的完整性、準確性和現勢性,已經成為城市規劃管理實現的重要手段[1]。城市軌道交通規劃驗收測量是在軌道交通施工完成后,通過對其進行驗收測量并分析比較,為工程竣工驗收提供可靠的信息依據,保證工程與規劃審批的一致性。而軌道交通驗收測量一般都存在工期緊、數據量大、精度要求高及二三維輔助空間分析等方面的問題,這也是當前此類項目驗收測量的主要技術瓶頸。廣州市軌道交通5號線[2](以下簡稱5號線)是廣州市“東進西連”發展戰略的交通大動脈,促進荔灣、越秀、天河、黃埔4區緊密相聯,共設站24個,區間隧道及附屬設施46段,全程32km。規劃驗收要求測量車站主體、區間隧道以及附屬設施的平面關系與立面形態,進一步形成廣州市城市道路(河涌)竣工驗收測量成果,以作為規劃審批的重要依據。本文對驗收測量的一般性原則進行了簡介,重點闡述了5號線數據采集、斷面測量和二三維空間分析等基本工藝體系,并在最后做了工藝改進對比和總結。
1主要原則及要求
規劃驗收測量作為監督測繪的最后一個環節,具有很強的法規性,同時城市軌道交通相對一般性建設工程對數據精度有著更高的要求,因此應遵守以下原則及要求[3]:1)坐標系統的選擇與統一。由于國家坐標系的各個投影帶由西向東規律性分布,其中央子午線不可能正好落在每個城市的地理中心,為了減小投影變形產生的影響,保證軌道交通規劃驗收測量的高精度要求,一般選用地方坐標系統和高程基準,應確保竣工測量與報建實施階段的統一性,以便準確有效地進行對比分析。2)軌道及主體施測條件的可行性與完備性。一般情況下,應確保竣工測量對象的不可變性。軌道交通規劃驗收測量要求用地范圍內的臨時設施及應拆除的構建筑物均已拆除完成,車站主體及附屬設施外立面裝飾完成,配套市政工程建設完成等,并符合建設工程規劃許可證的其他要求。由于軌道交通作為緩解城市交通壓力的一項便捷、有效工具,其早日投入運營使用有著重要的意義。因此,為配合城市規劃管理有關部門,亦可在軌道鋪設完成和地下主體框架完成之后,提前介入規劃驗收測量階段。5號線正是采用此種方法跟蹤測繪,前后歷時4a完成。3)現場實測采集與步步檢核。軌道交通各竣工信息數據應在控制點檢核的基礎上,通過全數字化現場測量采集,并量取主要邊長及距離進一步核實,通過直接或間接計算求取。
2基本工藝體系
城市軌道交通規劃驗收測量的基本工藝體系是指工程在施工完成后,運用一定的測繪設備和技術,采集、計算、處理和分析測繪信息數據,使之同時符合測量技術規范及規劃審批要求的主要內容和方法[4]。1)碎部點數據標準化采集。數據采集應遵循先整體后局部、先控制后碎部的原則[5]。針對5號線區間長度較長等特殊情況,控制網將四等GPS控制點整合到GZCORS高精度控制框架網上,有效提升了整網精度。導線的邊長長度受到限制,為了盡量減少短邊和導線轉角并保證邊長布設合理,一般在兩主體間布設一級導線貫穿區間,進一步測量軌道中心點、線路特征點等。通過在區間布設一級導線貫穿,右線布設二級導線,使一級導線相鄰的車站主體也通過區間用二級導線相連。碎部點數據采集中,為減小地下空間測量的測角誤差等影響,采用同方向正倒鏡同時觀測。此外,應用簡易四輪軌道車,利用軌道尺,精密連接3個高度為0.5m的小棱鏡組,從而得到上行、下行線路的軌道中心線坐標及兩鐵軌外邊緣坐標,點位中誤差精度達到±5cm的要求[6]。2)數據成圖與對比分析。外業采集的數據經過平差處理和碎部點計算后,通過GIS平臺圖像處理模塊進行空間四至分析及面積對比,監督軌道交通車站主體及區間在工程竣工后,與報建階段的三維位置關系及主要配套功能設施的完成情況。5號線規劃驗收測量選用清華山維軟件Eps2008[7]為基礎工作平臺,并疊置分析報建與竣工數據,選取、比較驗收和報建平面的主要特征點,比較文件輔助判斷每個子工程項目是否按照規劃放線要求進行施工,并通過特征點點位較差限值達到控制工程質量的目的。3)斷面測量與分析。斷面包含縱斷面和橫斷面,由于軌道交通一般處于地下空間,因此有必要通過測量縱、橫斷面表達車站主體與區間內部的構造形式、分層情況和各部位的聯系、材料及其高度等信息。斷面測量一般按軌道交通竣工規劃驗收的規劃許可,依據所指定的位置和個數進行,在許可證未作說明的情況下,也可沿軌道線路起迄點、特征點進行測量[8]。其中,橫斷面通常不少于6個特征點(含軌道邊線及軌道中心點),縱斷面基本間距通常不超過20m,并加測高差突變等特征點[9]。針對斷面測量存在數據量大、成圖分析復雜等問題,5號線基于EPS2008工作平臺,選擇在線路的特征部位繪制和讀取剖面線,并記錄通過采集得到的各主要特征點的高程數據及其他地理屬性,實現了人機交互模式的圖形數據生成,大大提升了豎向分析效率。4)成果表達。軌道交通規劃驗收測量成果是在測繪原始資料的基礎上,對各類資料進行綜合分析,按一定的格式編制而成,是規劃管理部門對建設項目監督檢查的主要依據,目前多采用圖表結合的方式進行表達,如軌道中心線特征點平面坐標成果表、車站主體及區間平、斷面圖等。圖表能夠直觀表達竣工情況及周邊關系,但由于圖表分開表達,使其在關聯性上存在很大的局限性,對城市規劃管理部門的使用有一定的影響[10]。為了便于主管部門的使用,使各數據之間應能建立相應的聯系、實現關聯表達(圖1),結合傳統規劃測量數據成果與城市軌道交通三維模型的特點,5號線實現了軌道交通的三維可視化,并在GIS平臺上模擬,為5號線運營后的客流量分析、突發事故緩沖區分析等提供更加直觀、多元的數據,如圖2所示。
3結語
城市軌道交通作為重要的高精度、高密度運轉的公益性基礎設施,其規劃驗收測量成果必須準確、客觀,以方便規劃管理部門的審批工作,進一步促進城市軌道交通規劃工作的科學化、規范化和信息化管理[11]。因此,其規劃驗收測量成果從控制測量、碎部測量到數據成圖、空間分析,都有著比其他城市工程更加嚴格的要求,客觀上也對驗收測量人員提出了新的要求。5號線規劃驗收測量在外業數據采集和內業數據分析的過程中,通過優化控制網、優化施測方案和交互式完成斷面圖形數據生成等,不僅提高了軌道交通驗收測量的效率,也保證了驗收成果的高精度要求。同時在探索三維可視化技術應用于軌道交通驗收測量工作方面也做出了有價值的嘗試,為三維驗收工作提供了借鑒。
參考文獻
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作者:宋奇鴻 單位:廣州市城市規劃勘測設計研究院