牟新偉 朱德保 余佳興

(山東高速工程檢測有限公司，山東 濟南 250000)

城市軌道交通施工建設(shè)主要是通過安全有效的操作方式、低能耗的施工技術(shù)手段，所實現(xiàn)的一種地下軌道施工建設(shè)方式，這種方式可以有效地緩解城市地面的交通擁堵問題。隨著時代的發(fā)展，當前我國的工程隧道施工建設(shè)管理操作技術(shù)已經(jīng)得到了優(yōu)化改善，而為了有效的提升施工質(zhì)量，減少施工問題，相關(guān)技術(shù)人員在實際施工的背景下，提出了結(jié)構(gòu)斷面的精細化測量實施方案。其目的就是為了分析斷面的實際尺寸大小、隧道的整體應(yīng)力能否適應(yīng)當前的施工作業(yè)環(huán)境，滿足設(shè)計規(guī)范標準。在進行斷面測量的過程中，技術(shù)人員主要的操作方式就是通過全站儀的分析，依托于掃描處理的技術(shù)手段，對整個環(huán)境進行測量分析。常規(guī)性的測量方式對于測量環(huán)境的基礎(chǔ)要求相對較高，但是在具體操作中的精度偏低，已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代化的城市軌道施工管理基礎(chǔ)需求，為此就需要提出優(yōu)化的斷面測量方式，以保證施工建設(shè)的有效性。

1 城市軌道交通工程隧道斷面測量的主要特征分析

在當前的施工建設(shè)管理工作優(yōu)化轉(zhuǎn)型的背景下，我國的城市軌道交通施工建設(shè)管理規(guī)范要求也在進一步細化，為了保證城市軌道交通工程建設(shè)管理工作的有效落實，在現(xiàn)有的施工建設(shè)管理基礎(chǔ)條件下，相關(guān)的技術(shù)人員要做好隧道結(jié)構(gòu)斷面測量任務(wù)的分析。通過技術(shù)人才觀察可知，當前隧道結(jié)構(gòu)斷面的主要表現(xiàn)形態(tài)有馬蹄形、圓形以及矩形等多樣化的形態(tài)結(jié)構(gòu)，可以適應(yīng)當前的多種隧道環(huán)境。而整個隧道線路主體也涵蓋了單洞雙線、單線以及針對不同隧道結(jié)構(gòu)主體的隧道斷面形狀結(jié)構(gòu)。尤其是隧道的頂部位置之中所存在的兩個拱腳，這兩個拱腳與軌道交通運輸設(shè)備的正常運行使用有著密切的聯(lián)系，因此需要高度關(guān)注，以保證運輸操作的有效性。

通過技術(shù)分析和綜合判斷觀察可知，現(xiàn)階段的地鐵隧道的斷面測量工作的開展落實，可以針對當前的施工作業(yè)操作現(xiàn)狀，針對隧道斷面的實際情況進行觀察，以此滿足施工建設(shè)的要求。城市軌道交通工程的隧道斷面測量，有著明顯的特征。1)隧道的結(jié)構(gòu)斷面雖然相對較為規(guī)則，但是其本身主體結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)形式也呈現(xiàn)出多樣化的特征，斷面的實際范圍相對較大，在具體實施的過程中，若是想直接進行測量分析其實際的難度也會相對較大，因此就需要相關(guān)的技術(shù)人員針對實際的情況進行分析，做好斷面環(huán)境的觀察判斷，以此確保最終測量的精準性；2)對于測量斷面的位置要有著明確的規(guī)范要求，要在實際的施工作業(yè)工作要求中對于測量斷面進行系統(tǒng)的分析觀察，要保證斷面測量點的實際位置，這樣才能保證最佳的測量效果；3)斷面本身在實際測量的過程中，確定測量點的難度就相對較大，若是測量點位的規(guī)劃不符合要求，最終測量的結(jié)果也會出現(xiàn)較為明顯的偏差。更有甚者會出現(xiàn)點位測量失效的情況；4)以為內(nèi)隧道施工環(huán)境惡劣，光照力度不足，測量方式受到環(huán)境影響相對較大。同時因為測量環(huán)境之中的煙塵含量相對較高，在實際的測量分析工作中精準性也會失衡；5)在進行斷面測量的過程中，要保證測量儀器的精準性，所有的測量結(jié)果要在既定的范圍內(nèi)，測量的密度要始終保持較大的狀態(tài)，這樣才能確保后期施工過程中，各項施工參數(shù)符合施工建設(shè)管理工作要求，不會出現(xiàn)偏差問題。

2 全站儀、VBA施工程序下構(gòu)建的斷面測量方式分析

2.1 實現(xiàn)外部數(shù)據(jù)的收集處理

為了保證施工作業(yè)效果在現(xiàn)有施工作業(yè)基礎(chǔ)要求下，需要結(jié)合相關(guān)的儀器設(shè)備做好外業(yè)數(shù)據(jù)的收集處理分析。而在收集外業(yè)數(shù)據(jù)之前，作為施工人員首先需要結(jié)合設(shè)計規(guī)范的相關(guān)標準要求和數(shù)據(jù)參數(shù)信息，確定采集的斷面數(shù)據(jù)信息資料，同時也要結(jié)合不同的儀器設(shè)備對于斷面中線點坐標數(shù)據(jù)信息，明確整個軌道作業(yè)面的實際高度[1]。

2.2 計算斷面測量數(shù)據(jù)信息下的內(nèi)業(yè)資料

要想得到最為精準的數(shù)據(jù)信息參數(shù)，就需要在收集完外業(yè)數(shù)據(jù)信息資料之后，分析斷面測量的數(shù)據(jù)資料，通過計算機軟件的操作，將所有的信息數(shù)據(jù)參數(shù)填入到電子表格之中，同時也需要在現(xiàn)有的數(shù)據(jù)信息資料下輸入適當?shù)臄嗝胬锍虜?shù)，對于軌道交通的斷面高度、中線的數(shù)據(jù)坐標信息等內(nèi)容，通過電子計算分析的方式進行處理，同時也需要在現(xiàn)有的操作環(huán)境下，精準的計算出軌道斷面核心數(shù)據(jù)相對應(yīng)的斷面信息資料。

2.3 斷面計算機輔助設(shè)計規(guī)劃分析

2.3.1 規(guī)劃分析的基礎(chǔ)原則

在現(xiàn)有的軌道施工建設(shè)管理操作的過程中，要想達到最佳的設(shè)計規(guī)劃效果，發(fā)揮施工建設(shè)管理作用，就需要在設(shè)計的基礎(chǔ)上，針對線路核心的高程頂點以及低點環(huán)境，依托于工程隧道的側(cè)面的要點進行距離的分析和判斷，在施工作業(yè)環(huán)境下將軌道面的中心主體作為原點進行判斷，而橫向坐標可以任意的進行數(shù)值的添加。在整個環(huán)境中的縱向坐標，也可以通過設(shè)計規(guī)劃賦予較高的數(shù)值，將相對應(yīng)的斷面數(shù)據(jù)信息水平差異與高程數(shù)據(jù)作為參數(shù)，明確點位信息，將點位坐標放置在計算機的輔助設(shè)計系統(tǒng)之中，通過三維坐標的標識進行分析，再通過三維空間坐標的轉(zhuǎn)化。將其放置在二維坐標之中進行數(shù)據(jù)分析，將所有的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為閉合的曲線結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)信息，生成斷面的結(jié)構(gòu)圖，因為在收集到外業(yè)數(shù)據(jù)信息資料的過程之中，相關(guān)的技術(shù)人員可以通過棱鏡的使用，將棱鏡放置在結(jié)構(gòu)壁之中進行反復的觀測分析和測算，得到參數(shù)信息。在實施程序設(shè)計規(guī)劃的基礎(chǔ)上，需要判斷棱鏡使用的半徑數(shù)據(jù)信息，將斷面圖延展到棱鏡的半徑之中進行觀察，以形成更加精準的斷面圖信息資料。在斷面圖的生成和優(yōu)化的過程中，結(jié)合設(shè)計管理的相關(guān)要求收集棱鏡的數(shù)據(jù)信息，可以得到關(guān)鍵點的資料，同時對于各個關(guān)鍵點的高程和偏距有一定的認識和了解。

2.3.2 VBA程序設(shè)定分析

V isual Basic for Applications 簡稱為VBA。我們根據(jù)現(xiàn)行的操作管理使用規(guī)范，構(gòu)建出一種新的設(shè)計程序，而VBA就是基于全新操作標準下的宏語言環(huán)境，通過此技術(shù)的使用或是實現(xiàn)程序化的調(diào)節(jié)，就可以將其轉(zhuǎn)化成自動化的操作模式，在此基礎(chǔ)上也可以創(chuàng)建出一種自定義的新的操作機制和操作形式，幫助技術(shù)人員清晰地劃分當前的測量位置和測量參數(shù)。

VBA的出現(xiàn)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息的集約化管理，將所有的數(shù)據(jù)信息通過全站儀的收集處理轉(zhuǎn)化成為一種動態(tài)的模型結(jié)構(gòu)，而通過數(shù)據(jù)融合分析判斷，可以有效地轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的操作機制，形成一種針對此項目所構(gòu)建的基礎(chǔ)框架結(jié)構(gòu)主體。通過VBA系統(tǒng)程序的應(yīng)用操作，所有的數(shù)據(jù)信息和設(shè)備資料都可以通過聯(lián)動操作的方式進行調(diào)節(jié)使用，加快了測量分析和測量數(shù)據(jù)結(jié)果判斷之間的聯(lián)動活動，也為后期的各項操作命令的執(zhí)行奠定了基礎(chǔ)[2]。

2.3.3 全站儀與VBA程序執(zhí)行完成斷面測量的優(yōu)勢分析

在城市軌道交通工程測量分析管理的過程中，為了達到高效的測量分析結(jié)果，往往技術(shù)人員要結(jié)合相關(guān)的測量管理操作模式制定出多樣化的技術(shù)手段，以保證最終測量結(jié)果的有效性，但是由于受到不同設(shè)備以及技術(shù)使用操作聯(lián)動性不足的影響，各項技術(shù)設(shè)備在工作之中都會存在多種問題，為此就需要相關(guān)的技術(shù)人員綜合當前的操作管理特征進行技術(shù)排查和技術(shù)分析。但是與其他的測量方式進行比較觀察可知，以全站儀和VBA程序相結(jié)合的測量分析方式，可以提升斷面測量結(jié)果的精準度。另外通過該技術(shù)手段的操作使用，在實現(xiàn)外業(yè)數(shù)據(jù)的收集處理過程中，工作的實際速度相對加快，尤其是在常規(guī)的逐點測量工作落實的過程中，若是使用傳統(tǒng)測量方式，必然需要一個點一個點的測量，而通過這種技術(shù)手段的操作，只需要通過放樣處理，明確斷面核心位置，通過激光掃描的方式對于整個結(jié)構(gòu)主體進行判斷觀察，這樣所形成的數(shù)據(jù)參數(shù)不僅精準而且較為便捷。在處理業(yè)內(nèi)數(shù)據(jù)的過程中，這種技術(shù)手段也可以通過軟件的實際操作，批量的實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析操作，操作模式便捷簡單也更為的高效。不僅如此全站儀與該軟件的使用，操作的便捷性相對較高，可以滿足多種條件下的測量分析，因此可以在多場合實現(xiàn)操作[3]。

3 隧道斷面測量實踐操作原理與方式分析

3.1 做好隧道測量精密度控制

隧道測量工作落實推進的過程中，因為受到技術(shù)規(guī)范和相關(guān)要求的限制，測量工作任務(wù)主要涵蓋了控制測量地面、豎井聯(lián)系分析、洞內(nèi)控制測量判斷等方面。在不同的操作環(huán)境下，實際的操作方式方法也會有一定的差異性。但是在現(xiàn)階段實現(xiàn)的控制隧道測量的精密度管控方式主要有以下幾種方式。1)可以通過GPS技術(shù)的使用，對洞外的平面控制數(shù)量進行分析觀察。結(jié)合當前我國所實行的GPS測量管理實施辦法所實現(xiàn)的實地測量和點位布控操作機制，控制的點位多數(shù)都是在洞口位置進行設(shè)定，這樣可以保證斷面數(shù)據(jù)的精準性；2)結(jié)合我國相關(guān)標準的二等水準測量的實測管理基礎(chǔ)要求，需要在距離洞口300m左右的位置，在穩(wěn)固的墻面位置進行點位的布設(shè)，以保證測量的位置符合要求；3)豎井聯(lián)系的測量分析所使用的都是一種較高精度的全站儀，而此全站儀的分層處理下需要不同的轉(zhuǎn)折方式進行操作處理，以保證測量的精準性。諸如使用鉛垂儀或是陀螺儀進行聯(lián)動的復核分析，最終確定方位距離，而對于高程測量分析應(yīng)當在等三角測量的基礎(chǔ)上，通過分層傳遞的方式確定高程結(jié)構(gòu)，判斷整個垂吊位置下的鋼絲位置的精準度；4)在洞內(nèi)的位置中所測量的結(jié)果，要適應(yīng)當前的導向數(shù)據(jù)要求，距離相近的點位中，兩個結(jié)構(gòu)主體需要在平面控制位置設(shè)定明確的導線，而在此背景下所使用的水準儀更是應(yīng)當結(jié)合二等水準的測量管理需求，對于導線點的高程進行明確，以保證隧道內(nèi)部形成三維的控制點，符合現(xiàn)有的操作管理工作要求。

3.2 自由設(shè)置盾構(gòu)區(qū)間的掃描處理

為了更好地發(fā)揮盾構(gòu)區(qū)間的掃描處理作用，實現(xiàn)精準的數(shù)據(jù)信息資料收集，在使用地面激光掃描儀的過程中，相關(guān)的技術(shù)人員要結(jié)合當前的施工管理規(guī)范標準要求，按照現(xiàn)有的測量距離以及操作管理的基礎(chǔ)原理，將現(xiàn)有的操作規(guī)范管理標準要求進行統(tǒng)籌分析，形成相位式或是脈沖式的操作流程。地面激光掃描儀的相位式掃描處理工作規(guī)范，自身的界限為75m左右，地面激光掃描儀結(jié)合實際的操作管理技術(shù)手段，可以將這個距離不斷地延長，達到1000m的長度，因為長時間受到地下施工區(qū)域盾構(gòu)環(huán)境的直接影響，掃描區(qū)本身會因為結(jié)構(gòu)狀態(tài)或是各種噪聲的限制而出現(xiàn)掃描質(zhì)量不佳的情況，而要想高效的獲得隧道區(qū)間的云數(shù)據(jù)信息就需要結(jié)合當前的掃描處理工作特點方式，以分段式掃描機制進行環(huán)境的掃描分解[4]。

3.3 三維重建操作

在現(xiàn)有的施工操作管理基礎(chǔ)上，為了保證測量位置的精準性，我們以分段式的三維重建模式，為盾構(gòu)區(qū)間的斷面環(huán)境進行反復的測量分析，以保證最終數(shù)據(jù)的精準性[5]。因為整個區(qū)間都是以直線和曲線相互交錯的方式構(gòu)建成為一個圓柱形主體，以此更好地發(fā)揮操作管控基礎(chǔ)要求。預先制造的管片長度多數(shù)都需要結(jié)合實際達到既定的標準范圍，設(shè)計的圓柱的直徑保證在5.5m左右。結(jié)構(gòu)的斷面點必須要實現(xiàn)精準的測量分析，并且將其融合到相對應(yīng)的路程環(huán)境下，才能完成施工建設(shè)管理基礎(chǔ)需求。重建盾構(gòu)模型的實際寬度應(yīng)當保證在2m左右，才能確保數(shù)據(jù)信息的精準性。而對于城市軌道交通工程隧道施工中的盾構(gòu)機設(shè)備直接完成盾構(gòu)操作，每一個階段環(huán)境下的管片都需要構(gòu)建成為較為完整的圓柱形結(jié)果主體，為此就需要利用圓柱形模式構(gòu)建出相關(guān)的隧道模型。斷面結(jié)構(gòu)的盾構(gòu)外表面環(huán)境施工，都需要按照中心線的施工操作基礎(chǔ)要求設(shè)定里程位置數(shù)據(jù)，同時也要在垂直的位置設(shè)定臨時的參考點。而此參考點的構(gòu)建以及管片交錯應(yīng)當形成一種系統(tǒng)的閉合曲線，這種曲線就是結(jié)構(gòu)斷面所需要呈現(xiàn)出來的表層線結(jié)構(gòu)。在工作實施的過程中：1)要結(jié)合當前的施工管理流程對于監(jiān)控區(qū)域環(huán)境下的測量點進行統(tǒng)籌；2)要在隧道洞口內(nèi)部實施精準的掃描分析；3)要重新構(gòu)建出三維的隧道模型結(jié)構(gòu)。最后在完成斷面結(jié)構(gòu)主體的檢測分析，獲得相關(guān)的數(shù)據(jù)。

4 結(jié)語

結(jié)合現(xiàn)有的施工建設(shè)管理規(guī)范，當前我國的城市化發(fā)展進程不斷的加快，城市軌道交通中的軌道建設(shè)質(zhì)量要求逐漸提升，在施工建設(shè)的過程中不僅要做好施工質(zhì)量控制，也要對施工結(jié)構(gòu)斷面進行精細化的測量分析。實現(xiàn)斷面測量分析主要是為了判斷在現(xiàn)有施工建設(shè)管理基礎(chǔ)上，土建施工的整體結(jié)構(gòu)環(huán)境尺寸是否可以滿足設(shè)計所提出的標準。而通過地面激光掃描儀的使用，我們實現(xiàn)了三維立體測量分析工作的落實，在此技術(shù)手段下所實施的結(jié)構(gòu)斷面測量分析的精準度相對較高，更能滿足現(xiàn)代化的施工建設(shè)工作要求。