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摘要：利用联系三角形法进行地铁竖井联系测量时，需要对井上和井下钢丝间距进行测量，本文通过对全站仪测量水平距离之差的精度分析和工程实例，介绍了一种利用全站仪测量其到两根钢丝的水平距离进而求差的方法来间接得到钢丝间距的方法，该方法精度较高、操作简单，占用井口时间段，大大提高了工作效率。
关键词：全站仪,联系测量,钢丝间距,水平距离
1引言
地铁区间施工多利用施工竖井进行，而把地面平面坐标系统通过竖井传递到井下施工隧道的过程叫平面联系测量，平面联系测量联系最传统的方法是联系三角形定向测量，如图1-1所示。
图1-1联系三角形定向测量示意图
在联系三角形定向测量作业过程中要保证两根钢丝同时自由悬垂，不能发生转动或摆动，更不能刮蹭井壁，且钢丝末端悬挂的重锤不能接触承装阻尼液的桶壁，这就要求两根钢丝在井上和井下测得的距离基本一致，《城市轨道交通测量规范》（GB50308-2008）要求井上、井下测得的钢丝间距较差要小于2mm。
2传统钢方法测定钢丝间距
传统测量钢丝间距的方法是采用经过检验率定的钢尺施以检验时的标称拉力成水平状态，并同时读取两根钢丝在钢尺上的刻度，在进行倾斜、温度、尺长改正后，两个刻度相减即得到钢丝间得距离，如图2-1所示。
图2-1现有的钢尺钢丝间距的示意图
实际操作过程中由于不能保证钢尺的完全水平、不能保证标称拉力、不能保证钢丝读取刻度的同步性、不能保证钢丝完全垂直钢尺投影，造成测得钢丝间距精度较低（最高能达到毫米级），有时甚至操作不当碰动钢丝造成测量失败，难免重来，造成测量劳动量增加，取得事倍功半的结果。
3全站仪距离差法进行钢丝间距测量的施测方法
近年来，随着高精度全站仪在轨道交通工程测量特别是控制测量中的广泛应用，全站仪在特定方向上直接测量到两根钢丝的平距，进而由平距差值得到两根钢丝之间的水平距离的方法得以实现。
图3-1全站仪距离差法测量钢丝间距示意图
具体实施方法为：
（1）按照规范要求在竖井口悬挂直径小于0.5mm的钢丝并将钢丝末端悬挂重锤浸没于阻尼液中；
（2）在地铁竖井的井上和井下的近井点处分别架设全站仪；在钢丝的井上部分和井下部分粘贴反射片，并使所述反射片近似位于所述全站仪的水平测量方向所在的直线上；
（3）调整全站仪相对于所述两钢丝的反射片所在直线的偏移距离，所述偏移距离为全站仪所在点垂直于反射片所在直线的距离，实际操作过程中，全站仪架设中心偏离反射片所在直线的偏移距离优选控制在3厘米以内，而由偏移距离引起的偏移角度小于等于20′；
（4）将井上和井下全站仪的测距模式调至反射片模式，并将距离模式调整为水平距离，待钢丝处于静止状态后通过全站仪分别读取井上部分和井下部分处的两根钢丝的水平距离；
（5）确认观测数据后，调整全站仪及反射片的位置，并重复以上步骤，读取多组测量数据；
图3-2全站仪距离差法测量钢丝间距示意图
如图3-2所示，在近井点上用全站仪水平距离模式测得钢丝1和钢丝2上反射片的水平距离为a和b，则在钢丝的间距为d＇，则有：
d＇﹦a*cosθ2-b*cosθ1(式3-1)
a为全站仪至钢丝1平距；
b为全站仪至钢丝2平距；
θ1全站仪的偏移距离在钢丝1处形成的偏移角；
θ2全站仪的偏移距离在钢丝2处形成的偏移角；
由于由偏移距l引起的偏移角度θ1和θ2最大值为20′，我们取极限值
θ1=θ2=20′，可得
d＇﹦（a-b）*cos20′(式3-2)
=0.999983（a-b）
令d=a-b，则直接测得的距离差与由(式3-2)得到的钢丝间距之差Δ，有：
Δ=d-d＇(式3-3)
由（式3-2）和（式3-3）可得
Δ=0.000017（a-b）(式3-4)
一般说来，a-b数值受井口限制，最大为10米，则Δ=0.00017m=0.17mm，远低于《城市轨道交通工程测量规范》（GB50308-2008）规定限差2mm的要求，可见方法精度可靠。
4工程实例
该方法已在大连地铁一期工程中，通过多次与传统钢尺量距法进行比较，成果均满足规范要求，且精度较高。数据对比如表1所示。
5结论
本文提出将全站仪水平距离差法应用于轨道交通工程联系三角形法竖井联系测量中的钢丝间距测量。从理论研究方法论证到实际应用、对比分析，表明用全站仪水平距离差法进行钢丝间距测量是完全可行的。
本方法有效降低了作业过程中的劳动强度和技术要求，省时省力，可节约本环节工作时间50%，但其成果精确度却高于规范标准的5倍左右，可谓事半功倍。
参考文献
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