中俄东线黑龙江穿越测量的关键问题

    中俄东线天然气管道黑龙江穿越段是该管道的起点，穿越段勘测作业为后续工程提供重要的地理信息数据和技术支持，并服务于整个工程建设的各个阶段，保证项目顺利开展。中国石油管道局工程有限公司针对测量作业中坐标系选择、施工放样等主要技术手段中存在的问题进行分析，并提出解决方法。
测绘任务需要两国合作完成，具有一定的特殊性，主要分为境内部分测量、两国联系测量、图纸拼接及施工放样4个阶段。因此大部分测量工作需要两国以相对独立的方式开展，作业模式和制图标准等方面的差异，并且双方技术人员交流空间狭小，导致测量工作不够完善，其中联系测量时坐标系统的选择和施工放样两方面均存在部分技术问题，对施工的有序开展产生了一定影响。
    （1）坐标系统选择。基于测绘成果保密制度的考虑，两国均未使用常用的国家坐标系统，而是采用WGS84参考椭球，UTM（Universal Transverse Mercator Projection）投影52N度带。UTM 投影全称为通用横轴墨卡托投影，是一种等角横轴割圆柱投影。UTM投影与中国常用高斯投影的主要区别在于比例因子不同，前者的比例因子为0.999 6，后者的比例因子为1。如果图纸采用UTM投影，则整张图纸存在缩放问题，即图上测量的线段长度与实地测量距离不符。
    同时，地图投影存在投影变形问题，该工程地理位置的经度与使用的中央子午线经度相差约2°，地图投影变形量较大，对盾构穿越这类精度要求较高的单体工程必须采用技术手段解决该变形问题。
    （2）施工放样。在施工阶段，中俄两国确定了黑龙江盾构穿越的各项精度指标，其中横向贯通误差标准为±5 cm。横向贯通误差包括地面控制测量误差m1、竖井中心测量误差m2、竖井联系测量误差m3、井下导线测量误差m4及盾构机姿态测量误差m5。如果采用不等精度分配原则，并假设各误差影响相互独立，取值如下：m1=m，m2=2m，m3=m，m4=4m，m5=2m（m为各类测量误差中某一项的误差值）。
    根据以下误差理论公式可以确定各项误差，其中地面控制测量误差允许值约为±1 cm，竖井中心测量误差为±2 cm。为了达到上述精度要求，首先要建立施工控制网，还需要综合考虑影响测量精度的其他因素。     影响施工放样精度的影响因素主要包括施测技术水平、测量仪器精度及施测环境。
技术人员需要熟悉测量图纸及其说明，特别是对坐标系统应该有清晰的认识，从而能够在施测过程中正确设置各项参数。遇到问题需要分析原因，采用正确的解决方法。同时，技术人员在工作中应该保持科学谨慎的态度，落实进入俄境管制区测量作业长效机制，做好施测和检核工作。
    测量仪器精度水平是满足技术要求的基本要求，施工放样阶段GPS-RTK的放样精度无法满足要求，必须使用全站仪开展工作。经过测算，该工程对全站仪的最低要求：测角精度为测距精度为1 mm+2 ppm。为了保证测量精度，施测仪器需要提前到权威部门检验合格后方可使用。
    施测环境因素也是不容忽视的，首先应该选择干燥晴朗、视野清晰的天气，其次需要避开日出、日落前后等大气折射较强的时段，在施测过程中尽量避免大型车辆和设备在附近运转，避开施工作业影响较大的区域。
中俄东线管道工程黑龙江穿越测量面临因跨国境测量衍生的诸多问题，勘测阶段应该重点关注技术设计工作，两国技术人员需要加强沟通交流，建立无投影变形和比例因子的正形投影坐标系统。考虑到测量图纸精度和施工应用便利，应该减少数据和图纸的转换计算环节。施工单位在施工前应该综合考虑设计图纸落实到实地将面临的各种干扰因素，特别是当测图控制网无法满足精度要求时，应该建立精度更高、更有利于开展工作的施工控制网，从而保障该工程顺利进行。