測(cè)量學(xué)(礦井)

1、第十五章第十五章 礦井施工測(cè)量礦井施工測(cè)量 礦井施工測(cè)量的主要任務(wù)是根據(jù)各種施工設(shè)計(jì)的圖紙和資料，按設(shè)計(jì)要求將施工對(duì)象標(biāo)定于實(shí)地，并在施工過程中，不斷進(jìn)行檢查測(cè)量，以確保工程質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)所規(guī)定的要求。15-115-1井筒中心和十字中線的標(biāo)定井筒中心和十字中線的標(biāo)定一、一、 井筒中心與十字中線井筒中心與十字中線 圓形豎井的井筒中心就是井筒水平圓截面的圓心。方形或長(zhǎng)方形豎井的井筒中心就是其水平截面對(duì)角線的交點(diǎn)。 井筒十字中線是通過井筒中心，并互相垂直相交的兩條直線。其中一條與井筒提升中心線重合或平行，這條中心線稱為井筒主十字中線。 斜井井筒中心(井口位置)是斜井中線與底板設(shè)計(jì)坡度起始線的交點(diǎn)。斜井

2、井筒的主十字中線就是斜井的巷道中心線。斜井井筒中心(井口位置)是斜井中線與底板設(shè)計(jì)坡度起始線的交點(diǎn)。斜井井筒的主十字中線就是斜井的巷道中心線。二、二、 豎井井筒中心的測(cè)設(shè)豎井井筒中心的測(cè)設(shè) 井筒中心應(yīng)根據(jù)其設(shè)計(jì)的平面坐標(biāo)和高程，以井口附近的測(cè)量控制點(diǎn)或近井點(diǎn)為基礎(chǔ)進(jìn)行標(biāo)定。先計(jì)算出標(biāo)定要素后，再可按極坐標(biāo)法實(shí)地標(biāo)設(shè)井筒中心O。三、三、 井筒十字中線的標(biāo)定井筒十字中線的標(biāo)定 豎井井筒十字中線點(diǎn)在井筒每側(cè)不得少于3個(gè)，點(diǎn)間距離一般不小于20 m。 井筒十字中線的標(biāo)定一般是與井筒中心的標(biāo)定同時(shí)進(jìn)行的。 標(biāo)設(shè)十字中線時(shí)應(yīng)按地面一級(jí)導(dǎo)線的精度要求測(cè)設(shè)。兩條十字中線垂直度的允許誤差，按規(guī)程規(guī)定為10。 井

3、筒十字中線點(diǎn)的實(shí)際位置測(cè)定后，應(yīng)繪制井筒十字中線點(diǎn)的位置圖。15-2 15-2 豎井井筒掘進(jìn)時(shí)的施工測(cè)量豎井井筒掘進(jìn)時(shí)的施工測(cè)量 豎井掘進(jìn)時(shí)主要進(jìn)行的測(cè)量工作包括：標(biāo)定井筒鎖口；標(biāo)定掘進(jìn)與砌壁時(shí)井筒中心垂球線的位置；標(biāo)定梁窩線和牌子線的位置；定期丈量井筒掘砌深度等。一、 豎井井筒鎖口的標(biāo)定豎井井筒鎖口的標(biāo)定1 1 臨時(shí)鎖口的標(biāo)定臨時(shí)鎖口的標(biāo)定 根據(jù)井筒十字中線基點(diǎn)，在井壁外34m處，精確標(biāo)定出十字中線點(diǎn)A、B、C、D，打入木樁并用小釘作上標(biāo)志。在木樁上標(biāo)出井口設(shè)計(jì)高程。 在盤上標(biāo)出井筒十字中線點(diǎn)a、b、c、d。然后在A、B和C、D間拉緊兩根細(xì)鋼絲，分別在兩根鋼絲上掛垂球再將臨時(shí)鎖口盤安置在井口

4、預(yù)定位置，用垂球找正a、b、c、d四點(diǎn)的位置，使之位于井筒十字中線上，并用水準(zhǔn)儀操平后固定。其高程和水平誤差均不得超過20mm。2 永久鎖口的標(biāo)定 首先按照標(biāo)定臨時(shí)鎖口時(shí)同樣的方法標(biāo)定井筒十字中線點(diǎn)A、B、C、D。但打入木樁時(shí)各木樁頂端的高程應(yīng)相等。 澆灌混凝土?xí)r，在點(diǎn)A、B和C、D間拉起細(xì)鋼絲，并在鋼絲交點(diǎn)處懸掛井筒中心垂球線，作為永久鎖口模板找正時(shí)的依據(jù)。鎖口最下一層模板底面的高程位置，是依據(jù)鎖口底面的設(shè)計(jì)高程，從兩鋼絲向下丈量確定的，并用半圓儀或連通水準(zhǔn)管操平模板的頂面。當(dāng)澆灌到設(shè)計(jì)高度之際，由鋼絲直接向下量尺確定鎖口最上一層模板頂面的高程位置，并進(jìn)行操平。待混凝土凝固后，用經(jīng)緯儀在扒釘

5、上精確標(biāo)定井筒十字中線的位置，并在扒釘上鋸成三角形缺口作為標(biāo)志，以此作為井筒內(nèi)確定十字中線方向的依據(jù)，同時(shí)還應(yīng)測(cè)出扒釘?shù)母叱?。中線的位置，并在扒釘上鋸成三角形缺口作為標(biāo)志，以此作為井筒內(nèi)確定十字中線方向的依據(jù)，同時(shí)還應(yīng)測(cè)出扒釘?shù)母叱?。二、二?井筒中心垂球懸掛點(diǎn)的標(biāo)設(shè)井筒中心垂球懸掛點(diǎn)的標(biāo)設(shè) 圓形井筒施工時(shí)，應(yīng)懸掛垂球線作為井筒掘砌的依據(jù)。1 1 當(dāng)提升孔設(shè)在井筒中心位置時(shí)當(dāng)提升孔設(shè)在井筒中心位置時(shí) 采用活動(dòng)式“定點(diǎn)桿”(或稱中線桿)設(shè)置放線點(diǎn)。2 2 當(dāng)提升孔不在井筒中心位置時(shí)當(dāng)提升孔不在井筒中心位置時(shí) 設(shè)置固定的井筒中心下線點(diǎn)。三、三、 井筒掘砌時(shí)的測(cè)量和檢查井筒掘砌時(shí)的測(cè)量和檢查 井筒中

6、心垂球線或激光點(diǎn)是井筒掘砌和檢查的基準(zhǔn)線。井筒掘進(jìn)時(shí)應(yīng)根據(jù)它布置炮眼、檢查井筒的豎直程度和斷面的大小。測(cè)量井筒斷面大小的方法是丈量中心垂球線或激光點(diǎn)至井壁的距離，并與井筒設(shè)計(jì)半徑進(jìn)行對(duì)比。砌壁時(shí)，依據(jù)井筒中心垂球線或激光點(diǎn)來(lái)檢查模板的正確性，并用半圓儀或連通水準(zhǔn)管器對(duì)托盤進(jìn)行操平。應(yīng)及時(shí)測(cè)量井筒的迎頭標(biāo)高。測(cè)量方法是根據(jù)附近的水準(zhǔn)點(diǎn)，由井口下放鋼尺，進(jìn)行丈量。當(dāng)井筒加深時(shí)，應(yīng)在井壁上設(shè)立水準(zhǔn)點(diǎn)，作為預(yù)留梁窩、開鑿馬頭門和丈量井筒深度的高程控制點(diǎn)。五、五、 預(yù)留梁窩位置的標(biāo)定預(yù)留梁窩位置的標(biāo)定 在井筒砌壁時(shí)，通常需要預(yù)留安置罐梁的梁窩。標(biāo)定預(yù)留梁窩的位置包括在砌壁用的模板上標(biāo)出梁窩的中線和高程位

7、置。1 1 梁窩中線位置的標(biāo)定梁窩中線位置的標(biāo)定 梁窩中線位置可根據(jù)十字中線和邊線或梁窩線進(jìn)行標(biāo)定。 梁窩線是位于井筒十字中線上，距井壁100 mm處所掛的鉛垂線。梁窩線的下線點(diǎn)位置，一般在井蓋上用極坐標(biāo)法標(biāo)定。首先，應(yīng)根據(jù)梁窩線與井筒十字中線間的關(guān)系，計(jì)算梁窩線下線點(diǎn)1、2、3、4的坐標(biāo)。然后根據(jù)具體情況，可在井筒與十字中線基點(diǎn)間選擇一點(diǎn)A，精確測(cè)定A點(diǎn)的坐標(biāo)，并按照坐標(biāo)反算公式計(jì)算出標(biāo)定要素。再用極坐標(biāo)法標(biāo)定下線點(diǎn)即可。通過下線點(diǎn)下放梁窩線后，根據(jù)這些線在模板上標(biāo)出梁窩中線的平面位置，并畫一線作為標(biāo)志。2 2 梁窩高程位置的標(biāo)定梁窩高程位置的標(biāo)定 梁窩的高程位置可根據(jù)一根邊垂線上預(yù)先按罐梁

8、間距焊好的金屬牌(即牌子線)或井筒內(nèi)設(shè)立的高程點(diǎn)用鋼尺丈量等方法確定。15-3 15-3 掘進(jìn)井底車場(chǎng)時(shí)的測(cè)量工作掘進(jìn)井底車場(chǎng)時(shí)的測(cè)量工作一、一、 掘進(jìn)馬頭門時(shí)的測(cè)量工作掘進(jìn)馬頭門時(shí)的測(cè)量工作1 1 馬頭門開切點(diǎn)高程的確定馬頭門開切點(diǎn)高程的確定 在馬頭門或裝載硐室上方至少設(shè)立兩個(gè)高程點(diǎn)。高程點(diǎn)的標(biāo)高，可用導(dǎo)入標(biāo)高的方法確定。2 2 馬頭門掘進(jìn)中線的標(biāo)定馬頭門掘進(jìn)中線的標(biāo)定 首先進(jìn)行的是利用瞄直法初次給向。初次給定的馬頭門中線，當(dāng)指示兩邊巷道掘進(jìn)超過15m時(shí)，應(yīng)進(jìn)行一井定向。并根據(jù)一井定向的成果，重新標(biāo)定中線。3 3 腰線的標(biāo)定腰線的標(biāo)定 腰線一般距底板(或軌面)1 m。標(biāo)定前，首先根據(jù)已標(biāo)定的

9、高程點(diǎn)的標(biāo)高計(jì)算出其與腰線點(diǎn)間的高差，然后用水準(zhǔn)儀標(biāo)定一組腰線點(diǎn)，再根據(jù)這組腰線點(diǎn)和巷道設(shè)計(jì)坡度標(biāo)定其他腰線點(diǎn)即可。二、二、 井底車場(chǎng)巷道的施工測(cè)量井底車場(chǎng)巷道的施工測(cè)量 井底車場(chǎng)的基本型式有豎井環(huán)形式和折返式。井底車場(chǎng)的特點(diǎn)是彎道和碹岔多，巷道斷面和坡度變化大，并經(jīng)常采用貫通的方法來(lái)掘進(jìn)巷道。導(dǎo)線設(shè)計(jì)的具體步驟如下。(1) 選定導(dǎo)線點(diǎn)：一般都選在主要巷道的中線上。(2) 確定導(dǎo)線的邊長(zhǎng)和水平角：根據(jù)圖紙及其注記數(shù)據(jù)直接量取或計(jì)算求得。(3) 水平角的檢核(4) 計(jì)算設(shè)計(jì)的閉合導(dǎo)線 根據(jù)導(dǎo)線的邊長(zhǎng)、水平角和起算數(shù)據(jù)，計(jì)算坐標(biāo)增量。(5) 調(diào)整坐標(biāo)閉合差 調(diào)整坐標(biāo)增量閉合差時(shí)，由于設(shè)計(jì)中所規(guī)定的

10、曲率半徑和圓心角等，不能隨意改正，因此，通常是將改正數(shù)分配到互不平行的兩條直線邊中。坐標(biāo)增量閉合差的調(diào)整方法有圖解法和解析法等。(6) 按統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)計(jì)算各設(shè)計(jì)導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)四、四、 碹岔掘進(jìn)時(shí)的測(cè)量工作碹岔掘進(jìn)時(shí)的測(cè)量工作 井底車場(chǎng)內(nèi)有許多巷道交叉處，這些交叉處通常稱為“碹岔”。碹岔的特點(diǎn)是：巷道斷面大，而且是變化的，并和曲線巷道相連。1 1 標(biāo)定要素的計(jì)算標(biāo)定要素的計(jì)算 圖示為一種碹岔設(shè)計(jì)圖。由此和井底車場(chǎng)導(dǎo)線設(shè)計(jì)成果計(jì)算如下標(biāo)定要素。(1) 計(jì)算C點(diǎn)的坐標(biāo)(2) 計(jì)算A點(diǎn)的坐標(biāo)(3) 計(jì)算其他標(biāo)定要素2 2 實(shí)地標(biāo)設(shè)實(shí)地標(biāo)設(shè) 首先在12?13方向上標(biāo)定出A點(diǎn)；再在A點(diǎn)安置經(jīng)緯儀按極坐標(biāo)法標(biāo)

11、定出C點(diǎn)；在AC的延長(zhǎng)線上標(biāo)定出D點(diǎn)，D點(diǎn)即為開幫起點(diǎn)T的對(duì)應(yīng)點(diǎn)；在CA的延長(zhǎng)線上標(biāo)定出d點(diǎn)；然后按照同樣的方法可依次標(biāo)定碹鼻子點(diǎn)M、F和開幫終點(diǎn)K。15-4 15-4 特殊鑿井時(shí)的測(cè)量工作特殊鑿井時(shí)的測(cè)量工作 常用的特殊鑿井法有：凍結(jié)法、鉆井法、沉井法、注漿法和帷幕法等。一、一、 凍結(jié)法施工時(shí)的測(cè)量工作凍結(jié)法施工時(shí)的測(cè)量工作 凍結(jié)法鑿井是借助人工制冷手段，暫時(shí)加固不穩(wěn)定地層和含水層等復(fù)雜地層，以便于井筒施工的一種特殊鑿井法。運(yùn)用凍結(jié)法鑿井時(shí)，進(jìn)行的主要測(cè)量工作是：標(biāo)定凍結(jié)孔、檢查孔的位置并進(jìn)行鉆孔測(cè)斜。 (一) 凍結(jié)孔、檢查孔位置的標(biāo)定 凍結(jié)孔和檢查孔的位置可采用經(jīng)緯儀極坐標(biāo)法或模板法進(jìn)行標(biāo)

12、定。標(biāo)定時(shí)以井筒中心和井筒十字中線為基準(zhǔn)。(二) 鉆孔測(cè)斜1 經(jīng)緯儀燈光測(cè)斜法 經(jīng)緯儀燈光測(cè)斜法的原理是：將作為觀測(cè)標(biāo)志的燈光放入凍結(jié)孔的測(cè)斜管中用經(jīng)緯儀分段觀測(cè)它的位置，根據(jù)相似三角形原理，計(jì)算出凍結(jié)孔在某深度的實(shí)際偏斜距離和方向。2 陀螺測(cè)斜儀測(cè)斜法凍結(jié)孔陀螺測(cè)斜儀是一種新型的測(cè)斜儀器，專門用于凍結(jié)法鑿井時(shí)測(cè)量?jī)鼋Y(jié)孔的傾斜程度。二、二、 鉆井法施工時(shí)的測(cè)量工作鉆井法施工時(shí)的測(cè)量工作 鉆井法是采用大型鉆頭，按照設(shè)計(jì)鉆成一定直徑和深度的井孔，再將預(yù)制好的井壁放入井筒，作為永久支護(hù)的一種鑿井方式。在鉆井前應(yīng)標(biāo)定井筒中心和十字中線點(diǎn)；在鉆井時(shí)要進(jìn)行井筒偏斜和井徑測(cè)量；預(yù)制井壁基礎(chǔ)和組立模板施工下沉井壁時(shí)，應(yīng)進(jìn)行懸浮下沉井壁前的終鉆測(cè)量、井壁連接測(cè)量和井壁整體就位測(cè)量。 (一) 井筒偏斜和井徑測(cè)量 通常使用的是超聲波測(cè)井儀來(lái)測(cè)量井徑和井筒偏斜。(二) 構(gòu)筑井壁時(shí)的測(cè)量工作 當(dāng)鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)深度后，并經(jīng)過井筒偏斜和井徑測(cè)量認(rèn)為符合要求后，便可安