聯(lián)系測量(兩井定向)_ppt

1、聯(lián)系測量制作人：劉政良時間：2015.6一一 聯(lián)系測量的定義聯(lián)系測量的定義v 1.1 1.1、聯(lián)系測量的定義聯(lián)系測量的定義 v 將地面坐標系統(tǒng)和高程系統(tǒng)傳遞到地下，確定地下控制點、控制邊,作為地下控制導線的起算數(shù)據(jù)，這一過程測量工作叫做聯(lián)系測量。將地面平面坐標系統(tǒng)傳遞到地下的測量稱為平面聯(lián)系測量，簡稱定向。將地面高程系統(tǒng)傳遞到地下的測量稱高程聯(lián)系測量，簡稱導入高程。一一 聯(lián)系測量的定義聯(lián)系測量的定義v1.21.2、聯(lián)系測量的任務、聯(lián)系測量的任務v 聯(lián)系測量的任務在于：聯(lián)系測量的任務在于：v(1)(1)、確定地下導線起算邊的坐標方位角；、確定地下導線起算邊的坐標方位角；v(2)(2)、確定地下導

2、線起算點的平面坐標、確定地下導線起算點的平面坐標x x和和y y；v(3)(3)、確定地下水準點的高程、確定地下水準點的高程H H。v 前兩項任務是通過平面聯(lián)系測量定向來完成的；第前兩項任務是通過平面聯(lián)系測量定向來完成的；第三個任務是通過導入高程來完成的。這樣就獲得了地下平三個任務是通過導入高程來完成的。這樣就獲得了地下平面與高程測量的起算數(shù)據(jù)。面與高程測量的起算數(shù)據(jù)。二二 聯(lián)系測量的種類聯(lián)系測量的種類v第二節(jié)第二節(jié) 聯(lián)系測量的種類聯(lián)系測量的種類v 聯(lián)系測量分為平面聯(lián)系測量（簡稱為定向）和高程聯(lián)系測量（簡稱為導聯(lián)系測量分為平面聯(lián)系測量（簡稱為定向）和高程聯(lián)系測量（簡稱為導入高程）。平面聯(lián)系測量

3、說來可分為兩大類：一類是從幾何原理出發(fā)的幾何定向；入高程）。平面聯(lián)系測量說來可分為兩大類：一類是從幾何原理出發(fā)的幾何定向；另一類是以物理特性為基礎的物理定向。另一類是以物理特性為基礎的物理定向。v幾何定向分為：幾何定向分為：v 1 1、通過平硐、通過平硐（dongdong）或斜井的幾何定向；或斜井的幾何定向；v 2 2、通過一個立井的幾何定向（一井定向）；、通過一個立井的幾何定向（一井定向）；v 3 3、通過兩個立井的幾何定向（兩井定向）。、通過兩個立井的幾何定向（兩井定向）。v物理定向可分為：物理定向可分為：v 1 1、用精密磁性儀器定向；、用精密磁性儀器定向；v 2 2、用投向儀（投點儀）

4、定向；、用投向儀（投點儀）定向；v 3 3、用陀螺經(jīng)緯儀定向。、用陀螺經(jīng)緯儀定向。v 通過平硐或斜井的幾何定向，只需要通過平硐或斜井敷設導線，對地面和通過平硐或斜井的幾何定向，只需要通過平硐或斜井敷設導線，對地面和地下進行聯(lián)測即可。但是在地鐵工程中由于地下鐵道本身的特點，并沒有平硐或地下進行聯(lián)測即可。但是在地鐵工程中由于地下鐵道本身的特點，并沒有平硐或斜井，有的只是豎井（出土井或下灰井或是更寬敞的明挖車站），因此，通過平斜井，有的只是豎井（出土井或下灰井或是更寬敞的明挖車站），因此，通過平硐或斜井的幾何定向在地鐵的平面聯(lián)系測量中一般不用硐或斜井的幾何定向在地鐵的平面聯(lián)系測量中一般不用, ,只在

5、礦山測量中有應用。只在礦山測量中有應用。在地鐵平面聯(lián)系測量中的導線直接傳遞法、豎直導線定向法的原理和通過平硐或在地鐵平面聯(lián)系測量中的導線直接傳遞法、豎直導線定向法的原理和通過平硐或斜井幾何定向的原理是一樣的。斜井幾何定向的原理是一樣的。三三 幾何定向幾何定向v 三三 幾何定向幾何定向 這里主要講的是立井幾何定向。在立井中懸掛鋼絲垂線由地面向這里主要講的是立井幾何定向。在立井中懸掛鋼絲垂線由地面向地下傳遞平面坐標和方向的測量工作成為立井幾何定向。立井幾何定地下傳遞平面坐標和方向的測量工作成為立井幾何定向。立井幾何定向概要地說，就是在井筒內懸掛鋼絲垂線，鋼絲的一端固定在地面，向概要地說，就是在井筒

6、內懸掛鋼絲垂線，鋼絲的一端固定在地面，另一端系有定向專用的垂球自由懸掛于定向水平，一般稱作垂球線。另一端系有定向專用的垂球自由懸掛于定向水平，一般稱作垂球線。再按地面坐標系統(tǒng)求出垂球線的平面坐標及其連線的方位角；在定向再按地面坐標系統(tǒng)求出垂球線的平面坐標及其連線的方位角；在定向水平上把垂球線與地下永久導線點連接起來，這樣便能將地面的方向水平上把垂球線與地下永久導線點連接起來，這樣便能將地面的方向和坐標傳遞到地下，而達到定向的目的。因此，可把立井定向工作分和坐標傳遞到地下，而達到定向的目的。因此，可把立井定向工作分為兩個部分：由地面為兩個部分：由地面方方向定向水平投點（簡稱投點）；在地面和定向向

7、定向水平投點（簡稱投點）；在地面和定向水平上與垂球線連接（簡稱連接）。立井幾何定向分為一井定向和兩水平上與垂球線連接（簡稱連接）。立井幾何定向分為一井定向和兩井定向。井定向。 三三 幾何定向幾何定向v3.13.1、一井定向、一井定向v 選定井上下的連接點選定井上下的連接點C C與與C C，從而在，從而在井上下形成了以井上下形成了以ABAB為公共邊的三為公共邊的三 角形角形ABCABC和和ABCABC，一般把這樣的三角，一般把這樣的三角形稱為連接三角形。從井上下連接三形稱為連接三角形。從井上下連接三角形的平面投影圖可看出，當已知角形的平面投影圖可看出，當已知D D點點坐標及坐標及DEDE邊的方位

8、角和地面三角形各邊的方位角和地面三角形各內角及邊長時，便可按導線測量計算內角及邊長時，便可按導線測量計算法，算出法，算出A A、B B在地面坐標系中的坐標在地面坐標系中的坐標及其連接的方位角。同樣，已知及其連接的方位角。同樣，已知A A、B B的坐標及連線的方位角和地下三角形的坐標及連線的方位角和地下三角形各要素時，再測定角各要素時，再測定角，就能計算，就能計算出井下導線起始邊出井下導線起始邊D DE E的方位角及的方位角及D D點的坐標。點的坐標。三三 幾何定向幾何定向v一井定向要求一井定向要求v 在選擇井上下連接點在選擇井上下連接點C C和和C C時，應滿足下列要求：時，應滿足下列要求：v

9、 (1)(1)、點、點C C與與D D及點及點C C與與D D應彼此通視，且應彼此通視，且CDCD和和C CD D長度應盡量大長度應盡量大于于20m20m，當，當CDCD邊長小于邊長小于20m20m時，在時，在C C點進行水平角觀測，其儀器必須對中三次，點進行水平角觀測，其儀器必須對中三次，每次對中應將照準部（或基座）位置變換每次對中應將照準部（或基座）位置變換120120；v (2)(2)、點、點C C與與C C應盡可能在應盡可能在ABAB的延長線上，是三角形的銳角的延長線上，是三角形的銳角應小于應小于1 1, ,這樣便構成最有利的延伸三角形；這樣便構成最有利的延伸三角形；v (3)(3)、

10、點、點C C與與C C應適當?shù)目拷罱拇骨蚓€，地面為應適當?shù)目拷罱拇骨蚓€，地面為B,B,地下為地下為A),A),使使a/ca/c及及b b/c/c的值應盡量小一些。的值應盡量小一些。三三 幾何定向幾何定向v3.23.2、兩兩井定向井定向v 下面著重講解兩井定向，下面著重講解兩井定向，當施工地區(qū)有兩個立井，且兩井在定向當施工地區(qū)有兩個立井，且兩井在定向水平上相通并能進行測量時，就要采用兩井定向。兩井定向就是在兩水平上相通并能進行測量時，就要采用兩井定向。兩井定向就是在兩井筒中各掛一根垂球線。此兩垂球線在地面上下連線的坐標方位角保井筒中各掛一根垂球線。此兩垂球線在地面上下連線的坐標方位角保持

11、不變，如通過地面測量確定此兩垂球線的坐標，并計算其連線的坐持不變，如通過地面測量確定此兩垂球線的坐標，并計算其連線的坐標方位角后，再在井下通道中，用經(jīng)緯儀導線對兩垂球線聯(lián)測，取一標方位角后，再在井下通道中，用經(jīng)緯儀導線對兩垂球線聯(lián)測，取一假定坐標系統(tǒng)來確定地下兩垂球線的假定方位角，然后將其與地面上假定坐標系統(tǒng)來確定地下兩垂球線的假定方位角，然后將其與地面上確定的坐標方位角相比較，其差值便是地下假定坐標系統(tǒng)和地面坐標確定的坐標方位角相比較，其差值便是地下假定坐標系統(tǒng)和地面坐標系統(tǒng)的方位差，這樣便可確定地下導線在地面坐標系統(tǒng)中的坐標方位系統(tǒng)的方位差，這樣便可確定地下導線在地面坐標系統(tǒng)中的坐標方位角

12、。角。三三 幾何定向幾何定向v兩井定向的優(yōu)點兩井定向的優(yōu)點v 兩井定向時兩井定向時, ,由由于兩垂球線間的距離于兩垂球線間的距離大大增加，因而有投大大增加，因而有投點誤差引起的投向誤點誤差引起的投向誤差也大大減少，這是差也大大減少，這是兩井定向最大的優(yōu)點。兩井定向最大的優(yōu)點。三三 幾何定向幾何定向1 1、投點方法、投點方法 采用兩井定向時，要在井筒內掛兩根垂球線。投點時，一般都采用垂球線單重投采用兩井定向時，要在井筒內掛兩根垂球線。投點時，一般都采用垂球線單重投點法，即在投點過程中，垂球的重量不變。將垂球放在水桶內，使其基本上處于靜止點法，即在投點過程中，垂球的重量不變。將垂球放在水桶內，使其

13、基本上處于靜止狀態(tài)；在定向水平上測角量邊時均與靜止的垂球線進行連接。狀態(tài)；在定向水平上測角量邊時均與靜止的垂球線進行連接。 假設垂球線在井筒內處于鉛垂位置而靜止不動。當井筒不深、滴水不大、井筒內假設垂球線在井筒內處于鉛垂位置而靜止不動。當井筒不深、滴水不大、井筒內氣流緩慢、垂球線擺動很小、其擺幅一般不超過氣流緩慢、垂球線擺動很小、其擺幅一般不超過0.4mm0.4mm時被采用。時被采用。 現(xiàn)將對投點所需主要設備的要求分述如下現(xiàn)將對投點所需主要設備的要求分述如下: :(1)(1)、重錘、重錘重錘的重量為重錘的重量為10kg10kg。(2)(2)、鋼絲、鋼絲應采用直徑為應采用直徑為0.2-0.5mm

14、0.2-0.5mm左右的高強度的優(yōu)質碳素彈簧鋼絲。左右的高強度的優(yōu)質碳素彈簧鋼絲。(3)(3)、待測點、待測點用鐵片制成。定向時也可不用定點板。用鐵片制成。定向時也可不用定點板。(4)(4)、小垂球、小垂球在提放鋼絲時用的，其形狀成圓柱形或普通垂球的形狀均可。在提放鋼絲時用的，其形狀成圓柱形或普通垂球的形狀均可。(5)(5)、大水桶、大水桶用以穩(wěn)定垂球線，一般可采用廢棄油桶，水桶上應加蓋。用以穩(wěn)定垂球線，一般可采用廢棄油桶，水桶上應加蓋。三三 幾何定向幾何定向2 2、投點誤差及減小投點誤差的措施、投點誤差及減小投點誤差的措施 在井筒中用垂球線投點的誤差的主要來源：在井筒中用垂球線投點的誤差的主

15、要來源：(1)(1)、氣流對垂球線和垂球的作用；、氣流對垂球線和垂球的作用；(2)(2)、滴水對垂球線的影響；、滴水對垂球線的影響；(3)(3)、鋼絲的彈性作用；、鋼絲的彈性作用；(4)(4)、垂球線的擺動面和標尺面不平行；、垂球線的擺動面和標尺面不平行；(5)(5)、垂球線的附生擺動。、垂球線的附生擺動。 減少投點誤差的措施主要有減少投點誤差的措施主要有: :(1)(1)、盡量減少立井處氣流對垂球線的影響。定向時最好停止風機運轉或增、盡量減少立井處氣流對垂球線的影響。定向時最好停止風機運轉或增設風門，以減小風速。設風門，以減小風速。(2)(2)、采用小直徑、高強度的鋼絲，適當加大垂球線重量，

16、并將垂球浸入穩(wěn)、采用小直徑、高強度的鋼絲，適當加大垂球線重量，并將垂球浸入穩(wěn)定液中。定液中。(3)(3)、減小滴水垂球線及垂球的影響，在大水桶上加擋水蓋。、減小滴水垂球線及垂球的影響，在大水桶上加擋水蓋。三三 幾何定向幾何定向3 3、兩井定向的工作組織、兩井定向的工作組織 兩井定向因工作環(huán)節(jié)多，測量精度要求高，同時又要縮短兩井定向因工作環(huán)節(jié)多，測量精度要求高，同時又要縮短占用井筒的時間，所以須要由很好的工作組織，才能圓滿的完占用井筒的時間，所以須要由很好的工作組織，才能圓滿的完成定向工作。成定向工作。一井定向的工作組織可分為：一井定向的工作組織可分為：1 1、準備工作、準備工作 1.1 1.1

17、定向設備及用具的準備；定向設備及用具的準備； 1.2 1.2檢查定向設備及檢驗儀器；檢查定向設備及檢驗儀器； 1.3 1.3確定井上下的負責人確定井上下的負責人, ,統(tǒng)一負責指揮和聯(lián)絡工作。統(tǒng)一負責指揮和聯(lián)絡工作。2 2、制定地面的工作內容及順序、制定地面的工作內容及順序3 3、制定定向水平上的工作內容和順序、制定定向水平上的工作內容和順序三三 幾何定向幾何定向4 4、定向時的安全措施、定向時的安全措施 在進行聯(lián)系測量時在進行聯(lián)系測量時, ,應特別注意安全應特別注意安全, ,否則極易產(chǎn)生意外事故。為此，必否則極易產(chǎn)生意外事故。為此，必須采取下列措施：須采取下列措施： 4.1 4.1在定向過程中

18、，應勸阻一切非定向工作人員在井筒附近停留；在定向過程中，應勸阻一切非定向工作人員在井筒附近停留； 4.2 4.2提升容器應牢固穩(wěn)妥；提升容器應牢固穩(wěn)妥； 4.3 4.3井蓋必須結實可靠的蓋好；井蓋必須結實可靠的蓋好； 4.4 4.4對定向鋼絲必須事先仔細檢查，放提鋼絲時，應事先通知井下，只對定向鋼絲必須事先仔細檢查，放提鋼絲時，應事先通知井下，只有當井下人員撤出井筒后才能開始；有當井下人員撤出井筒后才能開始； 4.5 4.5重錘未到井底或地面時，井下人員均不得進入井筒；重錘未到井底或地面時，井下人員均不得進入井筒； 4.6 4.6下放鋼絲時應嚴格遵守均勻慢放等規(guī)定，切忌時快時慢和猛停，因下放鋼

19、絲時應嚴格遵守均勻慢放等規(guī)定，切忌時快時慢和猛停，因為這樣最易使鋼絲折斷；為這樣最易使鋼絲折斷； 4.7 4.7應向參加定向工作的全體人員反復進行安全教育，以提高警惕。在應向參加定向工作的全體人員反復進行安全教育，以提高警惕。在地面工作的人員不得將任何東西掉入井內。地面工作的人員不得將任何東西掉入井內。 4.8 4.8定向時，地面井口自始至終不能離人。定向時，地面井口自始至終不能離人。三三 幾何定向幾何定向3.2.33.2.3、兩井定向的內業(yè)計算、兩井定向的內業(yè)計算 1 1、根據(jù)地面連接測量的結果，計算兩垂球連線的方位角及長度、根據(jù)地面連接測量的結果，計算兩垂球連線的方位角及長度按一般計算方法

20、，算出兩垂球線的的坐標按一般計算方法，算出兩垂球線的的坐標xAxA、yAyA、xBxB、yB,yB,根據(jù)算出的坐標，計算根據(jù)算出的坐標，計算ABAB的方位角及的方位角及長度：長度： 2 2、根據(jù)假定坐標系統(tǒng)計算井下連接導線、根據(jù)假定坐標系統(tǒng)計算井下連接導線假設假設A A為坐標原點，為坐標原點，A1A1邊為邊為x x軸方向，即軸方向，即xAxA,yA,yA=0=0，ABAB=0=000000000。 三三 幾何定向幾何定向4 4、按地面坐標系統(tǒng)計算井下導線各邊的方位角及各點的坐標、按地面坐標系統(tǒng)計算井下導線各邊的方位角及各點的坐標 其他邊的坐標方位角為：其他邊的坐標方位角為： 式中式中 該邊在假

21、定坐標系中的假定方位角。該邊在假定坐標系中的假定方位角。 根據(jù)起算數(shù)據(jù)根據(jù)起算數(shù)據(jù) 、 、 與地下導線的測量數(shù)據(jù)重新計算地下連接導線點的坐與地下導線的測量數(shù)據(jù)重新計算地下連接導線點的坐標。將地面與地下求得的標。將地面與地下求得的B B點坐標相比較，如果其相對閉合差符合所采用連接導線的點坐標相比較，如果其相對閉合差符合所采用連接導線的精度時，可將坐標增量閉合差按地下連接導線邊長成比例反號加以分配，因地面連接精度時，可將坐標增量閉合差按地下連接導線邊長成比例反號加以分配，因地面連接導線精度較高，可以不加改正。導線精度較高，可以不加改正。5 5、兩井定向應獨立進行，互差不得超過、兩井定向應獨立進行，

22、互差不得超過1 1取兩次獨立定向計算結果的平均值作為兩井定向地下連接導線的最終值。取兩次獨立定向計算結果的平均值作為兩井定向地下連接導線的最終值。四四 導入高程導入高程一、導入高程的實質一、導入高程的實質 高程聯(lián)系測量的任務，就在于把地面的高程系統(tǒng)，經(jīng)過平硐、斜井或立高程聯(lián)系測量的任務，就在于把地面的高程系統(tǒng)，經(jīng)過平硐、斜井或立井傳遞到地下高程測量的起始點上。所以我們就稱之為導入高程。井傳遞到地下高程測量的起始點上。所以我們就稱之為導入高程。導入高程的方法隨開拓的方法不同而分為：導入高程的方法隨開拓的方法不同而分為：1 1、通過平硐導入高程；、通過平硐導入高程；2 2、通過斜井導入高程；、通過

23、斜井導入高程；3 3、通過立井導入高程。、通過立井導入高程。 四四 導入高程導入高程二、高程導入方法（長鋼尺導入高程）二、高程導入方法（長鋼尺導入高程） 用長鋼尺導入高程的設備及安裝所示。鋼尺用長鋼尺導入高程的設備及安裝所示。鋼尺通過井蓋放入井下，到達井底后，掛上一個垂球，通過井蓋放入井下，到達井底后，掛上一個垂球，以拉直鋼尺，使之居于自由懸掛位置。垂球不宜以拉直鋼尺，使之居于自由懸掛位置。垂球不宜太重，一般以太重，一般以10kg10kg為宜。下放鋼尺的同時，在地為宜。下放鋼尺的同時，在地面及井下安平水準儀，分別在面及井下安平水準儀，分別在A A、B B兩點所立水準兩點所立水準尺上讀取讀數(shù)尺上

24、讀取讀數(shù)a a和和b b，然后將水準儀照準鋼尺。當，然后將水準儀照準鋼尺。當鋼尺掛好后，井上、下同時讀取鋼尺掛好后，井上、下同時讀取m m和和n n。同時讀數(shù)。同時讀數(shù)可避免鋼尺移動所產(chǎn)生的誤差。最后再在可避免鋼尺移動所產(chǎn)生的誤差。最后再在A A、B B水水準尺上讀數(shù)，以檢查儀器高度是否發(fā)生變動。根準尺上讀數(shù)，以檢查儀器高度是否發(fā)生變動。根據(jù)上述測量數(shù)據(jù)，就能求得據(jù)上述測量數(shù)據(jù)，就能求得A A、B B兩點之高差。兩點之高差。 導入高程均需獨立進行兩次，也就是說在第導入高程均需獨立進行兩次，也就是說在第一次進行完畢后，改變其井上下水準儀的高度并一次進行完畢后，改變其井上下水準儀的高度并移動鋼尺，用同樣的方法再作一次。兩次的差值移動鋼尺，用同樣的方法再作一次。兩次的差值應符合相關的測