學(xué)習(xí)情境四：地下工程測(cè)量

1、地下工程施工測(cè)量地下工程施工測(cè)量Underground Engineering Surveying工程測(cè)量子情境1 礦山控制測(cè)量礦山控制測(cè)量地面控制測(cè)量地下控制測(cè)量礦區(qū)平面控制 礦區(qū)高程控制測(cè)量 井下導(dǎo)線測(cè)量 地下高程測(cè)量 一、地面控制測(cè)量一、地面控制測(cè)量1礦區(qū)平面控制網(wǎng)礦區(qū)平面控制網(wǎng)1）導(dǎo)線測(cè)量網(wǎng)）導(dǎo)線測(cè)量網(wǎng)2）GPS控制網(wǎng)控制網(wǎng)2近井網(wǎng)（點(diǎn)）的設(shè)置近井網(wǎng)（點(diǎn)）的設(shè)置3 礦區(qū)高程控制測(cè)量礦區(qū)高程控制測(cè)量井井下下導(dǎo)導(dǎo)線線基本控制基本控制采區(qū)控制采區(qū)控制7導(dǎo)線導(dǎo)線15導(dǎo)線導(dǎo)線15導(dǎo)線導(dǎo)線30導(dǎo)線導(dǎo)線n二、地下控制測(cè)量二、地下控制測(cè)量分次布設(shè)，逐步敷設(shè)；分次布設(shè)，逐步敷設(shè)；先低級(jí)，后高級(jí)；先低級(jí)，

2、后高級(jí)；不斷向前，直至邊界。不斷向前，直至邊界。n1. 導(dǎo)線測(cè)量外業(yè)導(dǎo)線測(cè)量外業(yè)n井下導(dǎo)線測(cè)量外業(yè)主要包括：選點(diǎn)、埋點(diǎn)、井下導(dǎo)線測(cè)量外業(yè)主要包括：選點(diǎn)、埋點(diǎn)、測(cè)角和量距，除此之外，還要進(jìn)行導(dǎo)線的測(cè)角和量距，除此之外，還要進(jìn)行導(dǎo)線的延長(zhǎng)及檢查工作。延長(zhǎng)及檢查工作。礦圖測(cè)繪礦圖測(cè)繪n 1）選點(diǎn)和埋點(diǎn)）選點(diǎn)和埋點(diǎn) n2)角度測(cè)量n 經(jīng)緯儀（全站儀）的安置n 檢驗(yàn)與校正n 水平角觀測(cè)n 豎直角觀測(cè)l3)邊長(zhǎng)丈量l4)導(dǎo)線的延長(zhǎng)l2.井下經(jīng)緯儀導(dǎo)線測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)井下經(jīng)緯儀導(dǎo)線測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)l 1)內(nèi)業(yè)計(jì)算之前，應(yīng)認(rèn)真檢查全部外業(yè)記錄。 l 2)邊長(zhǎng)計(jì)算l 3）角度閉合差的計(jì)算與分配l 4)推算各邊的坐標(biāo)方位角 l

3、5）坐標(biāo)增量的計(jì)算 l 6）坐標(biāo)增量閉合差的計(jì)算與分配 l 7）點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算 【技能訓(xùn)練【技能訓(xùn)練13】地下導(dǎo)線測(cè)量實(shí)訓(xùn)】地下導(dǎo)線測(cè)量實(shí)訓(xùn) 1技能訓(xùn)練目標(biāo)技能訓(xùn)練目標(biāo)掌握點(diǎn)下對(duì)中、井下導(dǎo)線的測(cè)角和量距的方法2儀器與工具儀器與工具每組借領(lǐng)一臺(tái)全站儀及其輔助設(shè)備，礦燈、礦帽，小鋼尺1把，記錄板1塊。3實(shí)訓(xùn)步驟實(shí)訓(xùn)步驟1）指導(dǎo)教師先作示范，講解原理與要領(lǐng)；2）布置導(dǎo)線點(diǎn)3）儀器安置；（對(duì)中整平）4）角度觀測(cè)；5）分段丈量； 4實(shí)訓(xùn)基本要求實(shí)訓(xùn)基本要求1）遵照附錄1“測(cè)量實(shí)訓(xùn)的一般要求”中的各項(xiàng)規(guī)定。2）完成15秒級(jí)基本控制導(dǎo)線測(cè)量；3）每個(gè)學(xué)生操作兩個(gè)測(cè)站以上的實(shí)訓(xùn)任務(wù)，每組完成一條導(dǎo)線；4）注意粗

4、瞄準(zhǔn)時(shí)，前視（或后視）人員要打燈語(yǔ)，注意團(tuán)隊(duì)的合作；5上交資料上交資料1）各組的記錄手薄一份。2）每位學(xué)生的實(shí)訓(xùn)報(bào)告。 豎井豎井聯(lián)系聯(lián)系測(cè)量測(cè)量豎井定向測(cè)量豎井定向測(cè)量豎井高程傳遞豎井高程傳遞一井定向一井定向兩井定向兩井定向陀螺儀定向陀螺儀定向鋼尺傳遞法鋼尺傳遞法測(cè)距儀傳遞法測(cè)距儀傳遞法1.豎井聯(lián)系測(cè)量?jī)?nèi)容豎井聯(lián)系測(cè)量?jī)?nèi)容子情境2 豎井聯(lián)系測(cè)量aPbQ水準(zhǔn)點(diǎn)1水準(zhǔn)點(diǎn)22、 豎井高程傳遞豎井高程傳遞（1） 鋼尺傳遞法鋼尺傳遞法l檢核檢核水準(zhǔn)點(diǎn)1水準(zhǔn)點(diǎn)2注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)鋼尺改正鋼尺改正（2）測(cè)距儀傳遞法）測(cè)距儀傳遞法ab水準(zhǔn)點(diǎn)1水準(zhǔn)點(diǎn)2mnDabcab c(1)(1)投點(diǎn)及連接測(cè)量方法投點(diǎn)及連接測(cè)

5、量方法O1O2ABABO1O2聯(lián)系三角形聯(lián)系三角形3、一井定向、一井定向目的：將地面點(diǎn)坐標(biāo)和方位角傳遞到地下目的：將地面點(diǎn)坐標(biāo)和方位角傳遞到地下(2)(2)聯(lián)系三角形平差計(jì)算聯(lián)系三角形平差計(jì)算bca O1O2A（1 1）計(jì)算兩吊垂線間距。）計(jì)算兩吊垂線間距。（2 2）檢核計(jì)算。）檢核計(jì)算。mmaaa2測(cè)算（3 3）計(jì)算三角形邊長(zhǎng)改正數(shù)。）計(jì)算三角形邊長(zhǎng)改正數(shù)。3avvvcba（4 4）計(jì)算）計(jì)算角和角和角。角。sinsinabsinsinac（5 5）求閉合差并進(jìn)行改正。）求閉合差并進(jìn)行改正。180算算f2fv2fvcos2222bccba算(3)(3)地下導(dǎo)線起始邊方位角推算地下導(dǎo)線起始邊方

6、位角推算BAABO1O2O1O2BAO1O2AB C D mqmo0l(4)(4)方位角傳遞的誤差方位角傳遞的誤差00lmmq (5)(5)聯(lián)系三角形的最有利形狀聯(lián)系三角形的最有利形狀sinsinab360A BBA AO1O2ba AO1O2（1）兩垂線之間距離盡可能遠(yuǎn)。）兩垂線之間距離盡可能遠(yuǎn)。（2）應(yīng)為伸展形狀，）應(yīng)為伸展形狀， 不能大于不能大于3。O1O2O1O2（3）b/a的數(shù)值應(yīng)大約等于的數(shù)值應(yīng)大約等于1.5。Aab2222)()1 ()(abmabtgammS測(cè)距精度的影響測(cè)角精度的影響(5)(5)聯(lián)系三角形的最有利形狀聯(lián)系三角形的最有利形狀(5)(5)聯(lián)系三角形的最有利形狀聯(lián)系

7、三角形的最有利形狀2222)()1 ()(abmabtgammS2222)()1 ()(acmactgammSbcmmO1O2Abca sinsinacsinsinabO1O2（4）傳遞方向應(yīng)經(jīng)過小角。）傳遞方向應(yīng)經(jīng)過小角。BAAB路線對(duì)應(yīng)的角度1234(5)(5)聯(lián)系三角形的最有利形狀聯(lián)系三角形的最有利形狀M4、兩井定向、兩井定向通風(fēng)井豎井a(chǎn)bcO1CDBO2無定向?qū)Ь€ PQN(1) 投點(diǎn)及聯(lián)系測(cè)量(2)內(nèi)業(yè)計(jì)算 計(jì)算兩吊錘線在地面坐標(biāo)系的方向角與距離ABABABXXYY arctan22)()(ABABABYYXXS計(jì)算地下導(dǎo)線點(diǎn)在假定坐標(biāo)系中的坐標(biāo)設(shè)A點(diǎn)為原點(diǎn)，A1邊為X軸方向sinco

8、siiiiiiSYSXAx123ByXY111)180(niAii=（1，2，n1）式中：B點(diǎn)的坐標(biāo)為： ABBABBYYXX由A、B兩點(diǎn)再假定坐標(biāo)系中坐標(biāo)，反算其假定方位角與距離為：arctanBBABXY22BBABYXS計(jì)算地下導(dǎo)線各點(diǎn)在地面坐標(biāo)系中的坐標(biāo) cossinsincosiiiiiiBAiiYXYXYXiiABAB其中：兩豎井間地下導(dǎo)線的平差 ABAB坐標(biāo)閉合差 由于BBXXXfBBYYYf22YXfff全長(zhǎng)相對(duì)閉合差為 fSSfK1(3)精度分析 當(dāng)進(jìn)行兩井定向，則無定向?qū)Ь€最后一條邊的方位角中誤差為：3/ )5 . 1( nmmn式中：n為導(dǎo)線邊數(shù) 如果不作兩井定向，按支導(dǎo)

9、線推算最后一條邊的方位角中誤差 1nmmn例如：當(dāng)布設(shè)n5 23/ )5 . 1(1nnmmnn（4）鉛垂儀與全站儀聯(lián)合定向法通風(fēng)井豎井TD1TD2W1W2BCPQ(5)(5)陀螺經(jīng)緯儀定向陀螺經(jīng)緯儀定向1 陀螺經(jīng)緯儀的工作原理陀螺經(jīng)緯儀的工作原理2陀螺北方向值的觀測(cè)陀螺北方向值的觀測(cè) 陀螺北方向指的是陀螺子午線方向，即陀螺軸在擺動(dòng)平衡位置所指的方向。陀螺北方向值的觀測(cè)通常采用逆轉(zhuǎn)點(diǎn)法。 3全站型陀螺經(jīng)緯儀全站型陀螺經(jīng)緯儀 全站型陀螺儀是一種將陀螺儀和全站儀集成于一體的且具有全天候、全天時(shí)、快速高效獨(dú)立的測(cè)定真北方位的精密測(cè)量?jī)x器 4陀螺經(jīng)緯儀定向陀螺經(jīng)緯儀定向1）在地面已知邊上測(cè)定儀器常數(shù)陀

10、陀ABABAABABTTT 2）井下定向邊陀螺方位角的測(cè)定及坐標(biāo)方位的計(jì)算陀平abaabT 二、直線巷道中線的標(biāo)定二、直線巷道中線的標(biāo)定 子情境3 巷道施工測(cè)量一、一、概述概述 1初步標(biāo)定巷道開切點(diǎn)和臨時(shí)中線初步標(biāo)定巷道開切點(diǎn)和臨時(shí)中線 2精確標(biāo)定直線巷道的中線精確標(biāo)定直線巷道的中線 三、曲線巷道中線的標(biāo)定三、曲線巷道中線的標(biāo)定1算標(biāo)定數(shù)據(jù)算標(biāo)定數(shù)據(jù) nRl2sin2nBA2180n/180321BA45L1L221BA452221（1 1）半徑法半徑法 子情境3 巷道施工測(cè)量2實(shí)地標(biāo)定實(shí)地標(biāo)定 （2 2）垂線法垂線法 1瞄線法瞄線法子情境3 巷道施工測(cè)量四、中線的延長(zhǎng)四、中線的延長(zhǎng)2拉線法拉

11、線法3經(jīng)緯儀延長(zhǎng)中線法經(jīng)緯儀延長(zhǎng)中線法五、巷道腰線的標(biāo)定五、巷道腰線的標(biāo)定1平巷腰線的標(biāo)定平巷腰線的標(biāo)定2斜巷道腰線的標(biāo)定斜巷道腰線的標(biāo)定 直線巷道的延長(zhǎng)和檢查直線巷道的延長(zhǎng)和檢查 中線不斷向前延設(shè)中線不斷向前延設(shè),掘掘3040M延設(shè)一組中線。延設(shè)一組中線。保證最前一個(gè)中線點(diǎn)距工作面不超過保證最前一個(gè)中線點(diǎn)距工作面不超過4050m,以防以防掘偏。掘偏。方法：經(jīng)緯儀法，瞄線法，拉線法方法：經(jīng)緯儀法，瞄線法，拉線法ABC（1 1）高程貫通誤差）高程貫通誤差mh子情境4 巷道貫通測(cè)量1 1、分類、分類（2）縱向貫通誤）縱向貫通誤差差ml（3）橫向貫通誤差）橫向貫通誤差mq橫向誤差17.3毫米高程誤差

12、4.6毫米 大瑤山隧道大瑤山隧道(14.3(14.3公里公里) )隧道工程舉例隧道工程舉例西康鐵路西康鐵路 秦嶺特長(zhǎng)隧道秦嶺特長(zhǎng)隧道(18.4(18.4公里公里) )縱向誤差125毫米橫向誤差12毫米高程誤差1毫米 2 2、誤差預(yù)計(jì)、誤差預(yù)計(jì)豎井聯(lián)系測(cè)量的誤差貫通面豎井BA下上綜2222mmmm3 3、誤差的測(cè)定、誤差的測(cè)定橫向貫通誤差縱向貫通誤差高程貫通誤差thu延伸中線法延伸中線法AB量取AB兩點(diǎn)之間的高差與距離即可的貫通誤差坐標(biāo)法坐標(biāo)法貫通面主要導(dǎo)線主要導(dǎo)線A（XA, YA ）（XA”, YA” ）A”橫向誤差： YA -YA” 縱向誤差： XA -XA” 方位角貫通誤差水準(zhǔn)測(cè)量法水準(zhǔn)測(cè)

13、量法貫通面BM1BM2細(xì)鋼絲細(xì)鋼絲求解點(diǎn)A的高程HA求解點(diǎn)A的高程H”高程貫通誤差為H”-H4 4、誤差的調(diào)整、誤差的調(diào)整 調(diào)整貫通誤差的工作，原則上應(yīng)在隧道未襯砌地段上進(jìn)行，不再牽動(dòng)已襯砌地段的中線，以防減少限界而影響行車。 (1)(1)直線隧道貫通誤差直線隧道貫通誤差 調(diào)整方法-折線法 具體方法貫通面方向125 直線連接直線連接 5 25 加反向曲線加反向曲線R=4000mR=4000m(2)(2)曲線隧道貫通誤差曲線隧道貫通誤差貫通面方向貫通面位于圓曲線上 進(jìn)口貫通面出口貫通面輔助切線輔助切線10203040在貫通面兩側(cè)每20米弦長(zhǎng)的中線點(diǎn)上，增加或減少10的切線偏角貫通面當(dāng)貫通面位于曲

14、線始（終）附近 RABCCDEED調(diào)整圓曲線長(zhǎng)度法DE與DE不平行也不重合 調(diào)整后DE與DE平行 RDEDDEECCRCC2360AFFsinDDFFAA子情境5 隧道工程測(cè)量地面控制測(cè)量平面控制測(cè)量高程控制測(cè)量精密導(dǎo)線法 GPS定位技術(shù) 水準(zhǔn)測(cè)量 三角高程測(cè)量 一、 地面控制測(cè)量1、中線放樣 2、坡度放樣 3、斷面放樣 4、隧道貫通誤差的測(cè)定與調(diào)整 在隧道施工過程中，根據(jù)洞內(nèi)布設(shè)的地下導(dǎo)線點(diǎn)，經(jīng)坐標(biāo)推算而確定隧道中心線方向上有關(guān)點(diǎn)位，以準(zhǔn)確知道較長(zhǎng)隧道的開挖方向和便于日常施工放樣。為了控制隧道坡度和高程的正確性，通常在隧道巖壁上每隔510m，標(biāo)出比洞底地坪高出1m的抄平線，又稱腰線，腰線與洞底地坪的設(shè)計(jì)高程線是平行的。施工人員根據(jù)腰線可以很快地放樣出坡度和各部位高程。1、中線放樣5A2255PAPAXXYYLADP4P5L555PAPAAPXXYYarctg4555PPAP5APADA（1）中線法5AADP4P5L操作過程標(biāo)定中線上的點(diǎn)A;標(biāo)定開挖方向(定D點(diǎn))中線點(diǎn)向