资源描述
,#,目,录,3.1,工程测量概述,3.2,工程控制网建立,3.3,工程地形图测绘,概述,控制测量,规划测量,3.4,城乡规划与建筑工程测量,3.5,线路与桥梁、水利、市政工程测量,3.6,矿山与隧道工程测量,3.7,地下管线测量,施工测量,竣工测量,变形监测,3.8,工程竣工测量,3.9,变形与形变监测,3.10,精密工程测量,3.6.1,概述,3.6.2,隧道施工测量,3.6.3,矿井施工测量,3.6.4,联系测量,3.6.5,贯通测量,3.6.1,概述,一、地下工程与地下工程测量,（,1,）地下工程：深入地面以下，开发利用地下空间资源所建造的地下土木工程,（,2,）地下工程测量：指地下工程在规划、设计、施工、竣工及运营管理各阶段,所进行的测量工作,二、,.,地下工程测量特点,（,1,）施工环境差，测量精度难以提高,（,2,）硐室互不相通，不便校核，误差累积大,（,3,）施工面窄，控制测量形式单一，一般采用导线测量（分级布设）,（,4,）测量方法与仪器比较特殊（联系测量或陀螺经纬仪）,三、地下工程测量内容,1.,规划阶段：大中地形图或专业地形图，需要时测绘纵、横断面图以及地质剖面图,2.,建设阶段：施工控制测量、建（构）筑物定线放样,（,1,）施工控制测量：地面控制测量、地下控制测量、联系测量,（,2,）施工定线放样：,放样施工中线和腰线，给出开挖方向,硐体成型或部分成型后，放样断面线指导衬砌,衬砌后进行断面测量，核实净空,竣工后，编绘竣工图和记录必要的测量数据,3.,运营阶段,设备安装、维修、改建、扩建；全程变形监测,四、隧道工程测量,1.,隧道工程测量,（,1,）规划阶段：提供选线地形图和地质图资料,（,2,）设计阶段：测图控制网建立、带状地形图和横断面测绘,（,3,）,建设阶段：施工测量、竣工测量,（,4,）建设和运营阶段：地表、洞身及相关建筑物的变形监测,2.,隧道施工测量,内容：洞外控制测量、进洞测量、洞内控制测量、洞内施工测量、贯通误差调整,及竣工测量,五、矿山测量,1.,矿山测量：内容：矿产勘探阶段的地面控制测量、地形图测绘、勘探点的标定,（,1,）设计阶段：地形图测绘、工业广场测量、线路测量,（,2,）建设阶段：井筒和巷道测量、建筑施工测量、设备安装与线路测量,（,3,）生产阶段：井巷标定、岩层与地表移动监测、土地复垦,2.,矿井施工测量,内容：地面控制网建立、竖井定向测量、竖井导入高程测量、竖井贯通测量、井下,控制测量、井下施工测量,3.6.2,隧道施工测量,一、技术方案设计,1.,基本技术要求：,（,1,）洞外控制网宜布设成自由网,（,2,）洞外控制测量，洞口布设不少于,3,个平面点；,2,个水准点,（,3,）洞内先布设施工导线，指示掘进；再布设高级导线检查校正,（,4,）洞内施工导线边长宜近似相等；洞内水准路线应往返测量,（,5,）洞内控制点不易保存，埋石顶面应比洞内地面低,20,30cm,，上面加设护盖后,填平地面，以免施工中遭受破坏,2.,贯通误差要求,二、洞外控制测量,作用：在隧道各开挖口之间建立统一的控制网，,可进行隧道洞内控制测量或中线测量，保证隧道准确贯通,方法,中线法,控制形式简单、方向控制较差、适用较短隧道,（直线短于,1km,，曲线适于,500m,）,布设简单灵活、地形适应性强，外业工作量少,方向控制精度高，组织复杂,洞外控制测量,导线法,三角形网,GPS,定位法,定位精度高，选点灵活，无须通视，观测时间短,一般采用二、三等水准布设,洞外高程测量,水准测量,三角高程测量,水准测量困难时，布设成四、五等,洞外平面控制测量等级（补充）：,说明：,GPS,控制网不能低于三等,三角形网、导线网不能低于一级,三、进洞测量,定义：即隧道洞外和洞内的联系测量，洞外控制测量完成后，应把各洞口的进洞点,和洞外控制网联系起来,直线隧道：纵轴为线路中线,曲线隧道：纵轴为一条切线方向,使用进洞点和洞口控制点的坐标，反算两点的距离和方位角，确定进洞测量的数据，,把中线引入洞内,高程导入洞内方法：水准测量、三角高程测量,四、洞内控制测量：指出掘进方法，保证准确贯通,1.,洞内平面控制测量：,中线法和导线法,（,1,）中线法：,洞内不设导线，以洞口投点为依据，向洞内直接测设隧道中线点，不断延伸作为,洞内平面控制测量，用中线点直接进行施工放样。,适用于较短隧道。,特点：受施工运输干扰大，观测不便，点位易被破坏,任务四,隧道施工测量,中线法放样（补充）：,（,1,）标定中线上的点,A,；,（,2,）标定开挖方向,(,定,D,点,),；,（,3,）中线点向前延伸。,5,L,180,o,P,5,A,A,D,P,4,四、洞内控制测量,1.,洞内平面控制测量：中线法和导线法,（,2,）导线法：适用于长隧道；,导线形状联决于隧道的形状，只能敷设支导线或狭长形导线环；,导线不能一次布设完成，随着隧道的开挖逐渐向前延伸；,导线只能用重复观测的方法进行检核；,导线点有时设于坑道顶板，需采用点下对中。,导线法（补充）：,（,1,）一般为支导线形式,（,2,）一般采用分级布设方法：,施工导线,基本导线,主要导线,（,3,）大断面长隧道，可布设闭合导线,或主副导线环,一般副导线只测角度，不测边长,四、洞内控制测量,2.,洞内高程控制测量,（,1,）测量方法：水准测量或三角高程测量,（,2,）每隔,200,500m,设立一对（,规范：一个,）高程点以便检核；,（,3,）每隔,100m,应在拱部边墙上设立一个水准点（便于施工）,洞内水准路线特点,：,（,1,）洞内水准路线属于水准支线，往返测检核；,（,2,）洞内高程点定期进行复测；,（,3,）因洞内干扰大，常用挂尺传递高程（倒尺法测量）。,五、洞内施工测量,1.,任务：,（,1,）确定平面及竖直面内的掘进方向，,（,2,）定期检查工程进度（进尺）及计算完成土石方数量；,（,3,）在隧道竣工后，进行竣工测量,2.,内容：,（,1,）洞口定线放线,（,2,）洞内中线测量,（,3,）洞内腰线测设,（,3,）开挖断面测量测量,（,4,）衬砌放样,洞内腰线测设（补充）：,腰线：通常在隧道岩壁上每隔,5-10m,标出比洞底地坪高出,1m,的抄平线，,简称腰线。腰线与洞底地坪的设计高程线平行。,3.6.3,矿井施工测量（略）,1.,技术方案设计,坐标系统和高程基准,-,矿区内统一,投影带,-,国家,3,度带高斯平面直角坐标系,特殊情况：任意中央子午线，矿区平均高程面为投影面的矿区独立坐标系,2.,地下导线要求,-,地下导线应尽量沿巷道中线（或边线）布设，尽量避免,长短边相接,-,地下导线检核，,直线段,检核,角度,，,曲线段,检查,边长,-,因为边长短，所以角度观测时，,减小,仪器和目标对中,误差,-,钢尺悬空丈量时，应加,尺长,、,温度,和,垂曲,改正,-,导线网（环），进行平差计算,-,螺旋形巷道，不能形成长边导线，向前延伸时，应从硐外复测,3.6.3,矿井施工测量,2.,矿区控制测量,平面控制测量：三角形网和导线网,首级在一、二级平面控制网基础上布设，加密可以越级,高程控制测量：水准测量和三角高程测量,首级采用,水准测量,，,三角高程,主要用于山区和丘陵地带的高程控制,首级布设成,环形网,，加密网宜布设成,附合路线,或,结点网,3.6.3,矿井施工测量,3.,井下控制测量,井下平面控制测量,-,地下导线,形式：附合导线、闭合导线、方向附合导线、无定向导线、支导线、导线网,导线起始点：位置,-,平硐口、斜井口以及竖井的井底车场,坐标,-,地面控制和联系测量测定,要求：敷设低等级导线,-,指示掘进坑道,；,300,500m,，敷设高等级导线检查低等级导线,高等级导线起始边（点）和最终边（点）要与低等级导线相重合,以高等级导线所测设的最终边为基础，再向前敷设低等级导线和中线,井下高程控制测量,：水准测量和三角高程（坡度大的倾斜巷道）,水准路线布设形式：支线、附合路线和闭合路线；,水准点：巷道顶板、底板或两帮上、井下固定设备的基础上，方便使用，不易变形,3.6.4,联系测量,一、联系测量方法,（,1,）平硐、斜井平面联系测量使用导线测量直接导入；高程联系测量采用水准测量、,三角高程测量直接导入。,（,2,）竖井联系测量,平面：几何定向方法（一井定向和两井定向）、陀螺经纬仪定向,高程：长钢尺法、长钢丝法、光电测距仪法、铅直测距法,二、几何定向方法,1.,一井定向,（,1,）一井定向工作：投点、连接测量,（,2,）作业方法：,联系三角形布设：,三角形尽量伸展，、尽量小，,不大于,3,0,b/a,的比值应小于,1.5,两吊垂线的间距尽量大,投点：通过两根钢丝将地面点坐标和方位角传至地下,联系三角形测量,地上观测：,及连接角,；丈量,a,、,b,、,c,边长,井下观测：,及连接角,；丈量,、,、,c,边长,a,b,二、几何定向方法,1.,一井定向,（,3,）联系三角形计算,计算两吊垂线间距：,a,2,b,2,c,2,2,bc,cos,算,a,a,a,2,mm,检核计算：,算,测,a,计算三角形边长改正数：,v,v,v,c,a,b,3,b,c,计算角和角：,sin,sin,sin,sin,a,a,f,f,f,180,v,求闭合差并进行改正：,v,算,算,2,2,说明：,井下三角形按同法计算,二、几何定向方法,1.,一井定向,（,4,）井下控制点坐标与方位角计算,地上、井下连接成一条导线,按支导线计算,A,点坐标，,计算,A,B,边坐标方位角,说明：,导线连接方式有多种,经过小角,和,的导线精度最高,两井定,向,(1),投点及联系测量,N,Q,M,P,通风井,竖井,B,D,O,2,无定向导线,O,1,b,a,c,C,三、陀螺经纬仪定向方法,陀螺仪,+,经纬仪,原理：陀螺仪本身的,物理特性,及,地球自转,影响，实现自动寻找,真北,方向,作用：测定任意测站上任意方向的,大地方位角,应用范围：在南、北半球纬度小于,75,度的范围内，不受埋单和环境限制，可以实现,快速定向,三、陀螺经纬仪定向方法,1.,陀螺仪的基本特性,（,1,）陀螺仪自转轴在无外力矩作用时，始终指向其初始恒定方向，该特性称为定轴性,（,2,）陀螺仪自转轴受到外力矩作用时，将按一定的规律产生进动，该特性称为进动性,三、陀螺经纬仪定向方法,2.,陀螺经纬仪作业过程,（,1,）粗略定向,将仪器置于测站，对中整平，并使经纬仪盘左位置时的视准轴大致指向北方向，,然后进行粗略定向，确定近似北方向,（,2,）精密定向,使视准轴置于经粗略定向后的近似北方向上，在此基础上进行精密定向,说明：,陀螺经纬仪测定的是大地方位角（地理方位角、真北方位角）,一般需将大地方位角化算为坐标方位角，以供使用,三、陀螺经纬仪定向方法,3.,陀螺经纬仪精密定向的方法：,主要方法：,（,1,）跟踪逆转点法,（,2,）中天法：记录光标线每次经过分划板零刻划线的时间，称为中天时间,4.,大地方位角与坐标方位角的关系,A,坐标方位角,=,大地方位角,-,平面子午线收敛角,说明：,可以通过点的大地坐标（,B,L,）计算子午线收敛角,点在中央子午线以东时,为正，以西时为负,三、陀螺经纬仪定向方法,5.,陀螺经纬仪定向的作业过程,（,1,）在已知边上测定仪器常数,（,2,）在待定边上测定陀螺方位角,（,3,）在已知边上重新测定仪器常数，求算仪器常数最或是值，评定一次测定中误差,（,4,）求算子午线收敛角,（,5,）求算待定边的坐标方位角,说明：,仪器常数,陀螺轴、望远镜视准轴和观测目镜的光轴不在同一竖直面内，使仪器测定的陀螺方,位角和大地方位角不一致，其差值称为仪器常数。,大地方位角,=,陀螺方位角,+,仪器常数,说明：,零位改正,三、陀螺经纬仪定向方法,陀螺转子不旋转时，扭摆的平,5.,陀螺经纬仪定向的作业过程,衡位置就是扭摆的悬带零位。当转,子高速旋转时，陀螺转子轴绕着,Z,轴,相对于子午线作对称摆动，因此，,子午线是转子轴摆动的平衡位置。,在理想情况下，若悬带零位与,子午线重合，陀螺转子轴指向北方,时，悬带不受扭力。若悬带受到扭,力，将使所测得的陀螺北方向的数,值带有误差，由于悬带小扭角引起,陀螺转子轴方向的变化，因此需要,施加零位改正。,坐标方位角计算：,测线方向值,陀螺北方向值,零位改正值,陀螺方位角,仪器常数,89,57,04,353,45,32,+31,96,12,03,+03,18,96,15,21,01,24,30,94,50,41,大地方位角,子午线收敛角,坐标方位角,三、陀螺经纬仪定向方法,6.,陀螺方位角一次测定,（,1,）在测站上安置陀螺经纬仪，以一个测回测定待定边或已知的方向值，仪器,大致对正北方,（,2,）粗略定向，测定近似陀螺北方向,（,3,）测前悬带零位观测,（,4,）精密定向，精密测定陀螺北方向,（,5,）测后悬带零位观测,（,6,）以一个测回测定待定边或已知边方向值，两次方向值观测互差小于限差，,取其平均值作为测线方向值,3.6.5,贯通测量,一、贯通形式与技术路线,贯通测量：两个或多个相向或同向掘进的工作,面，使其按照设计要求在预定地点正确贯通而进行,的测量工作,1.,贯通形式,（,1,）分类：平、斜洞贯通；竖井贯通,（,2,）贯通形式：,相向贯通：两个工作面相向掘进,单向贯通：从一端向另一端的指定地点掘进,同向贯通：两个工作面同向掘进，追随贯通,一、贯通形式与技术路线,2.,技术路线,（,1,）测定隧道两端控制点的平面坐标和高程、,（,2,）计算巷道中线的坐标方位角和腰线坡度、,（,3,）计算隧道两端点指向角,（,4,）利用数据标定中线和腰线、指示隧道按设计的同一方向和同一坡度分别掘进，,直到贯通面相互接通,二、贯通测量的工作步骤,1.,选择合理测量方案与测量方法,2.,施测和计算，独立可靠检核,3.,根据数据计算贯通的放样元素，实地标定中线和腰线,4.,根据掘进需要，延长中线和腰线,5.,贯通以后，测定贯通偏差值，连接导线，计算各项闭合差,6.,重大项目完工后，进行精度分析与精度评定，编写技术总结,三、贯通误差与控制,1.,纵向贯通误差,水平面内沿中心线方向的贯通误差分量，仅对贯通有距离上的影响，故对其要求,比较低,三、贯通误差与控制,2.,横向贯通误差,水平面内垂直于中心线方向的贯通误差分量，对质量有直接影响，需重点控制,m,q,三、贯通误差与控制,3.,高程贯通误差,铅垂线方向的贯通误差分量，对坡度有影响，若采用水准测量方法，一般较容,易控制,m,h,三、贯通误差与控制,4.,贯通误差控制措施,（,1,）注意原始资料的可靠性，起算数据应准确无误,（,2,）各项测量工作都要有可靠的独立检核，要进行复测复算，防止产生粗差,（,3,）对精度要求很高的重大贯通工程，要采用提高精度的必要技术措施,适当加测陀螺定向边，尽可能增大导线边长；设法提高仪器和目标的对中精度（三,联脚架法）,（,4,）及时对观测成果进行精度分析，并与预计的贯通误差进行比对，必要时返工重测,（,5,）掘进过程中，要及时进行测量和填图，并根据测量成果及时调整掘进方向和坡度,贯通误差的测量（补充）：,1.,延伸中线法,采用中线法测量的隧道，贯通后，从相向测量的两个方向向贯通面延伸中线，在贯,通面上量取两中线之间的距离，就得到横向贯通误差。,2.,坐标法,在贯通面附近钉立临时桩，通过,洞内导线，从两个方向分别测量,临时桩的坐标，通过坐标比较可得贯通误差。,3.,高程贯通误差：水准测量法,
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