地下工程测量课件

,*,地下工程施工测量,Underground Engineering Surveying,工程测量,子情境,1,矿山控制测量,矿山控制测量,地面控制测量,地下控制测量,矿区平面控制,矿区高程控制测量,井下导线测量,地下高程测量,一、地面控制测量,1,矿区平面控制网,1,）导线测量网,2,）,GPS,控制网,2,近井网（点）的设置,3, 矿区高程控制测量,井下导线,基本控制,采区控制,7,导线,15,导线,15,导线,30,导线,二、地下控制测量,分次布设，逐步敷设；,先低级，后高级；,不断向前，直至边界。,1.,导线测量外业,井下导线测量外业主要包括：选点、埋点、测角和量距，除此之外，还要进行导线的延长及检查工作。,矿图测绘,1,）选点和埋点,2),角度测量,经纬仪（全站仪）的安置,检验与校正,水平角观测,竖直角观测,3),边长丈量,4),导线的延长,2.,井下经纬仪导线测量内业,1),内业计算之前，应认真检查全部外业记录,。,2),边长计算,3,）角度闭合差的计算与分配,4),推算各边的坐标方位角,5,）坐标增量的计算,6,）坐标增量闭合差的计算与分配,7,）点的坐标计算,【,技能训练,13】,地下导线测量实训,1,技能训练目标,掌握点下对中、井下导线的测角和量距的方法,2,仪器与工具,每组借领一台全站仪及其辅助设备，矿灯、矿帽，小钢尺,1,把，记录板,1,块。,3,实训步骤,1,）指导教师先作示范，讲解原理与要领；,2,）布置导线点,3,）仪器安置；（对中整平）,4,）角度观测；,5,）分段丈量；,4,实训基本要求,1,）遵照附录,1“,测量实训的一般要求”中的各项规定。,2,）完成,15,秒级基本控制导线测量；,3,）每个学生操作两个测站以上的实训任务，每组完成一条导线；,4,）注意粗瞄准时，前视（或后视）人员要打灯语，注意团队的合作；,5,上交资料,1,）各组的记录手薄一份。,2,）每位学生的实训报告。,竖井,联系,测量,竖井定向测量,竖井高程传递,一井定向,两井定向,陀螺仪定向,钢尺传递法,测距仪传递法,1.,竖井联系测量内容,子情境,2,竖井联系测量,a,P,b,Q,水准点,1,水准点,2,2,、 竖井高程传递,（,1,） 钢尺传递法,l,检核,水准点,1,水准点,2,注意事项,钢尺改正,（,2,）测距仪传递法,a,b,水准点,1,水准点,2,m,n,D,a,b,c,a,b ,c,(1),投点及连接测量方法,O,1,O,2,A,B,A,B,O,1,O,2,联系三角形,3,、一井定向,目的：将地面点坐标和方位角传递到地下,(2),联系三角形平差计算,b,c,a,O,1,O,2,A,（,1,）计算两吊垂线间距。,（,2,）检核计算。,（,3,）计算三角形边长改正数。,（,4,）计算,角和,角。,（,5,）求闭合差并进行改正。,(3),地下导线起始边方位角推算,B,A,A,B,O,1,O,2,O,1,O,2,B,A,O,1,O,2,A,B ,C ,D ,m,q,m,o,(4),方位角传递的误差,(5),联系三角形的最有利形状,A,O,1,O,2,b,a,A,O,1,O,2,（,1,）两垂线之间距离尽可能远。,（,2,）应为伸展形状， 不能大于,3,。,O,1,O,2,O,1,O,2,（,3,）,b/a,的数值应大约等于,1.5,。,A,a,b,测距精度的影响,测角精度的影响,(5),联系三角形的最有利形状,(5),联系三角形的最有利形状,b,c,O,1,O,2,A,b,c,a,O,1,O,2,（,4,）传递方向应经过小角。,B,A,A,B,路线,对应的角度,1,2,3,4,(5),联系三角形的最有利形状,M,4,、两井定向,通风井,竖井,a,b,c,O,1,C,D,B,O,2,无定向导线,P,Q,N,(1),投点及联系测量,(2),内业计算,计算两吊锤线在地面坐标系的方向角与距离,计算地下导线点在假定坐标系中的坐标,设,A,点为原点，,A1,边为,X,轴方向,A,x,1,2,3,B,y,X,Y,i=,（,1,，,2,，,，,n,1,）,式中：,B,点的坐标为,：,由,A,、,B,两点再假定坐标系中坐标，反算其假定方位角与距离为：,计算地下导线各点在地面坐标系中的坐标,其中：,两竖井间地下导线的平差,坐标闭合差,由于,全长相对闭合差为,(3),精度分析,当进行两井定向，则无定向导线最后一条边的方位角中误差为,：,式中：,n,为导线边数,如果不作两井定向，按支导线推算最后一条边,的方位角中误差,例如：当布设,n,5,（,4,）铅垂仪与全站仪联合定向法,通风井,竖井,TD,1,TD,2,W,1,W,2,B,C,P,Q,(5),陀螺经纬仪定向,1,陀螺经纬仪的工作原理,2,陀螺北方向值的观测,陀螺北方向指的是陀螺子午线方向，即陀螺轴在摆动平衡位置所指的方向。陀螺北方向值的观测通常采用逆转点法。,3,全站型陀螺经纬仪,全站型陀螺仪是一种将陀螺仪和全站仪集成于一体的且具有全天候、全天时、快速高效独立的测定真北方位的精密测量仪器,4,陀螺经纬仪定向,1,）在地面已知边上测定仪器常数,2,）井下定向边陀螺方位角的测定及坐标方位的计算,二、直线巷道中线的标定,子情境,3,巷道施工测量,一、,概述,1,初步标定巷道开切点和临时中线,2,精确标定直线巷道的中线,三、曲线巷道中线的标定,1,算标定数据,B,A,4,5,L1,L2,2,1,B,A,4,5,2,2,2,1,（,1,）,半径法,子情境,3,巷道施工测量,2,实地标定,（,2,）,垂线法,1,瞄线法,子情境,3,巷道施工测量,四、中线的延长,2,拉线法,3,经纬仪延长中线法,五、巷道腰线的标定,1,平巷腰线的标定,2,斜巷道腰线的标定,直线巷道的延长和检查,中线不断向前延设,掘,3040M,延设一组中线。保证最前一个中线点距工作面不超过,4050m,以防掘偏。,方法：经纬仪法，瞄线法，拉线法,A,B,C,（,1,）高程贯通误差,m,h,子情境,4,巷道贯通测量,1,、分类,（,2,）纵向贯通误差,m,l,（,3,）横向贯通误差,m,q,横向误差,17.3,毫米,高程误差,4.6,毫米,大瑶山隧道,(14.3,公里,),隧道工程举例,西康铁路 秦岭特长隧道,(18.4,公里,),纵向误差,125,毫米,横向误差,12,毫米,高程误差,1,毫米,2,、误差预计,竖井联系测量的误差,贯通面,竖井,B,A,3,、误差的测定,横向贯通误差,纵向贯通误差,高程贯通误差,t,h,u,延伸中线法,A,B,量取,AB,两点之间的高差与距离即可的贯通误差,坐标法,贯通面,主要导线,主要导线,A,（,X,A, Y,A,）,（,X,A,”, Y,A,”,）,A”,横向误差：,Y,A, -Y,A,”,纵向误差：,X,A, -X,A,”,方位角贯通误差,水准测量法,贯通面,BM,1,BM,2,细钢丝,细钢丝,求解点,A,的高程,H,A,求解点,A,的高程,H”,高程贯通误差为,H”-H,4,、误差的调整,调整贯通误差的工作，原则上应在隧道未衬砌地段上进行，不再牵动已衬砌地段的中线，以防减少限界而影响行车。,(1),直线隧道贯通误差,调整方法,-,折线法,具体方法,贯通面方向,1,2,5,直线连接,5,25,加反向曲线,R=4000m,R=4000m,(2),曲线隧道贯通误差,贯通面方向,贯通面位于圆曲线上,进口贯通面,出口贯通面,辅助切线,辅助切线,10,20,30,40,在贯通面两侧每,20,米弦长的中线点上，增加或减少,10,的切线偏角,贯通面,当贯通面位于曲线始（终）附近,R,A,B,C,C,D,E,E,D,调整圆曲线长度法,DE,与,DE,不平行也不重合,调整后,DE,与,DE,平行,A,F,F,子情境,5,隧道工程测量,地面控制测量,平面控制测量,高程控制测量,精密导线法,GPS,定位技术,水准测量,三角高程测量,一、 地面控制测量,1,、中线放样,2,、坡度放样,3,、断面放样,4,、隧道贯通误差的测定与调整,在隧道施工过程中，根据洞内布设的地下导线点，经坐标推算而确定隧道中心线方向上有关点位，以准确知道较长隧道的开挖方向和便于日常施工放样。,为了控制隧道坡度和高程的正确性，通常在隧道岩壁上每隔,510m,，标出比洞底地坪高出,1m,的抄平线，又称腰线，腰线与洞底地坪的设计高程线是平行的。施工人员根据腰线可以很快地放样出坡度和各部位高程。,1,、中线放样,A,D,P,4,P,5,L,（,1,）,中线法,A,D,P,4,P,5,L,操作过程,标定中线上的点,A;,标定开挖方向,(,定,D,点,),中线点向前延伸,180,o,（,2,）串线法,B,D,C,5m,工作面,30m,2,、坡度放样,洞底地坪,腰线,N,H,N,=172.76m,i,=+5,1,m,a,a=1.437m,A,B,C,D,5m,3,、断面放样,每次开挖钻爆前，应在开挖断面上根据中线和规定高程标出预计开挖断面轮廓线。,B,C,工作面,B,B,l,b,1,b,2,l,直角坐标法放样中线原理,半径法放样断面,B,B,