注册测绘师 综合 第三章第6节 矿山与隧道工程测量.docx
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注册测绘师综合第三章第6节矿山与隧道工程测量
第6节矿山与隧道工程测量
大纲要求:
测量方案、控制测量、施工测量
重点:
矿井联系测量、贯通测量
知识点一:
地下测量内容
地下工程施工方法可分为明挖法和暗挖法。
往往采用一些特殊或特定的测量方法(如联系测量)和仪器(如陀螺经纬仪),采矿工程存有矿尘和瓦斯时(如井工矿),要求仪器具有较好的密封性和防爆性。
1.规划阶段
视工程规模的大小和建筑物所处的地下深度,需要使用已有的各种大、中比例尺地形图或测绘专用地形图;必要时,需测绘纵、横断面图以及地质剖面图等。
2.建设阶段
(1)施工控制测量。
(2)施工定线放样。
3.运营阶段:
进行设备安装、维修、改建、扩建等各种测量工作。
此外,地下工程施工过程中,因岩体掘空,围岩应力发生变化,可能导致地下建筑及其周围岩体下沉、隆起、两侧内挤、断裂以至滑动等变形和位移。
因此,从施工前开始,直到运营期间,应对地面、地面建筑物、地下岩体进行系统的变形监测,以保证施工安全,鉴定工程质量。
知识点二:
隧道工程测量内容
其工作内容主要包括规划阶段的提供选线地形图和地质图资料;设计阶段的测图控制网建立、带状地形图和横断面测绘;建设阶段的施工测量、竣工测量;建设和运营阶段的地表、洞身及相关建筑物的变形监测。
隧道施工测量的工作内容一般包括洞外控制测量、进洞测量、涧内控制测量、洞内施工测量、贯通误差调整与竣工测量。
知识点三:
矿山测量内容
矿山测量是为地质勘探、矿山设计、矿山建设、运营以及矿山报废等各阶段所进行的测量工作。
其工作内容主要包括矿产勘探阶段的地面控制测量、地形图测绘、勘探点的标定;设计阶段的地形图测绘、工业广场测量、线路测量;建设阶段的井筒和巷道测量、建筑(构)物施工测量、设备安装与线路测量;生产阶段的井巷标定、岩层与地表移动监测、土地复垦测量等。
矿井施工测量的工作内容一般包括地面控制网建立、竖井定向测量和竖井导入高程测量、竖井贯通测量、井下控制测量、井下施工测量等。
知识点四:
隧道施工测量
洞外控制测量中,每个洞口应测设不少于3个平面控制点,包括洞口点及其相联系的控制点;埋设不少于2个水准点,水准点间的高差以安置一次水准仪即可测出为宜。
洞内平面控制测量一般先敷设边长较短、精度较低的施工导线,指示隧道掘进;而后敷设高等级导线对低等级导线进行检查校正。
洞内施工导线的边长宜近似相等;洞内水准路线应往返测量。
知识点五:
隧道控制及施工测量
洞外控制测量
1.洞外平面控制测量
洞外平面控制测量的常用方法有中线法、精密导线测量、边角测量、gps定位等。
中线法控制形式最简单,但由于方向控制较差,故只能用于较短的隧道(直线隧道短于1km,曲线隧道短于500m);gps定位精度高,选点灵活,无需通视,观测时间短,是目前隧道控制网建立的首选方法。
2.洞外高程控制测量:
洞外一般采用二、三等水准布设高程控制。
进洞测量
直线隧道进洞以线路中线作为纵轴,曲线隧道进洞以一条切线方向作为纵轴
洞内控制测量
1.洞内平面控制测量
洞内平面控制测量常采用中线法、导线法两种方式。
(1)中线法是指洞内不设导线,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,用中线点直接进行施工放样。
(2)导线法是指洞内控制依靠导线,施工放样用的中线点由导线测设,中线点的精度能满足局部地段施工要求即可。
导线点有时设于坑道顶板,需采用点下对中。
洞内高程由洞外高程控制点向洞内测量传算,结合洞内施工特点,每隔200~500m设立一对高程点以便检核;为便于施工使用,每隔100m应在拱部边墙上设立一个水准点。
因洞内施工干扰大,常使用挂尺传递高程。
洞内施工测量
洞内施工测量的工作内容主要包括洞口定线放样、洞内中线测量、洞内腰线测设、开挖断面测量、衬砌放样等。
知识点六:
矿井施工测量
为了便于成果、成图的相互利用,应尽量采用国家3°带高斯平面直角坐标系。
在特殊情况下,可采用任意中央子午线、矿区平均高程面为投影面的矿区独立坐标系。
地下导线要求
(1)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。
(2)地下导线延伸测量时:
应对以前的导线点作检核测量。
在直线地段,可只作角度检测,在曲线地段,还要同时作边长检测.
(3)地下导线边长较短,角度观测时应尽可能减小仪器对中和目标对中误差的影响。
(4)边长测量中,采用钢尺悬空丈量时,应加尺长、温度和垂曲改正。
(5)凡能构成闭合图形的导线网(环),都应进行平差计算,以便求出导线点的精确坐标值。
(6)对于螺旋形巷道,不能形成长边导线,每次向前延伸时,都应从洞外复测。
复测精度应一致,在证明导线点无明显位移时,取点位的均值。
矿区控制测量
1.矿区平面控制测量
2.矿区高程控制测量
井下控制测量
1.井下平面控制测量
井下平面控制测量通常为地下导线。
地下导线可以布设为附合导线、闭合导线、方向附合导线、无定向导线、支导线及导线网等。
地下导线的起始点坐标由地面控制测量和联系测量测定。
2.井下高程控制测量
井下高程控制测量的任务一般包括如下内容:
(1)确定主要巷道内水准点和永久导线点的高程,以建立地下高程基本控制;
(2)给定巷道在竖直面内的方向;
(3)确定巷道底板的高程;
(4)检查主要巷道及其运输线路的坡度和测绘主要运输巷道纵剖面图。
巷道及回采工作面测量
(1)根据采矿设计标定巷道掘进的方向和坡度,并随时检查和纠正,称为巷道中线和腰线标定;
(2)及时准确测定巷道的实际位置,检查巷道德规格质量和丈量巷道进尺,并把巷道填绘在有关的平面图、立面图和剖面图上;
巷道及回采工作面测量
(3)测绘回采工作面的实际位置,统计产量和储量变动情况,此项工作称为回采工作面测量。
(4)有关采矿工程、井下钻探、地质特征点、瓦斯突出点和涌水点的测定等。
知识点七:
联系测量
竖井联系测量的平面联系测量(亦称竖井定向测量)任务是测定地下起始点的坐标和起始边的方位角,方法分为几何定向和陀螺经纬仪定向;高程联系测量(也称导入标高)任务是确定地下高程基点的高程,常用方法有长钢尺法、长钢丝法、光电测距仪和铅直测距法等。
几何定向方法
1.一井定向
2.两井定向
当地下工程有两个竖井,且两井之间有巷道相通并能进行测量时,应采用两井定向。
在两井定向中,由于两垂球线间的距离远大于一井定向的距离,因而其投向误差也大大减小。
陀螺经纬仪定向方法
陀螺经纬仪实现自动寻找真北方向,从而测定任意测站上任意方向的大地方位角。
在南、北半球纬度不大于75°的范围内。
陀螺经纬仪的定向测量可分为陀螺经纬仪定向和陀螺方位角测定两个作业过程:
1.陀螺经纬仪定向
(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。
2.陀螺方位角一次测定
(1)在测站上整平对中陀螺经纬仪,以一个测回测定待定边或已知边的方向值,然后将仪器大致对正北方
(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,测定精密陀螺北方向;
(5)测后悬带零位观测;
(6)以一个测回测定待定边或已知边的方向值,当测前测后两次观测的方向值的互差小于规定的数值时,取其平均值作为测线方向值。
知识点八:
贯通测量
常用贯通形式有如下3种:
(1)两个工作面相向掘进,称为相向贯通;
(2)从一端向另一端的指定地点掘进,称为单向贯通;
(3)两个工作面同向掘进,称为同向贯通或追随贯通。
工作步骤
(1)调查了解待贯通巷道德实际情况,根据贯通的容许误差,选择合理的测量方案与测量方法。
对重要的贯通工程,要编制贯通测量设计书,进行贯通测量误差预计,以验证所择的测量方案、测量仪器和方法的合理性。
(2)依据选定的测量方案和方法,进行施测和计算,每一施测和计算环节,均须有独立可靠的检核,并要将施测的实际测量精度与设计书中要求的精度进行比较。
若发现实测精度低于设计中的要求时,应分析其原因,并采取提高实测精度的相应措施,返工重测。
(3)根据有关数据计算贯通隧(巷)道的放样元素,实地标定隧(巷)道的中线和腰线。
(4)根据隧(巷)道掘进的需要,及时延长隧(巷)道的中线和腰线,定期进行检查测量和填图,并按照测量结果及时调整中线和腰线。
(5)隧(巷)道贯通之后,应立即测量出实际的贯通偏差值,并将两端的导线连接起来,计算各项闭合差。
此外,还应对最后一段隧(巷)道的中线、腰线进行调整。
(6)重大贯通工程完成后,应对贯通测量进行精度分析与精度评定,编写技术总结。
贯通误差与控制
1.贯通误差
对于平、斜隧(巷)道贯通,贯通误差的方向及其影响如下:
(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,故对其要求较低。
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,对隧(巷)道质量有直接影响,需重点控制。
(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。
在贯通测量中,为保证贯通测量精度,应注意以下问题:
(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,要采取提高精度的必要技术措施。
例如,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,或采用三联脚架法等。
在贯通测量中,为保证贯通测量精度,应注意以下问题:
(4)及时对观测成果要进行精度分析,并与预计的贯通误差进行对比,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。
如果采用全断面一次成巷施工,则在贯通前的一段巷道内可采用临时支护,铺设临时简易轨道,以减少巷道贯通后的整修工作量。
习题
按现行《工程测量规范》,一条长度为6km的隧道工程相向施工,其中线在贯通面上的高程贯通误差不应大于()mm。
a.50b.60
c.70d.80
答案:
c
习题
按现行《工程测量规范》,一条长度为6km的隧道工程相向施工,其中线在贯通面上的高程贯通误差不应大于()mm。
a.50b.60
c.70d.80
答案:
c
习题
对于6km的隧道,施工中线在贯通面上的贯通横向误差不应大于()mm。
a.100b.120
c.150d.200
正确答案:
c
解析:
工程测量规范规定。
习题
陀螺经纬仪直接测定的是该点的()。
a.大地方位角b.坐标方位角
c.磁方位角d.任意方位角
正确答案:
a
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