浅谈隧道两井定向和高程联系测量的方法.pdf

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1、垫些』望塑』坠堂塞』垄堡丛—————一江酉建挝窒通王程浅谈隧道两井定向和高程联系测量的方法■梅凯一安徽省水利水电勘测设计院勘测分院，安徽蚌埠233000摘要：在隧道建筑中，为了增加工作面，一般可以有三种方法，即开挖竖井、横洞和斜井。在矿山建设、过江隧道以及地铁等地下工程中，更常常通过竖井进行地下的开挖工作。这是为了保证各相向开挖面能正确贯通，就必须将地面控制网中的坐标、方向及高程，经由竖井传递到地下去。这种些传递工作称为竖井联系测量。其中坐标和方向的传递，称为竖井定向测量。通过定向测量，使地下平面控

2、制网与地面上有统一的坐标系统。而通过高程传递则使地下高程系统获得与地面统一的起算数据。本文介绍一种两井定向和高程传递的实用方法。关键词：两井定向联系测量隧道施工无定向导线1平面联系测量按照地下控制网与地面上联系的形式不同，定向的方法一般可分为四种：一井定向，两井定向，横洞与斜井定向，陀螺经纬仪定向。其中两井定向主要是为了减少投点误差引起的方向误差，提高地下导线的精度，另外大大缩短了占用竖井的时间。下面将主要围绕两井定向来叙述本人对于联系测量工作的理解。1．1定向原理图I两井定向剖面图如图l所示，两井

3、定向需要在两个相邻竖井各悬挂一根优质炭性钢丝(钢丝上贴有配套全站仪的反色毡标)，待完全静止后(炭性钢丝一般要求直径≤O．6mm，锤球根据井深加重，一般要求≥lOkg，锤球不得触碰油桶壁)，理论上认为两吊垂线的井上坐标和方位角与井下坐标和方位角一样。然后用D、E两点坐标作为井下部分的已知点形成一条无定向导线来解求出井下各待测点的坐标。1．2解算过程(1)井上部分。根据测区周围的已知的控制点如图示的A、B两点(可能还有更多已知点)，联测近井点C、垂线D、垂线E、近井点F，可以形成一条附合导线，用测回法观

4、测4个测回，平差解算出D、E两点坐标zDl、zEl及其坐标方位角d1。(2)井下部分如图2所示井下构成的无定向导线图，a假定D—G方向为坐标北方向(也可以假定，．．／其他方向为坐标北方向)，由D点坐标和DG零方向坐标正算出G点坐标，同样，类推处H、J．-⋯．n点坐标，直到E点坐标zE2为止及圈2井下无定向导线其此时的坐标方位角0【2。比较井上和井下两次算出的E点坐标，算出DE的长度比的方位角差△Ⅸ。再次根据已知的D坐标和△n坐标正算出H、J．．⋯·n点的坐标，直到E点坐标zE3为止。比较zE3和zE

5、l，得出E坐标的闭合差，在此可以根据井下连接导线的边长按比例反号加以分配(平差后zE3=zEl)，待测点坐标即可算出。1．3注意事项从整个两井定向的过程可以看出，起算精度完全依赖于井上的附合导线平差，井下的无定向导线平差只能对于E点的坐标闭合差和DE边长进行精度评定。因此，在测量过程中以下几点值得注意。(1)井上边长测量采用全站仪测距，读至0．1mm，仪器常数1±2ppm。边长采取往返测量四测回，各测回较差应小于O．5mm。(2)角度观测应采用全圆测回法观测四测回，各测回间同一方向观测值互差应不超过

6、±4秒。(3)竖井选点原则是，两个投点位置尽量远一点，并且有利于井下控制和测量。(4)井下定向独立进行四组，可以假设四次零方向，每次坐标闭合差满足规范要求后平差，最后取四次的平均值作为该次的定向最终测量成果。(5)如有条件可以用陀螺经纬仪对井下各待测点的坐标方位角进行检查。2高程联系测量高程联系测量的目的是为了使地下施工面的高程系统与地面一致。如果可以通过平峒或者斜井进入隧道底，可以从地面用普通水准测量或者三角高程测量直接导人，这里主要探讨通过竖井如何导人高程。如图3所示，高程联系测量可以通过以下方

7、法实现。2．1测量过程(1)在井下竖井附近先埋设一水准点B(待测)作为井下高程控制点。图3高程传递剖面图(2)在竖井悬挂长钢尺(如井较深可用贴有标记的钢丝代替)，并使它稳定下来。(3)根据地面一已知水准点A，在其和长钢尺中间架设水准仪，读出仪器相对已知水准点读数a和长钢尺的刻度c。(4)在井下埋设的水准点和长钢尺中间附近架设水准仪，在水准尺和长钢尺上读出两个读数b，d。(5)根据水准原理可得Hb=Ha一[(c—d)+(b—a)+∑△1]，∑△l为尺长改正总和，主要包括尺长改正、拉力改正、温度改正、尺

8、长自重伸长改正和风力影响等等。2．2注意事项(1)为保证钢尺(或钢丝)在瞬间的稳定性，要求井上井下两台水准仪同时观测，且水准尺应当选用质地较好的因瓦尺。(2)当竖井较深时，对钢丝变形影响较大，需要加测各种改正。(3)由于单一高程联系测量没有检核条件，应当独立观测三测回，每测回应变动仪器高度，三测回测得地上、地下水准点的高差较差应小于3mm。另外也可以利用光电测距仪法或者测量，将地面高程传递到井下。3结语随着国家基础建设的大力开展，地下工程变得越来越普遍，联系测量的作用