知识点一、概述[熟悉]:
知识点 概述
(一)地下工程与地下工程测量
地下工程指深入地面以下,为开发利用地下空间资源所建造的地下土木工程。
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,当点位布设在坑道顶部时,需进行点下对中,边长长短不一,测量精度难以提高;
(2)坑道往往独头掘进,硐室之间互不相通,不便组织校核,出现错误往往不能及时发现,并且随着坑道掘进,点位误差的累积越来越大
(3)施工面狭窄,坑道一般只能前后通视,控制测量形式比较单一,大多采用导线测量形式;
(4)测量工作随着工程的进展而不间断地进行,一般先布设低级导线指示坑道掘进,后布设高级导线进行检核;
(5)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)。
(三)地下工程测量内容
1.规划阶段
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
配合施工步骤和方法,进行施工控制测量及建(构)筑物的定线放样。施工控制测量的内容包括地面控制测量、地下控制测量和联系测量。
3.运营阶段
进行设备安装、维修、改建、扩建等各种测量工作。
(四)隧道工程测量
隧道施工测量的主要任务是保证洞内各项建(构)筑物以规定的精度按照设计位置修建,不使侵入建筑界限;保证相向开挖的工作面,按照规定的精度在预定位置贯通。
隧道施工测量的工作内容包括洞外控制测量、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
矿山测量是为地质勘探、矿山设计、矿山建设、运营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(构)筑物施工测量、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。
知识点二、隧道施工测量[掌握]:
知识点 隧道施工测量
(一)技术方案设计
1.基本技术要求
洞外平面控制网宜布设成自由网,并根据线路测量的控制点进行定位和定向;
洞外控制测量中,每个洞口应布设不少于三个平面控制点,包括洞口点及与其相联系的控制点;埋设不少于二个水准点,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;
洞内控制点不易保存,埋石顶面应比洞内陆面低20~30cm,上面加设护盖后填平地面,以免施工中遭受破坏;
隧道施工测量一般采用gb50026-2007《工程测量规范》和相关专业测量规范作为技术标准。
2.贯通误差要求
(二)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、导线法、三角形网测量法、gps定位法等。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);导线法布设简单灵活,地形适应性强,外业工作量少,是隧道控制的主要布设形式之一;三角形网测量法方向控制精度最高,但组织复杂;gps定位法精度高,选点灵活,无须通视,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网。水准测量困难时,亦可采用三角高程测量方法布设四、五等高程控制网。
(三)进洞测量
隧道进洞测量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。
一般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,用进洞点和洞口控制点的坐标,反算两点的距离和方位角,从而确定进洞测量的数据,把中线引入洞内。
一般采用水准测量,三角高程测量方法直接将高程导入洞内。
(四)洞内控制测量
洞内控制测量的作用是给出隧道正确的掘进方向,并保证准确贯通。
1.洞内平面控制测量
由于隧道洞内场地狭窄,洞内平面控制测量通常采用中线法和导线法。
(1)中线法指洞内不设导线,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。中线点一般以定测精度测设,其距离和角度等放样数据由理论坐标值反算。这种方法一般用于较短的隧道。
中线法受施工运输干扰大,观测不便,点位易被破坏。
(2)导线法较中线法方式灵活,点位易于选择,测量工作也较简单,而且具有多种检核方法;当组成导线闭合环时,角度经过平差,还可提高点位的横向精度。导线法适用于长隧道。
与洞外导线相比,洞内导线具有以下特点:导线形状完全取决于隧道的形状,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。
2.洞内高程控制测量
洞内高程控制测量采用水准测量或三角高程测量的方法;
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;
洞内水准测量与洞外水准测量的方法基本相同,但有以下特点:隧道贯通之前,洞内水准路线属于水准支线,故需往返观测进行检核;洞内高程点必须定期复测;因洞内施工干扰大,常使用挂尺传递高程。
(五)洞内施工测量
洞内施工测量的主要任务:在隧道施工过程中,确定平面及竖直面内的掘进方向,定期检查工程进度(进尺)及计算完成的土石方数量;在隧道竣工后,进行竣工测量。
洞内施工测量的主要工作内容: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。
知识点三、联系测量[熟悉]:
知识点 联系测量
(一)联系测量作用与方法
联系测量的作用是:①保证地下工程按照设计图纸正确施工,确保隧(巷)道的贯通;②确定地下工程与地面建(构)筑物、铁路、河湖等之间的相对位置关系,保证地下工程和地面设施的安全。
通过平硐、斜井的平面联系测量可采用导线测量方法直接导入;高程联系测量可采用水准测量、三角高程测量方法直接导人;
通过竖井的平面联系测量(亦称竖井定向)的任务是测定地下起始点的坐标和起始边的方位角,采用的方法有几何定向(包括一井定向和两井定向)和陀螺经纬仪定向;高程联系测量(亦称导入高程)的任务是确定地下高程基点的高程,常用的方法有长钢尺法、长钢丝法、光电测距仪和铅直测距法等。
(二)几何定向方法
1.一井定向
一井定向是在一个竖井内悬挂两根吊垂线,将地面点的坐标和地面边的坐标方位角传递到井下的测量工作。在地面由井口投点(近井点)和控制点测定两吊垂线的坐标,以及其连线的坐标方位角;在地下根据吊垂线投影点的坐标及其连线的坐标方位角确定地下导线起算点的坐标和起算边的坐标方位角。
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。两井定向就是在两个竖井内各悬挂一根吊垂线,在地面和地下用导线将它们连接起来,从而把地面坐标系统中的平面坐标和方位传递到地下。
在两井定向中,由于两吊垂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,有利于提高地下导线定向的精度。
(三)陀螺经纬仪定向方法
陀螺经纬仪主要由一个高速旋转的转子支承在一个或两个框架上而构成。具有一个框架的称二自由度陀螺仪;具有内外两个框架的称三自由度陀螺仪。经纬仪上安置悬挂式陀螺仪,是利用其具指北性确定真子午线北方向,再用经纬仪测定出真子午线北方向至待定方向所夹的水平角,即真方位角。
知识点四、矿井施工测量[熟悉]:
知识点 矿井施工测量
(一)技术方案设计
1.基本技术要求
一个矿区应采用统一的坐标系统和高程基准。为便于成果、成图的相互利用,应尽量采用国家30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;
矿井施工测量一般采用gb50026-2007《工程测量规范》和相关专业测量规范作为技术标准。
2.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,可只进行角度检测,在曲线地段,还要同时进行边长检测;
(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,都应从硐外复测。
(二)矿区控制测量
矿区平面控制网可采用三角形网和导线网等形式布设。首级平面控制网一般在国家一、二等平面控制网基础上布设。在满足生产建设要求的前提下,加密网可以越级布设。
矿区高程控制网可采用水准测量和三角高程测量方法建立。首级高程控制网一般采用水准测量方法建立;三角高程测量主要用于山区和丘陵地带的高程控制。矿区首级高程控制网应布设成环形网,加密网宜布设成附合路线或结点网。
(三)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、方向附舍导线、无定向导线、支导线及导线网等。地下导线的起始点通常位于平硐口、斜井口以及竖井的井底车场,起始点坐标由地面控制测量和联系测量测定;
当坑道开始掘进时,首先敷设低等级导线给出坑道的中线,指示坑道掘进。当巷道掘进300~500m时,再敷设高等级导线检查已敷设的低等级导线是否正确,高等级导线起始边(点)和最终边(点)应与低等级导线边(点)相重合。当巷道继续向前掘进时,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。
2.井下高程控制测量
井下高程控制测量可采用水准测量和三角高程测量方法。井下水准路线可布设为支线、附合路线或闭合路线;三角高程测量通常用于坡度较大的倾斜巷道的高程控制测量,其测量方法与地面相同;
井下水准点既可设在巷道的顶板、底板或两帮上,也可设在井下固定设备的基础上。设置时应考虑使用方便、不易变形。
知识点五、贯通测量[熟悉]:
知识点 贯通测量
(一)贯通形式与技术路线
1.贯通形式
隧(巷)道贯通一般分为平、斜隧(巷)道贯通和竖井贯通两种类型,常用的贯通形式有相向贯通(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)和同向贯通(两个工作面同向掘进,亦称追随贯通)三种。
2.技术路线
贯通测量的技术路线是测出待贯通隧(巷)道两端控制点的平面坐标和高程,计算求得隧(巷)道中线的坐标方位角和腰线的坡度(应与设计相符),同时计算出隧(巷)道两端点处的指向角,利用上述数据在隧(巷)道两端分别标定出中线和腰线,指示隧(巷)道按照设计的同一方向和同一坡度分头掘进,直到贯通面相互接通。
(二)贯通测量的工作步骤
(1)调查了解待贯通隧(巷)道的实际情况,根据贯通的容许偏差,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,以验证所选择的测量方案、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;
(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。
(三)贯通误差与控制
1.贯通误差
(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;
(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。
2.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;
(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。
知识点六、隧道控制及施工测量[掌握]:
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1 km,曲线隧道短于500 m); 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、洞外高程知识点六、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。
2、洞内高程控制测量
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200~500 m设立一对高程点以便检核;为便于施工使用,每隔100 m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。