竖井联系测量

竖井联系测量

人民交通出版社

一、竖井联系测量的任务

在隧道施工中，常用竖井在隧道中间增加掘进工作面，从多面同时掘进，可以缩短贯通段的长度，提高施工进度。这时，为了保证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。

按照地下控制网与地面上联系的形式不同，定向的测量方法可分为下列四种：

1.经过一个竖井定向(简称一井定向)；

2.经过两个竖井定向(简称两井定向)；

3.经过横洞(平坑)与斜井的定向；

4.应用陀螺经纬仪定向。

竖井的联系测量可通过一个井筒、也可同时通过两个井筒进行。这种联系测量是利用地上、地下控制点之间的几何关系将坐标、方向和高程引入地下，故称几何定向。

平峒的联系测量可通过一个井筒、也可同时通过两个井筒进行。这种联系测量是利用地上、地下控制点之间的几何关系将坐标、方向

和高程引入地下。由于平峒隧道有进口和出口，导线和水准线路可从隧道两端引进，大大缩短贯通长度。其作业方法与地面控制测量相同。

斜井的联系测量方法与平峒基本相同。不同处是隧道坡度较大，导线测量要注意坡度的影响。另外，斜井大部分为单头掘进，从洞口引进的导线均为支导线，要加强检核，以防止联系测量出现错误。

由于陀螺仪技术的飞速发展，在导航和测量工作中已被广泛应用。陀螺仪重量轻、体积小、精度高、使用方便，在隧道联系测量工作中，不失为一种经济、快速、影响小的现代化定向仪器。

高程联系测量是将地面高程引入地下，又称导入高程。

显而易见，为使地下隧道(巷道)贯通，地上、地下的控制点必须在同一个坐标系统和高程系统。地下工程与地面工程的相对位置也必须正确无误；地下建(构)筑物的相对关系，也必须精确。如此种种，说明联系测量是非常重要的。

几何定向

几何定向分一井定向和两井定向。

1.一井定向

一井定向是在井筒内挂两根钢丝，钢丝的上端在地面，下端投到定向水平。在地面测算两钢丝的坐标，同时在井下与永久控制点连接，如此达到将一点坐标和一个方向导入地下的目的。定向工作分投点和连接测量两部分。

⑴投点

投点所用垂球的重量与钢丝的直径随井深而异。井深小于100m 时，垂球重30～50kg；大于100m时为50～100kg。钢丝的直径大小决定于垂球的重量。例如钢丝Φ=1.0mm的悬挂垂球重量可达90～100kg；Φ=2.0mm，球重达360～370kg。

投点时，先用小垂球(2kg)将钢丝下放井下，然后换上大垂球。并置于油桶或水桶内，使其稳定(如图13-5)

由于井筒内受气流、滴水的影响，使垂球线发生偏移和不停的摆动，故投点分稳定投点和摆动投点。稳定投点是指垂球的摆动振幅不大于0.4mm时，即认为垂球线是稳定的，可进行井上井下同时观测；垂球摆动振幅大于0.4mm时，则按照观测摆动的振幅度求出静止位置，并将其固定。

⑵连续测量

同时在地面和定向水平上对垂球线进行观测，地面观测是为了求得两垂球线的坐标及其连线的方位角；井下观测是以两垂球的坐标和方位角推算导线起始点的坐标和起始边的方位角。连接测量的方法很多，但普遍使用的是连接三角形法。

三、通过竖井传递高程

将地面上的高程传递到地下去时，随着隧道施工布置的不同，而采用不同的方法。这些方法是：

1.经由横洞传递高程

2.通过斜井传递高程

3.通过竖井传递高程

通过洞口或横洞传递高程时，可由地面向隧道中敷设水准线路，用一般水准测量的方法进行。当地上与地下系用斜井联系时，按照斜井的坡度和长度的大小，可采用水准测量或三角高程测量的方法进行传递高程。现在讨论通过竖井传递高程的方法。

1.用钢尺导入高程

专用钢尺的长度有100m、500m。导入高程时如图13-8所示，使用长钢尺通过井盖放入井下。钢尺零点端挂一10kg垂球。地面和井下分别安装水准仪，在水准点A、B的水准尺上读数a和b′，两台仪器在钢尺上同时分别读数b和a′。最后再在A、B水准点上读数，以复核原读数是否有误差。在井上、井下分别测定温度t1、t2。

由于钢尺受客观条件的影响，要加入尺长、温度、拉力和钢尺自重四项改正数。前两项改正与第4章计算相同。现将拉力改正和钢尺自重改正计算如下。

拉力改正

地下。

2.光电测距仪导入高程法

用光电测距仪测出井深L1,即可将高程导入地下。如图13-9所示。该法是将测距仪水平安置在井口一边的地面上，在井口安置一直角棱镜将光线转折90°，发射到井下平放的反射镜，测出测距仪至地下反射镜的距离L(L＝L1＋L2)；在井口安置反射镜，测出距离L2。分别测出井口和井下的反射镜与水准点A、B的高差h1、h2，则井下B点的高程：

H B＝H A＋h1－(L－L2＋h2)＋△l(13-17)

式中：△l——气象改正。

另一种方法如图13-10所示，是在井口做一特殊的支架，该支架能使测距仪横卧，望远镜能铅直地瞄准井下水平设置的反射镜，测出井深L；地面安置水准仪后视水准点A，得出读数a；将小钢尺放在测距仪的中心上，前视小钢尺读出b，测出高差h1。在井下前视B点，水准尺得读数b′；同理，用小钢尺测出水平设置反射镜的中心上的读数a′，得高差h2。则井下B点的高程：

H B＝H A＋a－b－L＋a′－b＋△l(13-8)