伪倾角腰线标定法在斜坡道工程的应用

伪倾角腰线标定法在斜坡道工程的应用

摘要：辽宁省北票保国铁矿铁蛋山斜坡道掘进过程中，采用伪倾角腰线标定法放样，提高了腰线标定精度及测量放样效率。

关键词：斜坡道；全站仪；伪倾角；腰线

一、概述

矿山等地下工程，由于其受空间限制，工程相互关系多无法直接把握，施工中完全依靠测量放样定向，指引工程施工方向，其可靠性和精度对整个矿山井下各系统按设计建设关系重大。在矿山斜坡道施工过程中，为正确指导斜坡道按设计方向和坡度掘进，测量人员需及时准确地测设中腰线。掘进过程中测设的腰线一般位于设计巷道底板1米高位置处，标设于斜坡道的两帮上，以供施工人员掌握和检查斜坡道的坡度及断面质量。斜坡道腰线标定常用的方法有：水准仪或连通管标定腰线法和经纬仪中线标定腰线法。采用水准仪或连通管标定腰线精度低，效率低，且主要适用于倾角小于8°的主要巷道。经纬仪中线标定腰线法是其它标定方法的基础，可适用不同倾角巷道，且腰线标定过程简单，但由于实际标定操作过程中拉线不易准确垂直巷道中线，半圆仪拉平的精度不高, 误差往往比较大，所以只是在一般巷道中使用。

目前，随着测量仪器功能和应用方法的不断进步，类似斜坡道等主要巷道腰线放样标定常采用全站仪伪倾角标定法。现以辽宁省北票保国铁矿铁蛋山矿区，斜坡道延伸工程中腰线的标定过程，介绍伪倾角腰线标定法在井下斜坡道测量中的应用。

二、全站仪伪倾角腰线标定法原理

采用全站仪伪倾角腰线标定法，须加一个腰修改数。这个修改数跟斜坡道半宽、仪器到腰线点间的水平夹角、斜长和斜坡道设计倾角之间，有如下函数关系。标定时仪器架设在巷道中线位置，具体如图1所示。

图1 伪倾角法示意图

AB 为倾斜巷道中线方向，巷道的真倾角为δ，BC 垂直于AB，C 、D点分别位于巷道左、右帮上，与 B 点同水平。水平距离A C′大于AB′，CC′等于BB′，则AC 的倾角α(巷道伪倾角)小于AB 倾角δ，α可由如下公式计算。

则

式中，β角为AB与AC的水平夹角，该角用全站仪测得；δ为设计巷道的真倾角；α(巷道伪倾角)可用电子计算器迅速算得出。

三、实际施工中的应用

辽宁省北票保国铁矿斜坡道延伸工程，设计主要坡段坡度17%，缓坡段坡度5%，两种坡度坡段间隔布置。以实际施工应用为例，坡度为17%坡段，A点坐标X=2278.767Y=5713.963H=29.893，B点坐标X=2325.892 Y=5700.317视线高为21.022其中B点腰线高为20.795。A、B两点均在斜坡道的中心线上，具体如图2。

图2伪倾角法示意图

首先在A点架设仪器整平对中后，测放出B点及B点的腰线。然后搬站到B点，并以A点定向水平角180°，整平对中后把仪器的垂直角固定在90°，瞄准已知腰线后，在视线高的地方做标记，并量取标记点到腰线的垂距0.537。松开垂直制动，按照5M一个腰线。在要标定腰线的地方C点标定一个位置。用全站仪瞄准后读取水平角β=356°17′44″，并将水平制动锁死，用计算器算出此位置的伪倾角α=9°37′41.75″。公式如下：

其中：δ为真倾角；

β为水平角；

α为伪倾角。

计算出伪倾角后，如是下坡则γ=90°+α，如果为上坡则γ=90°-α，以计算后γ为垂直角，调整全站仪的垂直角到γ，指挥前方画腰线人员在C点垂直上方或下方找到视线γ角所在位置。然后根据在B点的视线高量取到腰线的垂距0.537后标定腰线。重复上述步骤可以快速、准确地标定任意位置腰线。

该方法也可以在B 点架设仪器后，以前进方向的中心线水平角归零。这种方法可以很方便的标定腰线，并能达到设计的精度要求。但是也有一定的局限性，只能在同一坡度标定腰线，如果遇到变坡应该及时在变坡处将中心线、腰线放出后再重复上述步骤。

四、实施效果

为保证测量放样对斜坡道掘进测控指导，满足斜坡道施工要求，针对可能出现测角误差、仪器对中误差，需采用相应检查复查措施。做好施工组织设计和误差预计，每次测量都必须对上一次所测导线的最后一个水平角导线边长进行检查。在实测过程中，均采用点上锤球对中，用小钢尺量取仪器高的方法以提高精度。通过大量的实践，各项指标均符合规范要求。腰线偏差0.01 m，其精度在允许范围内( 精度范围见表1)，施工测量放样及导线测量工作均满足工程需要。

隧道工程的贯通限差

类别两开挖洞口间长度（KM）贯通误差限差（MM）

横向L<4 100

4≤L＜8 150

8≤L＜10 200

高程不限70

表1隧道贯通限差

五、结语

斜坡道作为矿山开拓系统一个重要组成部分和上下通道，其工程控制有严格要求。施工中采用全站仪伪倾角腰线放样标定法，提高了施工测量放样精度和作业效率，保障了这一重要工程施工控制要求。该全站仪伪倾角腰线标定方法，同样可为类似工程施工测量控制提供借鉴和参考，具有较大实际应用意义。

参考文献

[1]李青岳，陈永奇．工程测量学[M]．北京：测绘出版社，1995．

[2]田佩军，陈汉化．矿山测量学（第二分册）[M]．中国矿业大学出版社，1990．

[3]赵建红，郭志磊等．浅谈矿井测量中应用经纬仪标定腰线的方法．煤矿现代化,2007,(4)．

[4]GB 50026-2007: 工程测量规范．

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。