测量学 第十五章 矿井施工测量

第十五章矿井施工测量矿井施工测量的主要任务是根据各种施工设计的图纸和资料，按设计要求将施工对象标定于实地，并在施工过程中，不断进行检查测量，以确保工程质量达到设计所规定的要求。15-1井筒中心和十字中线的标定一、井筒中心与十字中线圆形竖井的井筒中心就是井筒水平圆截面的圆心。方形或长方形竖井的井筒中心就是其水平截面对角线的交点。井筒十字中线是通过井筒中心，并互相垂直相交的两条直线。其中一条与井筒提升中心线重合或平行，这条中心线称为井筒主十字中线。斜井井筒中心(井口位置)是斜井中线与底板设计坡度起始线的交点。斜井井筒的主十字中线就是斜井的巷道中心线。斜井井筒中心(井口位置)是斜井中线与底板设计坡度起始线的交点。斜井井筒的主十字中线就是斜井的巷道中心线。二、竖井井筒中心的测设井筒中心应根据其设计的平面坐标和高程，以井口附近的测量控制点或近井点为基础进行标定。定要素后，再可按极坐标法实地标设井筒中心O。三、井筒十字中线的标定竖井井筒十字中线点在井筒每侧不得少于3个，点间距离一般不小于20m。井筒十字中线的标定一般是与井筒中心的标定同时进行的。标设十字中线时应按地面一级导线的精度要求测设。两条十字中线垂直度的允许误差，按《规程》规定为±10″。井筒十字中线点的实际位置测定后，应绘制井筒十字中线点的位置图。15-2竖井井筒掘进时的施工测量竖井掘进时主要进行的测量工作包括：标定井筒锁口；标定掘进与砌壁时井筒中心垂球线的位置；标定梁窝线和牌子线的位置；定期丈量井筒掘砌深度等。一、竖井井筒锁口的标定1临时锁口的标定根据井筒十字中线基点，在井壁外34m处，精确标定出十字中线点A、B、C、D，打入木桩并用小钉作上标志。在木桩上标出井口设计高程。在盘上标出井筒十字中线点a、b、c、d。然后在A、B和C、D间拉紧两根细钢丝，分别在两根钢丝上挂垂球再将临时锁口盘安置在井口预定位置，用垂球找正a、b、c、d四点的位置，使之位于井筒十字中线上，并用水准仪操平后固定。其高程和水平误差均不得超过±20mm。2永久锁口的标定首先按照标定临时锁口时同样的方法标定井筒十字中线点A、B、C、D。但打入木桩时各木桩顶端的高程应相等。浇灌混凝土时，在点A、B和C、D间拉起细钢丝，并在钢丝交点处悬挂井筒中心垂球线，作为永久锁口模板找正时的依据。锁口最下一层模板底面的高程位置，是依据锁口底面的设计高程，从两钢丝向下丈量确定的，并用半圆仪或连通水准管操平模板的顶面。当浇灌到设计高度之际，由钢丝直接向下量尺确定锁口最上一层模板顶面的高程位置，并进行操平。待混凝土凝固后，用经纬仪在扒钉上精确标定井筒十字中线的位置，并在扒钉上锯成三角形缺口作为标志，以此作为井筒内确定十字中线方向的依据，同时还应测出扒钉的高程。中线的位置，并在扒钉上锯成三角形缺口作为标志，以此作为井筒内确定十字中线方向的依据，同时还应测出扒钉的高程。二、井筒中心垂球悬挂点的标设圆形井筒施工时，应悬挂垂球线作为井筒掘砌的依据。1当提升孔设在井筒中心位置时采用活动式“定点杆”(或称中线杆)设置放线点。2当提升孔不在井筒中心位置时设置固定的井筒中心下线点。三、井筒掘砌时的测量和检查井筒中心垂球线或激光点是井筒掘砌和检查的基准线。井筒掘进时应根据它布置炮眼、检查井筒的竖直程度和断面的大小。测量井筒断面大小的方法是丈量中心垂球线或激光点至井壁的距离，并与井筒设计半径进行对比。砌壁时，依据井筒中心垂球线或激光点来检查模板的正确性，并用半圆仪或连通水准管器对托盘进行操平。应及时测量井筒的迎头标高。测量方法是根据附近的水准点，由井口下放钢尺，进行丈量。当井筒加深时，应在井壁上设立水准点，作为预留梁窝、开凿马头门和丈量井筒深度的高程控制点。五、预留梁窝位置的标定在井筒砌壁时，通常需要预留安置罐梁的梁窝。标定预留梁窝的位置包括在砌壁用的模板上标出梁窝的中线和高程位置。1梁窝中线位置的标定梁窝中线位置可根据十字中线和边线或梁窝线进行标定。梁窝线是位于井筒十字中线上，距井壁100mm处所挂的铅垂线。梁窝线的下线点位置，一般在井盖上用极坐标法标定。首先，应根据梁窝线与井筒十字中线间的关系，计算梁窝线下线点1、2、3、4的坐标。然后根据具体情况，可在井筒与十字中线基点间选择一点A，精确测定A点的坐标，并按照坐标反算公式计算出标定要素。再用极坐标法标定下线点即可。通过下线点下放梁窝线后，根据这些线在模板上标出梁窝中线的平面位置，并画一线作为标志。2梁窝高程位置的标定梁窝的高程位置可根据一根边垂线上预先按罐梁间距焊好的金属牌(即牌子线)或井筒内设立的高程点用钢尺丈量等方法确定。15-3掘进井底车场时的测量工作一、掘进马头门时的测量工作1马头门开切点高程的确定在马头门或装载硐室上方至少设立两个高程点。高程点的标高，可用导入标高的方法确定。2马头门掘进中线的标定首先进行的是利用瞄直法初次给向。初次给定的马头门中线，当指示两边巷道掘进超过15m时，应进行一井定向。并根据一井定向的成果，重新标定中线。3腰线的标定腰线一般距底板(或轨面)1m。标定前，首先根据已标定的高程点的标高计算出其与腰线点间的高差，然后用水准仪标定一组腰线点，再根据这组腰线点和巷道设计坡度标定其他腰线点即可。二、井底车场巷道的施工测量井底车场的基本型式有竖井环形式和折返式。井底车场的特点是弯道和碹岔多，巷道断面和坡度变化大，并经常采用贯通的方法来掘进巷道。导线设计的具体步骤如下。(1)选定导线点：一般都选在主要巷道的中线上。(2)确定导线的边长和水平角：根据图纸及其注记数据直接量取或计算求得。(3)水平角的检核(4)计算设计的闭合导线根据导线的边长、水平角和起算数据，计算坐标增量。(5)调整坐标闭合差调整坐标增量闭合差时，由于设计中所规定的曲率半径和圆心角等，不能随意改正，因此，通常是将改正数分配到互不平行的两条直线边中。坐标增量闭合差的调整方法有图解法和解析法等。(6)按统一坐标系统计算各设计导线点的坐标四、碹岔掘进时的测量工作井底车场内有许多巷道交叉处，这些交叉处通常称为“碹岔”。碹岔的特点是：巷道断面大，而且是变化的，并和曲线巷道相连。1标定要素的计算图示为一种碹岔设计图。由此和井底车场导线设计成果计算如下标定要素。(1)计算C点的坐标(2)计算A点的坐标(3)计算其他标定要素2实地标设首先在12?13方向上标定出A点；再在A点安置经纬仪按极坐标法标定出C点；在AC的延长线上标定出D点，D点即为开帮起点T的对应点；在CA的延长线上标定出d点；然后按照同样的方法可依次标定碹鼻子点M、F和开帮终点K。15-4特殊凿井时的测量工作常用的特殊凿井法有：冻结法、钻井法、沉井法、注浆法和帷幕法等。一、冻结法施工时的测量工作冻结法凿井是借助人工制冷手段，暂时加固不稳定地层和含水层等复杂地层，以便于井筒施工的一种特殊凿井法。运用冻结法凿井时，进行的主要测量工作是：标定冻结孔、检查孔的位置并进行钻孔测斜。(一)冻结孔、检查孔位置的标定冻结孔和检查孔的位置可采用经纬仪极坐标法或模板法进行标定。标定时以井筒中心和井筒十字中线为基准。(二)钻孔测斜1经纬仪灯光测斜法经纬仪灯光测斜法的原理是：将作为观测标志的灯光放入冻结孔的测斜管中用经纬仪分段观测它的位置，根据相似三角形原理，计算出冻结孔在某深度的实际偏斜距离和方向。2陀螺测斜仪测斜法冻结孔陀螺测斜仪是一种新型的测斜仪器，专门用于冻结法凿井时测量冻结孔的倾斜程度。二、钻井法施工时的测量工作钻井法是采用大型钻头，按照设计钻成一定直径和深度的井孔，再将预制好的井壁放入井筒，作为永久支护的一种凿井方式。在钻井前应标定井筒中心和十字中线点；在钻井时要进行井筒偏斜和井径测量；预制井壁基础和组立模板施工下沉井壁时，应进行悬浮下沉井壁前的终钻测量、井壁连接测量和井壁整体就位测量。(一)井筒偏斜和井径测量通常使用的是超声波测井仪来测量井径和井筒偏斜。(二)构筑井壁时的测量工作当钻进到设计深度后，并经过井筒偏斜和井径测量认为符合要求后，便可安装永久井壁。安装井壁时，首先进行的是连接井壁的垂直度测量。