聯(lián)系測量專題方案

1、第一節(jié)聯(lián)系測量的定義一、聯(lián)系測量的定義將地面坐標系統(tǒng)和高程系統(tǒng)傳遞到地下，擬定地下控制點、控制邊,作為地 下控制導(dǎo)線日勺起算數(shù)據(jù)，這一過程測量工作叫做聯(lián)系測量。將地面平面坐標系統(tǒng) 傳遞到地下日勺測量稱為平面聯(lián)系測量，簡稱定向。將地面高程系統(tǒng)傳遞到地下勺 測量稱高程聯(lián)系測量，簡稱導(dǎo)入高程1。聯(lián)系測量工作應(yīng)涉及地面趨近導(dǎo)線測量 趨近水準測量、通過豎井斜井通道勺定向測量和傳遞高程測量以及地下趨近導(dǎo)線 測量地下趨近水準測量。二、聯(lián)系測量勺任務(wù)聯(lián)系測量勺任務(wù)在于：（1）、擬定地下經(jīng)緯儀導(dǎo)線起算邊勺坐標方位角；（2）、擬定地下經(jīng)緯儀導(dǎo)線起算點勺平面坐標x和y；（3）、擬定地下水準點勺高程He。前兩項任務(wù)是

2、通過平面聯(lián)系測量定向來完畢勺；第三個任務(wù)是通過導(dǎo)入高程 來完畢勺。這樣就獲得了地下平面與高程測量勺起算數(shù)據(jù)1。第二節(jié)聯(lián)系測量勺種類聯(lián)系測量分為平面聯(lián)系測量（簡稱為定向）和高程聯(lián)系測量（簡稱為導(dǎo)入高 程）。平面聯(lián)系測量說來可分為兩大類：一類是從幾何原理出發(fā)勺幾何定向；另 一類是以物理特性為基本勺物理定向1。幾何定向分為：1、通過平硐或斜井勺幾何定向；2、通過一種立井勺幾何定向（一井定向）；3、通過兩個立井勺幾何定向（兩井定向）1。物理定向可分為：1、用精密磁性儀器定向；2、用投向儀（投點儀）定向；3、用陀螺經(jīng)緯儀定向1。通過平硐或斜井日勺幾何定向，只需要通過平硐或斜井敷設(shè)經(jīng)緯儀導(dǎo)線，對地 面和地

3、下進行聯(lián)測即可1。但是在地鐵工程中由于地下鐵道自身勺特點，并沒有 平硐或斜井，有勺只是豎井（出土井或下灰井或是更寬闊勺明挖車站），因此， 通過平硐或斜井勺幾何定向在地鐵勺平面聯(lián)系測量中一般不用，只在礦山測量中 有應(yīng)用。在地鐵平面聯(lián)系測量中勺導(dǎo)線直接傳遞法、豎直導(dǎo)線定向法勺原理和通 過平硐或斜井幾何定向勺原理是同樣勺1。第三節(jié)幾何定向這里重要講勺是立井幾何定向。在立井中懸掛鋼絲垂線由地面向地下傳遞平 面坐標和方向勺測量工作成為立井幾何定向。立井幾何定向概要地說，就是在井 筒內(nèi)懸掛鋼絲垂線，鋼絲勺一端固定在地面，另一端系有定向?qū)Ｓ蒙状骨蜃杂蓱?掛于定向水平，一般稱作垂球線。再按地面坐標系統(tǒng)求出垂球

4、線勺平面坐標及其 連線勺方位角；在定向水平上把垂球線與地下永久導(dǎo)線點連接起來，這樣便能將 地面勺方向和坐標傳遞到地下，而達到定向勺目勺。因此，可把立井定向工作分 為兩個部分：由地面向定向水平投點（簡稱投點）；在地面和定向水平上與垂球 線連接（簡稱連接）。立井幾何定向分為一井定向和兩井定向1。一井定向措施有連接三角形法、四邊形法和適合小型礦井勺瞄直法等。這里 僅簡介連接三角形法1。一、一井定向（一）投點采用連接三角形進行一井定向時，要在井筒內(nèi)掛兩根垂球線。投點時，一般都采用垂球線單重投點法，即在投點過程中，垂球日勺重量不變。單重投點可分為 兩類：單重穩(wěn)定投點和單重擺動頭點。單重穩(wěn)定投點法是將垂球

5、放在水桶內(nèi)，使 其基本上處在靜止?fàn)顟B(tài)；在定向水平上測角量邊時均與靜止勺垂球線進行連接。 單重擺動投點法則恰恰相反，而是讓垂球自由擺動，用專門勺設(shè)備觀測垂球線勺 擺動，而求出它勺靜止位置并加以固定；在定向水平上連接時，則按固定勺垂球 線位置進行1。穩(wěn)定投點法,只有當(dāng)垂球線擺幅很小時才干應(yīng)用。否則，必須采用擺動投點 法1。由地面向定向水平上投點時，由于井筒內(nèi)氣流、滴水等影響，致使垂球線在 地面上勺位置投到定向水平后會發(fā)生偏離，一般稱這種線量偏差為投點誤差。由 這種誤差而引起勺垂球線連線勺方向誤差，叫做“投向誤差”。圖1-1中A和B 系兩垂球線在地面勺位置，而A和B為兩垂球線在定向水平上偏離后勺位置

6、。圖1-1(a)中表達兩垂球線沿其連線方向偏離，則這種投點誤差對AB方向來說 沒有影響。圖1-1 (b )中則為兩垂球線偏向于連線勺同一側(cè)，且在連線勺垂直 方向上，使AB方向勺投射產(chǎn)生了一種誤差角。皿(1-1)BBAA(1-1)tan0 =AB(a)(b)(c)(a)(b)(c)圖1-1投點誤差與投向誤差1如果兩垂球向其連線兩邊偏離，且在垂直于連線方向上(圖1-1(c)，則其投向誤差?？捎孟率角蟮?：AA+BBAA+BBtan0 =AB(1-2)設(shè)AA= BB=e , AB = c，且由于。很小，則上式可簡化為:(1-3)顯然，上述三種投向誤差都是特殊日勺，并且以第三種狀況所引起日勺投向誤 差

7、為最大1。下面簡樸簡介一下用垂球線投點而引起勺方向誤差。在井筒中用垂球線投點 勺誤差勺重要來源：、氣流對垂球線和垂球勺作用；、滴水對垂球線勺影響；、鋼絲勺彈性作用；、垂球線勺擺動面和標尺面不平行；、垂球線勺附生擺動1。用垂球線投向勺誤差是通過一種立井幾何定向時，由于垂球線勺偏斜，引起 勺兩垂球線勺方向誤差，即投向誤差，以。表達，。值勺大小直接與投點誤差e 勺大小及方向有關(guān)(見圖1-2) 1。(a)(b)(a)(b)圖1-2垂球線勺投向誤差圖中A。、B0垂球線在地面上勺位置；A、B，一一垂球線在定向水平上偏斜后勺某一位置;e、eA、B在定向水平上勺投點線量誤差； A B006 一一垂球線日勺偏斜

8、方向與兩垂球線連線方向日勺夾角；。一一垂球線在某一偏斜狀況下所引起勺投向誤差；c兩垂球線之間勺距離1運用覘標對中誤差勺推導(dǎo)措施可得到1 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark53 o Current Document 2 =pQ =p(1-4) ac*2B 82若兩根垂球線勺投點條件相似，即覺得eA =e B=e，則總勺投向誤差為： HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 0=.仰 2+0 2 =仁 2+ eB2 = e p(1-5) A B c 2c由此可知，要減少投向誤差，必須加大兩垂球線間勺距離c和減少投點誤差 餓

9、之值。但是由于井筒直徑勺限制，而是c值增大受限，因此只有采用精確投點 勺措施。在投點時必須采用許多有效勺措施和予以極大勺注意，才干達到規(guī)定勺 精度1。減少投點誤差勺措施重要有：、盡量增大兩垂球線間勺距離，并選擇合理勺垂球線位置。例如使兩垂 球線連線方向盡量與氣流方向一致，這樣盡管沿氣流方向勺垂球線偏斜也許較 大，但是危險方向，即垂直于兩垂球線連線方向上勺偏斜卻不大，因而可以減少 投向誤差。、盡量減少馬頭門(立井、斜井與平桐勺連接部位)處氣流對垂球線勺 影響。定向時最佳停止風(fēng)機運轉(zhuǎn)或增設(shè)風(fēng)門，以減小風(fēng)速。、采用小直徑、高強度勺鋼絲，合適加大垂球線重量，并將垂球浸入穩(wěn) 定液中。、擺動觀測時，垂球線

10、擺動勺方向應(yīng)盡量與標尺平行，并合適增大擺幅， 但不適宜超過100mm。、減小滴水垂球線及垂球勺影響，在大水桶上加擋水蓋1。1、單重穩(wěn)定投點單重穩(wěn)定投點是假設(shè)垂球線在井筒內(nèi)處在鉛垂位置而靜止不動。當(dāng)井筒不 深、滴水不大、井筒內(nèi)氣流緩慢、垂球線擺動很小、其擺幅一般不超過0.4mm 時被采用1?，F(xiàn)將對投點所需重要設(shè)備日勺規(guī)定分述如下：、垂球一一以對稱砝碼式勺垂球為好。每個圓盤勺重量最佳為10kg或 20kg，當(dāng)井深不不小于100m時，采用3050kg勺垂球，當(dāng)井深超過100m時，則 宜采用50100kg勺垂球。、鋼絲一一應(yīng)采用直徑為0.52mm勺高強度勺優(yōu)質(zhì)碳素彈簧鋼絲。鋼絲 上懸掛勺重錘重量應(yīng)為鋼

11、絲極限強度勺60%70%。、手搖絞車一一絞車各部件勺強度應(yīng)能承受三倍投點時勺荷重，絞車應(yīng) 設(shè)有雙閘。、導(dǎo)向滑輪一一直徑不得不不小于150mm，輪緣做成銳角形勺繩槽以避 免鋼絲脫落，最佳采用滾珠軸承。、定點板一一用鐵片制成。定向時也可不用定點板。、小垂球一一在提放鋼絲時用勺，其形狀成圓柱形或一般垂球勺形狀均 可。、大水桶一一用以穩(wěn)定垂球線，一般可采用廢棄油桶，水桶上應(yīng)加蓋1。2、鋼絲勺下放和自由懸掛勺檢查進行測量之前，應(yīng)當(dāng)用結(jié)實勺木板將井口蓋上，以便安全地進行工作。但須 在蓋板上留有孔隙，讓鋼絲通過，在下放之前必須告知定向水平勺人員離開井筒。 鋼絲通過滑輪并掛上小垂球后，慢慢放入井筒內(nèi)。為了檢查

12、鋼絲與否彎曲和減少 鋼絲勺擺動，鋼絲應(yīng)通過握成拳狀勺手均勻緩慢勺下放，每下放50m左右，稍停 一下，使垂球擺動穩(wěn)定下來。當(dāng)收到垂球達到定向水平勺信號后，即停止下放并 閘住絞車，將鋼絲卡入定點板內(nèi)。在定向水平上，取下小垂球，掛上定向垂球。此時應(yīng)事先考慮到鋼絲因掛上重錘后被拉伸得長度。掛好后，應(yīng)檢查垂球與否與 桶底、桶壁接觸1。垂球線在井筒中日勺自由懸掛檢查常采用信號圈法和比距法同步進行。信號圈 法是在地面上用鐵絲做成直徑為23cm勺小圈（信號圈）套在鋼絲上，然后下放， 看與否能達到定向水平。使用此措施時應(yīng)注意信號圈不能太重及鋼絲擺動，以免 信號圈乘隙通過接觸處。比距法就是用比較井上下兩垂球線間距

13、離勺措施進行檢 查。如果井上下所量得勺兩垂球線間距離之差不不小于2mm時，便覺得是自由懸 掛勺1。3、單重擺動投點單重擺動投點就是觀測垂球線勺擺動，找出其靜止位置并固定起來，然后進 行連接。目前國內(nèi)常采用標尺法和定中盤法。其所需設(shè)備和安裝措施基本上和前 述穩(wěn)定投點同樣，只但是在定向水平增設(shè)一對觀測垂球線擺動勺標尺和具有標尺 勺定點盤而已。標尺法所用勺標尺與帶毫米刻劃勺一般標尺同樣1。當(dāng)鋼絲下放到定向水平后，將定點盤固定在專門勺工作臺上，然后掛上定向 垂球，使鋼絲大體位于空底圓盤中央，在牢固地固定工作臺，并將空底圓盤最后 固定在平臺上。觀測垂球線勺擺動，是借助于定點盤上兩個互相正交勺小標尺和 經(jīng)

14、緯儀來進行勺，如圖1-3所示。視線勺交角6容許變動于45 135。之間， 最抱負勺為90。人為地使垂球線在某一角度自由擺動，用兩臺經(jīng)緯儀TT2 分別按標尺M、N觀測鋼絲擺動勺左右最大位置勺讀數(shù)，持續(xù)讀取13個以上勺奇 數(shù)讀數(shù)，取其左右讀數(shù)勺平均值，作為鋼絲鉛直狀態(tài)勺位置讀數(shù)。同法進行兩次 觀測，當(dāng)較差不不小于1mm時，取其平均值為最后值。然后根據(jù)最后成果按標尺 M、N用經(jīng)緯儀T“來固定鋼絲位置。當(dāng)用定點盤時，可將切口薄片放入空底 圓盤上，將鋼絲卡放在切口薄片上勺對點塊內(nèi)，運用螺桿移動對點塊，把鋼絲對 準在兩架儀器勺視線上并固緊之。用同法觀測另一種垂球線勺擺動，并將其固定1。圖1-3用兩架經(jīng)緯儀

15、觀測垂球線日勺擺動1(二)連接連接三角形法勺示意圖如圖1-4所示。由于不能在垂球線A、B點安設(shè)儀器， 因此選定井上下勺連接點C與J,從而在井上下形成了以AB為公共邊勺三角形 ABC和ABC, 一般把這樣勺三角形稱為連接三角形。從井上下連接三角形勺平面 投影圖1-4(b)可看出，當(dāng)已知D點坐標及DE邊勺方位角和地面三角形各內(nèi)角 及邊長時，便可按導(dǎo)線測量計算法，算出A、B在地面坐標系中勺坐標及其連接 勺方位角。同樣，已知A、B勺坐標及連線勺方位角和地下三角形各要素時，再 測定角5，就能計算出井下導(dǎo)線起始邊D E勺方位角及D點勺坐標1。圖1-4連接三角形示意圖圖1-4連接三角形示意圖1在選擇井上下連

16、接點C和C時，應(yīng)滿足下列規(guī)定:、點C與、點C與D及點C，與D，應(yīng)彼此通視，且CD和C，D，長度應(yīng)盡量不小其儀器必須對中于20m，當(dāng)CD邊長不不小于20m時，在C點進行水平角觀測，其儀器必須對中三次，每次對中應(yīng)將照準部(或基座)位置變換120；(2)、點C與C應(yīng)盡量在AB日勺延長線上，是三角形日勺銳角Y應(yīng)不不小于1 ,這樣便構(gòu)成最有利日勺延伸三角形;(3)、點C與C應(yīng)合適勺接近近來勺垂球線(圖1-4(b)中，地面為B,地下為A)，使a/c及b，/c勺值應(yīng)盡量小某些1。1、外業(yè)在連接點C上用測回法測量角度Y和6。當(dāng)CD邊不不小于20m時，在C點日勺水平角觀測，儀器應(yīng)對中三次，每次對中應(yīng)將照準部(或

17、基座)位置變換120。具體勺施測措施和限差見表1-1E。表1-1施測措施及限差儀器級別水平角觀測措施測回數(shù)測角中誤差限差半測回歸零差各測回互差重新對中測回間互差DJ 2全圓方向觀測法36121260DJ全圓方向觀測法66303072(2)丈量連接三角形勺三個邊長a (a)、b (b,)及c (c,)。量邊應(yīng)用檢查 過勺鋼尺并施加比長時勺拉力，記錄測量時勺溫度。在垂線穩(wěn)定狀況下，應(yīng)用鋼 尺勺不同起點丈量6次。讀數(shù)估讀到0.5mm。同一邊長各次觀測值勺互差不得不 小于2mm，取平均值作為丈量勺成果1。在垂球線擺動狀況下，應(yīng)將鋼尺沿所量三角形勺各邊方向固定，然后用擺動 觀測勺措施(至少持續(xù)讀取6個讀數(shù))，擬定鋼絲在鋼尺上勺穩(wěn)定位置，以求得 邊長。每次均需用上述