高程法傾斜巷道經(jīng)緯儀腰線測設(shè)方法實踐及淺析

摘要：傾斜巷道的腰線測設(shè)在坡度較大和精度要求較高時，傳統(tǒng)的懸掛坡度規(guī)法和水準(zhǔn)儀法均不能滿足工程需要，經(jīng)緯儀高程法在實現(xiàn)腰線測設(shè)中無論采用中線點兼作腰線點測設(shè)或偽傾角測設(shè)，腰線標(biāo)示點改正都是至關(guān)重要的，成組腰線點間標(biāo)設(shè)方法和精度由于受巷道側(cè)幫不規(guī)則起伏而制約放線精度，本從實際測量實踐，對高程法傾斜巷道經(jīng)緯儀腰線測設(shè)進行探究，達到傾斜巷道腰線測設(shè)中實現(xiàn)精確、快速、腰線點布設(shè)靈活的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：高程法 傾斜巷道 經(jīng)緯儀 腰線測設(shè)

隨著采掘設(shè)備、技術(shù)、工藝的進步，在礦山開拓和降段延伸中，傾斜巷道依據(jù)工程量小于平巷加豎并方式和便于礦山整體系統(tǒng)銜接的特點，在礦山建設(shè)中占據(jù)越來越大的比重。傾斜巷道由于其特殊的空間幾何關(guān)系，三維坐標(biāo)呈函數(shù)關(guān)系變化，在腰線測設(shè)中無法照搬平巷或者天井的腰線測設(shè)方法進行操作。本文根據(jù)陜西鉛硐山礦業(yè)有限公司1330m～1080m主運輸斜井開拓施工中，采用的經(jīng)緯儀高程法對斜井巷道腰線測設(shè)實踐，對這一成功方法進行探討。

陜西鉛硐山礦業(yè)有限公司1330～1080m主運輸斜井，傾角28°，斜井全長532.5m，斜坡道采用有軌卷揚機提升方式開鑿，坡度精度要求較高。懸掛半園儀法測設(shè)腰線不能達到精度要求，水準(zhǔn)儀在1.5米視線高最大可視斜長僅4806m，無法滿足測設(shè)腰線的需要；根據(jù)測量理論和施工要求，一般在傾角大干5°的主要傾斜巷道或精度要求較高的傾斜巷道，必須使用經(jīng)緯儀測設(shè)腰線。詳見圖1、圖2。

根據(jù)工程技術(shù)要求，腰線點每隔30m成組設(shè)置(2對4個腰線點為一組)，受巷道兩幫不規(guī)則影響，瞄線法在施工過程中更加便利于現(xiàn)場隨時標(biāo)示施工基準(zhǔn)線，因此不使用兩幫延長線法。

中線點兼作腰線點的標(biāo)設(shè)法，如圖3，在中線點的垂球線上作出腰線的標(biāo)志，同時量腰線標(biāo)志到中線點的距離，以便隨時根據(jù)中線點恢復(fù)腰線的位置。該方法雖然具備在中線點的垂線上隨時便利量取腰線點且不受偽傾斜的影響，但是在施工中由于只能保證一條沿中線的坡度線，不易標(biāo)示，縱向控制便利，橫向控制無精度保障，施工時炮眼布設(shè)和鋪設(shè)軌道極為不便，實際施工指導(dǎo)效果不可靠，在該工程中沒有采用。

因此在該工程中使用偽傾角標(biāo)設(shè)法，空間一個傾斜面的真傾角《即它與水平面間所夾二面角)是指在垂直于其與水平面的交線的豎直面內(nèi)的投影與水平線的夾角。在與其交線斜交的豎直面內(nèi)的投影與水平線間的夾角則稱為偽傾角。

如下圖4：δ為傾斜面CDEF的真傾角，δ′則為其偽傾角。真傾角永遠大于偽傾角。

用偽傾角法來標(biāo)定腰線的原理，由于設(shè)計巷道時僅給出了真傾角，而腰線是標(biāo)定在巷道兩幫上的，經(jīng)緯儀又只能安置在巷道中部，因此，只能根據(jù)真傾角與偽傾角間的關(guān)系，按偽傾角來標(biāo)定腰線。

由圖得tanδ′=COSβ·tan δ

根據(jù)真傾角δ和兩個豎直面間所夾水平角β，計算偽傾角δ′，從而標(biāo)定腰線點的位置。實地標(biāo)設(shè)時，將經(jīng)緯儀安置在中線點B下，后視中線點A，瞄準(zhǔn)A點附近的腰線點1，讀取水平度盤讀數(shù)即水平角β1。按偽傾角與真傾角間的關(guān)系式，計算出偽傾角δ′1。并將望遠鏡豎盤位置準(zhǔn)確調(diào)至豎直角δ1′。在1點上或下作一記號，用小鋼尺量取腰線點1至記號的垂直距離b。然后，將望遠鏡瞄準(zhǔn)前面一個中線點C，讀取水平度盤讀數(shù)，再轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部，瞄準(zhǔn)欲標(biāo)設(shè)的腰線點2，根據(jù)水平讀盤讀數(shù)計算出望遠鏡轉(zhuǎn)動的水平角B2，并按照上述同樣的方法，計算出偽傾角δ2′。將望遠鏡的傾角調(diào)至δ2′，再由此向上或向下量取垂直距離b，并作上標(biāo)記，即得腰線點2。

用偽傾角法標(biāo)定腰線可與標(biāo)定中線同時進行，作為校核條件。此方法不僅解決了懸掛羅盤精度較低的矛盾，而且不需要進行距離測定即可在真傾角和偽傾角之間換算，在巷道幫任意設(shè)定腰線點中顯現(xiàn)出靈活和工作量小的特點，在傾斜巷道腰線測設(shè)中極為便利。