全站儀配合鋼絲進行立井高程聯(lián)系測量

賈理爭

(中國華冶科工集團安徽分公司)

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全站儀配合鋼絲進行立井高程聯(lián)系測量

賈理爭

(中國華冶科工集團安徽分公司)

摘要以張莊鐵礦南風井平巷開拓工程為例，詳細分析了立井聯(lián)系測量過程中利用全站儀配合鋼絲法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼尺導(dǎo)入高程方法，討論了該2種方法在實際工程中的可行性與實用性，并對全站儀導(dǎo)入高程的精度進行了驗證，供類似應(yīng)用研究參考。

關(guān)鍵詞立井聯(lián)系測量全站儀鋼絲導(dǎo)入高程

目前，在礦山測量工作中，主要采用傳統(tǒng)的鋼尺導(dǎo)入高程的方法進行立井高程聯(lián)系測量，但在我國市售的鋼尺中，很少有能夠滿足礦山立井高程聯(lián)系測量所需的長度。常用的方法主要以若干個短鋼絲首尾相接的方法完成對規(guī)定長度的測量要求，或花費較多的人力、物力去訂做相應(yīng)長度的鋼尺。以上2種方法雖均能滿足生產(chǎn)需要，但鋼尺連接后的尺長改正、拉力改正、溫度改正等的計算較繁瑣，且精度不高，給測量工作增添難度。近年來，全站儀在礦山測量中得到了廣泛應(yīng)用，該儀器不僅具有體積小、操作簡便、測量速度快、測量精度高等優(yōu)點，而且可自動實現(xiàn)距離測量，無需進行各種改正數(shù)計算[1-3]。在立井高程聯(lián)系測量中，利用全站儀可克服傳統(tǒng)高程聯(lián)系測量的不足，大大簡化測量過程。本研究以張莊鐵礦南風井平巷開拓工程為例，將全站儀配合鋼絲進行了立井聯(lián)系測量，并對測量流程和結(jié)果進行詳細分析。

1工程概況

張莊鐵礦南風井平巷開拓工程是張莊鐵礦一項重點工程，該井筒施工平巷與副井平巷屬對頭施工，因此對于井上井下的高程聯(lián)系測量精度要求較高。已知井口近井點A的標高+45.034 m，需通過聯(lián)系測量得到井下B點的高程(圖1)。

圖1　立井聯(lián)系測量示意

2測量準備工作及外業(yè)實測

2.1測量準備工作

井上與井下各1個測量小組，每組4人，測量所需工具的相關(guān)信息見表1。

表1　測量所需工作信息

2.2外業(yè)實測

2.2.1下放鋼絲

將絞車固定在井口附近，位置選擇應(yīng)盡量避開水準儀對近井點A的觀測視線(圖1)，鋼絲通過滑輪下放，下放鋼絲過程中應(yīng)確保鋼絲不扭曲，控制絞車速度，勻速下放，同時在鋼絲底部懸掛配重，待鋼絲下至規(guī)定的深度后，將絞車固定，并對鋼絲進行穩(wěn)定。鋼絲穩(wěn)定后，井下將預(yù)先準備的重錘掛于鋼絲底部，待鋼絲再次恢復(fù)穩(wěn)定后，便完成了鋼絲的下放工作。井下人員通過對講機通知井上人員釋放若干個有鐵絲做成的信號圈，以便檢查鋼絲在井筒內(nèi)是否有卡住的部位，檢查無問題后進行實測。

2.2.2實測

如圖1所示，井上、井下2組人員同時進行水準儀架設(shè)，并將水準尺同時立在已知點A和待測點B，同時觀測并記記錄數(shù)據(jù)分別為a、b。井上人員利用水準儀后視已知高程點A上的水準尺，計算出視線高，水準儀在標尺上讀數(shù)a(+1.325 m)，視線高+46.361 m，對講機通知井下人員開始對鋼絲進行觀測，同時記錄下井上、井下2組氣壓、溫度值。當2組人員同時觀測到鋼絲之后，迅速用標線夾對井上、井下在鋼絲上同時做標記，固定結(jié)實。如圖2所示，第1組觀測的點分別標記為a1、a2，通知井上人員上提鋼絲一段距離，用同樣的方法測出另外2組數(shù)據(jù)b1、b2、c1、c2。3組數(shù)據(jù)觀測之后，開始對標記數(shù)據(jù)進行檢查，要求a1、b1、c1間的距離與井下的a2、b2、c2間距離之差不大于3 mm，否則須重新進行觀測。井下人員需測出視線高與待測B點的高差b(-2.016 m)，便于直接得出B點高程。觀測完畢后，井下人員取下重錘，用測力計測出重錘重量并加以記錄。掛上配重，通知井上人員將鋼尺勻速收至井上，用溫度計測量井筒上下的溫度并記錄。

在空曠平坦的地面上將鋼尺展開，一端固定于一處不可移動的重物上，確認鋼絲固定完畢后，通知另一端開始用測力計對鋼絲施加拉力。當測力計的度數(shù)和測量重錘時顯示的讀數(shù)一致時，待讀數(shù)穩(wěn)定后持續(xù)該拉力，架設(shè)全站儀及棱鏡進行測距。如圖2所示，儀器架設(shè)于a1點，棱鏡架設(shè)于a2點，記錄現(xiàn)場的溫度和氣壓，開始測距，并在測距時全站儀應(yīng)輸入溫度、壓強改正數(shù)值。采用相同方法得出另外2組數(shù)據(jù)。

圖2　全站儀測距示意

3內(nèi)業(yè)計算

根據(jù)外業(yè)觀測的數(shù)據(jù)記錄，需對鋼絲進行溫度與拉伸改正，經(jīng)計算，3段測距的平均值為526.326 m，鋼絲的自重拉伸改正值為55 mm，鋼絲的溫度改正值為0，鋼尺改正后的長度為526.381 m，由此得出井下待求水準點B的高程-478.005 m。按本研究上述觀測步驟獨立進行了2次試驗，2次投點測得高差互差為35 mm,，測量精度為1/15 039，遠小于《礦山測量規(guī)范》中規(guī)定的1/8 000。在上述試驗的基礎(chǔ)上，獨立進行了一次鋼尺法導(dǎo)入高程試驗，其結(jié)果與上述試驗結(jié)果的對比限差仍符合《礦山測量規(guī)范》要求，可滿足井下生產(chǎn)需要。

4結(jié)語

以張莊鐵礦南風井平巷開拓工程為例，采用全站儀配合鋼絲法以及鋼絲法分別進行了立井導(dǎo)入高程試驗，結(jié)果表明，全站儀配合鋼絲法、鋼絲法的測量精度均能滿足要求，相對而言，全站儀配合鋼絲法操作不但簡便快捷，節(jié)省了人力，并且減少了對井筒的占用時間，可見該方法具有較好的推廣價值。

參考文獻

[1]孫孝軍.全站儀用于高程測量的優(yōu)點及精度分析[J].山西建筑，2007，33(27)：355-356.

[2]吳貴才.工程測量學[M].徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2011.

[3]劉紅方，張鵬飛.全站儀在立井導(dǎo)入高程測量中的應(yīng)用[J].山西建筑，2009，35(31)：352-353.

(收稿日期2015-12-02)

賈理爭(1988—)，男，助理工程師，237474 安徽省六安市霍邱縣范橋鄉(xiāng)。