電梯井貫通工程測量方案與實踐

陳華興

江西鐵山垅鎢業有限公司 江西 贛州342307

一、工程概況

某鎢業公司是國有骨干鎢礦山,建礦開采至今已六十余年。其礦區330米標高以上因資源枯竭已關閉,290米標高采用平硐開拓,290米標高以下采用盲斜井開拓,共開拓了六個中段(十二中段至十七中段),聯系各中段的盲副斜井總斜長達到近600米。電梯井工程位于290米至60標高之間,電梯井總長250米,各中段電梯井進路與電梯井相連。

電梯井工程由中標的專業工程隊施工。施工隊采用的施工方法是先施工各中段電梯井進路到設計電梯井位置,然后再由上而下用一次成型井鉆機施工1.5米直徑圓形井,并與各中段電梯井進路貫通,最后把圓形井擴剎成設計規格為長4.2米寬3.2米的方型井。

二、測量方案與實施

依據電梯井工程施工技術要求和結合工程施工方法,確定的電梯井工程施工測量方案主要應做好以下三方面的測量工作:一是做好施工前的控制測量,建立電梯井工程統一的導線和高程控制網;二是做好施工期間的導線和高程測量,確保各中段電梯井工程能夠按設計施工;三是做好電梯井貫通后的一井定向閉合測量,用一井定向測量成果檢核和消除控制測量產生的誤差,確保電梯井井筒擴邊施工符合設計規范要求。具體方案如下:

(一)控制導線測量

1.控制導線網的確定。電梯井工程控制導線網由十二中段主平巷同一組已知導線控制點分別向各中段電梯井進路布設經緯儀導線,其中一組導線由十二主平巷至十二中段電梯井進路,另一組導線由十二主平巷經副斜井至其他各中段電梯井進路。

2.控制導線測量。因控制導線網均為支導線,故應提高控制測量的等級來提高測量精度。在控制導線測量中,測量儀器應采用測角精度為±2″,測距精度±(3+3×10-6.D)mm的高精度的全站儀,且測量前應先按相關要求對全站儀進行檢校,檢校合格才能進行下步測量工作。

導線測量應嚴格按照以下規范要求進行操作。

(1)嚴格按要求做好全站儀的對中與整平。

(2)觀測應在成像清晰,穩定的條件下進行。

(3)觀測過程中,儀器氣泡中心偏移值不得超過一格。當偏移量接近限值時,應在測回之間重新整平儀器。

(4)上半測回歸零或零方向2c值超限時,該測回應立即重測,但是不重計測回數。

(5)若測錯方向,讀錯、記錯,氣泡中心位置偏移超過1格或個別方向臨時被擋,均應進行重測。

(6)重測必須在全部測回數測完后進行。當重測回數超過測回總數的1/3時,該站應全部重測。

(7)水平角觀測值的秒值讀錯、記錯,應重新觀測。度、分讀錯、記錯可在現場更正。但是同一方向盤左盤右不得同時更改相關數字。

(8)邊長測量應采用固定棱鏡法來保證測距精度。邊長測量和水平角測量使用同一臺全站儀同步進行,在測角完成后馬上進行邊長測量。

(二)水準控制測量。井下水準測量分為I級、Ⅱ級。《規程》規定,I級水準測量精度要求水準支線往返測量的高差不符值為±15 mm R,Ⅱ級水準測量的精度要求水準支線往返測量的高差不符值為±30 mm R。R為單程水準路線長,以百米為單位。因電梯井為豎直施工,前期施工中對水準測量精度要求相對較低,Ⅱ級水準測量的精度能夠滿足電梯井工程施工要求,在電梯井全面貫通后可經電梯井直接導入高程來提高精度。

由于井下水準點大多數埋設在頂板上,觀測時要倒立水準尺,尺子倒立時,讀數為負,要以負值代入公式計算高差。

由于井下較暗,讀尺困難,水準尺至水準儀的距離比地面短,一般為15～40米,II級水準不應超過50米。每站用兩次儀器高觀測,兩次儀器高變動差應大于10厘米。測量過程中要及時驗算,發現問題及時重測。

(三)一井定向測量與計算。在各中段1.5米直徑圓形電梯井貫通后,應對電梯井進行一井定向測量。一井定向測量要與各中段的控制導線聯系起來,并以此檢核和消除控制導線的誤差,為下步擴剎長4.2米寬3.2米方型電梯井提供測量技術保證。

1.一井定向測量方案。因電梯井長度達到了250米,且施工好的1.5米直徑圓形電梯井沒有完全豎直,一井定向測量方案只能選擇分中段進行投點和測量,利用聯系三角形把各中段的控制導線連接起來。

2.一井定向測量方法

(1)聯系三角形形狀的選擇。為選擇最有利的聯系三角形,近井點應布置在井筒中線上,而井筒內的另兩個點應布置成接近井筒中線方向,這樣便能得到銳角小于2度的最有利連接三角形,提高定向測量精度。

(2)投點要求。投點的方法采用垂球線單重擺動投點。在確保投點的鋼絲不會接觸井壁的情況下,兩個點的間距應盡量拉大,掛好垂球后要用裝滿水的桶進行穩定,以提高測量精度。

(3)聯系三角形測量方法與精度要求。聯系三角形水平角測量采用全圓方向觀測法,測量和精度要求必須符合:不少于兩個測回,測角中誤差±6″,半測回歸零差12″,各測回互差12″,重新對中測回(復測)間互差60″。測量成果不符合上述要求應進行重測。

三角形各邊邊長采用鋼尺進行測量,測量應在垂線穩定的情況下進行,應用鋼尺從不同起點丈量6次,估讀到0.5毫米,同一邊各次丈量值的互差不大于2毫米,取其平均值作為丈量結果。

(4)聯系三角形測量成果檢核。每個中段的導線聯系測量結束后應立即對測量成果進行計算檢核。檢核方法是利用聯系三角形解算公式計算三角形的邊長和內角和是否符合要求,如果不符合要求應馬上重測,直到測量成果符合要求。

(5)內業計算要求。一井定向測量內業計算工作應嚴格按規范要求進行。聯系三角形的解算要根據測定的內角值選擇相應的公式計算三角形邊長和內角,并做好平差工作。坐標計算要與各中段的控制導線閉合,閉合誤差應在工程規范要求以內。

三、測量成果

一井定向測量與控制導線閉合測量結束后,經計算,各中段的閉合誤差最大的十三中段縱向誤差59毫米、橫向誤差60毫米,最小的十二中段縱向誤差4毫米、橫向誤差14毫米。各中段測量閉合誤差均符合電梯井工程規范要求。

結論

根據施工中電梯井與各中段的正常貫通和一井定向測量計算成果,說明本次電梯井工程采用的測量方案可行,實施的測量精度能夠滿足電梯井工程技術要求。