復(fù)雜條件下貫通測量技術(shù)研究與應(yīng)用

湖北宜化集團(tuán)礦業(yè)有限責(zé)任公司 湖北 宜昌 443100

一、工程簡介

2011年9月初提交某礦區(qū)南部擴(kuò)建施工組織設(shè)計,9月中旬提交通風(fēng)斜井施工方案,2011年10月初提交主平硐經(jīng)由盲斜井、主運輸中段平巷與通風(fēng)斜井貫穿方案,并且通風(fēng)斜井開始施工；2012年4月底通風(fēng)斜井于下山101米處準(zhǔn)確貫通。

貫通測量導(dǎo)線全長10118.208米,包括井巷導(dǎo)線測量與地面聯(lián)系測量兩部分。井巷導(dǎo)線測量：全長4978.272米,總測站數(shù)93站,高程343～520米之間,其中南部進(jìn)井點及措施巷366.021米,主要為平巷測量；北部巷道4251.03米,主要為主平硐、盲斜井、沿脈運輸中段平巷測量；通風(fēng)斜井361.221米,主要為下山部分、上山部分測量。地面聯(lián)系測量：全長5139.936米,總測站數(shù)6站,高程475～1120米之間。如下圖所示。

貫通工程實施部分為通風(fēng)斜井下山與上山貫通,最終貫穿點為下山101米處。相對閉合差1/12500。

二、測量工作方案

在進(jìn)行測量工作方案選定前,必須對其影響因素進(jìn)行分析預(yù)判：1、該礦區(qū)地勢起伏變化大,氣候影響測量,布點測量難度也較大；2、原礦區(qū)地形測量控制網(wǎng)點精度低,無法滿足貫通測量要求；3、通風(fēng)斜井近井點距離較遠(yuǎn)；4、貫穿方案提出時間緊迫,貫穿測量周期短,但測量精度要求高。

考慮以上因素,貫通測量工作開展分以下幾個步驟：

第一步,采用GPS測控,分別在北部主平硐、南部通風(fēng)斜井各測設(shè)一組近井點作基準(zhǔn)點,完成第一次井巷導(dǎo)線復(fù)測,并以此為通風(fēng)斜井施工方案設(shè)計依據(jù)。

第二步,安排地面聯(lián)系測量,對兩組近井點聯(lián)測檢查,并根據(jù)檢查成果調(diào)整井巷導(dǎo)線復(fù)測成果。

第三步,工程進(jìn)行一半前完成第二次井巷導(dǎo)線復(fù)測,對比分析誤差來源及影響情況。

第四步,工程剩余50米前完成第三、四次井巷導(dǎo)線復(fù)測,主要針對第二次復(fù)測查找問題,攻克難點,以減小誤差及影響,并最終確定貫穿距離、方向、坡度。

三、貫通誤差預(yù)計

儀器：1、DTM352全站儀,技術(shù)參數(shù)：測角精度2″,最小讀數(shù)1″/5″,測距精度±2mm+2ppm,測程3000米；2、GPT-3002N/LN全站儀,技術(shù)參數(shù)：測角精度2″,最小讀數(shù)1″/5″,測距精度±2mm+2ppm,測程3000米。

貫通精度要求：根據(jù)1993版工程測量規(guī)范及工程用途要求,允許平面位置誤差±40cm,高程誤差±40cm；預(yù)計誤差,平面位置±30cm,高程誤差±30cm；最終誤差,平面位置±12cm,高程誤差±15cm。

根據(jù)通風(fēng)斜井貫通測量工程實地勘查情況,本次測量的難點及誤差主要來源總結(jié)有以下幾點：

1.斜井測量,誤差來源：對中誤差及觀測誤差,主要影響高程測量及角度觀測的準(zhǔn)確性；

2.沿脈平巷測量,誤差來源：對中誤差及觀測誤差,主要影響角度測量的準(zhǔn)確性；

3.地面聯(lián)系測量,誤差來源：觀測誤差,主要影響高程測量與距離測量的準(zhǔn)確性；

4.儀器系統(tǒng)誤差,全站儀功能齊全,卻有其局限性,高程測量精度不及水準(zhǔn)儀,角度測量的精度不及經(jīng)緯儀,全站儀測量距精度受所使用棱鏡的影響。

四、貫通測量實施

在搞好測量工作方案布置,并做好測量誤差預(yù)計后,各項測量工作均有序開展,但實際操作過程中難點更加突出,減小誤差,提高精度尤為重要。為了達(dá)貫通精度要求,主要采用了以下方法：

1.根據(jù)巷道布置情況,對沿脈巷道段測量采取小范圍閉合測量的方式提高精度；

2.對中誤差要求多人對中、觀測的方式,減少誤差超限；

3.對于觀測誤差,多人、多測回觀測是主要方法；

4.測量數(shù)據(jù)選取嚴(yán)格要求,角度取值范圍±4″,距離取值±1mm,高程取值±1mm；數(shù)據(jù)記錄必須做到一人記錄,一人檢查,減少錯誤,成果計算亦然；

5.儀器讀數(shù)誤差無法避免,而通過小范圍閉合測量的方式對儀器進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)所使用棱鏡常數(shù)不匹配,尼康全站儀測量使用棱鏡常數(shù)應(yīng)為-30mm,根據(jù)檢查結(jié)果及時修正了測量成果。

五、貫通測量誤差

在該礦測量人員的共同努力下,通風(fēng)斜井準(zhǔn)確貫通,

貫通導(dǎo)線閉合差：

fx=0.039；fy=-0.114；fs=0.12m

fα=55″；fs/s=1/12500＜1/10000符合國家一級導(dǎo)線測量要求。

高程誤差：

△H=513.946-513.795=0.15m

貫通誤差不影響巷道的正常使用,較高精度的達(dá)到預(yù)期目的。

六、存在不足

通風(fēng)斜井工程雖然順利貫通,但也存在很多不足,后期測量需改進(jìn)：

1.近井點測量,主要依據(jù)GPS控制測量成果。地面聯(lián)系測量誤差較大,雖能滿足國家四等控制測量要求,但無法滿足通風(fēng)斜井貫通測量的精度要求,未能形成有效的檢查機(jī)制；

2.井下導(dǎo)線測量應(yīng)定期進(jìn)行復(fù)測,存檔備案,防止大型工程設(shè)計時無法及時提供符合要求的測量成果；

3.基本距離、角度及高程測量等基本測量方法的培訓(xùn)。隨著全站儀的引進(jìn),測量操作和培訓(xùn)弱化,新入行測量人員基本功差,還不能滿足大型貫通測量工作要求。

七、結(jié)束語

測量工作是一項比較復(fù)雜而全面的工作,既需要理論基礎(chǔ)作為支撐,也需要精心操作,理論聯(lián)系實踐,對測量整體布置、過程控制、誤差分析全面把控,方能保證貫通準(zhǔn)確性。本文以礦區(qū)通風(fēng)斜井貫通工程作為基礎(chǔ),從貫通誤差控制方面談一些看法,希望能為今后類似貫通工程提供借鑒。