联系测量，以提高起始边的三维测量精度；贯通测量通过采用全站仪等高四架法施测，以提高
贯通导线的精度，从而实现高质量贯通。该方法对类似工程的贯通测量有一定的参考价值。
关键词 贯通测量 单线投点 四架法 误差预计
1 工程概况及质量要求
1.1 工程概况
思山岭铁矿1#回风井井口标高+265m，井底标高-1007.726m，井深1272.726m；措施井地面井口标高+222m，井底设计标高-1050m，井深设计为1272m。-960m中段与上述两条竖井连通，贯通巷道长为1173m，根据施工计划要求和客观条件的限制：贯通相遇点预计在K点位置。从工程总体上看，该工程测量系统复杂，测量工作量大，测量精度要求高。
1.2 质量要求
经与思山岭铁矿施工人员协商和依据《冶金矿山井巷工程测量规范》(YB/T 4385—2013)规范，贯通点的允许误差：平面为50cm，高程为20cm。
2 贯通测量方案
2.1 已有测量资料情况
2015年已建立了矿区地面一级控制点8个，分别为S100、S200、S300、G2、G3、G4、G5、GPS4，并用徕卡TCR802 ultra全站仪进行了联测，其精度能满足矿区地面各项工程的施工。但深竖井间贯通巷道长，贯通测量精度高，矿区地面控制点有必要重新建立并采用高级别的全站仪进行联测，同时应建立1#回风井和措施井的近井点，以便将地面测量系统的三维坐标通过联系测量方式传递至-960m中段，以确保大型巷道的顺利贯通和井下各项工程的安全生产。
2.2 -960m中段贯通测量方案
地面控制测量采用全站仪重新进行连接复测，并用陀螺经纬仪对副井附近的HJ1～G2边进行陀螺定向测量［3］；联系测量采用单根钢丝配以2套全站仪联合陀螺经纬仪进行，同一根千米长钢尺同样方法在贯通巷道的每条井筒内分别导入高程，以便将地面三维坐标和方位角传递至1#回风井和措施井及-960m中段；贯通巷道及相关工程以全站仪等高四架法［2］为主测设导线并用全站仪往返测三角高程或DS3水准仪施测Ⅰ级水准。从整个贯通工程来看，该贯通测量误差的来源主要是地面控制测量误差，深竖井联系测量误差和井下控制测量误差3个部分。
2.2.1地面控制点的联接复测
采用徕卡TS09 plus2″R500全站仪（2″ 【】mm）对相关控制点进行联接测量并建立1#回风井和措施井的近井点。联接复测采用三架法施测(独立施测2次)，水平角一次对中两个测回，水平距离和高差正倒镜位且往返各测3次，仪器高、觇标高采用5m小钢尺丈量(精确至mm级)，并用陀螺经纬仪对的HJ1～G2边进行陀螺定向测量，以提高连接测量精度。测量时仪器的对中整平及各项限差均符合相应规范规定要求。
这样地面控制测量的误差主要是全站仪的测角量距误差和三角高程测量误差、水准测量误差及陀螺定向测量误差。
2.2.2联系测量
这部分包括1#回风井和措施井的联系测量。
（1）1#回风井联系测量
1#回风井联系测量所用的主要测量设备：徕卡TS09 plus2″ R500全站仪（2″ 【】mm）、徕卡TS02 plus R500（2″ 【】mm）全站仪、中船重工GT3-3型陀螺经纬仪、1000m长钢尺。
联系测量时采用1根1500m长φ2.0mm的碳素弹簧钢丝单线投点至-960m，同时用陀螺经纬仪测出定向边的方位角，以建立井下近井点和形成井下定向边，并用1000m长钢尺将地面近井点的高程导入至井下定向点上。
（2）措施井联系测量
措施井联系测量所用的主要测量设备：徕卡TS09 plus2″ R500全站仪（2″ 【】mm）、徕卡TS02 plus R500（2″ 【】mm）全站仪、中船重工GT3-3型陀螺经纬仪、1000m长钢尺。
其联系测量方法与1#回风井方法相同。
因联系测量时受空间位置限制，陀螺定向边较短，为提高井下起始边的方位角精度，等直巷施工150m左右时，再用陀螺经纬仪测出长导线边的方位角，以纠偏短边陀螺定向时的方位偏差。
（3）导入高程测量
用1000m长钢尺和2台徕卡全站仪将地面近井点的高程导入至井下定向点上。导入高程独立进行两次，其互差不得超过井深的1/10000。导入高程时加入比长改正和钢尺自重改正及温度改正。
这样联系测量的误差主要包括定向投点误差、水平角测量和边长测量误差、陀螺经纬仪定向测量误差以及长钢尺导入高程误差。
2.2.3 -960m中段控制测量
（1）平面控制测量
措施井和1#回风井间最短贯通巷道长1173m，贯通测量采用徕卡TS09 plus2″ R500（2″ 【】mm）全站仪四架法测设一级导线，水平角采用测回法或全圆观测法一次对中两个测回测角，并变换度盘位置，边长正倒镜位且往返各测3次，导线独立施测2次。测量时仪器的对中整平及各项限差均符合相应规范规定要求。
（2）高程控制测量
高程控制测量采用徕卡TS09 plus2″ R500（2″ 【】mm）全站仪往返三角高程或采用DS3水准仪施测Ⅰ级水准，施测水准时必须两次仪高测定，其较差不符值不得大于4mm。
3 误差预计所需基本参数的确定［1］
(1) 1#回风井地面+265m至-960m定向投点误差；
(2) 措施井地面+222m至-960m定向投点误差：；
(3) 地面近井点及近井边的建立和钢丝的连接测量全站仪测角中误差：；
(4) -960m中段全站仪测角中误差：；
(5) -960m中段陀螺定向误差：；
(6) 措施井和1#回风井间地面及井下导线各点与K点连线在Y′轴上的投影长度，在设计图上量取（见贯通误差预计图）。
(7) 两井间地面近井点的三角高程测量每公里的高差中误差：；
(8) 1#回风井导入高程中误差：；
(9) 措施井导入高程中误差：；
(10) 井下Ⅰ级水准测量中误差：
(11)措施井与1#回风井之间水准测量的误差：
4 贯通测量误差预计
根据施工计划，预计在K点贯通。过K点作X轴和Y轴(X轴与Y轴垂直)，建立误差计算假定坐标系，其点位布置见贯通误差预计图。.png)
4.1贯通相遇点K在水平重要方向X上的误差预计
(1)地面导线测量引起K点在X方向上的测角误差(角度独立测量两次)
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其中是由预计图上量得的，再平方求和而得。
量边误差引起的(边长独立测量两次)
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其中，为量边误差，是各边与轴方向的夹角。
(2) 1#回风井陀螺经纬仪定向误差引起的
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(3)措施井陀螺经纬仪定向误差引起的
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(5)-960m中段导线测量引起K点在X方向上的测角误差(角度独立测量两次)：
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量边误差引起的(边长独立测量两次)
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（5） 贯通在水平重要方向X上的总误差
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取两倍中误差作为极限误差：
4.2 贯通相遇点K在高程上的误差预计
(1)地面近井点三角高程测量引起的K点高程误差
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(2)地面近井点Ⅰ级水准测量引起的K点高程误差
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(3)贯通在高程上的总中误差（以上各项高程测量均独立进行两次）
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(4)贯通在高程上的预计误差
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从误差预计可说明：该测量方案可满足工程规范规定要求。-96m中段三井的贯通测量可遵照上述方案执行。
5 贯通精度及闭合差
5.1贯通的实际偏差
1#回风井与措施井-900m中段巷道贯通后，其实际偏差值见表3。
表3 贯通的实际偏差值
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5.2贯通导线的闭合差
fx=0.018m，fy=0.011m，fs=0.021m；fs/［S］=1/55857；△α=31.5″
贯通偏差不影响巷道的正常使用，其偏差值符合规范要求，达到了预期目的。
6 测量主要设备用具一览表
测量主要设备用具见表4
表4
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7 结语
7.1在复杂条件下大型贯通中，应有准确的优化了的贯通预计。
7.2深井联系测量时，因采用了单线投点联合陀螺经纬仪和千米长钢尺的联系方法，比一井几何定向投放2根钢丝的联系测量方法速度快，功效高，大大缩短了联系测量的时间，减轻了测量人员的劳动强度，提高了联系测量精度。
7.3贯通导线复测时，由于采用了等高全站仪四架法，比用全站仪常规测量方法速度快，精度高，同时减轻了测量人员在井下恶劣环境条件下的劳动强度，缩短了测量人员的测量时间，提高了工效。
参考文献：
【1】张国良.《矿山测量学》[M].徐州：中国矿业大学出版社，主编：张国良 副主编：朱家钰
【2】全站仪四架法在复杂条件下贯通中的应用 《价值工程》2015.(6)
【3】钢丝投点配合陀螺经纬仪仪定向在竖井联系测量中应用 《2003年优秀施工论文》
论文作者:吴 江
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年4期
论文发表时间:2020/4/22
标签：测量论文; 误差论文; 高程论文; 陀螺论文; 经纬仪论文; 钢尺论文; 地面论文; 《工程管理前沿》2020年4期论文;