一井定向在联系测量中的应用

竖井联系测量人民交通出版社一、竖井联系测量的任务在隧道施工中，常用竖井在隧道中间增加掘进工作面，从多面同时掘进，可以缩短贯通段的长度，提高施工进度。

这时，为了保证相向开挖面能正确贯通，就必须将地面控制网中的坐标、方向及高程，经由竖井传递到地下去，这些传递工作称为竖井联系测量。

其中坐标和方向的传递，称为竖井定向测量。

通过定向测量，使地下平面控制网与地面上有统一的坐标系统。

而通过高程传递则使地下高程系统获得与地面统一的起算数据。

按照地下控制网与地面上联系的形式不同，定向的测量方法可分为下列四种：1.经过一个竖井定向(简称一井定向)；2.经过两个竖井定向(简称两井定向)；3.经过横洞(平坑)与斜井的定向；4.应用陀螺经纬仪定向。

竖井的联系测量可通过一个井筒、也可同时通过两个井筒进行。

这种联系测量是利用地上、地下控制点之间的几何关系将坐标、方向和高程引入地下，故称几何定向。

平峒的联系测量可通过一个井筒、也可同时通过两个井筒进行。

这种联系测量是利用地上、地下控制点之间的几何关系将坐标、方向和高程引入地下。

由于平峒隧道有进口和出口，导线和水准线路可从隧道两端引进，大大缩短贯通长度。

其作业方法与地面控制测量相同。

斜井的联系测量方法与平峒基本相同。

不同处是隧道坡度较大，导线测量要注意坡度的影响。

另外，斜井大部分为单头掘进，从洞口引进的导线均为支导线，要加强检核，以防止联系测量出现错误。

由于陀螺仪技术的飞速发展，在导航和测量工作中已被广泛应用。

陀螺仪重量轻、体积小、精度高、使用方便，在隧道联系测量工作中，不失为一种经济、快速、影响小的现代化定向仪器。

高程联系测量是将地面高程引入地下，又称导入高程。

显而易见，为使地下隧道(巷道)贯通，地上、地下的控制点必须在同一个坐标系统和高程系统。

地下工程与地面工程的相对位置也必须正确无误；地下建(构)筑物的相对关系，也必须精确。

如此种种，说明联系测量是非常重要的。

几何定向几何定向分一井定向和两井定向。

联系测量中矿井的一井定向【摘要】竖井一井定向属于矿山平面联系测量中较为复杂且经常遇到的一项工作，其施测由投点、摆动观测、构建连接三角形、获取观测数据和进行内业数据处理等步骤组成。

一井定向的重点是进行投点和作摆动观测，另外，在构建连接三角形时要注意点位之间要满足一定条件。

【关键词】联系测量；定向；投点；连接三角形1 平面联系测量及一井定向简介在采矿工程中，较早期的测量工作是将地面的平面坐标系统传递到地下，从而统一地上、井下平面坐标系统，以确保矿井在平面上的顺利建设和安全生产，该项工作称为平面联系测量。

平面联系测量的具体任务是通过经纬仪导线测量并计算得到井下导线起算边的坐标方位角及起算点的平面坐标x和y的值，并同时对测量的精度和误差进行控制及预计。

在平面联系测量中，坐标方位角传递的误差是主要的，因此又把它称为矿井定向。

矿井定向按照其性质可分为几何定向和陀螺定向两种，而几何定向又分为一井定向和两井定向。

在通过平硐和斜井以及竖井的几何定向中，其中前两种定向较为简单，而在竖井几何定向中，又以一井定向较复杂且常见。

本文有意对矿山一井定向的基本原理和测量过程进行总结，并结合实例分析对其加以说明，以期在今后工作中遇到此类问题时能够解决的更好。

2 一井定向的基本原理2.1 钢丝投点及外业施测过程进行一井定向时，在竖井井筒中悬挂两根钢丝垂球线（如图1），投点时利用绞车盘住钢丝向下放，并使用信号圈检查钢丝垂直度，钢丝下放到井底后挂上30kg的圆盘式垂球。

挂上垂球后的钢丝呈摆动状态，为了确定其投点位置，在井下放置能够确定钢丝摆动中心的简易支架，然后作摆动观测。

根据井下条件，安置交角位于45°-135°之间的两台经纬仪，并在其垂直方向分别放两个直尺，由于钢丝摆动，用两台经纬仪分别观测钢丝在两个直尺摆动的左右最大读数，连续取13个读数，取其左右平均值，作为钢丝铅垂状态的位置读数。

同法进行两次，当较差不大于1mm时，取其平均值作为最终值。

Development and Innovation | 发展与创新 |·257·2020年第14期作者简介：田洪雷，男，工程师，研究方向：地铁工程测量及变形监测等。

一井定向三丝法在地铁联系测量中的应用田洪雷（济南质安工程检测有限公司，山东 济南 250000）摘 要：一井定向作为地铁施工中联系测量的常用手段，已得到了广泛应用。

地铁平面联系测量中一井定向常采用悬挂2根钢丝组成联系三角形的方式进行，但测量精度较低。

大量工程实践证明，悬挂3根钢丝组成双联系三角形的方式进行测量具有更高的精度。

文章结合济南地铁2号线任家庄站联系测量实例，详述在现场条件不好的情况下，采用三丝法进行平面联系测量的作业过程及计算方法。

关键词：一井定向；地铁施工；联系测量；联系三角形；三丝法中图分类号：U231+.1 文献标志码：A 文章编号：2096-2789（2020）14-0257-02 1 一井定向联系测量联系测量就是将地面坐标、方位和高程传递到地下隧道区间，使地上地下具有统一的坐标、高程系统，便于指导地铁隧道掘进施工。

联系测量工作是隧道控制测量最重要的工作环节之一，联系测量精度对后期隧道的贯通误差影响很大。

一井定向联系测量也被称为联系三角形法，即在一个井口吊2根钢丝挂10kg 重锤浸泡在阻尼液中，井上通过地上近井点与2根钢丝组成三角形，井下通过待测点与2根钢丝组成三角形。

由于钢丝是自由悬吊状态，可以认定2条钢丝的坐标和方位角在井上井下相同，利用2台全站仪同时观测井上井下的角度与距离，通过计算可以求出地下导线点的平面坐标和方位角。

2 近井点和联系三角形布置2.1 近井点布置近井点应布置在已知平面控制点的可视范围之内，并应尽可能缩短与钢丝间的距离。

为减小测绘仪器对中误差，地上近井点应布置成强制对中点，如现场条件不允许，则在近井点的观测过程中采用三联脚架法，尽可能减小误差传递。

近井点导线测量主要技术要求如表1所示，外业观测技术要求如表2所示。

地铁车站中联系测量方法应用摘要：地铁已逐步成为城市交通的新形式,而联系测量技术的应用对我国现代化地铁建设行业的转型升级具有重要意义。

论文介绍一井定向、两井定向、平洞或斜井的几何定向、投向仪(投点仪)定向、明挖车站、区间直接观测定向和高程联系测量等常用联系测量方法的基本原理和技术要点,然后对其在地铁工程施工中的应用作了详细的阐述。

关键词：联系测量；一井定向；两井定向；几何定向；高程联系测量1工程概况嘉定山站是8号线起始第15站，车站位于南昌路与德丰路交汇路口处，沿南昌路道路自南北向布置。

车站主体结构总长220.2m，标准段宽20.01m，11m双层岛式站台车站，车站拱顶埋深12.6～19.8，依次为素填土、粉质粘土、强风化花岗样、中风化花岗岩、微风化花岗岩。

车站附属结构包括4个出入口（B出入口为预留）、2组风道。

车站两端1号风井及2号风井兼做施工竖井，由风道进入主体施工,车站主体采用暗挖拱盖法施工，车站附属结构风道采用CRD法施工，风井采用倒挂井壁法施工。

地下交通网络，与普通的铁路相比，地下铁道无论是在工程结构的技术含量还是在施工精度方面都有特殊的、更高的要求。

而联系测量能对所测点位地面坐标的准确定位，在地铁建设中，能将地面信息与地下信息相结合，还能将图纸与实际相结合。

这决定了工程能否顺利进行，也决定了工程质量的优劣。

由于嘉定山车站整体位于地下，且地面道路高差较大，联系测量则更加重要。

图1嘉定山站平面图2联系测量原理将地面坐标系统和高程系统传递到地下，确定地下控制点、控制边,作为地下控制导线的起算数据，这一过程测量工作叫做联系测量。

将地面平面坐标系统传递到地下的测量称为平面联系测量，简称定向。

将地面高程系统传递到地下的测量称高程联系测量，简称导入高程。

3测量流程及操作要点3.1测量任务(1)确定地下起算边的坐标方位角;(2)确定地下起算点的平面坐标X和Y;(3)确定地下水准点的高程H。

前两项任务是通过平面联系测量定向来完成的;第三个任务是通过导入高程来完成的。

一井定向计算原理与应用详解在地球物理勘探、地质工程、水文地质等领域中，一井定向计算扮演着至关重要的角色。

它通过对井内测量数据的处理和分析，能够准确地确定井身的方位和倾角，为后续的钻探、开采等工程提供重要依据。

本文将详细介绍一井定向计算的原理、方法及其在相关领域的应用。

一、一井定向计算原理一井定向计算是通过测量井内钻具的方位角和倾角，结合地面控制点的坐标信息，确定井身空间位置的过程。

其基本原理包括坐标系转换、方位角和倾角的测量与计算、误差分析等。

1. 坐标系转换：一井定向计算涉及到多个坐标系的转换，如地理坐标系、井口坐标系、钻具坐标系等。

这些坐标系之间的转换需要借助相应的转换矩阵和参数，以确保计算结果的准确性和可靠性。

2. 方位角和倾角的测量与计算：方位角是指井身与地理北极之间的夹角，倾角是指井身与水平面之间的夹角。

通过测量这两个角度，可以确定井身在空间中的位置。

在实际测量中，需要借助高精度的测量仪器和计算方法，以减小误差和提高精度。

3. 误差分析：一井定向计算过程中不可避免地会存在误差，如仪器误差、计算误差等。

为了确保计算结果的可靠性，需要对这些误差进行分析和处理，如采用最小二乘法进行误差估计和修正。

二、一井定向计算方法一井定向计算方法主要包括以下几种：1. 单点定向法：通过在井口设置一个控制点，利用该点的坐标信息和井内测量的方位角和倾角，计算出井身的空间位置。

这种方法简单易行，但精度相对较低。

2. 多点定向法：在井口设置多个控制点，利用这些点的坐标信息和井内测量的方位角和倾角，通过最小二乘法等方法进行拟合计算，得出更为精确的井身空间位置。

这种方法精度较高，但需要较多的控制点和复杂的计算过程。

3. 连续测量法：在钻探过程中，通过连续测量钻具的方位角和倾角，实时更新井身的空间位置。

这种方法能够实时监测井身的偏差，为钻探工程提供及时的调整建议。

但需要高精度的测量仪器和稳定的钻探环境。

三、一井定向计算应用一井定向计算在地球物理勘探、地质工程、水文地质等领域有着广泛的应用。

一井定向在竖井联系测量中的应用摘要本文介绍在竖井联系测量作业过程中采用一井定向方法进行方位角及坐标传递，说明基本操作步骤及计算方法，结合实际情况，阐述三角形联系方法及注意事项。

关键词一井定向联系三角形投点方位角1概述在隧道施工时，经常利用竖井增加作业面，从多面进行隧道施工，提高隧道施工进度。

为了保证施工过程中隧道正确贯通，需要将地面控制网点的坐标、方位角及其高程经由施工竖井传递至地下。

通常对于这项工作我们称之为竖井定向联系测量。

基本原理就是在竖井悬挂两根钢丝，钢丝一端固定在井口上方，另一端系有重锤自由悬挂至井底，利用两根钢丝将地面坐标及方位角传递至井下连接点位，使得地面坐标系与地下坐标系一致；同时利用钢尺将地面高程传递至地下点位高程，确保地面地下高程系统一致。

（如图1）2定向测量工作为了确保定向工作的准确，同时增加检核条件，现就某工程项目采用悬挂三根钢丝的方法进行说明（如图2）。

(1) 布设近井点。

在竖井附近布设平面近井点J01-1，该点与地面精密导线点JM2相互通视，近井点J01-1按照精密导线进行施测，最短边不小于50米，并与地面精密导线组合成附合导线；采用强制对中装置，减少对中误差对竖井上下方位角传递的影响。

(2) 悬挂钢丝在竖井内悬挂三根钢丝至井底。

选择直径0.3mm的钢丝。

悬挂钢丝的过程中在钢丝的合适位置粘贴3-4个反射片，各反射片粘贴时有一定的旋转角度，保证在钢丝静止时总有一面反射片面朝向仪器方向。

在井底处，钢丝下端悬挂10kg 左右重锤，并将重锤置于防止钢丝摆动的阻尼液中，保持钢丝处于静止状态。

(3) 测量距离采用1s级及以上精度的全站仪实测地面近井点J01-1到三根钢丝的距离a、b井下近井点C′到三根钢丝间的距离a′、b1′、b2’；同时利用全站仪的对边测量功能分别测量井上及井下三根钢丝间的距离c1、c2/c1、从‘’值。

测回间的距离较差＜1mm。

(4) 测量角度实测C/C′点与两根钢丝间夹角γ/γ′。

第二节一井定向在立井中悬挂钢丝垂线由地面向井下传递平面坐标和方向的测量工作称为立井几何定向。

几何定向分一井定向和两井定向。

立井几何定向方法:可把立井几何定向工作分为两部分：由地面向定向水平投点(简称投点)；在地面和定向水平上与垂球线连接(简称连接)一、一井定向方法在一个井筒中挂两根钢丝，将井上高程点传到井下方法：连接三角形法，四边形法，瞄直法(一) 投点稳定:水桶内，静止不变，井深小，摆幅小单重摆动:井深，风大，摆幅大，自由摆动投点多重投点误差：风流、滴水等影响，钢丝地面井下投影不重合，线量偏差 投向误差：由投点误差所引起的垂球线连线的方向误差与 e 成正比e c θρ''''= 与 c 成反比e=1mm, c =3m 时, e c θρ''''==±68.8″规程规定，两井两次独立定向之差小于2′,则一次定向中误差不大小±42″,投向误差小于±30″.当 c =2,3,4m 时,c e θρ''=''=0.3,0.45,0.6mm 减小投点误差措施：1)增大c2)减少马头门处风流3)小直径，高强度纲丝,加大锤重，浸入液体中4)减小滴水影响，挡水，桶盖1.单重稳定投点单重稳定投点是假定垂球线在井筒内处于铅垂位置而静止不动。

当井筒不深、滴水不大、井筒内气流缓慢、垂球线摆动很小、其摆幅一般不超过0.4mm时被采用。

投点所需主要设备的要求如下：(1) 垂球：以对称砝码式的垂球为好，每个圆盘重量最好为10kg或20kg。

当井深小于100m时，采用30～50 kg的垂球，当超过100m时，则宜采用50～100kg的垂球；(2) 钢丝：应采用直径为0.5～2mm的高强度的优质碳素弹簧钢丝。

钢丝上悬挂的重锤重量应为钢丝极限强度的60%～70%；(3) 手摇绞车：绞车各部件的强度应能承受三倍投点时的荷重，绞车应设有双闸；4) 导向滑轮：直径不得小于150mm，轮缘做成锐角形的绳槽以防止钢丝脱落，最好采用滚珠轴承；(5) 定点板：用铁片制成，定向时也可不用定点板；(6) 小垂球：在提放钢丝时用，其形状成圆柱形或普通垂球之形状均可；(7) 大水桶：用以稳定垂球线，一般可采用废汽油桶，水桶上应加盖。

矿井联系测量的一井定向在苏尼特金曦矿的应用摘要：对于矿山井下生产来说，需要确定井上、下各采矿巷道之间的相对空间位置关系，以便全局掌握采矿工作空间，正确指导生产。

通过我矿这几年的矿井生产采矿实践证明，井上、下或是矿井相邻两中段间通过联系测量采用同一坐标系统是安全地、有计划地进行采矿的重要保障。

关键词：一井定向投点连接平面定向中误差引言苏尼特金曦黄金矿业有限责任公司位于内蒙古中部，其地理坐标是：东径113°31′30″—113°34′30″北纬42°22′45″—42°25′00″矿体倾角55°—78°，属急倾斜矿体。

矿体的最大见矿厚度99.98m，最小厚度3.01m,平均厚度30.27m，薄矿体分布在矿体边界附近，品位较低且储量极少，矿体总体属极厚和中厚的急倾斜矿体。

该竖井是由露采转井下建设竖井，为了是露天矿坐标系统与井下坐标系统一。

我们单位生产技术部测量组多次努力，通过矿井联系测量，统一了井上下部分工程的坐标系统，使得井下日常生产测量工作得以顺利开展，为我矿井下地质勘探、生产采矿、工程质量监督、基础图件提供奠定了良好基础。

1、平面联系部分（定向）1.1定向水平概况我矿由于露采转井下生产需要，在地表1297.5米水平建立竖井开拓1110m、1050m、990m、930m中段，当中段平巷已初具规模时，生产任务紧，就急需进行矿井联系测量，既要满足生产需要，又要具有一定的精度，为此，我们进行了定向方案的设计与优化选择。

从矿上当时的实际情况看，用磁性仪器因其精度过低满足不了当时生产需要；而投向仪操作使用不方便；而陀螺经纬仪设备不具备，且操作要求高，需专人观测，不理想，只有一井定向法才是经济、理想，适合当时生产需要的定向方法，故进行了一井定向的组织与施测工作。

1．2技术设计与施测方案选择由于一井定向工作环节繁多，要求精度很高，同时又要尽量削短占用井筒的时间，必须要有很好的工作组织，才可圆满完成定向工作任务。

§13-3 竖井联系测量在隧道施工中，除了通过开挖平洞、斜井以增加工作面外，还可以采用开挖竖井的方法来增加工作面，将整个隧道分成若干段，实行分段开挖。

例如，城市地下铁道的建造，每个地下站都是一个大型竖井，在站与站之间用盾构进行开挖，并不受城市地面密集的建筑物和繁忙交通的影响。

为了保证地下各方向的开挖面能准确贯通，必须将地面控制网中的点位坐标、方位和高程，通过竖井传递到地下，使得各施工段在统一的坐标系中进行施工。

这项工作称为竖井联系测量。

联系测量的任务包括确定地下导线起算边的坐标方位角；确定井下导线起算点的平面坐标x 和y；确定井下水准基点的高程H。

一、竖井高程传递经由竖井传递高程时，过去一直采用悬挂钢尺的方法，即在井上悬挂一根经过检定的钢尺（或钢丝），尺零点下端挂一标准拉力的重锤，如图13-4所示，在地面、地下各安置一台水准仪，同时读取钢尺读数和，然后再读取地面、地下水准尺读数、，由此可求得地下水准点B的高程：H=H+ -[(-)+Δt+Δk ]-（13-2）式中：H——地面水准点A的高程；、——地面、地下水准尺读数；、——地面、地下钢尺读数Δt——钢尺温度改正数，Δt＝L（t－t）；Δk——钢尺尺长改正数——钢尺膨胀系数，取1.25×10/℃；——地面与地下平均温度；t——钢尺检定时的温度；L＝-图13-4 竖井高程传递(a) 图13-5 竖井高程传递(b)如果在井上装配一托架，安装上光电测距仪，使照准头向下直接瞄准井底的反光镜测出井深Dh，然后在井上、井下用两台水准仪，同时分别测定井上水准点A与测距仪照准头转动中心的高差（－）、井下水准点B与反射镜转动中心的高差（－），即可求得井下水准点B的高程H，如图13－5所示。

H= H+（－）+（－）（13-3）式中H为井上水准点A的已知高程。

用光电测距仪测井深的方法远比悬挂钢尺的方法快速、准确，尤其是对于50m以上的深井测量，更显现出其优越性。

浅谈矿山联系测量中的一井定向、二井定向测量的异同点唐军,宋冬梅,李建平(新疆地矿局第十一地质大队,新疆昌吉831100)摘要:通过对竖井一井定向与二井定向连接方法的比较,提出两种方法的异同点,指出两种不同测量方法的使用范围。

关键词:竖井联系测量;一井定向;二井定向;连接;钢丝绳中图分类号:TD171文献标识码:B文章编号:1004)5716(2010)05)0133)03进行矿山井巷建设工程,进行矿井建设必须进行矿山联系测量工作,把井上下坐标统一起来,绘制井上、井下对照图。

通过井上、井下对照图,一方面指导井下工程施工;另一方面了解地面建筑与地下巷道工程的关系。

竖井联系测量是矿山地面测量与井下测量联系起来,即为了使井上下能采用统一坐标系统所进行的工作。

联系测量包括平面联系测量和高程联系测量。

平面联系测量称为矿井定向。

矿井定向,就是要把地面的平面坐标及方位角传递到井下巷道中的经纬仪导线起始边上,使井上下使用同一坐标系。

定向分为一井定向、二井定向。

一井定向,就是通过一个竖井进行几何定向,在井筒内挂两根钢丝绳,钢丝绳的一端固定在地面,另一端系有定向专有的垂球自由悬挂于定向水平,再按地面坐标系统求出两垂球的平面坐标及其连线的方位角;在定向水平上把垂球与井下永久点连接起来,这样便能将地面的方向和坐标导到井下而达到定向的目的。

因此,可把一井定向工作分为两个部分:由地面向定向水平投点;在地面和定向水平上与垂球线连接。

二井定向,就是在两个井筒中各挂一个垂球,然后在地面和井下把两个垂球线间用导线联测起来,从而把地面坐标系中的平面坐标及方向传递到井下。

使井下、井上具有统一坐标系统。

一井定向,受井筒条件限制,井筒最大直径也就4m 多,考虑钢丝绳与井筒壁的关系,挂钢丝绳离井壁留有一定距离,两钢丝绳间距最大3m。

二井定向是把两个垂球分别挂在两个井筒内,因此,两个垂球间的距离很大。

据目前我国矿山情况来说,能进行二井定向的两个井筒之间的最短距离约30m 左右,这比一井定向来说两垂球间的距离大大增加,因而大大减少了投点误差。

施工测量的主要任务是将图纸上的设计内容放样到实地上。

对于地铁工程来说，主要是保证对向开挖的隧道能按照规定的精度贯通，并使各建筑物按照设计的位置修建。

放样过程中，仪器所安置的方向、距离都是依据控制网计算出来的。

因此在施工放样之前，需建立具有一定精度的施工控制网[1]。

地铁施工工法比较固定，一般有明挖法、暗挖法和盾构法，根据不同的施工方法总结出常用的控制测量方法很有必要。

1明挖施工中的控制测量明挖施工中的控制测量形式较为简单，一般有单导线形式、哑铃型导线形式和双导线形式，工作步骤包括纸上选点、编写实施方案、现场踏勘、外业实施、内业数据处理、总结报告[2]。

地面控制测量通常布设成单一附合导线形式。

由于地铁施工场地较为狭小，为满足使用方便的要求，加密导线点一般距离明挖基坑较近，甚至在基坑5m 范围内。

为避免基坑开挖对导线点造成扰动，应定期与距离基坑较远的控制点进行联测，确保导线点布设的准确性。

2暗挖施工中的控制测量1）暗挖施工一般都设有竖井和横通道。

在横通道开挖完毕后，正线开挖之前，需要进行1次联系测量，地下控制点一般选在正线洞口，采用一井定向（即联系三角形法）测量。

现场施测示意图如图1所示。

一井定向是将地面上的坐标和方向通过1个竖井的平面联系测量传递到地下的测量工作，分为投点和连接测量2个环节。

地铁施工中几种常见控制测量方法陈保同（中铁十八局集团轨道交通工程有限公司，北京100044）摘要：在城市地铁施工中，施工控制测量工作占有重要地位。

根据不同的施工工法及现场条件，选择合适的控制测量方法非常重要，本文介绍了几种常见的控制测量方法在不同施工条件下的运用。

关键词：地铁；控制测量；明挖；暗挖；盾构中图分类号：U 452.13文献标志码：B文章编号：1009-7767（2016）S1-0135-04Several Common Methods of Control Survey in Subway ConstructionChen Baotong图1暗挖施工一井定向联系测量示意图投点时，通常采用单重稳定投点、单重摆动投点。