一井定向
- 格式:doc
- 大小:152.50 KB
- 文档页数:6
§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。
二、一井定向
在竖井联系测量工作中,方位角传递是一项关键性工作,主要有一井定向、两井定向、陀螺经纬仪定向等方法。在此仅介绍一井定向和两井定向。
一井定向是通过竖井把平面坐标和方位角传递到井下,通过一只竖井传递坐标和方位角的方法称为一井定向。其具体方法如下:
在井筒中自由悬挂两根弦丝线,为使弦丝保持稳定以利观测,其下端悬挂一重锤,并浸入油桶中(如图13-6),这时O与O,O与O平面坐标相同,B、D为井下控制点。
图13-6 一井定向
1.一井定向应满足的条件
图中三角形A O O和B O O称为连接三角形。为了提高定向的精度,在选择地面、地下连接点A、B时,应使连接三角形△A O O和△B O O满足以下三个条件:
(1)点C与A及点B与D要彼此通视,且CA与BD的边长要大于20m;
(2)三角形的锐角β和β′要小于2°;构成最有利的延伸三角形;
(3)b/a与b′/a′的值应大约等于1.5。
2.一井定向的外业观测
在A点安置仪器测量出∠CAO=ω,∠O AO=α,并丈量a、b、c三条边的边长。同样,在地下是在B点安置仪器测量出∠DBO=ω′,∠O BO=α′,并丈量a′b′和c′三条边的边长。a应等于a′,可作为检核条件。
3.一井定向的计算
(1)运用正弦定理,分别由△A O O和△B O O解算出,。
sin=sin b/a ;
sin=sin/a
(2)将地面、地下连接图形视为一条导线,如C A O O B D,按照导线的计算方法求出地下起始点B的坐标及地下起始边BD的方位角。
三、两井定向
在一井定向中,如果井筒直径小,两吊丝间距也小,则垂线投影的误差对支导线的横向位置影响较大。为了减小垂线投影误差的影响可以采用两井定向。两井定向是在两个井筒内各用重球悬挂一根钢丝,通过地面和地下导线将它们连接起来,从而把地面坐标系统中的平面坐标和方向传递到井下。
由于两井定向时,两根钢丝间不能直接通视,而是通过导线连接起来的,因此,在连接测量时必须测出井上、井下导线各边的边长及其连接水平角;同时在内业计算时必须采用假定坐标系。由于两井定向时,两垂球线之间距离增加,因而减少了投影误差,这是两井定向的优点。
两井定向时,地面上采用导线测量方法测定两投影点的坐标。在井下,利用两竖井间的贯通巷道布设无定向导线A12345B,以联接两投影点间的方位角和计算井下导线点的坐标。两井定向的井上、井下联系测量控制网布设图形如图13-7所示。
图13-7 两井定向
1.两井定向的外业测量工作
(1)投点:两个井筒中各悬挂一根吊锤线A和B。
(2)地面连接测量:测定两个吊锤线A、B的平面坐标,由坐标算出两吊锤线的方位角。由近井点开始分别向两吊锤线A、B测设导线。连接导线敷设时,应使其具有最短的长度并
尽可能沿两吊锤线连线的方向延伸,这样可以减少量边误差对连线方向产生的影响。(3)地下连接测量:在地下沿两竖井之间的坑道布设导线点,并测设经纬仪导线A1 2345 B
2.两井定向的内业计算工作
(1)计算两吊锤线在地面坐标系中的方位角和距离。
(13-4)
(13-5)
式中、、、为两吊锤线在地面坐标系中测定的坐标。
(2)计算地下导线点在假定坐标系中的坐标。
设吊锤线A为原点,其坐标为x= y=0,A1边为X′轴方向,其方位角=0。利用地下导线的测量成果,可计算各导线点在假定坐标系中的坐标:
X=S cos(13-6)
Y=S sin(13-7)
式中:=+(-180);
i=(1,2,… n-1,n)
(3)计算地下导线各点在地面坐标系中的坐标
()=()+()() (13-8)
式中为地下导线各边在地面坐标系中的方位角,,而