贯通精度分析

贯通精度分析（通用8篇）

贯通精度分析 篇1

0 引言

对于煤矿矿井建设而言, 井下巷道的贯通测量是一项意义重大的核心工作, 对于整个矿井建设生产的有效开展和经济效益影响显著。井下运输大巷等关乎采掘接替顺利开展的长距离大巷贯通工作对贯通精度有极高的要求[1]。因此, 为探究巷道贯通精度提升技术, 文章结合A矿工程实例, 分析提升贯通精度的技术方法。

1 工程概述

A矿为2010年投产的新矿, 目前其第一水平开采已接近尾声, 为确保生产接替的有效开展, A矿提前对下一水平运输大巷进行开拓, 巷道自一水平中部斜井位置延伸至二水平斜井, 全长6 300 m, 为典型的长距离巷道贯通作业。为确保贯通精度, 作业人员共布置地面小三角网一个 (含有控制点11个) ;地面四等水准2 600 m;井下7"导线10 000 m (含有控制点88个) ;井下陀螺边4条;一级水准7 300 m, 这些措施均为贯通高精度的实现提供了巨大帮助。

2 巷道贯通精度分析

针对一水平副立井至二水平斜井的巷道贯通误差估计, 作业人员在立足矿井工程实际的情况下, 通过数种方案比较选择贯通测量方案:使用钢丝定向投点以传递高程, 井下对陀螺边进行加测, 斜井和平巷的精度通过“测距导线+钢尺量边导线”的方法进行调控[2];与此同时, 对井下导线边长的布设上, 鉴于实际作业需求, 每间隔500 m布设长度100 m左右的短边, 陀螺边布设与相距贯通点1/3处。借由上述措施的合理处置, 一水平中部斜井延伸至二水平斜井的长距离巷道贯通水平预计误差不超过400 mm, 高程预计误差不超过150mm。贯通后水平实际误差与高程实际误差分别为115 mm和113 mm。下表1所示为巷道贯通后相遇处的闭合统计。

3 巷道贯通后误差分析

A矿一水平副立井至二水平测井的巷道贯通为典型的长距离贯通工程, 高精度贯通难度极大, 整个工程包含地表连接测量、立井定向、斜井倒入测量与标高倒入测量多个环节[3];井下布设了测距导线和钢尺量边导线两种导线并对陀螺定向边进行加测。在整个巷道完成贯通后, 作业人员对贯通事测得的定向误差、地表连接误差、井下导线测量误差等依次开展深入分析。根据巷道贯通预计误差中各类预测值所占总预测值的比重, 并参照同矿区其它矿井巷道贯通资料, 分析得出三相误差对贯通误差总值的影响比例为3∶1∶4, 这表明定向误差对巷道贯通误差总值的影响比重为3/8, 地表连接误差对巷道贯通误差总值的影响比重为1/8, 井下导线测量误差对巷道贯通误差总值的影响比重为1/2[4]。

参照巷道贯通后的实测值可知中线误差为115 mm, 则定向误差对巷道贯通误差的影响数值为44 mm, 地表连接误差对巷道贯通误差的影响数值为15 mm, 井下导线测量误差对巷道贯通误差的影响数值为56 mm;一般而言, 进行导线策略误差可分为量边与测角两类, 鉴于所贯通巷道导线多为直伸类导线, 加之测距边进度可靠, 因此可视井下导线误差均由测角误差引起, 同时测角误差还可细分为对中误差与测角方法误差两类。参照巷道贯通后中线实际误差对其它各项误差的分析可得知井下导线测量各误差实测值同观测值相符[5,6]。

4 提升巷道贯通精度的技术措施

4.1 构建专用地表控制网

此前A矿建设生产中所参考的地质资料多为数十年前的老旧地质测量结果, 但随着井下煤炭开采范围日益扩大, 许多三角点的位置发生变化, 移至采空区上部, 从而使原有地面控制网的精准度下降。鉴于此, 为充分确保A矿二水平巷道贯通精度, 在贯通作业前对地表控制网进行重新构建, 于矿区北部布设含有11个控制点的地表小三角网, 三角网权中误差21"、最弱点误差20 mm、最弱边相对误差1/60 000。同时, 在中部布设测距闭合导线一条。经由这些测量布设工作, 地表控制网精准度获得提升。进行误差预估时, 取控制网测角误差值3.2", 可算得误差预估值为62 mm, 而三项误差分析所得地表连接误差不足15 mm, 这表明地表控制精度的提升显著增加了井下巷道的贯通精度。

4.2 提升井下导线测量精度

A矿井下二水平运输大巷的贯通测量工作艰巨, 同布设7"导线10 000 m, 控制的88个, 为实现导线测量精度的最大化提升, 应遵循下述几点要求:a) 严格依照井下测量作业规程与测量设计开展作业, 确保作业过程组织严密;b) 采用三脚架法进行观测以最大化缩减瞄准、对中误差导致的负面影响, 提升观测精度;c) 对中时确保误差值不大于1 mm, 水平气泡倾斜程度不得超过半格;合理科学运用测站仪, 尽可能增加边长, 缩减测站数量[7]。

5 结语

伴随中国现代化建设不断加速, 社会对各类矿产资源特别是煤炭资源需求量越来越大。而测量工作作为确保井下煤炭生产工作高效、有序、顺利开展的必要前提, 对煤矿企业的重要性不言而喻。因此, 煤矿企业应当积极加强对煤炭测量工作的研究, 完善测量操作规范并引用先进的测量技术与设备, 从而大幅提升测量精准度, 实现测量精度高效控制与优化, 使其更好地服务于煤炭资源生产作业。

摘要：概述A矿巷道贯通概况, 对其贯通精度的科学性做出分析, 并从构建专用地表控制网和井下导线测量精度提升的可行性与必要性做出论述, 希望能够为其它矿井的巷道高精度贯通提供一定的借鉴与参考。

关键词：巷道贯通,工程概述,贯通精度分析,技术分析

参考文献

[1]赵燕兵.西曲矿巷道贯通的影响因素及其误差预计分析[J].山西焦煤科技, 2015 (Z1) :62-65.

[2]王启善.特长距离高精度巷道贯通测量方案设计及精度分析[J].煤矿安全, 2011 (3) :135-138.

[3]张建红, 韩炜, 孟海东.井下巷道贯通误差预计及精度提高措施[J].内蒙古煤炭经济, 2015 (9) :124.

[4]田小方.提高立井间贯通测量精度研究[J].机械管理开发, 2015 (9) :46-48.

[5]刘福义.陀螺定向在万米巷道贯通工程中的应用大柳塔矿[J].陕西煤炭, 2005 (1) :49-51.

[6]王为申, 王旭东, 王洪坦.提高贯通测量精度的实践与创新[J].矿山测量, 2012 (1) :34-35.

[7]李兴国.大型矿井巷道贯通测量方法与误差分析[J].煤炭科学技术, 2012 (7) :93-95.

贯通精度分析 篇2

矿山测量的日常重要工作是一井内掘进巷道的贯通测量工作，不论贯通位置在轨道巷、运输巷还是在切眼，《煤矿测量规程》规定贯通限差应控制在横向±300mm，纵向±200mm；根据误差预计原理可知，在同样测量工作量的前提下，贯通位置选择的不同对贯通误差的影响也是不同的。现就贯通位置影响贯通精度作以下阐述。

一、贯通测量中的误差来源

1、贯通测量中的误差来源主要有3个方面：（1）起算数据引起的误差，（2）测量方法误差，（3）系统误差；

起算数据影响的点位误差，主要是对附和导线影响较大，附和导线两端起始，相当于两段支导线，故对贯通精度影响较大；因此附和导线的起算数据误差是贯通误差的重要来源，特别是不同时期测设的附和导线，影响优为严重，所以，在进行贯通测量方案的选择过程中，应尽量布设闭和导线。

另外，考虑测量方法的误差，主要是瞄准和读数造成的误差；贯通测量还应适当考虑系统误差对贯通精度的影响。

2、在高科技高速发展的今天，全站仪等新仪器设备在贯通测量中得到了普遍应用，其测距精度达2mm+2ppm，量边误差对贯通重要方向的影响较小，不是主要的误差来源。

二、贯通相遇点最佳位置的选择对贯通误差的影响

1、一井内巷道的贯通中，要对贯通方案进行井下平面和高程的误差预计。（1）垂直方向的误差（纵向误差）可以按照Mh=±50√H（H为公里数），可知高程方向的贯通误差只与高程路线的长度有关，两次独立观测，除以 √2为中误差，取中误差的2倍作为预计结果。其预计结果大小与贯通点位置无关。（2）水平方向的误差（横向误差）预计，包括量边引起的误差和测角引起的误差两方面，计算公式如下：

测角误差Mxβ=±（Mβ/ρ）∑√RY2i 量边误差MxL=±（A+BL）cosαi 式中，Mβ为测角中误差，与使用仪器有关，ρ为常数206265，RYi为各点到贯通重要方向的距离（如图x方向为贯通重要方向）。A、B为测距常数，L为两连续导线点之间的距离，αi为两导线点与贯通重要方向的夹角。

2、根据误差原理计算最佳贯通位置

对于一个确定了方案的贯通，其导线的布设形式就可以从设计图上表现出来，且误差预计的各个数据RYi、L、αi都可以从图上量出来，而Mβ、A、B可以根据使用的仪器确定一般不可变；由于量边误差对于贯通误差影响较小，而测角误差中∑RY2i的变化对贯通误差影响较大，它随着贯通位置的不同而显著变化。因此，22∑RYi的大小直接影响到贯通精度的高低，要使∑RYi最小，才能使误差最小，精度最高。

设K为贯通点，Mxβ=±（Mβ/ρ）∑RYi ∑RYi＝∑（cosαi |Pik|）――α为Pi点到贯通点K的距离 ――αi为Pi-K与Y’轴的夹角

令S=∑R2Yi,则 S＝（Yk-Y1）2+(Yk-Y2)2+(Yk-Y3)2、、、、+(Yk-Yi)2 S＝∑Y2k-∑2 Yk Yi＋∑Y2iS＝nY2k-2nYk∑Yi＋∑Y2i

由上式可以看出S是关于Yk的2次函数，且开口向上，有最小值。对S求导，得： S’＝－∑2 Yk+2∑Yi 令S’=0,则，－∑2 Yk+2∑Yi＝0，Yk＝∑Yi/n 从公式中可以得出，当Yk＝∑Yi/n，即Yk就是各导线点在贯通方向上的Y值的平均值时，S最小；当Yk大于或小于∑Yi/n时，S变大，并且距离∑Yi/n越远，越靠近两端时S越来越大。

22222

2三、以新安煤矿3103综放工作面贯通工程为例说明我矿贯通工程中在贯通位置的选择对贯通精度的影响

新安矿3103综放工作面，倾向长150米，走向长800米，在巷道掘进过程中敷设一闭和导线，导线周长1800米，采用2″级全站仪测角量边，一次对中，一测回，独立观测两次。按此进行误差预算（主要是测角误差）：如图（贯通点在运输巷计算最优位置示意图）：

1、若贯通位置选择在轨道巷或者运输巷，以运输巷为例，在图上先确定贯通重要方向X：

①若贯通位置在最右端，求得∑Yi＝14707 ,(i=1～36), ∑Yi=8883503 ②贯通位置最优位置为，∑Yi/n= 14707/36＝ 408.5，即得最优点为距离最右端408.5米处；求得∑Yi2=2874518.0 ③若贯通位置在最左端时，∑Y2i=9325039 贯通点在运输巷计算最优位置（距最左端408.5米）计算表 点号 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Ｒｙｉ Ｒｙｉ2

点号 Ｒｙｉ Ｒｙｉ2

点号 Ｒｙｉ Ｒｙｉ2

-361.5 130682.3-348.5 121452.3-313.5 98282.25-240.5 57840.25-160.5 25760.25

-55.5 3080.25-7.5 56.25

2-408.5 166872.3 20 426.2 181646.4 3-368.5 135792.3 12-403.5 162812.3 4-310.5 96410.25 11-398.5 158802.3 5-260.5 67860.25 10-377.5 142506.3 6-177.5 31506.25

-149.5 22350.25

-62.5 3906.25

-18.5 342.25 21.5 462.25 8 9 37.5 1406.25 11 77.5 6006.25 12 151.5 22952.25 71.5 5112.25

113.5 12882.25

161.5 26082.25

219.5 48180.25

269.5 72630.25

312.5 97656.25

381.5 145542.3

426.2 181646.4 237.5 56406.25 14 294.5 86730.25 15 346.5 120062.3 16 448.5 201152.3 17 426.1 181646.4

∑ 221.2 1115234.6

-753.3 645767.34

532.1 1113516.1 ∑Ｒyi 0 ∑Ｒyi2 2874518.0

2、同理，若贯通位置选择在切眼，在先确定贯通重要方向X，： ①若贯通位置在最左端，求得∑Yi＝ 2915,(i=1～36), ∑Y2i=382313 ②贯通位置最优位置为，∑Yi/n= 2915/36＝ 81，即得最优点为距离最左端81米处，∑Y2i=184380 ③若贯通位置在最右端时，∑Y2i=339462 综上所述：

1、对于一井内掘进工作面贯通相遇点在重要方向上都有最优位置。

2、当贯通巷道在最优点贯通时，测角引起的在巷道贯通重要方向上的误差最小，22∑Yi最小；距离这个点越远，∑Yi最大，误差越大。

3、由我矿3103综放面误差预算可知，在类似工作面中，①在切眼里选择的最优点贯通误差比在轨道巷或运输巷选择的最优点要小的多。②无论在切眼还是轨道巷或者运输巷透窝时，在两端点误差最大，中间最小。参考文献： 《矿山测量学》 张国良 中国矿业大学出版社

作者简介：邸伟，男，1980.9出生，大学文化，2001年毕业于黑龙江工程学院测绘工程系工程测量专业，现在枣庄矿业集团新安煤矿新安煤矿生产部工作，测量助理工程师

贯通精度分析 篇3

鹤壁煤电公司九矿的一号斜井与窦马庄新副井-420 m北翼水平大巷贯通工程, 其中主井一端为斜井, 新副井一端为立井, 该工程贯通井下导线测量总长度3 930 m (图1) 。为了加快工程进度, 采用了相向掘进的施工方法。该工程属于井下导线超过3 km的矿井大型贯通工程, 其设计要求:贯通相遇点在水平重要方向上允许偏差为±0.5 m, 在高程方向上允许偏差为±0.2 m。

该工程于2007年7月20日顺利贯通。贯通后对贯通相遇位置两侧进行了导线闭合测量, 从新副井FX1, FX2联测至主井A39, A38, 其联测导线闭合差数据见表1。

从表1数据计算得, 导线点位的实际偏差Δ=36 mm, 贯通重要方向偏差11.7 mm, 高程方向上偏差为31 mm, 导线相对闭合差为1/109 000, 贯通精度满足生产和设计技术要求。

2 贯通测量的过程与精度

本次贯通测量, 共分为以下几项作业内容, 其作业规程为河南省煤炭厅1990年12月颁发的《煤矿地质测量有关规程规定汇编》, 以下简称“规程”。

(1) 主、副井GPS平面控制测量。

对一号斜井与窦马庄新副井原有控制点进行检测, 按独立网方案, 使用南方NGS-200型GPS卫星定位仪在主、副井布设E级GPS近井点。

主井一侧GPS平面控制点3个:“办公楼”、“近井A”、“近井B”。副井一侧GPS平面控制点3个:“F001”、“F002”、“F003”。GPS卫星定位仪的标称精度:5 mm+D×10-6 (其中, D为测量距离) 。考虑其他误差的影响, 贯通误差预计中GPS近井点的边长中误差取用1/40 000。本次GPS控制测量最弱边的边长中误差为1/108 157, 满足贯通测量要求。

(2) 主、副井地面高程控制测量。

在一号斜井与窦马庄新副井分别建立四等水准点, 用四等水准方法进行往返测量。

主井一侧高程控制点3个:“九—二”、“近井A”、“近井B”。副井一侧高程控制点3个:“F001”、“F002”、“F003”。水准往返测量距离约为12 km, 按照“规程”规定:容许闭合差为undefinedmm, 实测闭合差为45 mm。

(3) 主、副井陀螺定向测量。

陀螺定向测量使用瑞士WILD GAK1-41054陀螺经纬仪, 采用地面2测回、井下2测回、地面2测回的观测程序, 每一测回中, 按中天法和时间法的要求分别测记时间, 并按此2种方法分别计算陀螺方位角。

主井一侧布设陀螺边3条:“永2—永1”、“J29—J28”、“A34—A35”。副井一侧布设陀螺边1条:“FX2—FX1”。“规程”规定:一测回测量陀螺方位角的中误差为15″, 实测为主井7.2″、副井4.1″。“规程”规定:井下同一定向边2次独立陀螺定向平均值的中误差为10″, 实测为主井2.6″、副井1.5″, 满足精度要求。

(4) 主井贯通导线测量。

为了提高精度, 消除对点误差, 采用“三架法”进行观测, 测角为2测回, 边长观测为往返测边。

采用“三架法”施测7″导线, 是以地面GPS平面控制点“办公楼”和“近井B”为起算点, 由斜井附合至陀螺边:“永2—永1”、“J29—J28”上, 后又延伸至陀螺边“A34—A35”。

其中:由地面控制点“办公楼”、“近井B”附合至陀螺边“永2—永1”上, 其容许方位角闭合差限差为61″, 实测为5″, 满足精度要求。

由陀螺边“永2—永1”附合至“J29—J28”陀螺边上, 其容许方位角闭合差限差为46″, 实测为2″, 满足精度要求。

由陀螺边“J29—J28”附合至“A34—A35”陀螺边上, 其容许方位角闭合差限差为63″, 实测为24″, 满足精度要求。

(5) 主井红外三角高程测量。

主井红外三角高程测量与导线测量同时进行, 并往返观测高差。

由地面“办公楼”测至井下A38点, 进行三角高程往返测量, 距离约为7 km, 按照“规程”规定, 闭合差限差为undefinedmm, 实测闭合差22 mm。

(6) 副井导入坐标。

由“F001”、“F003”为起算点, 以“F002”作检核, 将坐标引至副井口, 下放钢丝2次, 将坐标传递至“FX2”点, 2次导入坐标互差为:ΔX=2 mm, ΔY=0 mm, 满足“规程”投点误差不得大于20 mm的精度要求。

(7) 副井导入高程。

由“F001”为起算点, 以“F003”作检核, 将高程引至副井口, 下放钢尺2次, 并加入钢尺比长改正、温度改正、自重改正, 将高程传递至井下“FX2”点, 2次仪器高测量互差为1 mm, 满足“规程”要求互差不得大于4 mm的精度要求;2次钢尺导入高程互差为3 mm, 由于本次副井钢尺导入长度为603 m, 因此, 满足“规程”要求互差不得大于L/8000=75 mm (其中, L为钢尺导入长度) 的精度要求。

3 测量方法的改进

(1) 原来的配套棱镜, 由于棱镜支杆较长, 产生倾斜, 使测量边角产生较大误差。针对这个问题, 通过特制短轴杆降低了棱镜高度, 增加了稳定性。

(2) 改进了量取仪器高、占标高的方法。先在室内用卡尺量出仪器和棱镜分别相对于基座顶面的高度, 并将数值输入到导线计算程序中;在井下作业时, 均由测点量至基座顶面, 每一测站只量一次, 架设仪器或棱镜均共用该数据, 没有测点的转点测站, 按0计算。采用这种方法, 消除了量取仪器高、棱镜高对高差的影响, 提高了三角高程测量精度。

4 边长的改正处理

在边长处理方面, 分别加入了以下改正:①加常数改正、乘常数改正、化算到海平面的改正、化归高斯投影面的改正;②仪器测量边长时, 已作了温度和气压改正处理, 故在计算中不再加入温度和气压改正。

(1) 常数改正:

加常数改正ΔDk=k×10-3

乘常数改正ΔDR=R×D×10-6

式中, k为测距仪加常数, mm;R为测距仪乘常数, mm/km;D为观测距离, m。

(2) 化算到海平面的改正:

ΔDM=- (H/r) ×D

式中, H为导线边两端高程平均值, m;r为地球平均半径, 6 371 600 m;D为观测距离, m。

(3) 化归高斯投影面的改正:

ΔDG= (Y2m/2r2) ×D

式中, Ym为导线边的平均横坐标, m;r, D同上。

5 结语

浅谈提高贯通测量精度的措施 篇4

关键词：贯通工程,问题,解决措施

1 概述

为解决南六采区的通风问题, 应尽快形成南六采区独立通风系统, 施工南六采区集中皮带巷与东二回风大巷贯通 (图1) 。此次贯通工程距离4 850 m, 贯通导线总长度为5 050 m。依据巷道用途、施工方式、断面等确定水平重要方向偏差不>0.3m, 竖直方向偏差不>0.2 m。

贯通测量的基本方法:测出待贯通巷道两端导线点的平面坐标和高程, 通过计算求得巷道中心坐标方位角和巷道腰线的坡度。对于长距离大型贯通工程, 如何才能测定准确的平面坐标和高程, 满足生产要求, 合乎《煤矿测量规程》规定的贯通测量工程是摆在矿山测量人员眼前的重要课题。

2 大巷内以及交叉口处克服风流影响

在南六2号煤集中皮带巷与东二回风大巷贯通的起算点E2-6, E2-7, E2-8点位于大巷内, 巷道内风流较大。为尽量减小风流影响对中精度, 在仪器架设过程中采用挡风管挡风。此处为平巷均可直接瞄准前后视铜棒点线绳出口, 两次对中两个测回进行检核。

而在东二运输大巷与暗斜连通处, 风流比较大, 形成涡流, 对中精度更是难以保障。使用挡风布、挡风管进行挡风, 垂球摆动幅度仍比较大, 收效甚微。该处巷道底板松软、铺有碎石子, 采用三联架法传递方位坐标, 担心施测过程中三脚架稳定性不够影响测量精度。为此决定采用底板点过渡, 仪器架站和前后视三脚架棱镜均为光学对中或激光对中, 首先比原先的垂球对中精度要高一倍, 其次由于对中方式的改变, 减小甚至杜绝风流影响对中精度。选择合适点位, 在底板打入预制好的长350 mm, 直径10 mm刻有十字丝中心标志的的钢钎, 作为底板测点标志。

3 优化照准标志、减弱短边影响

此次贯通工程受东二2号暗斜、东二回风联巷以及南六采区回风联巷巷道布置影响, 局部巷道坡度大, 拐点多, 变坡点多, 15 m以下边长5条, 15~30 m边长6条, 且该处因巷道维修等诸多原因影响, 其巷道高度达到5 m, 给重新布点、现场施测带来极大困难。万一短边施测精度难以保障将直接影响贯通工程质量。如按惯例在巷道顶板埋设铜棒基本控制点, 布点困难, 今后使用也不方便, 过长的线绳也给对中精度带来很大影响。为考虑今后的用途直接采用底板点过度到南六2#煤上部车场处埋设4个铜棒基本控制点作为采区控制的起算点资料。为准确测定车场内的基本控制点资料, 降低对中对测角的影响误差。首先选择合适的测钉, 钉入硬化后的水泥底板, 在普通钢钉的钉帽上使用钢锯制作十字丝后再钉入巷道底板作为照准标志。以此克服短边对测量精度的影响。

4 现场施测方法

在短边及风流较大的地方, 虽采用底板点过度, 但为最佳的传递方位坐标, 必须采用更为合理的施测方案。现场照准标志, 测距时以三脚架棱镜作为照准标志, 由于此次测量只打算施测一次, 为提高准确度避免粗差务必一次到位。首先在下井之前确认所使用的仪器是经过检定合格且在有效期之内, 并在已知控制点上对仪器所实测的2C值以及竖盘指标差等是否在煤矿测量规程规定范围之内作相应的检校。现在使用的全站仪拥有诸多测距模式, 偶有不知情的情况下改变其模式导致不易察觉的粗差, 所测距离为假值。因此必须选择正确的测距模式, 在已知控制点上进行检校看其是否正确, 与所使用的棱镜是否相匹配。棱镜基座的检校是矿山测量人员容易忽视的薄弱环节, 在我矿出现过因基座棱镜中心与测点不在同一铅垂线而造成测量误差, 对底板点影响比顶板点更大。因此务必对所选用的基座棱镜进行检校, 看其与底板测点是否位于同一铅垂线, 确保所测为真值。

现场观测中, 水平角照准标志采用在底板钢钎或钢钉点十字交点上巧立很细的钉子作为测量标志。为避免测量中产生粗差, 进行两次对中两个测回解决水平角不再复测的问题。在进入南六集中皮带巷与东二回风大巷后风流较小, 适合布置顶板点时, 水平角照准标志采用线绳作为标志减弱对中误差。

距离测量时, 前视照准标志为三脚架基座棱镜观测斜距与倾角, 后视照准标志相同, 为避免用错点或者底板点受到意外移动, 记录人员务必要等后视人员到位, 现场交接后方可前往仪器观测站。为防止观测人员误将斜距作为平距读数, 后视观测平距。计算时采用前后视测量距离的平均值为内业计算基础数据。

此次贯通不仅对平面位置提出较高的要求, 而其不沿导向层贯通对高程的精度也提出了较高的要求。为提高施测精度, 在尽量不增加工作量的前题下, 后视观测平距的同时测量后视倾角。仪器高前后视测点高均为测前测后独立量取两次。此次测量工作只做一次, 为防止万一的错误, 采用对向高程观测在提高高差测量精度的同时, 检核所测高差是否有误。

南六2#煤集中皮带巷与东二回风大巷的贯通精度巷道贯通后垂直于巷道中心线的水平重要方向偏差值为0.084 m, 垂直巷道腰线上下偏差值为0.006 m, 经闭合计算水平角闭合差25 s, 导线相对闭合差1/28 006, 符合煤矿测量规程规定, 满足生产要求。

5 结语

井巷贯通考验矿井测量人员的责任心、制度完善性、落实情况, 更是矿山测量工作的试金石。虽基本原理一样万变不离其宗, 然现场遇到的问题层出不穷, 每一个贯通都有其自身的特点, 但仔细分析、合理判断、条分缕析, 将细节困难逐一排除, 还是能够做到万无一失。

参考文献

[1]胡汉华.地下工程通风与空调[M].长沙:中南大学出版社, 2006.

[2]詹长根.地籍测量学[M].武汉:武汉大学出版社, 2005.

浅谈如何提高大型巷道的贯通精度 篇5

贯通测量, 尤其是大型的巷道测量, 是矿山测量工作中的一个重要工作。良好的巷道贯通测量, 直接关系到矿井的建设工程质量好坏、生产和经济效益, 为了加速矿山建设进程, 缩短建设时间, 确保正常的日常工作和改善矿山生产, 往往采取多井口或多头掘进的方式, 所以产生了测量两井间或井田内距离的贯通测量。通过对平时工作中问题的分析总结, 本文就如何提高测量精度, 通过系统的技术分析和总结, 通过分析和总结工作中的大规模的测量经验, 力求为今后提高贯通测量的精确度打好基础。

2 常见的三种角度下巷道贯通

2.1 夹角小于90°的巷道贯通

(1) 设计巷道时, 设计部门应尽量使两个巷道间的贯通夹角大于45°的角度。

(2) 为了兼顾巷道成型的前提下保证施工安全, 必须在距离贯通三至五米时, 使用人工挖掘或微量炸药来完成施工。

(3) 必须精确按照指定的贯通地点和范围来安放支护以及警戒。

2.2 夹角等于90°的巷道贯通

夹角等于90°的这种情况, 巷道的贯通一般都是横贯或者另一个顺槽与切眼的贯通, 相对技术上比较简单, 首先严格控制巷道贯通的位置, 观察有无积水与带电仪器。其次在这种情况下, 只要找出通过巷道和被通过巷道的中心, 贯通巷道通过范围, 连接巷道的宽度, 两侧三十米各放置警戒即可。

重点注意事项如下:

(1) 一定恪守安全的贯通距离, 做好贯通工作。

(2) 当双方的高差有较大的影响时, 我们必须考虑高度差对贯通距离的影响性。

(3) 贯通的准确位置, 必须与贯通点的顶板情况联系起来, 并考虑该地的机电设备和水, 并在将其写入贯通警报。

2.3 夹角等于180°的两巷道贯通

夹角等于180°的巷道贯通, 这种贯通也叫为对口贯通, 通过高精度的要求。它可以分为沿着指定层施工的对口贯通和不沿着指定层施工的对口贯通, 沿着指定层施工的对口贯通只考虑贯通的力水平向上, 不沿着指定层施工的对口贯通不能只考虑水平力, 还应该考虑贯通中竖直向上的力, 《煤矿测量规程》规定, 进行大型贯通测量前, 必须做编制贯通说明书, 并进行误差预计。

误差预计的力法:

(1) 首先了解该项目的概述, 通过检查设计图纸和数据收集工程相关的井上, 井下控制网络数据, 通过测量为基础的设计做好准备。

(2) 通过设计方案绘制的巷道图, 通过与项目相关的贯通工程和巷道控制点的测量设计绘制 (设计比例尺应不小于1:2000) 。

(3) 通过允许偏差测量值, 来选择的测量仪器和工具, 以确定测量的方法和误差度。

(4) 通过测量精度和建设工程的要求, 预计贯通的指定点的误差范围。

(5) 需要取两倍的误差, 来预定误差的误差值, 并通过贯通允许偏差进行对比, 如果预计误差值小于允许偏差值, 测量是可行的。否则, 测量程序应调整, 以重新估算, 直到满足贯通巷道设计要求。

建设应采取适当措施, 以提高测量精度。必须精密定位中腰线的准确性, 而中腰线的方向是按导线点的坐标和高程反算的。因此, 巷道贯通的关键是提高导线的精度。矿井下测角误差主要来自仪器误差、角度测量方法误差和中心指定误差, 而中心指定误差是最重要的测量误差源, 可采取增加垂球的重量, 使用风力布, 增加边长和多次中心指定来缩减误差;并且我们还可以应用陀螺定向和光学测距技术, 以提高测量精度;使用激光点指向法, 以提高精度和工程质量, 同时关注贯通重要部分的导线测量精度, 以确保贯通精度的有效性和准确性。

通过巷道生产的基础中上述3种夹角的情况分析, 施工前必须按照设计图, 根据巷道不同的角度, 打造合理的测绘方案和贯通方法, 以改善测量效率, 确保各项项目都能满足设计要求, 为煤矿安全生产提供有利的保障。

3 常见的贯通精度误差预计方法

3.1 按常规经纬仪导线进行误差预计

根据公式:

使用全站仪作经纬仪的导线, 两次观测用上式预计在水平方向将产生0.63 m的误差, 一般工程取两倍中误差, 就是1.26m。这样有时离要求差距太大, 所以不能采用, 因此必须加测陀螺边。

3.2 加测陀螺边进行误差预计

根据两矿井离预计贯通点的距离, 设计多条陀螺边, 利用支导线最弱点中误差公式:

3.3 具体实施中的注意事项

(1) 通过地面控制的是一个统一的系统, 使用CPS在开工建设前对各巷道进行地面控制的相关测试。

(2) 关键措施是提高角度测量精度, 对仪器进行检验、校准, 确保仪器系统对中正确, 严格精确的对中。

(3) 操作方法:导线观测两次, 第一次两个水平角测试, 第二次复试还是测试两个水平角度, 发现这两个角度值超过20'要重新进行测试, 取平均值, 以确定距离和高差都符合测量规定。

(4) 检查巷道掘进, 每推进到500-800m, 可组织闭合导线进行检查, 修订前进方向之间的水平差异。

(5) 导线陀螺边缘方位和经纬仪导线边方位角对比, 利用陀螺方位角调整计算, 校正位置, 根据平均值调整的结果指导贯通。

4 小结

综上所述, 提高大型巷道的贯通精度, 需要做到如下几点:

4.1 大型巷道的贯通精度的提升, 必须重视人力, 在测量过程中, 一定有严密的组织, 培养测量人员一丝不苟的严谨工作态度, 规范测量要求, 严格执行。

4.2 建立一个专门的地面控制网络, 是提高大型巷道的贯通精度坚实的基础, 既可以提高沟通, 及时解决问题, 还可以提高地面点位的准确性。

4.3 附加在一个合理位置的陀螺仪, 是测量定位强有力的保证, 定向陀螺的精度和处理结果均差不大时, 可不必调整处理, 只为做为导线精度的检核检查。

4.4 大型巷道的贯通的项目, 边长投影水平面和投影到高斯平面两项修正, 是一个很大的量, 也不容忽视。

参考文献

[1]黄荣飞, 梁纪增, 谷迎豪, 王英明.巷道贯通时的测量计算[J].煤炭技术, 2009, (03)

[2]孙金礼.提高大型巷道贯通精度的技术方法[J].山西大同大学学报 (自然科学版) , 2008, (05)

[3]靳苏平.王庄煤矿+540m和630m水平巷道贯通方案[J].煤, 2009, (08)

贯通精度分析 篇6

1 洞内控制测量设计

1.1 平面控制测量设计

洞内平面控制测量在未贯通前都是支导线。当接到隧洞工程开挖任务时, 首先要根据洞室相向或单向开挖长度及设计贯通精度要求, 对洞内导线进行设计, 估算预期的误差、确定导线施测的等级, 以保证洞室开挖轴线的正确, 即贯通精度, 更为合理、经济的选择测量设备及测量方案。根据隧洞设计开挖图, 按一定比例尺在CAD或图纸上绘出隧洞开挖平面图及贯通面位置, 充分考虑开挖施工时洞内的测量环境 (如通视条件及出渣等对测量的影响) 、以及测量精度的提高, 合理的选出导线点位置, 并展于图上。支导线的终点是支导线精度的最弱点, 横向贯通中误差是由导线测角误差及导线边长误差所引起, 而横向贯通中误差主要影响隧洞的贯通精度, 下面主要分析横向贯通中误差。根据误差传播定律, 导线测角及测边是相互独立的两个量, 则可得导线测角中误差所引起的横向贯通中误差myβ为:

式中:mβρ—导线测角中误差;∑RC—观测角度的导线点到贯通面的垂直距离平方的总和;导线侧边误差所引起的横向贯通中误差为m ys

Mys=±m s s∑Dy

式中:mss—导线边长相对中误差

∑Dy—各导线边在贯通面上的投影长度平方和的总和

那么, 导线测量误差在贯通面上所引起的横向贯通中误差my为:

该式是隧洞工程横向贯通中误差常用的估算公式。

在绘制好的略图上量取各个导线点到贯通面的距离Rx和各导线边在贯通面上的投影长度Dx, 再根据本工程项目所投入的仪器设备精度确定测角中误差mβ和测量边长的精度ms/s, 代入式中计算, 当my小于隧洞横向贯通中误差允许值时则可进行, 否则应选择合符精度要求的仪器设备或调整线路及测量方案等重新计算, 直至满足贯通精度要求。也可根据本单位的仪器设备及技术水平, 假设其中的一个mβ或m s/s值来求另外一个参数。根据选定的mβ和m s/s值来确定导线测量的等级, 并严格按确定的等级技术要求进行施测, 来指导隧洞的开面位置开挖。

1.2 高程控制测量设计

隧洞洞内高程的控制测量精度直接影响的是竖向贯通中误差, 通常是根据水准测量或三角高程测量误差引起的竖向贯通中误差来确定高程控制测量的等级。

式中:mh—竖向贯通中误差;L—洞内高程测量路线的全长, m m△—按测段往返测的高差不符值计算的每公里高差中数的偶然中误差, mm;

由上式得:m△=mh L

式中L可根据图上拟定的路线量取或取3~5倍洞轴线的长度。

确定水准路线方案后, 在表1中查取大于或等于计算出m△的数值, 选取相应的高程控制测量等级。确定高程测量的等级后, 选取方便施测、经济合理, 又能保证高程传递精度的测量方法, 如水准测量、三角高程测量, 严格按相应的技术要求进行施测。以上探析的洞内控制测量设计计算方法适应于相向开挖长度为8km以内的隧洞开挖, 也可作为相向开挖长度超过8km洞内平面控制测量的专门技术设计, 但为保证设计贯通精度要求, 洞内导线还应进行提高精度的特别技术设计, 如采用陀螺经纬仪加测方位角, 检测测角中的粗差及控制测角误差的累积;选取合理的导线路线方案;改善测量环境等等测量设备及方法。对于在8km以内的隧洞勘测设计院提供了专用首级控制网时, 则施工单位不用单独进行洞内控制测量的设计, 采用低于首级控制网一等级的技术要求进行施测即可。

2 洞内控制测量精度的估算

2.1 平面控制测量精度的估算

考虑到洞内导线按设计等级施测后, 因洞内通视条件的限制及施工等多方面的影响, 而造成未能按设计路线进行施测, 针对这种情况, 则要根据已施测的成果对该导线进行精度估算。

对直伸型隧洞, 则采用直伸支导线终点的点位误差作为洞内横向贯通中误差:

式中:n—导线边数;mβ—测角中误差, s;mss--测边相对中误差;L—导线全长, km;

非直伸型隧洞用非直伸支导线终点的点位误差作为横向贯通中误差:

式中:n—导线边数据;mβ—测角中误差, s;mss—测边相对中误差;L—导线全长, km;∑Dy2—导线重心到各导线点距离的平方和 (导线重心为导线各点坐标X、Y值的平均值) , m2;

对还未施测的导线点位仍以设计拟定的点位计算出各相应数值, 只要MBz, MBf值不大于洞内设计横向贯通中误差就可。

2.2 高程控制测量精度估算

计算高程传递终点的精度, 该式中m△为:

式中:△—测段往返测高差不符值;R—测段的长度;n—测段数;该种高程控制测量精度的估算方法适用于水准测量及三角高程测量。

3 提高洞内控制测量精度的几点建议

1) 严格按设计的控制测量等级相关技术要求进行施测, 施测中尽量采用三联脚架法, 但要注意各基座与棱镜及仪器有无隙动、气泡有无偏离、对中偏离是否较大等等, 如有上述情况则要对仪器进行检修校正, 找出问题所在;2) 隧洞每开挖到一定长度时要及时增设基本导线点, 指导开挖的临时点要控制在2~3个以内, 且要进行经常性的检测其正确性, 确保洞室开挖的正确;3) 隧洞每开挖到一定阶段或一定长段时要及时对导线进行检测、复测及精度估算, 对因其它原因而改变设计路线方案时要对精度进行估算;4) 导线要尽可能布设成似等边直伸型导线, 在测量环境允许范围内尽可能的选长边;5) 要严格进行边长的投影计算, 正确计算各点平面坐标。

摘要：本文探析为了保证隧洞的贯通精度而进行的洞内控制测量的设计、精度估算及提高贯通精度的测量方法。

贯通精度分析 篇7

皖北煤电恒源股份五沟煤矿根据需要, 为了提高煤矿资源储量的回收, 对东翼采区回采上限的煤炭进行充填开采。设计从地面做一个投料井, 为了确保投料井顺利贯通, 测量人员需要对投料井做贯通设计。投料井为垂直井筒, 该工程2010年末开工, 2011年7月顺利竣工。该工程属于副井和投料井间的大型两井贯通工程, 贯通精度要求高, 为了减少地面测量误差, 以两个近井点为起始边, 用GPS控制测量。为了确保井上下测量数据的统一, 通过副井进行联系测量, 确保井上下的坐标系统一致, 确保贯通精度能达到设计要求。本次贯通工程的高程控制也是在副井联系测量时, 从副井将地面平面及高程控制系统传递至井下, 也确保井上下高程控制的统一性。但是投料井的垂直水平面, 由于受孔径的限制, 不能直接在投料井中作联系测量, 所以投料井在施工中有施工误差, 根据设计投料井的施工误差不得大于高度的1/1000, 最终的测斜误差也不得超过此标准。

2 具体贯通实际施测方案

2.1 地面D级GPS控制点情况

利用五沟煤矿提供控制点“生产楼”、“1#宿舍楼”为起算点, 采用标称精度为3mm+1ppm南方S82双频GPS接收机进行观测。施测了“生产楼”、“1#宿舍楼”, 并联测到国家Ⅲ等点。同时考虑到我矿以前的地面和井下数据都是以此边作为起始依据, 为了减少误差, 尽量以两点作为起始依据, 测后以独立基线向量观测值组成GPS网进行平差处理。在各站平差的基础上, 计算各点在WGS-84坐标系中的空间三维坐标。将各点的WGS-84坐标系转换为北京54坐标系, 经检测各点相对位置关系良好, 检测结果完全符合规程要求, 可以作为本工程起算数据, 施测方案遵循相关规范。

2.2 地面三等水准检测

水准检测自“副W1”、“主E1”施测符合水准路线至原野外水准控制点“N1”, “E1”。施测方案严格遵循测量规程的规定。往返实测两次, 结果与原有成果相比较变化很小。因此可以将“副W1”“主E1”作为水准路线的起算点, 测量的野外水准控制点“N1”, “E1”最终值作为地面投料井高程标定的水准依据。

2.3 联系测量坐标传递

坐标传递通过罐笼底部的矩形方口, 往井筒内下放钢丝、钢尺进行坐标、高程传递。井下铺设厚度50mm的大板, 用于放置稳定重铊的大水桶, 当重铊挂好后, 检查了重铊没有与桶壁、桶底接触, 并下放了3个信号圈检查钢丝没有抗线, 这时才进行了联系测量。

地面采用了GTS-332型全站仪, 按一级导线要求测角, 采取全站仪测距配以小钢尺量边。井下采用了GTS-335型全站仪, 首先对钢丝进行摆动观测, 摆动观测5个逆转点, 计算出中值即为角度观测点, 角度观测按7″导线要求施测三测回, 测回最大互差8″ (限差12″) , 量边时将棱镜放置在钢丝后, 采用全站仪测距, 再用小钢尺量取砧板至钢丝距离。

第一次观测完后, 移动了钢丝大约30mm, 重复以上工作, 进行了第二测回。两次联系测量中, 两测回互差4mm (规程要求不大于±20mm) 。

2.4 井下陀螺定向

使用瑞士GAK-1型15″级陀螺经纬仪, 采用中天法2 (测前地面仪器常数测回数) -2 (井下定向边陀螺方位角测回数) -2 (测后地面仪器常数测回数) 的操作程序进行。地面以“生产楼-1#宿舍楼”为起算边, 测取地面仪器常数, 再测得副井下“JK4-JK5”定向边坐标方位角。井上下都由同一观测者进行观测。

同一定向边两测回陀螺方位角的最大互差12″ (限差40″) , 测前测后仪器常数最大互差13″ (限差40″) 。测量成果如表1:

2.5 井下高程传递

采用100m比长钢尺连接成的1100m长钢尺, 从地面高程基点副近“W1”“主E1”分别传递至井下高程基点, 钢尺下挂比长时的拉力重量15Kg重铊, 钢尺固定好后, 井上下均采用S3自动安平水准仪同时观测, 两次仪器高, 观测两测回, 两测回最大互差2mm (限差4mm) 。移动钢尺重复以上工作, 进行第二测回。高程传递两次得到井下JK4点高程互差为4mm, JK5点高程互差为3mm (远小于限差L/8000=400/8000=50mm) 。内业计算时加了比长、温度及自重等改正数。

2.6 井下导线测量

井下7″导线测量, 采用徕卡TC1202型全站仪 (测角:2″, 测距:2+2ppm) 四架法观测, 导线边长及高差采用正倒镜、往返观测。井下导线测角中误差不大于7″, 复测支导线全长相对闭合差达1/9000, 施测过程中严格遵循相关规范。

2.7 井下三角高程测量

高程测量采用在测井下7″导线时一并测设的三角高程成果。三角高程测量中只量取了仪器高 (本工程采用四架法观测, 所用全站仪仪器高与棱镜高等高) , 相邻两点往返测高差均小于规程规定, 施测过程中严格遵循相关规范。

3 贯通测量设计实施和精度评定

3.1 设计实施情况

根据设计要求, 测量人员首先对地面的控制点检核, 然后进行GPS控制点测量, 按照设计的投料井的坐标标出地面位置。然后进行副井的联系测量, 包括坐标、高程传递以及井下陀螺边定向, 在进行井下巷道的7"级导线控制, 使井上下的位置控制在误差允许的范围内, 保证施工的顺利进行。

3.2 精度的评定

依照设计和允许限差, 本次测量方案要求贯通工程在水平重要方向上的误差不超过0.4m, 高程误差不超过0.3m, 投料井设计井中心坐标为 (3713942.672, 39467465.929) , 实测贯通后井中心位置坐标为 (3713943.149, 39467466.019) 。根据贯通设计书设计方案, 测量控制在重要方向上的最终误差不超过±0.276m。

实测最终点位误差fX=477mm, fY=90mm

点位总误差为f=±485mm (包括测量误差和测斜误差)

点位误差在水平重要方向上X′的误差为+378mm, 符合限差规定。按照设计施工队伍施工时, 井上下平面中心位置不得超过高度的1/1000m, 即误差不超过0.3m。施工完成后, 经测斜测量出在贯通重要方向上的误差为+265mm, 实际测量控制误差即为+123mm, 井下路线长度为3410m, 最后在重要方向上相对误差:

f/L=1/12800<1/6000 (符合测量规程限差规定)

高程最终误差为85mm, 也小于设计要求的0.3m。通过对贯通后的投料井的实测位置精度评定, 贯通设计和误差预计能够完全满足生产需要, 基本方案和测量方法等能够满足设计要求, 最终的实际误差在贯通误差预计的范围之内。

参考文献

[1]原能源部颁布的现行《煤矿测量规程》1989年版.

贯通精度分析 篇8

东北某工程主洞全长约100 km,由于整条隧洞从进口到出口都在地下,中间无连接出口,为超长隧洞。为确保施工方便和保证控制测量与施工测量精度,在主洞沿线共布设14条施工支洞,满足设计对主、支洞结构尺寸的要求。即便如此,一部分隧洞两支洞间贯通距离仍然太长,最长两支洞间隧洞贯通距离加上支洞有约16 km之多。为增加隧洞正确贯通的可靠性,设计与测量监理对隧洞测量工作制定了详细的细则。

2 施工复测与控制测量

2.1 施工复测的程序

(1)施工单位应对所交的控制点进行复测,复测应包括下列内容:①GPS点的基线边长度;②导线点的转角、导线点间的距离;③水准点间的高差;④复测应与相邻标段进行贯通测量,确保标段施工交界处正确衔接。

(2)复测结果与设计单位的勘测成果不符时,必须再次复测进行确认。当确认设计单位勘测资料有误或精度不符合成果要求时,应积极与设计单位协商对勘测成果进行改正。

(3)控制点复测完成后,应编制详细的复测成果书并形成交桩文件,复测成果应报送监理人和设计单位,复测成果满足要求并经监理人批复后方可进行后续的测量工作。

(4)施工单位应将进洞及洞内的基本导线点布设成多环状导线网向前延伸,但每环的边数不得超过5条。要尽量布设成距离近似相等的长边导线网。在不得已发生短边时,相邻的长、短边比值不得大于3:1。一般情况下,边长不应短于500 m,任何情况下,平均边长都不得短于450m,且在有条件的情况下应当尽量拉长距离,以减小转折角观测误差对贯通精度的影响。

(5)隧洞长度大于1 000 m时,应根据隧洞横向贯通精度的要求进行平面控制测量设计;隧洞相邻两开挖口间的高程路线长度大于5 000 m时,应根据隧洞高程贯通精度的要求进行隧洞高程控制测量设计。

2.2 洞内平面控制测量

洞内平面控制测量以不低于三等的光电测距导线网的方式进行。

基本导线点的点位应设置为强制对中的观测墩。

平面观测采用设备的精度指标要求为:测角部分的标称精度不大于2s,测距部分的标称精度a≤5 mm,b≤2mm/km。

导线测量主要技术要求:测角中误差不大于1.3 s,测距中误差不大于±5.0 mm。

进洞及洞内基本平面控制点应当定期进行复测。复测周期应根据工程进展情况按照监理人的要求进行。

2.3 洞内高程控制测量

洞内高程控制测量必须采用三等(或以上)几何水准方式进行,不得采用光电测距三角高程的方式代替。

高程控制测量采用水准仪的标称精度要求如下:

(1)高差观测偶然中误差不大于±3mm/km。

(2)施测过程中,应当按照相关规范要求定期对投入使用的水准仪进行i角检验,并将检验观测记录及检验结果报送监理人。

(3)进洞及洞内水准测量应当采用左右路线分别观测并经常联测的方式进行,以加强校核。经监理人同意,也可采用其他能够有效防止粗差出现的方式进行。

(4)承包人应每隔500 m左右设置一基本水准点。基本水准点也可与基本导线点同点设置,但应满足水准标志的设置要求。

(5)洞内高程控制点应当定期进行复测。复测周期应根据工程进展情况按照监理人的要求进行。

2.4 依据规范

承包人应当依据GB 50026—2007《工程测量规范》SL52—1993《水利水电工程施工测量规范》、DL/5173—2003《水电水利工程施工测量规范》及SL 378—2007《水工建筑物地下开挖工程施工规范》中关于三等光电测距导线观测、三角观测及水准观测的要求,结合本工程对平面控制测量、高程控制测量和隧洞贯通的精度要求。对平面控制测量、高程控制测量的观测实施与数据处理及施工误差控制制定具体的实施计划书,报送监理人审核。

3 贯通误差估算

超长隧洞在掘进前要进行贯通误差估算,根据隧洞长度和贯通测量容许极限误差值选择相应的仪器标称精度、水准测量等级和平均边长。按规范严格施测,才能够在规定限差要求下正确贯通。如东北某工程某标段主洞为TBM掘进施工,贯通点在施工终点桩号处。7#、9#、10#、11#支洞及其主洞双向掘进施工,导线长度均大于5 km,9#支洞长度加上主洞到7#洞服务区长度,约为11 km,7#支洞加上主洞到6#洞服务区长度,约为8.5 km,洞外控制点布置相差不大。按水工隧洞开挖极限贯通误差要求,对9#支洞与主洞方向贯通误差做出估算。其余支洞、主洞贯通中误差均小于此分析中误差。贯通中误差要求见表1,水准测量的精度见表2。

3.1 估算依据

3.1.1 所用规范

所用规范有DL/T 5173—2003《水电水利工程施工测量规范》;GB/T 12898—2009《国家三、四等水准测量规范》。

3.1.2 拟使用仪器的精度

3.1.3 误差选择

贯通中误差的控制指标,见表1。

7#支洞及其主洞适用5～10 km的贯通误差的要求。

9#支洞及其主洞适用10～13 km的贯通误差的要求。

3.2 估算网形的选择

由于隧洞具有长且宽度窄的特点,本估算拟采用支导线形式向前传递。水平角观测时采用强制对中;采用工程测量中高精度测角方法,即对单边进行盘左、盘右测回法观测墩测量,一条边测完,再对另一条边进行同样的测回方法观测,即不因为两条导线边不相等而反复调焦,以减小调焦对测角的影响。

3.3 估算公式

由于影响隧洞的贯通,主要是横向贯通误差及竖向贯通误差,所以本次估算只对横向及竖向贯通误差进行估算。由于洞内基本导线,在主洞未贯通时,都是闭合导线,无法形成符合导线。为了强化点位误差对隧洞贯通的影响,简化计算,把支导线端点的点位误差看作横向贯通中误差。

3.3.1 横向贯通误差估算公式

式中mb——横向贯通中误差,mm;

ms——测距中误差,mm;

n——导线边数;

mβ——测角中误差,(");

ρ——206 265";

L——基本导线总长,mm。

3.3.2 竖向贯通误差估算公式

式中mh——竖向贯通中误差,mm;

MΔ——每千米高程测量高差中数的偶然中误差,mm;

L——水准路线长度,km。

3.4 估算过程

3.4.1 横向贯通误差估算

根据公式:

(1) 7#支洞至6#支洞横向贯通误差估算

n=8.4 (按照标称精度2"2 mm+2 ppm全站仪估算)

n=38.2 (按照标称精度1"1 mm+1.5 ppm全站仪估算)

(2) 9#支洞至7#支洞横向贯通误差估算

n=11.3 (按照标称精度2"2 mm+2 ppm全站仪估算)

n=49.5 (按照标称精度1"1 mm+1.5 ppm全站仪估算)

通过上述估算,标称精度2"2 mm+2 ppm全站仪无法满足洞内控制要求,必须采用标称精度1"1 mm+1.5 ppm型全站仪进行控制作业,总长度8.5 km长平均边长不小于224 m能够满足横向贯通误差为150 mm的要求,总长度11 km长平均边长不小于225 m能够满足横向贯通误差为220 mm的要求,但在实际工作中洞内通视条件比较好的情况下,采用400m的边长进行估算。

根据公式(边长400 m,9#洞共28条边,7#洞22条边):

3.4.2 竖向贯通误差估算

根据公式:

所以,采用三等水准可以满足竖向贯通误差的要求。

5 结语