賈理爭
(中國華冶科工集團(tuán)安徽分公司)
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全站儀配合鋼絲進(jìn)行立井高程聯(lián)系測量
賈理爭
(中國華冶科工集團(tuán)安徽分公司)
摘要以張莊鐵礦南風(fēng)井平巷開拓工程為例,詳細(xì)分析了立井聯(lián)系測量過程中利用全站儀配合鋼絲法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼尺導(dǎo)入高程方法,討論了該2種方法在實(shí)際工程中的可行性與實(shí)用性,并對全站儀導(dǎo)入高程的精度進(jìn)行了驗(yàn)證,供類似應(yīng)用研究參考。
關(guān)鍵詞立井聯(lián)系測量全站儀鋼絲導(dǎo)入高程
目前,在礦山測量工作中,主要采用傳統(tǒng)的鋼尺導(dǎo)入高程的方法進(jìn)行立井高程聯(lián)系測量,但在我國市售的鋼尺中,很少有能夠滿足礦山立井高程聯(lián)系測量所需的長度。常用的方法主要以若干個(gè)短鋼絲首尾相接的方法完成對規(guī)定長度的測量要求,或花費(fèi)較多的人力、物力去訂做相應(yīng)長度的鋼尺。以上2種方法雖均能滿足生產(chǎn)需要,但鋼尺連接后的尺長改正、拉力改正、溫度改正等的計(jì)算較繁瑣,且精度不高,給測量工作增添難度。近年來,全站儀在礦山測量中得到了廣泛應(yīng)用,該儀器不僅具有體積小、操作簡便、測量速度快、測量精度高等優(yōu)點(diǎn),而且可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)距離測量,無需進(jìn)行各種改正數(shù)計(jì)算[1-3]。在立井高程聯(lián)系測量中,利用全站儀可克服傳統(tǒng)高程聯(lián)系測量的不足,大大簡化測量過程。本研究以張莊鐵礦南風(fēng)井平巷開拓工程為例,將全站儀配合鋼絲進(jìn)行了立井聯(lián)系測量,并對測量流程和結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)分析。
1工程概況
張莊鐵礦南風(fēng)井平巷開拓工程是張莊鐵礦一項(xiàng)重點(diǎn)工程,該井筒施工平巷與副井平巷屬對頭施工,因此對于井上井下的高程聯(lián)系測量精度要求較高。已知井口近井點(diǎn)A的標(biāo)高+45.034 m,需通過聯(lián)系測量得到井下B點(diǎn)的高程(圖1)。
圖1 立井聯(lián)系測量示意
2測量準(zhǔn)備工作及外業(yè)實(shí)測
2.1測量準(zhǔn)備工作
井上與井下各1個(gè)測量小組,每組4人,測量所需工具的相關(guān)信息見表1。
表1 測量所需工作信息
2.2外業(yè)實(shí)測
2.2.1下放鋼絲
將絞車固定在井口附近,位置選擇應(yīng)盡量避開水準(zhǔn)儀對近井點(diǎn)A的觀測視線(圖1),鋼絲通過滑輪下放,下放鋼絲過程中應(yīng)確保鋼絲不扭曲,控制絞車速度,勻速下放,同時(shí)在鋼絲底部懸掛配重,待鋼絲下至規(guī)定的深度后,將絞車固定,并對鋼絲進(jìn)行穩(wěn)定。鋼絲穩(wěn)定后,井下將預(yù)先準(zhǔn)備的重錘掛于鋼絲底部,待鋼絲再次恢復(fù)穩(wěn)定后,便完成了鋼絲的下放工作。井下人員通過對講機(jī)通知井上人員釋放若干個(gè)有鐵絲做成的信號(hào)圈,以便檢查鋼絲在井筒內(nèi)是否有卡住的部位,檢查無問題后進(jìn)行實(shí)測。
2.2.2實(shí)測
如圖1所示,井上、井下2組人員同時(shí)進(jìn)行水準(zhǔn)儀架設(shè),并將水準(zhǔn)尺同時(shí)立在已知點(diǎn)A和待測點(diǎn)B,同時(shí)觀測并記記錄數(shù)據(jù)分別為a、b。井上人員利用水準(zhǔn)儀后視已知高程點(diǎn)A上的水準(zhǔn)尺,計(jì)算出視線高,水準(zhǔn)儀在標(biāo)尺上讀數(shù)a(+1.325 m),視線高+46.361 m,對講機(jī)通知井下人員開始對鋼絲進(jìn)行觀測,同時(shí)記錄下井上、井下2組氣壓、溫度值。當(dāng)2組人員同時(shí)觀測到鋼絲之后,迅速用標(biāo)線夾對井上、井下在鋼絲上同時(shí)做標(biāo)記,固定結(jié)實(shí)。如圖2所示,第1組觀測的點(diǎn)分別標(biāo)記為a1、a2,通知井上人員上提鋼絲一段距離,用同樣的方法測出另外2組數(shù)據(jù)b1、b2、c1、c2。3組數(shù)據(jù)觀測之后,開始對標(biāo)記數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查,要求a1、b1、c1間的距離與井下的a2、b2、c2間距離之差不大于3 mm,否則須重新進(jìn)行觀測。井下人員需測出視線高與待測B點(diǎn)的高差b(-2.016 m),便于直接得出B點(diǎn)高程。觀測完畢后,井下人員取下重錘,用測力計(jì)測出重錘重量并加以記錄。掛上配重,通知井上人員將鋼尺勻速收至井上,用溫度計(jì)測量井筒上下的溫度并記錄。
在空曠平坦的地面上將鋼尺展開,一端固定于一處不可移動(dòng)的重物上,確認(rèn)鋼絲固定完畢后,通知另一端開始用測力計(jì)對鋼絲施加拉力。當(dāng)測力計(jì)的度數(shù)和測量重錘時(shí)顯示的讀數(shù)一致時(shí),待讀數(shù)穩(wěn)定后持續(xù)該拉力,架設(shè)全站儀及棱鏡進(jìn)行測距。如圖2所示,儀器架設(shè)于a1點(diǎn),棱鏡架設(shè)于a2點(diǎn),記錄現(xiàn)場的溫度和氣壓,開始測距,并在測距時(shí)全站儀應(yīng)輸入溫度、壓強(qiáng)改正數(shù)值。采用相同方法得出另外2組數(shù)據(jù)。
圖2 全站儀測距示意
3內(nèi)業(yè)計(jì)算
根據(jù)外業(yè)觀測的數(shù)據(jù)記錄,需對鋼絲進(jìn)行溫度與拉伸改正,經(jīng)計(jì)算,3段測距的平均值為526.326 m,鋼絲的自重拉伸改正值為55 mm,鋼絲的溫度改正值為0,鋼尺改正后的長度為526.381 m,由此得出井下待求水準(zhǔn)點(diǎn)B的高程-478.005 m。按本研究上述觀測步驟獨(dú)立進(jìn)行了2次試驗(yàn),2次投點(diǎn)測得高差互差為35 mm,,測量精度為1/15 039,遠(yuǎn)小于《礦山測量規(guī)范》中規(guī)定的1/8 000。在上述試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,獨(dú)立進(jìn)行了一次鋼尺法導(dǎo)入高程試驗(yàn),其結(jié)果與上述試驗(yàn)結(jié)果的對比限差仍符合《礦山測量規(guī)范》要求,可滿足井下生產(chǎn)需要。
4結(jié)語
以張莊鐵礦南風(fēng)井平巷開拓工程為例,采用全站儀配合鋼絲法以及鋼絲法分別進(jìn)行了立井導(dǎo)入高程試驗(yàn),結(jié)果表明,全站儀配合鋼絲法、鋼絲法的測量精度均能滿足要求,相對而言,全站儀配合鋼絲法操作不但簡便快捷,節(jié)省了人力,并且減少了對井筒的占用時(shí)間,可見該方法具有較好的推廣價(jià)值。
參考文獻(xiàn)
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[3]劉紅方,張鵬飛.全站儀在立井導(dǎo)入高程測量中的應(yīng)用[J].山西建筑,2009,35(31):352-353.
(收稿日期2015-12-02)
賈理爭(1988—),男,助理工程師,237474 安徽省六安市霍邱縣范橋鄉(xiāng)。