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测量 贯通测量
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坑道施工中和贯通后的测量称为贯通测量,按测量参数的不同贯通测量包括平面贯通测量和高程贯通测量。是为获取实际的贯通误差值,作为下一步调整施工中线的依据,以获得一条调整后的隧道中线,作为扩大断面、衬砌以及在铁路隧道中铺设铁轨的依据。
按照工程的不同有隧洞贯通测量和全桥贯通测量。隧洞贯通测量是指为确保隧洞、竖井掘进按设计要求准确贯通而进行的测量工作。隧洞贯通测量的主要内容有:进行贯通测量设计,建立洞外平面和高程控制,进行施工放样,测绘洞室开挖和衬砌断面,计算开挖、填筑工程量及进行竣工验收。全桥架通后,作一次方向、距离和高差的全面测量,其成果资料可作为钢梁整体纵、横移动和起落调整的施工依据,称为全桥贯通测量。
平面贯通测量和高程贯通测量。前者是测定实际的横向和纵向贯通误差,测量方法随洞内控制的形式而异:
1、对于采用中线法施工的隧道贯通之后,应从相向测量的两个方向各自向贯通面延伸中线,并各钉一临时桩,量取两桩之间的距离,即得隧道的实际横向贯通误差,两临时桩的里程之差即为隧道的实际纵向贯通误差;
2、采用单导线作为洞内控制时,贯通之后在贯通面上钉一临时桩,从相向测量的两个方向各自向临时桩进行支导线测量,分别测取临时桩点的平面坐标,将两组坐标的差值分别投影到贯通面上和隧道中线上,则贯通面上的投影即为横向贯通误差,在中线上的投影即为纵向贯通误差。
其他类型的控制图形可据实际情况设计适合的方法。高程贯通测量是测定实际的竖向贯通误差,通常采用水准测量方法,从隧道两端洞口附近的水准点开始,各自向洞内进行,分别测出贯通面上同一点的高程,即获此点的两个高程之差。
(a) 调查了解待贯通井巷的实际情况,根据贯通的容许偏差,选择合理的测量方案与测量方法。对重要的贯通工程,要编制贯通测量设计书,进行贯通测量误差预计,以验证所选择的测量方案、测量仪器和方法的合理性。
(b) 依据选定的测量方案和方法,进行施测和计算,每一施测和计算环节,均须有独立可靠的检核,并要将施测的实际测量精度与原设计书中要求的精度进行比较。若发现实测精度低于设计中所要求的精度时,应当分析其原因,采取提高实测精度的相应措施,返工重测。
(c) 根据有关数据计算贯通巷道的标定几何要素,并实定巷道的中线和腰线。
(d) 根据掘进巷道的需要,及时延长巷道的中线和腰线,定期进行检查测量和填图,并按照测量结果及时调整中线和腰线。
(e) 巷道贯通之后,应立即测量出实际的贯通偏差值,并将两端的导线连接起来,计算各项闭合差。此外,还应对Z后一段巷道的中腰线进行调整。
(f) 重大贯通工程完成后,应对测量工作进行精度分析与评定.
贯通测量误差预计,就是按照所选择的测量方案与测量方法,应用Z小二乘准则及误差传播律,对贯通精度的一种估算。它是预计贯通实际偏差Z大可能出现的限度,而不是预计贯通实际偏差的大小,因此,误差预计只有概率上的意义。其目的是优化测量方案与选择适当的测量方法,做到对贯通心中有数。
根据误差理论可知,服从正态分布的随机变量X落在(μ+kσ,μ+kσ);区间内的概率为:
式中μ――正态随机变量的数学期望E(X) σ――正态随机变量的方差D(X) k――正系数
当取二倍中误差(方差),即k=2作为容许误差时,则其出现的概率约为95.5%;当k=3时,其概率约为99.7%。k值愈大,则其随机变量落在(μ±kσ)区间的概率愈大,在评定测量成果质量时,一般均取二倍中误差作为容许误差,在预计误差,例如重要巷道的贯通时,则取三倍中误差作为预计误差,这样的目的。主要是保证测量工作的质量能满足采矿工程的要求如图1。
1、水平重要方向(x′)上的误差预计
贯通测量误差就是从k点开始,沿下山和平巷敷设导线,并测回到k点所引起的误差。从形式上看似乎是一条闭合导线k-1-2……15-16-k,但在贯通之前实际上是一条支导线。所以预计在水平重要方向上的贯通误差,实质上就是预计支导线终点k在x′方向上的误差Mxk。
支导线终点在x′方向上的中误差:
Mx′k2=(1/ρ2)ΣRy′i2mβi2+Σcosα2′imli2
钢尺量边时:
Mx′k2=(1/ρ2)ΣRy′i2mβi2+α2Σlicosα2′i
若导线独立施测两次,则平均值中误差为:
Mk′k平2=Mk′k2/2
k点在x′方向上的预计误差为:
Mk′k预2=2Mk′k平2
2、竖直方向上的误差预计
贯通相遇点k在竖直方向上的误差是由上、下平巷中的水准测量误差和两个下山中的三角高程测量误差引起的,可按水准测量和三角高程测量的误差公式分别计算,然后求其累积总和。
(1)上、下平巷中水准测量误差引起k点在高程上的误差
井下水准测量误差MH水可按下列方法之一来估算。
按每公里水准路线的高差中误差估算:
式中mhL――每公里长水准路线的高差中误差,可按《煤矿测量规程》规定取为mhL=50mm/2=±17.7mm/km或按本矿实测资料分析求得。
R――上、下平巷中水准路线总长度,以km为单位。
按理论公式估算:
式中m0――水准尺读数误差;
n――上、下平巷中水准测量的总测站数。
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