第十一章 地质工程测量

1、第十一章第十一章 地质工程测量地质工程测量11-1 地质物（化）探工程测量地质物（化）探工程测量一、物探工程测量任务一、物探工程测量任务地球物理（化学）探矿地球物理（化学）探矿是根据岩石的物理（化学）性质,测定其物理参数,按磁性、导电性、密度、弹性波等差异来了解地质情况和寻找矿产。常用的物探方法常用的物探方法：磁法，电法，重力与地震等在物探网上进行观测 xyFABCDPKN1N2图图11-1 较小工区的物探网布置较小工区的物探网布置物（化）探网:由基线(xFy)与测线(AxB,KFP,CyD等)组成,基线的布置须平行于矿体的异常轴走向.矿体异常轴走向基点基点:基线上的点;控制基点控制基点:与国

2、家控制点连测的基点;测点测点:根据物探工作的要求,在测线上以一定间距测定的点,称为物探观测点;点距点距:同一测线上的两相邻测点的距离;线距线距:两相邻测线的间距; 测网的密度测网的密度:线距X点距1000100010002000100030001000400010005000100056002000100030001000400010002000200030002000400020005000200020003000500030004000300030003000500040004000400030004000200040002000500030005000400050005000500020

3、005600300056004000560050005600图图11-2 较大工区物探网的布置较大工区物探网的布置(基线间距基线间距1000m,测线线距测线线距200m)50001000 测坐标之基点 未测坐标之基点 国家已知控制点 测线基线1000100050005600物探网编号,从左下角开始;分分母是线号母是线号,分子分子是点号是点号P物探工程测量的任务物探工程测量的任务就是将设计好的物探网施测到实地施测到实地上,或者将地面上的已布设的物探网与国家测量控制点连测并绘制到图上。二、物探网的施测二、物探网的施测1、测设起始基点、测设起始基点1）计算测设数据根据测区地形及已知控制点的分布情况，

4、首先确定起始基点，如图112中的P点，编号（20002000）。从图上量出P点的设计坐标值（XP，YP）。ABPXY A BDAPDBP根据P点的坐标以及已知点A，B的坐标，求出测设数据 A 、 DAP 、 B 、 DBP 。 A AB AP， B BP BA，DAP （XPXA）cos APDBP （XPXB）cos BP图图113 P点与已知点点与已知点A,B连测及施测关系图连测及施测关系图2)现场施测采用交会法交会法与极坐标法极坐标法施测。交会法交会法1：两台经纬仪前方交会分别在A，B两已知点上架设经纬仪，对中整平后，在A站上的经纬仪瞄准B点，顺时针转动（3600 A ）角，在B点的经纬

5、仪瞄准A点，顺时针转动 B角后，两仪器固定，持杆者目估P点的位置，在P点附近听从两台仪器观测者的指挥，移动标杆，直至标杆同时与两台仪器的十字丝的纵丝相重合为至，在标杆打木桩作为P点的标志。交会法交会法2：1台经纬仪在A点上架设经纬仪，对中整平后，瞄准B点，顺时针转动（3600 A ）角，用视距法测定AP的水平距离DAP ，在这点前后各1m处作标记，再用细绳连接这两点；随后将仪器搬至B点，对中整平后，瞄准A点，顺时针转动 B角，让持杆者沿细绳移动，直至标杆与仪器的十字丝的纵丝相重合为至，在标杆打木桩作为P点的标志。极坐标法极坐标法在A点上架设经纬仪，对中整平后，瞄准B点，水平度盘置0度，逆时针转

6、动 A角，则此时望远镜视线方向就是AP的方向，在此方向上量取计算的水平距离DAP ，即得P点的实际位置。同理，在B点也可测设。测定起始基点的坐标进行校核测定起始基点的坐标进行校核将起始基点测设于地面后，应重新根据周围的国家控制点，用前方交会，侧方交会或后方交会测定其坐标值，并与图上设计的坐标值进行比较，其不符值在图上不能超过2mm（详查）或2.5mm（普查）2、测设控制基点、测设控制基点测定坐标并埋设标石的基点称之为控制基点，一般有基线两端的基点及必要的中间基点。1）计算控制基点的理论坐标值）计算控制基点的理论坐标值根据起始基点的坐标来推算其它欲测定控制点的理论坐标值。如图112所示，基线间距

7、为1000m，控制基点间距为1000m及600m，基线和测线的方位角为已知，假设基线方位角3500，测线方位角为=3500900800 。这样对于4000mX4600m的物探网，只要计算出三组不同的坐标增量，即可推算所有的控制基点的理论坐标值。X11000 x cos 3500 Y11000 x sin 3500 X2600 x cos 3500 Y2600 x sin 3500 X31000 x cos 800 Y31000 x sin800 100010001000200010003000100040001000500010005600200010003000100040001000200

8、0200030002000400020005000200020003000500030004000300030003000500040004000400030004000200040002000500030005000400050005000500020005600300056004000560050005600 图图11-3 控制基点坐标推算路线图控制基点坐标推算路线图50001000 测坐标之基点 未测坐标之基点 国家已知控制点 测线基线1000100050005600物探网编号,从左下角开始;分分母是线号母是线号,分子分子是点号是点号P推算各控制基点的坐标时，要注意推算路线的选择应使其构

9、成闭合（或附合）的图形，如上图所示。闭合路线附合路线2）计算测设数据及现场施测）计算测设数据及现场施测根据已知控制点来计算测设控制基点的 角及距离D，以及现场施测的方法，完全与起始基点的计算及施测方法相同。控制基点测设于地面后应全部或部分重新测算其坐标，并检查是否与理论坐标相符。3、测设基线、测设基线基线测设方法有：经纬仪视距法，经纬仪配合钢卷尺法1）基线方向的测设先计算基线方向的测设数据 角。这是由于地形通视条件的限制，往往不能从基线的一端点看到基线的另一端的控制基点。ABP A BXYQPQ为一基线的两个端点。 A PQ PA B PB PQ图图114 基线方向与已知关系图基线方向与已知关

10、系图施测方法施测方法是将经纬仪安置在P点上，经对中整平后瞄准A点，顺时针转动 A 角，即为基线PQ的方向，并用木桩在地面作出标记。为了检查施测过程中的误差与错误，再将仪器对准B点，逆时针转动 B角，查看望远镜十字丝的纵丝是否通过场面上的标记。2）基点测设）基点测设A：经纬仪视距法基线的方向确定后，则可在此方向上用视距法按设计间距测设各基点的位置。具体施测方法：持尺者沿基线方向目估距离，初步选定立尺点并受观测者的指挥左右移动标尺，直至尺子完全在基线方向上，即可读取视距及竖盘上的读数，计算水平距离D计。如|D设 D计|2m，重新立尺测设,2m则可直接用视距尺改正,确定基点并打木桩标定。B：经纬仪配

11、合钢卷尺当测区地形比较平坦，则可用经纬仪瞄准方向，用钢卷尺直接量取距离来测设基点。具体施测方法：前尺手持一标杆到欲定的基点处，受观测者的指挥将标杆立于基线方向上，然后，用钢卷尺量距，以确定基点的位置，并用木桩标记。4、施测测线、施测测线基线测设完毕后即可测设测线，一般用两种方法：视距直伸导线法，极坐标 法。1）视距直伸导线法100010001000105010001100200010002000110020001050将仪器安置在测线一端的基点上，对中、整平、定向后，即可按规定的点距在测线上施测测点。定向可瞄准相邻基点（亦可瞄准测线的另一端点）转900或2700；测点的标记一般不打木桩，用编好

12、的红纸条或红布条贴在竹杆上插于地面。用经纬仪视距法测量距离。转站点必须在地面钉木桩。图图115 视距直伸导线法视距直伸导线法2）极坐标法在地形开阔，通视良好的丘陵或平原地区，宜用极坐标法测设测点的位置。测设时，可在中间一条测线上设站，同时测设两相邻测线的各测点。ABCDab 在直角三角形ABC中，因直角边a（即测线距）及b（为测点距的倍数）是已知的，则测站到测点间的距离d及偏离主测线（AC）的角度 ，可由下式求得： =arctg(a/b) d=a/sin =b/cos d图图116 极坐标法测设测点极坐标法测设测点在施测前，可根据规定的测网密度，应用上式计算出各测点的测设数据，并排列成表绘制成

13、一草图，再将角值 化为以主测线为00的角值。（按顺时针方向）11-2 地质勘探工程测量地质勘探工程测量1、勘探线、勘探网的测设、勘探线、勘探网的测设勘探网由两组相交的平行直线组成，这些平行线称之为勘探线，地质勘探工程通常布设在这些勘探线上。为了控制勘探线、勘探网的测设精度，通常沿矿体走向布设一条基线，基线两端点与测量控制点相连接，然后垂直于基线以一定的间距布设测线。图图117 勘探线、勘探网勘探线、勘探网P000000000753102468001357246810203040919293900192939000102030ABCDMN A B C D P图图11-8 勘探网测设关系图勘探网测

14、设关系图如图11-8所示,MN为基线,P为基点,A,B,C,D为国家已知控制点,根据已知控制点与欲定点P,M,N的位置关系,及野外通视情况,则可计算测设数据(水平角与水平距离)根据测设数据,即可测设欲定点P,M,N的实地位置,具体方法同物探网基点的测设。当基线端点M，N及基点P确定后，应将经纬仪安置在其中任意一点上，检查三点是否在一条直线上，否则应重测。基线测设好后，先测设各勘探线在基线上的位置。通过P点的勘探线的编号点号：19为零号勘探线，其左边的勘探线依次用奇数号，右边的勘探线依次用偶数号；各勘探线的点号，北向用偶数号，南向用奇数号，各点用分数来表示，分子代表点号，分母代表线号。在基线上P

15、点两侧按设计的勘探线间距定出各勘探线的0号点。而后在各点上安置经纬仪测设出与基线相垂直的勘探线，最后在各勘探线上按设计要求测设出各网点。在勘探线的两端要埋设固定桩并编号，同时测出各点间的水平距离及高程，将所测结果绘制成勘探线剖面图。2、钻孔、探井及探槽等勘探工程位置的测设、钻孔、探井及探槽等勘探工程位置的测设1）钻孔位置测设）钻孔位置测设通常钻孔布置在勘探线上，但有时根据地形条件可以允许孔位偏离勘探线一定的距离。钻孔施测分：初测、复测及定测。（1）初测A：钻孔测设，根据钻孔的设计坐标，计算出测设数据（水平距离及角度），然后采用经纬仪交会法或极坐标法将钻孔测设于实地上。B：建立校正点，孔位在实地

16、一经确定，应立即在其附近建立校正点。校正点要建立在不妨碍平整机台的地方，以免遭破坏。校正点建立方法有二：十字交叉法、直线通过法。十字交叉法：在孔四周近于垂直的地方，选择四个校正点，使相对两连线的交点通过孔位。直线通过法：在钻孔前后确定两个校正点，使两点的连线通过钻孔中心，然后量出孔位至两端点的距离。孔位孔位121234孔位孔位 图图119 校正点的建立校正点的建立（2）复测）复测钻孔位置的复测是在平整机台后进行。根据校正点及其记录数据，对钻孔位置进行校核。若校正点的木桩已损坏或对校正点有怀疑时，则需重新测设孔位。（3）定测）定测钻孔钻进完毕并进行封孔后，再测定封孔标石或封孔套管中心的坐标及高程

17、。坐标的测定可采用 前方交会、侧方交会、后方交会以及经纬仪钢尺量距导线法来确定。高程的测定可采用水准测量或三角高程测量。对于不参加储量计算的钻孔，其坐标及高程可采用经纬仪视距导线施测。2）探槽、探井位置测量）探槽、探井位置测量探槽、探井都属轻型山地工程，主要用于近地表地质现象揭露。其测量工作分两个步骤：（1）初测将图纸设计的探槽、探井位置用经纬仪极坐标法施测于实地上。较长的探槽要测设其两端的位置。（2）定测探槽、探井施工完毕后，再测定探槽两端点及探井的坐标和高程。3、剖面测量、剖面测量概念：概念：在磁法、电法勘探中，为了对已发现的异常进行定量推断解释，常需沿给定方向（通常是勘探线方向）精测剖面

18、，以测出该方向线上的地形特征点、地物点、工程点、地质点及剖面控制点的平面位置及高程，并绘制出剖面图，这项工作称之为剖面测量。剖面测量方法：剖面测量方法：经纬仪定向钢尺量距法：经纬仪定向钢尺量距法：剖面比例尺为1：500时采用；经纬仪定向经纬仪视距法：经纬仪定向经纬仪视距法：剖面比例尺1：10001：5000时采用。具体步骤：具体步骤：1）剖面端点测设根据剖面端点坐标与已知点坐标，计算测设数据并测设于实地后，应立即根据周围的控制点，采用前方交会、后方交会或其它方法重新测定其坐标及高程，采用三角高程测量或等外水准测量方法测定其高程，与之设计数据相比，误差应在规定范围之内。2）剖面控制测量根据剖面的

19、比例尺及剖面线的长度，在剖面线中间尚需布置若干个剖面控制点。控制点的间距如下表所示。剖面图比例尺1：5001：10001：20001：5000控制点间距，m60070015003000剖面控制点的布设根据地形条件的不同采用以下两种不同的方法：（1）视距直伸导线法：在地形起伏不大、通视良好的地区，可将经纬仪架设在任一端点上，经对中、整平后，瞄准另一端点，在此剖面线上找出欲定剖面控制点的位置，并以木桩标记，然后用测定端点的方法测出其坐标与高程，并同时计算出剖面控制点至剖面端点以及剖面控制点之间的水平距离及高差。（2）极坐标法或交会法：在地形起伏较大，通视不良的地区，则依据图上的设计坐标，用极坐标法

20、或交会法将剖面控制点测设于地面上，然后，再测定其坐标与高程。3）剖面测量首先将仪器架设在剖面一端点上，对中、整平后，瞄准剖面另一端点或剖面线中任一控制点，然后沿剖面线测出地形坡度变换点、工程地质点、地物点及地质界线点的水平距离和高程。当前一测 站的测量工作将结束后，立即选定下一个测站点。在勘探剖面测量中，测量距离的相对误差不超过1200；普查剖面测量的测距的相对误差不超过1150；在大于1：1000比例尺时，应直接用钢尺测量距离。由剖面的一端点测量到别一端点时，就及时检查水平距离及高程是否与已知值相符，其闭合差闭合差：距离相对闭合差 1：500 1700，1：10001：5000 1400；

21、高程闭合差（等高距）1：5001：5000 13。4）、剖面图的绘制绘制剖面图的工作步骤: (1)准备准备绘制剖面图之前,应先检查和整理观测手薄记录,根据观测成果,求出剖面线上各控制点、测站点、地形点、地形地物点、地质工程点、地质点到起始端点的水平距离，并求出其高程。（2）绘制一组高程线）绘制一组高程线根据剖面线上各点的高程，设计好一组高程线，每条高程线一般为10m或100m的整倍数，再根据设计好的高程线与选定的垂直比例尺在图上展绘好高程线。（3）展绘剖面线与坐标网格线的交点）展绘剖面线与坐标网格线的交点首先将剖面线起始端点展绘在剖面上的最低一条高程线最低一条高程线上，然后根据计算的DX与DY

22、值画出第一条坐标线，再根据计算的DX及DY值将剖面线与各坐标线的交点位置展绘出来,并注上坐标值。BX1X2X3X4Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7ADY（Yi-YA）/sin； DX=(Xi-XA)/cos DY （Yi1-Yi）/sin； DX =(Xi1-Xi)/cos -剖面线方位角；Xi ， Yi ， Xi1 ， Yi1 -坐标线的值；DX ， DY -第一条坐标线与起始端点的距离；DX ， DY -坐标网格之间的间隔。图图1110 剖面线与坐标网的关系剖面线与坐标网的关系（4）绘制地形剖面）绘制地形剖面按规定的比例尺，根据剖面线上各点与起始端点的水平距离，在水平方向上展绘出各点，然后在各

23、点的垂直方向上，按高程与选定的比例尺，展绘出各点的位置；最后，以圆滑的曲线连之，即得地形剖面图。地质工程点、主要地质点在剖面图上应编号。在剖面的左右两端点应注明剖面线的方位角。（5）绘制剖面投影平面图）绘制剖面投影平面图剖面投影平面图的比例尺应与剖面比例尺相同。绘制时，首先在投影平面图图廓的中央绘一条与高程线平行的横线，作为剖面投影线；其次，将剖面图上的X线及Y线垂直投影于该线上，依剖面方位角绘制投影面的X及Y的坐标线，并注记其相应的坐标值。剖面图上工程点、主要地质点、剖面端点等可直接投影到部面投影线上，并注记编号；（6）结束工作）结束工作最后，写明剖面图名称、编号、比例尺、绘制日期，并绘出图

24、例、图廓线等。平面图TJ10TJ10ZK12ZK13ZK15ZK16ZK17ZK17ZK16ZK15ZK13ZK122850403210504032-100 0 100 200300400Y20584.2Y20584.2Y20584.4Y20584.4Y20584.6Y20584.6石石VA253.12VB213.50 XX 矿矿 区区 第第 V 条条 勘勘 探探 线线 剖剖 面面 图图 比例尺 1:2000 图图11-11 勘探线剖面示意图勘探线剖面示意图ZK16钻孔及编号TJ10垂直小探井及编号VB213.50剖面端点及编号石石旧采石场单位、图名单位、图名图号、绘编图号、绘编人员、日期人员

25、、日期等等ABBA 5) 对剖面测量的要求剖面线一般是沿勘探线方向布设而成为互相平行、间隔相等的平行线。因此，应确保各剖面线的方向及间距的精度要求。剖面线上的勘探工程（尤其是钻孔尤其是钻孔）的位置，是用于设计和矿产储量计算的主要依据，因此，它比普通的地形地物点及地质点的精度要求要高，所以，孔位等重孔位等重要工程要工程位置的测量要求采用交会法交会法；而对地形地物点及地质点，可用视距法视距法测定。当地表有矿产露头矿产露头时，对地形剖面上的任何一点的高程测量精度应有较高的要求高程测量精度应有较高的要求，并要求有实测的剖面图。4、地面地质填图测量、地面地质填图测量概述概述填图阶段：在地质勘探阶段，进行大比例尺填图；填图目的：详查地面地质情况，为下一步的勘探工作提供可靠依据。填图概念：是以相应比例尺的地形图作为底图，将矿体的分布范围及品位变化情况、围岩的岩性及地层的划分、矿区的地质构造类型以及水文地质情况等填绘到图上即成为一张地形地质图。地形地质图用途：可用于地