联系测量(两井定向)-ppt

联系测量(两井定向)-ppt第一页，共19页。§一联系测量的定义1.1、联系测量的定义

将地面坐标系统和高程系统传递到地下，确定地下控制点、控制边,作为地下控制导线的起算数据，这一过程测量工作叫做联系测量。将地面平面坐标系统传递到地下的测量称为平面联系测量，简称定向。将地面高程系统传递到地下的测量称高程联系测量，简称导入高程。第二页，共19页。§一联系测量的定义1.2、联系测量的任务

联系测量的任务在于：(1)、确定地下导线起算边的坐标方位角；(2)、确定地下导线起算点的平面坐标x和y；(3)、确定地下水准点的高程H。

前两项任务是通过平面联系测量定向来完成的；第三个任务是通过导入高程来完成的。这样就获得了地下平面与高程测量的起算数据。第三页，共19页。§二联系测量的种类第二节联系测量的种类

联系测量分为平面联系测量（简称为定向）和高程联系测量（简称为导入高程）。平面联系测量说来可分为两大类：一类是从几何原理出发的几何定向；另一类是以物理特性为基础的物理定向。几何定向分为：

1、通过平硐（dong）或斜井的几何定向；

2、通过一个立井的几何定向（一井定向）；

3、通过两个立井的几何定向（两井定向）。物理定向可分为：

1、用精密磁性仪器定向；

2、用投向仪（投点仪）定向；

3、用陀螺经纬仪定向。

通过平硐或斜井的几何定向，只需要通过平硐或斜井敷设导线，对地面和地下进行联测即可。但是在地铁工程中由于地下铁道本身的特点，并没有平硐或斜井，有的只是竖井（出土井或下灰井或是更宽敞的明挖车站），因此，通过平硐或斜井的几何定向在地铁的平面联系测量中一般不用,只在矿山测量中有应用。在地铁平面联系测量中的导线直接传递法、竖直导线定向法的原理和通过平硐或斜井几何定向的原理是一样的。第四页，共19页。§三几何定向三几何定向

这里主要讲的是立井几何定向。在立井中悬挂钢丝垂线由地面向地下传递平面坐标和方向的测量工作成为立井几何定向。立井几何定向概要地说，就是在井筒内悬挂钢丝垂线，钢丝的一端固定在地面，另一端系有定向专用的垂球自由悬挂于定向水平，一般称作垂球线。再按地面坐标系统求出垂球线的平面坐标及其连线的方位角；在定向水平上把垂球线与地下永久导线点连接起来，这样便能将地面的方向和坐标传递到地下，而达到定向的目的。因此，可把立井定向工作分为两个部分：由地面方向定向水平投点（简称投点）；在地面和定向水平上与垂球线连接（简称连接）。立井几何定向分为一井定向和两井定向。

第五页，共19页。§三几何定向3.1、一井定向选定井上下的连接点C与C＇，从而在井上下形成了以AB为公共边的三

角形ABC和ABC＇，一般把这样的三角形称为连接三角形。从井上下连接三角形的平面投影图可看出，当已知D点坐标及DE边的方位角和地面三角形各内角及边长时，便可按导线测量计算法，算出A、B在地面坐标系中的坐标及其连接的方位角。同样，已知A、B的坐标及连线的方位角和地下三角形各要素时，再测定角δ＇，就能计算出井下导线起始边D＇E＇的方位角及D＇点的坐标。第六页，共19页。§三几何定向一井定向要求

在选择井上下连接点C和C＇时，应满足下列要求：

(1)、点C与D及点C＇与D＇应彼此通视，且CD和C＇D＇长度应尽量大于20m，当CD边长小于20m时，在C点进行水平角观测，其仪器必须对中三次，每次对中应将照准部（或基座）位置变换120°；

(2)、点C与C＇应尽可能在AB的延长线上，是三角形的锐角γ应小于1°,这样便构成最有利的延伸三角形；

(3)、点C与C＇应适当的靠近最近的垂球线，地面为B,地下为A),使a/c及b＇/c的值应尽量小一些。第七页，共19页。§三几何定向3.2、两井定向

下面着重讲解两井定向，当施工地区有两个立井，且两井在定向水平上相通并能进行测量时，就要采用两井定向。两井定向就是在两井筒中各挂一根垂球线。此两垂球线在地面上下连线的坐标方位角保持不变，如通过地面测量确定此两垂球线的坐标，并计算其连线的坐标方位角后，再在井下通道中，用经纬仪导线对两垂球线联测，取一假定坐标系统来确定地下两垂球线的假定方位角，然后将其与地面上确定的坐标方位角相比较，其差值便是地下假定坐标系统和地面坐标系统的方位差，这样便可确定地下导线在地面坐标系统中的坐标方位角。第八页，共19页。§三几何定向两井定向的优点

两井定向时,由于两垂球线间的距离大大增加，因而有投点误差引起的投向误差也大大减少，这是两井定向最大的优点。第九页，共19页。§三几何定向1、投点方法采用两井定向时，要在井筒内挂两根垂球线。投点时，一般都采用垂球线单重投点法，即在投点过程中，垂球的重量不变。将垂球放在水桶内，使其基本上处于静止状态；在定向水平上测角量边时均与静止的垂球线进行连接。假设垂球线在井筒内处于铅垂位置而静止不动。当井筒不深、滴水不大、井筒内气流缓慢、垂球线摆动很小、其摆幅一般不超过0.4mm时被采用。现将对投点所需主要设备的要求分述如下:(1)、重锤——重锤的重量为10kg。(2)、钢丝——应采用直径为0.2-0.5mm左右的高强度的优质碳素弹簧钢丝。(3)、待测点——用铁片制成。定向时也可不用定点板。(4)、小垂球——在提放钢丝时用的，其形状成圆柱形或普通垂球的形状均可。(5)、大水桶——用以稳定垂球线，一般可采用废弃油桶，水桶上应加盖。第十页，共19页。§三几何定向2、投点误差及减小投点误差的措施

在井筒中用垂球线投点的误差的主要来源：(1)、气流对垂球线和垂球的作用；(2)、滴水对垂球线的影响；(3)、钢丝的弹性作用；(4)、垂球线的摆动面和标尺面不平行；(5)、垂球线的附生摆动。减少投点误差的措施主要有:(1)、尽量减少立井处气流对垂球线的影响。定向时最好停止风机运转或增设风门，以减小风速。(2)、采用小直径、高强度的钢丝，适当加大垂球线重量，并将垂球浸入稳定液中。(3)、减小滴水垂球线及垂球的影响，在大水桶上加挡水盖。第十一页，共19页。§三几何定向3、两井定向的工作组织两井定向因工作环节多，测量精度要求高，同时又要缩短占用井筒的时间，所以须要由很好的工作组织，才能圆满的完成定向工作。一井定向的工作组织可分为：1、准备工作1.1定向设备及用具的准备；1.2检查定向设备及检验仪器；1.3确定井上下的负责人,统一负责指挥和联络工作。2、制定地面的工作内容及顺序3、制定定向水平上的工作内容和顺序第十二页，共19页。§三几何定向4、定向时的安全措施在进行联系测量时,应特别注意安全,否则极易产生意外事故。为此，必须采取下列措施：4.1在定向过程中，应劝阻一切非定向工作人员在井筒附近停留；4.2提升容器应牢固稳妥；4.3井盖必须结实可靠的盖好；4.4对定向钢丝必须事先仔细检查，放提钢丝时，应事先通知井下，只有当井下人员撤出井筒后才能开始；4.5重锤未到井底或地面时，井下人员均不得进入井筒；4.6下放钢丝时应严格遵守均匀慢放等规定，切忌时快时慢和猛停，因为这样最易使钢丝折断；4.7应向参加定向工作的全体人员反复进行安全教育，以提高警惕。在地面工作的人员不得将任何东西掉入井内。4.8定向时，地面井口自始至终不能离人。第十三页，共19页。§三几何定向3.2.3、两井定向的内业计算1、根据地面连接测量的结果，计算两垂球连线的方位角及长度按一般计算方法，算出两垂球线的的坐标xA、yA、xB、yB,根据算出的坐标，计算AB的方位角及长度：

2、根据假定坐标系统计算井下连接导线假设A为坐标原点，A1边为x＇轴方向，即xA＇,yA＇=0，αAB＇=0°00＇00"。

第十四页，共19页。§三几何定向4、按地面坐标系统计算井下导线各边的方位角及各点的坐标

其他边的坐标方位角为：

式中——该边在假定坐标系中的假定方位角。根据起算数据、、与地下导线的测量数据重新计算地下连接导线点的坐标。将地面与地下求得的B点坐标相比较，如果其相对闭合差符合所采用连接导线的精度时，可将坐标增量闭合差按地下连接导线边长成比例反号加以分配，因地面连接导线精度较高，可以不加改正。5、两井定向应独立进行，互差不得超过1＇取两次独立定向计算结果的平均值作为两井定向地下连接导线的最终值。第十五页，共19页。§四导入高程一、导入高程的实质高程联系测量的任务，就在于把地面的高程系统，经过平硐、斜井或立井传递到地下高程测量的起始点上。所以我们就称之为导入高程。导入高程的方法随开拓的方法不同而分为：1、通过平硐导入高程；2、通过斜井导入高程；3、通过立井导入高程。

第十六页，共19页。§四导入高程二、高程导入方法（长钢尺导入高程）

用长钢尺导入高程的设备及安装所示。钢尺通过井盖放入井下，到达井底后，挂上一个垂球，以拉直钢尺，使之居于自由悬挂位置。垂球不宜太重，一般以10kg为宜。下放钢尺的同时，在地面及井下安平水准仪，分别在A、B两点所立水准尺上读取读数a和b，然后将水准仪照准钢尺。当钢尺挂好后，井上、下同时读取m和n。同时读数可避免钢尺移动所产生的误差。最后再在A、B水准尺上读数，以检查仪器高度是否发生变动。根据上述测量数据，就能求得A、B两点之高差。导入高程均需独立进行两次，也就是说在第一次进行完毕后，改变其井上下水准仪的高度并移动钢尺，用同样的方法再作一次。两次的差值应符合相关的测量规范。

第十七页，共19页。§四导入高程三、精度要求

高程传递测量应包括地面趋近水准测量以及地下趋近水准测量。测定近井水准点高程的地面趋近水准路线应附合在地面相邻精密水准点上。趋近水准测量应执行精密水准测量有关技术要求。采用在竖井内悬吊钢尺的方法进行高程传递测量时，地上和地下安置的两台水准仪应同时读数，并应在钢尺上悬吊与钢尺检定时相同质量的重锤[2]。传递高程时，每次应独立观测三测回，每测回应变动仪器高度，三测回测得地上、地下水准点的高差较差应小于3mm。三测回测