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对比井下井上测量特点，分析新技术适用性

发表时间：2020/12/28 来源：《基层建设》2020年第24期作者：吴子晓王健柏峰山

[导读] 摘要：随着我国经济发展、工程建设步伐的加快，测量、测绘工作在国防建设、地理信息、工程施工等领域作用越来越大。

        中国华冶科工集团安徽杜达分公司北京 100176
        摘要：随着我国经济发展、工程建设步伐的加快，测量、测绘工作在国防建设、地理信息、工程施工等领域作用越来越大。现阶段测量技术的优劣在工程施工中直接影响工程进度和质量，严重的直接导致经济损失，危害人身安全。在科技逐步发展下，现在工程测量技术正向着自动化、智能化的方向发展。本文针对矿山测量相对于地表施工测量工作的特点、方法进行分析，对新型技术在矿山测量中的适用性进行解读。
        关键词：控制网规范；导线测设；新型技术的适用
        井下矿山测量包括井上地形图及矿界测绘，井上、井下各种土建、机电工程施工和竣工测量，矿井定向以及高程传递，井下中腰线标定等测量工作。[1]井下矿山测量因其所处区域和环境因素导致，测量方法基于井上施工测量（以地表民用建筑为例）有所改变，其相应的测量规范存在差异、新型技术适用性发生变化。
        1测量控制网之间差异
        1.1平面控制网和高程控制网
        根据测量的“从整体到局部，先控制后细部”的原则，无论是井下工程还是井上工程都应该在施工现场建立统一的平面和高程控制网。井下、井上工程一般都在国家一、二等控制网基础上布设，其中大、中型矿区控制网应与国家网联测。
        在平面控制网的建立上皆是采用卫星定位测量、导线测量、三角网测量等方法。按照精度等级划分：卫星定位测量分为三、四等和一、二级；导线测量分为三、四等和一、二、三级；三角网测量分为三、四等和一、二级。高程控制网采用水准测量、全站仪三角高程测量、卫星定位高程测量等方法，矿山等级分为三、四、五等；而建筑高程控制网等级分为二、三、四、五等。[2]
        1.2施工控制网
        竖井施工是矿山建设中必不可少的一部分，为了使地面和井下测量控制网采用同一坐标系统，常采用联系测量进行平面和高程的传递。联系测量采用的方法一是几何定向，通过平硐和斜井定向、一井定向和两井定向；二是物理定向，采用精密磁性仪器和陀螺全站仪等。精度方面由近井点推算至井下定向边的方位角的较差：一井定向不大于2′，两井定向不大于1′。高程联系测量采用的是平硐导入高程、斜井导入高程和立井导入高程，其精度要求应采用DS3级水准仪，较差不大于3mm。
        民用建筑施工因处于地表，可直接使用合格的测图控制网。但是在大中型施工前应进行场区平面控制网和建筑施工平面控制网的测量。场区平面控制网布设成建筑方格网、卫星导航定位测量网、导线及导线网、边角网等形式。其中建筑方格网较为常用，其精度见表1。角度偏差值，一级方格网不大于90°±8″，二级方格网不大于90°±12″；距离偏差值，一级方格网不大于D/25000，二级方格网不大于D/15000（D为方格网的边长）。高程控制网采用水准测量，按照水准测量精度等级布设。[3]
        表1

        2施工中测量工作、放样之间差异
        2.1导线布设方式
        井下工作环境多为光线昏暗，通风条件不佳，巷道、穿脉多为通车使用，巷道中管路、线路安装等因素，这对测量工作造成很大的不便和一定的精度影响。所以井下施工测量导线点多以顶板布设控制点方式，一般采用注铜棒、粘水泥钩钉的方式。该布设具有观测方便、易于保存等特点。所以井下全站仪需要采取点上对准的方式，利用垂球安置仪器。标高以腰线的方式标记于巷道两帮，施工使用方便，便于标定等优点。在坡度较大的斜坡道时，为了满足施工要求，需要采取伪倾角的方式进行腰线标定。
        民用建筑施工其导线点布设，多布设在地势较为平坦、坚固的地方，既要方便仪器架设也应易于保存，多采用埋石、木桩等方式。并且需远离施工区域，以免受施工所破坏。因其布设方式，全站仪架设多为点下对准，利用光学对准器安置。标高标定一般为设置木桩来控制高程，民用建筑采用高程上下传递法，该方法与竖井高程传递相似。
        122.12.2测设与放样
        井下施工按照施工图纸采取掘进的方式，成型的矿房、上盘通风巷、下盘运输巷以及各穿脉多为成角度相互交织的线性通道。施工中多采用放中线的方式以指导施工，在现阶段所采用坐标正反算的计算方式在井下放样还是要比用全站仪坐标放样容错率更低，更容易控制误差。错误表现更为直观，易于发现，及时改正。井下导线坐标测设只可使用测回法的方式进行测量，高程测量采用水准测量和三角高程测量，一般巷道是进行四等水准测量。需注意的是水准尺需要倒尺。
        民用建筑因处于地表，其场地较为开阔，放样多为点位放样，采用全站仪坐标放样的方式就尤为合适，在地表新型技术GPS-RTK也可对放样点位进行复核，在节省人力和精力的同时，其精度和错误率也可得到保证。地表视野开阔，可以进行多导线点联测；也可利用GPS-RTK静态技术进行控制点测量，相对于全站仪其不存在误差累计。
        3新型技术对矿山工程测量的适用性
        随着现代科技日新月异的发展与工程测量要求的提高下，现代测绘技术已经逐步深入到各个工程领域。在新型科技的支持下，新的技术和仪器正在逐步成熟。GPS、RS、GIS等技术在矿井建设前期地形勘测、征地、控制点布设；中期可以进行地形沉降监测等方面起到很大的作用。但是因矿井都是处于地下位置，电磁信号无法使用，所有在井下采矿施工中，3S技术无法得到使用。基于井下特殊环境，测量机器人，隧道断面仪，三维激光扫描仪，测斜仪等新型技术在矿山施工中对于质量、安全可以进行实时把控。相对于传统技术，新型技术在节约大量人力、物力，保证精度的前提下，可以进行实时、动态监管。
        4结束语
        通过对矿山测量和地表测量（民用建筑）的规范对比，分析矿山测量的工作方式与特点，浅谈新型技术在矿山测量中的使用。在矿山建设正逐步向自动化、智能化、无人化等方向发展的大背景下，新型技术为满足矿山建设时的质量保证，提供更准确地实时信息，为矿山开采和日常安全工作建立健全标准化的信息体系等方面具有很大的使用价值。但是，矿山测量新型技术在实际中还是存在多多少少不容忽略的问题，比如，所需成本较大、对技术人员专业能力要求越来越高、在特殊环境下新型仪器的适应性等，此类问题需要在日后的实际工作中努力改进，促进矿山测量较好地发展。
        参考文献：
        ［1］王铁生，袁天奇.测绘学基础[M].北京.科技出版社，2012.
        ［2］封周虎，孟庆林，赵世民.YB/T4385-2013.冶金矿山井巷工程测量规范[S].中国冶金工业出版社，2013.
        ［3］杨伯钢，彭明祥，张胜良等.JGJ/T408-2017建筑测量标准规范[S]。北京：中国建筑工程出版社，2017.