全站儀對(duì)邊測(cè)量在天井腰線標(biāo)定中的開發(fā)應(yīng)用

劉 凱，趙美好，崔浩楠

(山東黃金歸來(lái)莊礦業(yè)有限公司，山東 平邑 273307)

天井腰線標(biāo)定一直是礦山測(cè)量放樣中的一個(gè)難題，由于天井施工方式特殊，工程環(huán)境惡劣給天井腰線標(biāo)定帶來(lái)了一些困難，我總結(jié)了一下主要有以下幾個(gè)方面：①1、標(biāo)定精度要求高，天井主要是為了解決上下分層與中段通風(fēng)、泄水、充填等問(wèn)題，要求與已有工程準(zhǔn)確貫通，因此貫通精度要求高。②2、現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定風(fēng)險(xiǎn)高，尤其是天井在掘進(jìn)一定長(zhǎng)度以后，迎頭的落石，哪怕是很小的石塊會(huì)對(duì)技術(shù)人員和儀器造成巨大傷害。

為了解決以上問(wèn)題經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐采用全站儀對(duì)邊測(cè)量在天井中標(biāo)定腰線收到良好效果，下面結(jié)合我礦工程實(shí)際對(duì)此法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

1 對(duì)邊測(cè)量原理

圖1 對(duì)邊測(cè)量原理圖

全站儀對(duì)邊測(cè)量是一種間接測(cè)量方法，原理如（圖1）所示，想要測(cè)量A、B兩點(diǎn)的距離和高差即使測(cè)站點(diǎn)不設(shè)在A、B兩點(diǎn)的延長(zhǎng)線上也可以進(jìn)行測(cè)量，獲得兩點(diǎn)之間的水平距離、高差。對(duì)邊測(cè)量設(shè)站靈活，操作簡(jiǎn)單在實(shí)際施工中測(cè)量起來(lái)非常方便可行。

首先在O點(diǎn)設(shè)立測(cè)站，與待測(cè)點(diǎn)A、B兩點(diǎn)通視即可，觀測(cè)A、B兩點(diǎn)的斜距S1、S2傾角α1、α2以及水平夾角 β，則有下面兩個(gè)公式可以計(jì)算兩點(diǎn)之間的水平夾角和距離：

式中S1、S2為全站儀到A、B兩點(diǎn)的斜距，α1、α2為全站儀到目標(biāo)A、B兩點(diǎn)的豎直角。由此可見全站儀對(duì)邊測(cè)量原理簡(jiǎn)單，觀測(cè)方便，利用全站儀這種特殊功能可以方便的測(cè)出可通視的任意兩點(diǎn)間的水平距離、高差，還可以用于直線測(cè)設(shè)。

2 工程放樣實(shí)例

圖2 盲礦體通風(fēng)天井

以-70m中段至-100m分段盲礦體通風(fēng)天井為例

（1）工程概況。設(shè)計(jì)-70m盲礦體通風(fēng)天井聯(lián)巷已充填，需重新設(shè)計(jì)天井位置，解決-100m分段盲礦體施工過(guò)程中的通風(fēng)問(wèn)題。-70m中段至-100m分段盲礦體通風(fēng)天井采用人工反掘，天井長(zhǎng)32.88m，傾角60°,方位289°30'57''、規(guī)格為1.5m＊1.5m方形天井。

（2）放樣步驟。在天井下口設(shè)立測(cè)站，將儀器對(duì)中整平后通過(guò)水準(zhǔn)法或是高差測(cè)量法將天井開口位置的起始腰線點(diǎn)A標(biāo)出，并做好標(biāo)記。

將全站儀調(diào)整至對(duì)邊測(cè)量界面，選擇不使用文件夾，選擇（A-B,A-C）模式進(jìn)行測(cè)量，首先對(duì)準(zhǔn)天井開口處的腰線點(diǎn)A(免棱鏡），按F1測(cè)量鍵，再對(duì)準(zhǔn)待標(biāo)定腰線處B點(diǎn)的大概腰線位置，再按F1測(cè)量鍵這時(shí)儀器會(huì)顯示兩個(gè)參數(shù)：

HD∶5.12m （A、B兩點(diǎn)連線的水平距離）

VD∶8.71m （A、B兩點(diǎn)間的高差）

數(shù)據(jù)推算：tanα=60°

HD=5.12m已經(jīng)測(cè)量出來(lái)，通過(guò)函數(shù)計(jì)算求得應(yīng)該VD=8.868m，剛才我們測(cè)得的B點(diǎn)的高差為8.71m可得：

8.868-8.71=0.158m

這樣B點(diǎn)理論高程與實(shí)際高差低了0.158米，這時(shí)我們可以調(diào)節(jié)全站儀的豎直方向螺旋，至目標(biāo)高程與待定點(diǎn)高程完全一致為止，或者采用用鋼卷尺從B點(diǎn)垂直向上量取0.158m,這樣腰線點(diǎn)B的點(diǎn)位標(biāo)定完成。

3 誤差分析

由式（1）可以得到兩點(diǎn)間的高差，根據(jù)誤差傳播定律，用對(duì)邊測(cè)量測(cè)得的高差中誤差值如下表所示：

從上(表1)可以看出影響誤差的主要因素有：全站儀至目標(biāo)的豎直角α、全站儀的測(cè)角誤差mα、全站儀的測(cè)距誤差ms。用對(duì)邊測(cè)量法標(biāo)定天井腰線時(shí)可以任意選取可以通視的兩點(diǎn)，通過(guò)這種間接測(cè)量模式可以得到兩點(diǎn)間的距離高差，從（表1）的數(shù)據(jù)來(lái)看當(dāng)測(cè)角精度取mα=2″，測(cè)距精度取3mm，測(cè)站距離小于200米時(shí)，用對(duì)邊測(cè)量測(cè)得的高差中誤差均沒有超過(guò)3mm，由此可見精度是極高的，完全可以滿足天井腰線標(biāo)定的技術(shù)要求，這樣不僅減輕的測(cè)量人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，標(biāo)定精度也有明顯提高，此種方法值得在以后的生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。

[1]武漢測(cè)繪科技大學(xué)《測(cè)量學(xué)》編寫組.測(cè)量學(xué)[M].第三版.北京：測(cè)繪出版社.2002.100-175.

[2]劉延伯.工程測(cè)量[M].北京冶金工業(yè)出版社.1984

[3]於宗濤，魯成林.測(cè)量平差基礎(chǔ)[M].北京：測(cè)繪出版社，1982.