復雜條件下貫通測量技術研究與應用

湖北宜化集團礦業有限責任公司 湖北 宜昌 443100

一、工程簡介

2011年9月初提交某礦區南部擴建施工組織設計,9月中旬提交通風斜井施工方案,2011年10月初提交主平硐經由盲斜井、主運輸中段平巷與通風斜井貫穿方案,并且通風斜井開始施工；2012年4月底通風斜井于下山101米處準確貫通。

貫通測量導線全長10118.208米,包括井巷導線測量與地面聯系測量兩部分。井巷導線測量：全長4978.272米,總測站數93站,高程343～520米之間,其中南部進井點及措施巷366.021米,主要為平巷測量；北部巷道4251.03米,主要為主平硐、盲斜井、沿脈運輸中段平巷測量；通風斜井361.221米,主要為下山部分、上山部分測量。地面聯系測量：全長5139.936米,總測站數6站,高程475～1120米之間。如下圖所示。

貫通工程實施部分為通風斜井下山與上山貫通,最終貫穿點為下山101米處。相對閉合差1/12500。

二、測量工作方案

在進行測量工作方案選定前,必須對其影響因素進行分析預判：1、該礦區地勢起伏變化大,氣候影響測量,布點測量難度也較大；2、原礦區地形測量控制網點精度低,無法滿足貫通測量要求；3、通風斜井近井點距離較遠；4、貫穿方案提出時間緊迫,貫穿測量周期短,但測量精度要求高。

考慮以上因素,貫通測量工作開展分以下幾個步驟：

第一步,采用GPS測控,分別在北部主平硐、南部通風斜井各測設一組近井點作基準點,完成第一次井巷導線復測,并以此為通風斜井施工方案設計依據。

第二步,安排地面聯系測量,對兩組近井點聯測檢查,并根據檢查成果調整井巷導線復測成果。

第三步,工程進行一半前完成第二次井巷導線復測,對比分析誤差來源及影響情況。

第四步,工程剩余50米前完成第三、四次井巷導線復測,主要針對第二次復測查找問題,攻克難點,以減小誤差及影響,并最終確定貫穿距離、方向、坡度。

三、貫通誤差預計

儀器：1、DTM352全站儀,技術參數：測角精度2″,最小讀數1″/5″,測距精度±2mm+2ppm,測程3000米；2、GPT-3002N/LN全站儀,技術參數：測角精度2″,最小讀數1″/5″,測距精度±2mm+2ppm,測程3000米。

貫通精度要求：根據1993版工程測量規范及工程用途要求,允許平面位置誤差±40cm,高程誤差±40cm；預計誤差,平面位置±30cm,高程誤差±30cm；最終誤差,平面位置±12cm,高程誤差±15cm。

根據通風斜井貫通測量工程實地勘查情況,本次測量的難點及誤差主要來源總結有以下幾點：

1.斜井測量,誤差來源：對中誤差及觀測誤差,主要影響高程測量及角度觀測的準確性；

2.沿脈平巷測量,誤差來源：對中誤差及觀測誤差,主要影響角度測量的準確性；

3.地面聯系測量,誤差來源：觀測誤差,主要影響高程測量與距離測量的準確性；

4.儀器系統誤差,全站儀功能齊全,卻有其局限性,高程測量精度不及水準儀,角度測量的精度不及經緯儀,全站儀測量距精度受所使用棱鏡的影響。

四、貫通測量實施

在搞好測量工作方案布置,并做好測量誤差預計后,各項測量工作均有序開展,但實際操作過程中難點更加突出,減小誤差,提高精度尤為重要。為了達貫通精度要求,主要采用了以下方法：

1.根據巷道布置情況,對沿脈巷道段測量采取小范圍閉合測量的方式提高精度；

2.對中誤差要求多人對中、觀測的方式,減少誤差超限；

3.對于觀測誤差,多人、多測回觀測是主要方法；

4.測量數據選取嚴格要求,角度取值范圍±4″,距離取值±1mm,高程取值±1mm；數據記錄必須做到一人記錄,一人檢查,減少錯誤,成果計算亦然；

5.儀器讀數誤差無法避免,而通過小范圍閉合測量的方式對儀器進行檢查,發現所使用棱鏡常數不匹配,尼康全站儀測量使用棱鏡常數應為-30mm,根據檢查結果及時修正了測量成果。

五、貫通測量誤差

在該礦測量人員的共同努力下,通風斜井準確貫通,

貫通導線閉合差：

fx=0.039；fy=-0.114；fs=0.12m

fα=55″；fs/s=1/12500＜1/10000符合國家一級導線測量要求。

高程誤差：

△H=513.946-513.795=0.15m

貫通誤差不影響巷道的正常使用,較高精度的達到預期目的。

六、存在不足

通風斜井工程雖然順利貫通,但也存在很多不足,后期測量需改進：

1.近井點測量,主要依據GPS控制測量成果。地面聯系測量誤差較大,雖能滿足國家四等控制測量要求,但無法滿足通風斜井貫通測量的精度要求,未能形成有效的檢查機制；

2.井下導線測量應定期進行復測,存檔備案,防止大型工程設計時無法及時提供符合要求的測量成果；

3.基本距離、角度及高程測量等基本測量方法的培訓。隨著全站儀的引進,測量操作和培訓弱化,新入行測量人員基本功差,還不能滿足大型貫通測量工作要求。

七、結束語

測量工作是一項比較復雜而全面的工作,既需要理論基礎作為支撐,也需要精心操作,理論聯系實踐,對測量整體布置、過程控制、誤差分析全面把控,方能保證貫通準確性。本文以礦區通風斜井貫通工程作為基礎,從貫通誤差控制方面談一些看法,希望能為今后類似貫通工程提供借鑒。