地下贯通工程测量的精度影响误差分析 刘国静

发表时间:2020/11/18   来源:《基层建设》2020年第20期   作者:刘国静
[导读] 摘要:本文首先阐述了工程测量精度控制重要性,接着分析了贯通测量方法及贯通测量的施测,最后对提高贯通精度的技术措施进行了探讨。
        淮北矿业股份有限公司祁南煤矿  安徽宿州  234000
        摘要:本文首先阐述了工程测量精度控制重要性,接着分析了贯通测量方法及贯通测量的施测,最后对提高贯通精度的技术措施进行了探讨。
        关键词:贯通测量;误差;控制
        引言
        贯通测量即采用两个或多个相向或同向掘进的工作面掘进同一井巷时,为了使其按照设计要求在预定地点正确接通而进行的测量工作。井巷贯通时,地下测量人员的任务就是要保证各掘进工作面沿着设计位置与方向掘进,保证贯通所必须得精度,既不因精度过低而使井巷不能正确贯通,也不盲目追求过高精度而增加工作量和成本。
        1工程测量精度控制重要性
        所谓的测量误差,就是指在盾构隧道施工的过程中,由于地下控制、竖井联系、地面控制等各个方面测量误差的积累造成的工作面施工线的不理想连接。根据误差线路的方向投影长度,测量误差可分为横向、纵向和高程贯通误差,误差分别在法线、中线和高程3个方向。这3种误差中,纵向误差的大小更多来自于中线的长度的影响,与工程的质量无太大的关系,且按照当前的测量水平,高程贯通误差更易于满足。
        工程测量精度是指测量结果同被测量真值的偏离程度。工程测量当中每一种测量的精度高低都只是相对的,存在着各种导致误差的原因。如今随着基础设施建设规模的不断扩大,工程测量精度对于工程施工质量也有着越来越大的影响。为使工程测量结果尽量准确可靠,需尽可能地提升测量精度,减小误差,确保施工每一个阶段的测量工作的完善实施。
        具体来讲,工程测量可以分为设计阶段、施工阶段以及经营管理阶段的测量。规划阶段的测量主要为通过地貌、地形等确定工程占地范围以及周边公共设施等,此阶段的测量决定工程环境。施工阶段工程测量主要为建筑施工服务,此阶段测量精度的控制对工程有着极为重要的影响。经营管理阶段的测量目的在于对整个工程现状进行检测,保证工程后期的正常运行与维修等。此阶段检测工作主要有变形检测。
        2贯通测量方法
        在进行贯通性测量前,必须要制定测量计划。测量方案包括以下四个步骤:①测量方法;②控制形式;③仪器的校准和选择;④误差参数的确定。一般情况下,极限误差是由二倍误差的预测作为结果,即当极限误差小于允许误差时,可以实现测量方案。因此,进行穿透性测量时必须严格按照地下的测量标准和地下设计提供的数据。在地下测量标准的允许范围内误差指标必须控制。对掘进位置、形式、相互位置、巷道与巷道之间的位置关系以及质量要求都应进行了预处理设计。有必要对地下进行专项勘察工作,为各类道路为了保证按设计要求布置,进行专项勘察,特别是对主要运输巷道工程的质量,这直接影响到行人的人身安全。如果施工边坡过大,放样不符合设计要求,在运输过程中容易引起轨道跳车,难以控制有轨电车的速度,从而造成生产安全事故。在地下安全生产中,地下勘查发挥着重要作用。由于地下地质复杂条件,经常遇到断层和溶洞,勘察工作在地下中必须做到以下几点:①时刻准确提供地下巷道的位置,准确绘制采矿工程的方案图;②地表与巷道、采场与巷道的相互位置关系要及时反映;③临近巷道、采空区或溶洞要及时清理,避免发生击穿现象在采矿过程中,从而引起安全生产事故。测量相邻的道路应特别注意,测量如果不准确,会引起地基的超挖或欠挖,甚至会打通相邻巷道,不仅会造成矿石损失和贫化,而且会留下了巨大的安全隐患在开发和开采过程中。特别是在顶板相对较软的地区,由于测量种种原因,会打通相邻道路,造成顶板崩落或顶板塌陷,使巷道增加了维护和支护的难度,容易导致顶板崩落事故。


        3贯通测量的施测
        3.1中腰线的标定
        中腰线的确定是完成地下贯通的重要一步,对此,在施工之前,施工单位可以通过激光指示的方式开始地下挖掘,尤其是在采用机械设备进行地下挖掘时,采用位置固定的激光仪对挖掘的方向进行指示,盾构机上配备相应的光电接收靶,在掘进过程中,如果出现挖掘方向与指向仪发出的光束偏离的情况,激光的激光束就会有所显示,相应的信息就会由光电接收靶自动传递给盾构机中控室,这一方法,能够有效避免掘进过程中位置的偏移。
        3.2盾构贯穿之后实际偏差的测定
        盾构贯穿之后实际偏差的测定包括3个方面。首先,在水平面内的测定,将两端地下的中心线延长至地下接通接合面上,用精密全站仪测出的两中心线的实际距离d就是贯在水平面内通地下的实际误差。在将地下两端导线进行联测的基础上,将两端的导线进行联测,所求出的坐标方位的差以及坐标闭合差,就能够在一定程度上反映出水平面的测量精度。其次,在竖直面内的偏差测定。贯通测量数值平面内的偏差可以通过两种方式得出:①采用最小钢尺或者水准仪等工具测量贯通接合面内两端腰线的高度差,其数值,直接就是竖直面内的实际偏差;②采用合理的测量方式获得两端地下高程控制点的距离,并采用相应的计算方式计算高程闭合差,也能够在一定程度上反映竖直面内的精确度。最后,中腰线的调整。施工过程中,贯通两段地下相遇点两侧的中点线连接方向可代替原先预设的开挖方向;连接两侧地下中腰线,根据实际测量数据计算地下坡度,若大于限制坡度6%,则应根据实际需要做出调整,若小于6%,则无需对中腰线进行调整。
        3.3贯通前的安全措施以及竣工测量
        地下盾构在贯通过程中,最后一次的贯通测量时应在保证两个方面工作面距离大于50m的前提下进行。更为接近的距离,20m条件下施工时,施工单位应预先向相关单位递交书面申请,相关部门对工程的安全施工检查合格方能够采取独头挖掘的方式实施挖掘。在地下贯穿工程完成时,施工单位应对中线基柱、纵断面的方面进行测绘,并做出详细的报告,以便相关部门对工程的设计、施工以及管理等进行审核检查。
        4提高贯通精度的技术措施
        4.1建立地面专用控制网
        随着地下开采不断延伸,采空区对地面控制网不同程度的破坏,导致了三角点初始位置的变化,所以将相对降低地面控制网的可靠性。为解决这一问题,在开掘贯通巷道之前,要重新部署地面控制系统。在地面控制系统的新设计中,调整各控制点以后由于地面控制系统的重新部署,可以有效地消除地面控制的疑点,因此,在允许误差范围内保证了控制网络的统一性和地下工程的精度。
        4.2提高地下导线测量精度
        在具体的测量和施工中应注意以下三个方面:①测量时严格按照测量计划和相关操作规程,系统计划的分配要同时做好,确保各环节衔接顺畅;②选择三脚架法进行观测,在很大程度上减小了瞄准误差,在对准操作中严格遵守测量的规则,水平挠度不超过气泡半格,对准误差要小于1mm;③有效减少测站数量可以适当的增加测量边缘长度,各测站误差要避免对最终测量精度的累积影响,可用于测量长度200m。结果表明,所采取的导线测量控制措施是最有效的。
        结束语
        地下工程测量中贯通误差是不可避免的,地下支导线测量误差是横向贯通误差的主要来源。但由于条件所限只能提高地面控制测量的精度,误差的来源通过不断分析,相对应的做出精准控制方法,测量仪器和测量方法需要采用先进的,不管是水平方向上还是垂直方向上,巷道贯通的误差均在设计规范允许范围内。地面控制网络的布置是整个测量的基础。整个贯通工程的施工和测量中,其数据精度有着重要的影响。因此,在很大程度上建立专用的地面控制网络可以保证工程质量。
        参考文献:
        [1]地下导线测量对地下横向贯通误差影响研究[J].魏成,花向红,唐琨,杨发群.测绘地理信息.2017(01)
        [2]地下工程测量横向贯通误差处理方法研究[J].牛海鹏,谭志祥,邓喀中,侯永会.煤炭工程.2018(03)
        [3]地下横向贯通误差精度影响分析[J].谢宇尚.测绘信息与工程.2018(04)
        [4]地下贯通工程测量方案的优化理论和方法[J].冯仲科.测绘学报.2016(04)
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