坐标法在测量巷道断面及标定巷道腰线中的应用

胡广福

摘要:采用全站仪坐标法,通过测定巷道断面上的假定坐标,标定巷道腰线和测定巷道断面尺寸,解决了以往巷道断面尺寸难以准确测定难题,简化了测量程序及计算步骤,提高了测量效率和精度。

Abstract: Using total station coordinate method, by measuring the roadway cross-section on the assumption that the coordinates of calibration and testing of roadway cross-section of roadway waist size,to solve the roadway cross-section size of the previous problems that can not be accurately determined, simplifying the measurement procedure and the calculation steps to improve the measurement efficiency and accuracy.

关键词:坐标法;标定腰线;测量断面;应用

Key words: method of coordinate; calibration waist; measured cross-section; application

中图分类号:TD163 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)04-0038-01

0引言

在煤矿井下大断面倾斜巷道或地面隧道施工中经常遇到需要及时快速准确给定巷道腰线,有时为了测定巷道断面是否符合设计要求,巷道断面很大或断面上任意点不易与中线建立关联计算。根据全站仪具有测定坐标的特殊功能,直接测定巷道上任意点假定坐标,通过计算,直接求定该点的腰线位置,检测该点处巷道开挖尺寸是否与设计一致。

1坐标法原理

仪器置于巷道中线点上,利用假定坐标,测定巷道上待测点坐标,X坐标可看出巷道里程,Y坐标可直观看出该点距中线垂直距离,从而得出巷宽是否满足设计要求。Z为该点实测高程,与设计高程比较可标定巷道腰线。

2坐标法巷道腰线标定步骤

全站仪在巷道中线任意已知点上架设,前视或后视中线方向后,设置仪器测量方位角为0°00'00" (即巷道设计中线方向)。设定测站X、Y坐标为(0,0)。设定测站高程为本站高程(一般设定为本站高程——仪器高,因巷道内控制点一般设置在顶板上,此时仪器高设为0),设定棱镜高。将单棱镜置于巷道侧壁上,测定棱镜位置三维坐标。此时该点位的巷道中线里程为测站里程+X坐标值,从而根据巷道坡度计算出该测点的设计高程,与实测高程比较,来标定该处巷道腰线,如图1所示,具体做法如下:

(1)架设仪器于测站A点,A点里程为KO+220.033,设计高程为472.120m,该控制点高程为475.520m。A、B点均在巷道顶板上,量得A点仪器高为-2.520m,计算得知,测站高程由475.250-2.520=473.000m。为此,仪器中设定测站坐标为 (0,0,473.000),瞄准B点后,设定仪器方位角为0°00'00"(即巷道设计中线方向)。若B点位于仪器后方,为了消除负号影响,可将仪器转动180°后再将度盘置零。(2)将单棱镜置于任意点a处,仪器瞄准棱镜中心,测得该点坐标为(35.320,6.029,476.805)。(3)由计算得a点设计高程为472.120+35.320×tag(5°)=475.210m。巷道坡度为向B点5°上坡。直接使测得的X坐标与巷道中线里程建立了关联,可迅速计算出未知点在巷道中的里程,为设计高程的计算提供了准确的观测数据。(4)得出该a点实测高程比设计高程高出1.595m,若要标定该位置巷道腰线(距地板1.4m),则应在a点向下用小钢卷尺量取0.195m处,用油漆或其他做标记。至此该点巷道腰线标定结束。

3坐标法测定巷道断面尺寸步骤

仪器架设步骤同腰线标定步骤,仍以实测示意图1为例。

(1)测得a点坐标为(35.320,6.029,476.805)。(2)所测a点位于巷壁上,从坐标中可直接得知:所测得的Y坐标即为a点距巷道中线的垂直水平距离。设计巷宽为6.500m(半巷宽),故可迅速计算得该a点欠挖6.500-6.029=0.471m。(3)若所测点位于巷道拱部,则可以将所测坐标展在该里程的巷道断面上,也同样方便看出巷道欠挖还是超挖,并且很快简单计算出相应的尺寸。

4结论

传统的测量方法是先放出a点对应中线上的点,然后在a点对应中线上架设仪器,再后视,拨转90°测设腰线。坐标法标定腰线减少了搬站次数,节省了测量时间,提高了标定腰线的精度,该方法在大坡度巷道具有使用优势。坐标法测量大断面巷道尺寸,简化了测量程序及计算步骤,提高了测量效率,同时检核了巷道断面尺寸是否符合设计要求。