电梯井贯通工程测量方案与实践

陈华兴

江西铁山垅钨业有限公司 江西 赣州342307

一、工程概况

某钨业公司是国有骨干钨矿山,建矿开采至今已六十余年。其矿区330米标高以上因资源枯竭已关闭,290米标高采用平硐开拓,290米标高以下采用盲斜井开拓,共开拓了六个中段(十二中段至十七中段),联系各中段的盲副斜井总斜长达到近600米。电梯井工程位于290米至60标高之间,电梯井总长250米,各中段电梯井进路与电梯井相连。

电梯井工程由中标的专业工程队施工。施工队采用的施工方法是先施工各中段电梯井进路到设计电梯井位置,然后再由上而下用一次成型井钻机施工1.5米直径圆形井,并与各中段电梯井进路贯通,最后把圆形井扩刹成设计规格为长4.2米宽3.2米的方型井。

二、测量方案与实施

依据电梯井工程施工技术要求和结合工程施工方法,确定的电梯井工程施工测量方案主要应做好以下三方面的测量工作:一是做好施工前的控制测量,建立电梯井工程统一的导线和高程控制网;二是做好施工期间的导线和高程测量,确保各中段电梯井工程能够按设计施工;三是做好电梯井贯通后的一井定向闭合测量,用一井定向测量成果检核和消除控制测量产生的误差,确保电梯井井筒扩边施工符合设计规范要求。具体方案如下:

(一)控制导线测量

1.控制导线网的确定。电梯井工程控制导线网由十二中段主平巷同一组已知导线控制点分别向各中段电梯井进路布设经纬仪导线,其中一组导线由十二主平巷至十二中段电梯井进路,另一组导线由十二主平巷经副斜井至其他各中段电梯井进路。

2.控制导线测量。因控制导线网均为支导线,故应提高控制测量的等级来提高测量精度。在控制导线测量中,测量仪器应采用测角精度为±2″,测距精度±(3+3×10-6.D)mm的高精度的全站仪,且测量前应先按相关要求对全站仪进行检校,检校合格才能进行下步测量工作。

导线测量应严格按照以下规范要求进行操作。

(1)严格按要求做好全站仪的对中与整平。

(2)观测应在成像清晰,稳定的条件下进行。

(3)观测过程中,仪器气泡中心偏移值不得超过一格。当偏移量接近限值时,应在测回之间重新整平仪器。

(4)上半测回归零或零方向2c值超限时,该测回应立即重测,但是不重计测回数。

(5)若测错方向,读错、记错,气泡中心位置偏移超过1格或个别方向临时被挡,均应进行重测。

(6)重测必须在全部测回数测完后进行。当重测回数超过测回总数的1/3时,该站应全部重测。

(7)水平角观测值的秒值读错、记错,应重新观测。度、分读错、记错可在现场更正。但是同一方向盘左盘右不得同时更改相关数字。

(8)边长测量应采用固定棱镜法来保证测距精度。边长测量和水平角测量使用同一台全站仪同步进行,在测角完成后马上进行边长测量。

(二)水准控制测量。井下水准测量分为I级、Ⅱ级。《规程》规定,I级水准测量精度要求水准支线往返测量的高差不符值为±15 mm R,Ⅱ级水准测量的精度要求水准支线往返测量的高差不符值为±30 mm R。R为单程水准路线长,以百米为单位。因电梯井为竖直施工,前期施工中对水准测量精度要求相对较低,Ⅱ级水准测量的精度能够满足电梯井工程施工要求,在电梯井全面贯通后可经电梯井直接导入高程来提高精度。

由于井下水准点大多数埋设在顶板上,观测时要倒立水准尺,尺子倒立时,读数为负,要以负值代入公式计算高差。

由于井下较暗,读尺困难,水准尺至水准仪的距离比地面短,一般为15～40米,II级水准不应超过50米。每站用两次仪器高观测,两次仪器高变动差应大于10厘米。测量过程中要及时验算,发现问题及时重测。

(三)一井定向测量与计算。在各中段1.5米直径圆形电梯井贯通后,应对电梯井进行一井定向测量。一井定向测量要与各中段的控制导线联系起来,并以此检核和消除控制导线的误差,为下步扩刹长4.2米宽3.2米方型电梯井提供测量技术保证。

1.一井定向测量方案。因电梯井长度达到了250米,且施工好的1.5米直径圆形电梯井没有完全竖直,一井定向测量方案只能选择分中段进行投点和测量,利用联系三角形把各中段的控制导线连接起来。

2.一井定向测量方法

(1)联系三角形形状的选择。为选择最有利的联系三角形,近井点应布置在井筒中线上,而井筒内的另两个点应布置成接近井筒中线方向,这样便能得到锐角小于2度的最有利连接三角形,提高定向测量精度。

(2)投点要求。投点的方法采用垂球线单重摆动投点。在确保投点的钢丝不会接触井壁的情况下,两个点的间距应尽量拉大,挂好垂球后要用装满水的桶进行稳定,以提高测量精度。

(3)联系三角形测量方法与精度要求。联系三角形水平角测量采用全圆方向观测法,测量和精度要求必须符合:不少于两个测回,测角中误差±6″,半测回归零差12″,各测回互差12″,重新对中测回(复测)间互差60″。测量成果不符合上述要求应进行重测。

三角形各边边长采用钢尺进行测量,测量应在垂线稳定的情况下进行,应用钢尺从不同起点丈量6次,估读到0.5毫米,同一边各次丈量值的互差不大于2毫米,取其平均值作为丈量结果。

(4)联系三角形测量成果检核。每个中段的导线联系测量结束后应立即对测量成果进行计算检核。检核方法是利用联系三角形解算公式计算三角形的边长和内角和是否符合要求,如果不符合要求应马上重测,直到测量成果符合要求。

(5)内业计算要求。一井定向测量内业计算工作应严格按规范要求进行。联系三角形的解算要根据测定的内角值选择相应的公式计算三角形边长和内角,并做好平差工作。坐标计算要与各中段的控制导线闭合,闭合误差应在工程规范要求以内。

三、测量成果

一井定向测量与控制导线闭合测量结束后,经计算,各中段的闭合误差最大的十三中段纵向误差59毫米、横向误差60毫米,最小的十二中段纵向误差4毫米、横向误差14毫米。各中段测量闭合误差均符合电梯井工程规范要求。

结论

根据施工中电梯井与各中段的正常贯通和一井定向测量计算成果,说明本次电梯井工程采用的测量方案可行,实施的测量精度能够满足电梯井工程技术要求。