【文章內容簡介】 對地鐵三等平面控制點進行復測后使用。（1）按四等導線測量的要求，以TT4點為導線的首級控制點，分別引至上、下行線豎井附近的A、B點，水平角連測時，觀測9個測回；（2）通過豎井聯(lián)系測量將地面坐標、高程、方位傳遞到井下隧道內；（3）地下導線的角度測量采用左、右角觀測取平均值，（左角）+（右角）360186。=ε進行檢核，所計算的ε值不超過177。3.其水平角觀測的各項限差見表84.兩次讀數(shù)較差半側會歸零差一測回2C互差同一方向各測繪互差177。 1177。 6177。 9177。 6（4）全站儀觀測標稱精度為177。（2mm+210D），往返觀測兩測回，每一測回讀數(shù)4次，一測回讀數(shù)較差為177。3mm，往返較差為2（2mm+210D）。邊長計算公式： D=（S+ΔD+K）cosα （83）式中 D—水平距離； S—斜距； ΔD—測距氣象改正數(shù)； K—測距加常數(shù)； α—垂直角度。2 高程控制測量地鐵車站區(qū)間的隧道口附近，布設有地鐵三等水準點，作為本工程高程控制起始點，采用威爾特N3型精密水準儀按三等、四等水準測量的精度要求施測。三等往返限差： ΔH≤177。4√ R（mm） （84）四等往返限差： ΔH≤177。12√ R （mm） （85）式中 R—往返距離，km。（1）地面高程、井底高程測量對相鄰已知高程按要求進行檢測，通過檢測在限差范圍內時方可使用。從已知高程點出發(fā)，將高程往返聯(lián)測至豎井附近地面臨時水準點上，再用豎井高程傳遞的方法，將高程傳入井底事先選好的高程控制點上，然后用這些高程控制點按三等水準測量的精度要求測量至隧道內各高程點上。（2）豎井高程傳遞在豎井中懸掛經(jīng)檢定后的鋼尺，并掛10kg重量的垂球，同時用兩臺N3水準儀井上、井下同時觀測。鋼尺溫度改正取井上、井下溫度平均值計算。通過鋼尺（加入尺長、溫度改正）把高程傳遞到井底兩固定點上。兩次高程傳遞的較差177。3mm，取平均為最后結果。（3）上、下行隧道高程傳遞分別在盾構機掘進前、盾構機掘進隧道長度一半后及貫通前各進行一次，以保證高程貫通精度的要求。3 貫通測量的精度地鐵隧道貫通測量誤差主要來自于以下五個測量工序： ( 1 )地面控制測量誤差m1； （2）盾構推進處豎井聯(lián)系測量誤差m2；（3）盾構接受井洞口中心坐標測量誤差m3； （4）地下導線測量誤差m4； （5）盾構推進姿態(tài)的定位測量誤差m5；以上五個工序中：mmm5為主要誤差來源。根據(jù)經(jīng)驗，我們取用各項中誤差為：m1=1m；m2=2m；m3=1m；m4=3m；m5=2m。則區(qū)間隧道橫向貫通的誤差為： (8 6) 式中 m—橫向貫通誤差測量中的誤差。根據(jù)要求，地鐵隧道允許橫向和高程貫通的極限差為177。50mm，取極限誤差為中誤差的2倍，相應的貫通測量中誤差為177。25mm，則m=25/，從而可以求得每道工序的允許誤差（取2倍中誤差），即地面控制測量允許極限誤差為M1≤，盾構推進處豎井聯(lián)系測量允許的極限誤差為M2≤，盾構接受井洞口中心坐標測量允許的極限誤差為M3≤,地下導線測量允許的極限誤差為M4≤，盾構姿態(tài)定位測量允許的極限誤差為M5≤。因此，只要以上各項工序將誤差控制好，最終隧道貫通一定能控制在精度范圍177。50mm以內。4 地下測量的特點地下隧道內的控制導線與通常地面測量的導線相比較，具有如下一些特點：（1）地下控制導線只能按隧道的形狀進行布設，沒有其他的選擇余地。此外，這種導線在施工期間，只能布設為支導線的形式，因為地下導線隨著盾構的不斷推進逐漸向前伸展，當隧道還沒有貫通時，不可能將兩端布設的導線聯(lián)系起來。（2）地下導線可先布設邊長較短的施工導線，當隧道推進到一定距離后，一般在50~100mm再布設隧道內的主要控制導線。（3）在布設隧道內控制導線時，考慮貫通處的橫向貫通誤差不能超過允許的限制，應布設成長邊的形式，這樣可使整條導線點數(shù)和轉折角個數(shù)明顯減少，對提高支導線端點的點位精度有利。考慮到能滿足盾構推進時的放樣精度和測設的方便，施工時最好采用激光指向儀，按照儀器標定的設計方位給定中、腰線。（4）施工導線是隧道施工中為了方便地進行放樣和指導盾構推進而布設的一種導線，它的邊長一般僅30~50m。為準確地指導盾構推進的方向，因此它的一部分點將作為以后布設的控制導線點。而控制導線是為準確指導盾構推進、保證地鐵隧道正確貫通而布設的邊長為100~200m且精度要求較高的導線。由于地下導線在施工期間只能布設為支導線的形式，為加強檢核、保證隧道的貫通精度，導線測量中應采用往返觀測。（5）盾構推進時逐步向前掘進的，隧道內控制導線所測設的每一個新吊籃都離盾構機很近，而盾構推進時會在環(huán)片上有較大的反作用力，從而會使吊籃向后生產(chǎn)位移。為檢驗已測設吊籃控制點的穩(wěn)定情況，在測定新點時，必須將作為隧道內控制導線的前幾點進行檢核測量。在實際測量中，直線型的隧道位移對方位角的影響較小，而對曲線型的隧道來說，這種位移對方位角的影響就較大，一般會有10~30的影響。因此，如果各點沒有明顯的位移，可取平均作為最終的成果。如果表明有變動，則應根據(jù)最后一次的實測成果為依據(jù)，進行測量的計算和放樣工作。5 全站儀在隧道測量中采取的措施井上導線點與井下導線點的高差為8~15m，而其水平距離一般只有10~20m，即在該邊上的傾角為30186。~40186。在大傾角情況下進行水平角觀測，儀器的垂直軸傾斜誤差不能通過盤左盤右或多個測回數(shù)來消除，只有通過儀器的自動補償解決。（1）在豎井聯(lián)系測量傾角很大的情況下，采用了全站儀直接傳遞坐標和方位。在井中適當位置砌造固定觀測墩，如不能一次傳入隧道內，則再經(jīng)站廳砌造固定觀測墩傳至隧道內。這種方法必須解決儀器垂直軸傾斜誤差影響和短邊上的對中誤差影響。經(jīng)過實踐，全站儀的這種補償功能的作用是有效的。（2）（當邊長10~20m時，則對水平角影響為Δβ=2″~1″）。對中誤差的產(chǎn)生往往是由于在儀器轉站時或在同一測站上，覘牌中心與儀器旋轉中心、覘牌中心與自身旋轉軸不一致，以及基座連接裝置的偏心等都會對方位角的傳遞產(chǎn)生較大的誤差。這些誤差大多是由于覘牌變形所致，因此對覘牌必須事先進行檢驗。在測量實踐中，采用SET2100全站儀，井上、井下各6測回，在測量過程中，注意了儀器氣泡居中和覘牌的偏心問題，試驗證明這個方法傳遞方位角的精度可達到177。3。（3）管片中心三維坐標測量:橫、豎徑測量用一根特制直尺，分別放置于環(huán)片上、下和左、右的中央（最大讀數(shù)處）位置上，用全站儀的水平絲讀取上、下讀數(shù)，將讀數(shù)相加便得到豎徑；同理，用全站儀的垂直絲讀取左、右的讀數(shù)，相加后得到橫徑。（4）管片中心點的確定。將一根特制直尺橫在隧道環(huán)片兩臂，用全站儀調整使其水平，再量取直尺的中心，在中心處用垂球將該點吊到環(huán)片底部，再實測底部點的坐標和高程，進而求取管片中心的三維坐標。6 實際貫通精度二號地鐵線的實際貫通測量，一號段上行線于1997年9月中旬貫通，下行線于1998年3月底貫通；二號段上行線于1997年10月底貫通，下行線于1998年4月底貫通。經(jīng)驗收，其橫向貫通誤差和高程貫通誤差均在30mm以內，完全滿足50mm的規(guī)定要求。其中，全站儀為工程的順利完成提供了十分重要的保證。 第五節(jié) 全站儀在礦山測量中的應用在礦山測量中，井下測量與地面測量相比，無論從測量條件、勞動強度還是安全因素等都比地面測量困難的多。由于井下受陰暗、潮濕、溫差、炮煙、照明等影響，照準目標受到很大的影響；巷道狹小、滴水、噪聲、機車的往來、井下爆破等都是影響觀測精度的因素。在井下測量中，以往使用傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀、水準儀、掛羅盤進行測量，不但外業(yè)測量工作量大、作業(yè)時間長，而且內業(yè)整理、檢查、計算、繪圖等工作量也大，導致測量成果精度較低。將全站儀應用到地下礦山測量，不但可以減輕測量人員的勞動強度，提高工作效率，而且減少了中間環(huán)節(jié)的許多因素影響，可提高測量精度。但在礦山測量中（特別是煤礦測量中），主要時解決儀器的防爆問題，目前已有多種型號的全站儀解決了這一問題。1 礦山測量對儀器精度的要求1989年原能源部制定的《煤礦測量規(guī)程》是以礦山測量的精度應滿足采礦生產(chǎn)的要求為依據(jù)而制定的，其具體規(guī)定為礦井測量的生產(chǎn)限差為177。，平面基本控制測量的點位中誤差為177。，并按照當時我國常用的測量儀器，通過理論推導和實踐經(jīng)驗相結合制定了井下控制測量的具體施測方法。 光電測距對井下平面控制的影響《煤礦測量規(guī)程》中將基本控制導線分為7和15兩種，各礦可根據(jù)井田一翼長度確定，即長度≥5km選用了7導線、長度＜5km選用15導線，其理論依據(jù)是按鋼尺量邊，平均邊長為80m推算的，很顯然，光電測距將提高測距精度，同時可增加平均邊長，從而減小測角誤差對導線終點誤差的影響。 電子測角對井下平面控制的影響水平角測量誤差主要包括儀器誤差、測角方法誤差和對中誤差。其中，儀器誤差大部分可通過適當?shù)挠^測方法和改正公式予以消除或消弱；對中誤差則與邊長成反比，邊長越長，其影響越小。因此，影響導線測角誤差的主要是測角方法誤差。測角方法誤差是由照準誤差和讀數(shù)誤差引起的，照準誤差主要與望遠鏡的放大倍數(shù)有關，而目前大多數(shù)電子經(jīng)緯儀和全站儀的放大倍數(shù)為30倍，與J2級光學經(jīng)緯儀放大倍數(shù)一樣，因此電子測角與光學測角在照準誤差上應一致；而讀數(shù)誤差則主要取決于讀數(shù)設備的結構和讀數(shù)方式，主要取決于光柵度盤和電子測角電路的精度。井下測量由于條件惡劣，而電子測角讀數(shù)不需照明，電子顯示會減小讀數(shù)誤差。此外，儀器的軸系誤差可以通過儀器的三軸補償自動改正，從而可以簡化觀測步驟，提高測角精度。 全站儀的測角精度用2級全站儀施測井下7首級基本控制導線測量完全可以滿足其精度要求，但為了使防爆全站儀具有較好的性能價格比，一般采用低精度、低價格的工程全站儀，測角精度為177。5，測距精度177。（3mm+210175。?D）進行首級基本控制導線測量，經(jīng)理論分析其精度能夠達到《煤礦測量規(guī)程》規(guī)定的7導線測量精度。因為目前國外儀器廠家提供的均為測角標準差，與方向中誤差相差√ 2 倍，即177。5的全站儀一測回方向中誤差為177。，介于J2級和J6級光學經(jīng)緯儀之間，測角中誤差應介于177。7~177。15之間。采用177。5級全站儀施測7級導線，由于受測距誤差影響的縱向誤差大大減小，經(jīng)計算在7km時，取測角中誤差為177。11或177。15，平均邊長100m，導線終點誤差與使用J2級經(jīng)緯儀測角、鋼尺丈量邊長的精度相當，滿足規(guī)程的要求。此外，取測角中誤差為177。11，平均邊長80m，預計精度仍高于傳統(tǒng)測量的精度。由于光電測距大大減小了導線終點的縱向誤差，同時可增大導線的平均邊長，電子測角減小了讀數(shù)誤差。采用測角精度不低于177。5的全站儀施測7基本控制導線，即可滿足煤礦測量生產(chǎn)限差的要求。2 測量的準備工作 儀器的選型及參數(shù)的設置地下礦山測量使用的全站儀，在儀器的選型上首先必須考慮井下的特點，選擇防水等級為IXP4級以上的全站儀，即任意方向的水濺到儀器上而不受影響；儀器具有較好的密封性能，有較好的防水和防塵效果。全站儀內部的參數(shù)可根據(jù)井下溫度、氣壓等按實測數(shù)據(jù)進行設置；棱鏡常數(shù)及儀器常數(shù)則應根據(jù)使用的棱鏡設置或測定。儀器在首次使用和使用一段時間后，必須對其各項指標進行檢校。由于儀器精密性較高，一般須送往專業(yè)測繪部門進行檢驗。 儀器的對中目前，全站儀都設置有點上光學對點器，而未設置點下光學對點器。因此，在井下測量時須借助垂球進行對中。為了提高對中的精度，一般使用350g的活動垂球；為減小井下風流使垂球擺動而產(chǎn)生對中誤差，必須用擋風布遮擋風流的影響，或暫時關掉風機。一般全站儀在望遠鏡筒上設置了一小點作為點下對中標志，而有些全站儀（如托普康全站儀）設置在手柄上。因怕手柄的緊固螺絲有松動現(xiàn)象，對中標志與測點不再同一豎直軸上而產(chǎn)生誤差，在進行較高級測量時，必須用望遠鏡筒上的對中標志。即先打開電源吧垂直角設置水平90186。后，關閉電源取下手柄再進行對中，精確對中后再小心安上手柄重新開機進行測量工作。 棱鏡對中全站儀棱鏡在井下使用時必須先做一些改進工作，否則棱鏡無法進行對中。一般的全站儀棱鏡上沒有點下對中裝置。根據(jù)實際情況，需制作一個“棱鏡對點器”供點下對中使用，其俯視圖為“⊙”，直徑按棱鏡軸套內徑，高度以方便取出為好，一般不小于3cm。做好后把它放在棱鏡套孔中，仔細對中后輕輕取下，再把棱鏡小心放上對準全站儀即可進行測量工作。 注意的問題測量的準備工作應注意的問題。(1)對中誤差是引起測量誤差的一個重要因素，測量人員在設置測站時應仔細對中。按照理論計算，、引起儀器中心與測點之間傾斜為139。09，對10m以外的目標將產(chǎn)生約10的水平角誤差，可見對中誤差對測量產(chǎn)生的影響較大。（2）到井下工作地點后，由于溫差原因，應先在干燥、安全、無滴水處把儀器打開，以便讓儀器內外溫度基本達到一致，而不致產(chǎn)生水汽、水珠影響測量。（3）測量前輸入測站點坐標、測站點高程、儀器高、鏡站高、后視點方位等，必須核對無誤后，才能進行下一步測量工作。否則，所測結果無法使用。（4）特別要注意在輸入完坐標數(shù)據(jù)后要及時瞄準后視點，再輸入后視點的方位；或輸入測站點、后視點坐標數(shù)據(jù)后及時瞄準后視點，按確認鍵提取后視點方位角。否則，所測量的結果將產(chǎn)生旋轉或平移。3 測量工作 一般測量利用全站儀在井下進行一般測量時，為了加快測量速度，可直接設置后視方位、測站坐標及高程，并設置儀器高、棱鏡高，直接讀取、記錄所測點的坐標及高程，從而及時了解施工進度，指導井下工程施工按