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竖井联系测量
（QB/ZTYJGYGF-SD-0403-2011）
第五工程有限公司谯生有
1前言
1.1工艺工法概况
在隧道工程施工中，为了加快施工进度，缩短隧道施工工期，除了设置横洞、斜井来增加工作面以外，还可以通过开挖竖井来增加工作面，尤其在长大隧道施工中，通常会设计竖井来增加开挖面。为保证竖井开挖面与其它开挖面之间正确贯通，就必须将地面控制网中的坐标、坐标方位角及高程，经由竖井传递至井下开挖面，指导竖井井下施工中线的正确放样。将坐标、坐标方位角及高程由地面控制网传递至井下的工作称为竖井联系测量。竖井定向联系测量常用方法有联系三角形法、钻孔投点以及铅垂仪、陀螺经纬仪联合定法，高程传递测量有全站仪导高法和悬挂钢尺测量法。可根据联系测量条件和精度要求进行优化选择。
1.2工艺原理
联系三角形法定向原理
在井筒内悬挂两条吊垂线，在地面上根据控制点来测定两吊垂线的坐标以及其连线的方位角，在井下根据投影点的坐标及其连线的坐标方位角，确定井下导线的起算坐标及方位角。
铅垂仪、陀螺经纬仪联合定向原理
陀螺经纬仪则是由陀螺仪和经纬仪结合而成的定向仪器。它通过陀螺仪测定出子午线方向；用经纬仪测出定向边与子午线方向的夹角，就可以根据天文方位角和子午线收敛角求得地面或井下任意定向边的大地方位角，控制点坐标由铅垂仪从井上传递至井下。
钻孔投点定向测量原理
当两竖井间的距离较长时，为控制隧道掘进的横向误差，对浅埋隧道可在地面钻一钻孔，也可以利用施工投料孔，用吊锤或铅垂仪将坐标直接投影至井下隧道内，在井下形成无定向导线，通过解算无定向导线获得井下导线的坐标方位角。
钢尺（丝）导高原理
在井筒中部悬挂一钢丝（尺），在井上、井下同时用水准仪瞄准钢丝（尺）井上井下的位置并做标记，通过实量井上井下两标记之间的长度，将高程从井上传递至井下。
1.2.5全站仪三角高程法导高原理
当竖井井深浅，俯仰角不大时，在井上安置全站仪可以直接观测到井下水准点，直接利用三角高程测量将井上高程导入井下水准点上。
光电测距法导高原理
当竖井较深时，井上采用水准测量将高程传递至井上棱镜中心，然后采用全站仪测量井下水准点至井上棱镜中心之间的竖距，将高程由井上传递至井下水准点。
2工艺工法特点
对联系三角形定向、铅垂仪陀螺经纬仪联合定向、钻孔投点定向以及钢尺（丝）导高、全站仪三角高程导高、光电测距法导高方法的工艺进行了详细总结，在实际施工测量中，可根据精度要求、竖井井深及现有测量设备情况灵活选用，可以安全、经济、高效率地实现竖井定向测量任务。
3适用范围
适用于公路、铁路、矿山巷道、水利等地下隧道工程的联系测量。
4主要引用标准
《铁路工程测量规范》TB10101
《城市轨道交通工程测量规范》GB50308
5联系测量施测方法
在井上和井下设置近井点，采用钢丝或者铅垂仪将井上控制点坐标投到井下，通过联系三角形或陀螺经纬仪将方位角传递至井下导线，通过悬挂钢丝（尺）或者全站仪将近井点高程传递至井下水准点。本联系测量工艺包含了常用的各种联系测量方法，实际测量时可灵活选用。
6工艺流程及操作要点
6.1量测工艺流程
联系测量前，应收集竖井设计资料及竖井控制测量成果，根据竖井几何形状及通过竖井向两侧开挖正洞的长度，对竖井联系测量方案进行优化设计，方案比选时，应以满足精度要求、经济、高效安全为主要指标。
方案确定后，根据联系测量方法对近井点的设置要求埋设近井点，近井点测量应与联系测量一并进行，防止近井点测量与联系测量时间间隔较长造成近进点在间隔期间产生位移。联系测量应分组独立测量3次，应各组测量成果进行质量检查，确保联系测量成果精度满足要求。测量工艺流程如图1。
收集资料
确定联系测量方案
埋设近井点
联系测量外业观测
数据质量检核

编制测量成果报告
数据处理与平差

合格
不合格
近井点测量

图1联系测量工艺流程
6.2操作要点
联系三角形定向测量
1联系三角形定向最有利的形状
如图2，通过地面上的近井点J2与吊锤线O1、O2构成的三角形及井下导线点D1与吊锤线在井下的投影点O1′、O2′构成的三角形将地面坐标、方位角传递至井下导线的定向方法称为联系三角形法。
O2′
D2
D1
J1
J2
O1′
O1
O2

图2联系三角形法一井定向示意图
根据地面上的边长a、b、c及观测角度和，将地面上的J1J2的方向传递到吊锤线O1O2上，联系三角形应满足以下条件：
1）联系三角形应为延伸形状，角度、应接近于零，在任何情况下都不能大于3°；
2）的比值应控制在1.5左右；
3）两吊锤线间距离a应尽可能选择最大的数值，至少应大于5m，a越大计算角的误差越小；
4）当联系三角形未平差时，传递方向应选择经过小角的路线。
2地面近井点的设立
定向前必须在竖井附近地表设立作为定向时与吊锤线连接的点，称为近井