高程法倾斜巷道经纬仪腰线测设方法实践及浅析

摘要：倾斜巷道的腰线测设在坡度较大和精度要求较高时，传统的悬挂坡度规法和水准仪法均不能满足工程需要，经纬仪高程法在实现腰线测设中无论采用中线点兼作腰线点测设或伪倾角测设，腰线标示点改正都是至关重要的，成组腰线点间标设方法和精度由于受巷道侧帮不规则起伏而制约放线精度，本从实际测量实践，对高程法倾斜巷道经纬仪腰线测设进行探究，达到倾斜巷道腰线测设中实现精确、快速、腰线点布设灵活的目标。
    关键词：高程法 倾斜巷道 经纬仪 腰线测设
    随着采掘设备、技术、工艺的进步，在矿山开拓和降段延伸中，倾斜巷道依据工程量小于平巷加竖井方式和便于矿山整体系统衔接的特点，在矿山建设中占据越来越大的比重。倾斜巷道由于其特殊的空间几何关系，三维坐标呈函数关系变化，在腰线测设中无法照搬平巷或者天井的腰线测设方法进行操作。本文根据陕西铅硐山矿业有限公司1330m~1080m主运输斜井开拓施工中，采用的经纬仪高程法对斜井巷道腰线测设实践，对这一成功方法进行探讨。
    陕西铅硐山矿业有限公司1330~1080m主运输斜井，倾角28°，斜井全长532.5m，斜坡道采用有轨卷扬机提升方式开凿，坡度精度要求较高。悬挂半园仪法测设腰线不能达到精度要求，水准仪在1.5米视线高最大可视斜长仅4.806m，无法满足测设腰线的需要；根据测量理论和施工要求，一般在倾角大干5°的主要倾斜巷道或精度要求较高的倾斜巷道，必须使用经纬仪测设腰线。
    根据工程技术要求，腰线点每隔30 m成组设置（2对4个腰线点为一组），受巷道两帮不规则影响，瞄线法在施工过程中更加便利于现场随时标示施工基准线，因此不使用两帮延长线法。
    中线点兼作腰线点的标设法，在中线点的垂球线上作出腰线的标志，同时量腰线标志到中线点的距离，以便随时根据中线点恢复腰线的位置。该方法虽然具备在中线点的垂线上随时便利量取腰线点且不受伪倾斜的影响，但是在施工中由于只能保证一条沿中线的坡度线，不易标示，纵向控制便利，横向控制无精度保障，施工时炮眼布设和铺设轨道极为不便，实际施工指导效果不可靠，在该工程中没有采用。
    因此在该工程中使用伪倾角标设法，空间一个倾斜面的真倾角(即它与水平面间所夹二面角)是指在垂直于其与水平面的交线的竖直面内的投影与水平线的夹角。在与其交线斜交的竖直面内的投影与水平线间的夹角则称为伪倾角。
    δ为倾斜面CDEF 的真倾角，δ′则为其伪倾角。真倾角永远大于伪倾角。
    用伪倾角法来标定腰线的原理，由于设计巷道时仅给出了真倾角，而腰线是标定在巷道两帮上的，经纬仪又只能安置在巷道中部，因此，只能根据真倾角与伪倾角间的关系，按伪倾角来标定腰线。
    由图得tan δ′=cos β·tanδ
    根据真倾角δ和两个竖直面间所夹水平角β，计算伪倾角δ′，从而标定腰线点的位置。实地标设时，将经纬仪安置在中线点B下，后视中线点A，瞄准A点附近的腰线点1，读取水平度盘读数即水平角β1。按伪倾角与真倾角间的关系式，计算出伪倾角δ1′。并将望远镜竖盘位置准确调至竖直角δ1′。在1点上或下作一记号，用小钢尺量取腰线点1至记号的垂直距离b。然后，将望远镜瞄准前面一个中线点C，读取水平度盘读数，再转动照准部，瞄准欲标设的腰线点2，根据水平读盘读数计算出望远镜转动的水平角β2，并按照上述同样的方法，计算出伪倾角δ2′。将望远镜的倾角调至δ2′，再由此向上或向下量取垂直距离b，并作上标记，即得腰线点2。
    用伪倾角法标定腰线可与标定中线同时进行，作为校核条件。此方法不仅解决了悬挂罗盘精度较低的矛盾，而且不需要进行距离测定即可在真倾角和伪倾角之间换算，在巷道帮任意设定腰线点中显现出灵活和工作量小的特点，在倾斜巷道腰线测设中极为便利。
    参考文献：
    [1]国家测绘局教育处《工程测量》讲义编写组，刘立志、向淑玉等，1988年2月.
    [2]李清岳，陈永奇.《工程测量学》修订版.测绘出版社.1993年10月.
    [3]张志勇.《矿山测量》2007年第4期《倾斜巷道腰线快速给法》. 来源: 《www.jianzhu518.com》.