《地下工程测量》实验指导书-2014.11.11

《地下工程测量》

实验指导书

淮海工学院 测绘工程学院

二O一四 年 十一 月

课程代码：2107010180 课程名称：地下工程测量

Underground Engineering Survey

课程类型：专业方向课程 学 分：2

总 学 时：32 (其中：理论学时：24 实验学时：8 ) 先修课程：2107010150 大地测量学基础； 适用对象：本二测绘类专业

实验项目与内容提要

序 实验项目名称 号 1 地下导线测量 2 地下水准测量 3 陀螺经纬仪的演示 4 巷道施工放样 实验 内 容 提 要 学时 2 地下巷道导线外业测量 2 地下巷道水准外业测量 陀螺经纬仪功能演示，包括陀螺经纬仪各个部件的名2 称及作用 2 地下巷道中腰线标定测量 实验实验 分组要求 类型 人数 必做 操作性 5 必做 操作性 5 必做 演示性 必做 操作性 5 5

实验一：地下导线测量

一、目的与要求

地下导线测量。在地下主要巷道内采用经纬仪（全站仪）测出各导线点的水平角、垂直角度，测定各控制点之间的距离，通过平差求出各导线点坐标。支导线要进行往返测。由于测距和地面基本相同，而地下测角经常采用点下对中，因此本实验重点是模拟地下环境进行点下安臵仪器测角的实验。 二、计划与设备

1、实验时数计划为2学时，每个小组由4~5人组成。 2、每组的实验设备

带有镜上中心的全站仪（或经纬仪）一套、记录板一块、垂球两个、垂球线五米、手电

三、方法与步骤

地下测角一般用测回法，测量角度ACB时，在仪器站C点整平对中经纬仪，在后视点A和前视点B悬挂垂球线作为觇标，并用矿灯蒙上白纸照明垂球线。瞄准时，应先用望远镜筒外的准星大致照准觇标处的灯光，再调焦对光，并用矿灯照明十字丝和读数窗，才能精确瞄准和读数。 四、注意事项

1、该实验如果受条件，可晚上在走廊里模拟地下进行。 2、注意经纬仪点下对中的方法（先由指导教师演示）。

3、记录时标注出点的位臵（地面上或顶板上）。

实验二：地下水准测量

在地下主要巷道内布设水准点，通过水准测量确定各水准点间的高差，由已知点的高程推算未知点的高程。 一、目的与要求

熟悉地下水准测量的环境并掌握地下水准测量的一般方法。 二、计划与设备

1、实验时数计划为2学时，每个小组由4~5人组成。 2、每组的实验设备

①DS3自动安平水准仪一台 ②水准尺一对（3米） ③三脚架一个 ④尺垫一对 ⑤手电三把

三、方法与步骤

地下水准测量的作业方法同于地面水准测量，测量时应使前后视距离相等。由于坑道内通视条件差，仪器到水准尺的距离不宜大于50m。水准尺应直接立于导线点（或高程点）上，以便直接测定点的高程。测量时每个测站应进行测站检核，即在每个测站上应用水准尺黑红面上进行读数。若使用单面水准尺，则应用两次仪器高进行观测，所求得的高差的差数不应超过土3mm。高差计算公式仍为h=a-b，但当高程点在顶板上时，要倒立水准尺，以尺底零端顶住测点，读数应作为负值代入公式中进行计算。对于水准支线，要进行往返观测，当往返测不符值在容许限差之内，则取高差平均值作为其最终值。 四、注意事项

1、该实验如果受条件，可晚上在走廊里模拟地下进行。

2、注意点在顶板时，水准仪零刻划顶在点上，计算时候在读数前面加负号，计算公式同地面上计算公式相同。

3、 记录注出点的位臵（地面上或顶板上）。

实验三：陀螺经纬仪的演示

一、目的与要求

1、认识陀螺经纬仪的组成及构造。 2、熟悉陀螺经纬仪定向的全过程。 二、计划与设备

1、实验时数计划为2学时，每个小组由8~10人组成，分批进行。

2、实验设备为陀螺经纬仪一套。 三、方法与步骤

陀螺经纬仪是由陀螺仪、经纬仪、陀螺电源三部分组成。 一次测定陀螺方位角的作业过程 （1）、在测站上整平对中陀螺经纬仪，以一个测回测定待定边或已知边的方向值，然后将仪 器大致对正北方。

（2）、粗略定向（测定近似北方向）

锁紧灵敏部，启动陀螺马达，待达到额定转速后，下放陀螺灵敏部，用粗略定向的方法测定近似北方向。完毕后制动陀螺并托起锁紧，将望远镜视准轴转到近似北方向位臵，固定照准部。

（3）、测前悬带零位观测

打开陀螺照明，下放陀螺灵敏部。进行测前悬带零位观测。同时用秒表记录自摆周期T。零位观测完毕，托起并锁紧灵敏部。

（4）、精密定向（精密测定陀螺北）

采用有扭观测方法（如逆转点法等）或无扭观测方法（如中天法、时差法、摆幅法等）精密测定已知边或待定边的陀螺方位角。

（5）、测后悬带零位观测 （6）、以一个测回测定待定边或已知边的方向值，测前测后两次观测的方向值的互差对J2和J6级经纬仪分别不得超过10″和25″。取测前测后观测值的平均值作为测线方向值。 四、注意事项

1、该实验如果时间不够，可开放实验。

2、该实验定向的作业时间太长，可以以演示为主。

实验四：巷道施工放样

一、目的与要求

为了让学生掌握粗略和精确标定巷道中线，腰线的方法和基本步骤。 二、计划与设备

1、实验时数计划为2学时，每个小组由4~5人组成。 2、每组的实验设备

全站仪一套、记录板一块、垂球两个、垂球线五米、手电三把

三、方法与步骤

1．直线隧（巷）道中线测设 经纬仪正倒镜法。

测设的顺序如图4-1示，在开切点A处，用与测设进洞点处初始中线相同的方法测设初始中线指示隧（巷）道掘进，掘进30m左右，测设一组中线点B、1、2，再掘进30m左右测设C、1、2组中线点，依此类推，每组中线点中最前面的一个点至掘进工作面的距离不应超过40～50m，以防止隧道掘偏。

在B点处延设新的一组中线点C、1、2前，应在B点处检查旧的一组中线点是否发生移动，检查证实没有移动，则在B点安臵仪器，后视A点，根据指向角1，直线隧道通常为180°，采

图4-1直线隧（巷）道中线测设

用正倒镜法测设新的一组中线点C、1、2，考虑仪器误差，正倒镜测设的两点不重合，取其中点作为中线点，之后在检查C处的一组中线点基础上延伸测设下一组中线点。

2.倾斜隧（巷）道腰线的测设 中线点兼作腰线点测设法

中线点兼作腰线点测设法的特点是先在中线点的垂球线上标出腰线的标志。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位臵。

如图4-8所示，1、2、3点为一组已测设腰线点位臵的中线点，4、5、6点为待测设腰线点标志的一组中线点。测设时经纬仪安臵于3点，量仪器高i，正镜瞄准中线，使竖盘读数对准隧（巷）道设计倾角δ，此时望远镜视线与巷道腰线平行。在中线点4、5、6的垂球线上用大头针标出视线位臵，用倒镜测其倾角进行检查。根据中线点3处的腰线位臵视线到腰线点的垂距b：

a3和仪器高i计算仪器

图4-2中线点兼作腰线点测设法

bia3

式中，

a3和i均从中线点向下量取，代入上时均取“+”号。求出的b值为正时，腰线在视线之上；

a4、a5和a6。在中线上找出腰线位臵之后，用半圆仪拉水平

反之，在视线之下。从4、5、6三个垂球线上标出的视线记号起，根据b的符号用小钢尺向上或向下量取长度b，即可得到腰线点的位臵

线将腰线点投设在隧（巷）道道帮上，完成腰线测设。 四、注意事项

1、该实验如果受条件，可晚上在走廊里模拟地下进行。

2、注意点在顶板时，水准仪零刻划顶在点上，计算时候在读数前面加负号，计算公式同地面上计算公式相同。

3、 记录时标注出点的位臵（地面上或顶板上）。