第一章绪论1.地下工程测量:是工程测量学的重要组成部分.是地下工程在规划、设计、施工、竣工及经营管理各阶段所进行的测量工作。

1.地下工程测量的特点1、地下工程施工环境差；潮湿、边长长短不一、点下对中，通视不好。

2、独头掘进、错误往往不能及时发现、点位误差的累积地下工程施工面狭窄，只能前后通视（导线）。

4、低等级导线指示坑道掘进，而后布设高级导线进行检核5、特殊或特定的测量方法3. 联系测量将地面平面坐标系统和高程系统传递到地(井)下的测量，称为联系测量。

将地面平面坐标系统传递到地(井)下的测量称平面联系测量，简称定向。

将地面高程系统传递到地(井)下的测量称高程联系测量，简称导入高程。

联系测量的目的是使地面和地(井)下测量控制网采用同一坐标系统。

4.联系测量的任务在于确定：(1)地(井)下经纬仪导线起算边的坐标方位角；(2)地(井)下经纬仪导线起算点的平面坐标x和y；(3)地(井)下水准基点的高程H。

第二章地下工程控制测量1.导线网导线网的优点：优点：灵活性高、作业方便计算简单（隧道的地面控制测量中广泛使用）缺点：检核条件不如三角网解决办法：把网线布成网形、闭合环形或主副导线的形式GPS控制网特点：对点间的边长没有限制，也不要求两点间通视，而且所测的点位精度均匀，与常规方法相比，具有很大的优越性和灵活性，适合各种地下工程的地面控制测量，尤其适合山岭地区大型隧道和跨河、跨海隧道的地面控制测量。

1.长度大于4Km的隧道地面平面控制测量优先采用（）。

A.导线测量B.三角形网测量C.GPS测量2.二等水准测量往返测高差不符值为（）。

A.4√KB.6√KC.8√K2.地下控制测量的特点在布设矿区控制网时，应在每个井口附近至少设立一个控制点，以便将地面的坐标系统传递到井下去。

这个点就叫作近井点由于受井下巷道条件的限制，因此一般只能设立导线或者导线网作为地下平面控制：导线测量3.与地面导线测量相比，地下工程中的地下导线测量具有以下特点：（1）由于受坑道的限制，其形状通常形成延伸状。

地下导线不能一次布设完成，而是随着坑道的开挖而逐渐向前延伸。

（2）导线点有时设于坑道顶板，需采用点下对中。

（3）随着坑道的开挖，先敷设边长较短、精度较低的施工导线，指示坑道的掘进。

而后敷设高等级导线对低等级导线进行检查校正。

（4）地下工作环境较差，对导线测量干扰较大。

（5）导线类型主要有：附合导线、闭合导线、方向附合导线、支导线及导线网。

4.地下高程控制测量主要任务(1)确定主要巷道内各水准点与永久导线点的高程，以建立井下高程基本控制；(2)给定巷道在竖直面内的方向；(3)确定巷道底板的高程；(4)检查主要巷道及其运输线路的坡度和测绘主要运输巷道纵剖面图。

5. 井下经纬仪导线测量内业（一）检查整理记录在井下测角量边过程中，都应按规定的要求进行检核，如不符合，必须重测，直到满足规程要求为止。

（二）计算平均边长和边长改正检查边长记录，计算各边的平均长度，并转抄到边长计算表中。

抄录后要进行查对，以免抄错。

井下基本控制导线应加入化归海平面和投影面的改正。

采区控制导线则只需把量得的倾斜距离化算成平距即可。

6地下高程控制测量（一）井下水准点在进行井下高程测量之前，应在井底车场和主要巷道内预先设置好水准点。

水准点每组不应少于两个，两点之间的距离为30～80m；而各组之间昀距离一般为300～800m 。

井下永久导线点可作为水准点用。

第三章联系测量 1.联系测量在地下工程中，通过斜井、立井将地面的平面坐标系统和高程系统传递到井下，使地面和地下建立统一的坐标系统。

该工作称为联系测量 2.联系测量的任务1）确定地下导线测量起算边的坐标方位角 2）确定地下导线测量起算点的平面坐标 3）确定地下高程测量起算点高程平面联系测量（定向） 高程联系测量（导入标高） 3. 一井定向 原理：在竖井井筒中悬挂两根钢丝垂球线在地面上利用地面控制点测定两垂球线的平面坐标及其联线方位角，在井下使用全站仪测角量边把垂球线与井下起始控制点连接起来，通过计算确定井下起始控制点的坐标和方位角。

4.投点误差与投向误差由地面向定向水平上投点时，由于井筒内气流、滴水等影响，致使井下垂球线偏离地面上的位置，该线量偏差e 称为投点误差，由此而引起的垂球线连线的方向误差θ叫做投向误差。

其中误差为：减少投点误差的主要措施： ①尽管增加两垂球线间的距离，并选择合理的垂球线位置。

例如使两垂球线连线方向尽量与气流方向一致。

这样尽管沿气流方向的垂球线偏斜可能较大，但垂直于两垂球线连线方向上的倾斜却不大，因而可以减少投向误差。

②尽量减少马头门处气流对垂球线的影响。

定向时最好停止风机运转，以减少风速。

③采用小直径、高强度的钢丝，适量加大垂球重量，并将垂球浸入稳定液中。

④减少滴水对垂球线及垂球的影响，在淋水大的井筒，必须采用挡水措施，并在大水桶上加挡水盖。

5.钢丝的下放和自由悬挂的检查测量前，应该用坚固的木板将井口盖上，板上留有孔隙，让钢丝通过。

在下放之前必须通知定向水平的人员离开井筒。

钢丝通过滑轮井挂上小垂球后，慢慢放入井筒内。

为了检查钢丝是否弯曲和减少钢丝的摆动，钢丝应通过提成拳状的手均匀缓慢下放，每下放50 m 左右，稍停一下，使垂球摆动稳定下来。

当收到垂球到达定向水平的信号后，即停止下放并闸住绞车，将钢丝卡入定点板内。

在定向水平上，取下小垂球，挂上定向垂球。

垂球线在井筒中的自由悬挂检查常采用信号圈法和比距法同时进行。

信号圈法是在地面ecθρ''=±⨯上用铁丝做成直径为2—3cm 的小圈(信号圈)套在钢丝上，然后下放，看是否能到达定向水平。

使用此法时应注意信号圈不能太重及钢丝摆动，以免信号圈乘隙通过接触处。

比距法就是用比较井上下两垂球线间距离的方法进行检查。

若井上下所量得的两垂球线间距离之差不大于2mm 时，便认为是自由悬挂的。

6. 连接测量连接测量时，常采用连接三角形法。

C 与C ′称为井上下的连接点，A 、B 点为两垂球线点,从而在井上下形成了以AB 为公用边的三角形ABC 和ABC ′。

在选择井上下连接点C 和C ′时应满足下列要求： ①CD 和C ′D ′的长度应尽量大于20 m ；②应使C 和C ′点处的锐角γ及γ′小于2°，构成最有利的延伸三角形； ③点C 和C ′应适当地靠近最近的垂球线，使a/c 和b ′/c 之值尽量小一些。

内业计算1、首先应对两垂球线间距进行检查。

设C 丈为两垂线间距离的实际丈量值，C 计为其计算值，则：如在地面连接三角形中d ＜2mm 、井下连接三角形中d ＜4mm ，可在丈量的边长中分别加人下列改正数，以消除其差值。

上式是针对地面连接三角形而言，对于图3-5所示的井下连接三角形，其井下各边长改正数应为：、2解算连接三角形各未知要素α、β角应满足下列条件：α+β+r=180。

因计算α、β角时数值凑整误差的影响，上述条件可能出现会不满足。

若存有微小的残差时，则可将其平均分配给α和β。

3、在对各边长和角度加入上述改正后，可依照D →C →A →B →C ′→D ′顺序构成支导线，按一般导线计算方法计算即可。

计丈计c cd ab b a c -=-+=γcos 22227.两井定向原理：就是在两井筒中各挂一根垂球线，在地面上测定两垂球线的坐标，并计算其连线的坐标方位角。

然后在井下巷道中，用全站仪导线将两垂球线进行连测，取一假定坐标系统来确定井下两垂球线连线的假定方位角，然后将其与地面上确定的坐标方位角相比较，其差值便是井下假定坐标系统和地面坐标系统的方位差，这样便可确定井下导线在地面坐标系统中的坐标方位角。

内业计算1、首先由地面测量结果求出两垂球线的坐标，并计算出A 、B 连线的坐标方位角和长度。

2、地下定向水平的导线为无定向导线，为解算出地下各点的坐标。

可假设A 为假定坐标系的原点，A1边为假定纵轴x ′轴方向。

由此可计算出地下各点在假定坐标系中的坐标，并求出A 、B 连线在假定坐标系中的坐标方位角及长度式中H 为竖井深度；R 为地球的平均曲率半径。

Δc 应小于地面和地下连接测量中误差的两倍3、根据上式算出地下起始边在地面坐标系中的坐标方位角，依此可重新计算出地下各边的坐标方位角和各点的坐标。

由于测量误差的影响，地下求出的B 点坐标与地面测出的B 点坐标存有差值。

如果其相对闭合差符合测量所要求的精度时，可进行分配。

因地面连接导线精度较高，可将坐标增量闭合差按边长或坐标增量成比例反号分配给地下导线各坐标增量上。

最后计算出地下各点的坐标。

'1ABAB A ααα-=8联系测量的精度分析 （一井定向为例）根据《规程》要求，一井两次独立定向所算得的井下定向边的方位角之差，不应超过2′，则一次定向的允许误差是若采用两倍中误差作为允许误差，则一次定向的中误差为此误差由以下三部分组成： （1）井上的连接误差 （2）投向误差 （3）井下的连接误差一般情况下，一井定向的投向误差和连接误差大致相等若井上与井下的连接误差相等时9.投向误差分析如图：假设投点时候，B 点没有误差，A 点有投点误差，则投向误差为：sin A i i e C ϕθρ=投点线量误差的方向可能偏向任何一方，类似以前所学觇标对中误差对测角的影响公式推导方法（参考8-30式）可得2A Ae Cθρ''''=±同理，若A 点没有误差，B 点有投点误差，则投向误差为2'024222a M '''=±=±02a M m m θ=±++下上22423022M θ''''≤≤±≤212m m ''''=≤±≤±下上2Be C θρ''''=±一般两根垂球线的投点条件相同，即认为 则总的投向误差为10.连接误差分析由上图，井下导线起始边的方位角为4180C D DC a a a ϕβϕ''''=+-++±⨯2222222C D DC a a a m m m m m m ϕβϕθ''''=+++++上式分为井上和井下连接误差及投向误差三部分，下面分别讨论：1.连接三角形中垂球线处角度的误差及三角形最有利的形状222222222a a c a a a m m m m a c γρργ⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫=++ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭2222222222222222222222222222cos cos cos a a c a ca tg a tg a a m m m m tg am acc am m m a m tg a m a c c a γγγγγρρρρ=++-⎛⎫=±+-+ ⎪ ⎪⎝⎭同理，对β角同样可得222222222222cos b cm m m b m tg m b c c γβγρβρβ⎛⎫=±+-+ ⎪ ⎪⎝⎭222222222222cos tan γγααραρm c a m c m a m m c a +⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+±=222222222222cos tan γγββρβρmc b m c m b m m cb +⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+±=e e eB A ==22222A B ABe e eC Cρθθθρ''+''''=+=±=±结论（1）连接三角形最有利的形状为锐角不大于2o的延伸三角形。