第十一章地質工程測量

1、第十一章第十一章 地質工程測量地質工程測量11-1 地質物（化）探工程測量地質物（化）探工程測量一、物探工程測量任務一、物探工程測量任務地球物理（化學）探礦地球物理（化學）探礦是根據(jù)巖石的物理（化學）性質,測定其物理參數(shù),按磁性、導電性、密度、彈性波等差異來了解地質情況和尋找礦產。常用的物探方法常用的物探方法：磁法，電法，重力與地震等在物探網上進行觀測 xyFABCDPKN1N2圖圖11-1 較小工區(qū)的物探網布置較小工區(qū)的物探網布置物（化）探網:由基線(xFy)與測線(AxB,KFP,CyD等)組成,基線的布置須平行于礦體的異常軸走向.礦體異常軸走向基點基點:基線上的點;控制基點控制基點:與國

2、家控制點連測的基點;測點測點:根據(jù)物探工作的要求,在測線上以一定間距測定的點,稱為物探觀測點;點距點距:同一測線上的兩相鄰測點的距離;線距線距:兩相鄰測線的間距; 測網的密度測網的密度:線距X點距1000100010002000100030001000400010005000100056002000100030001000400010002000200030002000400020005000200020003000500030004000300030003000500040004000400030004000200040002000500030005000400050005000500020

3、005600300056004000560050005600圖圖11-2 較大工區(qū)物探網的布置較大工區(qū)物探網的布置(基線間距基線間距1000m,測線線距測線線距200m)50001000 測坐標之基點 未測坐標之基點 國家已知控制點 測線基線1000100050005600物探網編號,從左下角開始;分分母是線號母是線號,分子分子是點號是點號P物探工程測量的任務物探工程測量的任務就是將設計好的物探網施測到實地施測到實地上,或者將地面上的已布設的物探網與國家測量控制點連測并繪制到圖上。二、物探網的施測二、物探網的施測1、測設起始基點、測設起始基點1）計算測設數(shù)據(jù)根據(jù)測區(qū)地形及已知控制點的分布情況，

4、首先確定起始基點，如圖112中的P點，編號（20002000）。從圖上量出P點的設計坐標值（XP，YP）。ABPXY A BDAPDBP根據(jù)P點的坐標以及已知點A，B的坐標，求出測設數(shù)據(jù) A 、 DAP 、 B 、 DBP 。 A AB AP， B BP BA，DAP （XPXA）cos APDBP （XPXB）cos BP圖圖113 P點與已知點點與已知點A,B連測及施測關系圖連測及施測關系圖2)現(xiàn)場施測采用交會法交會法與極坐標法極坐標法施測。交會法交會法1：兩臺經緯儀前方交會分別在A，B兩已知點上架設經緯儀，對中整平后，在A站上的經緯儀瞄準B點，順時針轉動（3600 A ）角，在B點的經緯

5、儀瞄準A點，順時針轉動 B角后，兩儀器固定，持桿者目估P點的位置，在P點附近聽從兩臺儀器觀測者的指揮，移動標桿，直至標桿同時與兩臺儀器的十字絲的縱絲相重合為至，在標桿打木樁作為P點的標志。交會法交會法2：1臺經緯儀在A點上架設經緯儀，對中整平后，瞄準B點，順時針轉動（3600 A ）角，用視距法測定AP的水平距離DAP ，在這點前后各1m處作標記，再用細繩連接這兩點；隨后將儀器搬至B點，對中整平后，瞄準A點，順時針轉動 B角，讓持桿者沿細繩移動，直至標桿與儀器的十字絲的縱絲相重合為至，在標桿打木樁作為P點的標志。極坐標法極坐標法在A點上架設經緯儀，對中整平后，瞄準B點，水平度盤置0度，逆時針轉

6、動 A角，則此時望遠鏡視線方向就是AP的方向，在此方向上量取計算的水平距離DAP ，即得P點的實際位置。同理，在B點也可測設。測定起始基點的坐標進行校核測定起始基點的坐標進行校核將起始基點測設于地面后，應重新根據(jù)周圍的國家控制點，用前方交會，側方交會或后方交會測定其坐標值，并與圖上設計的坐標值進行比較，其不符值在圖上不能超過2mm（詳查）或2.5mm（普查）2、測設控制基點、測設控制基點測定坐標并埋設標石的基點稱之為控制基點，一般有基線兩端的基點及必要的中間基點。1）計算控制基點的理論坐標值）計算控制基點的理論坐標值根據(jù)起始基點的坐標來推算其它欲測定控制點的理論坐標值。如圖112所示，基線間距

7、為1000m，控制基點間距為1000m及600m，基線和測線的方位角為已知，假設基線方位角3500，測線方位角為=3500900800 。這樣對于4000mX4600m的物探網，只要計算出三組不同的坐標增量，即可推算所有的控制基點的理論坐標值。X11000 x cos 3500 Y11000 x sin 3500 X2600 x cos 3500 Y2600 x sin 3500 X31000 x cos 800 Y31000 x sin800 100010001000200010003000100040001000500010005600200010003000100040001000200

8、0200030002000400020005000200020003000500030004000300030003000500040004000400030004000200040002000500030005000400050005000500020005600300056004000560050005600 圖圖11-3 控制基點坐標推算路線圖控制基點坐標推算路線圖50001000 測坐標之基點 未測坐標之基點 國家已知控制點 測線基線1000100050005600物探網編號,從左下角開始;分分母是線號母是線號,分子分子是點號是點號P推算各控制基點的坐標時，要注意推算路線的選擇應使其構

9、成閉合（或附合）的圖形，如上圖所示。閉合路線附合路線2）計算測設數(shù)據(jù)及現(xiàn)場施測）計算測設數(shù)據(jù)及現(xiàn)場施測根據(jù)已知控制點來計算測設控制基點的 角及距離D，以及現(xiàn)場施測的方法，完全與起始基點的計算及施測方法相同。控制基點測設于地面后應全部或部分重新測算其坐標，并檢查是否與理論坐標相符。3、測設基線、測設基線基線測設方法有：經緯儀視距法，經緯儀配合鋼卷尺法1）基線方向的測設先計算基線方向的測設數(shù)據(jù) 角。這是由于地形通視條件的限制，往往不能從基線的一端點看到基線的另一端的控制基點。ABP A BXYQPQ為一基線的兩個端點。 A PQ PA B PB PQ圖圖114 基線方向與已知關系圖基線方向與已知關

10、系圖施測方法施測方法是將經緯儀安置在P點上，經對中整平后瞄準A點，順時針轉動 A 角，即為基線PQ的方向，并用木樁在地面作出標記。為了檢查施測過程中的誤差與錯誤，再將儀器對準B點，逆時針轉動 B角，查看望遠鏡十字絲的縱絲是否通過場面上的標記。2）基點測設）基點測設A：經緯儀視距法基線的方向確定后，則可在此方向上用視距法按設計間距測設各基點的位置。具體施測方法：持尺者沿基線方向目估距離，初步選定立尺點并受觀測者的指揮左右移動標尺，直至尺子完全在基線方向上，即可讀取視距及豎盤上的讀數(shù)，計算水平距離D計。如|D設 D計|2m，重新立尺測設,2m則可直接用視距尺改正,確定基點并打木樁標定。B：經緯儀配

11、合鋼卷尺當測區(qū)地形比較平坦，則可用經緯儀瞄準方向，用鋼卷尺直接量取距離來測設基點。具體施測方法：前尺手持一標桿到欲定的基點處，受觀測者的指揮將標桿立于基線方向上，然后，用鋼卷尺量距，以確定基點的位置，并用木樁標記。4、施測測線、施測測線基線測設完畢后即可測設測線，一般用兩種方法：視距直伸導線法，極坐標 法。1）視距直伸導線法100010001000105010001100200010002000110020001050將儀器安置在測線一端的基點上，對中、整平、定向后，即可按規(guī)定的點距在測線上施測測點。定向可瞄準相鄰基點（亦可瞄準測線的另一端點）轉900或2700；測點的標記一般不打木樁，用編好

12、的紅紙條或紅布條貼在竹桿上插于地面。用經緯儀視距法測量距離。轉站點必須在地面釘木樁。圖圖115 視距直伸導線法視距直伸導線法2）極坐標法在地形開闊，通視良好的丘陵或平原地區(qū)，宜用極坐標法測設測點的位置。測設時，可在中間一條測線上設站，同時測設兩相鄰測線的各測點。ABCDab 在直角三角形ABC中，因直角邊a（即測線距）及b（為測點距的倍數(shù)）是已知的，則測站到測點間的距離d及偏離主測線（AC）的角度 ，可由下式求得： =arctg(a/b) d=a/sin =b/cos d圖圖116 極坐標法測設測點極坐標法測設測點在施測前，可根據(jù)規(guī)定的測網密度，應用上式計算出各測點的測設數(shù)據(jù)，并排列成表繪制成

13、一草圖，再將角值 化為以主測線為00的角值。（按順時針方向）11-2 地質勘探工程測量地質勘探工程測量1、勘探線、勘探網的測設、勘探線、勘探網的測設勘探網由兩組相交的平行直線組成，這些平行線稱之為勘探線，地質勘探工程通常布設在這些勘探線上。為了控制勘探線、勘探網的測設精度，通常沿礦體走向布設一條基線，基線兩端點與測量控制點相連接，然后垂直于基線以一定的間距布設測線。圖圖117 勘探線、勘探網勘探線、勘探網P000000000753102468001357246810203040919293900192939000102030ABCDMN A B C D P圖圖11-8 勘探網測設關系圖勘探網測

14、設關系圖如圖11-8所示,MN為基線,P為基點,A,B,C,D為國家已知控制點,根據(jù)已知控制點與欲定點P,M,N的位置關系,及野外通視情況,則可計算測設數(shù)據(jù)(水平角與水平距離)根據(jù)測設數(shù)據(jù),即可測設欲定點P,M,N的實地位置,具體方法同物探網基點的測設。當基線端點M，N及基點P確定后，應將經緯儀安置在其中任意一點上，檢查三點是否在一條直線上，否則應重測?；€測設好后，先測設各勘探線在基線上的位置。通過P點的勘探線的編號點號：19為零號勘探線，其左邊的勘探線依次用奇數(shù)號，右邊的勘探線依次用偶數(shù)號；各勘探線的點號，北向用偶數(shù)號，南向用奇數(shù)號，各點用分數(shù)來表示，分子代表點號，分母代表線號。在基線上P

15、點兩側按設計的勘探線間距定出各勘探線的0號點。而后在各點上安置經緯儀測設出與基線相垂直的勘探線，最后在各勘探線上按設計要求測設出各網點。在勘探線的兩端要埋設固定樁并編號，同時測出各點間的水平距離及高程，將所測結果繪制成勘探線剖面圖。2、鉆孔、探井及探槽等勘探工程位置的測設、鉆孔、探井及探槽等勘探工程位置的測設1）鉆孔位置測設）鉆孔位置測設通常鉆孔布置在勘探線上，但有時根據(jù)地形條件可以允許孔位偏離勘探線一定的距離。鉆孔施測分：初測、復測及定測。（1）初測A：鉆孔測設，根據(jù)鉆孔的設計坐標，計算出測設數(shù)據(jù)（水平距離及角度），然后采用經緯儀交會法或極坐標法將鉆孔測設于實地上。B：建立校正點，孔位在實地

16、一經確定，應立即在其附近建立校正點。校正點要建立在不妨礙平整機臺的地方，以免遭破壞。校正點建立方法有二：十字交叉法、直線通過法。十字交叉法：在孔四周近于垂直的地方，選擇四個校正點，使相對兩連線的交點通過孔位。直線通過法：在鉆孔前后確定兩個校正點，使兩點的連線通過鉆孔中心，然后量出孔位至兩端點的距離。孔位孔位121234孔位孔位 圖圖119 校正點的建立校正點的建立（2）復測）復測鉆孔位置的復測是在平整機臺后進行。根據(jù)校正點及其記錄數(shù)據(jù)，對鉆孔位置進行校核。若校正點的木樁已損壞或對校正點有懷疑時，則需重新測設孔位。（3）定測）定測鉆孔鉆進完畢并進行封孔后，再測定封孔標石或封孔套管中心的坐標及高程

17、。坐標的測定可采用 前方交會、側方交會、后方交會以及經緯儀鋼尺量距導線法來確定。高程的測定可采用水準測量或三角高程測量。對于不參加儲量計算的鉆孔，其坐標及高程可采用經緯儀視距導線施測。2）探槽、探井位置測量）探槽、探井位置測量探槽、探井都屬輕型山地工程，主要用于近地表地質現(xiàn)象揭露。其測量工作分兩個步驟：（1）初測將圖紙設計的探槽、探井位置用經緯儀極坐標法施測于實地上。較長的探槽要測設其兩端的位置。（2）定測探槽、探井施工完畢后，再測定探槽兩端點及探井的坐標和高程。3、剖面測量、剖面測量概念：概念：在磁法、電法勘探中，為了對已發(fā)現(xiàn)的異常進行定量推斷解釋，常需沿給定方向（通常是勘探線方向）精測剖面

18、，以測出該方向線上的地形特征點、地物點、工程點、地質點及剖面控制點的平面位置及高程，并繪制出剖面圖，這項工作稱之為剖面測量。剖面測量方法：剖面測量方法：經緯儀定向鋼尺量距法：經緯儀定向鋼尺量距法：剖面比例尺為1：500時采用；經緯儀定向經緯儀視距法：經緯儀定向經緯儀視距法：剖面比例尺1：10001：5000時采用。具體步驟：具體步驟：1）剖面端點測設根據(jù)剖面端點坐標與已知點坐標，計算測設數(shù)據(jù)并測設于實地后，應立即根據(jù)周圍的控制點，采用前方交會、后方交會或其它方法重新測定其坐標及高程，采用三角高程測量或等外水準測量方法測定其高程，與之設計數(shù)據(jù)相比，誤差應在規(guī)定范圍之內。2）剖面控制測量根據(jù)剖面的

19、比例尺及剖面線的長度，在剖面線中間尚需布置若干個剖面控制點?？刂泣c的間距如下表所示。剖面圖比例尺1：5001：10001：20001：5000控制點間距，m60070015003000剖面控制點的布設根據(jù)地形條件的不同采用以下兩種不同的方法：（1）視距直伸導線法：在地形起伏不大、通視良好的地區(qū)，可將經緯儀架設在任一端點上，經對中、整平后，瞄準另一端點，在此剖面線上找出欲定剖面控制點的位置，并以木樁標記，然后用測定端點的方法測出其坐標與高程，并同時計算出剖面控制點至剖面端點以及剖面控制點之間的水平距離及高差。（2）極坐標法或交會法：在地形起伏較大，通視不良的地區(qū)，則依據(jù)圖上的設計坐標，用極坐標法

20、或交會法將剖面控制點測設于地面上，然后，再測定其坐標與高程。3）剖面測量首先將儀器架設在剖面一端點上，對中、整平后，瞄準剖面另一端點或剖面線中任一控制點，然后沿剖面線測出地形坡度變換點、工程地質點、地物點及地質界線點的水平距離和高程。當前一測 站的測量工作將結束后，立即選定下一個測站點。在勘探剖面測量中，測量距離的相對誤差不超過1200；普查剖面測量的測距的相對誤差不超過1150；在大于1：1000比例尺時，應直接用鋼尺測量距離。由剖面的一端點測量到別一端點時，就及時檢查水平距離及高程是否與已知值相符，其閉合差閉合差：距離相對閉合差 1：500 1700，1：10001：5000 1400；

21、高程閉合差（等高距）1：5001：5000 13。4）、剖面圖的繪制繪制剖面圖的工作步驟: (1)準備準備繪制剖面圖之前,應先檢查和整理觀測手薄記錄,根據(jù)觀測成果,求出剖面線上各控制點、測站點、地形點、地形地物點、地質工程點、地質點到起始端點的水平距離，并求出其高程。（2）繪制一組高程線）繪制一組高程線根據(jù)剖面線上各點的高程，設計好一組高程線，每條高程線一般為10m或100m的整倍數(shù)，再根據(jù)設計好的高程線與選定的垂直比例尺在圖上展繪好高程線。（3）展繪剖面線與坐標網格線的交點）展繪剖面線與坐標網格線的交點首先將剖面線起始端點展繪在剖面上的最低一條高程線最低一條高程線上，然后根據(jù)計算的DX與DY

22、值畫出第一條坐標線，再根據(jù)計算的DX及DY值將剖面線與各坐標線的交點位置展繪出來,并注上坐標值。BX1X2X3X4Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7ADY（Yi-YA）/sin； DX=(Xi-XA)/cos DY （Yi1-Yi）/sin； DX =(Xi1-Xi)/cos -剖面線方位角；Xi ， Yi ， Xi1 ， Yi1 -坐標線的值；DX ， DY -第一條坐標線與起始端點的距離；DX ， DY -坐標網格之間的間隔。圖圖1110 剖面線與坐標網的關系剖面線與坐標網的關系（4）繪制地形剖面）繪制地形剖面按規(guī)定的比例尺，根據(jù)剖面線上各點與起始端點的水平距離，在水平方向上展繪出各點，然后在各

23、點的垂直方向上，按高程與選定的比例尺，展繪出各點的位置；最后，以圓滑的曲線連之，即得地形剖面圖。地質工程點、主要地質點在剖面圖上應編號。在剖面的左右兩端點應注明剖面線的方位角。（5）繪制剖面投影平面圖）繪制剖面投影平面圖剖面投影平面圖的比例尺應與剖面比例尺相同。繪制時，首先在投影平面圖圖廓的中央繪一條與高程線平行的橫線，作為剖面投影線；其次，將剖面圖上的X線及Y線垂直投影于該線上，依剖面方位角繪制投影面的X及Y的坐標線，并注記其相應的坐標值。剖面圖上工程點、主要地質點、剖面端點等可直接投影到部面投影線上，并注記編號；（6）結束工作）結束工作最后，寫明剖面圖名稱、編號、比例尺、繪制日期，并繪出圖

24、例、圖廓線等。平面圖TJ10TJ10ZK12ZK13ZK15ZK16ZK17ZK17ZK16ZK15ZK13ZK122850403210504032-100 0 100 200300400Y20584.2Y20584.2Y20584.4Y20584.4Y20584.6Y20584.6石石VA253.12VB213.50 XX 礦礦 區(qū)區(qū) 第第 V 條條 勘勘 探探 線線 剖剖 面面 圖圖 比例尺 1:2000 圖圖11-11 勘探線剖面示意圖勘探線剖面示意圖ZK16鉆孔及編號TJ10垂直小探井及編號VB213.50剖面端點及編號石石舊采石場單位、圖名單位、圖名圖號、繪編圖號、繪編人員、日期人員

25、、日期等等ABBA 5) 對剖面測量的要求剖面線一般是沿勘探線方向布設而成為互相平行、間隔相等的平行線。因此，應確保各剖面線的方向及間距的精度要求。剖面線上的勘探工程（尤其是鉆孔尤其是鉆孔）的位置，是用于設計和礦產儲量計算的主要依據(jù)，因此，它比普通的地形地物點及地質點的精度要求要高，所以，孔位等重孔位等重要工程要工程位置的測量要求采用交會法交會法；而對地形地物點及地質點，可用視距法視距法測定。當?shù)乇碛械V產露頭礦產露頭時，對地形剖面上的任何一點的高程測量精度應有較高的要求高程測量精度應有較高的要求，并要求有實測的剖面圖。4、地面地質填圖測量、地面地質填圖測量概述概述填圖階段：在地質勘探階段，進行大比例尺填圖；填圖目的：詳查地面地質情況，為下一步的勘探工作提供可靠依據(jù)。填圖概念：是以相應比例尺的地形圖作為底圖，將礦體的分布范圍及品位變化情況、圍巖的巖性及地層的劃分、礦區(qū)的地質構造類型以及水文地質情況等填繪到圖上即成為一張地形地質圖。地形地質圖用途：可用于地