竖井联系测量
竖井联系测量包括：地面近井导线测量和高程联系测量，通过竖井、斜井、平峒、钻孔的定向测量和传递高程测量。
地面近井点可直接利用卫星定位点和精密导线点测设，需进行导线点加密时地面近井点与精密导线点应构成附合导线或闭合导线。近井导线总长一般不超过350 m，导线边数不超过5条。
隧道贯通前的联系测量工作不应少于3次，在隧道掘进到100 m、300 m以及距贯通面100～200 m时分别进行一次。当地下起始边方位角较差小于12″时可取各次测量成果的平均值作为后续测量的起算数据指导隧道贯通。
定向测量的地下定向边不应少于2条，传递高程的地下近井高程点不应少于2个，作业前应对地下定向边和高程点的几何关系进行检核。
贯通面一侧的隧道长度大于1 500 m时，增加联系测量次数或采用高精度联系测量方法等提高定向测量精度。
6.4.2.1 地面近井导线测量方法
1.联系三角形测量
联系三角形测量适用于井口比较小、竖井又比较深的情况。
每次定向应独立进行三次并取三次平均值作为最终定向成果。在同一竖井内可悬挂两根钢丝组成联系三角形，有条件时应悬挂三根钢丝组成双联系三角形。
联系三角形测量边长测量采用光电测距或经检定的钢尺丈量每次应独立测量三测回，每测回读三次数，各测回较差应小于1 mm。地上与地下丈量的钢丝间距较差应小于2 mm。钢尺丈量时应施加钢尺鉴定时的拉力、倾斜、温度、尺长改正。
角度观测应采用不低于Ⅱ级全站仪，用方向观测法观测6测回，测角中误差应在2.5″之内。
联系三角形定向推算的地下起始边方位角的较差应小于12″，方位角平均值中误差应在8″之内，联系三角形测量有一井定向和两井定向。
（1）一井定向。
① 一井定向的原理。
在同一竖井内悬挂两根钢丝线，在井上和井下各选择一连接点，同时与两根钢丝进行联系，分别组成三角形，如图6-19所示，该图上部为立面图，下面为平面图。图中AA′、BB′为钢丝线，CC′为上下连接点，DD′为井上、下控制点。
A和A′、B和B′坐标XY相同，AB和A′B′坐标方位角相等，如图6-19，△CAB和△C′A′B′共用AB边，井上和井下两个三角形通过一个共边组成连接三角形，根据相关条件，可以求出井下导线起始点的坐标和起始边的坐标方位角。
图6-19 一井定向原理
② 一井定向的外业工作。
a.在竖井悬挂两根钢丝，钢丝间的距离c应尽可能长，宜选用直径为0.3 mm钢丝，下端悬挂10 kg重锤，重锤应浸没在阻尼液中，在两根钢丝上下适当位置分别贴上反射片，如图6-20。特别需要注意的是：两根钢丝的方向需与隧道方向一致。
图6-20 带反光镜的钢丝
b.测量近井导线点坐标，近井导线最短边长不应小于50 m，近井点与精密导线点应构成附合导线或闭合导线。
c.假设全站仪于井口某一导线点上，如图6-21，该导线点与两根钢丝应形成直伸形三角形，联系三角形锐角宜小于1°，近井导线点至悬挂钢丝的最短距离与两根钢丝间距离c的比值宜小于1.5。
图6-21 全站仪架设于地上导线点
d.用全站仪分别测量两根钢丝的反射片，观测量主要是全站仪至两个反射片的平距和水平角，由于距离较短，不需要做相关改正。
e.在井下使用同样方法，架设全站仪于某一导线点上，如图6-22，与两根导线形成直伸形三角形，几何关系要求同井上的联系三角形。在井下宜观测两个前视棱镜，以作检核。
图6-22 全站仪架设于井内导线点
f.测量时，竖井旁机械设备应停止运行，并记录气压、温度、湿度等值。(www.xing528.com)
g.数据处理：推算地下定向边的方位角和导线点的坐标，计算井上井下两根钢丝间距离，距离较差应小于2 mm。
③一井定向的内业工作。
内业计算之前，对外业测量数据进行检查，经检查合格后，才可以计算。内业计算有连接三角形中α和β角的计算以及井下导线起始点的坐标计算。
a.计算α和β角，根据正弦定理计算：
b.定向边坐标方位角的计算。
根据地面起始边坐标方位角以及实测连接角、实测锐角、计算角值推算地下起始导线的坐标方位角。
c.地下导线起始点的坐标计算。
由地面控制点起，按导线传递选择一条推算路线，包括地面连接点、垂线点、井下连接点以及井下导线起始点，计算井下导线起始点的坐标，其计算方法同导线计算，就是支导线计算。
（2）两井定向。
两井定向是在两施工竖井（或钻孔）中分别悬挂一根钢丝，与一井定向相比，由于两钢丝间的距离大大增加了，因而减少了投点误差引起的方向误差，有利于提高地下导线的精度，这是两井定向的主要优点；其次是两井定向外业测量简单，占用竖井的时间较短。
两井定向时，利用地面上布设的近井点或地面控制点采用导线测量或其他测量方法测定两钢丝的平面坐标值。在地下隧道中，将已布设的地下导线与竖井中的钢丝联测，即可将地面坐标系中的坐标与方向传递到地下去，经计算求得地下导线各点的坐标与导线边的方位角。
在地面上采用导线测量测定两根钢丝的坐标，在地下使地下导线的两端点分别与两根钢丝联测，这样就组成一个附合图形，如图6-23。在这个图形中，两根钢丝处缺少两个连接角，这样的地下导线是无起始方向角的，故称它为无定向导线，按无定向附合导线计算步骤和方法计算出各点的坐标及方位角即可。
图6-23 两井定向原理
2.陀螺经纬仪、铅垂仪（钢丝）组合定向测量
地下定向边的陀螺方位角测量每次应测三测回，测回间陀螺方位角较差应小于20″。隧道贯通前同一定向边陀螺方位角测量应独立进行三次，三次定向陀螺方位角较差应小于12″，三次定向陀螺方位角平均值中误差应为8″。
隧道内定向边边长应大于60 m，视线距隧道边墙的距离应大于0.5 m。陀螺经纬仪、铅垂仪（钢丝）组合每次定向应在3 d内完成。陀螺方位角测量可采用逆转点法、中天法等。陀螺经纬仪、铅垂仪组合定向见图6-24所示。
图6-24 陀螺经纬仪、铅垂仪组合定向
3.导线直接传递测量
如图6-25，导线直接传递测量独立测量两次，地下定向边方位角互差应小于12″，平均值中误差应为8″，导线边长必须对向观测。导线直接传递法是导线测量方法将坐标和方位直接传递到地下或隧道内的联系测量方法，较适合于井口大、深度浅等条件的明挖车站或明挖隧道，也适合于出入隧道的斜井。此方法工作量小、精度高且简单易行，在具备条件时应用较多。
图6-25 导线直接传递坐标测量
4.投点定向测量
如图6-26，在现有施工竖井搭设的平台或地面钻孔上架设铅垂仪、钢丝等向井下投点，进行定向测量。投点定向测量所使用的投点仪精度不应低于1/30 000。投测的两点应相互通视，其间距应大于60 m。架设铅垂仪进行投点定向测量时，应独立进行两次，每次应在基座旋转120°的三个位置，对铅垂仪的平面坐标各测一测回，架设钢丝时应独立测量三次。
该方法利用车站两端的下料口、出土井等，采用垂准仪或垂线直接将坐标传递到隧道内，作为地下坐标起算数据，如果需要所投测点作为起算方位，则相邻两点须通视。另外，当隧道贯通距离较长时，为控制隧道掘进的方向误差，对浅埋隧道可在地面钻一孔，将坐标直接传入地下隧道内，加强平面位置与方向的控制，此方法精度最优。
图6-26 投点定向测量
6.4.2.2 高程联系测量
高程联系测量应包括地面近井水准测量、高程传递测量以及地下近井水准测量。地面近井水准路线附合在地面二等水准点上，传递高程测量方法有：① 悬挂钢尺法；② 光电测距三角高程法；③ 水准测量法。
利用悬挂钢尺的方法进行高程传递测量时，地上和地下安置的两台水准仪应同时读数并应在钢尺上悬挂与钢尺鉴定时相同质量的重锤。传递高程时每次应独立观测三测回，测回间应变动仪器高，三测回测得地上、地下水准点间的高差较差应小于3 mm。高差应进行温度、尺长改正，当井深超过50 m时应进行钢尺自重张力改正。明挖施工或暗挖施工通过斜井进行高程传递测量时，可采用水准测量方法，也可采用光电测距三角高程测量的方法，要满足二等水准测量相关技术要求。
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