高等测量学_姜晨光主编_9787122243393

本书比较系统、全面地阐述了测绘科学的基本理论、方法和技术，内容涵盖了测绘科学的理论体系、测量误差基础、水准仪使用、距离测量、经纬仪使用、电子全站仪使用、控制测量基础、GPS技术、地形图测绘及应用、测量放样、土木建筑测量、铁路测量、管道测量、桥梁测量、地质测量、地球灾害监测、钻采工程测量等基本教学内容和教学环节。在测绘基础理论的阐述上贯彻了“简明扼要、深浅适中”的写作原则，以实用化为目的强化了对实践环节的详细介绍，并全面介绍了目前国际新的、流行的、成熟的、普及性的知识、理论和技术。本书适用的专业主要包括本科土建类、水利类、地矿类、交通运输类、地理科学类、环境科学类、测绘类、环境与安全类、农林类、农业工程类的各个相关专业；本书不仅适用于普通全日制高等教育，也适用于高职高专、网络高等教育、电视大学、夜大学、高等教育自学考试、职业技能培训、企业在岗培训，还可作为国家执业资格考试用书使用，同时也是各类工程建设行业专业技术人员案头的工具书。

第13章地质工程测量13.1 地质工程的特点地质学是研究地球及其演变的一门自然科学。它主要研究地球的组成、构造、发展历史和演化规律。在当前阶段，地质学主要研究固体地球的外层，即岩石圈（包括地壳和上地幔的上部）。因这一部分既是与人类生活和生产密切相关的部分，同时也是容易直接观测和研究历史久的部分。随着科学技术的迅速发展（比如卫星、航天、深钻技术、海洋物探、高温高压实验、电子显微镜、计算机、遥感遥测、红外摄影、激光等新技术、新手段的不断应用）地质学的研究范围也在不断扩大，从地球表层向深部发展出现了深部地质学，从大陆向海洋发展出现了海洋地质学，从地球向外层空间发展出现了月球地质学、行星地质学、宇宙地质学等。按研究内容和性质的不同地质学可以划分出许多独立的分科（见表13-1-1），实际上每一分科还可进一步划出许多分枝，比如古生物学可、分成古动物学、古植物学、微体古生物学、微体古生物学等，而古动物学又包括古无脊椎动物学、古脊椎动物学等。由此可见，地质学的研究内容是非常繁多而复杂。表13-1-1 地质科学的概略分科研究内容和性质主要分科地壳物质组成、分类、成因及转化规律结晶学、矿物学、岩石学等。地壳运动、地质构造及成因动力地质学、构造地质学、大地构造地质学等。地壳发展历史、生物及古地理演化规律古生物学、地层学、地史学、第四纪地质学、区域地质学、古地理学、古气候学等。地质学应用资源方面矿床学、找矿及勘探学、地球物理探矿、地球化学探矿等。能源方面煤田地质学、石油地质学、放射性矿产地质学、地热学等。环境、人类生活和灾害防护工程地质学、环境地质学、地震地质学等。其他水文地质学边缘学科、综合学科及新兴学科地球化学、地球物理学、地质力学、数学地质学、行星地质学、板块构造学、海洋地质学、实验岩石学、遥感地质学、深部地质学、同位素地质学等。地质学的研究对象主要是地球，属于地球科学（简称地学）范畴。地质学的研究对象及内容既不同于数学也不同于物理和化学，它有着自己的特殊性，因而也具有自己的研究方法。地质学的特点决定了地质学的研究方法是实践基础上的推理论证，推理的基本方法是演绎和归纳。野外调查是地质学的基本手段。为了认识地壳发展的客观规律，了解一个地区的地质构造和矿产分布情况，除了搜集和研究前人资料外必须进行野外调查研究，积累大量感性资料，通过分析对比、归纳分类和“实践、认识、再实践、再认识”循环往复的形式，得出反映客观事物本质的结论。13.2 地质工程测量的基本工作地质测量的任务是测量地质图，实际上是地形与地质体的相交迹线在水平面上的投影图，是把出露于地表的所有地质体反映在平面图上，以便系统地研究区内的地层、构造、岩石、矿产等地质特征，为普查找矿、水文及工程地质、地震地质等提供基础地质资料。地质测量的准备工作包括是收集和阅读有关资料（首先收集整理各类测绘资料，施工作业前研究成果资料和原始资料，对各种专题性的研究成果、物化探成果、矿床和矿点等有关资料进行分析，同时还要对矿床、矿点等进行实地考察，以便在地质测量时做到有的放矢）；解释卫片、航片编制各种图件（结合实际工作，根据实际地质材料图，标出全部基岩露头地点，编制出地质和工程地质略图等）；编写设计书（设计书包括自然地理与经济地理概况、地质和矿产概况、目的和任务等方面）；等。测量工作是整个地质工程准备阶段的重点及难点，做好施工准备阶段的测量工作十分重要。准确的测量工作是实现设计目标的有力保证。测量工作做不好将直接影响到路线的定线控制，影响到各地质工程施工准备阶段的工程质量，同时也直接影响地质工程施工单位的经济利益。地质找矿一般分为普查、详查和勘探三个阶段，普查是在区域调查的基础上通过取样化验、物探等手段确定可能成矿区带，详查是通过布设探槽、钻孔取样等地质工作核实成矿区或成矿带，勘探则是在确定成矿区内核实矿藏的范围和储量。地质勘探工程测量主要是在详查、勘探阶段，普查阶段基本上不需要。地质勘探工程测量主要工作是布测勘探基线、勘探线，测量勘探线剖面，测量定位勘探线基点、端点、探槽、探井、坑口、取样钻孔、地质点，以及勘探坑道及竖井联系测量、矿石量开采动态储量测量计算等，每个矿山因工作需要不同地质工作也不尽相同。勘探工程测量需提交矿区地形图、剖面图、勘探工程点位布置图、点位坐标高程及控制资料等。13.2.1 地质测绘的野外实测工作地质测绘野外实测工作包括野外踏勘及实测剖面和路线地质观察及野外地质图填绘。1）野外踏勘及实测剖面。开展野外工作时为使野外实测剖面准确、统一，须对测区进行踏勘调查，其目的在于了解测区内地理、地貌和地质构造轮廓。地质踏勘在1∶200000~1∶50000地质测量中，主要是了解区内交通、供应、经济、气候和地质概况，应选择几条横贯全区的观测路线对一些有代表性地层剖面进行轮廓性地质了解。要全面了解地貌、地质条件，搜集有关资料，必要时亦可到测区外对区域地质进行概略观察以及对矿床、矿点进行检查等。但在实测剖面工作中，首先要解决以下问题，一是地层层序、岩层厚度、接触关系、矿产赋存层位及各种技术指标和剖面上各种物化探异常特点及矿点资料，二是确定地质制图的地层划分单位和各填图单位的顶底标志，三是研究工作区内的地质构造。2）路线地质观察及野外地质图的填绘工作。按地质测量工作要求，野外实测工作要循着一定的观察线路进行，如果线路选不好，填图工作就无法进行。因此，应按规范要求选好地质观测路线，按一定间距布满全区，以路线间距的大小确定填图比例尺和地质构造复杂程度，如1∶50000地质测量，路线间距一般为500m~700m。以穿越地层走向和构造线的路线方向为主，对重要的地质界线应采取沿走向追索方式。在测量地质观测路线时要随时记录地质情况并划分出地层单位和相带分界线、断层面的出露线以及岩体、矿体等。为确保地质图质量，在观测线路确定后，首先要选取地质观测点（地质点要准确定在地形图上），然后按照地质体分界线的实际出露情况与相邻路线相应点的延伸线相连（连线方向要根据地质体的产状与地形的相互关系而定）。野外地质图是在地质调查的野外工作阶段根据实地观察研究测绘的原始地质图件，它是地质调查工作野外阶段的主要成果，内容应比较详尽，以此为基础，根据实验鉴定资料进行补充、修改和综合取舍便可编绘出正规的地质图。地质图的填绘工作是将各测路线相应点连成线（这些线包括地层间的分界线和岩体与围岩的接触界线，以及断层出露线，它们将地质体的出露线都投影在同一水平面上），同时还要填绘相应数量的产状符号及其他地质标记，使地质图能够清楚地显现地面的露头情况，为后续填图工作打下良好基础。13.2.2 地质工程测量的基本要求地质勘探普查阶段的坐标系统和高程基准一般应采用国家系统（困难及有特殊要求时可采用独立系统），应提供满足地质填图需要的地形图（其比例尺应大于或等于地质图比例尺，无相应地形图时应测制与地质图相适应的地形图，若当地质填图急需可测制地形简测图），各种探矿工程、勘查剖面线、矿体和主要地质界线上的地质观察点应进行定测，进行水源地普查时可根据普查区的具体情况及地质工作发展远景布设四等水准或等外水准并视需要联测一定数量的水井或探井的地面高程，水井或探井的平面位置中误差应小于图上0.3mm、高程位置中误差应小于图上1/5等高距。地质勘探工程测量应根据矿区已有的各等三角点、GPS点、导线点和图根点进行，其平面与高程系统应保持一致。在尚未建立控制网的矿区应测设勘探基线作为布设和测定地质勘探工程的依据并在矿区控制网建立后进行联测和改算。勘探线剖面测量的平面位置中误差对剖面控制点应小于图上0.1mm、剖面测站点应小于图上0.3mm、剖面点应小于图上0.5mm，高程中误差对剖面控制点应小于图上1/8等高距、剖面测站点应小于图上1/6等高距、剖面点应小于图上1/3等高距，平面及高程中误差均指对近图根点而言。勘探工程点定位测量中探槽、探井、坑口、井口取样钻孔、地质点等的平面位置中误差一般应小于图上0.3mm、高程中误差应小于图上1/5等高距，钻孔定位的平面位置中误差一般应小于图上0.1mm、高程中误差应小于图上1/8等高距。勘探坑道测量中近井点、坑口、井口位置点的平面位置中误差一般应小于图上0.1mm、高程中误差应小于图上1/10等高距。勘探坑道导线测量终点的平面位置中误差对导线起始点一般应不大于0.3m、高程中误差应不大于0.1m。矿区开展地质勘探工程测量工作前应编写技术设计书，工作结束后应编写测量工作成果报告。当矿区控制点密度不足时可利用矿区已有控制点用

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