測量技術在丁集礦副井井架糾偏監測工程中的應用

馬飛

摘要：副井井架基礎注漿過程中，根據既定的測量方案，按時間周期對井架天輪、平臺及井架基礎進行持續跟蹤監測，掌握天輪、平臺偏移量及井架基礎沉降量，為井架順利糾偏提供可靠的數據保證。

關鍵詞：副井井架；糾偏；監測。

1.引言

丁集礦副井采用凍結法利用永久井架進行鑿井，由于井筒直徑大，穿過沖積層特厚，凍結法鑿井時所需凍結壁厚，凍土范圍大，永久井架四個基礎部分直接坐落在凍結壁范圍內，受土層不均質、凍結壁非均質、土體凍脹融沉差異影響，造成井架基礎沉降的不均勻性。特別是兩個主腿承受的荷載大于兩個輔腿，使得1#、4#的沉降大于2#、3#的沉降，造成東西方向井架偏南60mm、南北方向井架偏東63mm，整個井架受力不均勻，對井架的安全使用產生一定影響，因而需要進行地基處理及井架糾偏。

2.監測目的

通過跟蹤監測，為井架基礎注漿加固施工及時反饋信息，提供有效監測數據，以便于優化設計指導施工。動態分析注漿施工對井架基礎變形的影響，為下一步的機械糾偏提供基礎數據。對臨近的副井絞車房進行現場監測，評價其變形受注漿施工的影響程度。對注漿加固施工可能造成的井架基礎、絞車房基礎及井架意外變形進行預警，確保施工過程中的提升安全性。

3.監測方案及方法

3.1監測方案

在井筒十字線上布設監測基點O10和107，其中O10為主提升中心線上基點，用以觀測天輪實際中心和39.34m南平臺中心，監測其東西偏移量；107用來觀測39.34m東平臺中心，監測其南北偏移量。見圖1

在四個井架基礎布設垂直位移監測點，每個基礎4個，共計16個，用來監測井架基礎沉降量；其中每個基礎上3個垂直位移監測點兼做水平位移監測點，用來監測基礎水平位移量。所有的基點布設于注漿影響范圍外區域。見圖1

3.2監測方法及精度

本次觀測采用相同的觀測路線和測量方法，使用同一測量儀器、設備和相對固定的測量人員，并在基本相同的環境和條件下工作，以此來保證測量的偶然誤差[1]降到最低。施工期間，采取有效措施，防止監測點和基準點的被破壞，監測期間，應定期檢查工作基點的穩定性。

沉降觀測，即井架基礎及周圍建（構）筑物垂直位移量。使用水準儀按光學測微法[2]進行觀測，各監測點與水準基準點組成附合水準路線[2]（見附圖）。測量精度采用二級變形測量[3]，觀測點測站高差中誤差≤±0.5mm。

水平位移監測，井架基礎的水平位移量。根據本工作實際情況，測定水平位移時采用導線法進行觀測。測量精度采用二級變形測量，基準點對中誤差不大于0.5㎜，監測點對中誤差不大于1.5㎜。

天輪及平臺觀測，使用全站儀按測回法[4]進行觀測四個天輪中心和39.34m平臺的刻劃中心。測量精度采用一級導線測角精度要求，測角中誤差為±5″。

3.3監測頻率

注漿施工初期，每3天進行一次觀測，然后根據變形量調整監測周期，當變形量小于2倍觀測中誤差時，降低觀測頻率直至變形量大于2倍觀測中誤差，每周一次或每月一次，當變形活躍時，可加大監測頻率，每天一次。

4.監測過程

4.1 監測成果

監測表明，整個注漿加固施工過程，基礎沉降分為三個階段：在施工注漿孔的過程中，地應力釋放，基礎先下沉，1#和2#基礎下沉約10mm，3#和4#基礎下沉約20mm；在注漿加固過程中，地層受注漿壓力影響，基礎開始抬升，1#、2#和3#基礎上升約30mm，4#基礎上升約60mm；注漿結束后，基礎沉降速度迅速減小，但地層及基礎是否停止沉降還有待于長期監測。

經現場勘測，原四個基礎因凍融引起了不均勻沉降造成井架偏斜，而每個基礎本身也發生不均勻沉降而產生向井筒方向傾斜，造成混凝土基礎面與井架鋼基座面不重合，1#基礎產生1°，2#基礎產生40′的夾角，造成受力不均勻。在注漿加固過程中，單個基礎也產生少量的不均勻沉降，3#基礎顯現最為明顯（見基礎沉降曲線圖）。

對天輪及平臺的偏斜監測表明，先施工北邊1#、2#基礎，在1#、2#基礎注漿的同時，3#、4#在打孔，此時1#、2#抬升，3#、4#下沉，造成天輪平臺向南位移最大達38mm，向東位移24mm，后期隨著1#、2#注漿結束，3#、4#開始注漿抬升，井架平臺回移，向北位移43mm，向西位移29mm。注漿加固工程前后對比，39.34m平臺向北位移5mm，向西位移5mm，相對井筒十字線，39.34m平臺東偏48.6mm，南偏39.5mm。

4.2 機械頂升糾偏后監測結果

2012年6月18日，對副井井架進行了機械頂升糾偏，糾偏主要以機電部門實測鋼絲繩與罐道之間相對關系為標準，地測科全程監測井架39.34m平臺與井筒十字線相對關系，糾偏結束后，對天輪及平臺分別進行實測，基礎灌漿結束，拆除液壓千斤頂后，又進行了復測，前后無明顯變化。

最終地測科實測天輪及平臺相對井筒十字線關系為：天輪1偏東24.5mm，天輪2偏東1.5mm，天輪3偏西18.1mm，天輪4偏西16.7mm，39.34m平臺偏東3.2mm，偏南64.8mm。絞車隊實測提升鋼絲繩與實際罐道中心線關系為：副井雙罐主鉤（+40.2平臺天輪）提升鋼絲繩偏罐道中心線東9.5mm，偏罐道中心線北5mm，副井單罐大罐（+33.6平臺天輪）提升鋼絲繩偏罐道中心線西17.5mm，偏罐道中心線北5mm。

5.結束語

通過在注漿施工過程中對井架基礎及天輪平臺的持續跟蹤監測，準確掌握其位移的動態變化量，為井架的最后機械糾偏提供可靠的數據保障；此次監測過程的實施，證明了監測方案及監測方法的可行性，為以后此類工程的監測實施提供了參考。

參考文獻：

[1] 武漢測繪科技大學測量平差教研室。測量平差基礎，測繪出版社出版，1996.5，北京。

[2] 高井祥，肖本林，楊世清等。數字測圖原理與方法，中國農業大學出版社，2001.4，徐州。

[3] 張國良，朱家鈺，顧和和。礦山測量學，中國礦業大學出版社，2001.7，徐州。

[4] 王丹，陸學智，王雙龍。建筑變形測量規范，中國建筑工業出版社，2008.3，北京。