[科普中国]-三角点

三角点是指在地球表面上，按测量规范的要求选定一系列的点，以这些点为顶点的三角形互相联接在一起组成三角网（锁），在点上设置永久性测量标志，以便进行观测，这些点统称为三角点。每个三角点都要绘制点之记，通过测量算得三角点的坐标成果，为国民经济建设和地形测绘提供基本的平面控制，为研究地球形状，地壳形变，地震预报、地球重力场，空间科学技术等提供必要的资料。

用途测量人员分别选取单一的测量点，点与点之间必须相互清楚可见，经打桩后连成三角网，测量各点方位角，再测定点与点之间的直线距离（边长），根据边长计算坐标，决定多点平面位置，再测量各点海拔高度，这就是三角测量，天文测量、三角测量、水准测量，称为基准点测量，作为绘制地图之基准各点位置，三角点包含了控制平面位置的坐标信息和控制高度的高程数据。1

等级三角点依边长的不同，分为一等、二等、三等、 四等；一等三角点取平均边长为40公里，另约20至25公里之间有一等三角点补点，二等三角点平均边长为8公里，三等三角点平均边长为4公里，四等三角点平均边长为2公里，这其中四等三角点又称为图根点，图根点有「山」字图根点，也就是土地调查专为测量标高，所设置的测量基点；最早是日据时期所立，现由内政部地政司及联勤测量署负责实施重测。

辨识三角点的截面积，浮出地面石柱：一等三角点17公分宽、高度79公分，二等三角点14公分、三等三角点14公分宽、高度60公分，四等三角点宽12公分高46公分；盘石：一等45公分宽、高度20公分，二等30公分高度18公分，三等30公分宽、高度15公分，四等三角点无盘石，基石顶面正中央都刻需细而深「+」字形记号，侧面刻有「☆」等三角点字样，除一等和四等未编列号码外，二等三角点号码则用阿拉伯数字横刻；三等三角点最早期设立的是以汉字直刻四千号之号码，晚期测设的，即四千号以后者，后来改用阿拉伯数字横刻，此外亦有刻上埋设机关及年月等。

图根点图根点亦称四等三角点，此乃属直接施测物位者，奇差误以不见于图为限，为提高精确度供多目标之应用，设立单位早期有总督府、矿务局、拓产局、土地调查局等，图根点另有省府补点，内补、陆补、海补，后来补植有联勤、林务局；基点另有水准点、卫星控制点及地政测量铜标、铜片等测量基桩。2

准备工作收集资料1.1广泛收集测区及其附近已有的控制测量成果和地形图资料。

(1)控制测量资料包括成果表、点之记、展点图、路线图、计算说明和技术总结等。收集资料时要查明施测年代、作业单位、依据规范、平高系统、施测等级和成果的精度评定。

成果精度指三角网的高程、测角、点位、最弱边、相对点位中误差；

水准路线中每公里偶然中误差和水准点的高程中误差等。

(2)收集的地形图资料包括测区范围内及周边地区各种比例尺地形图和专业用图，主要查明地图的比例尺、施测年代、作业单位、依据规范、坐标系统、高程系统和成图质量等。

(3)如果收集到的控制资料的坐标系统、高程系统不一致，则应收集、整理这些不同系统间的换算关系。

1.2收集合同文件、工程设计文件、业主（监理）文件中有关测量专业的技术要求和规定。

1.3准备相应的规范：《国家三角测量规范》、《国家一、二等水准测量规范》、《国家三、四等水准测量规范》、《GPS测量规范》、《水利水电工程施工测量规范》。

1.4了解测区的行政划分、社会治安、交通运输、物资供应、风俗习惯、气象、地质情况。例如了解冻土深度，用以考虑埋石深度；最大风力，以考虑觇标的结构；雾季、雨季和风季的起止时间，封冻和解冻时间，以确定适宜的作业月份。

现场踏勘携带收集到的测区地形图、控制展点图、点之记等资料到现场踏勘。踏勘主要了解以下内容：

2.1原有的三角点、导线点、水准点、GPS点的位置，了解觇标、标石和标志的现状，其造标埋石的质量，以便决定有无利用价值。

2.2原有地形图是否与现有地物、地貌相一致，着重踏勘增加了哪些建筑物，为控制网图上设计做准备。

2.3调查测区内交通现状，以便确定合理的高程测量方案，测量时选择适当的交通工具。

2.4现场踏勘应作好记录，并编写踏勘报告。

技术设计技术设计是根据工程建设项目的规模和对施工测量精度的要求，及合同、业主和监理的要求，结合测区自然地理条件的特征，选择最佳布网方案和观测方案，保证在规定期限内多快好省地完成生产任务。

3.1技术设计必须包括下列主要内容：

3.1.1任务概述：说明工程建设项目的名称、工程规模、来源、用途、测区范围、地理位置、行政隶属、任务的内容和特点、工作量以及采用的技术依据。

3.1.2测区概况：说明测区的地理特征、居民地、交通、气候等情况，并划分测区困难类别。

3.1.3已有资料的分析、评价和利用：说明已有资料的作业单位、施测年代、采用的技术依据和选用的基准；分析已有资料的质量情况，并作出评价和指出利用的可能性。

3.1.4平面控制：说明控制网采用的平面基准、等级划分以及各网点或导线点的点号、位置、图形、点的密度、已知点的利用与联测方案；初步确定的觇标高度与类型、标石的类型与埋设要求；观测方法及使用的仪器。

3.1.5高程控制：说明采用的高程基准及高程控制网等级，附合路线长度及其构网图形，高程点或标志的类型与埋设要求；拟定观测与连测方案，观测方法及技术要求等。

3.1.6内业计算：

外业成果资料的分析和评价，选定的起算数据及其评价，选用的计算数学模型，计算与检校的方法及其精度要求，成果资料的要求等。

3.2控制测量技术设计过程如下：

3.2.1已有控制网成果的精度分析，必要时实测部分角度和边长，掌握起算数据的精度情况。

3.2.2根据控制网的用途、工程规模、类型及建筑布置、精度要求来确定控制网的等级；根据测区地形、起算点情况及使用的仪器设备来确定控制网的类型。平面控制可采用三角测量、边角组合测量、导线测量和GPS测量。高程控制可采用水准测量和三角高程测量，布设成闭合环线、附合线路或结点网。

3.3控制网图上设计

根据工程设计意图及其对控制网的精度要求，拟定合理布网方案，利用测区地形地物特点在图上设计出一个图形结构强的网。

3.3.1三角网(或边角网)对点位的要求:

(1)图形结构好，边长适中，传距角大于20°。

(2)是制高点，山尖上或高建筑物上，视野开阔，便于加密。

(3)视线高出或旁离障碍物1.5米。

(4)能埋建牢固的测量标志，且能长期保存。

(5)充分利用测区内原有的旧点，以节省开支。

(6)为了安全，点位要离开公路、铁路、高压线等危险源。

3.3.2图上设计步骤:

(1)利用工程整体平面布置图展绘已有控制测量网点。

(2)按照保证精度，方便施工和测量的原则布设施工控制测量网点。

(3)判断和检查点间通视情况。

(4)估算控制网的精度。

(5)拟定三角高程起算点及水准联测路线。

3.4控制网优化设计

先提出多种布网方案，测角网、测边网、导线网、边角组合网以及测哪些边、测哪些角等，根据网形和各点近似坐标，利用计算程序进行精度估算，优选出点位中误差最小，相对点位中误差在重要方向上的分量最小，而观测工作量最小的方案。

3.5根据对测区情况的调查和图上设计的结果，写出文字说明，整理各种数据、图表，并拟定作业计划。

3.6上报有关领导部门审核

4.检校仪器

按规范要求在控制测量作业前对准备使用的仪器和配套的器具进行检定和校准。3

测量标志选点选点是把图上设计的点位落实到实地，并根据具体情况进行修改。边角网点选在通视良好、交通方便、地基稳定且能长期保存的地方。视线要避开障碍物。对于能够长期保存、离施工区较远的点要考虑到图形结构和便于加密。直接用于施工放样的控制点要便于放样。

GPS网的选点不要求相连的边都通视，但为了使用常规仪器测量时能够后视和检核，每点至少有两个点与它通视。同时要求地势开阔，能够接收到足够的卫星信号。

建标2.1施工测量的首级控制点和要长期保存的各级控制点应埋设具有强制归心装置砼标墩或钢架标墩；其它平面控制点可埋设地面标石或地面标志。

2.2砼标墩埋标过程：实地标定点位；挖基坑及浇筑标墩基础平台；立模板，树钢筋，浇混凝土，固定不锈钢标盘；外观整饰编号；加保护装置。

2.3钢架标墩埋设过程：实地标定点位；挖基坑及浇筑坑底水平层；树立加工好的钢架标；浇筑混凝土；刷防锈柒；加保护装置。

2.4埋设地面标石是将灌制好的嵌有金属中心标志的标石浇筑埋设于地面，其过程是：挖基坑，坑底要整平夯实，再填砂石捣固，浇底层混凝土树标石并浇筑混凝土。在基岩层上或坚硬的混凝土路面上，可以直接钻孔，将刻有中心标志的胀锚螺栓打入孔内。

2.5标墩埋好后要稳定至少15天才能开始观测。

综采工作面三角点顶板安全管理的新方法综采工作面由于使用了液压支架顶板，使顶板管理得到了明显的控制，并逐渐趋于完善。但是工作面两端三角点处的顶板管理问题，由于压力分布情况特殊，一直是综采工作面顶板管理的难点，也是制约工作面推进速度的关键问题。为此，本文就三角点顶板的安全管理提出一套既简单，又适用的管理方法。

工作面三角点处顶板压力分布的特殊情况综采工作面前后三角点处由于受采煤动压的影响(老顶周期压力及直接顶的压力影响)，同时又受两顺槽压力的叠加影响，压力明显增大，并且空顶面积又较大，设备布置也较集中，所以这里的顶板管理是综采工作面顶板管理的重点和难点。

综采工作面三角点顶板支护的改进(1)液压支架回转梁改造的构思。综采工作面三角点处的煤壁是受力集中处，并且多一个自由面，所以此处的煤壁管理是关键，如果煤壁管理不住，造成片帮，增加了三角点空顶面积，于是增加了三角点顶板管理的难度。对于煤壁的管理，顺槽侧采用预打锚杆并挂网的方法，可以控制住煤壁不向顺槽方向片帮。而工作面方向应采用支架护帮板及时支护的方法控制煤壁片帮，如何达到及时有效的护帮，那就只有及时拉架了。而正常生产过程中，当采煤机刚刚割煤到三角点时，由于设备多、人员复杂等诸多因素，往往不能及时拉架，造成支架护帮板不能及时护帮。此时如果煤壁片帮下来，增加了三角点的空顶面积，给三角点的顶板管理增加了困难。

如果能在不拉架的情况下，就使护帮板及时护帮，并且能支护三角点的空顶，是解决三角点顶板管理难题的关键，于是我们想出将支架回转梁改成可伸缩的形式，当采煤机前滚筒割完顶煤下落割底煤的瞬间，将回转梁的活动部分及时伸出，同时将护帮板及时护向煤壁，使煤壁及时得到保护，使煤壁不片帮，三角点的顶板同时得到了支护。当采煤机向工作面方向进刀开走后，再及时拉架，拉架同时收回回转梁伸出部分，每次伸出步距为0.6 m，刚好与支架拉架步距同步，这样就达到了及时控制三角点处的顶板及煤壁的的，解决了三角点顶板管理难的问题，实现了安全管理。

(2)支架回转梁的改造。如图1所示，将原回转梁(以ZZ4000-17/35型支架为例)分成固定部分和移动部分。采用抽屉式结构并采用16Mn钢板焊接成箱体结构，活动部分采用6根工字钢焊接而成，与原回转梁比较强度足够，移动部分与固定部分的相对运动靠两个伸缩量为600mm的千斤顶来实现。回转梁受力分析如图2所示。可移动部分由于受Tx和T0的影响，为一端固定的简支梁，受力状态比较简单。而固定回转梁部分，虽然受力较复杂，但长度较短，并在结构上做了适当加固措施，能够满足要求。为了防止煤及矸石掉落，在活动部分的上侧加一厚20mm钢板做保护罩，保护罩一端焊接在活动部分，另一端刚好覆盖在固定部分，既可防止煤矸掉落，也可防止煤矸卡在工字钢夹缝中，从而保证回转梁可移动部分伸缩自如。

(3)回转梁的技术参数。①改前回转梁规格：1250mm×1300mm；②改后可移动部分回转梁规格：1050mm×1200mm；③改后固定部分回转梁规格：900mm×1300mm；④伸缩步距：600mm；⑤移动回转梁的伸出力：196kN×2=392kN；⑥移动回转梁的缩回力：98kN×2=196kN；⑦回转缸的推力：392kN；⑧护帮板的推力：196kN。

改造后回转梁的使用与推广1999年下半年改造后的可伸缩回转梁支架先后在铁法煤业集团大兴煤矿Svw404工作面和N2403等多个工作面使用，效果非常好，受到了广大职工的欢迎，已推广到公司所属各矿使用。与此同时，大兴煤矿近来已将这
种可伸缩回转梁支架应用到回风顺槽处使用，效果亦很好。建议在条件允许的情况下，将全工作面支架均采用该种形式，这样可对整个综采工作面的顶板管理又提高一个层次。4

本词条内容贡献者为:

陈红 - 副教授 - 西南大学