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1、第九章巷道施工测量第九章巷道施工测量本讲稿第一页，共三十七页巷道施工测量巷道施工测量巷道放样：把设计的巷道标定到实际中去实质：标定巷道中线、腰线。实质：标定巷道中线、腰线。本讲稿第二页，共三十七页第一节第一节 巷道中线的标定工作巷道中线的标定工作 中线中线：巷道水平投影的几何中心线 作用：指示巷道水平面内的掘进方向 给中线：将图纸上设计好的巷道标设到实地，指导掘进方向和位置，边掘边标，不断向前 标定中线的过程：1.检查设计图纸。检查设计图纸。2.确定标定的必要数据，标定要素。确定标定的必要数据，标定要素。3.实地标定巷道开切点位置和掘进方向。实地标定巷道开切点位置和掘进方向。4.标定和延长巷道
2、的中腰线。标定和延长巷道的中腰线。5.测绘已掘巷道，填图，检查纠己标设方向。测绘已掘巷道，填图，检查纠己标设方向。本讲稿第三页，共三十七页一、一、标定巷道开切点和掘进方向标定巷道开切点和掘进方向开门子？BA45已知：已知：4、5点为原有巷道点为原有巷道内的导线点。内的导线点。标定新设计的巷道，标定新设计的巷道，A为为巷道的开切点，巷道的开切点，AB为巷为巷道的中线。道的中线。？本讲稿第四页，共三十七页准备工作：准备工作：1、标定前，量出、标定前，量出(或算出或算出)4-A的距离的距离l1和和5-A的距离的距离l2，l1+l2要等于要等于4-5导线边长。导线边长。2、量出、量出(或算出或算出)4
3、-5边与边与AB间的夹角间的夹角。为指向角为指向角，l1、l2和和即为所需的标定要素。即为所需的标定要素。标定仪器标定仪器标定仪器标定仪器：经纬仪法或全站仪经纬仪法或全站仪经纬仪法或全站仪经纬仪法或全站仪BA4L1L25本讲稿第五页，共三十七页BA45L1L221 1 1、在、在、在、在4 4点安置仪器，照准点安置仪器，照准点安置仪器，照准点安置仪器，照准5 5点量取点量取点量取点量取l l1 1，在顶，在顶，在顶，在顶板上标出开切点板上标出开切点板上标出开切点板上标出开切点A A，丈量，丈量，丈量，丈量l l2 2作为检核。作为检核。作为检核。作为检核。2 2、在、在、在、在A A点安置仪器
4、，后视点安置仪器，后视点安置仪器，后视点安置仪器，后视4 4点，拨指向角点，拨指向角点，拨指向角点，拨指向角，此时望远镜视线的方向就是新开巷道中线此时望远镜视线的方向就是新开巷道中线此时望远镜视线的方向就是新开巷道中线此时望远镜视线的方向就是新开巷道中线ABAB的的的的方向。方向。方向。方向。步骤：步骤：步骤：步骤：由由由由1 1、A A和和和和2 2组成一组中线点，组成一组中线点，组成一组中线点，组成一组中线点，即可指示新巷道开切的方即可指示新巷道开切的方即可指示新巷道开切的方即可指示新巷道开切的方向。为明显起见，还可用向。为明显起见，还可用向。为明显起见，还可用向。为明显起见，还可用白灰浆
5、或白油漆在顶板上白灰浆或白油漆在顶板上白灰浆或白油漆在顶板上白灰浆或白油漆在顶板上画出三点的连线。画出三点的连线。画出三点的连线。画出三点的连线。标定后应标定后应标定后应标定后应实测实测实测实测 角，作为检核。角，作为检核。角，作为检核。角，作为检核。3 3、沿此方向在原有巷道顶板上固定临、沿此方向在原有巷道顶板上固定临、沿此方向在原有巷道顶板上固定临、沿此方向在原有巷道顶板上固定临时点时点时点时点2 2，在其延长线上再固定临时点，在其延长线上再固定临时点，在其延长线上再固定临时点，在其延长线上再固定临时点1 1。本讲稿第六页，共三十七页 二、二、标定直线巷道中线标定直线巷道中线 巷道开掘后，
6、最初标设的临时中线点常被放炮所破坏或移位，巷道开掘后，最初标设的临时中线点常被放炮所破坏或移位，当巷道开掘当巷道开掘58m 后，应当重新标定一组中线点。后，应当重新标定一组中线点。步骤：步骤：1、检查开切点、检查开切点A是否移位，若发现是否移位，若发现A点已移位，则应重新标定点已移位，则应重新标定A点。点。2、经检查确认、经检查确认A点未移位或重新设置后，将仪器安置点未移位或重新设置后，将仪器安置在在A点上。盘左点上。盘左标定标定角，并沿视线方向在新巷道内标角，并沿视线方向在新巷道内标出出2点，再用盘右标出点，再用盘右标出2点，取它们的中点点，取它们的中点2作为中线作为中线点。点。3、为了避免
7、差错，应重新用一个测回测、为了避免差错，应重新用一个测回测角，作为检查。角，作为检查。所测角值与标定角值之差应在所测角值与标定角值之差应在1以内，若超限则应重新以内，若超限则应重新标定标定2点。点。本讲稿第七页，共三十七页BA452221 4 4、检查符合要求后，沿检查符合要求后，沿检查符合要求后，沿检查符合要求后，沿A2A2方向再标设方向再标设方向再标设方向再标设1 1点。点。点。点。A A、1 1、2 2三点组成三点组成三点组成三点组成一组中线点。中线点应固定在顶板上挂下垂球线指示巷道掘进一组中线点。中线点应固定在顶板上挂下垂球线指示巷道掘进一组中线点。中线点应固定在顶板上挂下垂球线指示巷
8、道掘进一组中线点。中线点应固定在顶板上挂下垂球线指示巷道掘进的方向。的方向。的方向。的方向。一组中线点不得少于一组中线点不得少于一组中线点不得少于一组中线点不得少于3 3个，点间距离不小于个，点间距离不小于个，点间距离不小于个，点间距离不小于2m2m为宜。为宜。为宜。为宜。本讲稿第八页，共三十七页 三、直线巷道的延长和检查三、直线巷道的延长和检查 中线不断向前延设中线不断向前延设,掘掘3040M延设一组中线。保延设一组中线。保证最前一个中线点距工作面不超过证最前一个中线点距工作面不超过4050m,以防掘偏。以防掘偏。方法：经纬仪法，瞄线法，拉线法方法：经纬仪法，瞄线法，拉线法ABC本讲稿第九页
9、，共三十七页本讲稿第十页，共三十七页四、标定曲线巷道中线四、标定曲线巷道中线 井下运输巷道转弯处或巷道分岔处，都有一段曲线巷道。井下运输巷道转弯处或巷道分岔处，都有一段曲线巷道。曲线巷道中心线是一条平面曲线。曲线巷道中心线是一条平面曲线。井下曲线都是井下曲线都是圆曲线圆曲线，半径一般在，半径一般在1025m。其半径根据矿。其半径根据矿车行驶速度及矿车轴距等因素而定。车行驶速度及矿车轴距等因素而定。曲线的曲线的起点、终点、曲线半径和转角起点、终点、曲线半径和转角(曲线中心角曲线中心角)等参等参数均在设计中给定。数均在设计中给定。曲线巷道的中线是弯曲的，无法像直线巷道那样直接标出中线，曲线巷道的中
10、线是弯曲的，无法像直线巷道那样直接标出中线，而只能在一定范围内以直代曲。而只能在一定范围内以直代曲。方法：方法：弦线法和短弦法弦线法和短弦法直代曲？本讲稿第十一页，共三十七页(一一)弦线法：弦线法：分段分段弦线长度弦线长度可以是相等，也可以不等可以是相等，也可以不等分几段？弦长？分几段？弦长？为45-90，分2-3段。为90-180，分4-6段。1、计算标设要素、计算标设要素首先要首先要确定合理的弦线、弦线长度确定合理的弦线、弦线长度l。弦线长度弦线长度l:曲线始点曲线始点曲线始点曲线始点A A，终点，终点，终点，终点B B，曲线半径，曲线半径，曲线半径，曲线半径R R，中心角，中心角，中心角
11、，中心角、n分段数分段数本讲稿第十二页，共三十七页本讲稿第十三页，共三十七页起点起点起点起点A A和终点和终点和终点和终点B B处的转向角为：处的转向角为：处的转向角为：处的转向角为：A A=B B=180+/2n=180+/2n 中间各弦交点处的转向角为：中间各弦交点处的转向角为：1 1=2 2=180+/n 上例为转向角大于上例为转向角大于上例为转向角大于上例为转向角大于180180的情况。反之，当转向的情况。反之，当转向的情况。反之，当转向的情况。反之，当转向角小于角小于角小于角小于180180，即由，即由，即由，即由B B向向向向A A掘进时，则上述各转向角掘进时，则上述各转向角掘进时
12、，则上述各转向角掘进时，则上述各转向角(左角左角左角左角)相应为：相应为：相应为：相应为：180-/2n 180-/2n和和和和180-/n180-/n 本讲稿第十四页，共三十七页不等炫长标定：不等炫长标定：本讲稿第十五页，共三十七页2 2 实地标设实地标设实地标设实地标设步骤：1、标出标出A点。在点。在A点安置仪器，后视点安置仪器，后视 直线巷道中线点直线巷道中线点M，测设转向角，测设转向角A，给出弦，给出弦A1的方向。的方向。2、在在A1的反方线上于巷道顶板标出中线点的反方线上于巷道顶板标出中线点1和和1，则，则1、1、A三点组成一组中线点，指示三点组成一组中线点，指示A1段巷道掘进的方向
13、。段巷道掘进的方向。3、当掘至当掘至1点后，再置仪器于点后，再置仪器于A点，在点，在A1方向上量取弦长方向上量取弦长l标标出出1点。然后将经纬仪置于点。然后将经纬仪置于1点，后视点，后视A点，拨转向角点，拨转向角1可标出可标出12段巷道掘进的方向。照此办法逐段标设下去，直至弯道的段巷道掘进的方向。照此办法逐段标设下去，直至弯道的终点终点B为止。为止。本讲稿第十六页，共三十七页本讲稿第十七页，共三十七页第三节第三节 巷道腰线的标定工作巷道腰线的标定工作 为了运输、排水或其他需要，井下巷道须有一定的坡度或倾角。为了运输、排水或其他需要，井下巷道须有一定的坡度或倾角。腰线：腰线：指示巷道在竖直面内的
14、方向线，又称坡度线。指示巷道在竖直面内的方向线，又称坡度线。作用：用来指示巷道在竖直面作用：用来指示巷道在竖直面内的掘进方向及调整巷道底板内的掘进方向及调整巷道底板或轨面坡度用的。或轨面坡度用的。位置：腰线通常标设在巷道的位置：腰线通常标设在巷道的一帮或两帮上，离轨面一帮或两帮上，离轨面1m或或1.5m。不论采用哪种数值，全矿井应统一，以免造成差错。不论采用哪种数值，全矿井应统一，以免造成差错。不论采用哪种数值，全矿井应统一，以免造成差错。不论采用哪种数值，全矿井应统一，以免造成差错。本讲稿第十八页，共三十七页 每组腰线点不得少于每组腰线点不得少于3个个，点间距不小于，点间距不小于2m为宜。为
15、宜。最前面一个腰线点至掘进工作面的距离一般不应超过最前面一个腰线点至掘进工作面的距离一般不应超过30m。标定巷道腰线时的准备工作和标定中线时基本标定巷道腰线时的准备工作和标定中线时基本是一样的，是一样的，实际标设工作也往往同时进行，要注实际标设工作也往往同时进行，要注意它们之间的联系。意它们之间的联系。本讲稿第十九页，共三十七页一、一、斜巷腰线的标定斜巷腰线的标定（一）经纬仪法（全站仪）（一）经纬仪法（全站仪）1.中线点兼作腰线点的标设法中线点兼作腰线点的标设法:特点是在中线点的垂球线上作出腰线的标志。同时量腰线标志到中线点的特点是在中线点的垂球线上作出腰线的标志。同时量腰线标志到中线点的距离
16、，以便随时根据中线点恢复腰线的位置。距离，以便随时根据中线点恢复腰线的位置。如图所示如图所示:1、2、3点为一组点为一组已标设腰线点位置已标设腰线点位置的中线点，的中线点，4、5、6点为待设腰线点为待设腰线点标志的一组中线点。点标志的一组中线点。本讲稿第二十页，共三十七页步骤：步骤：1 1、安置仪器在安置仪器在3，量，量i，倾角，倾角、垂距垂距垂距垂距a a3 3。2、在、在4、5、6上用标出视线位置，上用标出视线位置，腰线点的垂距腰线点的垂距腰线点的垂距腰线点的垂距b b为：为：为：为：b=i-ab=i-a3 3 3 3、在中线上找出腰线位置后，拉水平线将腰线点标、在中线上找出腰线位置后，拉
17、水平线将腰线点标、在中线上找出腰线位置后，拉水平线将腰线点标、在中线上找出腰线位置后，拉水平线将腰线点标设在巷道帮上，以便掘进人员掌握施工。设在巷道帮上，以便掘进人员掌握施工。设在巷道帮上，以便掘进人员掌握施工。设在巷道帮上，以便掘进人员掌握施工。本讲稿第二十一页，共三十七页 2.2.伪倾角标设法伪倾角标设法tg=h/OA,tg=h/OA,tg=h/OBtg=h/OBtg=tgOA/OBtg=tgOA/OB即即 tg=tgcos tg=tgcos 式中：式中：OAOA、OBOB两两视线间的水平角。视线间的水平角。本讲稿第二十二页，共三十七页1 1）根据已有腰线点）根据已有腰线点）根据已有腰线点
18、）根据已有腰线点3 3量取量取量取量取33到到到到3 3的距离的距离的距离的距离b b。2 2）在新腰线点）在新腰线点）在新腰线点）在新腰线点4 4，测出水，测出水，测出水，测出水平角平角平角平角，算出伪倾角，算出伪倾角，算出伪倾角，算出伪倾角。3 3）根据）根据）根据）根据，标出标出标出标出44。4 4）最后从）最后从）最后从）最后从44点用小钢尺向点用小钢尺向点用小钢尺向点用小钢尺向上或向下量取上或向下量取上或向下量取上或向下量取b b值定出腰线值定出腰线值定出腰线值定出腰线点点点点4 4。步骤：本讲稿第二十三页，共三十七页(二二二二)用斜面仪标设腰线用斜面仪标设腰线用斜面仪标设腰线用斜面
19、仪标设腰线在经纬仪主望远镜在经纬仪主望远镜在经纬仪主望远镜在经纬仪主望远镜2 2的上部安装一的上部安装一的上部安装一的上部安装一个副望远镜个副望远镜个副望远镜个副望远镜1 1，其转动轴，其转动轴，其转动轴，其转动轴3 3同时垂同时垂同时垂同时垂直于主望远镜视准轴及横轴，同直于主望远镜视准轴及横轴，同直于主望远镜视准轴及横轴，同直于主望远镜视准轴及横轴，同时副望远镜的视准轴与本身转动时副望远镜的视准轴与本身转动时副望远镜的视准轴与本身转动时副望远镜的视准轴与本身转动轴垂直。当主望远镜视准轴置于轴垂直。当主望远镜视准轴置于轴垂直。当主望远镜视准轴置于轴垂直。当主望远镜视准轴置于巷道设计倾角的倾斜方
20、向上时，巷道设计倾角的倾斜方向上时，巷道设计倾角的倾斜方向上时，巷道设计倾角的倾斜方向上时，转动副望远镜，此时副望远镜视转动副望远镜，此时副望远镜视转动副望远镜，此时副望远镜视转动副望远镜，此时副望远镜视准轴扫过的是一平行于腰线的倾准轴扫过的是一平行于腰线的倾准轴扫过的是一平行于腰线的倾准轴扫过的是一平行于腰线的倾斜面。倾斜面与巷道两帮的线即斜面。倾斜面与巷道两帮的线即斜面。倾斜面与巷道两帮的线即斜面。倾斜面与巷道两帮的线即是与巷道腰线相平行的一条线。是与巷道腰线相平行的一条线。是与巷道腰线相平行的一条线。是与巷道腰线相平行的一条线。本讲稿第二十四页，共三十七页本讲稿第二十五页，共三十七页二、
21、二、平巷腰线的标定平巷腰线的标定水准仪水准仪半圆仪半圆仪次要平巷次要平巷 在巷道中已有一组腰线点在巷道中已有一组腰线点1、2、3，巷道的设计坡度为，巷道的设计坡度为i，需向前标设一组新的腰，需向前标设一组新的腰线点线点4、5、6。组间距一般。组间距一般为为30m左右。左右。8本讲稿第二十六页，共三十七页步骤：1、水准仪安置在两组点之、水准仪安置在两组点之间，用皮尺量取间，用皮尺量取3-4之间的距之间的距离离l34，h34=l34i2、后视、后视3点的读数点的读数a，前视，前视4读数读数b，（，（a、b的符号以视线为准来的符号以视线为准来定，点在视线之上为正，在视线定，点在视线之上为正，在视线之
22、下为负）。之下为负）。3、然后用小钢尺自读数、然后用小钢尺自读数b的零的零点处上量取点处上量取，得腰线点的位，得腰线点的位置。置。=h34-（a-b）本讲稿第二十七页，共三十七页第四节第四节 激光指向仪及其应用激光指向仪及其应用 采矿机械化的发展和巷道掘进速度加快，使传统的采矿机械化的发展和巷道掘进速度加快，使传统的标定中腰线方法越来越不能适应快速掘进的要求。我标定中腰线方法越来越不能适应快速掘进的要求。我国国2020世纪世纪7070年代以来，先后研制成多种型号的矿用年代以来，先后研制成多种型号的矿用防防爆激光指向仪爆激光指向仪，并已广泛用于矿山指示直线巷道的掘进方向。，并已广泛用于矿山指示直
23、线巷道的掘进方向。而且已应用激光技术作为巷道掘进机的自动方向指导控制。而且已应用激光技术作为巷道掘进机的自动方向指导控制。目前我国矿山应用的激光指向仪基本上都是氦氖激光指向仪。目前我国矿山应用的激光指向仪基本上都是氦氖激光指向仪。2020世纪世纪9090年代研制生产的半导体激光指向仪与前者相比具有年代研制生产的半导体激光指向仪与前者相比具有体积小、重量轻、寿命长、便于安装使用等优点。故这里介体积小、重量轻、寿命长、便于安装使用等优点。故这里介绍国产的绍国产的JZYJZY系列半导体激光指向仪。系列半导体激光指向仪。本讲稿第二十八页，共三十七页本讲稿第二十九页，共三十七页 1.1.激光指向仪的结构
24、激光指向仪的结构 仪器的主要特点是采用半导体激光器为光源，两节仪器的主要特点是采用半导体激光器为光源，两节5 5号电号电池为电源，故体积大大减小，它又设计了悬挂钩，成为便携池为电源，故体积大大减小，它又设计了悬挂钩，成为便携式，在巷道拐弯较多时使用极为方便。仪器由半导体激光发式，在巷道拐弯较多时使用极为方便。仪器由半导体激光发射器、电池腔、后盖、电源开关及悬挂装置组成。射器、电池腔、后盖、电源开关及悬挂装置组成。拧开后盖，装入拧开后盖，装入2 2节节5 5号干电池后将后盖拧紧，按开关号干电池后将后盖拧紧，按开关接通电源，则激光发射器即发出红色光束。悬挂装置的接通电源，则激光发射器即发出红色光束
25、。悬挂装置的两个挂钩挂于巷道内连接两中线点之间的线绳上，激光两个挂钩挂于巷道内连接两中线点之间的线绳上，激光束穿过前面的中线垂球线给出巷道掘进方向，激光束在束穿过前面的中线垂球线给出巷道掘进方向，激光束在掘进迎头形成一个圆形光斑掘进迎头形成一个圆形光斑(在在40m40m内，光斑直径内，光斑直径40mm)40mm)。依光斑中心即可布置炮眼、扶棚或检查工程。依光斑中心即可布置炮眼、扶棚或检查工程质量。质量。本讲稿第三十页，共三十七页本讲稿第三十一页，共三十七页 仪器用后即可取下装入盒内带走，为确保挂钩位仪器用后即可取下装入盒内带走，为确保挂钩位置的正确性，挂钩上设有调节螺旋，以便对挂钩进行置的正确
26、性，挂钩上设有调节螺旋，以便对挂钩进行检校。检校时，在检校。检校时，在4050m4050m内拉线绳或钢丝，在线绳前内拉线绳或钢丝，在线绳前端挂一垂球线，在其背后衬以白纸，在线绳后端悬挂端挂一垂球线，在其背后衬以白纸，在线绳后端悬挂仪器，按动电源开关，则激光束照在前端的线绳上，仪器，按动电源开关，则激光束照在前端的线绳上，并在白纸上映出光斑，当垂线平分光斑时，则仪器悬并在白纸上映出光斑，当垂线平分光斑时，则仪器悬挂轴线与激光束处于同一铅垂面内，不必校正。反之，挂轴线与激光束处于同一铅垂面内，不必校正。反之，则松开指向仪前端挂钩的螺钉，微调该挂钩，使光斑则松开指向仪前端挂钩的螺钉，微调该挂钩，使光
27、斑中心与垂线重合，然后固定挂钩螺钉即可。中心与垂线重合，然后固定挂钩螺钉即可。本讲稿第三十二页，共三十七页2.激光指向仪的安置及使用激光指向仪的安置及使用(1)指向仪在井下的安置指向仪在井下的安置 指向仪的安置地点，距离掘进工作面一般应指向仪的安置地点，距离掘进工作面一般应不小于不小于70m，以防爆破引起仪器振动或损坏。，以防爆破引起仪器振动或损坏。根据仪器的性能，在保证光斑清晰和稳定的前根据仪器的性能，在保证光斑清晰和稳定的前提下，可自行确定仪器到掘进工作面的最大距提下，可自行确定仪器到掘进工作面的最大距离。指向仪的安置方式要视巷道的具体情况而离。指向仪的安置方式要视巷道的具体情况而定。定。
28、本讲稿第三十三页，共三十七页本讲稿第三十四页，共三十七页 在锚杆上安置指向仪与调节光束的步骤。在锚杆上安置指向仪与调节光束的步骤。1)用经纬仪在巷道中标设三个以上中线点，如用经纬仪在巷道中标设三个以上中线点，如A、B、C三点，并在中线垂球线上标出腰线三点，并在中线垂球线上标出腰线位置。位置。B、C两点间距为两点间距为3050m.2)在安置指向仪的中线点处顶板上按一定的尺在安置指向仪的中线点处顶板上按一定的尺寸固定四根锚杆，再将有长孔的两根角钢按寸固定四根锚杆，再将有长孔的两根角钢按在锚杆上。在锚杆上。3)将仪器的托板用螺栓与角钢相连，根据仪器将仪器的托板用螺栓与角钢相连，根据仪器前后的中线垂球
29、移动仪器，使之处于中线方前后的中线垂球移动仪器，使之处于中线方向上，然后把螺栓固紧。向上，然后把螺栓固紧。本讲稿第三十五页，共三十七页4)将电缆从电源经防爆开关引入仪器接线箱内。将电缆从电源经防爆开关引入仪器接线箱内。接通电源，光束即由聚焦镜筒内出。接通电源，光束即由聚焦镜筒内出。5)调整仪器，正确标定光束方向。微调水平微调整仪器，正确标定光束方向。微调水平微动螺旋，使光斑中心对准前方动螺旋，使光斑中心对准前方B、C两个中线。两个中线。再上下调整光束，使光斑中心至两垂球线的再上下调整光束，使光斑中心至两垂球线的腰线标志的垂距腰线标志的垂距d相同为止。这时红橙色激光相同为止。这时红橙色激光束即是
30、与腰线平行的一条巷道中线。安置完束即是与腰线平行的一条巷道中线。安置完毕后，应锁紧调节机构，并套上外罩保护，毕后，应锁紧调节机构，并套上外罩保护，以免受碰或他人随意操作。以免受碰或他人随意操作。本讲稿第三十六页，共三十七页(2)使用激光指向仪的注意事项使用激光指向仪的注意事项1)指向仪在现场安装须由测量人员会同施工单指向仪在现场安装须由测量人员会同施工单位进行。安装完毕后，测量人员应将光束与位进行。安装完毕后，测量人员应将光束与巷道中腰线的关系向施工人员交代清楚。巷道中腰线的关系向施工人员交代清楚。2)施工人员在使用前应检查光束是否偏离正确施工人员在使用前应检查光束是否偏离正确位置，发现问题应及时通知测量人员进行检位置，发现问题应及时通知测量人员进行检查调整。查调整。3)巷道每掘进巷道每掘进100m，要进行依次检查测量，要进行依次检查测量，并根据测量结果调整中腰线。并根据测量结果调整中腰线。本讲稿第三十七页，共三十七页