ВСН 160-69 Инструкция по геодезическим и маркшейдерским работам при строительстве транспортных тоннелей

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

ИНСТРУКЦИЯ
ПО ГЕОДЕЗИЧЕСКИМ
И МАРКШЕЙДЕРСКИМ
РАБОТАМ

ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
ТРАНСПОРТНЫХ ТОННЕЛЕЙ

ВСН 160-69
Минтрансстрой

Утверждена
заместителем министра транспортного строительства
8 сентября 1969 г. и введена в действие с 1 апреля 1970 г.

ОРГТРАНССТРОЙ

МОСКВА 1970

Инструкцию разработали и составили: В.Г. Афанасьев, Б.И. Гойдышев, И.Ф. Демьянчик, В.А. Жилкин, В.Л. Калашников, М.М. Сандер, Е.Н. Соколов.

ПРЕДИСЛОВИЕ

«Инструкция по геодезическим и маркшейдерским работам при строительстве транспортных тоннелей» составлена на основании опыта производства геодезическо-маркшейдерских работ при строительстве Московского, Ленинградского, Киевского, Тбилисского и Бакинского метрополитенов, железнодорожных, автомобильных, гидротехнических тоннелей, при строительстве других подземных сооружений, выполняемых Главным управлением строительства тоннелей и метрополитенов Минтрансстроя, Гидроспецстроем, Министерством энергетики и электрификации СССР. При составлении «Инструкции» использованы: «Техническая инструкция по производству геодезическо-маркшейдерских работ при строительстве метрополитенов и тоннелей», издания 1956 года; «Строительные нормы и правила»; СНиП II -Д.3-62; СНиП III-Б.8-68; «Временные технические условия производства тоннельных работ», Минтрансстрой, издания 1955 г.

В «Инструкции» изложены основные технические условия, приемы и допуски при выполнении геодезическо-маркшейдерских работ и разбивок при строительстве тоннелей и метрополитенов.

Авторы выражают глубокую благодарность главным и участковым маркшейдерам Главтоннельметростроя за ценные и полезные замечания при подготовке рукописи к изданию, позволившие улучшить содержание настоящей инструкции. Особую благодарность авторский коллектив выносит доктору техн. наук профессору Черемисину М.С.

Начальник Геодезическо-маркшейдерского управления Главтоннельметростроя В. Афанасьев

Министерство транспортного строительства

Ведомственные строительные нормы*

ВСН 160-69

Инструкция по геодезическим и маркшейдерским работам при строительстве транспортных тоннелей

Взамен Технической инструкции по производству геодезическо-маркшейдерских работ при строительстве метрополитенов и тоннелей ТИ-Т12-56

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

§ 1 . «Инструкция по геодезическим и маркшейдерским работам при строительстве транспортных тоннелей» является обязательной при строительстве метрополитенов, железнодорожных, автодорожных тоннелей и других подземных сооружений, выполняемых организациями и ведомствами Министерства транспортного строительства.

§ 2 . Задачей геодезическо-маркшейдерской службы при строительстве подземных сооружений является перенесение проекта комплекса сооружений в натуру, обеспечение сбоек тоннелей, строгое соблюдение установленных габаритов, ведение по трассе щитов и эректоров, точное сопряжение всех конструктивных элементов и подземных транспортных узлов как в пределах каждой сооружаемой линии (радиус, диаметр), так и между разными очередями строительства.

§ 3 . Геодезическо-маркшейдерская служба обеспечивает возможность строительства тоннелей и других подземных сооружений одновременно по всей трассе. Отдельно сооружаемые участки трассы (станции, перегоны, камеры съездов, эскалаторные, наклонные тоннели и пересадочные узлы) должны быть точно сопряжены друг с другом и составить в натуре единое инженерное сооружение, предусмотренное проектом.

Внесены

Геодезическо-маркшейдерским управлением Главтоннельметростроя

Утверждены

зам. министра транспортного строительства
8 сентября 1969 г.

Срок введения -

1 апреля 1970 г.

§ 4 . Проектная организация создает наземную геодезическую основу для перенесения проекта в натуру, обеспечивающую требуемую точность сбоек встречных выработок.

§ 5 . Основные разбивочные работы, связанные с перенесением проекта подземных сооружений в натуру, производятся от пунктов подземной маркшейдерской основы, создаваемой маркшейдерской службой строительной организации.

§ 6 . В процессе строительства производятся подробные съемки, имеющие назначение:

а) графическое отображение хода строительных работ на всем его протяжении;

б) контрольный учет объемов основных строительных работ (к основным работам относятся: грунт-порода, бетон, железобетон, укладка тюбингов, блоков, расчеканка, железобетонная рубашка);

в) составление исполнительных чертежей на готовые сооружения, необходимые при эксплуатации и проектировании новых линий метрополитена и тоннелей.

§ 7 . Во время производства горностроительных работ маркшейдерская служба производит наблюдения за осадками сооружений на поверхности и в подземных выработках.

§ 8 . Геодезическо-маркшейдерские разбивки на строительных объектах выполняются только на основании рабочих чертежей, составленных проектной организацией и имеющих подпись главного инженера строящей организации, разрешающую производство работ.

§ 9 . Вычисления и детальные расчеты, необходимые для разбивки, производятся работниками маркшейдерских отделов строительств «в две руки» независимо друг от друга.

Перенесение в натуру разбивочных схем производится только после записи их в маркшейдерскую книгу.

Маркшейдерская книга (пронумерованная и заверенная главным маркшейдером строительства) ведется на каждом строительном участке работниками маркшейдерской службы. В книгу заносятся ежесменные задания и данные об их выполнении.

§ 10 . Геодезические работы, не предусмотренные настоящей технической инструкцией, выполняются в соответствии с требованиями действующих инструкций ГУГК.

§ 11 . Основные разбивки в натуре закрепляются соответствующими маркшейдерскими знаками (схемы же разбивок заносятся в журнал горных работ строительного объекта).

§ 12 . Полевые и камеральные геодезические документы (маркшейдерские книги, полевые журналы, схемы, абрисы и др.) сохраняются до сдачи сооружений в эксплуатацию.

§ 13 . Геодезическо-маркшейдерская служба производит составление, вычерчивание и оформление исполнительных чертежей на все законченные подземные сооружения, подлежащие представлению Правительственной комиссии с последующей передачей их эксплуатирующей организации.

§ 14 . Для обеспечения выполнения технических условий сооружения тоннелей и метрополитенов и в силу специфических особенностей геодезическо-маркшейдерская служба имеет свое специальное «Положение» (глава 26 ).

§ 15 . В инструкции изложены основные технические условия и допуски при выполнении геодезическо-маркшейдерских работ и разбивок на строительстве тоннелей и других подземных сооружений.

Часть I

НАЗЕМНЫЕ ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Глава 1

ТОННЕЛЬНАЯ ТРИАНГУЛЯЦИЯ; ПОЛИГОНОМЕТРИЯ ВЗАМЕН ТРИАНГУЛЯЦИИ.

А. Назначение тоннельной триангуляции; основные требования

1.01 . При строительстве тоннелей значительной протяженности или подземных сооружений, располагающихся на большой площади, обязательно наличие триангуляции или полигонометрии, ее заменяющей.

Городские триангуляционные сети используются для построения триангуляционных цепей или ходов полигонометрии взамен триангуляции, обеспечивающих сооружение отдельных линий метрополитена. При отсутствии в городе триангуляции последняя создается с учетом дальнейшего ее развития для строительства перспективных линий метрополитена.

1.02 . При построении цепи треугольников, обеспечивающей сооружение данной линии метрополитена, как правило, используются знаки городской триангуляции. Сгущение производится с расчетом обеспечения трассы пунктами не реже чем через 3 км.

Не рекомендуется располагать пункты в пределах зоны возможной деформации, а также в удалении от трассы более 2 км.

1.03 . Для тоннелей небольшой протяженности и подземных сооружений, располагающихся на незначительной площади, возможно создание планового обоснования в виде основной полигонометрии или аналитической сети.

1.04 . Для обеспечения требуемой точности сбоек встречных тоннелей и правильной организации основных геодезических работ в каждой цепи триангуляции или в ходе полигонометрии взамен триангуляции рекомендуется подсчитать среднюю квадратическую ошибку взаимного определения конечных точек. Она не должна превышать допусков, приведенных в табл. 1-1 .

Таблица 1-1

Условия построения геодезической основы

Формулы подсчетов допусков

Тоннели сооружаются через порталы или штольни:

без последующего сгущения ходами основной полигонометрии

при последующем сгущении

Тоннели сооружаются через стволы:

без последующего сгущения ходами основной полигонометрии

при последующем сгущении

В указанных формулах:

D - величина допустимого отклонения рабочей оси тоннеля от окончательной оси, определяемой после сбойки встречных тоннелей;

L - длина сооружаемого тоннеля;

l - среднее расстояние между смежными стволами, порталами, штольнями.

При создании триангуляции, обеспечивающей строительство тоннелей, для которых предельная ошибка сбойки определяется допуском 10 см, руководствуются требованиями табл. 1-2.

Для подземных сооружений, располагающихся на большой площади, при определении разряда триангуляции следует исходить из длины наибольшего по протяженности тоннеля, входящего в общий комплекс.

Таблица 1-2

Общая длина тоннеля L

Разряд триангуляции

Длина сторон триангуляции в км

Средняя квадратическая ошибка измеренного угла, подсчитанная по невязкам в треугольниках

Допустимая невязка треугольника

Относительная ошибка измерения д лины базиса

Средняя относительная ошибка выходной стороны

Допустимое увеличение базисной сети ромбического вида

Относительная ошибка определения длины наиболее слабой стороны сети

Средняя ошибка дирекционного угла наиболее слабой стороны сети

Более 8 км

I

4 - 10

± 0 ² ,7

± 3 ²

1 : 800000

1 : 400000

2,5

1 : 200000

± 1 ² ,5

От 5 до 8 км

II

2 - 7

± 1 ² ,0

± 4 ²

1 : 500000

1 : 300000

2,5

1 : 150000

± 2 ² ,0

От 2 до 5 км

III

1,5 - 5

± 1 ² ,5

± 6 ²

1 : 400000

1 : 200000

3

1 : 120000

± 3 ² ,0

От 1 до 2 км

IV

1 - 3

± 2 ² ,0

± 8 ²

1 : 300000

1 : 150000

3

1 : 70000

± 4 ² ,0

Примечани е. В таблице длина L учитывает случай сооружения тоннеля из двух крайних его точек. При наличии промежуточных стволов или штолен необходимо определять величину L экв по формуле:

где L - общая длина тоннеля;

l - среднее расстояние между смежными точками открытия фронта тоннельных работ.

Б. Составление проекта, рекогносцировка и закрепление знаков

1.05 . Проект триангуляции составляется на плане или карте крупного масштаба, на которых должны быть показаны: проектируемая трасса, места расположения стволов, порталов, боковых штреков-штолен и все имеющиеся пункты ранее выполненных триангуляций.

При отсутствии картографических материалов необходимого масштаба проект составляется в процессе производства рекогносцировки на местности.

1.06 . Для решения вопроса об использовании сторон имеющихся триангуляций в качестве базисов производится исследование точности определения длин этих сторон. Если результаты исследования не удовлетворяют требованиям табл. 1-2 , намечается измерение самостоятельных базисов. Расчет частоты базисов в проектируемой цепи производится в соответствии с требованиями табл. 1-1 и 1-2 .

Во всех случаях следует стремиться к измерению непосредственно сторон триангуляционной цепи.

Одновременно с выбором базиса намечаются места закрепления знаков полевого компаратора, используемого при строительстве для компарирования мерных приборов.

1.07 . Выбор исходных дирекционных углов сторон и координат пунктов городской или государственной триангуляции должен основываться на детальном изучении материалов этих триангуляций. Не могут быть использованы в качестве исходных пункты, определенные вставками в основную сеть.

1.08 . Триангуляционные цепи должны представлять собою системы треугольников, близких по форме к равносторонним (желательно с диагональными направлениями). В треугольниках, не подкреплённых диагональными направлениями, связующие углы менее 40° не допускаются.

1.09 . При построении триангуляции для сооружения тоннелей рекомендуется проектировать такое расположение пунктов, которое обеспечивало бы ориентирование каждых двух смежных стволов, штолен, порталов по одной и той же стороне триангуляции.

1.10 . При производстве работ для сооружения тоннелей значительной длины в горной местности и в сложных геологических условиях принимаются необходимые меры для исключения возможных влияний уклонений отвесных линий на точность триангуляции.

1.11 . Удаление линий визирования от любых боковых предметов должно быть не менее 1 м, а по высоте, от крыш зданий или поверхности земли - не менее 2 м. Следует избегать прохождения визирных лучей вблизи дымящих заводских труб и вытяжных труб на крышах домов.

1.12 . При выборе мест закрепления триангуляционных знаков на крышах зданий необходимо учитывать как удобство пользования пунктом и безопасность подхода к нему, так и конструктивные качества той части здания, на которой намечается устройство триангуляционной надстройки.

1.13 . При рекогносцировке знаков на незастроенной территории необходимо учитывать гидрогеологию грунтов и ситуационные условия. Знаки нельзя располагать вблизи линий электропередач, связи и т.д. Триангуляционные центры, как правило, должны располагаться в устойчивых, неоползневых и не подвергающихся выпучиванию грунтах.

1.14 . Основным типом знака для незастроенных территорий следует считать такой, при котором измерения производятся со штатива, столба или при небольших поднятиях инструмента над землей.

1.15 . Все включаемые в триангуляционную цепь знаки старых триангуляций должны детально обследоваться для определения возможности их использования.

1.16 . При выборе мест для закрепления триангуляционных знаков должна быть предусмотрена возможность удобных и надежных примыканий к ним полигонометрических ходов. Особое внимание должно быть обращено на обеспечение видимости с пунктов триангуляции на стволы, порталы, боковые штреки-штольни и другие точки открытия фронта тоннельных работ; выполнение данного условия не должно снижать жесткости построения триангуляционной цепи.

При выборе места закрепления необходимо произвести соответствующие согласования с представителями организации, которой принадлежит данное здание.

1.17 . При производстве рекогносцировки ведется журнал, в котором отображаются все данные, характеризующие условия закрепления и последующего пользования знаками, а также условия видимости по всем намеченным к наблюдению направлениям.

В журнале должно быть дано полное описание всех строительных работ, перечень необходимых материалов, описание подъезда или подхода к пункту, указания о порядке доступа на крыши зданий.

1.18 . В результате рекогносцировки составляется схема триангуляции с указанием примерных величин углов в фигурах, а также сторон, которые должны быть измерены в качестве базисов триангуляции.

1.19 . Закрепление пунктов производится по правилам, принятым для городских триангуляций. Возможно закрепление пункта непосредственно в бетонном перекрытии крыши.

1.20 . По окончании закрепления знака должна быть сделана его зарисовка, к которой прикладывается описание безопасного подхода к знаку и условия пользования им (выбираемые из рекогносцировочного журнала).

Все закрепленные знаки должны быть сданы по акту под наблюдение за сохранностью представителям соответствующих организаций.

В. Измерение базисов

1.21 . Измерение базисов производится по правилам, принятым для соответствующих разрядов городских триангуляций. Попутно с измерением базиса определяется точная длина полевого компаратора. Проволоки, участвующие в измерении базисов, должны эталонироваться на стационарном компараторе до и после измерения.

Образцы журналов измерения базиса и нивелирования целиков штативов приведены в приложениях 1-1 и 1-2.

Измерение сторон триангуляции свето- и радиодальномерами производится в том случае, если они обеспечивают требуемую точность.

1.22 . Оценка точности собственно измерения базиса производится по формулам табл. 1-3 .

Таблица 1-3

Наименование средней квадратической ошибки

Формула оценки

Средняя квадратическая ошибка измерения секции одной проволокой в одном направлении

Средняя квадратическая ошибка окончательного результата измерения секции

Средняя квадратическая ошибка измерения всего базиса одной проволокой в одном направлении

Средняя квадратическая ошибка окончательного результата измерения базиса

В указанных формулах:

d - уклонение результата измерения секции одной проволокой в одном направлении от среднего значения, полученного по всем измерениям;

n - число отдельных измерений;

k - число секций.

Г. Угловые измерения

1.23 . Для измерения углов тоннельных триангуляций используются теодолиты двухсекундной точности и оптические теодолиты. В горной местности, при наличии в цепи направлений со значительными углами наклона, необходимо применять инструменты с накладным уровнем.

При отсутствии таких теодолитов разрешается наклон вертикальной оси вращения инструмента определять при помощи уровня на алидаде, цена деления которого не должна превышать 15 ² . Поправки в измеренные направления, которые вводятся при углах наклона более 3°, вычисляются по следующей формуле

где r - цена деления уровня;

n - число делений уровня, характеризующих наклон инструмента; n считается положительным, если уровень во время измерений отклонялся влево и отрицательным - вправо.

z - зенитное расстояние измеряемого направления.

1.24 . Перед наблюдениями теодолит должен быть исследован по программе, предусмотренной Инструкцией ГУГК о построении государственной геодезической сети.

Уход за инструментами и их поверки осуществляются по правилам, принятым для государственных триангуляций.

1.25 . В триангуляциях, создаваемых для строительства тоннелей, с целью устранения поправок за редукцию и ошибок визирования за счет фаз, в качестве объектов визирования используются специальные марки или штанги, устанавливаемые непосредственно над внешними центрами знаков. Штанги раскрашиваются шашками в белый и красный цвета. После установки штанг, производимой по отвесу, они закрепляются проволочными растяжками.

1.26 . В тоннельных триангуляциях измерение горизонтальных углов производится способом измерения углов во всех комбинациях и способом круговых приемов. В табл. 1-4 приводятся произведения (п × m ) числа направлений n на число приемов m при измерении углов во всех комбинациях и количество приемов при измерении углов круговыми приемами.

1.27 . Угловые измерения производятся по правилам, принятым для городских и государственных триангуляций. В целях исключения действия рена обязательно использование при наблюдениях всего интервала счетной шкалы или барабана микроскоп-микрометра.

Таблица 1-4

Тип инструмента

Способ во всех комбинациях ( п × m )

Способ круговых приемов

I разряд

II разряд

II разряд

III разряд

IV разряд

Т-05 (ТТ-2 ² /6 ² )

36-35

25-21

12

9

4

Т-1 (ОТ-02 и другие ему равноточные инструменты)

48

32-28

15-12

12-9

6

Т-2 (ОТС, ТБ-1 и другие им равноточные инструменты)

-

-

-

15-12

9-6

Приме р. Наблюдения производятся оптическим теодолитом типа Т-2 с 10-минутным интервалом лимба девятью круговыми приемами. Начальные отсчеты на барабане будут около:

I    прием                     1 ¢                             VI      прием                          6 ¢

II       ²                          2 ¢                             VII         ²                               7 ¢

III      ²                          3 ¢                             VIII        ²                               8 ¢

IV     ²                          4 ¢                             IX          ²                               9 ¢

V       ²                          5 ¢

Образец журнала измерения углов триангуляции приведен в приложении 1-3.

1.28 . Ввиду малости сторон тоннельных триангуляций следует добиваться высокой точности центрирования над знаками как теодолита, так и визирных приспособлений. При наличии центрировок и редукций их элементы определяются с погрешностями, не превышающими величин, приведенных в табл. 1-5 (для линейных элементов е и е1) и табл. 1-6 (для угловых элементов Q и Q 1 ).

1.29 . Угловые измерения должны производиться только в условиях благоприятной видимости, при отчетливых изображениях.

В отдельных случаях рекомендуется для обеспечения требуемой точности производить ночные наблюдения с применением искусственного освещения объектов визирования.

1.30 . При угловых наблюдениях должно быть обеспечено соблюдение допусков, приведенных в табл. 1-7 .

Таблица 1-5

Наименьшая длина стороны, км

Точность определения элементов е и е1 , мм

Наименьшая длина стороны, км

Точность определения элементов е и е1, мм

0,5

2

5,0

5

1,0

2

6,0

6

2,0

2

7,0

7

3,0

3

8,0

8

4,0

4

Таблица 1-6

Наименьшая длина стороны, км

1,0

2,0

3,0

4,0

6,0

8,0

е и е1, м

0,1

60 ¢

80 ¢

120 ¢

150 ¢

200 ¢

260 ¢

0,2

30 ¢

40 ¢

60 ¢

80 ¢

100 ¢

130 ¢

0,4

15 ¢

20 ¢

30 ¢

40 ¢

50 ¢

70 ¢

0,6

10 ¢

15 ¢

20 ¢

30 ¢

40 ¢

50 ¢

0,8

8 ¢

10 ¢

15 ¢

20 ¢

30 ¢

40 ¢

1,0

6 ¢

8 ¢

10 ¢

15 ¢

20 ¢

30 ¢

1,5

5 ¢

6 ¢

8 ¢

10 ¢

15 ¢

20 ¢

2,0

3 ¢

5 ¢

6 ¢

8 ¢

10 ¢

15 ¢

Таблица 1-7

Инструмент

Расхождение отсчетов на начальное направление

Колебание направлений, приведенных к нулю

Расхождение угла, непосредственно измеренного, со значением его, подсчитанным как разность или сумма

Т-05 (ТТ-2/6)

5 ²

5 ²

4 ²

Т-1 (ОТ-02 и другие ему равноточные инструменты)

6 ²

6 ²

5 ²

Т-2 (ОТС, ТБ-1 и другие им равноточные инструменты)

8 ²

8 ²

-

1.31 . Как правило, угловые измерения в триангуляции должны быть выполнены дважды, с интервалом во времени не менее месяца.

1.32 . Если к моменту первых измерений углов не были выполнены условия п. 1.16 , перед вторыми измерениями должны быть закреплены дополнительные пункты, обеспечивающие выполнение этих условий. Указанные пункты включаются в программу вторых измерений.

1.33 . По окончании наблюдений на каждом пункте производится их обработка и определяется средняя квадратическая ошибка собственно измерения направлений на станции.

Для указанной оценки применяются формулы табл. 1-8.

Таблица 1-8

Наименование средней квадратической ошибки

Формула оценки

Средняя квадратическая ошибка направления, измеренного в одном приеме

Средняя квадратическая ошибка направления, измеренного в одном приеме, для всей станции

То же по вторичным уклонениям

Средняя квадратическая ошибка среднего значения направления (из всех приемов)

В указанных формулах:

u - уклонение значения направления в приеме от среднего значения;

| u | - сумма абсолютных величин отклонений значений направлений в отдельном приеме от среднего значения;

å u 2 - сумма квадратов уклонений, по каждому направлению;

[ å u 2 ] - сумма сумм квадратов уклонений для всей станции;

[ u ] - сумма уклонений всех направлений в одном и том же приеме;

п - число приемов;

m - число направлении.

Пример оценки точности угловых измерений триангуляции приведен в приложении 1-4.

1.34 . По мере образования в сети геодезических четырехугольников и центральных систем подсчитываются свободные члены полюсных условий. В системах, опирающихся на твер дые стороны и базисы, подсчитываются свободные члены возникающих при этом условий.

Подсчеты производятся по величинам измеренных углов. Свободные члены не должны выходить за пределы допусков табл. 1-9.

Таблица 1-9

Допустимая величина свободного члена полюсного уравнения (в ед. шестого знака логарифмов)

Допустимая величина свободного члена базисного условия (в ед. шестого знака логарифмов)

Допустимая величина свободного члена азимутального условия

В указанных формулах:

D - перемены логарифмов синусов связующих углов при перемене углов на 1 ² (в единицах шестого знака логарифмов);

п - число углов, входящих в подсчет величины свободного члена азимутального условия;

 - ошибки базисов, выходных или твердых сторон в единицах шестого знака логарифмов;

т - среднеквадратическая ошибка измерения угла.

1.35 . В результате полевых измерений должны быть получены следующие материалы:

1 ) чертежи заложенных центров и фотографии построенных знаков;

2 ) журналы измерения базисов и журналы нивелирования целиков базисных штативов;

3 ) журналы измерения углов;

4 ) материалы определений центрировок и редукций;

5 ) полевые контрольные вычисления;

6 ) масштабная схема цепи (сети) с показанием всех измеренных величин и невязок;

7 ) краткая пояснительная записка.

Д. Уравнительные вычисления, оценка точности и составление технического отчета

1.36 . Выбор осевого меридиана плоскости проекции Гаусса и уровенной поверхности триангуляции производится с таким расчетом, чтобы возможно было во всех последующих работах по сгущению геодезической основы (основная и подходн ая наземная полигонометрия, подземная полигонометрия) обходиться без введения поправок за проектирование результатов измерений на плоскость, проекции Гаусса и за приведение к принятому уровню.

Как правило, этого можно добиться, применяя:

а) для городов - принятую систему городских координат (с частным началом) и уровенную поверхность, соответствующую средней отметке города;

б) для внегородских тоннелей - систему координат в проекции Гаусса с целесообразно выбранным осевым меридианом (с разграфкой до 45 ¢ ), а уровенную поверхность на средней отметке подземного сооружения (что позволит обойтись без введения поправок в длины линий подземной полигонометрии; при этом в линии наземной полигонометрии поправки должны вводиться).

1.37 . Для удобства выполнения геодезическо-маркшейдерских работ к отрицательным ординатам (при расположении сооружения к западу от осевого меридиана) прибавляется целое число километров, а в абсциссах (подсчитанных от экватора) отбрасываются тысячи и сотни километров. При этом желательно иметь абсциссы, отличающиеся от ординат на несколько десятков километров. Во всех вычислениях необходимо располагать координату y впереди, координату x - после нее.

1.38 . Для редуцирования длин базисов на плоскость проекции Гаусса пользуются формулой

где d D - поправка за редуцирование (в миллиметрах) - всегда положительна;

D 0 ¢ - длина базиса (в метрах);

ym - ордината середины базиса (в километрах);

R - средний радиус кривизны земного эллипсоида (в километрах);

R = 6370 км;                     

1.39 . Для проектирования длин базисов на принятую уровенную поверхность применяется следующая формула

где D H - поправка за проектирование базиса на уровенную поверхность;

D ¢ 0 и R - то же, что и предыдущей формуле;

Нт - средняя абсолютная отметка базиса;

H 0 - абсолютная отметка принятой плоскости проектирования.

Если D ¢ 0 , Нт и Н0 выражать в метрах, R - в километрах, D H будет выражено в миллиметрах.

1.40 . Для редуцирования направлений на плоскость проекции Гаусса вводятся поправки, вычисляемые по формуле

где d 1-2 - поправка в направление 1-2;

x 1 - абсцисса пункта 1;

x 2 - абсцисса пункта 2;

ym - средняя ордината пунктов 1 и 2;

R = 6370 км;                     r = 206265 ² ;              

Абсциссы и ординаты выражаются в километрах, поправки d получаются в секундах.

Примечани е. Для выбора величин у и х (к формулам, пп. 1.38 и 1.40) пользуются масштабной схемой цепи, на которой должна быть нанесена координатная сетка.

1.41 . Перед уравновешиванием триангуляции производится полная проверка журналов измерений, всех полевых вычислений и схемы сети.

Учитывая малость сторон тоннельных триангуляций, необходимо для вычисления поправок за центрировки и редукции получать предварительные длины этих сторон с достаточной степенью точности.

1.42 . В результате полной проверки полевых материалов составляется список приведенных к центру и редуцированных на плоскость проекций Гаусса направлений и вычеркивается окончательная схема сети. Производится оценка точности угловых измерений по формуле

где f b - невязка треугольника;

п - число треугольников, входящих в оценку точности.

1.43 . Учитывая необходимость использования координат пунктов триангуляции для вычисления координат пунктов полигонометрических ходов и предварительных разбивок, при получении рабочих координат пунктов разрешается использование упрощенных методов уравновешивания. При этих вычислениях рекомендуется сначала уравновесить условия фигур и полюсные условия упрощенными методами, а затем с уравновешенными углами составлять простые цепочки треугольников между базисами или твердыми сторонами.

Не разрешается пользоваться рабочими координатами пунктов триангуляции для всех работ, связанных с ориентированием подземных выработок и разбивками основных подземных сооружений.

1.44 . Перед использованием для уравновешивания дирекционных углов и длин сторон, а также координат пунктов городской или государственной триангуляции должен быть произведен анализ их точности по материалам новых измерений. Для этих целей измеренные углы сопоставляются с разностями исходных дирекционных углов (на твердых пунктах) и подсчитываются свободные члены азимутальных, боковых, базисных и координатных условий. Полученные результаты должны отвечать установкам табл. 1-2 и 1-9 .

Тщательный анализ, в сочетании с изучением материалов при проектировании цепи (см. п. 1.06), позволяет выявить исходные пункты, использование которых может внести недопустимые искажения при уравновешивании триангуляционной цепи.

1.45 . Для окончательного уравновешивания триангуляции используют один из строгих методов. В каждом отдельном случае выбор метода должен обеспечить экономию вычислительного труда. Желательно произвести уравновешивание двумя независимыми способами.

1.46 . Одновременно с уравновешиванием триангуляции необходимо произвести оценку точности элементов сети (см. табл. 1-1 и 1-2 ).

Должны быть определены из уравновешивания средние квадратические ошибки направлений по формулам:

Для способа условных измерений

где u - поправки направлений;

r - число условных уравнений.

Для способа посредственных измерений

где d - число всех направлений в сети (сплошных и несплошных);

r - число всех пунктов в цепи;

p - число определяемых пунктов.

Указанные величины сопоставляются с результатами оценки точности на станциях и по невязкам треугольников. Такое сопоставление рельефно выявляет действие внешних условий (особенно боковой рефракции) и влияние ошибок принятых исходных данных.

Кроме этого, рекомендуется определить ошибки наиболее слабой стороны, наиболее слабого дирекционного угла, а также максимальную ошибку определения координат.

1.47 . По результатам уравновешивания составляется каталог пунктов триангуляции (см. приложение 1-5 ), тщательно проверяемый вторым исполнителем. В каталоге показываются как все вновь определенные пункты и направления, так и все исходные; последние выделяются красным цветом.

В каталоге обязательно указываются осевой меридиан зоны проекции Гаусса и уровенная поверхность, принятые для вычисления триангуляции, а также величины условных увеличений или уменьшений координат.

1.48 . По каждой исполненной триангуляции составляется подробный технический отчет, в котором должны быть даны:

а) расчетное обоснование принятого разряда триангуляции;

б) анализ точности исходных данных, послуживших в качестве основы для развития данной триангуляции;

в) описание условий рекогносцировки;

г) описания и чертежи триангуляционных центров и фотографии построенных знаков;

д) описание методики базисных и угловых измерений и результаты оценки их точности;

е) обоснование принятых зон проекции Гаусса и уровенной поверхности. Здесь же должны быть даны указания о необходимости введения поправок в измеренные элементы наземной и подземной полигонометрии;

ж) описание методики вычислительных работ. Если в процессе строительных работ использовались рабочие координаты пунктов триангуляции, то должна быть приведена сводка расхождений координат и дирекционных углов по рабочим и окончательным данным;

з) результаты оценки точности элементов триангуляции в сопоставлении их с расчетными данными и данными оценки точности полевых измерений;

и) общее заключение о пригодности данной триангуляции для обеспечения требуемой точности всех горностроительных работ и особенно точности сбоек встречных тоннелей.

Е. Тоннельная полигонометрия взамен триангуляции

1.49 . Тоннельная полигонометрия взамен триангуляции прокладывается вдоль трассы сооружения в виде одиночного хода или в виде замкнутых полигонов, опирающихся на пункты государственной или городской геодезической основы.

Пункты тоннельной полигонометрии не рекомендуется располагать в пределах зоны возможной деформации, а также в удалении от трассы более 1 км.

1.50 . Во всех случаях создания тоннельной полигонометрии она должна удовлетворять требованиям табл. 1-10 .

Таблица 1-10

Тоннельная полигонометрия взамен триангуляции

Длина тоннеля

Разряд тоннельной полигонометрии

Длины сторон, км

Средняя квадратическая ошибка измеренного угла поворота

Средняя относительная ошибка измерения стороны

Допустимые относительные ошибки хода

по оценке на станции

Оценка, по многократным измерениям и невязкам фигур

для криволинейного тоннеля

для прямолинейного тоннеля

для криволинейного тоннеля

для прямолинейного тоннеля

по поперечному сдвигу

по продольному сдвигу

Более 8 км

I

3 - 10

± 0, ² 4

± 0, ² 7

1 : 300000

1 : 150000

1 : 200000

1 : 200000

1 : 100000

От 5 до 8 км

II

2 - 7

± 0, ² 7

± 1, ² 0

1 : 200000

1 : 100000

1 : 150000

1 : 150000

1 : 70000

От 2 до 5 км

III

1,5 - 5

± 1, ² 0

± 1, ² 5

1 : 150000

1 : 70000

1 : 120000

1 : 120000

1 : 60000

От 1 до 2 км

IV

1 - 3

± 1, ² 5

± 2, ² 0

1 : 100000

1 : 50000

1 : 70000

1 : 70000

1 : 40000

1.51 . Составление проекта, рекогносцировка и закрепление знаков тоннельной полигонометрии производится по правилам, изложенным в разделе Б настоящей главы, а угловые измерения - в соответствии с методикой, изложенной в разделе Г .

1.52 . Измерение длин сторон тоннельной полигонометрии производится свето- и радиодальномерами. При подборе типа дальномера необходимо учитывать, что точность линейных измерений при криволинейной форме сооружаемого тоннеля должна быть вдвое выше, чем при прямолинейной форме (см. табл. 1-10 ). Это вызвано тем, что при криволинейной форме трассы ошибки линейных измерений существенно влияют на поперечный сдвиг хода, который целиком входит в ошибку сбойки тоннелей.

1.53 . Все угловые и линейные измерения производятся не менее чем дважды, с интервалом во времени не менее месяца.

1.54 . При обработке материалов измерений тоннельной полигонометрии и составлении технического отчета руководствуются указаниями, изложенными в разделе Д настоящей главы.

1.55 . Ходы тоннельной полигонометрии уравновешиваются на основе координат пунктов государственной или городской геодезической основы, если относительные ошибки их не превышают допусков табл. 1-10 . В противном случае ход вычисляется как свободный.

Приложение 1-1

ЖУРНАЛ
измерения базиса

Секция 2

Наблюдатели: 1. Смирнова

Дата: 28 мая 1966 г.

2. Волкова

№ штативов

Проволока № 717. Прямо

Проволока № 715. Прямо

Проволока № 715. Обратно

Проволока № 717. Обратно

П

З

П-З

П

З

П-З

П

З

П-З

П

З

П-З

29 - 30

248

132

+116

189

079

+110

218

106

+112

137

034

+103

373

258

+115

302

192

+110

334

223

+111

260

156

+104

486

371

+115

426

318

+108

467

354

+113

401

298

+103

+11,53

+10,93

+11,20

+10,33

t ° = +24°,0

t ° = +25°,5

30 - 31

387

116

+271

317

052

+265

473

210

+263

319

064

+255

516

246

+270

493

228

+265

598

334

+264

446

189

+257

641

369

+272

617

351

+266

714

450

+264

570

315

+255

+27,10

+26,53

+26,37

+25,57

t ° = +24°,0

t ° = +25°,5

31 - 31а

3,9994

14

3,9980

Инвентарная лента № 7024

3,9997

16

3,9981

Инвентарная лента № 7024

4,0001

20

3,9981

4,0004

22

3,9982

4,0014

31

3,9983

4,0016

33

3,9983

4,0027

45

3,9982

4,0023

41

3,9982

3,99815

3,99820

t ° = +24°,5

t ° = +25°,0

Приложение 1-2

ЖУРНАЛ
нивелирования целиков штативов при измерении базиса

Секция 2

Дата: 28 мая 1966 г.

№ секций

№ штативов

Прямой ход

Обратный ход

Среднее превышение из прямого обратного хода

Примечания

Черная сторона

Красная сторона

Среднее превышение

Черная сторона

Красная сторона

Среднее превышение

Отсчеты

Превышение

Отсчеты

Превышение

Отсчеты

Превышение

Отсчеты

Превышение

9

28

0871

5538

1134

5801

43

42

42,5

42

41

41,5

42,0

29

0914

5580

1176

5842

72

73

72,5

73

73

73,0

72,8

30

0986

5653

1249

5915

43

44

43,5

44

45

44,5

44,0

31

1029

5697

1293

5960

12

13

12,5

12

13

12,5

12,5

31а

1041

5710

1305

5973

Приложение 1-3

ЖУРНАЛ
измерения углов триангуляции

Погода: ясно

Дата: 14 апреля 1966 г.

Видимость: удовлетворительна

Начало: 7 час 00 мин

Наблюдатель: Гаврилов С.С.

Конец: 7 час 50 мин

Теодолит ТБ-1, № 1846

Наименование пункта: Театральный

Название пункта

Отсчеты по горизонтальному кругу

Среднее

Направления

к.л.

к.п.

°

¢

²

°

¢

²

°

¢

²

°

¢

²

18,8

Речной

0

00

24

180

00

16

0

00

20,0

0

00

00,0

Травм. депо

58

46

47

238

46

37

58

46

42,0

58

46

23,2

Школа

123

13

51

303

13

40

123

13

45,5

123

13

26,7

Нагорный

184

57

12

4

57

0,5

184

57

08,5

184

56

49,7

Хлебозавод

241

04

03

61

03

55

241

03

59,0

241

03

40,2

Речной

0

00

21

180

00

14

0

00

17,5

26,0

Речной

20

01

29

200

01

22

20

01

25,5

0

00

00,0

Травм. депо

78

47

57

258

47

49

78

47

53,0

58

46

27,0

Школа

143

15

00

323

14

51

143

14

55,5

123

13

29,5

Нагорный

204

58

15

24

58

07

204

58

11,0

184

56

45,0

Хлебозавод

261

05

10

81

05

00

261

05

05,0

241

03

39,0

Речной

20

01

32

200

01

21

20

01

26,5


Приложение 1-4

Оценка точности угловых измерений на пункте триангуляции

Пункт Театральный

Приемы

Направления

Речной

u

u 2

Травм. депо

u

u 2

Школа

u

u 2

Нагорный

u

u 2

Хлебозавод

u

u 2

[ u ]

[ u ] 2

I

0°00 ¢ 00 ² ,0

0,0

0,00

58°46 ¢ 23 ² ,2

+3,2

10,24

123°13 ¢ 26 ² ,7

+2,0

4,00

184°56 ¢ 49 ² ,7

-2,3

5,29

241°03 ¢ 40 ² ,2

-0,2

0,04

+2,7

7,29

II

00,0

0,0

0,00

27,0

-0,6

0,36

29,5

-0,8

0,64

45,0

+2,4

5,76

89,0

+1,0

1,00

+2,0

4,00

III

00,0

0,0

0,00

29,1

-2,7

7,29

31,2

-2,5

6,25

46,7

+0,7

0,49

41,7

-1,7

2,89

-6,2

33,44

IV

00,0

0,0

0,00

27,4

-1,0

1,00

28,3

+0,4

0,16

48,3

-0,9

0,81

38,2

+1,8

3,24

+0,3

0,09

V

00,0

0,0

0,00

25,2

+1,2

1,44

27,6

+1,1

1,21

47,1

+0,3

0,09

39,0

+1,0

1,00

+3,6

12,96

VI

00,0

0,0

0,00

26,8

-0,4

0,16

28,8

-0,1

0,01

47,9

-0,5

0,25

41,8

-1,8

3,24

-2,8

7,84

Среднее направление [ | u | ] , [ u 2 ]

0,0

+4,4

+3,5

+3,4

+3,8

+9,6

0°00 ¢ 00 ² ,0

58°46 ¢ 26 ² ,4

123°13 ¢ 28 ² ,7

184°56 ¢ 47 ² ,4

241°03 ¢ 40 ² ,0

0,0

-

-4,7

-3,4

-3,7

-3,7

-9,0

0,00

9,1

20,49

6,9

12,27

7,1

12,69

7,5

11,41

70,62

m 0

± 2 ² ,1

± 1 ² ,6

± 1 ² ,6

± 1 ² ,7


[ å u 2 ] = ± 56,86;      å [ u ] 2 = 70,62;

   

    

Приложение 1-5

КАТАЛОГ
координат пунктов триангуляции

Зона проекции Гаусса L 0 = 37°30 ¢ .

Уровенная поверхность H 0 = 175 м.

Наименование пунктов

Координаты

Отметки H

Дирекционные углы

Длины сторон

На какой пункт

y

x

Театральный

18617,378

8643,741

178,623

41°18 ¢ 53 ² ,2

1478,238

Речной

100°05 ¢ 19 ² ,4

1731,618

Травм депо

164°32 ¢ 22 ² ,3

1683,575

Школа

226°15 ¢ 40 ² ,1

1834,112

Нагорный

282°22 ¢ 33 ² ,0

1543,271

Хлебозавод

Травм. депо

20322,221

86132,408

185,104

39°19 ¢ 58 ² ,6

1578,367

Парковый

101°37 ¢ 24 ² ,3

1789,727

Горсовет

204°43 ¢ 17 ² ,0

1618,413

Школа

280°05 ¢ 19 ² ,4

1731,618

Театральный

351°14 ¢ 36 ² ,3

1867,555

Речной

Глава 2 .

ОСНОВНАЯ ПОЛИГОНОМЕТРИЯ НА ДНЕВНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

А. Необходимые условия развития полигонометрии; требуемая точность

2.01 . Основная полигонометрия на поверхности прокладывается вдоль трасс метрополитенов и тоннелей различного назначения с целью обеспечения опорными пунктами:

а) трассирования тоннелей;

б) перенесения проекта сооружений в натуру;

в) сбоек тоннелей в плане.

2.02 . Основная полигонометрия прокладывается в виде сети замкнутых полигонов или одиночных ходов между пунктами триангуляции; при этом длины полигонометрических ходов должны быть в пределах 3 - 4 км. Линейная привязка к пунктам триангуляции чаще чем через 3 км разрешается при условии, если ошибки в определении пунктов триангуляции не внесут заметного искажения в результаты полевых измерений.

2.03 . Основная полигонометрия может служить в качестве самостоятельного планового геодезического обоснования для строительства тоннелей небольшой протяженности (до 1 км).

2.04 . При проектировании, рекогносцировке и производстве полевых измерений основной полигонометрии необходимо учитывать и соблюдать следующее:

а) при строительстве метрополитенов основную полигонометрию прокладывать в виде сети замкнутых полигонов;

б) ходы должны иметь наименьшее количество изломов и, по возможности, прокладываться параллельно трассе. Перемычки (ходы, поперечные направлению трассы) должны иметь минимальную длину;

в) ходы основной полигонометрии прокладывать по возможности между пунктами триангуляции, имеющими непосредственную взаимную связь;

г) длины ходов между узловыми точками не должны превышать 1 км;

д) при рекогносцировке необходимо предусматривать дополнительные передачи дирекционных углов с пунктов триангуляции на стороны полигонометрической сети лучами значительной длины;

е) средняя длина линии должна быть порядка 250 м, наименьшая - не короче 150 м, наибольшая: для метрополитена - не свыше 300 м, а вне городов - не свыше 500 м;

ж) для метрополитенов и тоннелей длиной свыше 0,5 км относительная невязка в периметре хода не должна превышать 1 : 30000 - 1 : 35000, а для тоннелей длиной менее 0,5 км - 1 : 20000;

з) средняя квадратическая ошибка измеренного угла не должна превышать ± 3 ² ;

и) коэффициент случайного влияния при измерении линий ( m ) не должен превышать ± 0,0003, а коэффициент систематического влияния  не должен быть более 0,00001;

к) измерения углов и линий основной полигонометрии производятся дважды, в разное время и в различных условиях. Вторые наблюдения рекомендуется производить другими наблюдателями и инструментами.

2.05 . На участках строительства метрополитена открытым способом основная полигонометрия прокладывается в соответствии с рекомендациями п. 2.04 .

Для обеспечения разбивочных работ производится сгущение сети ходами с длинами сторон порядка 50 - 70 м.

При закладке знаков должна быть предусмотрена сохранность их на протяжении строительства, для чего рекогносцировщик должен детально изучить проект организации работ по сооружению тоннелей.

При измерении углов и линий по ходам сгущения руководствуются допусками, установленными для подходной полигонометрии (см. пп. 3.10 и 3.11).

Б. Составление проекта, рекогносцировка и закрепление знаков

2.06 . Проект основной полигонометрии для строительства метрополитенов и тоннелей составляется на имеющихся планах (а при их отсутствии - на схеме, составленной в результате общей рекогносцировки) с нанесением на них запроектированной трассы, стволов, порталов и строительных площадок.

2.07 . При составлении проекта основной полигонометрии необходимо учитывать последующее развитие сети метрополитена.

2.08 . При составлении проекта основной полигонометрии должна быть предусмотрена наиболее простая и удобная связь полигонометрии с триангуляцией (или с тоннельной полигонометрией, проложенной взамен триангуляции) и намечены системы и способы уравновешивания.

2.09 . При детальной рекогносцировке окончательно устанавливаются места постановки полигонометрических знаков, с учетом подземных коммуникаций.

2.10 . Визирный луч должен проходить не ниже 0,5 м над поверхностью земли и не ближе 0,5 м от боковых предметов.

2.11 . В результате рекогносцировки составляется окончательная схема расположения полигонометрических знаков, а в случае необходимости - пояснительная записка.

2 .12. Полигонометрические знаки, в зависимости от места их постановки, могут применяться различных типов. Независимо от выбранного типа полигонометрический знак должен удовлетворять следующим основным условиям:

а) иметь вполне определенную точку, принимаемую за центр знака;

б) должен быть прочен и устойчив;

в) удобен для производства угловых и линейных измерений.

2.13 . Для незастроенной территории полигонометрическими знаками могут служить рельсы (рис. 2.1 ) или металлические трубы с якорем, забетонированные ниже глубины промерзания грунта, а также бетонный монолит с металлическим стержнем. В застроенных районах применяются знаки типа, показанного на рис. 2.2 , а также марки, закрепленные в бетонном основании мостовой или в бортовом камне. Разрешается использовать ободки смотровых колодцев.

Рис. 2.1 . Закрепление капитального грунтового полигонометрического знака

1 - центр знака, отверстие Æ = 2 мм с медной расчеканкой, 2 - рельс. Размеры указаны в миллиметрах

Рис. 2.2 . Закрепление капитального грунтового полигонометрического знака с колпаком

1 - центр знака, отверстие Æ = 2 мм с медной расчеканкой; 2 - металлический стержень Æ = 40 мм. Размеры указаны в миллиметрах

2.14 . После закладки полигонометрического знака производится привязка его к местным предметам; составляется исполнительная схема заложенных знаков, а также альбом привязок с указанием типа знаков.

В. Измерение углов

2.15 . Для измерения углов основной полигонометрии применяются оптические теодолиты типа Т-2 (ОТО, ТБ-1 и им равноточные). Инструменты, не имеющие заводского паспорта, исследуются. В процессе работ они должны систематически проверяться; особое внимание необходимо уделять тщательной выверке оптического центрира.

2.16 . Измерение углов производится способом круговых приемов четырьмя приемами, с перестановками лимба через 45°, при этом два приема наблюдаются при одном положении оптического центрира, а два другие - при центрире, повернутом на 180°.

Каждому изменению положения центрира инструмента должна соответствовать новая центрировка визирных марок с поворотом их на 180°.

Примечани е. При работе инструментами, оптический центрир которых встроен в алидаду, перецентрирование теодолита не производится.

2.17 . Для исключения влияния рена на результаты измерений обязательно использование всего интервала барабана оптического микрометра (см. п. 1.27 ).

2.18 . Особое внимание при измерении углов необходимо обращать на тщательную центрировку угломерных инструментов и визирных марок.

Ошибка центрирования не должна превышать ± 0,8 мм.

2.19 . При угловых измерениях на станциях, с числом направлений более двух в местах интенсивного уличного движения разрешается производить измерение отдельных углов с выводом невязки горизонта.

Предельная невязка в сумме углов по горизонту f b не должна превышать величины, определяемой формулой

где m ¢ b - средняя квадратическая ошибка собственно измерения угла;

п ¢ - число углов.

2.20 . В случае утраты взаимной видимости между ранее закреплёнными полигонометрическими знаками производится измерение углов внецентренным способом.

2.21 . При измерении углов внецентренным способом необходимо руководствоваться нижеследующим:

а) при длинах линий больших 200 м можно смещать инструмент с центра знака в любом направлении;

б) при вытянутом ходе и длинах линий от 150 до 200 м следует смещать инструмент под углом не более 45° к направлению хода;

в) при измерении углов, близких к 90°, следует смещать инструмент примерно по створу короткой стороны;

г) на узловых точках инструмент смещается примерно по створу самой короткой стороны;

д) смещение инструмента от центра полигонометрического знака не должно превышать 20 м;

е) линейный элемент центрировки е измеряется стальной компарированной рулеткой со средней ошибкой не более 1 мм;

ж) угловой элемент центрировки Q измеряется двумя полными круговыми приемами.

В полевом журнале тщательно зарисовывается расположение инструмента по отношению к центру полигонометрического знака и к измеряемым направлениям.

2.22 . Колебания приведенных к нулю направлений в отдельных приемах и расхождения замыкающих отсчетов на начальное направление не должны превышать ± 8 ² .

2.23 . Допустимая угловая невязка f b в отдельном ходе или замкнутом полигоне не должна превышать величины, определяемой формулой

где m b - средняя квадратическая ошибка измерения угла;

п - число измеренных углов в ходе или полигоне.

2.24 . Измерение углов при определении неприступных расстояний и при снесении координат с пунктов триангуляции производится с той же точностью, что и при измерении углов основной полигонометрии. Особое внимание обращается на поверку основной оси вращения инструмента.

При измерении наклонных направлений необходимо вводить поправки за отклонение от вертикали основной оси вращения инструмента (см. п. 1.23).

2.25 . При наличии интенсивного уличного движения или неспокойных изображений рекомендуется измерение полигонометрии производить в ночное время.

2.26 . По окончании угловых измерений составляется схема, на которую выписываются значения всех измеренных углов и невязки.

Г. Измерение линий

2.27 . Линии основной полигонометрии измеряются инварными проволоками на весу по штативам или кольям с постоянным натяжением в 10 кг при помощи блочных станков и грузов, подвешиваемых на концах проволок. Остатки линий измеряются компарированной рулеткой. Для тоннелей не большой протяженности допускается производить измерение линий стальными компарированными рулетками на весу с постоянным натяжением.

2.28 . Измерение линий проволоками или стальными рулетками производится в прямом и обратном направлениях.

2.29 . До начала работ и по окончании их проволоки должны быть прокомпарированы на стационарном компараторе.

2.30 . В период полевых работ при измерении линий проволоки компарируются на полевом компараторе не реже одного раза в декаду.

2.31 . При отсутствии полевого компаратора проволоки сравниваются с двумя нормальными проволоками (не участвующими в работе). Длина проволоки в результате компарирования должна быть определена со средней квадратической ошибкой не более ± 0,15 мм.

Пример обработки результатов компарирования рабочей проволоки на полевом компараторе с контрольным измерением его длины двумя нормальными проволоками приведен в приложении 2-1.

2.32 . Стальные рулетки, применяемые при измерении линий, компарируются не реже одного раза в два месяца.

2.33 . Установка целиков штативов или кольев в створе измеряемой линии производится с помощью теодолита. Предельная ошибка вешения определяется по формуле

где S - длина мерного прибора;

Т - знаменатель предельной относительной точности полигонометрического хода.

При S = 24 м и                  b = ± 28 мм » ± 3 см.

Расстановка штативов или кольев вдоль линии производится с помощью троса с точностью ± 3 см.

2.34 . Температура воздуха при работе с инварными проволоками измеряется через 2 пролета, а при пользовании стальной рулеткой - на каждом пролете и отсчитывается до 1°. Термометр должен находиться в одинаковых условиях с мерным прибором.

2.35 . На пролете производится три пары отсчетов. Наибольшие расхождения разностей отсчетов (П-З) по шкалам проволоки не должны превышать 0,5 мм.

Запись результатов измерений линий производится в журнале линейных измерений по форме, приведенной в приложении 2-2.

2.36 . Расхождение в длине пролета, измеренного в прямом и обратном направлениях, после введения поправок за температуру не должно превышать 0,5 мм.

2.37 . Относительная ошибка измерения линии, полученная по результатам расхождения прямого и обратного ходов, не должна превышать 1 : 70000.

При длинах линий менее 200 м расхождение в результатах измерения прямого и обратного ходов не должно превышать 3 мм.

Примечани е. При измерении линий в обратном направлении лотаппараты необходимо поворачивать на 180°.

2.38 . Для определения поправок за наклон мерного прибора производится нивелирование целиков штативов или кольев по двусторонним рейкам - при одном горизонте, по односторонним рейкам - при двух горизонтах.

2.39 . Точность определения превышений целиков штативов или кольев 24-метровых пролетов определяется по формуле

где l - длина мерного прибора;

h - превышение на пролете;

Т - знаменатель предельной относительной точности полигонометрического хода;

n - число уложений мерного прибора в линии.

Так, погрешность определения превышений каждого из 24-метровых пролетов для линий длиной 300 м и T = 30000 не должна превышать:

а) ± 5,5 мм при превышениях не более 1 м;

б) ± 3 мм при превышениях от 1 до 2 м;

в) ± 2 мм при превышениях от 2 до 3 м;

г) ± 1,5 мм при превышениях от 3 до 4 м.

2.40 . Длинные стороны разрешается измерять по секциям, которые должны быть связаны между собой не менее чем двумя общими пролетами.

2.41 . Базисы при определении неприступного расстояния измеряются с той же точностью, что и линии основной полигонометрии.

2.42 . Разрешается производить в необходимых случаях косвенные определения линий с обеспечением точности, принятой в основной полигонометрии.

Д. Привязки к пунктам триангуляции

2 .43. В том случае, когда непосредственное измерение расстояний до центра пункта триангуляции невозможно, привязка полигонометрических ходов производится методом снесения координат. Схема снесения должна иметь не менее двух непосредственно измеренных базисов, каждый длиной, примерно равной неприступному расстоянию до пункта триангуляции.

2.44 . Расположение базисов в схеме снесения (рис. 2.3 ) должно быть выбрано с таким расчетом, чтобы углы треугольников, противолежащие базисам, были не менее 40° и не более 140°.

2.45 Передача дирекционного угла с пунктов триангуляции на стороны основной полигонометрии должна производиться при длине визирного луча не менее 400 м.

Рис. 2.3 . Схема снесения координат. Длины сторон указаны в м

2 .46. Если для измерения углов на пункте триангуляции необходимо спроектировать центр знака, то эта работа выполняется тщательно выверенным теодолитом с трех постановок инструмента с расчетом получения проектировочных плоскостей под углами 120°, но не менее 45°.

Проектирование производится при двух кругах. Треугольник погрешностей не должен иметь медиан более 5 мм.

2.47 . Измерение углов на пункте триангуляции для снесения координат производится четырьмя круговыми приемами с измерением не менее двух направлений на пункты триангуляции.

Невязки в треугольниках не должны превышать ± 10 ² .

2.48 . При внецентренном стоянии инструмента на пункте триангуляции измерение элементов центрировки должно быть выполнено дважды с ошибкой линейного элемента не более ± 1 мм. При небольшой величине линейного элемента определение элементов центрировки может быть выполнено графически.

2.49 . При наличии редукции элементы ее измеряются так же, как и элементы центрировки.

2.50 . Обработка результатов угловых и линейных измерений производится по правилам, изложенным в разделе Е настоящей главы.

2.51 . Для целей уравновешивания произведенных измерений при снесении координат составляется схема, на которой выписываются величины измеренных углов, длины линий и полученные угловые невязки в фигурах.

2.52 . При схеме снесения, состоящей из двух треугольников, общая сторона этих треугольников вычисляется отдельно по каждому треугольнику (с предварительным распределением угловых невязок поровну на три угла).

2.53 . Расхождение в вычисленных значениях неприступного расстояния из двух треугольников не должно превышать 1 : 25000. При упрощенных вычислениях из полученных результатов неприступного расстояния берется среднее значение, которое используется для вычисления координат.

2.54 . При неблагоприятной форме треугольников рекомендуется произвести строгое уравновешивание снесений координат с получением поправок как в измеренные углы, так и в длины базисов.

В процессе уравновешивания необходимо произвести оценку точности снесения координат.

Е. Вычисление полигонометрии, оценка точности и составление технического отчета

2.55 . Журналы измерений углов, линий и нивелирования целиков должны быть обработаны в две руки. Средние значения результатов выписываются в журналах чернилами.

2.56 . Поправки за центрировку и редукцию при угловых измерениях вычисляются в две руки.

2.57 . По окончании обработки журналов линейных измерений производится вычисление длин линий с введением всех поправок (см. приложение 2-3).

2.58 . Поправки за проектирование на принятую уровенную плоскость вводятся в длины линий в тех случаях, когда они превышают 1 : 150000 длины линии; при их вычислении пользуются формулой, приведенной в п. 1.39 .

Для редуцирования длин линий на плоскость проекции Гаусса пользуются формулой, указанной в п. 1.38.

2.59 . Вычисление всех поправок в измеренные линии производится до 0,1 мм. Окончательная длина линии округляется до 1 мм.

2.60 . Вычисление длин линий производится на бланках (ведомостях) в две руки; расхождение результатов вычислений не должно превышать 0,4 мм.

2.61 . По окончании обработки полевых журналов, вычисления длин линий и редуцирования их на принятый горизонт составляется схема ходов с указанием на ней окончательных значений углов, длин линий и угловых невязок фигур. Затем производят оценку точности угловых измерений по формуле

где m b - средняя квадратическая ошибка измеренного угла;

f b - угловая невязка в полигоне или ходе;

п ¢ - число углов в полигоне или ходе;

N - число полигонов и ходов.

Пример оценки точности угловых измерений приводится в приложении 2-4.

Оценка точности линейных измерений производится по разностям двойных измерений.

Коэффициент влияния случайных ошибок на 1 м длины вычисляется по формуле

где р - вес - величина, обратная длине линии ;

К - произвольно выбранный коэффициент;

п - число линий, включенных в оценку точности;

d 1 - вычисляется по формуле

         

где l - коэффициент остаточного систематического влияния линейных измерений;

d - разности между значениями длин линий из двух разновременных измерений (см. пп. 2.04, к).

Пример оценки точности приведен в приложении 2-5.

2.62 . Уравновешивание полигонометрической сети производится раздельно: сначала уравновешиваются угловые измерения с вычислением вероятнейшего значения дирекционных углов линий при узловых точках, а затем уравновешиваются приращения координат с вычислением окончательных координат узловых точек. После этого производится уравновешивание одиночных ходов сети между узловыми точками.

2.63 . За веса дирекционных углов узловых линий принимаются величины, обратно пропорциональные числу измеренных углов хода; за веса координат - величины, обратно пропорциональные квадрату средней квадратической предвычисленной ошибки в положении конечной точки хода, рассчитываемой отдельно для вытянутых и ломаных ходов при значениях:

m = 0,0003;                  l = 0,00001;                m b = ± 3 ² .

2.64 . При уравновешивании полигонометрическая сеть разбивается на отдельные секции, привязанные к пунктам триангуляции. Уравновешивание выполняется по отдельным секциям, при этом в каждой секции совместно решаются все возникающие условия по способу профессора В.В. Попова.

2.65 . При величине относительной невязки в полигонометрическом ходе менее 1 : 50000 разрешается производить уравновешивание ходов упрощенным методом: угловая невязка распределяется поровну на все углы, а невязка в суммах приращений координат - пропорционально длинам сторон с последующим вычислением поправок в дирекционные углы и меры линий.

2.66 . Если относительная невязка в полигонометрическом ходе более 1 : 50000, необходимо произвести уравновешивание хода по способу наименьших квадратов. Для вытянутых ходов при уравновешивании возможно применение таблиц.

Полигонометрический ход считается вытянутым, если направление линий этого хода отклоняется от направления замыкающей в пределах 24° и если данный ход располагается вблизи замыкающей, отклоняясь от нее в ту или другую сторону не более чем на 1 ¤ 8 ее длины.

2.67 . В особо ответственных местах, уравновешивание секций производится строгим способом при совместном уравновешивании угловых и линейных измерений.

2.68 . При уравновешивании дирекционные углы вычисляются до 0 ² ,1; приращения координат и координаты - до 0,1 мм. В каталоги выписываются уравновешенные значения:

а) дирекционных углов - с округлением до 1 ² ;

б) линий - с округлением до 1 мм;

в) координат - с округлением до 1 мм.

Форма каталога координат полигонометрических знаков приводится в приложении 2-6.

2.69 . После окончания уравновешивания производится оценка точности полигонометрической сети по уравновешенным данным. Определяется средняя квадратическая ошибка угла по формулам:

а) при уравновешивании способом узловых точек проф. В.В. Попова

где f b - угловые невязки ходов;

п ¢ - число углов в ходе;

N - число всех ходов;

К - число узловых точек в системе;

б) при уравновешивании способом полигонов проф. В.В. Попова

где å u b - суммарные поправки углов по ходам между узловыми точками;

п ¢ - число углов в ходе;

r - число уравнении в системе.

2.70 . Вычисляются средние ошибки координат на один километр хода уравновешенной полигонометрической сети по формулам:

                                

где d y и d x - поправки в приращения координат, полученные в ходах между узловыми точками;

l - длины ходов, выраженные в километрах;

r - число условных уравнений в сети.

Средняя квадратическая ошибка абсолютного смещения хода на 1 км определяется формулой

2.71 . Составляется таблица, характеризующая полученную точность полигонометрии для каждого хода, по форме табл. 2-1 .

Таблица 2-1

№ ходов по порядку

№ конечных точек хода

Длина хода в метрах

fy

fx

fs

в миллиметрах

1

3642 - 5027

316

+8

-1

8

1 : 39000

2

4137 - 5932

895

-5

+9

10

1 : 89000

3

3059 - 4879

735

+3

-18

18

1 : 41000

2.72 . По окончании полевых и вычислительных работ составляется подробный технический отчет, в котором должны быть даны:

а) описание условий рекогносцировки;

б) характеристика частоты и способов привязки к пунктам триангуляции;

в) характеристика заложенных знаков, их распределение по типам, данные об использованных знаках городской полигонометрии;

г) перечень применявшихся инструментов, описание методики угловых и линейных измерений и результаты оценки их точности;

д) описание методики уравновешивания сети и результаты вычислений (угловые невязки, невязки в координатах и относительные);

е) оценка точности окончательных результатов, соответствие их техническим требованиям.

2.73 . Если основная полигонометрия является самостоятельной основой для строительства тоннелей, в отчете должны быть приведены также:

а) расчетное обоснование принятого способа работ;

б) анализ точности исходных данных;

в) обоснование принятых зоны проекций Гаусса и уровенной плоскости.

Здесь же должны быть даны указания о введении поправок в элементы подходной и подземной полигонометрии;

г) общее заключение о пригодности исполненной полигонометрии для обеспечения требуемой точности всех горностроительных работ и особенно точности сбоек встречных тоннелей.

Ж. Аналитические сети (взамен основной полигонометрии)

2.74 . В открытой пересеченной местности проложение основной полигонометрии рекомендуется заменять построением аналитической сети.

2.75 . Аналитические сети строятся в виде цепей или сетей треугольников, опирающихся на пункты тоннельной триангуляции или тоннельной полигонометрии.

Разрешается вставка одиночных пунктов для передачи координат в порталы, стволы, боковые штольни, скважины и т.д.

2.76 . Аналитические сети должны опираться не менее чем на два базиса, измеряемые со средней относительной ошибкой 1 : 100000. Как правило, в качестве базисов используются специально измеренные стороны аналитической сети. В отдельных случаях базисами могут служить стороны тоннельной триангуляции или тоннельной полигонометрии.

Разрешается также прокладка аналитической цепи треугольников между двумя «твердыми» пунктами (тоннельной триангуляции или тоннельной полигонометрии) без измерения базисов или с измерением одного, контрольного базиса.

2.77 . Возможно сочетание аналитической сети с ходами основной полигонометрии (применительно к условиям местности). В этом случае базисами аналитической сети могут служить стороны основной полигонометрии.

2.78 . При сооружении тоннелей небольшой протяженности, до 1 км, плановым геодезическим обоснованием может служить свободная аналитическая сеть.

2.79 . Длины сторон треугольников должны находиться в пределах от 600 до 300 м.

Количество треугольников между базисами не должно быть более десяти, а при использовании в качестве базисов сторон основной полигонометрии - не более пяти. Углы в треугольниках должны быть в пределах 30 - 120°.

При неблагоприятной форме треугольников намечается измерение диагональных направлений.

2.80 . Знаки аналитической сети закладываются по типу знаков основной полигонометрии.

2.81 . При измерении горизонтальных направлений аналитической сети руководствуются указаниями раздела В настоящей главы.

Угловые измерения в аналитической сети должны производиться дважды, в разное время и в различных условиях. Если количество треугольников между базисами не превышает пяти, разрешается однократное измерение горизонтальных направлений.

Угловые невязки в треугольниках не должны превышать ± 10 ² , а при однократном измерении ± 12 ² .

2.82 . Измерение базисов производится по правилам, установленным для измерения линий основной полигонометрии (см. раздел Г настоящей главы). Измерение базисов производится дважды, в разное время.

Если количество треугольников между базисами не превышает пяти, разрешается однократное измерение базисов.

2.83 . Уравновешивание аналитической сети производится методами условных и посредственных измерений. Для небольшой цепи треугольников разрешается применение упрощенных способов уравновешивания.

2.84 . По окончании полевых и вычислительных работ составляется технический отчет в соответствии с указаниями п. 2.72 .

Приложение 2-1

ОБРАБОТКА
результатов компарирования рабочей проволоки на полевом компараторе с контрольным измерением его длины двумя нормальными проволоками

Приме р. Компарирование 27 мая 1966 года.

По результатам обработки измерений полевого компаратора нормальными проволоками длина его равна:

по проволоке № 1175 .............................................................. 192,0271

по проволоке № 1170 .............................................................. 192,0259

среднее .................................. 192,0265

По результатам измерений компаратора рабочей 24-метровой проволокой № 345 длина его (выведенная без учета поправок за компарирование проволоки, т.е. исходя из ее номинальной длины) получилась равной 192,0296.

Число пролетов n = 8.

Результаты измерений приведены к  = +20 °С.

Разность D = 192,0265 - 192,0296 = -0,0031 = -3,1 мм. Поправка к номинальной длине рабочей проволоки № 345 равна

Уравнение проволоки № 345 на 27 мая 1966 года: L = 24 м - 0,4 мм при   = +20 ° С.

Приложение 2-2

ЖУРНАЛ
измерения линий полигонометрии

Число, месяц и год: 7 марта 1966 г.

Наблюдатели: 1. Алферов

Линия 1072 - 1073

                         2. Петрова

Проволока № 345

Записывающий Сидоров

№ штативов

Прямо

Обратно

П

З

П-З

П

З

П-З

1072-1

449

102

+347

482

140

+342

546

201

+345

562

217

+345

584

240

+344

630

287

+343

+34,5

+34,3

t ° = +2 °С

t ° = +2 ° С

1-2

398

117

+281

528

246

+282

531

253

+278

601

319

+282

618

341

+277

680

399

+281

+27,9

+28,2

Отсутствуют страницы 48 и 49

Приложение 2-5

Оценка точности линейных измерений

№ пп

№ линий

S 1 (м)

S 2 ( м )

d = S 1 - S2 ( мм )

l S ( мм )

d 1 = S 1 - l S ( мм )

d 1 2

p = 1000 / S

pd 1 2 / 1000

1

635 - 636

170,3464

,3419

+4,5

-0,3

+4,8

23,04

5,9

0,1477

2

636 - 637

202,0131

,0174

-4,3

-0,3

-4,0

16,00

5,0

0,0800

3

637 - 638

230,4470

,4511

-4,1

-0,4

-8,7

13,69

4,3

0,0589

4

638 - 639

245,6263

,62 10

+5,3

-0,4

+5,7

32,49

4,1

0,1332

5

639 - 640

191,4070

,4045

+2,5

-0,3

+2,8

7,84

5,2

0,0408

6

640 - 642

233,3470

,3509

-3,9

-0,4

-3,5

12,25

4,3

0,0527

7

624 - 625

208,5561

,5589

-2,8

-0,4

-2,4

6,70

4,8

0,0276

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

48

702 - 703

245,4180

,4142

+3,8

-0,4

+4,2

17,64

4,1

0,0723

49

704 - 705

220,5050

,5062

-1,2

-0,4

-0,8

0,64

4,5

0,0019

50

705 - 706

225,4970

,4999

-2,9

-0,4

-2,5

6,25

4,4

0,0275

51

706 - 707

199,4185

,4204

-1,9

-0,3

-1,6

2,56

5,0

0,0128

10569

-18,1

-0,2

697,05

3 , 8694

Приложение 2-6

КАТАЛОГ
координат пунктов полигонометрии

№ пунктов

Координаты

Дирекционные углы

Длины линий

На какой пункт

y

x

13037

31128,612

7724,948

49°34 ¢ 47 ²

203,238

13038

142°39 ¢ 06 ²

151,314

13049

224°57 ¢ 22 ²

222,352

13036

13038

31283,338

7856,725

55°56 ¢ 54 ²

243,045

13039

229°34 ¢ 47 ²

203,238

13037

13039

31484,709

7992,816

49°47 ¢ 07 ²

206,897

13040

235°56 ¢ 54 ²

243,045

13038

33040

31642,702

8126,400

50° 17 ¢ 14 ²

224,607

13041

229°47 ¢ 07 ²

206,897

13039

320°14 ¢ 24 ²

136,212

13031

Глава 3 .

ПОДХОДНАЯ ПОЛИГОНОМЕТРИЯ.

3.01 . В целях обеспечения исходными знаками производства ориентирования подземных выработок, а также для различных разбивок и съемок строительных площадок прокладывается подходная полигонометрия.

3.02 . Подходная полигонометрия должна, как правило, представлять собой систему ходов или замкнутых полигонов, опирающихся не менее чем на два знака основной полигонометрии.

3.03 . При прокладке подходной полигонометрии в виде одиночного хода между двумя знаками основной полигонометрии измерения рекомендуется производить дважды, в разное время.

3.04 . Длины отдельных ходов или полигонов в подходной полигонометрии не должны превышать 300 м. Подходная полигонометрия должна иметь минимальное число углов поворота, а длины сторон ее не должны быть менее 30 м.

3.05 . На строительных (шахтных) площадках полигонометрические знаки закладываются в местах, обеспечивающих их сохранность. Знак у ствола шахты закладывается с расчетом получения наивыгоднейшей формы соединительного треугольника при производстве ориентирования подземных выработок.

3.06 . Места для закрепления знаков должны обеспечивать удобную установку угломерных инструментов и визирных марок. Визирные лучи должны проходить не ближе чем на 0,3 м от местных предметов и поверхности земли.

3.07 . Знак подходной полигонометрии представляет собой металлический штырь диаметром 2 - 3 см или отрезок рельса длиной 0,4 - 0,5 м, бетонируемый в яме с поперечным сечением 0,5 ´ 0,5 м и глубиной от 0,5 до 1,0 м. В центре штыря или рельса просверливается отверстие диаметром 1 - 2 мм. Разрешается закреплять знаки на ободках смотровых колодцев подземных коммуникаций (водопровод, канализация, связь и др.); центр знака на колодцах оформляется так же, как на штырях или рельсах.

3.08 . Местоположения заложенных знаков зарисовывают ся в абрис, а центры их привязываются линейными промерами к постоянным предметам местности.

3.09 . Угловые измерения выполняются инструментами и способами, указанными в главе 2 (пп. 2.15 - 2.19 ). Особое внимание обращается на тщательность центрировки теодолита и марок. В необходимых случаях, при наличии коротких сторон, применяют метод передачи дирекционного угла путем одновременной постановки двух-трех теодолитов (см. п. 9.32 ).

3.10 . При измерении углов устанавливаются следующие допуски:

а) расхождение двух отсчетов на замыкающее направление в полуприеме не должно превышать ± 8 ² ;

б) колебания приведённых к нулю направлений в отдельных приемах не должны превышать ± 10 ² , а при коротких сторонах (30 - 40 м) ± 15 ² ;

в) угловая невязка в замкнутых полигонах или в ходах между твердыми дирекционными углами не должна превышать , где п ¢ - число измеренных углов в полигоне или ходе.

3.11 . Линии подходной полигонометрии измеряются компарированной стальной рулеткой по штативам, в соответствии с указаниями пп. 2.27 - 2.35 , 2.38 , 2.39 . Относительная разность прямого и обратного измерений линии компарированной рулеткой не должна превышать 1 : 20000; при коротких линиях расхождения между результатами прямого и обратного измерений не должны быть более 3 мм.

3.12 . Не ранее чем за 3 дня до ориентирования шахты заново производятся угловые и линейные измерения подходной полигонометрии. При привязке подходного хода к знаку основной полигонометрии для контроля измеряются все направления и линии на смежные с ним твердые знаки.

3.13 . Передача дирекционного угла на приствольную линию, служащую исходной при ориентировании, производится, как правило, с пунктов триангуляции через длинные стороны; при этом могут быть использованы вспомогательные точки, как на поверхности земли, так и на крышах высоких зданий. Дирекционный угол, переданный с пунктов триангуляции на приствольную линию, сравнивается с дирекционным углом, переданным на эту линию: со стороны основной полигонометрии.

3.14 . Вычисление координат знаков подходных полигонометрических ходов производится методом раздельного уравновешивания. Относительная невязка в периметре хода не должна превышать 1 : 20000; при коротких ходах абсолютная невязка должна быть не более 10 мм.

Глава 4

ВЫСОТНОЕ ОБОСНОВАНИЕ НА ДНЕВНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

А. Схема развития наземного высотного обоснования; составление проекта, рекогносцировка, закрепление знаков.

4.01 . Для создания высотной геодезической основы на поверхности при строительстве метрополитена, а также при сооружении внегородских тоннелей протяженностью свыше 2 км (а в горной местности - свыше 1 км) производится нивелирование II класса.

4.02 . Нивелирование II класса базируется на марках и реперах городского нивелирования I и II классов и представляет собою сеть замкнутых полигонов, охватывающую полосу шириной не менее пятикратной глубины заложения тоннелей, примерно симметричную относительно оси трассы.

При строительстве внегородских тоннелей высотная основа должна опираться на марки и реперы государственного нивелирования I и II классов.

4.03 . Нивелирные опорные ходы III класса прокладываются:

а) для передачи отметок к стволам, скважинам и предпортальным выработкам;

б) для обеспечения высотной основой тоннелей, сооружаемых открытым способом работ;

в) для сгущения высотной основы II класса в районе наблюдений за деформацией поверхностных сооружений;

г) как самостоятельная высотная основа при строительстве тоннелей протяженностью не свыше 2 км, а в горной местности - не свыше 1 км.

Нивелирные опорные ходы III класса прокладываются в прямом и обратном направлениях.

4.04 . Нивелирные ходы III класса прокладываются между реперами II класса и реперами опорных ходов III класса и служат главным образом для определения отметок деформационных реперов.

Нивелирные ходы III класса прокладываются в одном направлении.

4.05 . Проект нивелирной сети для строительства метрополитена составляется на плане. На этот план предварительно наносят проект трассы, а также все реперы и марки городского нивелирования, расположенные в районе трассы. При строительстве внегородских тоннелей, кроме проекта трассы, наносятся марки и реперы государственного нивелирования.

4.06 . При составлении проекта нивелирной сети для строительства метрополитенов следует руководствоваться следующими положениями:

а) расстояние между марками и реперами, определенными нивелированием высших разрядов, должно быть не более 2 км;

б) длины ходов между узловыми реперами не должны превышать 1 км;

в) расстояние между реперами должно быть не более 200 м, а в малозастроенной части - не более 300 м.

г) около строительных площадок, а также в районах сложных узлов строительства расстояния между реперами уменьшаются до 100 м. Составленный проект нивелирной сети уточняется рекогносцировкой в натуре.

4.07 . При строительстве внегородских тоннелей в качестве реперов используются как специально заложенные знаки, так и пункты триангуляции и основной полигонометрии. Если вблизи трассы имеются здания и сооружения, в них закладываются стенные реперы.

В районах строительных площадок, стволов, порталов и боковых штреков-штолен должно быть закреплено не менее двух знаков высотной основы.

4.08 . Стенные реперы закладываются в стенах зданий или устоях инженерных сооружений не менее чем за три дня до начала нивелирования.

Грунтовые реперы закрепляются по типу полигонометрических знаков (см. рис. 2.1).

Местоположения заложенных реперов зарисовываются, привязываются и наносятся на план.

Б. Нивелирование II класса

4.09 . Для производства нивелирования II класса применяются:

а) нивелиры типа Н-1, Н-2, НС2 (НБ-1, НА-1 и им равноточные);

б) рейки с инварной полосой и круглыми уровнями.

4.10 . Перед началом полевых работ нивелир должен быть исследован, а рейки прокомпарированы.

4.11 . Величина k tg i определяется путем двойного нивелирования перед началом работ и ежедневно в первые дни работы. При постоянстве этой величины она в дальнейшем может определяться один раз в три дня. После каждого исправления положения оси уровня величина k tg i определяется заново.

4.12 . При нивелировании рейки ставятся на башмаки или специальные штыри, забиваемые в грунт или твердое покрытие проездов или тротуаров. Стенные или грунтовые реперы, как правило, нивелируются промежуточными взглядами.

Во время отсчета рейки в вертикальное положение устанавливаются по круглому уровню. Правильность уровней ежедневно проверяется по отвесу.

4.13 . Нивелирование между марками и реперами производится в прямом и обратном направлениях. Нормальным расстоянием между инструментом и рейками считается 65 м. Визирный луч не должен проходить ниже 0,5 м над поверхностью земли. При расстоянии от инструмента до реек не свыше 30 м высота визирного луча допускается до 0,3 м.

4.14 . Неравенство расстояний от нивелира до реек допускается не более 1 м. Сумма неравенств в ходе между реперами не должна превышать 2 м.

4.15 . Нивелирование ведется в часы спокойных и отчетливых изображений. При ясной солнечной погоде нивелирование производится примерно с 6 до 10 час и с 15 час с прекращением работ за 1 - 1,5 часа до захода солнца. В пасмурную погоду продолжительность работ может быть увеличена.

4.16 . Во время работы на станции и при переносе на следующую станцию нивелир защищается зонтом от действия солнечных лучей.

Во время работ особое внимание должно быть обращено на охрану и устойчивость штатива и башмаков под рейками.

4.17 . Привязка нивелирных ходов к маркам производится с помощью подвесной рейки с зарисовкой в журнале ее положения и расположения проекций нитей сетки инструмента.

4.18 . Нивелирование II класса производится способом совмещения. Разность превышений, полученная из отсчетов по основной и дополнительной шкалам реек, не должна превышать 0,7 мм (15 делений отсчета барабана).

4.19 . Порядок работ и контроль на станции производится в соответствии с указаниями Инструкции ГУГК по нивелированию.

4.20 . Допустимые расхождения в превышениях между пря мым и обратным ходами, а также невязки в полигонах или ходах, опирающихся на марки и реперы I и II классов, определяются по формуле:

где L - число километров.

В горной местности допустимая невязка определяется по формуле

где n - число штативов в ходе.

4.21 . При получении невязки хода больше установленной в п. 4.20 нивелирование на этом участке повторяется в одном, менее надежном направлении.

Если результаты повторного нивелирования будут отличаться от результатов первоначального, прямого и обратного нивелирования не более полуторного допуска ( ), то за окончательное превышение принимается среднее из трех превышений. При больших расхождениях нивелирование повторяется заново в прямом и обратном направлениях.

4.22 . Оценка точности результатов нивелирования производится:

а) по невязкам в полигонах и ходах между марками и реперами.

Средняя квадратическая случайная ошибка нивелирования определяется по формулам:

                    

где fh - невязка полигона (хода);

п - число штативов полигона (хода);

N - число полигонов (ходов);

[ L ] - общая протяженность полигонов (ходов).

Пример оценки точности нивелирования приводится в приложении 4-1;

б) по разностям превышений, полученных из двойного нивелирования ходов.

Средняя квадратическая случайная ошибка на 1 км хода

где D - величины разностей превышений из двойного нивелирования ходов;

L - длины ходов;

N - число ходов;

в) после уравновешивания вычисляется средняя квадратическая ошибка на 1 км хода по формуле

где р - вес хода;

d - поправка хода;

N - число нивелирных ходов;

r - число узловых точек.

4.23 . Средняя квадратическая ошибка на 1 км хода не должна превышать ± 1,0 мм, а на станции ± 3 мм.

В. Нивелирование III класса

а) Опорные ходы III класса

4.24 . Нивелирование ведется замкнутыми полигонами или вытянутыми ходами в прямом и обратном направлениях; ходы и полигоны привязываются к реперам нивелирования высших классов.

4.25 . Для производства нивелирования III класса применяются:

а) нивелиры типа Н-3, НС-3 (НВ-1, НСМ-2А с самоустанавливающейся линией визирования и им равноточные);

б) двусторонние 3-метровые шашечные рейки с сантиметровыми делениями.

4.26 . Рейки должны быть прокомпарированы. Случайные ошибки дециметровых делений реек не должны превышать ± 0,5 мм. Каждая рейка должна иметь круглый уровень, проверяемый ежедневно по отвесу.

4.27 . При производстве нивелирования рейки устанавливаются на башмаки или железные штыри, на реперы и полигонометрические знаки.

4.28 . Нивелирование производится из середины при расстояниях от инструмента до реек около 50 м. В случае плохой видимости эти расстояния сокращаются.

4.29 . Нивелирование ведется по одной средней нити, по черной и красной сторонам реек. Образец журнала для нивелирования III класса приводится в приложении 4-2 .

4.30 . Расхождения между превышениями на станции, опре деленными по черной и красной сторонам реек, не должны превышать 3 мм.

4.31 . Допустимые невязки в ходах между опорными пунктами или в замкнутых полигонах определяются по формуле

где L - длина нивелирного хода или периметр полигона.

При наличии в ходе или полигоне более 16 штативов на 1 километр допустимая невязка определяется по формуле

где п - число штативов в ходе или полигоне.

б) Ходы III класса

4.32 . Нивелирные ходы III класса прокладываются в одном направлении и опираются на реперы I и II классов и на реперы опорных ходов III класса.

4.33 . Нивелирование III класса ведется теми же инструментами и методами, как и нивелирование опорных ходов III класса (см. пп. 4.25 - 4.30 ).

4.34 . Допустимые невязки в ходах между реперами высших разрядов или в замкнутых полигонах определяются по формуле

где L - длина нивелирного хода или периметр полигона в км.

При наличии в ходе или полигоне более 16 штативов на 1 км хода допустимая невязка определяется по формуле

где п - число штативов в ходе или полигоне.

Г. Нивелирование IV класса

4.35 . Нивелирные ходы IV класса прокладываются между реперами высших классов. Нивелирование ведется в одном направлении. Висячие ходы нивелируются в прямом и обратном направлениях.

4.36 . При нивелировании IV класса применяются нивелиры НВ-1, НГ, НТ и другие им равноточные, а также нивелиры НСМ-2а с самоустанавливающейся линией визирования.

Рейки применяются шашечные, двусторонние, с круглым уровнем.

4.37 . Нормальным расстоянием от нивелира до реек считается 100 м, а при увеличении зрительной трубы не менее 30* допускается увеличивать расстояние до 150 м.

Неравенство расстояний от нивелира до реек на станции не должно превышать 5 м.

4.38 . В ходах, опирающихся на пункты нивелирования высших классов, а также в замкнутых полигонах предельные невязки не должны превышать

где L - длина хода в км.

При наличии в полигоне или ходе свыше 16 штативов на 1 км допустимая невязка в полигоне не должна превышать

где п - число станций в ходе.

Д. Вычисления и технический отчет по нивелированию

4.39 . Перед уравновешиванием нивелирования производится проверка журналов наблюдений, в превышения вводятся все необходимые поправки, составляются схемы нивелирных ходов, ведомости превышений и подсчитываются окончательные невязки в ходах и полигонах.

4.40 . Уравновешивание нивелирных ходов производится по отдельным секциям, опирающимся на марки и реперы нивелирования высших классов. Все условия, возникающие в секции, уравновешиваются совместно по способу профессора В.В. Попова, а также методом последовательных приближений или узлов. За веса ходов берутся величины, обратно пропорциональные числу штативов. При небольших значениях невязок применяется упрощенный способ.

4.41 . Если невязки в ходах II класса между отметками марок или реперов городского нивелирования II класса превышают допуск п. 4.20 , разрешается опускать эти марки или реперы как исходные, увеличивая длины секций. Каждое подобное решение должно быть обосновано детальным анализом качества исполненного нивелирования.

4.42 . Разрешается в отдельных случаях вычислять отметки реперов от условного нуля, который в дальнейшем должен быть привязан к маркам или реперам государственной нивелирной сети; после привязки производится перевычисление отметок.

4.43 . При уравновешивании вычисление превышений и отметок производится до десятых долей миллиметра. В каталог отметки выписываются до миллиметра. Вычисление превышений и отметок, а также составление каталога отметок производится в две руки.

4.44 . В результате нивелирования II класса и опорных ходов III класса составляется каталог реперов с занесением в него отметок тригонометрических и полигонометрических пунктов. Форма каталога приводится в приложении 4-3 .

4.45 . В техническом отчете по наземному нивелированию приводятся:

а) обоснование принятой классности;

б) данные о привязках к городской или государственной нивелирной сети;

в) характеристики марок и реперов, их распределение по типам;

г) применявшиеся инструменты, способы нивелирования, данные оценки точности;

д) способы уравновешивания, результаты вычислений (невязки по ходам), оценка точности по результатам уравновешивания.

Здесь же дается обоснование частичных изменений отметок исходных реперов (см. п. 4.41);

е) заключение о пригодности исполненного нивелирования для всех горно-строительных работ, для обеспечения сбоек тоннелей в профиле и для наблюдений за деформациями наземных зданий и сооружений.

Приложение 4-1

Оценка точности нивелирования

№ полигона (хода)

Число штативов, п

Невязка в миллиметрах, fh

fh ²

Периметр полигона или хода в километрах, L

1

10

-3,3

10,89

1,09

1,1

2

13

+1,6

2,56

0,20

1,5

3

36

+1,7

2,89

0,06

3,5

4

14

+2,2

4,84

0,35

1,5

5

35

-2,3

5,29

0,15

3,7

6

20

+1,0

1,00

0,05

2,2

7

36

-2,9

8,41

2,34

3,6

8

43

+4,6

21,16

0,49

4,1

9

54

-2,9

8,41

1,56

5,5

10

13

+3,7

13,69

1,05

1,2

11

37

-4,0

16,00

0,43

3,6

12

15

-0,9

0,81

0,05

1,7

13

12

+3,8

14,44

1,20

1,3

338

9,04

34,5

Приложение 4-2

ЖУРНАЛ
нивелирования III класса

Кировский радиус

Дата: 15 июня 1968 г.

Исп. Шавыкина

№ станции

№№ реперов и точек

Отсчеты по рейке

Превышения

Среднее

Гориз. инстр.

Абсолютные отметки

Примечания

Черная

Красная

Черная

Красная

задняя

передняя

промеж.

задняя

передняя

промеж.

27

8676

828

5495

8008

730

5398

+98

+97

+98

28

8008

547

5213

8004

1432

6100

-885

-887

-886

29

8004

443

5110

8679

1688

6355

-1245

-1245

-1245

30

8679

503

5170

8680

501

5169

+2

+1

+2

31

8680

1770

6437

7895

10

4677

+1760

+1760

+1760

32

7895

1263

5930

80135

366

5033

+897

+897

+897

Приложение 4-3

КАТАЛОГ
отметок реперов

№№ марок

и реперов

Класс нивелирования

Тип знака

Адрес репера

Абсолютные отметки

286

II

стенной репер

Большая Лермонтовская ул., дом 30

231,745

379

II

то же

Теплый переулок, дом 14

235,496

632

III

рельс

Воробьевское шоссе, дом 84

230,417

Глава 5

РАЗБИВКА НА ДНЕВНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРАССЫ И ПОДЗЕМНЫХ КОММУНИКАЦИЙ

А. Перенесение оси трассы и красных линий в натуру

5.01 . Перенесение оси трассы в натуру производится:

а) для метрополитенов - в местах расположения вестибюлей по специальным заданиям проектировщиков и руководства;

б) для внегородских тоннелей - в местах расположения открытых выемок, порталов, шурфов и стволов шахт, на оползневых участках тоннелей, по специальным заданиям проектировщиков и руководства.

5.02 . Во всех случаях, когда закрепляемая в натуре трасса метрополитена не будет использована для строительных работ, следует применять графический метод перенесения.

5.03 . При высоких требованиях к точности перенесения или при отсутствии застройки применяют аналитический метод с использованием пунктов геодезической основы.

В необходимых случаях вынесенные в натуру точки зарисовываются, привязываются к пунктам местности и закрепляются постоянными или временными знаками.

5.04 . Вынесенные в натуру точки должны быть связаны между собою контрольными измерениями. Возможна также графическая проверка этой выноски по крупномасштабным планам.

5.05 . Если количество или расположение пунктов геодезической основы не обеспечивает перенесение оси трассы в натуру, производится прокладка дополнительных ходов методом подходной полигонометрии или методом рабочего обоснования (в зависимости от требуемой точности разбивки).

5.06 . В местах расположения вестибюлей или других наземных сооружений метрополитена производится перенесение в натуру красных линий городской планировки. При наличии отклонений в принятой для строительства системе координат от городской системы производится согласование с геодезической организацией городского Совета.

5.07 . В случаях необходимости получения координат углов зданий опорной городской застройки определение их производится полярным методом или способом угловых засечек.

При обоих способах определения координат точек должен быть обеспечен контроль.

5.08 . Сгущение точек оси трассы, перенесенных в натуру от пунктов геодезической основы, производится: на прямых участках - с помощью створов и на кривых - методом ординат от линий тангенсов или по хордам.

5.09 . При разбивке в пересеченной или горной местности может потребоваться прокладка теодолитных ходов по оси трассы между несколькими «твердыми» точками, перенесенными от пунктов геодезической основы. Углы и линии в натуре откладываются согласно проектным данным. При этом в длины линий должны быть введены поправки за наклон.

Чтобы избежать значительного накопления ошибок, рекомендуется разбивку вести от каждой «твердой» точки до середины соответствующего участка.

5.10 . При повышенных требованиях к точности разбивки оси трассы на поверхности следует вести контрольные измерения откладываемых в натуре углов. При наличии малой разности между отложенным и измеренным углами исправление этой разности производится путем перемещения передней точки, фиксирующей отложенный в натуре угол.

Для этой цели можно пользоваться следующей приближенной формулой

где δ - смещение конечной точки линии в мм;

∆β ² - разность между измеренным и отложенным углами;

L - длина линии в м.

Б. Разбивка и съемка подземных коммуникаций

5.11 . При строительстве метрополитенов необходимо иметь полные данные о городских подземных коммуникациях в районе работ.

5.12 . Разбивка новых подземных коммуникаций, связанных со строительством метрополитена и тоннелей, производится по чертежам проектных организаций, завизированным главным инженером строительства.

5.13 . Разбивка и съемка городских подземных коммуникаций производятся от капитальных и постоянных зданий.

5.14 . Закрепление осей подземных коммуникаций, центров колодцев и углов поворота трассы в плане и профиле производится на обносках.

5.15 . Исполнительное нивелирование проложенных подземных коммуникаций выполняется методом нивелирования IV класса.

5.16 . Колодцы и вводы коммуникаций привязываются не менее чем тремя промерами к существующим наземным зданиям и сооружениям.

В отдельных случаях определяются координаты центров колодцев и углов поворотов.

5.17 . По окончании строительных работ на все подземные коммуникации составляются следующие исполнительные чертежи:

1 ) ситуационный план в масштабе 1:2000;

2 ) план подземной коммуникации в условных знаках в масштабе 1:500 с показанием ситуации не менее чем по 20 м (в каждую сторону) от оси;

3 ) исполнительный профиль коммуникации в масштабах: горизонтальный - 1:500; вертикальный - 1:100.

5.18 . В незастроенной части все коммуникации подлежат съемке от плановой и высотной геодезической основы.

Глава 6

РАЗБИВКА НАДШАХТНЫХ СООРУЖЕНИЙ (МАШИННОЕ ЗДАНИЕ, КОПЕР, БУНКЕРНАЯ И ТЕЛЬФЕРНАЯ ЭСТАКАДЫ И Т.П.) И ПОВЕРХНОСТНЫХ ЗДАНИЙ

6.01 . Поверхностные сооружения при строительстве метрополитенов и тоннелей разделяются на 3 группы:

А. Основные сооружения, геометрически связанные с проектом трассы (копер, машинное здание, эстакады).

Б. Вспомогательные сооружения, расположенные непосредственно на шахтной площадке (трансформаторные, компрессорные, механические мастерские, душевые комбинаты и пр.), а также коммуникации, прокладываемые под землей (канализация, водостоки, воздухопроводы и т.д.). К этой же группе относятся и подъездные пути.

В. Сооружения, расположенные вне шахтных площадок (компрессорные станции, бетонные заводы, ремонтно-механические заводы, жилые городки, а также связанные с ними подземные коммуникации и подъездные пути).

6.02 . Основой для разбивки сооружений группы А являются оси ствола (см. раздел А главы 12 ). На основе указанных осей производится разбивка и закрепление оси подъема и оси главного вала лебедки подъемной машины. Погрешности разбивки не должны превышать ± 4 мм.

6.03 . Разбивка в плане осей фундаментов копра, бункерной и тельферной эстакад производится от осей ствола с точностью ± 2 см. Установка коробов для отверстий под анкерные болты производится с точностью ± 3 см.

6.04 . Разбивка и установка ног копра производится от осей ствола с точностью ± 2 см.

6.05 . Выноска осей на подшкивную площадку копра производится непосредственно от осей с точностью ± 4 мм.

После выноски осей инструментально должна быть проверена их взаимная перпендикулярность.

Перекосы шкивов не должны превышать ± 5 мм.

6.06 . При монтаже подъемной машины должны быть соблюдены следующие допуски:

а) общий перекос оси вала подъемной машины относительно нормали оси подъема не должен превышать ± 4 мм;

б) разность отметок концов оси вала не должна превышать ± 2 мм.

6.07 . Основой для разбивки сооружений группы Б является генеральный план площадки и рабочие чертежи отдельных сооружений.

6.08 . Разбивки главных осей и точек капитальных и значительных по объему зданий производятся инструментально с точностью ± 3 см и закрепляются на специально сооруженных обносках или марками в стенах близко расположенных зданий. При разбивке постоянных зданий в городах должны строго соблюдаться красные линии городской планировки. Разбивки по высоте производятся при помощи нивелира с точностью ± 1 см.

6.09 . Разбивки и последующие съемки по водостокам, канализации и другим подземным сооружениям ведутся согласно указаниям раздела Б главы 5 .

6.10 . Разбивки для строительства подъездных железнодорожных путей и автомобильных дорог производятся инструментально с пунктов полигонометрии или точек теодолитных ходов, а по высоте - от реперов, закрепленных в процессе изысканий.

При выносе оси трассы в натуру вершины углов поворота, целые пикеты, начала и концы кривых и другие характерные точки закрепляются металлическими штырями или кольями. У каждого штыря (кола) должен быть поставлен сторожок с соответствующей надписью.

6.11 . Для получения величин промеров до проектного уровня земляного полотна или твердого покрытия дороги производится нивелирование штырей (кольев). Значения рассчитанных промеров должны быть выписаны на сторожках. Для производства земляных работ устраивается высотная обноска и с помощью визирок определяется положение земляного полотна в профиле.

6.12 . Погрешности при вынесении и закреплении точек трассы не должны превышать ± 5 см в плане, ± 2 см в профиле.

6.13 . Для укладки железнодорожных путей после сооружения земляного полотна производится вторичное вынесение характерных точек трассы от закрепленных вершин углов поворота; выносятся также центры стрелочных переводов. Точки закрепляются металлическими штырями со сторожками. Верх штырей устанавливается на проектную отметку подошвы рельса с точностью ± 5 мм. В плане точки выносятся с точностью ± 1 см.

6.14 . При возведении на трассе подъездного пути искусственных сооружений (мосты, трубы, дюкеры и т.д.) разбивка основных осей и характерных точек производится одновременно с вынесением в натуру трассы с точностью ± 2 см в плане и ± 1 см в профиле.

В процессе строительства ведется съемка для составления исполнительных чертежей.

6.15 . Основой для разбивки сооружений группы В являются сеть пунктов полигонометрии и реперов и проектные планы внутриквартальной планировки, утвержденные в установленном порядке.

6.16 . Разбивка осей и вынос отметок сооружений группы В производится с помощью теодолита и нивелира. Точность разбивок в плане ± 3 см, в профиле ± 1 см.

6.17 . При значительной площади застройки рекомендуется применение геодезической строительной сетки.

6.18 . Разбивки для вертикальной планировки территорий шахтных и строительных площадок, заводов, поселков и т.д. производятся согласно проектным чертежам с помощью нивелира.

Глава 7

НАБЛЮДЕНИЯ ЗА ДЕФОРМАЦИЕЙ ПОВЕРХНОСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ

А. Установка и закрепление деформационных реперов

7.01 . При строительстве тоннелей всех назначений имеют место осадки земной поверхности, вызываемые горными работами. Величины осадок зависят от глубины залегания тоннелей, геологических условий, размеров горных выработок, скорости и способов ведения горных работ, своевременности заполнения пустот за обделкой сооружения и ряда других факторов.

7.02 . В целях выявления величин осадок необходимо постоянно наблюдать за поверхностными сооружениями в зоне возможной деформации. Наблюдения состоят в периодическом нивелировании установленных на сооружениях деформационных реперов.

7.03 . Ширина возможной зоны деформации устанавливается от полуторной до двойной глубины залегания тоннеля (по каждую сторону от него), в зависимости от геологических и гидрогеологических условий.

7.04 . Проект расположения деформационных реперов составляется на имеющихся планах поверхности, на которых показаны проектируемые подземные сооружения.

7.05 . Деформационные реперы намечаются на зданиях вблизи основных углов, а на больших зданиях - на расстояниях 20 - 25 м друг от друга.

7.06 . После составления проекта расположения реперов производится рекогносцировка в натуре. Места закладки реперов отмечаются масляной краской, на стенах подписываются их порядковые номера. Возрастание номеров дается сообразно возрастанию пикетажа трассы.

На зданиях с облицовкой из гранита или мрамора реперами могут служить цоколи указанных облицовок. Места постановки нивелирной рейки окрашиваются краской, при этом выполняются зарисовка и линейные привязки мест, служащих реперами, к ближайшим характерным элементам ситуации - углам домов, аркам, пилястрам и т.д. (рис. 7.1).

Рис. 7.1 План расположения деформационных реперов на цоколях зданий:

1 - номера домов; 2 - характеристики зданий; 3 - деформационные реперы. Размеры указаны в метрах

Рис. 7.2 . Стенной деформационный репер:

1 - деформационный репер; 2 - цоколь здания. Размеры указаны в миллиметрах

7.07 . При производстве рекогносцировки ведется описание деформационных реперов по форме, приведенной в приложении 7-1 .

7.08 . Одновременно с рекогносцировкой производится обследование основной застройки, уточняются характеристики и адреса зданий. Все изменения и дополнения наносятся на планы поверхности.

7.09 . В качестве реперов применяются костыли, изготовленные из арматурного железа, толщиною не менее 15 мм или готовые железнодорожные (рис. 7.2 ). Реперы закладываются в цоколи зданий на цементном растворе.

7.10 . При строительстве внегородских тоннелей наблюдения за деформацией поверхности производится в случаях:

а) наличия на трассе наземных сооружений;

б) расположения тоннеля в неустойчивых (оползневых) породах.

Б. Первичное нивелирование

7.11 . До производства горнопроходческих работ сеть исходных реперов в районе трассы сгущается. Сгущение производится прокладкой опорных ходов III класса.

7.12 . Дополнительными реперами могут служить удаленные от трассы нивелирные реперы, ранее не вошедшие в опорные ходы III класса, деформационные костыли и характерные точки наземных сооружений.

7.13 . Для получения первичных отметок деформационных реперов между реперами II класса и реперами опорных ходов III класса прокладываются ходы III класса.

При выверке нивелира особое внимание уделяется соблюдению условия параллельности осей трубы и уровня.

7.14 . Первичное нивелирование деформационных реперов производится по черной и красной сторонам реек дважды, желательно разными исполнителями и инструментами.

7.15 . Максимальное расстояние от нивелира до реек не должно превышать 50 м.

Длины ходов между узловыми точками не должны быть более 400 м. Висячие ходы более трех станций не допускаются.

7.16 . Для первичного и повторного нивелирования по деформационным реперам установлены следующие допуски:

а) расхождения в превышениях, определенных по черной и красной сторонам реек, не должны превышать ± 3 мм;

б) невязки в полигонах и замкнутых ходах не должны превышать  где п - число станций.

При величинах невязок в ходах, превышающих указанный допуск, производится уточнение отметок исходных реперов путем контрольного нивелирования опорными ходами III класса.

7.17 . Расхождения в отметках деформационных реперов, получаемые из двух начальных нивелирований, не должны превышать 5 мм.

В. Повторное нивелирование

7.18 . По мере производства горнопроходческих работ периодически ведется нивелирование деформационных реперов, по результатам которого выявляются величины осадок. При этом учитывается требование к нивелиру, указанное в п. 7.13 .

Отсчеты на связующие точки ходов производятся по черной и красной сторонам реек, на промежуточные - только по черной.

При всех повторных нивелированиях соблюдаются требования пп. 7.15 и 7.16.

7.19 . Периодичность повторных нивелирований определяется степенью интенсивности осадок, но не реже одного раза в 1,5 месяца.

Повторное нивелирование продолжается до полного затухания осадок и в любом случае - не менее 3 месяцев после окончания горнопроходческих работ.

7.20 . Для выявления деформации исходных реперов в районах производства горностроительных работ производится контрольное нивелирование этих реперов опорными ходами III класса. Периодичность его зависит от интенсивности осадок, но не должна быть реже двух раз в год.

Следует иметь в виду, что при большом притоке воды в подземных выработках зона осадок поверхности может достигать пятикратной глубины сооружения (по каждую сторону от него). Это обстоятельство может потребовать значительного расширения зоны контрольного нивелирования.

Г. Оформление материалов

7.21 . На все реперы II класса и реперы опорных ходов III класса, расположенные в районе наблюдения за деформацией, составляется каталог исходных отметок по форме, приведенной в приложении 7-2 .

7.22 . Первичные значения отметок, а также описание деформационных реперов заносятся в специальную книгу-каталог. Первичные отметки выписываются красной тушью. В эту же книгу-каталог записываются величины осадок деформационных реперов по форме, приведенной в приложении 7-3 .

7.23 . Помимо записей в каталогах, деформация отражается графически на планах штриховкой в условных знаках (см. приложение 7-4 ).

7.24 . По результатам повторных нивелирований ежемесячно составляется сводная ведомость осадок по форме, приведенной в приложении 7-5 .

В особых случаях, когда осадки достигают значительных размеров, составляются промежуточные сводки непосредственно после получения полевых данных.

Приложение 7-1

ОПИСАНИЕ
деформационных реперов

Ждановский радиус, район ул. Островского

№ репера

Адрес репера

Характ. здания

Фасад или двор

Характ. репера

Примечания

576

Крестьянская пл., дом № 1

2 кж

двор

костыль

577

Островского ул., дом № 27

ж

фасад

костыль

578

Островского ул., дом № 29/2

2 смж

фасад

цоколь

угол дома

579

Волгоградский проспект, дом № 2/29

2 смж

фасад

костыль

Приложение 7-2

КАТАЛОГ
исходных реперов

№ репера

Адрес репера

Первонач. отметки

Текущие отметки

1964

1965

1966

I полугодие

II полугодие

I полугодие

II полугодие

I полугодие

II полугодке

6798

Теплый пер., дом № 8

133,720

-

-

,717

IV

,715

VIII

,713

IV

6803

Б. Ордынка, дом № 17/33

168,913

,913

V

,913

IX

,910

II

,907

X

,898

IV

7324

Овчинников пер., дом № 2

157,141

-

-

-

-

,141

III

9253

Мытная ул., дом № 38

128,018

-

-

-

-

,016

II

Примечани е. Римскими цифрами показаны месяцы, когда производилось контрольное нивелирование.

Приложение 7-3

КНИГА-КАТАЛОГ
деформационных реперов

Адрес репера

Кучин пер., д. 12, 2 кж. фасад

То же

Кучин пер., д. 10. кж. двор

То же

Кучин пер., д. 3, 2 кж. фасад

То же

То же

То же

№ репера

Дата наблюдения

76

77

78

79

97

98

99

100

15. Х II.1965 г .

28,140

28,311

29,012

29,417

29,506

29,200

28,753

28,852

12.I.1966 г .

-7

-11

-20

-8

-2

-1

-1

-1

17.II.1966 г .

-12

-18

-41

-19

-6

-2

-3

-1

19.IV.1966 г .

-23

-32

-57

-24

-9

0

-4

-2

Приложение 7-4

УСЛОВНЫЕ ЗНАКИ
деформации поверхностных сооружений

Деформационный репер.

Вычерчивается равнобедренным треугольником, высота и основание которого равны 2,5 мм. Правая или нижняя половина его заливается тушью. Номер репера подписывается нормальным шрифтом высотой 2,5 мм параллельно нижнему срезу форматки.

Деформация (осадка) поверхностных сооружений.

Показывается штриховкой. Надписи названий сооружений и их характеристика штриховкой не закрываются.

1. В пределах от 10 до 25 мм.

Показывается штриховкой под углом 45° к длинной стороне здания - желтой тушью. Шаг штриховки - 3 мм.

2. В пределах от 25 до 50 мм.

Показывается взаимно перпендикулярной штриховкой под углом 45° к длинной стороне здания желтой тушью. Шаг штриховки - 3 мм.

3. В пределах от 50 до 75 мм.

Показывается штриховкой тушью «прусская синяя» параллельно штриховке первого предела (10 - 25 мм) в просветах желтой штриховки. Шаг штриховки - 3 мм.

4. В пределах от 75 до 100 мм.

Показывается взаимно перпендикулярной штриховкой, тушью «прусская синяя» в просветах желтой штриховки. Шаг штриховки - 3 мм.

5. В пределах от 100 до 150 мм.

Показывается штриховкой параллельно длинной стороне здания зеленой тушью. Шаг штриховки - 5 мм.

6. В пределах от 150 до 200 мм.

Показывается взаимно перпендикулярной штриховкой, зеленой тушью. Шаг штриховки - 5 мм.

7. В пределах от 200 до 250 мм.

Показывается тушью «кармин» параллельно штриховке пятого предела, в просветах зеленой штриховки. Шаг штриховки - 5 мм.

8. В пределах от 250 до 300 мм.

Показывается взаимно перпендикулярной штриховкой тушью «кармин», в просветах зеленой штриховки. Шаг штриховки - 5 мм.

9. Свыше 300 мм.

Показывается черными крестами в шахматном порядке.

Приложение 7-5

СВОДКА № 143
осадок деформационных реперов на 1 мая 1966 г.

№ пп

Адрес репера

№ репера

Дата начального наблюдения

Осадки от начала наблюдения, мм

Осадки

за период

мм

14

Симонов пер., дом № 5, 2 кж, фасад

528

10. I .1964 г.

10

15

Симонов пер., дом № 12, кн., двор

543

10.I.1964 г .

26

15.III.66 г . - 12.IV.66 г .

8

16

Ульяновская ул., дом № 17, 7 кж, фасад

720

12. II .1965 г.

41

15.II I .66.г. - 12. IV .66 г.

3

17

Ульяновская ул., дом № 19, кн., двор

737

12.II.1965 г .

78

10.II.66 г . - 18.IV.66 г .

12

Часть II

МАРКШЕЙДЕРСКИЕ РАБОТЫ В ПОДЗЕМНЫХ ВЫРАБОТКАХ И СООРУЖЕНИЯХ

Глава 8

ОРИЕНТИРОВАНИЕ ПОДЗЕМНОЙ МАРКШЕЙДЕРСКОЙ ОСНОВЫ

А. Общие положения

8.01 . Ориентирование подземной маркшейдерской основы имеет целью передачу дирекционного угла и координат с пунктов геодезического обоснования на поверхности на знаки подземной основы.

8.02 . Особое внимание при ориентировании должно быть обращено на передачу дирекционного угла, так как влияние ошибки переданного дирекционного угла на поперечную ошибку подземной маркшейдерской основы увеличивается вместе с увеличением длины подземного хода.

8.03 . В зависимости от вида выработок, соединяющих тоннель с дневной поверхностью, применяются следующие способы ориентирования подземной маркшейдерской основы:

а) через одну вертикальную шахту;

б) с помощью гироскопа;

в) через горизонтальные и наклонные выработки;

г) через две вертикальные шахты (скважины), как одна из последующих.

8.04 . Ориентирование через вертикальную шахту производится с помощью шахтных отвесов и состоит из:

а) проектирования точек (опускания отвесов) с дневной поверхности на горизонт подземных выработок;

б) примыкания к проектируемым точкам на поверхности и в подземных выработках.

8.05 . Для обеспечения максимальной величины «базиса» - расстояния между отвесами - в проекте армировки ствола должны быть предусмотрены проектирующей организацией места для беспрепятственного пропуска отвесов на максимальном удалении друг от друга, по линии, параллельной оси подъема.

8.06 . На поверхности и в подземных выработках приствольные знаки выбираются с соблюдением следующих условий:

а) расстояния от приствольных знаков до ближайшего отвеса должны быть минимальными, при этом знаки должны находиться возможно ближе к проектируемому створу отвесов;

б) приствольный знак на поверхности включается в ход подходной полигонометрии;

в) с приствольного знака на поверхности, как правило, должен быть виден один из пунктов триангуляции или вспомогательный азимутальный пункт.

Б. Проектирование точек и примыкание к шахтным отвесам

8.07 . Проектирование точек с поверхности в подземные выработки через ствол шахты осуществляется путем опускания грузов на стальной проволоке.

Вес груза и диаметр проволоки, применяемых при ориентировании, зависят от глубины ствола шахты, от скорости движения воздуха в стволе и интенсивности «капежа».

Как показала практика, при опускании отвесов обычно применяются:

а) для шахт глубиной 20 - 30 м груз весом 30 - 40 кг при диаметре проволоки 0,5 - 0,8 мм;

б) для шахт глубиной 40 - 80 м груз весом 60 - 80 кг при диаметре проволоки 0,8 - 1,0 мм;

в) для шахт глубиной 100 - 200 м груз весом 100 - 140 кг при диаметре проволоки 1,0 - 1,2 мм.

Вес груза и диаметр проволоки при ориентировании шахт глубиною свыше 200 м определяются в каждом отдельном случае исходя из конкретных условий: глубины ствола, скорости движения воздуха и интенсивности «капежа».

В табл. 8-1 указывается предельная прочность стальной углеродистой пружинной проволоки, изготовляемой согласно ГОСТ 5047-49.

Таблица 8-1

Диаметр проволоки, мм

Предельная прочность проволоки при растяжении, кг

0,5

43

0,8

100

1,0

153

1,2

225

8.08 . Проволока шахтного отвеса наматывается на ручную лебедку с диаметром барабана 250 - 300 мм. Груз состоит из штанги с основанием, на которое надевают чугунные шайбы по 5 или 10 кг каждая с радиальной прорезью.

8.09 . Работы в стволе шахты, связанные с подготовкой мест для пропуска отвесов, выполняются заблаговременно.

Отвесы рекомендуется пропускать в местах с наименьшим «капежом» и не ближе 0,3 м от тюбинговой обделки ствола. При сильном «капеже», особенно в зимнее время, разрешается отвесы опустить в клетевом отделении.

Накануне ориентирования производится пробное опускание отвесов на всю глубину ствола.

8.10 . Грузы шахтных отвесов, подвешенные на проволоках, опускаются в баки, наполненные жидкостью, успокаивающей отвесы (масло, вода со слоем масла толщиной 5 - 10 см и др.).

Баки изолируются от настила, по которому передвигаются наблюдатели. От «капежа» баки закрываются конусообразными колпаками с вырезом вверху для пропуска проволоки.

8.11 . Отсутствие касаний проволоки отвеса в стволе шахты проверяется осмотром ее на всем протяжении, а также пропуском «почты».

8.12 . При ориентировании шахты ляды лесоспуска и людского ходка должны быть закрыты. В момент наблюдения выключается вентиляция в стволе.

8.13 . Примыкание к шахтным отвесам заключается в определении их координат и дирекционного угла створа отвесов на поверхности и передачи их на знаки полигонометрии под землей.

8.14 . В практике тоннелестроения, при первых ориентированиях, для обеспечения проходки тоннеля до 50 м от ствола применяется непосредственное примыкание к створу шахтных отвесов.

При ориентированиях, обеспечивающих дальнейшее продвижение забоя, применяется косвенное примыкание к шахтным отвесам с помощью вытянутого соединительного треугольника.

В. Ориентирование по створу двух отвесов

8 .15. При ориентировании способом створа двух отвесов на поверхности инструментальным путем по заранее заданному направлению выставляются два опущенных в шахту отвеса (рис. 8.1 ).

Установка этих отвесов в створ линии с известным дирекционным углом производится с максимально возможной точностью. Для этой цели возможно использование ориентировочных пластинок (см. ниже п. 8.21).

Внизу теодолит устанавливается над полигонометрическим знаком с ненакерненным центром. После установки инструмента в створе отвесов производится кернение центра, закрепление створных отвесов (используемых в дальнейшем для целей контроля) и измерение угла на другой полигонометрический знак. Если теодолит устанавливается не над полигонометрическим знаком, а на потерянной точке 1, но в створе отвесов (рис. 8.2), производится измерение дополнительных углов β1 и β2.

Передача координат с приствольного знака на поверхности на знаки подземной полигонометрии осуществляется путем измерения расстояний:

а) на поверхности - от инструмента до отвесов;

б) внизу - от инструмента до отвесов и до полигонометрических знаков.

Рис. 8.1 . Ориентирование шахты способом створа двух отвесов:

1 - копер; 2 - ствол шахты; 3 - рудничный двор; 4 - зумпф; 5 - баки с маслом; 6 - шахтные отвесы; 7 - лебедки; 8 - теодолиты; 9 - полигонометрические знаки; 10 - створные отвесы

Рис. 8.2 . Схема передачи дирекционного угла от створа отвесов на линию подземной полигонометрии

Г. Ориентирование способом соединительных треугольников

8.16 . При удалении забоев от ствола шахты свыше 50 м производится ориентирование способом соединительных треугольников.

Рис. 8.3 . Ориентирование шахты способом соединительных треугольников:

1 - отвесы с грузами; 2 - лебедки и центрировочные пластинки; 3 - баки с маслом; 4 - полигонометрические знаки; 5 - теодолиты; 6 - настил на брусьях для крепления пластинок и лебедок; 7 - ствол шахты и копер из тюбингов ; 8 - околоствольный двор

Рис. 8.4 . Пластинка для механического смещения отвесов:

1 - основание; 2 - салазки; 3 - ползунок; 4 - винт; 5 - прорезь; 6 - стопор; 7 - штрих .

8.17 . При ориентировании способом соединительных треугольников в ствол опускаются два отвеса, которые наблюдаются с приствольных знаков на поверхности и внизу (рис. 8.3 ). Отвесы относительно инструментов располагаются так, чтобы формы соединительных треугольников, решаемых по формуле синусов, отвечали следующим требованиям:

а) измеряемые углы между отвесами ( a и a 1 ) должны быть минимальными (не более 2°);

б) расстояния от инструментов до ближайших отвесов выбираются минимальными, при этом значения отношений  и  не должны превышать величины 1,0.

8.18 . Измерения углов и линий при ориентировании способом соединительных треугольников производят по правилам, приведенным в главах 2 и 9 (см. пп. 2.15 - 2.18 , 2.21 , 9.18 , 9.23 - 9.26 , 9.28 ).

8.19 . При измерении углов на поверхности за начальные принимаются направления на азимутальный пункт или наиболее удаленный знак подходной полигонометрии. На подземном горизонте за начальное принимается направление на самый удаленный полигонометрический знак.

8.20 . Если передача дирекционного угла к приствольному знаку возможна только через короткие линии, она осуществляется с помощью двух или трех инструментов (см. п. 9.32 ) от азимутального пункта или от линии основной полигонометрии.

При передаче дирекционного угла на приствольный стан с линий основной полигонометрии дирекционные углы этих линий подкрепляются передачей на них дирекционных углов непосредственно с пунктов триангуляции или через вспомогательные знаки.

8.21 . При ориентировании по двум отвесам способом соединительных треугольников для смещения отвесов могут быть применены специальные пластинки (рис. 8.4 ).

Работы при ориентировании с помощью указанных пластинок производятся по следующей программе.

Первое положение отвесов:

а) установка ползунков обеих пластинок на среднее положение;

б) подвеска отвесов и проверка их «почтой»;

в) измерение вверху и внизу расстояний от инструмента до отвесов и между отвесами (расхождение в расстояниях между отвесами вверху и внизу не должно превышать 2 мм);

г) измерение направлений вверху - на азимутальный пункт, знаки подходной полигонометрии и на отвесы; внизу - на знаки подземной полигонометрии и на отвесы.

Второе положение отвесов: ползунки пластинок устанавливаются в крайнее правое положение, производится опускание «почты».

Третье положение отвесов: ползунки пластинок устанавливаются в крайнее левое положение, производится опускание «почты».

Угловые и линейные измерения при втором и третьем положениях отвесов производятся по программе, изложенной для первого положения отвесов.

8.22 . Если центрировочные пластинки обеспечивают перемещение отвесов на заданную длину с точностью ± 0,2 мм и установлены перпендикулярно створу отвесов с отклонением не более 10°, то в этом случае можно произвести контроль правильности проектирования отвесов. Контроль производится путем сравнения результатов угловых измерений, полученных при первом и втором, а также при первом и третьем положениях отвесов (рис. 8.5 ), с рассчитанными значениями угла j .

Рис. 8.5 . Схема контроля при ориентировании шахты с помощью пластинок

Угол j между отвесами вычисляется по формуле

где а - смещение отвеса на пластинке;

S - расстояние от инструмента до отвеса;

r ² = 206265 ² .

Расхождения между разностями измеренных углов на отвесы и рассчитанными значениями углов j не должны превышать:

а) для поверхности ± 12 ² при расстояниях от инструмента до отвеса 4 - 6 м и ± 8 ² при расстояниях свыше 6 м;

б) на подземном горизонте - соответственно ± 15 ² и ± 10 ² .

Рис. 8.6 . Ориентирование без закрепления приствольной точки на подземном горизонте:

1 - ствол; О1 и О2 - отвесы; I - точка стояния инструмента, не закрепленная в натуре; А и В - полигонометрические знаки

8.23 . При пользовании оптическими центрирами необходимо производить перецентрировку инструментов после каждого перемещения отвесов с поворотом трегера на 120°; средние значения дирекционных углов подземных линий будут свободны от влияния ошибок юстировки центриров. В этом случае контролем углов не пользуются.

При работе инструментами, оптический центрир которых встроен в алидаду, перецентрировка теодолита не производится.

8.24 . Ориентирование способом соединительных треугольников производится также и без закрепления приствольной точки на подземном горизонте (рис. 8.6 ). При этом должны быть соблюдены следующие условия:

а) инструмент устанавливается примерно в створе двух отвесов, т.е. угол a должен быть минимальным;

б) расстояние от инструмента до ближайшего отвеса должно быть минимальным (1,5 - 2,0 м), насколько это позволяет оптика теодолита;

в) угол А I В должен быть в пределах от 0° до 30° или 150° - 180°. Если это выполнить невозможно, то необходимо измерить угол при А или В одновременно вторым инструментом.

8.25 . При данной схеме ориентирования угловые и линейные измерения производятся по программе, изложенной в п. 8.21 , с дополнительным измерением расстояний от инструмента до полигонометрических знаков А и В (см. рис. 8.6 ), а также между самими знаками.

Углы при точках А и В вычисляются по формуле синусов. Рекомендуется (для контроля) их измерить при помощи второго инструмента.

Д. Вычисление ориентирования, выполненного по способу соединительных треугольников

8.26 . Перед вычислением ориентирования все полевые журналы должны быть проверены, после чего производится обработка результатов угловых и линейных измерений.

8.27 . Решение соединительных треугольников, вычисление дирекционных углов и координат производятся независимо, в две руки.

Образец вычисления ориентирования шахты приведен в приложении 8-1.

8.28 . Расхождения значений дирекционного угла, переданного с трех положений отвесов на исходную сторону подземной полигонометрии, не должны превышать 20 ² .

Е. Гироскопический способ ориентирования

8.29 . Для ориентирования подземного обоснования при строительстве подземных сооружений могут применяться гироскопические теодолиты с ручным слежением Ги-Б1, с автоматическим слежением Ги-Б2, МТ-1, а также другие гиротеодолиты равной или большей точности.

8.30 . Ориентирование стороны подземной полигонометрии гироскопическим способом с помощью гиротеодолита состоит из:

а) определения поправки гиротеодолита на стороне с известным дирекционным углом;

б) определения дирекционного угла ориентируемой стороны полигонометрии;

в) повторного определения поправки гиротеодолита на стороне с известным дирекционным углом.

8.31 . Каждое определение поправки гиротеодолита производится одним-двумя пусками на одной из ближайших к ориентируемой шахте сторон наземной основной полигонометрии, дирекционный угол которой определен непосредственно с пункта триангуляции.

8.32 . Определение поправки гиротеодолита должно предусматривать чередование получения поправки по прямому и обратному направлениям стороны полигонометрии.

С учетом этого сторону полигонометрии нужно выбирать так, чтобы имелась возможность постановки гироскопического теодолита на обоих ее концах.

8.33 . В случае неоднократных ориентирований допускается использование поправки гиротеодолита предыдущего ориентирования, если с момента ее определения прошло не более месяца, если она подтверждена чередованием согласно п. 8.32 и в допустимых пределах согласуется с вновь определенной поправкой. Порядок работы, предусмотренный п. 8.30 , при этом не изменяется.

Расхождение между значениями поправок является допустимым, если оно не превышает величины

где т - средняя квадратическая ошибка определения гироскопического азимута одним пуском;

п - количество пусков, которыми определена каждая из сравниваемых поправок.

Для гиротеодолита Ги-Б1 предельное допустимое расхождение составляет:

8.34 . Ориентирование стороны подземной полигонометрии производится двумя определениями с постановкой гиротеодолита, как правило, на обоих концах ориентируемой стороны.

Если возможность постановки гиротеодолита имеется лишь на одном конце, производится ориентирование двух сторон полигонометрии при двух не совпадающих по местоположению постановках этого инструмента, после чего эти стороны связываются между собой угломерным ходом.

8.35 . Длина стороны на поверхности для определения поправки гиротеодолита должна быть не менее 100 м.

Длина ориентируемой стороны в подземной выработке не должна быть меньше 30 м.

8.36 . Прием (пуск) состоит из:

а) визирования и отсчета КЛ и КП по ориентируемому направлению;

б) определения нульпункта торсионного подвеса;

в) наблюдения вынужденных колебаний и вычисления положения динамического равновесия чувствительного элемента при работающем гиромоторе;

г) определения нульпункта торсионного подвеса;

д) визирования и отсчета КЛ и КП по ориентируемому направлению.

8.37 . Нульпункт торсионного подвеса определяется не менее чем по четырем точкам реверсии свободных колебаний чувствительного элемента по формулам:

                                   

или

                                        

где Р1, Р2, Р0 - значения нульпункта;

р 1 , р2, ..., р i - отсчеты по шкале автоколлиматора в моменты реверсии свободных колебаний чувствительного элемента (ЧЭ).

Если нульпункт заметно изменяет свое значение от реверсии к реверсии («плывет»), определение его продолжают до получения трех согласующихся значений, которые и принимаются в подсчет среднего значения.

Расхождение значений нульпункта, полученных до пуска и после него, для гиротеодолита Ги-Б1 не должно превышать 2,0 делений шкалы автоколлиматора. В этом случае из этих значений выводится среднее. Если расхождение значений превышает допустимое, выявляют его причину и обосновывают принятие для вычислений одного из значений нульпункта. Величина нульпункта не должна быть более ± 5 делений шкалы.

8.38 . При определении нульпункта контролируют период свободных колебаний чувствительного элемента по секундомеру. Пуск и остановку секундомера рекомендуется произво дить в моменты прохождения чувствительным элементом нуля шкалы автоколлиматора. Период свободных колебаний на одной и той же широте места наблюдения не должен изменяться более чем на 1 сек. При этом он не должен отличаться от значения, указанного в паспорте инструмента, более чем на 5 сек.

8.39 . Вычисление положения динамического равновесия чувствительного элемента (рис. 8.7 ) производится не менее чем по четырем точкам реверсии по формулам:

                                  

                                    

где N1, N2, N ср - значения положения равновесия чувствительного элемента (ЧЭ);

п 1 , п2, ..., п i - отсчеты по лимбу гиротеодолита, соответствующие положениям точек реверсии.

Доброкачественность наблюдаемых точек реверсии контролируют путем сравнения наблюдаемой величины затухания колебаний чувствительного элемента с табличной величиной, вычисленной по заранее найденному для данного гиротеодолита фактору затухания. Расхождения сравниваемых величин затухания не должны превышать 40 ² .

Расхождение независимых значений положения равновесия допускается не более 15 ² , зависимых - не более 12 ² . Если расхождение превышает допустимое, наблюдают дополнительные точки реверсии или повторяют прием (пуск).

8.40 . Во время наблюдения точек реверсии контролируется с помощью секундомера период вынужденных колебаний чувствительного элемента. Изменения периода должны быть в пределах 2 секунд.

8.41 . Среднее значение положения равновесия чувствительного элемента в приеме (пуске) для гиротеодолита Ги-Б1 должно быть исправлено поправкой за нульпункт торсиона

N 0 = N ср + d N ,

которая равна d N = сР0,

где Р0 - значение нульпункта (с учетом его знака);

с - коэффициент пропорциональности, показывающий, какой поворот оси работающего гиромотора по азимуту может быть вызван закручиванием торсиона на 1 деление шкалы автоколлиматора (выбирается из паспорта прибора; может быть определен из наблюдений).

Среднее положение равновесия ЧЭ гиротеодолитов с автоматическим слежением исправляется поправкой за закрученность торсиона. Эта закрученность характеризуется величиной разности нулевых положений следящей системы и торсионного подвеса.

Рис. 8.7 . Ориентирование гиротеодолитом Ги-Б1:

TN и KN - положение зрительной трубы и коллиматора, соответствующее положению равновесия чувствительного элемента (ЧЭ); TM и KM - положение зрительной трубы и коллиматора при наведении в ориентируемом направлении; N и M - отсчеты по лимбу гиротеодолита, соответствующие этим положениям зрительной трубы и коллиматора; п 1 , п2, ..., п i - отсчеты точек реверсии; D 1 и D 2 - конструктивные углы между осью зрительной трубы, осью коллиматора и главной осью гирокомпаса в положении равновесия чувствительного элемента; АГ - азимут гироскопический, отсчитываемый от направления географического меридиана; a - дирекционный угол направления; g - сближение меридианов

8.42 . Отсчеты горизонтального круга по ориентируемому направлению до пуска и после него не должны отличаться более чем на 8 ² .

Должны быть приняты меры по обеспечению неизменности положения инструмента в течение приема (пуска). В условиях неустойчивого грунта ножки штатива гиротеодолита устанавливают на металлические костыли, забитые в грунт на глубину 0,3 м, предварительно сняв в этом месте дерн, асфальт и т.п. Недопустимо располагать гиротеодолит на вибрирующем основании.

Инструмент должен быть защищен от прямых солнечных лучей.

В исключительно неблагоприятных условиях и при длине ориентируемых сторон 30 - 50 м расхождение отсчетов по горизонтальному кругу до пуска и после него можно допускать до ± 12 ² .

8.43 . Если пункты опорной сети (в том числе и ориентирные), на которых производится гироскопическое ориентирование, имеют разницу в значениях уклонений отвесных линий более 4 ² , а ориентируемые направления - наклон к горизонту более 8°, в отсчет горизонтального круга гиротеодолита по ориентируемому направлению должна быть введена поправка за уклонения отвеса

где d 2 - поправка в отсчет горизонтального круга по ориентируемому направлению;

x , h - составляющие уклонений отвеса в плоскости меридиана и первого вертикала;

z - зенитное расстояние ориентируемого направления.

Если значения составляющей уклонения отвеса в плоскости первого вертикала h на пунктах различаются на две секунды и более, должна быть введена поправка за несовпадение плоскостей астрономического и геодезического меридианов по формуле

d 1 = - h tg j ,

где j - широта пункта.

Общая поправка за влияние уклонений отвеса вычисляется как сумма двух поправок

d и = d 1 + d 2 ;

8.44 . Наблюдения вынужденных колебаний чувствительного элемента ведут в условиях, наиболее благоприятствующих повышению точности измерений и удобства работы. Для гиротеодолита Ги-Б1 наиболее оптимальной является амплитуда колебаний чувствительного элемента от 1° до 3° (размах колебаний чувствительного элемента от 2° до 6°).

8.45 . Перед работой инструмент исследуют. Угломерная часть исследуется в порядке, принятом для угломерных инструментов. Гироблок исследуется с целью получения следующих данных:

а) значения коэффициента с, определяемого из колебаний малой амплитуды по формуле

где N ¢ 1 , N ¢ 2 , N ¢ 3 - отсчеты по шкале автоколлиматора, соответствующие положениям динамического равновесия чувствительного элемента ЧЭ в трех пусках, при трех различающихся между собой примерно на 10 ¢ положениях лимба гиротеодолита, а также по формуле

где Тслеж - период колебаний чувствительного элемента со слежением;

Т круч - период колебаний чувствительного элемента без слежения;

б) значения фактора затухания из серии пусков

где п1, п2, ..., п3 - отсчеты по лимбу в моменты реверсии;

в) периода свободных колебаний чувствительного элемента;

г) периода вынужденных колебаний чувствительного элемента;

д) качества работы преобразователя, гиромотора и арретирующего устройства.

Ж. Вычисление ориентирования, выполненного гироскопическим способом

8.46 . Дирекционный угол ориентируемого направления вычисляется по формуле

а = А - g + d и или а = аг + D - g + d и ,

где А = аг + D ;

а г = М - N0;

D = аисх - аг исх + g исх - d и ;

g исх = l исх × sin j исх ;

g = l × sin j .

В этих формулах:

А - астрономический азимут ориентируемого направления;

а исх и аг - гироскопические азимуты исходного и ориентируемого направлений;

М - отсчет по визируемому направлению (исходному или ориентируемому);

N 0 - отсчет, соответствующий положению равновесия чувствительного элемента;

D - поправка гиротеодолита, заключающая в себе конструктивные углы D 1 и D 2 (приводимые в паспорте гиротеодолита), а также условность данной системы азимутов относительно той, в которой вычислено сближение меридианов g ;

d и - поправка за уклонения отвесной линии;

g исх и g - сближения меридианов точек стояния гиротеодолита (при определении поправки и при ориентировании);

l исх и l - долготы точек стояния от осевого меридиана зоны;

j исх и j - широты точек стояния.

Если учет сближения меридианов сводится к введению поправки D g - разности сближений, являющейся величиной второго порядка малости по сравнению с величиной g , то вычислять D g можно по формуле

где r ² = 206265 ² ;

Rm = 6370 км - средний радиус кривизны земного эллипсоида;

y исх и y - ординаты точек стояния гиротеодолита;

j ср - средняя широта точек стояния.

Запись наблюдений и вычисления ведутся в журналах по установленной форме (прил. 8-2).

8.47 . Оценка точности при достаточном количестве измерений производится по разностям двойных измерений

где т - средняя квадратическая ошибка гироскопического азимута из одного приема (пуска);

d - разности двойных измерений;

п - количество разностей.

Значение т, вычисленное по этой формуле, примерно равно средней квадратической ошибке единицы веса, если вес ориентирования, порядок работы которого соответствует указаниям пп. 8.30 и 8.34, принять равным единице.

Средняя квадратическая ошибка ориентирования в этом случае равна

при этом

где m - средняя квадратическая ошибка единицы веса;

Р - вес ориентирования;

r - количество независимых пар «определение поправки - ориентирование».

Расхождение между результатами ориентирований не должно быть более 20 ² .

З. Ориентирование через две шахты (шахту и скважину, две скважины); вычисления

8.48 . При наличии вертикальных скважин на трассе они используются для ориентирования по методу двух шахт. Это ориентирование дает возможность уточнить координаты и дирекционный угол непосредственно в забое.

При проходке тоннеля метрополитена глухим забоем свыше 800 м необходимо наличие скважины для ориентирования тоннеля.

8.49 . Спуск отвеса через скважину производится так же, как при ориентировании через вертикальную шахту.

Координаты отвеса на поверхности и под землей определяются одновременно. Дирекционный угол из ориентирования по двум шахтам получается после уравновешивания подземного полигонометрического хода между двумя знаками, имеющими координаты, переданные с поверхности.

8.50 . При невозможности пропуска отвеса из-за отклонения скважины от вертикали применяются теодолиты с внецентренной трубой или специализированные теодолиты (см. приложение 8-3 ).

8.51 . Если на трассе имеются две вертикальные скважины, то, кроме ориентирования через ствол и скважину, производится ориентирование через две скважины.

8.52 . После сбойки производится вычисление ориентирования через две шахты, необходимое для окончательного уравновешивания ходов подземной полигонометрии и уточнения дирекционных углов приствольных исходных сторон для работ в противоположных направлениях.

8.53 . Уравновешивание ориентирования по способу двух шахт строгими методами рекомендуется производить только при криволинейной форме трассы или при значительных длинах подходных выработок.

8.54 . При вытянутой форме хода вычисление ориентирования по способу двух шахт производят упрощенными методами, но с обязательным использованием дирекционных углов подземных станов, определенных из ориентирований через вертикальные шахты.

8.55 . При последовательных ориентированиях перегона через несколько скважин, когда непосредственно опускались отвесы, значения координат знаков подземной полигонометрии у каждой новой скважины принимаются по передаче с поверхности, а значения дирекционных углов уточняются с учетом всех ориентирований.

8.56 . При ориентировании скважины теодолитом с внецентренной трубой или специализированным теодолитом производится уточнение как дирекционных углов, так и координат подземных знаков с учетом точности всех определений (см. приложение 8-4 ).

И. Допуски ориентирования

8.57 . Ориентирования по способу соединительных треугольников или гироскопическим методом следует производить:

а) первый раз - когда забой находится от ствола в пределах от 50 до 60 м;

б) второй раз - когда проходка по основной трассе достигнет 100 - 150 м;

в) третий раз - когда длина проходки по трассе глухим забоем достигает 500 м.

Результаты всех произведенных ориентирований заносятся в ведомость, образец которой приведен в приложении 8-5.

8.58 . Расхождения значений дирекционного угла подземной линии, определенных из нескольких ориентирований, не должны превышать 20 ² . При несоблюдении указанного допуска должно быть произведено дополнительное контрольное ориентирование.

8.59 . После ориентирования по методу двух шахт исправление имеющегося дирекционного угла более чем на 10 ² не разрешается. При превышении указанного допуска производится проверка измерений по подземному ходу, а затем - по поверхности. Если ошибка при контрольных измерениях не обнаруживается, производят повторное ориентирование.

8.60 . При соединении полигонометрии между двумя шахтами, ориентированными по способу соединительных треугольников или гироскопическим методом, допустимая угловая невязка подсчитывается по формуле

где п ¢ - число станций подземного хода.

Для хода подземной полигонометрии, ориентированного непосредственно через порталы или боковые штольни-штреки, допуск определяется формулой

Величина m b - средняя квадратическая ошибка угла подземной полигонометрии, в зависимости от длин сторон хода и количества измерений, может быть принята от 4 ² до 2 ² .

К. Ориентирование через порталы, боковые штольни и наклонные выработки

8.61 . Передача координат от пунктов триангуляции или тоннельной полигонометрии на предпортальный знак осуществляется вставкой дополнительного пункта триангуляции (с измерением всех углов в фигурах), при помощи аналитической сети или методом основной полигонометрии.

Передача дирекционного угла на предпортальную линию производится непосредственно с пункта триангуляции или через вспомогательный азимутальный знак.

8.62 . Угловые и линейные измерения при ориентировании через порталы, боковые штольни и наклонные выработки производятся методами, принятыми для основной и подходной полигонометрии.

8.63 . Измерения, связанные с передачей дирекционного угла с поверхности в тоннель через штольни, порталы и наклонные хода, рекомендуется производить ночью при искусственном освещении.

8.64 . При измерении углов в наклонных выработках необходимо руководствоваться указаниями п. 1.23 .

При измерении линий по наклонным выработкам нивелирование целиков штативов производится в прямом и обратном направлениях. Нивелирование целиков при обратном ходе делается после измерений.

Приложение 8-1

Ориентирование шахты № 27

24 августа 1966 г.

Обозначение действий

I положение

II положение

III положение

Обозначение действий

I положение

II положение

III положение

Измеренные данные

a

0°14 ¢ 59 ²

0°22 ¢ 52 ²

0°07 ¢ 17 ²

a 1

0°37 ¢ 00 ²

0°48 ¢ 04 ²

0°26 ¢ 30 ²

а

4,357

4,354

4,359

a 1

4,356

4,354

4,358

b

3,526

3,529

3,522

b 1

2,802

2,806

2,800

с

7,882

7,883

7,881

c 1

7,159

7,160

7,158

M

95°44 ¢ 48 ²

95°30 ¢ 28 ²

95°59 ¢ 06 ²

M 1

154°19 ¢ 12 ²

154°00 ¢ 59 ²

154°36 ¢ 53 ²

Решение треугольников

a

0°14 ¢ 59 ²

0°22 ¢ 52 ²

0°07 ¢ 17 ²

a 1

0°37 ¢ 00 ²

0°48 ¢ 04 ²

0°26 ¢ 30 ²

sin a

0,004 358

0,006652

0,002119

sin a 1

0,010763

0,010982

0,007708

b

0°12 ¢ 07 ²

0°18 ¢ 32 ²

0°05 ¢ 53 ²

b 1

0°23 ¢ 48 ²

0 ° 30 ¢ 59 ²

0°17 ¢ 02 ²

sin b

0,003527

0,005392

0,001712

sin b 1

0,006923

0,009011

0,004952

b : а

0,809273

0,810520

0,807990

b 1 : а1

0,643251

0,644465

0,642497

b

3,526

3,529

3,522

b 1

2,802

2,806

2,800

а

4,357

4,354

4,359

а 1

4,356

4,354

4,358

с

7,882

7,883

7,881

с 1

6,159

7,160

7,158

с : а

1,809043

1,810519

1,807984

с 1 : а1

1,643481

1,644465

1,642497

sin g

0,007884

0,012044

0,003831

sin g 1

0,017689

0,022993

0,012660

g

179 ° 32 ¢ 54 ²

179°18 ¢ 36 ²

179°46 ¢ 50 ²

g 1

178°59 ¢ 12 ²

178 ° 40 ¢ 57 ²

179°16 ¢ 28 ²

a + b + g

180°00 ¢ 00 ²

180°00 ¢ 00 ²

180°00 ¢ 00 ²

a 1 + b 1 + g 1

180°00 ¢ 00 ²

180°00 ¢ 00 ²

180°00 ¢ 00 ²

Вычисление дирекционных углов

дир. уг.

358°04 ¢ 34 ²

358°04 ¢ 34 ²

358°14 ¢ 34 ²

дир. уг.

94°16 ¢ 28 ²

94 ° 16 ¢ 26 ²

94 ° 16 ¢ 50 ²

(Нач. - 85)

2 - О1 )

М - 180 °

-84°15 ¢ 12 ²

-84°29 ¢ 32 ²

-84°00 ¢ 54 ²

g 1 - 180°

-1°00 ¢ 48 ²

-1 ° 19 ¢ 03 ²

-0°43 ¢ 32 ²

дир. уг.

273°49 ¢ 22 ²

273°35 ¢ 02 ²

274°03 ¢ 40 ²

дир. уг.

93 ° 15 ¢ 40 ²

92°57 ¢ 23 ²

93°33 ¢ 18 ²

(85 - О1)

1 - 1)

180° - g

+0°27 ¢ 06 ²

20°41 ¢ 24 ²

+0°13 ¢ 10 ²

180° - М1

+25°40 ¢ 48 ²

+25°59 ¢ 01 ²

+25°23 ¢ 07 ²

дир. уг.

274°16 ¢ 28 ²

274°16 ¢ 26 ²

274°16 ¢ 50 ²

дир. уг.

118°56 ¢ 28 ²

118°56 ¢ 24 ²

118°56 ¢ 25 ²

1 - О2)

(1 - 2)

Средн. дир. уг. (1 - 2) = 118 ° 56 ¢ 25 ² .

Передача координат с поверхности в шахту № 27

№ точек

Углы

Дирекционные углы a

sin a

Длина линий

Приращение координат

Координаты

cos a

D y

D x

y

x

85

2380,610

7156,804

273°49 ¢ 22 ²

0,997775

3,526

-3,518

+0,232

0,066671

О1

2377,092

7157,036

274 ° 16 ¢ 28 ²

0,997219

4,356

-4,344

+0,325

0,074534

О2

0°23 ¢ 48 ²

2372,748

7157,361

93°52 ¢ 40 ²

0,997711

7,159

+7,143

-0,484

0,067628

1

2379,891

7156,877

85

2380,610

7156,804

273°35 ¢ 02 ²

0,998045

3,529

-3,522

+0,220

0,062510

О1

2377,088

7157,024

274°16 ¢ 26 ²

0,997219

4,354

-4,342

+0,324

О2

0°30 ¢ 59 ²

0,074524

2372,746

7157,348

93°45 ¢ 27 ²

0,997850

7,160

+7,145

-0,469

0,065534

1

2379,891

7156,879

85

2380,610

7156,804

274°03 ¢ 40 ²

0,997489

3,522

-3,513

+0,249

0,070820

О1

2377,097

7157,053

274°16 ¢ 50 ²

0,997211

4,358

-4,346

+0,325

0,074640

О2

0°17 ¢ 02 ²

2372,751

7157,378

93°59 ¢ 48 ²

0,997568

5,158

+7,140

-0,499

1

0,069798

2379,891

7156,879

Средние координаты ПЗ № 1: у = 2379,891; х = 7156,878.


Приложение 8-2

Гироскопическое ориентирование

Прием № 3

Дата: 13.2.66 г.

Пункт: 236

Погода: пасмурно, ветер слабый

t о = +8°

Инструмент: Ги-Б1 № 825006

j = 55°45 ¢ с

Начало: 11 час. 20 мин.

I = 145 ма

Наблюдатель: Сергеев И.Н.

у = -72,64 км

Конец: 12 час. 15 мин.

u = 32 в

Помощник: Иванов О.В.

g = -0°57 ¢ 34 ²

С = -7,12

D u 1 = 27,5

D = 90°07 ¢ 11 ²

D u 2 = 30,0

Абрис

Определение нуль-пункта

Наблюдение точек реверсии

Отсчеты по шкале автоколлиматора

Начало и конец наблюдений

Отсчеты по горизонтальному кругу

точек реверсии

средних положений точек реверсии

положений равновесия чувствительного элемента

точек реверсии

средних положений точек реверсии

положений равновесия чувствительного элемента

p 1

+11,4

11h32m

n 1

112°23 ¢ 58 ²

p 2

-7,4

½(p1 + p3)

+11,1

P 1

+1,8

5m48s

n 2

107°57 ¢ 34 ²

½(n1 + n3)

112°23 ¢ 54 ²

N 1

110°10 ¢ 44 ²

p 3

+10,9

½(p2 + p4)

-7,2

P 2

+1,8

5m47s

n 3

112°23 ¢ 50 ²

½(n2 + n4)

107 ° 57 ¢ 38 ²

N 2

110 ° 10 ¢ 44 ²

p 4

-7,1

½(p3 + p5)

+10,6

P 3

+1,8

5m46s

n 4

107°57 ¢ 43 ²

½(n3 + n5)

112°23 ¢ 52 ²

N 3

110°10 ¢ 48 ²

p 5

+10,4

½(p4 + p6)

-7,0

P 4

+1,7

5m48s

n 5

112°23 ¢ 55 ²

½(n4 + n6)

107 ° 57 ¢ 45 ²

N 4

110 ° 10 ¢ 50 ²

p 6

-6,8

12h05m

5m47s

n 6

107°57 ¢ 47 ²

Тсв.

41,4

Р

+1,8

N ср

110°10 ¢ 46 ²

Формулы:

Фактор затухания

f 1 =

1,0005

f 2 =

1,0006

d N

9 ²

P 1 = ½ { p 2 + ½(p1 + p3) }

p 1

+38,6

N 0

110°10 ¢ 37 ²

N 1 = ½ { n 2 + ½(n1 + n3) }

p 2

-36,4

½(p1 + p3)

+37,8

P 1

+0,7

Наблюдение и вычисление ориентирных направлений

d N = P0C

p 3

p 4

+37,1

-34,8

½(p2 + p4) ½(p3 + p5)

-35,6

+36,3

P 2

P 3

+0,7

+0,7

на пункт 128

на пункт 136

a г = M - N 0

p 5

+35,5

½(p4 + p6)

-34,2

P 4

+0,6

Л

28°55 ¢ 10 ²

M

28 ° 55 ¢ 07 ²

Л

213 ° 33 ¢ 34 ²

M

213 ° 33 ¢ 32 ²

A = a г + D

a = A - g

p 6

-33,7

П

208°55 ¢ 06 ²

-N0

110 ° 10 ¢ 37 ²

П

33 ° 33 ¢ 30 ²

-N0

110 ° 10 ¢ 37 ²

g = l sin j

М 1

28°55 ¢ 08 ²

a г

278 ° 44 ¢ 30 ²

М1

213 ° 33 ¢ 32 ²

a г

103 ° 22 ¢ 55 ²

Л

28°55 ¢ 08 ²

+ D

90 ° 07 ¢ 11 ²

Л

213 ° 33 ¢ 33 ²

+ D

90 ° 07 ¢ 11 ²

П

208°55 ¢ 04 ²

А

8 ° 51 ¢ 41 ²

П

33 ° 33 ¢ 31 ²

А

193 ° 30 ¢ 06 ²

М2

28 ° 55 ¢ 06 ²

- g

-57 ¢ 34 ²

М2

213 ° 33 ¢ 32 ²

- g

-57 ¢ 34 ²

Тсв.

41,6

P

+0,7

a

9 ° 49 ¢ 15 ²

a

194 ° 27 ¢ 40 ²

P 0

+1,25

m = ± 11 ²

m = ± 11 ²

d N

-8 ² ,9

Вычислил:

Вычисления проверил:


Приложение 8-3

ПЕРЕДАЧА
координат через отклонившуюся скважину

1 . Передача при помощи теодолита с внецентренной трубой

Основная идея передачи координат с поверхности на подземный горизонт при помощи теодолита с внецентренной трубой видна из рис. 8.8.

На поверхности, со знака подходной полигонометрии, определяют координаты вертикальной оси вращения внецентренного инструмента. Несколькими приемами определяют по вертикальному кругу теодолита зенитное расстояние z ( дополнение угла наклона до 90°) линии ID. Также несколькими приемами измеряют горизонтальный угол b при точке I - между направлением на знак подходной полигонометрии и точку D. Измеряют наклонное расстояние ID по скважине. Имея дирекционный угол отрезка I1 D и его длину (определяемую по формуле I1 D = b · sin z ), по координатам точки I определяют координаты точки D. Практически, вместо измерения расстояния по скважине, определяют отметки точек I и D и по их разности b ¢ вычисляют I1 D = b ¢ tg z .

Для обеспечения требуемой точности измерения горизонтального угла b необходимо иметь инструмент с накладным уровнем. Только при этом условии можно обеспечить погрешность в горизонтальном угле не более 15 мин. Вертикальный круг внецентренного инструмента должен иметь точность не ниже 30 ² .

При соблюдении этих условий и при аккуратном выполнении всех измерительных операций погрешность передачи координат через отклонившуюся скважину длиною до 50 м не превысит ± 10 мм, что вполне обеспечивает требуемую точность определения дирекционного угла линии подземной полигонометрии по способу двух шахт.

2 . Передача специализированным теодолитом *

А. Специализированный теодолит

* Разработка способа передачи координат через отклонившуюся скважину специализированным теодолитом произведена геомаркшейдерским отделом Ленинградского метростроя.

В трегере с тремя подъемными винтами имеется круглое отверстие, концентрично над ним полый цилиндр, свободно вращающийся в горизонтальной плоскости. Отверстие в цилиндре равно отверстию в трегере. К цилиндру прикреплены две стойки с лагерами оси вращения трубы в вертикальной плоскости и крепления верньеров вертикального круга. Труба теодолита вращается в горизонтальной плоскости на 360° вместе с цилиндром на трегере. Имеются закрепительный и микрометренный винты. На кронштейнах, укрепленных на внешней стороне цилиндра установлены два взаимно перпендикулярных уровня, один из которых параллелен вертикальной плоскости вращения трубы (цена деления уровней должна быть порядка 20 ² ). При вертикальном круге уровень не требуется, и в процессе работы ноль верньеров не должен смещаться. Верньеры неподвижно скреплены с конструкцией подставок. При работе теодолит ставится или на столик с отверстием в центре, или на штатив типа мензульного, в котором имеется в центре достаточно большое отверстие.

Рис. 8.8 . Передача координат через скважину с использованием внецентренной трубы теодолита:

1 - скважина; 2 - полигонометрические знаки; 3 - теодолиты; 4 - теодолит с внецентренной трубой; 5 - точка на подземном горизонте; d = I 1 D = b ¢ tg z .

Рис. 8.9 . Передача координат через отклонившуюся скважину специализированным теодолитом:

1 - скважина; 2 - специализированный теодолит; 3 - точка на подземном горизонте

Б. Подготовительные работы к передаче координат через скважину

После того, как удостоверились в наличии просвета в скважине на уровне, удобном для установки теодолита, определяется визуально место, с которого обеспечивается возможно большая площадь видимости в тоннель через просвет в скважине. Над этим местом закрепляется маркшейдерский гвоздь в деревянной конструкции, сооружаемой над скважиной. Подвешивается отвес, который определяет точку визирования и центрирования теодолита.

Рис. 8.10 . Схема передачи координат через отклонившуюся скважину специализированным теодолитом:

1 - скважина; 2 - точка стояния специализированного теодолита; 3 - точка на подземном горизонте; 4 - полигонометрические знаки

Опустив отвес из точки А (рис. 8.9. и 8.10) в скважину на несколько метров, визуально находят направление отклонения скважины от вертикали. Направление отклонения скважины от вертикали будет идти по линии, соединяющей глаз наблюдателя с отвесом тогда, когда нить отвеса будет делить просвет в скважине, видимый глазу, пополам. Это направление по створу «глаз-отвес» (тут же, не отводя глаз в сторону) отмечается на каком-либо удаленном предмете точкой М (рис. 8.9 и 8.10). Большой точности в ее выставлении не требуется, поэтому достаточно наметить точку М один раз без последующих уточнений.

Над ближайшим к скважине пунктом F подходного полигона (рис. 8.10) устанавливается обычный высокоточный теодолит и измеряются угол и линия, необходимые для получения координат точки А. Затем этот же теодолит устанавливается над скважиной, центрируется под отвесом в точке А и измеряется угол b , необходимый для получения дирекционного угла линии АМ. На этом работа с обычным теодолитом заканчивается.

Над скважиной, под точкой А центрируется специализированный теодолит, и посредством уровней его ось вращения приводится в вертикальное положение.

Установленный специализированный теодолит ориентируется в плане на точку М (марка) и в таком положении закрепляется. Затем поворотом трубы визируют вниз - в скважину, на ярко освещенный белый экран, находящийся под устьем скважины.

Труба теодолита в вертикальной плоскости устанавливается в такое положение, когда горизонтальная нить сетки будет делить пополам видимый в скважине просвет, после чего подается по скважине команда на укладку рейки на подземном горизонте (рис. 8.10). Рейка должна иметь длину порядка 50 см; ее можно сделать на ватмане или использовать часть обычной нивелирной рейки.

Рейка кладется горизонтально, цифрами вверх и ориентируется по горизонтальной нити сетки трубы специализированного теодолита. После установки рейка надежно закрепляется гвоздями (во избежание сдвигов ее во время работы) и хорошо освещается. На этом заканчиваются подготовительные работы.

В. Наблюдения при передаче координат

На поверхности ориентируют трубу теодолита в плане на точку М при установленных на середину пузырьках обоих уровней. Затем визируют вниз на рейку, при этом горизонтальная нить сетки трубы совмещается с продольной осью рейки. Производят отсчет на рейке по вертикальной нити сетки и отсчет по верньеру вертикального круга, затем выполняют то же при другом круге. Это составляет один полный прием; рекомендуется делать 3 - 4 таких приема. Выводится среднее из всех отсчетов по рейке, которое сообщается по скважине вниз, где фиксируется точка К (рис. 8.9 и 8.10).

Среднее из всех полуразностей отсчетов по вертикальному кругу при круге право и круге лево в каждом приеме определит величину угла z (рис. 8.9), т.е. зенитного расстояния наклонной линии АК.

На подземном горизонте при знаке Т измеряется угол между линией подземной полигонометрии и направлением на точку К, фиксированную на рейке, а также расстояние ТК. Рулеткой по скважине измеряется расстояние l между горизонтальной осью вращения трубы специализированного теодолита и точкой К (рис. 8.9). Вместо измерения расстояния l по скважине можно определить его как разность отметок горизонтальной оси вращения специализированного теодолита и точки К.

Координаты точки К определяются из формул

у к = уА + d × sin дир. уг. АМ

х к = хА + d · sin дир. уг. АМ;

где d = l × sin z .

Приложение 8-4

ПРИМЕР
на уточнение дирекционного угла линии подземной полигонометрии по результатам ориентирования через скважину с помощью теодолита с внецентренной трубой или специализированного

Дирекционный угол линии 51275-51277, полученный из подземного полигонометрического хода, опирающегося на два ориентирования, выполненные методом соединительных треугольников, a 1 = 8 ° 17 ¢ 26 ² . Дирекционный угол той же линии, полученный по методу двух шахт, a 2 = 8°17 ¢ 39 ² . Удаление знака 51275 от ствола равно 500 м. Погрешность координат знака 51275, определенных с поверхности через скважину при помощи специализированного теодолита, равна ± 10 мм.

Дополнительная погрешность дирекционного угла a 2 , связанная с этим способом передачи координат, равна

Общая погрешность (принимая погрешность ориентирования через две шахты, выполненного обычным способом, равной ± 8 ² ):

Погрешность результата двух ориентирований по методу соединительных треугольников равна

Погрешность азимутальной передачи от ствола до забоя при удалении на 500 м может быть подсчитана по формуле

(передача производится 100-метровыми сторонами двукратно).

Общая погрешность a 1 :

Веса будут:

Окончательное значение дирекционного угла линии 51275-51277, принятое для дальнейшей проходки

Аналогичным образом определяются и вероятнейшие значения координат подземных знаков.


Приложение 8-5

ВЕДОМОСТЬ
результатов ориентирований

№ строительства

№ ствола

Дата ориентирования

Способ ориентирования

Количество приствольных точек

Наименование инструментов

Характеристики исходного дирекционного угла

Полученные дирекционные углы приствольной линии

Принятый дирекционный угол приствольной линии

Дирекционный угол ближайшей сохранившейся линии полигонометрии

Удаление ближайшей сохранившейся линии полигонометрии от приствольной линии

Изменение принятого дирекционного угла по сравнению с предыдущей ориентировкой

на поверхности

под землей

на поверхности

под землей

8

617

14.Х.1965 г.

Соединительные треугольники - способ пластинок. Три положения

1

1

ТБ-1 № 1716

ТБ-1 № 1907

Направление на азимутальный пункт

3 - 4

3 - 4

123 - 124

12°18 ¢ 30 ²

12°18 ¢ 35 ²

12°18 ¢ 34 ²

115°31 ¢ 18 ²

80 м

12°18 ¢ 38 ²

12°18 ¢ 34 ²

8

617

17. III .1966 г.

Соединительные треугольники - способ пластинок. Три положения

1

1

ТБ-1 № 1716

ТБ-1 № 1907

Направление на азимутальный пункт

5 - 6

5 - 6

123 - 124

80 м

+6 ²

11°56 ¢ 19 ²

11°56 ¢ 31 ²

11°56 ¢ 26 ²

115°31 ¢ 30 ²

11°56 ¢ 28 ²

принято

11°56 ¢ 26 ²

115°31 ¢ 24 ²


Глава 9

ПОДЗЕМНАЯ ПОЛИГОНОМЕТРИЯ

А. Схема развития подземной полигонометрии; полигонометрические знаки

9.01 . Подземная полигонометрия вместе с сетью подземного нивелирования является основой для точного перенесения в натуру проекта всех тоннельных сооружений.

9.02 . Развитие подземной полигонометрии осуществляется или от станов, полученных из ориентирований через вертикальную шахту, или путем непосредственного примыкания к пунктам наземной геодезической основы через порталы, штольни и наклонные выработки.

9.03 . После каждого очередного ориентирования (или передачи от наземной геодезической основы) все измерения по подземной полигонометрии повторяются вновь и производятся необходимые вычисления.

При отсутствии значительных расхождений берутся средние значения дирекционных углов и координат пунктов. При обнаружении значительных расхождений между результатами первого и второго измерений необходимо произвести их третий раз.

В условиях возможной деформации знаков необходимо производить повторные измерения.

9.04 . Схема подземной полигонометрии и принятая методика угловых и линейных измерений должны обеспечивать необходимую точность сбоек встречных выработок или тоннелей.

9.05 . При проходке тоннелей средней протяженности (длина односторонней проходки до 1 км) следует прокладывать полигонометрию двух видов:

а) рабочую подземную полигонометрию со сторонами от 25 до 50 м;

б) основную подземную полигонометрию со сторонами от 50 до 100 м.

При такой системе каждая вторая точка рабочей опоры включается в ход основной полигонометрии.

9.06 . При длине односторонней проходки более 1 км целесообразно дополнительно прокладывать главные ходы с более длинными сторонами (150, 200 м и больше), используя, как правило, при этом знаки основной подземной полигонометрии. При длинах плеч односторонней проходки (на сбойку) порядка 4 - 6 км необходимо добиваться прокладки главного хода со сторонами 600 - 800 м. На прямых участках трассы, с целью уменьшения влияния боковой рефракции на результаты угловых измерений, смежные знаки должны располагаться на разных сторонах тоннеля или по оси его (рис. 9.1 ).

Рис. 9.1 . Определение длин сторон главного хода по сторонам основной полигонометрии:

1 - тоннель; 10, 11, 12, ..., 21, 22 - знаки основной полигонометрии; 10, 13, 16, 19 bis , 22 - знаки главного хода. При измерениях на станции 19 bis , наблюдается (двумя приемами) направление на знак 19 и измеряется короткий отрезок 19 bis - 19

При длинах сторон главного хода до 400 м измерение углов производится теодолитами типа Т-2 шестью-девятью приемами. При сторонах более 400 м для измерения углов необходимо применять теодолиты типа Т-1. Измерение производится шестью-девятью приемами.

Во всех случаях прокладки главных ходов в тоннелях угловые измерения должны производиться многократно (не менее двух раз), разновременно и в максимально благоприятных условиях.

Длины сторон главных ходов, как правило, определяются путем проектирования измеренных сторон основной полигонометрии (рис. 9.1).

9.07 . В подходных выработках, где длины сторон могут доходить в отдельных случаях до 10 м, в целях обеспечения необходимой точности применяют метод одновременной постановки двух или трех теодолитов (см. п. 9.32 ).

9.08 . Схема основной подземной полигонометрии, как правило, должна предусматривать создание непрерывной цепи треугольников (рис. 9.2 ).

Деформация знаков полигонометрии, к которым производится привязка вновь заложенного пункта, обнаруживается при повторных угловых измерениях на этих знаках.

Рис. 9.2 . Передача дирекционного угла и координат на полигонометрические знаки у забоя:

1 - ствол; 2 - подходная штольня; 3 - выработки по трассе; 1 , 2 , 3 - знаки полигонометрии у ствола; А, В, С, D , Е - знаки основной полигонометрии

9.09 . При наличии параллельных тоннелей ходы подземной полигонометрии связываются между собой через поперечные соединительные выработки.

9.10 . При сооружении тоннелей небольшой протяженности можно ограничиваться прокладкой только рабочего полигонометрического хода.

9.11 . Во всех случаях определения координат знаков висячим ходом угловые и линейные измерения должны быть произведены дважды - независимо и разновременно.

9.12 . Знаки основной полигонометрии закрепляются:

а) на кривых участках трассы - с внешней стороны кривой, т.е. со стороны возвышенного рельса;

б) на прямых участках: в тоннелях метрополитена - с внешней стороны относительно оси междупутья, в одиночных тоннелях - с любой стороны.

9.13 . Знаки подземной полигонометрии, как правило, должны одновременно являться и реперами подземной высотной основы.

В зависимости от характера выработки или вида тоннельной обделки знаки могут быть следующих типов:

а) стержень металлический в бетонном монолите, в кровле выработки, в своде сооружения или в стене тоннеля;

б) точка, высверленная и зачеканенная медью на площадке, запиленной на ребре жесткости или борте тюбинга.

9.14 . Знаки подземной полигонометрии закладываются в тоннелях с чугунной обделкой на уровне головки рельсов, а с железобетонной - на уровне путевого бетона.

9.15 . Нумерация знаков для всей сооружаемой трассы должна быть единой и не иметь повторений.

Для каждого строительного объекта выделяется группа номеров. Знакам левого тоннеля даются нечетные номера, правого - четные.

Нумерация знаков должна возрастать по ходу пикетажа.

9.16 . На каждый закрепленный знак должно быть составлено описание. В тюбинговых тоннелях рекомендуется форма описания, приведенная в приложении 9-1 .

В необходимых случаях производятся привязки знаков к характерным точкам сооружения.

9.17 . У каждого знака должен быть надписан масляной краской его номер. Подписи номеров периодически должны восстанавливаться. Маркшейдеры объектов обязаны следить за сохранностью знаков и видимостью между ними.

Б. Линейные измерения и точность их

9.18 . Измерение длин сторон в подземной полигонометрии производится стальными компарированными рулетками или проволоками, при постоянном натяжении с учетом температуры и превышений концов мерного прибора. При наличии возможности измерение производят по створным отвесам на одном горизонте, фиксируемом на нитях отвесов с помощью нивелира.

Каждый пролет измеряется при трех положениях мерного прибора. Расхождения разностей (П-З) не должны превышать: 2 мм - для рулетки, 0,8 мм - для проволоки. Измерение производится в прямом и обратном направлениях.

9.19 . Разности между значениями измерений рулеткой по прямому и обратному ходу не должны превышать:

2 мм - для линий короче 25 м;

3 мм - для линий от 25 до 50 м;

4 мм - для линий от 50 до 80 м.

При длинах линий свыше 80 м относительная разность между значениями измерений в прямом и обратном направлениях не должна превышать 1 : 20000.

Для проволоки относительная разность измерений туда и обратно не должна превышать 1 : 30000.

9.20 . При невозможности непосредственного промера линии между полигонометрическими знаками применяются косвенные методы измерений (рис. 9.3 и 9.4 ).

Рис. 9.3 . Определение длины линии ПЗ 7 - ПЗ 9 по известным отрезкам b и c :

1 - препятствие; a - отрезки, перпендикулярные к определяемой линии; d - определяемая линия; b, с - линии, измеряемые в натуре;  величины а не должны превышать 0,5 м.

Рис. 9.4 . Косвенное определение длины стороны полигонометрии:

1 - препятствие; d 2 = b 2 + c 2 - 2 bc × cos b ; b и с - линии, измеряемые в натуре

Рис. 9.5 . Схема контроля измерения длин сторон полигонометрии:

АС = АВсо s b + ВСсоs g ; АС - определяемая сторона; и ВС - измеряемые для контроля стороны

9.21 . Для контроля линейных измерений, производимых по сторонам треугольников подземной полигонометрии, пользуются формулой, приведенной на рис. 9.5 .

9.22 . В криволинейных тоннелях, когда ошибки линейных измерений оказывают существенное влияние на поперечный сдвиг хода, следует применять два мерных прибора и производить их компарирование не реже одного раза в месяц.

В. Угловые измерения и точность их; внецентренное измерение углов

9.23 . При измерении углов в ходах подземной полигонометрии руководствуются указаниями табл. 9-1 .

При работе способом повторений в первом полуприеме измеряют угол левый по ходу, во втором - по ходу правый. Отклонение суммы углов от 360° не должно превышать ± 12 ² .

Таблица 9-1

Вид полигонометрии

Тип теодолита

Количество повторений

Количество приемов

Количество круговых приемов

Расхождения отсчетов на нач. направл. при замыкании

Колебания направл., привед, к нулю

Рабочая

30-секундный

-

-

3

1 ¢

1 ¢

Т-2 (ОТС, ТБ-1) и ему равноточные

-

-

2

10 ²

15 ²

Основная со сторонами 50 м

30-секундный

4

2

-

-

-

Т-2 (ОТС, ТБ-1) и ему равноточные

-

-

3 - 4

8 ²

10 ²

Основная со сторонами 100 м

Т-2 (ОТС, ТБ-1) и ему равноточные

-

-

4 - 6

8 ²

10 ²

Главные ходы со сторонами 150 - 400 м

Т-2 (ОТС, ТБ-1) и ему равноточные

-

-

6 - 9

8 ²

10 ²

Главные ходы со сторонами более 400 м

Т-1 (ОТ-02) и ему равноточные

-

-

6 - 9

5 ²

7 ²

Примечани е. Допуски для колебания направлений, приведенных к нулю, относятся к измерениям, произведенным при одном положении центрира.

9.24 . Инструмент при угловых измерениях устанавливается на консоли или штативе. Центрирование производится с помощью отвеса на центрировочный штифт трубы теодолита или с помощью оптического центрира.

При отсутствии на трубе теодолита центрировочного штифта на ней должна быть тщательно накернена специальная точка. Центрирование производится при горизонтальном положении трубы теодолита.

По окончании первой половины программы измерений на станции производится проверка правильности центрирования инструмента и визирных целей.

9.25 . При пользовании оптическим отвесом измерение углов производится или четырьмя приемами (с перецентрировкой инструмента по окончании первой половины программы наблюдений на 180°), или тремя приемами (при трех независимых центрировках с поворотами теодолита на 120°). Оптический отвес перед работой должен быть тщательно выверен.

Расхождения между значениями направлений, измеренными при разных центрировках, не должны превышать:

12 ² - при длинах сторон свыше 50 м;

20 ² - при длинах сторон от 25 до 50 м;

30 ² - при длинах сторон от 15 до 25 м.

9.26 . Визирование производится на нити отвесов, отцентрированные над знаками.

Выноска центра должна производиться при помощи выверенного отвеса с отверстием, диаметр которого соответствует толщине нити. Нить не должна иметь узлов или надвязок.

Выносимая с помощью отвеса точка должна обеспечивать постоянное (однообразное) положение на ней нити отвеса; длина последней не должна превышать 1,5 м.

9.27 . При значительных длинах сторон рекомендуется применять в качестве объектов визирования световые цели, устроенные в виде щитков с вертикальной прорезью, освещаемой источником света.

9.28 . Во всех случаях, когда это возможно, следует визировать на тонкую шпильку, установленную непосредственно в центре знака.

9.29 . При отсутствии видимости между знаками применяют внецентренный способ измерения углов. При этом следует руководствоваться основными указаниями для этого способа, данными в п. 2.21 .

9.30 . Внецентренный способ может быть применен для повышения точности угловых измерений в следующих случаях:

а) при коротких сторонах хода, закрепленного знаками в сводовой части тоннеля или в кровле выработки (рис. 9.6); визирование в этом случае производится на нити отвесов;

б) при коротких сторонах хода, когда имеется возможность визировать на шпильки, установленные в центрах знаков (рис. 9.6);

в) при смещении инструмента от стены тоннеля в сторону, чем ослабляется действие боковой рефракции.

9.31 . Внецентренный способ применяется также:

а) на крестах выработок, где он обеспечивает возможность надежного закрепления знаков (рис. 9.7) и удобной постановки инструмента;

Рис. 9.6 . Внецентренное измерение углов полигонометрии при коротких сторонах хода

Рис. 9.7 . Внецентренное измерение углов на кресте выработок:

1 - перегонные тоннели; 2 - поперечная выработка;   a + b + Q = 180°00 ¢ 00 ² ;   Q и Q 1 - измеряемые углы; a , b , d - вычисляемые углы; a , b , c , d - измеряемые линии; е - линейный элемент центрировки

б) при связке полигонометрии в передовой штольне и в сооружаемом тоннеле (рис. 9.8).

Пример вычисления поправок за центрировку приводится в приложении 9-2.

9.32 . При наличии короткой стороны в ходе, помимо внецентренного способа, применяют метод передачи дирекционного угла путем одновременной постановки двух теодолитов на концах этой стороны.

На знаках, расположенных на концах короткой стороны, взаимное визирование производится на центрировочные штифты инструментов (при горизонтальном положении трубы). Для исключения погрешности от несовпадения штифта с вертикальной осью вращения теодолита трубу наблюдаемого инструмента необходимо после второго приема повернуть (по азимуту) примерно на 180°.

Рис. 9.8 . Внецентренное измерение углов при связке полигонометрии в передовой штольне и сооружаемом тоннеле

Взаимное визирование также производят на подсвеченную сетку нитей второго инструмента, наведенного на первый и обратно.

Этот способ может применяться и при наличии двух смежных коротких сторон. В этом случае одновременно устанавливаются три теодолита.

9.33 . Расхождения двукратных разновременных измерений углов не должны превышать:

15 ² - при сторонах короче 25 м;

10 ² - при сторонах от 25 до 50 м;

7 ² - при сторонах от 50 до 100 м;

5 ² - при сторонах свыше 100 м.

Допуски для углов главных ходов устанавливаются специальным расчетом.

9.34 . Угловые невязки в треугольниках основной полигонометрии не должны превышать:

± 8 ² - при однократно измеренных углах;

46 ² - при двукратном измерении.

Г. Вычисление подземной полигонометрии

9.35 . Журналы угловых и линейных измерений проверяются в две руки.

Все результаты измерений выписываются на схему (рис. 9.9); выписка проверяется во вторую руку.

В целях удобства пользования схемой рекомендуется применять для осей тоннелей и пикетов красный цвет, №№ знаков - синий, значений, углов, линий и дат измерений - черный Невязки выписывают карандашом.

9.36 . Перед вычислением каждого последующего знака подземной полигонометрии необходимо убедиться в отсутствии деформации предыдущих (исходных) знаков.

9.37 . Вычисление углов поворота и дирекционных углов в рабочей и основной полигонометрии ведется с удержанием целых секунд. В главных ходах при измерениях углов теодолитами Т-2 средние результаты округляются до 0,5 ² , а при измерении теодолитами типа Т-1 удерживаются десятые доли секунды.

В длинах линий, приращениях и координатах удерживаются целые миллиметры.

9.38 . Если подземная полигонометрия строится треугольниками, то вычисление вновь определяемого знака производится ходом между ранее определенными (исходными) знаками через короткую и длинную стороны треугольника.

9.39 . После каждого последующего ориентирования шахты от уточненного исходного подземного стана производится передача дирекционного угла и координат в забой.

При построении подземной полигонометрии в виде цепочки треугольников передача осуществляется через различные 100-метровые линии двумя ходами. При наличии главного хода основная передача производится через него.


Рис. 9.9 . Схема подземной полигонометрии. Результаты измерений


По этим двум-трем независимым передачам, произведенным от уточненных данных (с учетом их весов), определяются координаты и дирекционный угол в забое.

9.40 . При соединении через поперечные выработки ходов, проложенных в двух смежных тоннелях, угловая невязка в полигоне не должна превышать:

 - при однократно измеренных углах;

 - при двукратном измерении;

здесь п' - число углов в полигоне.

Относительная линейная ошибка в этих полигонах не должна превышать 1 : 25000. При периметре менее 250 м абсолютная ошибка не должна превышать 10 мм.

9.41 . Вычисления подземной полигонометрии ведутся в две руки, в специальных книгах для каждого строительного управления. Новые результаты, связанные с повторными измерениями или с изменениями в исходных дирекционных углах и в координатах, тщательно сверяются с ранее произведенными вычислениями.

Использованию вновь полученных значений должен предшествовать глубокий анализ всех имеющихся вычислительных материалов.

9.42 . При соединении подземной полигонометрии между двумя шахтами или порталами руководствуются допусками, установленными в п. 8.60 .

Д. Уравновешивание подземной полигонометрии после сбойки

9.43 . При уравновешивании подземной полигонометрии в тоннелях необходимо учитывать положение фактических осей на пройденных участках.

При проходке тоннеля встречными забоями на месте сбойки выбирается узловой знак. Координаты узлового знака принимают равными промежуточным значениям координат, при которых отклонения тоннеля не превосходят допустимых. В качестве дирекционного угла узловой линии принимают его среднее значение, полученное по данным ориентирования, выполненного по каждой из двух шахт, а также из ориентирования, выполненного по методу двух шахт.

При проходке тоннеля догоняющим забоем узловым знаком может служить один из знаков полигонометрии в середине хода, где отклонения тоннеля от рабочей оси максимальные.

Дальнейшее уравновешивание ходов, проложенных между приствольными знаками и узловым, можно выполнить упрощенным способом.

9.44 . В тоннелях, предназначенных для укладки железнодорожных путей, относительная невязка каждого из ходов полигонометрии не должна превышать 1 : 10000.

9.45 . Все маркшейдерские работы по определению путейских реперов в метрополитенах и железнодорожных тоннелях могут выполняться только от окончательно уравновешенных координат знаков подземной полигонометрии.

9.46 . По окончании работ по строительству данного тоннеля или участка метрополитена должен быть составлен каталог подземной маркшейдерской основы для всех постоянных знаков (см. приложение 25-3 ).

Помимо каталога, составляются схема расположения и описание знаков (см. приложение 25-4).

Приложение 9-1

ОПИСАНИЕ
знаков подземной полигонометрии

№ знака

Пикетаж

Расстояние от оси

№ кольца

Номер тюбинга (считая от замка)

Наименование ребра тюбинга

Промер от задней плоскости кольца

влево

вправо

1218

81 + 40,63

-

2,47

594

Т5

Нижнее ребро

жесткости

0,21

Приложение 9-2

СХЕМА
вычисления поправок за центрировку

Направления на знаки

50492

50493

50496

Схема

Формулы

Мi

0°00 ¢ 00 ²

78°51 ¢ 10 ²

177°08 ¢ 08 ¢

М i + Q

167 ° 59 ¢ 11 ²

246°50 ¢ 21 ²

345°07 ¢ 19 ²

Si

50,297

30,361

59,753

е

2,716

2,716

2,716

sin ( М i + Q )

+0,208144

-0,919405

-0,256763

е × sin ( М i + Q )

+0,565319

-2,497104

-0,697368

+0,011240

-0,082247

-0,011670

C i

+0°38 ¢ 38 ²

-4°43 ¢ 04 ²

-0°40 ¢ 07 ²

С i - С0

0°00 ¢ 00 ²

-5°21 ¢ 42 ²

-1°18 ¢ 45 ²

М i приведенные

к центру

0°00 ¢ 00 ²

73°29 ¢ 28 ²

175°49 ¢ 23 ²

Глава 10

ПОДЗЕМНАЯ ВЫСОТНАЯ ОСНОВА

А. Схема построения нивелирной основы

10.01 . Для перенесения проекта в натуру и обеспечения сбоек подземных выработок и тоннелей в профиле создается высотная основа.

10.02 . Создание подземной высотной основы осуществляется путем:

а) передачи отметок с поверхности в подземные выработки;

б) проложения нивелирных ходов в выработках, тоннелях и других строящихся сооружениях.

10.03 . В качестве исходных данных при передаче высот в подземные выработки принимаются отметки реперов нивелирования II класса и опорных ходов III класса.

10.04 . Подземная нивелирная сеть по своему виду повторяет подземную полигонометрию. В качестве реперов, как правило, используются полигонометрические знаки.

Б. Передача отметок в подземные выработки

10.05 . Передача отметок в подземные выработки и тоннели осуществляется через вертикальные стволы шахт, вентиляционные скважины, наклонные тоннели, порталы и штольни.

10.06 . Перед каждой передачей отметки необходимо производить контрольное нивелирование по реперам, служащим исходными на поверхности.

10.07 . Передача отметок с поверхности через вертикальные выработки производится:

а) после проходки ствола до проектной отметки;

б) после сооружения околоствольного двора;

в) после сооружения на трассе первого отрезка постоянной тоннельной обделки.

10.08 . Через порталы, штольни и наклонные тоннели передача отметок осуществляется проложением нивелирного хода с дневной поверхности в подземные выработки.

В отдельных случаях целесообразно передачу отметки к порталам и штольням производить методом геодезического (тригонометрического) нивелирования.

Передачу отметки через наклонные тоннели (выработки) следует контролировать геодезическим нивелированием.

10.09 . После окончания проходки ствола до проектной глубины передача отметки на нижний горизонт производится с помощью стальной рулетки и сообщающихся сосудов.

10.10 . Передача отметок через вертикальные стволы и вентиляционные скважины производится двумя нивелирами (один - на дневной поверхности, другой - под землей, в околоствольном дворе) с помощью стальной рулетки и нивелирных реек.

10.11 . Передача отметки в подземные выработки производится не менее чем с двух исходных реперов, расположенных на поверхности и не менее чем на два репера в подходных выработках.

10.12 . Рулетка, опускаемая в ствол шахты, предварительно компарируется на плоскости при натяжении 10 кг. При этом же натяжении производятся все передачи отметок.

10.13 . Наблюдения при передаче отметки в шахту через вертикальный ствол или скважину (рис. 10.1 ) состоят из отсчетов по рейкам, устанавливаемым на поверхностных и подземных реперах, и по рулетке, опущенной в ствол (обычно нулем вниз). Отсчеты по рулетке производятся двумя нивелирами одновременно на поверхности и под землей.

10.14 . Передачу отметки в шахту необходимо выполнять не менее чем при трех горизонтах инструментов или при трех положениях рулетки.

10.15 . Отсчеты по рулетке и рейкам записываются в нивелирном журнале с обязательной зарисовкой расположения рулетки, инструментов, реперов и реек на поверхности и под землей.

10.16 . При значительной разнице в температуре воздуха на дневной поверхности и под землей (более 5 °С) измерение ее производится на нескольких горизонтах. За окончательную температуру рулетки принимают среднее значение из показаний термометра на разных горизонтах.

10.17 . Значения отметок подземных реперов вычисляются по формуле

H m = Hn + а - [ (l1 - l 2 ) + D k + D t ° ] - b ,

где Нт - отметка подземного репера;

Нп - отметка репера на поверхности;

а - отсчет по рейке на поверхности;

b - отсчет по рейке в шахте;

l 1 - отсчет по рулетке на поверхности;

l 2 - отсчет по рулетке в шахте;

D k - поправка за компарирование рулетки;

D t ° - поправка в длину рулетки за температуру.

Рис. 10.1 . Передача отметки с поверхности в подземные выработки:

1 - стенной репер; 2 - подземный полигонометрический знак; 3 - нивелиры; 4 - нивелирные рейки; 5 - копер; 6 - рулетка с грузом

10.18 . Поправка в длину рулетки за температуру вычисляется по формуле

D t ° = kl(t ° ср - t0),

где k = 0,0000125 - коэффициент линейного расширения стали на 1°;

t ° ср - средняя температура на поверхности и в шахте;

t 0 - температура, для которой дана поправка за компарирование рулетки.

10.19 . При передаче отметки в глубоких стволах (более 150 м) вводится поправка за удлинение рулетки под влиянием собственного веса, вычисляемая по формуле

где Q - половина собственного веса рулетки;

l - длина рулетки (использованная в данной передаче);

Е - модуль упругости (для стали E = 2 · 106 кг/см2);

F - поперечное сечение рулетки, выраженное в см2.

10.20 . При глубинах стволов свыше 150 м рекомендуется для передачи отметки применение специального проволочного мерного прибора (глубиномера), снабженного счетчиками полных оборотов мерного диска, приспособлением для определения долей оборота и рейками, скрепляемыми с проволокой в процессе передачи отметки.

10.21 . Расхождения значений отметок, полученных из передач при разных горизонтах (или разных положениях рулетки), не должны превышать 4 мм, а расхождения значений отметок по разновременным передачам - 7 мм. Для глубоких стволов допуски устанавливаются специальными расчетами.

10.22 . При передаче отметок через наклонные тоннели рейки должны быть вновь исследованы и прокомпарированы контрольным метром.

10.23 . Допустимое расхождение в вычисленной отметке подземного репера, полученной из прямого и обратного нивелирования через наклонный тоннель, не должно превышать величины, равной  где n - число штативов.

В. Подземные нивелирные ходы

10.24 . Исходными данными для подземного нивелирования являются отметки реперов, на которые высота передана с дневной поверхности.

10.25 . Для нивелирования реперов в подземных выработках и тоннелях применяются:

а) нивелиры типа НВ-1, НСМ-2А с самоустанавливающейся линией визирования и им равноточные;

б) двусторонние или односторонние шашечные рейки с сантиметровыми делениями длиною от 0,6 до 3,0 м.

10.26 . Рейки должны быть прокомпарированы. Случайные ошибки дециметровых делений не должны превышать ± 0,5 мм. Установка реек в вертикальное положение производится при помощи отвесов или круглых уровней.

10.27 . Нивелирование производится из середины, в прямом и обратном направлениях.

10.28 . Превышение на станции определяется отсчетами по двум сторонам реек, а при наличии односторонних реек - при двух горизонтах нивелира.

10.29 . Расхождения в превышениях, определенных на станции по черным и красным сторонам реек или при двух горизонтах инструмента, не должны превышать 3 мм.

10.30 . Отметка репера, заложенного в кровле, определяется по формуле

H к = H л + а + b ,

где H к - отметка репера, заложенного в кровле;

H л - отметка репера, заложенного в лотке;

а - отсчет по рейке, установленной на лотковом репере;

b - отсчет по рейке, приложенной нулевым концом к реперу в кровле.

10.31 . При наличии деформаций подземных выработок производятся повторные нивелирования, частота которых зависит от интенсивности деформации.

10.32 . После каждого подземного нивелирования полевые журналы проверяются в две руки. Составляется в крупном масштабе схема нивелирной сети, на которую выписывают (с округлением до миллиметра) средние превышения из прямого и обратного ходов, дату нивелирования и число штативов. Превышения могут заноситься также в схему подземной полигонометрии, где они записываются зеленым цветом.

10.33 . По мере замыкания нивелирных полигонов подсчитываются их невязки.

Допустимые невязки в полигонах вычисляются по формуле

где п - число штативов в полигоне.

10.34 . Отметки подземных реперов, определяемые в результате первичного и всех последующих нивелирований, заносятся в каталог, форма которого приведена в приложении 10-1 .

10.35 . Для ходов между реперами, отметки которых получены из передач через стволы шахт или вентиляционные скважины, допустимая невязка подсчитывается по формуле

где L ¢ - длина нивелирного хода в километрах в подземных выработках;

L - длина нивелирного хода в километрах на поверхности.

Третий член данной формулы, учитывающий ошибки передачи отметок с поверхности в подземные выработки, рассчитан на глубину ствола шахты до 100 м. При более глубоких шахтах третий член формулы определяется в зависимости от глубины шахты и метода передачи отметок.

10.36 . Для ходов подземного нивелирования, связанных с поверхностью непосредственно (через порталы или штольни), допустимая невязка определяется формулой

где L ¢ - длина нивелирного хода в километрах в подземных выработках;

L - длина нивелирного хода в километрах на поверхности.

10.37 . По мере завершения строительства тоннелей производится окончательное нивелирование в прямом и обратном направлениях. Уравновешивание системы ходов и полигонов подземного нивелирования выполняется по способу проф. В.В. Попова, методом узлов, а при небольших значениях невязок - упрощенным способом.

10.38 . Все маркшейдерские работы по точной установке путейских реперов в метрополитенах и железнодорожных тоннелях могут выполняться только от окончательно уравновешенных отметок реперов (знаков) подземной основы.

Приложение 10-1

КАТАЛОГ
отметок подземных реперов

№ репера

Местоположение репера

Дата нивелирования

III .1964 г.

VII.1964 г .

XI.1964 г .

IV .1965 г.

Отметка

Отметка

Отметка

Отметка

полученная

принятая

полученная

принятая

полученная

принятая

полученная

принятая

ПЗ-1105

Околоствольный двор

235,361

235,361

235,356

235,359

235,355

235,357

235,353

235,355

ПЗ-1124

Правый тоннель, кольцо № 328

235,564

235,564

235,561

235,563

235,559

235,561

235,557

235,559

Глава 11

ВЫЧИСЛЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ТРАССЫ ТОННЕЛЯ (СООРУЖЕНИЯ) И ДАННЫХ ДЛЯ РАЗБИВКИ ЕЕ; ЗАДАНИЕ ОСЕЙ И ОТМЕТОК В НАТУРЕ

А. Содержание основной проектной документации

11.01 . Одним из основных проектных документов является генеральный план подземных сооружений, на котором указывают все запроектированные сооружения с их наименованиями и основными размерами. Для транспортных тоннелей и метрополитенов план подземных сооружений составляется на топографических планах масштабов 1:2000 - 1:5000.

11.02 . Основными документами для вынесения в натуру проектных осей, от которых производятся детальные разбивки сооружения, являются геометрическая схема и профиль трассы.

11.03 . На геометрической схеме трассы даются все плановые геодезические данные, необходимые для перенесения проекта в натуру.

Координаты и расстояния выписываются на схему до целых миллиметров, а дирекционные углы - до десятых долей секунды.

11.04 . Продольный профиль трассы проектируется на базе общего геологического разреза. На нем показываются все данные, необходимые для перенесения проекта профиля в натуру; все отметки и расстояния даются на нем до миллиметров.

11.05 . Все геометрические элементы, указанные в проектных чертежах, проверяются повторным вычислением. Эти проверки выполняются по отдельным участкам трассы, которые перекрываются не менее чем на 100 м. До начала детальных геодезических расчетов следует проверить согласованность проектных данных, выписанных на геометрической схеме, продольном профиле и разбивочных чертежах.

Б. Геометрическая схема трассы; контрольные вычисления на прямых, круговых и переходных кривых

11.06 . На геометрической схеме (рис. 11.1 и 11.2 ) приводятся следующие данные:

1 . Номера пикетов и вершин углов поворота трассы.

2 . Координаты пикетов и вершин углов поворота.

3 . Дирекционные углы отрезков между вершинами хода.

Рис. 11.1 . Геометрическая схема прямолинейного участка трассы

4 . Элементы круговой кривой, вписанной в угол поворота трассы:

а) центральный угол b ;

б) радиус кривой R (зависящий от максимальной скорости движения поездов на данном участке);

в) тангенс Т и кривая К, определяемые по формулам:

           

где r ² = 206265 ² .

11.07 . Проверка геометрической схемы начинается с повторных вычислений координат пикетов, углов поворота, начал и концов круговых кривых. Примеры вычислений см. в приложениях 11-1 и 11-2 .

На криволинейных участках трассы координаты целых пикетов вычисляются через центр кривой (см. приложение 11-3), где углы b 1 и b 2 (рис. 11.3) определяются по формуле

где s - длина дуги, которая получается как разность пикетажа определяемого пикета и начала круговой кривой.

Расхождения между вычисленными и проектными значениями координат не должны превышать 2 мм.


Рис. 11.2 . Геометрическая схема криволинейного участка трассы


Рис. 11.3 . Вычисление координат пикетов на круговой кривой

11.08 . Для создания плавного перехода с прямого участка пути на круговую кривую и обратно применяют переходные кривые переменного радиуса r , величину которого в любой точке переходной кривой определяют по формуле

где С - параметр переходной кривой;

l - расстояние от начала переходной кривой до определяемой точки.

При строительстве метрополитена и транспортных тоннелей для переходных кривых применяют радиоидальную спираль.

Длины переходных кривых L и параметры их С даются на проектных чертежах трассы.

Применение переходной кривой требует сдвига оси пути от разбивочной оси к центру кривой (рис. 11.4). Величина сдвига на круговой кривой z определяется по формуле

Рис. 11.4 . Взаимное расположение осей на круговой кривой

11.09 . Вычисление координат начал и концов переходных кривых производят по линии тангенса, принимая последнюю за ось x -ов, а за начало координат - начало переходной кривой. Вычисления ведутся по формулам (рис. 11.5 ):

величины а и а1 находятся по формулам:

       

Координаты конца переходной кривой можно вычислить через центр кривой (см. рис. 11.5).

Рис. 11.5 . Вычисление координат основных точек переходной кривой

Величина угла j определяется по формуле

Примеры вычисления координат начала и конца первой переходной кривой применительно к рис. 11.2 см. в приложении 11-4.

11.10 . Чтобы уравнять нагрузку от подвижного состава, движущегося по кривой, наружный рельс ставится выше внутреннего на величину h (рис. 11.6 ), которая называется возвышением наружного рельса над внутренним и определяется формулой

где u - скорость движения поездов на кривой, выраженная в километрах в час;

R - радиус круговой кривой, выраженный в метрах.

h - возвышение в мм.

Для того, чтобы вагон в наклонном положении симметрично расположился в тоннеле, ось последнего на кривых участках смещается с оси пути по направлению к центру кривой на величину q (см. рис. 11.4 и 11.6), определяемую по формуле

где В - расстояние по вертикали между головкой рельсов и горизонтальным диаметром тоннеля;

А - расстояние между осями рельсов.

(В тоннелях метрополитена В = 1,85 м или 1,70 м, А = 1,60 м). Тоннели с прямыми стенками имеют смещение обделки к центру кривой. Ось тоннеля на величину q не смещается.

11.11 . Вычисление координат конца переходной кривой на оси тоннеля производится теми же методами, что и для оси пути. В этом случае при вычислении от линии тангенса к ординате у (см. рис. 11.5 ) прибавляют величину q при вычислении через центр кривой расстояние ЦК-КПК принимают равным R - z - q .

11.12 . В тоннелях метрополитена на прямых отрезках трассы одноименные пикеты размещают на одной нормали к оси пути. На кривых участках трассы, где внешний тоннель (путь) длиннее внутреннего, это условие нарушается. Для устранения подобного нарушения в средней части кривой тоннеля назначают неправильный пикет (рис. 11.7 ). Неправильные пикеты могут быть назначены на обоих тоннелях или на одном из них.

В случае, когда неправильный пикет назначают в обоих тоннелях, то по наружному тоннелю его длину принимают большей 100 м, а по внутреннему - меньшей 100 м на величину  вычисляемую по формуле

где D D - расхождение между длиною левого и правого тоннелей;

d - расстояние между осями тоннелей.

Когда неправильный пикет назначают на одном из тоннелей, то его величина будет равняться 100 м + D D (если он назначен на внешнем тоннеле) или 100 м - D D (если он назначен на внутреннем тоннеле).

Рис. 11.6 . Смещение оси тоннеля относительно оси пути

Рис. 11.7 . Расчеты неправильных пикетов на кривых

Если на предыдущих кривых было накоплено расхождение в пикетажах тоннелей, то оно компенсируется введением дополнительной поправки в назначаемый неправильный пикет.

В. Профиль трассы; вертикальные кривые

11.13 . Профиль трассы состоит из ряда ломаных линий, сопряженных между собой вертикальными кривыми, которые обеспечивают плавность оси пути в вертикальной плоскости.

11.14 . На продольном профиле (рис. 11.8 ) даются:

а) абсолютные отметки целых пикетов и точек перелома профиля;

б) уклоны i прямых участков, с указанием их знаков (подъемы считаются положительными, а скаты - отрицательными);

в) расстояния между точками перелома профиля и их пикетаж.

11.15 . Вертикальные кривые характеризуются следующими элементами:

а) радиусом вертикальной кривой R ;

б) тангенсом вертикальной кривой Т, вычисляемым по формуле

Рис. 11.8 . Профиль трассы

в) биссектрисой Б, определяемой по формуле

Примечани е. Величины i 1 - i 2 необходимо рассматривать как алгебраическую разность сопрягаемых смежных уклонов.

11.16 . Длина вертикальной кривой вычисляется по формулам:

         

где a - угол поворота трассы в профиле;

r = 206265".

Значения длины кривой и суммы двух тангенсов практически мало отличаются друг от друга и потому считаются равными.

11.17 . Высотные данные, даваемые на проектных чертежах, должны быть проверены. Проверке подлежат отметки целых пикетов, пикетаж и отметки перелома профиля, а также величины тангенса и биссектрисы. При проверочных вычислениях необходимо обеспечить перекрытие с соседними участками.

11.18 . Перед детальными подсчетами производят вычисление пикетажа начала вертикальной кривой, конца вертикальной кривой и точки перегиба профиля, а также их отметки.

11.19 . Для детальной разбивки проектные отметки головки рельсов вычисляют на прямых участках не реже чем через 10 м, а на участках с вертикальными кривыми - через 2 - 4 м.

Отметки точек, лежащих на вертикальной кривой * , определяют по формулам (рис. 11.9):

      

где  - искомая отметка точки кривой;

 - абсолютная отметка точки, лежащей на линии тангенса;

D Hi - удаление точки вертикальной кривой от тангенса;

li - расстояние от начала (или конца) вертикальной кривой до вычисляемой точки.

* Для участков вертикальной кривой вычисления проектных отметок удобно вести с помощью «Таблиц расчета вертикальных кривых при сооружении железных дорог и тоннелей», Ленинград, 1957 г. Составил В.В. Беляев.

Рис. 11.9 . Удаление точек на вертикальной кривой от линий тангенсов

Г. Вычисление пикетажа и смещений полигонометрических знаков относительно проектной оси

11.20 . Для определения положения полигонометрического знака относительно запроектированной трассы необходимо вычислить его пикетаж D и смещение от проектной оси d .

11.21 . Для вычисления величин d и D на прямых участках трассы применяют следующие способы:

а) с помощью формул аналитической геометрии:

d = (Yпз - Y пк )cos a - ( X пз - X пк ) sin a ;

D = (Yпз - Yпк) sin a + (Xпз - Xпк)cos a ,

где a - дирекционный угол трассы.

Пример вычисления см. в приложении 11-5;

б) решением прямоугольного треугольника (рис. 11.10) по формулам:

d = l × sin g ; D = l × cos g ,

где l - расстояние между проектной точкой и знаком, получаемое из решения обратной геодезической задачи;

g - угол, полученный как разность дирекционных углов: оси трассы и линии ПК-ПЗ (рис. 11.10).

11.22 . Если полигонометрический знак расположен на участке переходной кривой, то сначала вычисляют его смещение d ¢ относительно линии тангенса и пикетажное расстояние D ¢ (рис. 11.11 ). Вычисления производятся по формулам, приведенным в п. 11.21 а.

Смещение знака d относительно оси тоннеля определяется применительно к рис. 11.11 по формуле

d = d ¢ - yi - qi ;

       

где yi - ордината переходной кривой на пикете полигонометрического знака;

qi - смещение оси тоннеля от оси пути на том же пикете,

li - разность пикетажа полигонометрического знака и начала переходной кривой;

С - параметр переходной кривой;

L - длина переходной кривой.

Рис. 11.10 . Вычисление смещения от проектной оси и пикетажа полигонометрического знака на прямом участке

Рис. 11.11 . Вычисление смещения и пикетажа полигонометрического знака на переходной кривой

При расположении знака с внешней стороны кривой знаки при yi и qi меняются на обратные.

Величина d является приближенной и на длинных переходных кривых может отличаться до 15 мм. Истинное значение d определяется формулой

d = ( d ¢ ± yi )cos j ± qi,

где

Значение пикетажа знака, определяемое с помощью величин D ¢ , является приближенным, но достаточно точным для практических целей; точное значение расстояния определяется формулой

D = D ¢ ± d tg j .

Пример вычислений см. в приложении 11-6.

Рис. 11.12 . Вычисление смещения и пикетажа полигонометрического знака на круговой кривой

11.23 . Смещение полигонометрического знака от оси тоннеля на участке круговой кривой (рис. 11.12 ) определяют по формуле

d = [ R - ( z + q )] - E ,

где E - расстояние от центра кривой до полигонометрического знака, определяемое из решения обратной задачи.

Для получения пикетажа знака на участке круговой кривой вычисляют длину дуги S по разбивочной оси от НКК до точки М (см. рис. 11.12), пользуясь формулой

где Q - центральный угол, полученный как разность дирекционных углов ЦК-ПЗ и ЦК-НКК.

Затем определяют пикетаж знака по формуле

ПКпз = ПКнкк + S.

Для контроля пикетажное значение знака можно вычислить тем же способом от конца круговой кривой. Пример вычисления см. в приложении 11-7.

Д. Разбивка проектной продольной оси в подземных выработках и сооружениях

11.24 . Разбивка проектной оси сооружения от полигонометрических знаков на прямых участках трассы выполняется следующими способами:

а) откладыванием смещений d от полигонометрических знаков до проектной оси;

б) выносом от полигонометрических знаков линий, параллельных проектной оси;

в) выносом от полигонометрических знаков осевых отвесов полярным способом.

11.25 . Детальную разбивку проектной оси в пределах переходной кривой производят либо от линии тангенса, либо от стягивающей эту кривую хорды.

11.26 . Вынос в натуру от линии тангенса точек на переходной кривой производят откладыванием абсцисс х и ординат y .

При разбивке оси пути пользуются формулами:

            

где l i - длина кривой от НПК1 до точки i .

С - параметр переходной кривой.

При разбивке оси тоннеля откладывается ордината yi = yi + qi ; qi определяется по формуле

где L - длина всей переходной кривой.

11.27 . Большую точность дает метод разбивки переходной кривой от стягивающей ее хорды (рис. 11.13 ), так как промеры от хорды до переходной кривой значительно короче, чем промеры от тангенса.

Рис. 11.13 . Разбивка переходной кривой с помощью стягивающей хорды

Угол b между линией тангенса и стягивающей хордой получают из разности их дирекционных углов или по формуле

где  

Величина стрелы прогиба bi переходной кривой по оси тоннеля определяется по приближенной формуле

bi = li tg b - (yi + qi).

где li - расстояние по хорде от начала первой переходной кривой или от конца второй переходной кривой до проекции точки i на хорду.

При больших длинах переходных кривых размеры стрел прогиба можно значительно уменьшить разбивкой от двух стягивающих хорд (рис. 11.14).

Угол b 1 (составленный направлением первой хорды с линией тангенса) и угол b 2 (составленный продолжением первой хорды и направлением второй) вычисляются по разностям дирекционных углов, полученным из решения обратных задач. Углы b 1 и b 2 могут быть проверены по приближенным формулам:

       

где b - угол между линией тангенса и хордой, стягивающей всю переходную кривую.

Для первой хорды стрелы прогиба b 1 i вычисляются по формуле

b 1 i = l 1 i tg b 1 - (yi + qi);

для второй хорды стрелы прогиба b 2 i определяются по формуле

b 2 i = l 1 i tg b 1 + l 2 i tg b 2 - (yi + qi);

В указанных формулах:

l 1 i - расстояние от начала переходной кривой до вычисляемой точки;

l 2 i - расстояние от начала второй стягивающей хорды до вычисляемой точки.

Величины yi и qi вычисляются по формулам:

           

11.28 . При разбивках в пределах круговой кривой принято заменять круговую линию ломаной, составленной из хорд или секущих. Длины хорд или секущих выбираются с таким расчетом, чтобы отклонения этих линий от кривой были минимальными и ими можно было бы пренебречь. В ряде случаев предпочитают пользоваться длинными хордами, чем достигается значительное уменьшение объема разбивочных работ. В этом случае необходимо вводить поправки за уклонения кривой от хорды.

Рис. 11.14 . Разбивка переходной кривой с помощью двух стягивающих хорд

11.29 . При разбивке круговых кривых короткими хордами задаются допустимой величиной стрелы прогиба b в середине хорды, которой можно пренебречь. Затем определяют приближенную длину хорды s ¢ по формуле

Получают величину ,

где K - полная длина кривой от КПК1 до НПК2. За число хорд п принимают ближайшее большее к величине n целое число. После этого подсчитывается длина дуги k s , соответствующая принятой длине хорды, по формуле

где K - длина круговой кривой по разбивочной оси, получаемая из разности пикетажа НПК2 и КПК1, с учетом неправильного пикета;

D K - поправка в длину круговой кривой за смещение ее с разбивочной оси на ось тоннеля, которая определяется по формуле

Необходимые для вычисления координат концов хорд длины их s вычисляют по формуле

Центральный угол g , соответствующий длине хорды, вычисляется по формуле (рис. 11.15)

или по формуле

где Q - центральный угол, соответствующий полной длине круговой кривой (рис. 11.5).

Для вычисления координат концов хорд в качестве исходных служат (см. рис. 11.15) дирекционный угол линии ЦК-КПК1 и координаты точки КПК1 (вычисленные на оси тоннеля), а в качестве примычных - дирекционный угол линии НПК2-ЦК и координаты точки НПК2 (также на оси тоннеля).

Угол, составленный радиусом с первой и последней хордами, равен . Углы поворота между хордами равны 180 ° - g .

11.30 . При использовании длинных хорд приходится вводить поправки за стрелы прогиба круговой кривой относительно хорды. Вычисление стрел прогиба производится через 2 м по кривой, по приближенной формуле (рис. 11.16 )

            

где b 0 - стрела прогиба в середине хорды;

S - длина всей хорды;

si - расстояние точки i от середины хорды.

Рис. 11.15 . Разбивка круговой кривой короткими хордами

Рис. 11.16 . Вычисление стрел прогиба для длинной хорды

В необходимых случаях вычисление стрелы прогиба для кривых малых радиусов можно вести по уточненной формуле

bi = b 0 - fi ,                 где

fi вычисляется методом приближения с помощью логарифмической линейки.

Вычисление элементов и координат концов хорд производится по аналогии с вычислениями для коротких хорд. Целесообразно вычислять смещения и пикетаж полигонометрических знаков относительно концов соответствующих хорд, что облегчает задание направления в натуре.

11.31 . Разбивка круговых кривых по секущим позволяет увеличить длину основной разбивочной линии. В этом случае также задаются допустимой величиной стрелы прогиба, которой можно пренебречь.

Задаваясь максимально допустимой величиной b (рис. 11.17), определяют приближенную длину секущей s ¢ по формуле

где b - максимальное отклонение секущей от круговой кривой (в середине секущей и на концах ее).

Длины крайних секущих составляют 0,85 от нормальной длины секущей, так как один из их концов лежит непосредственно на кривой. Приближенное значение п ¢ числа полных секущих определяется по формуле

где К - полная длина кривой от КПК1 до НПК2

Рис. 11.17 . Разбивка круговой кривой секущими

За число полных секущих п берется ближайшее большее целое число к п ¢ и определяется точная длина ks дуги, соответствующая полной секущей, по формуле

где D K - то же, что и в п. 11.29.

Затем находится длина полной секущей по формуле

Длины неполных секущих s н , расположенных у концов круговой кривой, и длины дуг kн, им соответствующих, вычисляются по формулам:

s н = 0,85s;            k н = 0,85ks,

Центральный угол g , стягивающий полную секущую, определяется по формуле

где Q - центральный угол, соответствующий полной длине круговой кривой (см. рис. 11.5).

Центральный угол g н соответствующий неполной секущей, вычисляется по формуле

g н = 0,85 g .

Углы g и g н могут быть вычислены также по формулам:

          

Далее вычисляется угол y (см. рис. 11.17) по формуле

Имея все вышеперечисленные данные, производят вычисления координат концов секущих аналогично вычислению координат концов хорд. Целесообразно получать смещения и пикетаж полигонометрических знаков относительно концов соответствующих секущих.

Приложение 11-1

ПРОВЕРКА
координат пикетов прямого участка трассы

№№ точек

Дирекционные углы a

sin a

Меры линий

Приращения координат и их поправки

Координаты

°

¢

²

cos a

± D Y

± D X

Y

X

Левый путь

ПК 43

7389,063

2371,356

72

34

22,1

0,954098

100,000

+95,4098

+29,9493

0,299493

ПК 44

7484,473

2401,305

72

34

22,1

0,954098

100,000

+95,4098

+29,9493

0,299493

ПК 45

7579,883

2431,255

72

34

22,1

0,954098

100,000

+95,4098

+29,9493

0,299493

ПК 46

7675,292

2461,204

72

34

22,1

0,954098

100,000

+95,4098

+29,9493

0,299493

ПК 47

7770,702

2491,153

72

34

22,1

0,954098

100,000

+95,4098

+29,9493

0,299493

ПК 48

7866,112

2521,102

Приложение 11- 2

ПРОВЕРКА
элементов трассы криволинейного тоннеля

№№ точек

Углы поворота (левые)

Дирекционные углы a

sin a

Меры линий

Приращения координат и их поправки

Координаты

°

¢

²

°

¢

²

cos a

± D Y

± D X

Y

X

Левый путь

ПК 47

72

34

22,1

ПК 48

180

00

00,0

7866,112

2521,102

72

34

22,1

0,954098

46,439

+44,307

+13,908

0,299493

НКК 3 лев.

180

00

00,0

7910,419

2535,010

ПК 48 + 46,439

72

34

22,1

0,954098

126,959

+121,131

38,023

0,299493

УП 3 лев.

203

53

41,4

8031,550

2573,033

96

28

03,5

0,993636

126,959

+126,151

-14,301

0,112642

ККК 3 лев.

180

00

00,0

8157,701

2558,732

ПК 50 + 81,828

96

28

03,5

0,993636

18,172

+18,057

-2,047

0,112642

ПК 51

180

00

00,0

8175,758

2556,685

96

28

03,5

ПК 52

Приложение 11-3

№№ точек

Углы поворота (левые)

Дирекционные углы a

sin a

Меры линий

Приращения координат и поправки

Координаты

°

¢

²

°

¢

²

cos a

± D Y

± D X

Y

X

Вычисление координат центра кривой «три» по левому пути

ПК 47

72

34

22,1

НКК

270

00

00,0

7910,419

2535,010

ПК 48 + 46,439

162

34

22,1

0,299493

600,000

+179,696

-572,459

0,954098

ЦК3 лев

23

53

41,1

+67,585

+596,182

8090,115

1962,551

6

28

03,5

0,112642

600,000

+1

-1

0,993636

ККК

270

00

00,0

8157,701

2558,732

ПК 30 + 81,828

96

28

03,5

å

1200,000

+247,281

+23,723

ПК 51

å

536

53

41,4

Вычисление координат пикетов на круговой кривой по левому пути

НКК

162

34

22,1

ЦК3 лев

5

06

52,9

8090,115

1962,551

347

41

15,0

0,213243

600,000

-127,946

+586,199

0,976999

ПК 49

7962,169

2548,750

НКК

162

34

22,1

ЦК3 лев

16

14

51,0

8090,115

1962,551

358

39

13,1

0,023496

600,000

-14,098

+599,834

0,999724

ПК 50

8076,017

2552,385

Приложение 11-4

№№ точек

Углы поворота (левые)

Дирекционные углы a

sin a

Меры линий

Приращения координат и их поправки

Координаты

°

¢

²

°

¢

²

cos a

± D Y

± D X

Y

X

Вычисление координат начала первой переходной кривой (левый путь)

ПК 47

72

34

22,1

ПК 48

180

00

00,0

7866,112

2521,102

72

34

22,1

0,954098

21,433

+20,449

+6,419

0,299493

НПК1

180

00

00,0

7886,561

2527,521

ПК 48 + 21,433

72

34

22,1

0,954098

25,006

+23,858

+7,489

0,299493

НКК

7910,419

2535,010

ПК 48 + 46,439

å

46,439

+44,307

+13,908

Вычисление координат конца первой переходной кривой (левый путь)

ПК 48

72

34

22,1

НПК1

180

00

00,0

7886,561

2527,521

ПК 48 + 21,433

72

34

22,1

0,954098

49,991

+47,696

+14,972

0,299493

N 1

270

00

00,0

7934,257

2542,493

162

34

22,1

0,299493

0,694

+0,208

-0,662

0,954098

КПК1

7934,465

2541,831

ПК 48 + 71,433

å

50,685

+47,904

+14,310

НКК

162

34

22,1

ПК 48 + 46,439

ЦК3 лев

2

23

14,4

-1

+1

8090,115

1962,551

344

57

36,5

0,259491

599,826

-155,649

+579,279

0,965745

КПК1

7934,465

2541,831

ПК 48 + 71,433

Приложение 11-5

ВЫЧИСЛЕНИЕ
пикетажа и смещения знака на прямом участке трассы

№№ точек

Y

X

a

D Y cos a

- D X sin a

d

Пикетаж

D Y

D X

sin a

cos a

D Y sin a

D X cos a

D

ПК 47

7770,702

2491,153

72°34 ¢ 22 ²

+14,250

-13,280

+0,970

ПЗ 1721

7818,284

2505,072

+45,397

+4,169

+49,566

ПК 47 + 49,566

+47,582

+13,919

+0,954098

+0,299493

Приложение 11-6

ВЫЧИСЛЕНИЕ
пикетажа и смещения знака на участке переходной кривой

№№ точек

Y

X

a

D Y cos a

- D X sin a

d '

Пикетаж

D Y

D X

sin a

D Y sin a

D Y cos a

D X cos a

D

ПК 48

7866,12

2521,102

72°34 ¢ 22 ²

+16,974

-15,830

+1,144

ПЗ 1725

7922,738

2537,694

+54,075

+4,969

+59,044

ПК 48 + 59,044

+56,676

+16,592

+0,954098

+0,299493

li = ПК 48 + 59,044 - ПК 48 + 21,439 = 37,605;

y ¢ i = yi + qi = 0,396.

Удаление ПЗ 1725 от линии тангенса                  _ d ¢ = +1,144

                                                                                    y ¢ i = -0,396

Удаление ПЗ относительно оси тоннеля                d = +0,748

Пикетаж ПЗ 1725 = ПК 48 + 59,044.

Приложение 11-7

ВЫЧИСЛЕНИЕ
пикетажа и смещения знака на участке круговой кривой

№ точки

Y

X

tg a ( a )

sin a

E

D Y

D X

a

cos a

ЦК 3

8090,115

1962,551

0,122057

ПЗ 1733

8017,357

2558,649

(6°57 ¢ 32 ² )

0,121158

(600,522)

-72,758

+596,098

353°02 ¢ 28 ²

0,992634

600,521

Вычисление смещения

Радиус разбивочной кривой R

600,000

-(z + q)

-0,307

R - (z + q)

599,693

- E

-600,521

Удаление ПЗ от оси тоннеля δ

-0,828

Вычисление пикетажа

ацк - НКК

342°34 ¢ 22 ²

ацк - ПЗ 1733

353 02 28

Q

+10 28 06

Q ²

+37 686"

0, 002 909

+109,624

ПК НКК

ПК 48 + 46,439

Поправка за неправильный пикет

-

ПК ПЗ 1733

ПК 49 + 56,063

Глава 12

МАРКШЕЙДЕРСКИЕ РАЗБИВКИ ПРИ ПРОХОДКЕ СТВОЛОВ, ОКОЛОСТВОЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК И ШТОЛЕН

А. Разбивка центра ствола, форшахты и методы наблюдения за вертикальностью ствола при проходке

12.01 . Разбивка центра ствола производится по привязкам от ситуации местности или по координатам, которые выдаются проектной организацией.

12.02 . Намеченный от ситуации центр ствола определяется с пунктов полигонометрии полярным способом не менее чем с двух точек или же через него прокладывается теодолитный ход; фактические координаты центра ствола сообщаются проектной организации.

12.03 . Оси ствола закрепляются на поверхности штырями, заложенными в бетон (рис. 12.1 ), и служат в последующем для периодического восстановления центра ствола и разбивки осей подъема (рис. 12.2 ).

Разбивка оси ствола, параллельной оси подъема, производится от пунктов полигонометрии с точностью ± 10 мм.

Рис. 12.1 . Разбивка и закрепление осей ствола. Размеры указаны в сантиметрах

Рис. 12.2 . Расположение осей ствола и подъема

12.04 . При сооружении форшахты от закрепленных осей выносится центр ствола, от которого устанавливаются кружала с точностью ± 3 см.

12.05 . Расположение замков колец относительно осей ствола указывается на проектных чертежах.

12.06 . Укладка первых колец производится от центра ствола. Контрольные промеры производятся не менее чем по 8 радиусам кольца. Отклонения в получаемых результатах от проектных величин не должны превышать ± 10 мм. Перекос первых колец относительно горизонтальной плоскости допускается не более 5 мм.

Контроль монтажа последующих колец производится по 4 - 8 радиусам. Отклонения их от проекта не должны превышать ± 25 мм. Эллиптичность смонтированных колец допускается в пределах ± 50 мм.

12.07 . После установки первых колец к бортам тюбингов привинчиваются металлические пластины, на которые выносятся оси ствола I - III и II - IV , закрепляемые отверстиями диаметром 2 мм на равных расстояниях от центра ствола (рис. 12.3 и 12.4 ).

Закрепление осей на пластинах производится с точностью ± 3 мм, а передача высотных отметок на них - с точностью ± 5 мм.

По мере проходки ствола оси и отметки переносятся на пластины, закрепляемые через каждые 10 м.

Рис. 12.3 . Закрепление осей в стволе:

1 - металлические пластины; 2 - отверстие для отвеса Æ = 2 мм

Рис. 12.4 . Металлическая пластина:

1 - шаг болтовых отверстий; 2 - отверстие для отвеса Æ = 2 мм

Рис. 12.5 . Определение крена опускной крепи

12.08 . При наличии соответствующих условий для проходки ствола пользуются центровым отвесом.

12.09 . Определение перекоса уложенных колец при способе подводки их снизу производится от горизонта, закрепленного выше, в готовой части ствола, или посредством сообщающихся сосудов («гидроуровня»).

При способе же опускной крепи для определения крена ножа пользуются стационарными сообщающимися сосудами со шкалами или же уклономерами, расположенными по осям опускной крепи.

12.10 . По полученному крену (перекосу) кольца или ножа можно определить смещение центра верхнего кольца относительно нижнего по формуле

где d - смещение в миллиметрах;

k - крен ствола в миллиметрах;

b - глубина ствола в метрах;

d - диаметр ствола в метрах (рис. 12.5).

Величина смещения центра ствола при опускном способе проходки не должна превышать 0,01 глубины опускания крепи (но не более ± 25 см).

Б. Профилирование, определение рабочего сечения ствола и разбивки для армирования

12.11 . После окончания проходки ствола производится съемка поперечных сечений через 5 м. По результатам этой съемки определяются полезное рабочее сечение ствола и координаты центра вписанного цилиндра, которые сообщаются проектной организации.

12.12 . Армировка ствола производится от осей, закрепленных в стволе. Установка расстрелов и направляющих осуществляется от отвесов, расположенных в местах, удобных для проверки расстрелов (рис. 12.6 ). Они могут быть опущены на глубину до 100 м.

12.13 . Укрепление отвесов для армировки ствола производится на первом верхнем ярусе расстрелов. Каждый отвес должен иметь специальную лебедку с намотанной стальной проволокой сечением не менее 1 мм. Лебедка прочно крепится к расстрелу (рис. 12.7 ).

12.14 . Для отвесов при армировке ствола применяются следующие грузы:

при глубине ствола:

от 10 до 20 м ......................................................... 5 кг

от 20 до 30 м ......................................................... 8 »

от 30 до 40 м ......................................................... 12 »

от 40 до 50 м ......................................................... 15 »

от 50 до 70 м и более ........................................... 20 »

12.15 . Места опускания и количество отвесов устанавливаются в зависимости от насыщенности армировки ствола. Лебедка с проволокой для отвеса крепится к расстрелу. В расстрел забивается маркшейдерский гвоздь, в отверстие которого пропускается стальная проволока с небольшим грузом (рис. 12.7 ). По мере опускания отвеса при армировании ствола груз должен увеличиваться в соответствии с п. 12.14 .

Рис. 12.6 . Расположение отвесов для установки расстрелов и направляющих при армировке ствола:

1 - направляющие; 2 - лестничное отделение; 3 - расстрелы; 4 - лесоспуск; 5 - отвесы; 6 - электрокабель; 7 - клетевые проемы; 8 - вентиляционная труба

12.16 . Установка расстрелов может производиться двумя способами: последовательным и встречным.

При последовательном способе установка расстрелов производится ярусами сверху вниз и опускание отвесов происходит постепенно, а при встречном способе установка расстрелов ведется по заранее размеченным ярусам сверху вниз и снизу вверх. В этом случае отвесы сверху опускаются на уровень околоствольного двора.

12.17 . Плоскости деревянных брусьев для направляющих клети должны иметь машинную обработку. Отклонение любой плоскости направляющих не должно превышать ± 5 мм.

12.18 . Установка вертикальных направляющих производится с точностью ± 10 мм. Особое внимание должно быть обращено на тщательную подгонку, стыковку направляющих друг с другом и затяжку скрепляющих болтов.

Рис. 12.7 . Спуск отвеса для проверки установленных расстрелов и направляющих в стволе:

1 - скрепляющие болты; 2 - расстрел; 3 - отвес; 4 - груз; 5 - направляющий брус

12.19 . После окончательной подвески производится контрольная выверка правильности положения направляющих по вертикали, а также соблюдения габаритных размеров между проводниками для клети. Контрольные измерения производятся через 3 м по высоте, при этом положение отвесов в стволе должно быть предварительно проверено.

В. Рассечки и разбивки околоствольных выработок и сооружений

12.20 . После окончания проходки ствола и определения положения центра вписанного цилиндра (см. п. 12.11 ) проектной организацией уточняются дирекционные углы и координаты осей околоствольных выработок. От геодезической основы на поверхности инструментально производится разбивка проектного направления оси околоствольных выработок (околоствольного двора) согласно указанным уточненным данным. Ось околоствольного двора закрепляется запилами на пластинах верхнего яруса и затем проектируется на пластины нижнего горизонта.

Все ранее произведенные запилы, служившие для проходки ствола, должны быть уничтожены.

12.21 . На установленные первые крепления визуально переносится проектная ось сооружения по створу отвесов, расположенных в стволе на нижнем горизонте пластин. Высотные костыли закрепляются на крепи и определяются от приствольного репера при помощи сообщающихся сосудов.

12.22 . Осевые точки закрепляются маркшейдерскими гвоздями в сводовой части выработок. Каждая точка должна иметь надпись, определяющую ее назначение и пикетаж (рис. 12.8 ). Высотные костыли оформляются также соответствующей надписью.

Рис. 12.8 . Закрепление осей и высотных отметок в выработках. Размеры указаны в миллиметрах:

1 - лежан; 2 - стойка; 3 - верхняк; 4 - дренажная канава; 5 - высотный костыль; 6 - маркшейдерский гвоздь

12.23 . При работе с металлическим креплением ось и высотные отметки фиксируются запилами, оформляемыми подкраской белой масляной краской (оси - вертикальной чертой, высотные отметки - треугольником).

12.24 . Если подходная штольня имеет значительную длину или сложную конфигурацию (наличие кривых), дальнейшая разбивка оси может производиться только от полигонометрических знаков, координаты которых определены на основе ориентирования по створу двух отвесов. Одновременно с ориентированием производится передача отметки на приствольные реперы в соответствии с указаниями раздела Б главы 10 .

12.25 . До начала работ на основной трассе необходимо выполнить ориентирование по способу соединительных треугольников или гироскопическим методом (независимо от протяженности подходной штольни).

12.26 . Разбивка в натуре продольных осей выработок (сооружений) на прямолинейном участке выполняется одним из следующих способов (рис. 12.9 ):

а) откладыванием от полигонометрических знаков вычисленных величин и смещений от проектной оси;

б) разбивкой линии, параллельной проектной оси, путем откладывания угла на полигонометрическом знаке;

в) выносом с полигонометрических знаков полярным способом осевых точек на заданных пикетах.

Разбивка осей производится с точностью ± 5 мм.

Рис. 12.9 . Разбивка продольных осей выработок от полигонометрических знаков:

1 , 2 и 3 - створные осевые точки

12.27 . Во всех случаях разбивок оси должно быть вынесено одновременно не менее трех точек. Створность трех вынесенных точек явится подтверждением правильности разбивки. При каждом уточнении оси все ранее закрепленные точки должны быть тщательно уничтожены.

12.28 . Провешивание оси по трем инструментальным точкам производится на расстояние до 10 м на глаз, а свыше 10 м - инструментально. Продольная ось закрепляется не реже чем через 5 м.

12.29 . Высотные костыли закрепляются не реже чем через 5 м и определяются по высоте с точностью ± 5 мм. Использование в качестве исходного одного репера не допускается.

12.30 . На криволинейных участках сооружений продольная ось закрепляется системой хорд или секущих (рис. 12.10 ). Отклонения (стрелы прогиба) заданных хорд или секущих от криволинейной оси могут не учитываться, если они не превышают:

5 см - для горных выработок;

2 см - для бетонных работ и для укладки сборных конструкций.

Рис. 12.10 . Разбивка продольной оси выработки:

а - способом хорд и б - способом секущих

12.31 . Разбивка околоствольных сооружений (насосная камера, склад взрывматермалов и др.) производится упрощенными способами, с применением графических построений и так называемого «египетского треугольника» (стороны которого кратны числам 3, 4, 5). Такие же способы применяются при разбивке вспомогательных (притоннельных) выработок на основной трассе.

Г. Разбивки и съемки при проходке штолен

12.32 . В тоннелестроении осуществляется проходка штолен различного назначения: подходных, передовых, вентиляционных, дренажных, верхних и др., с деревянной или металлической крепью.

12.33 . Основными маркшейдерскими работами при проходке штолен являются разбивка оси штольни в плане и ведение её по высоте. Все разбивочные работы производятся в соответствии с указаниями раздела В настоящей главы.

12.34 . Рекомендуется применять для обслуживания штольневой проходки световые сигналы, вертикальные прорези которых фиксируют продольную ось, а горизонтальные - высотную отметку, с учетом проектного уклона (см. пп. 15.11 и 15.22 ).

12.35 . При проходке на криволинейном участке штольни первоначальная разбивка очередной хорды (секущей) выполняется при подходе забоя к концу хорды путем смещения осевых отвесов предыдущей хорды на створ новой (рис. 12.11 ). Окончательная разбивка выполняется инструментально, полярным способом.

Рис. 12.11 . Разбивка направления новой секущей в забое:

1 - осевые отвесы; 2 - точка попорота

12.36 . При проходке передовых штолен по трассе на участке переходной кривой пользуются линией тангенса, от которой откладываются ординаты, определяющие положение оси в натуре (см. рис. 14.6 ).

На второй части переходной кривой целесообразно пользоваться смещенной линией тангенса.

При значительной длине переходных кривых в железнодорожных тоннелях для разбивки оси следует пользоваться одной или несколькими хордами, для которых рассчитываются стрелы прогиба (см. раздел Д главы II ).

12.37 . Если к точности проходки штольни не предъявляется повышенных требований, возможно переходную кривую заменить системой секущих (иногда неравной длины), разбивку которых производят в соответствии с указаниями п. 12.35 .

12.38 . Отклонения рам штольневого крепления в плане (от оси), в профиле и по пикетажу не должны превышать ± 5 см. Рамы должны устанавливаться нормально к оси; для криволинейных участков это требование означает, что плоскость рамы должна быть направлена по радиусу кривой.

12.39 . При проходке штолен в скальных породах без крепления или с анкерной крепью в стенах забуриваются шпуры через 5 - 10 м на заданном горизонте. В шпуры забиваются деревянные пробки, на которых фиксируются точки (маркшейдерские гвозди) по пикетажу, высоте и смещению от оси. Все эти данные записываются в табличках, закрепленных на пробках.

12.40 . В штольнях с применением электровозной откатки на верхняках рам закрепляется смещенная ось на безопасном для работы расстоянии от контактного провода.

12.41 . В процессе проходки штольни должна производиться маркшейдерская съемка устанавливаемой крепи и разработанных профилей породы. Данные съемки фиксируются в маркшейдерской книге и заносятся на рабочие планы.

Глава 13

МАРКШЕЙДЕРСКИЕ РАБОТЫ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ ГОРНЫМ СПОСОБОМ С МОНОЛИТНОЙ ОБДЕЛКОЙ

А. Передача осей и отметок с одного горизонта на другой

13.01 . Все разбивочные работы при строительстве подземных сооружений горным способом с монолитной обделкой базируются на подземной полигонометрии и высотной основе, закрепляемой в нижней или верхней штольнях (в зависимости от принятой организации работ). Применяя способы проходки с раскрытием на полный профиль, знаки подъемной маркшейдерской основы закрепляют в подошве или стенах сооружения, при небольших сечениях тоннеля - в своде.

13.02 . Когда имеется нижняя штольня, прокладка полигонометрии в верхней штольне необязательна. Перенос оси сооружения на верхний горизонт (верхнюю штольню) осуществляется инструментально от знаков полигонометрии нижней штольни через вертикальные сбойки (фурнели) с помощью створа двух отвесов. По мере появления новых фурнелей ось должна корректироваться дополнительными отвесами (рис. 13.1 ).

Рис. 13.1 . Передача направления и отметок в верхний горизонт выработок:

1 - створные отвесы нижнего горизонта; 2 - отвесы для передачи направления; 3 - створные отвесы верхнего горизонта; 4 - репер нижнего горизонта; 5 - высотный костыль верхнего горизонта; 6 - нивелирные рейки; 7 - рулетка; 8 - нивелиры

13.03 . Определение отметок временных реперов в верхней штольне производится нивелированием с помощью стальной рулетки, опущенной через вертикальную сбойку (см. рис. 13.1 ).

13.04 . При проходке вертикальной выработки (фурнели) в крепление забивается костыль и указывается расстояние от него до верха разработки.

13.05 . На стойках рам верхней штольни с обеих сторон закрепляются высотные костыли для обеспечения проходки ее и разработки калотт в профиле. Отметки указанных костылей определяются инструментально не менее чем с двух исходных реперов.

Б. Разбивки и съемки при разработке калотт, установке кружал и бетонировании сводов

13.06 . До начала разработки калотт назначается пикетаж начала и конца каждой калотты с присвоением ей соответствующего порядкового номера. Составляется схема расположения лонгарин калотты и проектных расстояний до них от оси и высотных костылей, а также паспорт крепления кружал, утверждаемый руководством строительства.

13.07 . При разработке калотты в ней закрепляются продольная ось, линия горизонта и нормаль к оси. На основе этих данных в соответствии с проектной схемой производится разработка грунта и установка крепления. Перед производством разбивок для установки кружал ось и высотные отметки должны быть повторно проверены от нижнего горизонта.

13.08 . На криволинейных участках трассы в калотте закрепляется ломаная линия, отклонения которой от проектной кривой не должны превышать ± 2 см. Для этой цели осевые гвозди на верхняках рам верхней штольни, выставленные по хорде или секущей, смещаются на величины стрел прогиба, рассчитываемые в соответствии с пикетажем точек. Предварительно продольная ось проверяется от нижнего горизонта; все старые гвозди уничтожаются.

13.09 . Установка креплений в калоттах на прямых участках сооружения производится перпендикулярно его продольной оси; на криволинейных участках - нормально к оси, т.е. по направлению радиуса кривой.

Рис. 13.2 . Схема разбивки для установки кружал:

R - радиус кружала; h - расстояние от центра кружала (о) до пяты свода (к); 1 - высотный костыль; 2 - штендеры; 3 - линия вспомогательного горизонта; 4 - маркшейдерский гвоздь; 5 - затяжка; 6 - филата; 7 - марчеваны; 8 - верхняк; 9 - клинья; 10 - уровень верха кружал; 11 - рашпаны; 12 - лонгарины; 13 - кружало; 14 - лежаны; 15 - проектный контур обделки тоннеля; 16 - пята свода

13.10 . После окончания разработки калотты производится съемка поперечных сечений через 2 - 3 м по пикетажу, от закрепленной продольной оси и высотных костылей.

Съемка разработанного профиля поперечного сечения может осуществляться также от кружал радиальными промерами (см. рис. 13.4).

13.11 . Для установки кружал по обе стороны калотты закрепляются высотные костыли и отвесы, фиксирующие обрезы кружал (рис. 13.2 ).

13.12 . Изготовление кружал и лекал для бетонирования производится на специальном полке (бойке) с точностью ± 1 см. На кружалах наносятся осевые нарезки и линия высотных костылей, являющихся исходными для установки кружал (рис. 13.3 ).

Рис. 13.3 . Разбивка кружал трехрадиусного очертания

Рис. 13.4 . Проверка установки кружал и съемка контура выработки:

1 - кружало; 2 - унтерцуги; , где h задается в наиболее удобном для измерений месте.

13.13 . Установка пят кружал от продольной оси и верха кружал по высоте производится с точностью ± 2 см. Проверка правильности кривизны установленного кружала осуществляется промером от оси на промежуточных уровнях (рис. 13.4 ). Эту проверку можно осуществлять также от хорды сравнением фактических и проектных стрел прогиба. Общая погрешность в установке кружал не должна превышать 4 - 3 см. Величина строительного подъема кружал устанавливается равной толщине опалубки; при значительном горном давлении подъем может быть увеличен.

13.14 . Установка кружал для бетонирования сводов на прямых участках осуществляется перпендикулярно продольной оси сооружения, на криволинейных участках - нормально к оси.

13.15 . По разбивочным данным определяются только крайние кружала, а промежуточные устанавливаются по шнуру между крайними, уже закрепленными кружалами.

13.16 . Проверка и приемка к бетонированию установленных кружал производится только в том случае, если крепление их выполнено в строгом соответствии с паспортом крепления (см. п. 13.06 ). Уменьшение проектной толщины конструкции не разрешается.

13.17 . При бетонировании сводов сооружений определяется пикетаж начала и конца укладываемого бетона с точностью ± 5 см.

13.18 . В процессе забивки бетоном замковой части свода на опалубку рекомендуется устанавливать деревянные пробки или скобы для последующего закрепления в них осевых точек.

13.19 . Бетонирование сводовой части обделок подземных сооружений может также осуществляться с помощью металлических механизированных опалубок секционного (шарнирноскладывающегося) и сегментного (тюбингового) видов. Один из видов такого рода опалубок показан на рис. 13.5 .

13.20 . До монтажа опалубки под бетонирование производится укладка рельсов перестановщика с точностыо ± 5 см в плане и бетонирование лент (фундаментов) для установки опорных тюбингов металлической опалубки. Укладка рельсов по высоте определяется запасом «хода руки» перестановщика. Бетонирование лент производится с точностью от 0 до минус 3 см (относительно проектных отметок).

13.21 . Установка опорных тюбингов первого кольца производится в плане и по высоте с точностью ± 5 мм.

13.22 . Отклонения геометрических элементов смонтированного первого кольца чугунной тюбинговой опалубки должны быть не более:

отклонение опорных тюбингов в плане ........... ± 10 мм

горизонтальная эллиптичность .......................... ± 25 »

отклонение опорных тюбингов по высоте ....... ± 10 »

отклонение свода по высоте .............................. ± 25 »

горизонтальное опережение ............................... ± 10 »

вертикальное опережение .................................. ± 10 »

13.23 . Все последующие смонтированные тюбинговые кольца для бетонирования должны иметь отклонения от проекта не более:

отклонение в плане ............................................. ± 25 мм

горизонтальная эллиптичность .......................... ± 25 »

отклонение свода по высоте .............................. ± 30 »

горизонтальное опережение ............................... ± 30 »

вертикальное опережение .................................. ± 30 »

13.24 . Крепление установленных тюбинговых колец опалубки для бетонирования должно производиться в соответствии с утвержденным паспортом крепления.

Рис. 13.5 . Тюбинговая металлическая опалубка. Тюбинги:

О - опорный; Н - нормальный; С - смежный; К - ключевой (замковый); 1 - точки 2, 4 и 2 ¢ , 4 ¢ - установочные, контрольные; 2 - бетонная опорная лента; 3 - проектная подошва верхнего уступа

13.25 . От установленных колец опалубки осуществляется профилировка выработки по всему периметру.

После снятия опалубки производится съемка поперечных сечений сооружения в соответствии с п. 13.10.

В. Разбивки и съемки при бетонировании стен, лотка и железобетонной рубашки

13.26 . Для разбивок, связанных с разработкой и бетонированием стен, выносится предварительно инструментом продольная ось, закрепляемая в забетонированном своде.

В местах, где закрепление и пользование осью в своде затруднено, разрешается разбивка смещенной оси. Одновременно закрепляются высотные отметки, служащие для разработки породы и установки лекал.

Рис. 13.6 . Установка лекал и съемка штроссы

13.27 . Разработанные штроссы должны профилироваться не реже чем через 3 м. Съемка профиля выработки может быть произведена также и от установленных лекал (см. выше рис. 13.6 ). По разбивочным данным устанавливаются крайние лекала в штроссе, а промежуточные - по шнуру, закрепляемому на крайних лекалах. Для установки лекал по высоте при их изготовлении делается высотная нарезка (например, +1,0 м от уровня верха лотка).

13.28 . Бетонирование стен может быть разрешено при соблюдении следующих условий:

а) порода разработана в соответствии с проектным контуром. Недобор в сторону уменьшения толщины конструкции не разрешается;

б) верхние концы лекал плотно сопрягаются через опалубку с бетоном пяты свода и надежно раскреплены;

в) нижние концы лекал установлены по рассчитанному расстоянию от оси и на соответствующей этому расстоянию отметке (рис. 13.6).

13.29 . Для разработки и установки лекал лотка на бетонные стены выносятся высотные отметки, закрепляемые чертой, под которой масляной краской оформляется треугольник со сторонами 3 - 5 см. В случае неудобства пользования осью тоннеля закрепляется смещенная ось. Работы ведутся в соответствии с проектной схемой.

Рис. 13.7 . Съемка поперечного сечения:

а - от центра тоннеля; б - от базиса

13.30 . По мере окончания бетонирования всей конструкции производится съемка поперечных сечений одним из следующих способов:

а) измерением восьми радиусов от закрепленной в тоннеле линии центров (рис. 13.7, а) - для сооружений кругового очертания;

б) засечками от горизонтального базиса, разбиваемого для каждого сечения (рис. 13.7, б);

в) при помощи транспортира с полярными промерами от его нуля;

г) методом координат, при котором с каждой характерной точки опускается полотно рулетки, по которому делается высотная и плановая привязка к оси.

13.31 . Съемка сечений производится в соответствии с указаниями раздела Е настоящей главы.

13.32 . При наличии значительных отклонений бетонной конструкции от проектного очертания маркшейдерская служба обязана поставить в известность об этом руководство строительства.

Рис. 13.8 . Установка и проверка кружал для железобетонной рубашки

13.33 . Для установки и проверки кружал железобетонной рубашки закрепляются в нескольких местах сооружения центры тоннеля и между ними натягивается проволока, от которой и производятся промеры (рис. 13.8 ). Кружала устанавливаются с точностью ± 2 см. При сооружении железобетонной рубашки могут быть использованы опалубки секционного вида.

13.34 . После бетонирования железобетонной рубашки производится съемка поперечных сечений тоннеля с точностью ± 2 см в соответствии с указаниями п. 13.30 .

Г. Маркшейдерские работы при строительстве подземных сооружений крупных сечений

13.35 . Строительство подземных сооружений крупных сечений, как правило, осуществляется горным способом в соответствии с разработанной организацией работ.

В зависимости от стадий работ производится проходка передовых штолен: нижней, верхней, боковых и пятовых, а также фурнелей и породоспусков.

На рис. 13.9 приводится схема расположения выработок при строительстве подземного сооружения крупного сечения.

13.36 . В выработках протяженностью более 50 м прокладываются полигонометрические и нивелирные ходы в соответствии с правилами, изложенными в главах 9 и 10 .

13.37 . При рассечке новой штольни или выработки на другом горизонте ориентирование ее производится от знаков полигонометрии методом створа двух отвесов.

13.38 . Проходка горизонтальных выработок, ориентированных по створу двух отвесов, допускается не более чем на 25 м.

При проходке штолен свыше 25 м производят ориентирование методом соединительных треугольников либо методом двух шахт (через две фурнели), руководствуясь при этом указаниями главы 8, либо гиротеодолитом.

13.39 . До ориентирования выработки в подошве ее заранее бетонируется не менее трех полигонометрических знаков, на которые и производится передача дирекционного угла и координат со знаков полигонометрии основного горизонта.

13.40 . При удалении забоев выработки свыше 100 м производится либо повторное ориентирование, либо связка проложенной в этой выработке полигонометрии с полигонометрией основного горизонта - через фурнели, породоспуски, наклонные скважины и т.п.

13.41 . Передача отметок с одного горизонта на другой производится при помощи нивелиров и стальных компарированных рулеток в соответствии с указаниями раздела Б главы 10 . Точность передач высотных отметок при помощи рулетки с одного горизонта на другой должна быть не ниже ± 3 мм.

Рис. 13.9 . Подземное сооружение крупного сечения:

1 - нижняя штольня; 2 - фурнель; 3 - верхняя штольня; 4 - пятовая штольня; 5 - породоспуск; 6 - боковая штольня; 7 - проектный контур сооружения

13.42 . После осуществления сбоек выработок производят уравновешивание полигонометрических и нивелирных ходов, руководствуясь при этом правилами, изложенными в главах 9 и 10 .

13.43 . До начала проходческих работ по раскрытию профиля составляется схема разработки калотт и штросс с присвоением им номеров и назначением проектного пикетажа начала и конца разработки. Штроссам, расположенным влево от оси (считая по ходу пикетажа), присваиваются нечетные номера, вправо - четные. Номера и границы разработки штросс подписываются и показываются на пяте свода масляной краской.

13.44 . После окончания разработки прорезной калотты производятся контрольные промеры между осями пятовых или боковых штолен. Расхождения измеренных и проектных значений расстояний между осями этих штолен не должны превышать ± 20 мм.

13.45 . Разработка калотт, их съемка, установка и приемка кружал к бетонированию производятся в соответствии с указаниями раздела Б настоящей главы.

13.46 . По мере бетонирования прорезных калотт и примыкающих к ним участков стен в местах, удобных для дальнейшего использования, в бетон закладываются деревянные пробки, штыри, скобы и т.п., на которых отмечается положение осей и нормалей. На них же передают и высотные отметки. Все эти разбивки сопровождаются соответствующими надписями масляной краской.

13.47 . Одновременно с установкой кружал производится разбивка для закладных частей, расположенных в сводовой части тоннеля. Закладные части устанавливаются в соответствии с допусками, указанными в проектных чертежах.

13.48 . После снятия со свода опалубки производится съемка внутреннего очертания свода в соответствии с правилами, изложенными в разделе В настоящей главы. Съемке подлежат также закладные части.

13.49 . Разработка и съемка штросс, установка и приемка лекал под бетонирование производятся в соответствии с указаниями раздела В настоящей главы.

13.50 . Все выработки фиксируются на крупномасштабном плане (1:100 - 1:200); на план наносятся крепления выработок, а также все дополнительные разработки.

13.51 . Наблюдения за деформациями временных креплений и обделки производятся в соответствии с правилами, изложенными в главе 22 .

Д. Разбивки и съемки при строительстве подземных сооружений без тоннельной обделки

13.52 . При строительстве подземных сооружений без тоннельной обделки продольные проектные оси закрепляются на деревянных пробках в своде, а высотный горизонт (+1,0 м от лотка сооружения) - белой чертой или треугольником на стенах.

13.53 . У заложенного полигонометрического знака на стене или специальной дощечке делается надпись масляной краской с характеристикой знака:

Превышение над проектной подошвой

ПЗ 19

ПК 4 + 50

+0,20

-4,45 от оси

13.54 . При проходке тоннеля буро-взрывным способом горный мастер наносит наружный контур и линии обуривания согласно паспорту буро-взрывных работ.

13.55 . Нанесение контура и линий забуривания производится от оси, вынесенной на лоб забоя с точностью ± 2 см, и от центра окружности сводовой части, вынесенной с точностью ± 5 см.

13.56 . Вынесение продольной оси и центра производится от полигонометрических знаков одним из следующих способов:

а) откладыванием на забое величины смещения полигонометрического знака от оси или хорды (на кривой) с поправкой за стрелу прогиба;

б) откладыванием угла с ПЗ на ось тоннеля, выбираемого из таблицы по пикетному значению забоя.

Таблица составляется со значениями углов через 1 м по пикетажу. При промежуточных значениях пикетажа забоя табличные значения углов интерполируются.

13.57 . Определение пикетажа лба забоя на кривых производится промерами стальной рулеткой от нормали - по правой и левой сторонам, а также по оси сооружения.

13.58 . Закрепление на забое высотных отметок подошвы тоннеля и центра сводовой части производится нивелиром согласно проектным отметкам.

13.59 . При уклонах тоннеля свыше 0,03 предпочтительнее высотную разбивку производить наклонным лучом трубы теодолита по вертикальному углу, соответствующему уклону трассы.

13.60 . Для получения контроля разбивочных данных на забое вынесение оси необходимо производить одновременно двумя способами.

13.61 . При неустойчивых скальных породах применяется временная крепь:

а) арочная, легкого и тяжелого типа;

б) арочная-анкерная;

в) анкерная.

13.62 . Съемка разработанного профиля производится от установленных арок в соответствии с правилами п. 13.10 . Съемка основных поперечных сечений выработки производится на прямых через 10 м и на кривых - через 5 м, а также на всех характерных местах. Материалы съемки используются для составления исполнительных чертежей.

13.63 . Для выявления устойчивости пород в сводовой части выработок производятся наблюдения за деформацией кровли. Наблюдаемыми точками служат закрашенные нижние грани гаек, анкерных болтов, номера которых подписываются на своде масляной белой краской. При наблюдениях за деформацией руководствуются указаниями главы 22 .

Е. Исполнительные съемки готовых подземных сооружений

13.64 . Съемка сечений готового сооружения производится на прямых участках через 10 м, на кривых - через 5 м, а также в наиболее характерных местах. Помимо съемки сечений, производят продольное нивелирование лотка и свода тоннеля.

13.65 . Составление и вычерчивание исполнительных чертежей подземных сооружений производится в соответствии с требованиями и правилами, изложенными в главе 25 .

Глава 14

МАРКШЕЙДЕРСКИЕ РАБОТЫ ПРИ СООРУЖЕНИИ ТОННЕЛЕЙ ГОРНЫМ СПОСОБОМ СО СБОРНОЙ ОБДЕЛКОЙ

А. Основные положения

14.01 . При сооружении тоннелей горным способом применяются следующие виды сборных обделок:

а) тюбинговая чугунная;

б) тюбинговая железобетонная;

в) блочная железобетонная.

14.02 . Все маркшейдерские работы по укладке колец сборкой обделки должны основываться на подземной полигонометрии и высотных реперах. К моменту укладки колец должно быть произведено не менее двух ориентирований шахты или двух передач через порталы (боковые штольни), а также не менее двух передач отметки от исходных реперов.

14.03 . Перед началом сооружения тоннеля из сборной обделки должно быть подготовлено маркшейдерское оборудование, соответствующее принятой методике работ. Заблаговременно должны быть произведены расчеты, необходимые для укладки и съемки колец.

Б. Рассечка и установка первых прорезных колец; укладка колец в тоннеле

14.04 . Для разработки грунта под первые прорезные кольца производится разбивка от полигонометрических знаков продольной оси тоннеля и задание высотных костылей. Разбивки, связанные с разработкой породы в рассечке, производятся в соответствии с методикой, изложенной в главе 13 .

По окончании разработки грунта в рассечке закрепляются: продольная ось, проходящая через геометрический центр тоннеля, нормаль к ней (пикетажная плоскость) и высотные отметки.

14.05 . Для создания необходимой устойчивости одновременно монтируются 2 - 4 прорезных кольца; монтаж начинается с укладки первых лотковых сегментов. Установка их производится симметрично относительно продольной оси (по заранее рассчитанным расстояниям), на проектных отметках и проектном пикетаже, по заданному уклону.

При наличии неустойчивых грунтов рекомендуется завышение лоткового сегмента до 5 см.

14.06 . Монтаж каждого последующего сегмента кольца контролируется измерением радиусов от проволоки, натянутой между закрепленными центрами тоннеля. От пикетажной плоскости (нормали) определяется горизонтальное опережение укладываемых сегментов. Контролируется кручение собранных сегментов (нивелированием сообщающимися сосудами или линейными промерами от вынесенного горизонта).

14.07 . Последующая сборка прорезных колец может осуществляться при соблюдении следующих допусков:

1 . Отклонение первого закладываемого кольца от проектного пикетажа не должно превышать ± 15 мм.

2 . Отклонения фактических расстояний от продольной оси тоннеля до симметричных сегментов не должны превышать ± 10 мм.

3 . Отклонения лотковых сегментов от проектной отметки должны находиться в пределах от 0 до +3 см.

4 . Отклонения фактических радиусов укладываемых сегментов от проекта не должны превышать ± 10 мм.

5 . Горизонтальная эллиптичность незамкнутого кольца не должна превышать ± 10 мм.

6 . Кручение сегментов не должно превышать ± 10 мм.

14.08 . По окончании сборки прорезных колец производятся следующие определения:

а) стальной рулеткой измеряются горизонтальный (1 - 5), вертикальный (3 - 7), косые под углом 45° (2 - 6 и 4 - 8) диаметры кольца. Эллиптичность не должна превышать ± 25 мм.

Для сохранения геометрической формы собираемых прорезных колец в необходимых случаях на горизонтальном диаметре ставятся специальные металлические стяжки с форкопами;

б) от закрепленного проектного центра кольца измеряются 8 радиусов до внутренней грани его. Для обеспечения более высокой точности измерения рекомендуется производить до центров специальных пробок, вставляемых в болтовые отверстия тюбингов. Отклонения измеренных радиусов от проекта не должны превышать ± 15 мм;

в) по величинам измеренных радиусов 1 и 5 определяется отклонение центра кольца в плане, которое не должно превышать ± 25 мм;

г) нивелируется лоток кольца. Отклонение фактической отметки лотка от проекта допускается от 0 до +30 мм;

д) определяются горизонтальное и вертикальное опережения смонтированного кольца.

Горизонтальное опережение и разность между вертикальным опережением и проектной его величиной не должны превышать ± 10 мм;

е) от нормали определяется пикетное значение плоскости кольца на уровне горизонтального диаметра. Отклонение от проекта не должно превышать ± 15 мм.

Примечани е. Пикетаж прорезных колец при сооружении камер, съездов изменяется на половину величины набегания колец по соответствующему тоннелю или камере;

ж) нивелированием при помощи сообщающихся сосудов определяется величина кручения кольца. Эта величина не должна превышать ± 20 мм.

14.09 . При соблюдении указанных в п. 14.08 допусков и надлежащего закрепления установленных колец разрешается равномерное двустороннее их бетонирование, в процессе которого необходимо следить за неподвижностью плоскостей колец.

Забетонированные прорезные кольца должны выдерживаться не менее трех суток, после чего приступают к сборке и монтажу очередных колец тоннеля.

14.10 . По мере укладки последующих колец производятся определения:

1 . Эллиптичности (по четырем диаметрам).

2 . Положения центров колец в плане.

3 . Положения лотка в профиле.

4 . Горизонтального опережения.

5 . Вертикального опережения.

6 . Пикетажа.

7 . Кручения.

Все данные относятся к передней (считая по ходу забоя) плоскости кольца. Положение левой и правой сторон тоннеля также определяется по взгляду на забой. Эллиптичность и положение в профиле определяется для каждого уложенного кольца. Положение в плане определяется один раз в сутки, но не реже чем через три кольца. Опережения и кручение определяются в соответствии с указаниями раздела Е настоящей главы.

Кольца нумеруются по мере их укладки. Номер подписывается в натуре масляной краской на каждом пятом кольце.

14.11 . После выхода колец из-под эректора (блокоукладчика) повторно определяют их эллиптичность, производят инструментальное определение положения в плане и повторное нивелирование лотка каждого кольца. При наличии возможности производят съемку колец от проектного центра тоннеля по восьми радиусам (см. ниже рис. 14.1 ).

Результаты определений колец при укладке и за эректором записываются в специальную маркшейдерскую книгу-ведомость, форма которой приводится в приложении 14-1.

14.12 . При сооружении тоннелей из сборного железобетона круглого очертания (вне зависимости от величины его поперечного сечения) допуски для отклонений колец от проекта, сохраняются те же, что и для чугунной обделки. Для опережений (горизонтального и вертикального) установлены специальные допуски (см. раздел Е настоящей главы).

14.13 . В процессе строительства ведется график сооружения тоннелей в масштабе 1:200 или 1:500.

В. Определение эллиптичности колец, способы ее устранения

14.14 . Эллиптичностью называется разность между величинами фактического и проектного диаметров кольца. Для каждого кольца тоннельной обделки определяют эллиптичность по четырем диаметрам (рис. 14.1 ): горизонтальному ( r 1 + r 5 ) вертикальному ( r 3 + r 7 ) и двум косым под углом 45° (r2 + r6 и r4 + r8). Измерение диаметров производится стальной рулеткой.

14.15 . Определение эллиптичности производится после замыкания кольца. Эллиптичность в укладке не должна превышать ± 25 мм, а по выходе кольца из-под эректора (блокоукладчика) ± 50 мм.

14.16 . Устранение эллиптичности при уклад ке кольца производится надлежащей разработкой грунта, соответствующей подклинкой укладываемого сегмента кольца, высококачественным сболчиванием по фланцам, торцам, установкой металлических стяжек.

14.17 . В целях соблюдения геометрии уложенных колец производится нагнетание за обделку тоннеля в каждое третье кольцо от забоя. В сложных геологических условиях и в особых случаях нагнетание производят непосредственно после замыкания каждого уложенного кольца.

Рис. 14.1 . Эллиптичность кольца:

1 - проектное положение; 2 - фактическое положение; 3 - горизонтальная эллиптичность (А-В); 4 - вертикальная эллиптичность (Д-С); 5 - косая эллиптичность (Е-К)

Г. Определение положения колец в плане на прямолинейных и криволинейных участках трассы

14.18 . Определение отклонений колец в плане может производиться:

а) от продольной оси, закрепленной в своде тоннеля;

б) от смещенной оси тоннеля;

в) от знаков полигонометрии.

14.19 . Разбивка продольной оси производится от знаков подземной полигонометрии одним из способов, изложенных в главах 11 и 12 .

Ось закрепляется маркшейдерскими гвоздями в чеканочных швах, деревянных пробках, вкладышах, отвесодержателях и др. (рис. 14.2).

Рис. 14.2 . Закрепление оси в обделке тоннеля:

1 - маркшейдерский гвоздь; 2 - отрезок тесины; 3 - отвесодержатель

14.20 . Разбивка смещенной оси производится также от знаков полигонометрии. Величина смещения подбирается с расчетом беспрепятственного прохождения оси до забоя, с минимальным удалением от обделки (рис. 14.3 ).

14.21 . Величины отклонений колец в плане определяются промерами на уровне горизонтального диаметра от створа проектной или смещенной оси до внутренних граней колец (рис. 14.4 ). При пользовании створом хорды (или смещенной хорды) вводят поправки за стрелу прогиба (см. ниже п. 14.31 и рис. 14.8 ).

Рис. 14.3 . Закрепление смещенной оси в тоннеле

14.22 . В качестве визирных приспособлений при передаче створа оси в забой применяются световые сигналы (см. п. 15.11 ). Световые сигналы устанавливаются под осевыми знаками таким образом, чтобы ось прорези совмещалась с отвесом, опущенным со знака. Положение сигналов должно проверяться не реже одного раза в трое суток.

14.23 . Отклонение центра кольца в плане в укладке не должно превышать ± 25 мм, а за эректором ± 50 мм.

14.24 . Инструментальное определение положения колец в плане может быть произведено одним из следующих способов (рис. 14.5 ):

а) полярным;

б) параллельным лучом;

в) произвольным створом.

14.25 . Для определения положения кольца полярным способом производится геодезическая привязка отвеса, закрепленного в плоскости кольца. Смещение закоординированной точки (отвеса) от оси на прямом участке и ее пикетаж определяются:

m = ( Y отв - Y пк ) cos дир. уг. трас. - ( X отв - X пк ) sin дир. уг. трас.;

D ПК = ( Y отв - Y пк ) sin дир. уг. трас. + ( X отв - X пк ) cos дир. уг. трас.

Смещение центра кольца в плане на кривых определяется решением обратной геодезической задачи по проектным координатам центра кривой и фактическим координатам центра кольца m = R проект - R факт . Пикетажное значение его получают по формуле

S = a × k ,

где S - длина дуги кривой;

a ² - центральный угол в секундах;

14.26 . Для определения колец в плане способом параллельного луча над полигонометрическим знаком устанавливают теодолит и откладывают угол b , равный разности дирекционных углов линии полигонометрии и оси тоннеля.

Домеры а определяются теодолитом путем отсчетов по рейке, прикладываемой горизонтально к ребрам (бортам) колец на уровне горизонтального диаметра. Домеры можно также производить от створа, вынесенного по смещениям полигонометрических знаков и закрепленного световыми сигналами.

Рис. 14.4 . Определения отклонений « m » колец в плане

Рис. 14.5 . Способы определения положения колец в плане

Смещения центров колец определяются следующими формулами:

(при расположении полигонометрического знака слева от оси тоннеля);

(при расположении знака справа от оси тоннеля).

Здесь m - смещение центра кольца в плане;

D - измеренный внутренний диаметр кольца;

d - смещение знака от проектной оси тоннеля;

а - расстояние (домер) от параллельного луча до кольца.

Если т имеет знак плюс, центр кольца смещен вправо от проектной оси тоннеля, если знак минус - влево.

Примечани е. При продвижении забоя против хода пикетажа трассы для получения знаков величин m в соответствии с требованиями п. 14.10 при откладывании угла b дирекционный угол трассы необходимо изменять на 180°.

14.27 . Для определения смещений колец в плане от линии произвольного створа измеряется угол b при полигонометрическом знаке на произвольно закрепленный отвес; затем измеряются домеры от линии произвольного створа до ребер (бортов) колец. В полученные расстояния а вводятся поправки по формуле

D a = l sin D b ,

где l - расстояние, подсчитанное как разность пикетажа кольца и полигонометрического знака;

D b - разность дирекционных углов трассы и направления с полигонометрического знака на отвес.

Смещения определяются по формулам:

а)

(случай, когда линия произвольного створа приближается к оси тоннеля);

б)

(случай, когда линия произвольного створа удаляется от оси).

При расположении полигонометрического знака на левой стороне тоннеля формулы соответственно видоизменяются:

а)

б)

Значения m , D, d , a - те же, что и в п. 14.26.

14.28 . На участках переходных кривых инструментальная съемка колец в плане производится от линии тангенса или от стягивающей хорды.

Рис. 14.6 . Съемка колец в плане от линии, параллельной тангенсу

14.29 . Съемка колец в плане на переходной кривой от линии, параллельной тангенсу (рис. 14.6 ), производится аналогично изложенному в п. 14.26 . Смещение d полигонометрического знака определяется относительно прямолинейного участка тоннеля. Величина m смещения центра кольца в плане находится по формулам:

 или

где D , d , а - те же, что и в п. 14.26;

li - расстояние от НПК до определяемой точки;

С - параметр переходной кривой;

q - смещение оси тоннеля относительно оси пути;

L - длина переходной кривой.

О расчетах ординат переходной кривой см. раздел Д главы 11.

14.30 . Если съемка колец на переходной кривой производится от линии, параллельной стягивающей хорде (рис. 14.7 ), смещение кольца в плане определяется по формулам:

  или

       

где bi - стрела прогиба переходной кривой на пикете определяемого кольца.

Примечани е. При определении знаков величин смещений необходимо учитывать указания п. 14.10 о направлении хода забоя.

Рис. 14.7 . Съемка колец в плане от линии, параллельной стягивающей хорде, на переходной кривой

14.31 . На круговой кривой съемка колец в плане производится от линии, параллельной хорде (на рис. 14.8 - линия ПЗ 125-М). Для задания ее в натуре теодолит устанавливается над первым полигонометрическим знаком, на втором знаке откладывается величина разности смещений знаков от разбивочной оси ( d 1 - d 2 ), на полученную точку М направляется визирная ось трубы и производится съемка колец аналогично п. 14.26 .

Отклонения центров колец в плане от проектной оси вычисляются по формулам:

или

          

Здесь D , a - те же, что и в п. 14.26;

d - смещение полигонометрического знака от разбивочной оси;

bi - стрела прогиба дуги на пикете определяемого кольца;

b 0 - стрела прогиба в середине хорды;

Si - расстояние от середины хорды до стрелы bi (разность пикетажных значений середины хорды и определяемого кольца);

S - длина всей хорды;

R - радиус разбивочной кривой;

z - смещение оси пути от разбивочной оси;

q - смещение оси тоннеля от оси пути.

Рис. 14.8 . Съемка колец в плане от линии, параллельной стягивающей хорде

Примечани я. 1. Если смещение знака d вычислено относительно оси тоннеля, q и z в формулах исключаются. Для упрощения обработки съемки колец на участках круговых кривых удобно пользоваться таблицами (А.П. Мазурок. «Таблицы для вычисления ординат путейских реперов и отклонений оси тоннеля от проекта на круговых кривых метрополитена», Ленинград, 1957 г.).

2 . При определении знаков величин смещений m необходимо учитывать указания п. 14.10 о направлении хода забоя.

3 . О расчетах стрел прогиба на круговой кривой см. раздел Д главы 11 .

14.32 . Отклонение центра кольца в плане на круговой кривой можно получить и путем определения значения фактического радиуса от центра кривой до центра кольца из решения обратной геодезической задачи (по координатам фактического центра кольца и проектным координатам центра кривой). Сопоставляя полученный фактический радиус с проектным, определяют смещение кольца mi = R проект - R факт .

14.33 . На круговых кривых съемка колец в плане может производиться и с помощью оптического прибора с клиновидной насадкой (см. главу 15 ).

14.34 . Для составления исполнительных чертежей используются данные окончательной съемки колец от проектного центра тоннеля по восьми радиусам. На криволинейных участках трассы данные используются через 10 м, а на прямых - через 20 м и в характерных местах трассы. Указанная съемка может производиться только от окончательно уравновешенной полигонометрии (после сбоек тоннелей). По результатам съемки определяют соответствие сооруженной обделки габаритным условиям.

14.35 . При наличии железнодорожного пути в тоннеле целесообразно радиальную съемку вести от центра, положение которого в натуре фиксируется с помощью передвижного шаблона, устанавливаемого на отрихтованных рельсах.

Д. Определение положения колец в профиле

14.36 . Определение положения кольца в профиле производится нивелированием лотка и сравнением полученной отметки с проектной. Проектные отметки тоннеля (на уровне головки рельсов или лотка сооружения) заранее рассчитываются: на прямых участках - через 10 м, на участках вертикальных кривых - через 2 м. Для участков вертикальной кривой подсчет проектных отметок рекомендуется вести с помощью таблиц (В.В. Беляев. «Таблицы расчета вертикальных кривых при сооружении железных дорог и тоннелей», Ленинград, 1957 г.).

Определение положения кольца в профиле можно также производить при помощи реечки с диоптрийным устройством, по горизонтальным щелям сигналов (см. раздел Д главы 15).

14.37 . Отклонение лотка в профиле при укладке не должно превышать ± 25 мм, а после выхода кольца из-под эректора ± 50 мм.

14.38 . Данные нивелирования колец за эректором должны быть сопоставлены с результатами радиальной съемки (см. п. 14.34 ). Полученные результаты определения положения колец в профиле записываются в книгу-ведомость (см. приложение 14-1 ).

Е. Определение горизонтальных и вертикальных опережений колец; клиновидные прокладки; исправление отклонений тоннеля при помощи прокладок; определение кручения колец

14.39 . Вследствие неизбежного возникновения зазоров между кольцами при их укладке возникает так называемое «набегание колец», составляющее для чугунной обделки величину порядка 0,7 - 1,0 мм на одно кольцо, а для железобетонной - до 3 мм. Набегание неравномерно распределяется по фланцам (плоскости) кольца и вызывает горизонтальное, а также вертикальное опережения. Наличие опережений вызывает нарастающее отклонение тоннеля от проекта в плане и профиле.

14.40 . Горизонтальным опережением ( D d ) кольца называется уклонение его плоскости от нормали к продольной оси. Величина опережения определяется путем промеров от нормали до плоскости кольца. Нормаль разбивается при полигонометрическом знаке и закрепляется примерно на уровне горизонтального диаметра тоннеля (рис. 14.9 ).

Рис. 14.9 . Определение горизонтального опережения колец

Одновременно определяется и пикетаж кольца - прибавлением к пикету нормали среднего значения боковых промеров d лев и dправ.

14.41 . На участке переходной кривой горизонтальное опережение колец определяется относительно нормали, выставляемой теодолитом от линии тангенса под углом 90° - a (рис. 14.10 ). Угол a определяется по формуле

где a ¢ - угол в минутах;

l - расстояние от начала переходной кривой до нормали (в метрах);

C - параметр переходной кривой;

r ¢ = 3438 ¢ - радиан в минутах.

Рис. 14.10 . Задание нормали на переходной кривой

14.42 . На криволинейном участке трассы для получения величины горизонтального опережения в промеры d лев и d прав должны быть введены поправки за разность радиусов внешней и внутренней стен тоннеля:

Приме р. Внутренний диаметр тоннеля D внутр = 5,10 м; радиус кривой R = 800 м; dлев = 9,067, d прав = 9,014 (здесь левая сторона - наружная по отношению к центру кривой, правая - внутренняя); пикетаж нормали: ПК 17 + 56,819.

d ¢ прав = 9,014 + 0,029 = 9,043 м.

Горизонтальное опережение D d ¢ = 9,043 - 9,038 = 0,005 = 5 мм правое. Пикетаж плоскости определяемого кольца: (ПК 17 + 56,819) + 9,040 = ПК 17 ± 65,86. Для переходной кривой , где С - параметр переходной кривой. Промеры d ¢ лев и d ¢ прав берутся от нормали НПК.

14.43 . Определив угловую величину горизонтального опережения , можно с достаточным приближением предвычислить положение в плане последующих колец. В случае необходимости опережение устраняется путем постановки клиновидной прокладки (см. п. 14.44 ).

Рис. 14.11 . Укладка клиновидных прокладок на кривой

14.44 . На криволинейных участках трассы, при необходимости изменить направление оси тоннеля, применяются клиновидные прокладки (рис. 14.11 ). Плоскости АВ и СД клиновидной прокладки образуют определенный угол, при этом плоскость АВ перпендикулярна к оси тоннеля. Опережением t клиновидной прокладки называется разность величин a и b ; t = a - b . Угловая величина опережения клиновидной прокладки определяется по формуле

 или

где D внешн - внешний диаметр тоннеля;

r ² = 206265 ² .

14.45 . На криволинейных участках трассы передняя плоскость каждого укладываемого кольца должна опережать плоскость предшествующего на величину

где l - ширина укладываемого кольца;

D внешн - внешний диаметр кольца;

R - радиус кривой трассы.

14.46 . Центр передней плоскости каждого нормального кольца, уложенного после клиновидной прокладки, будет смещаться на величину, определяемую формулой

14.47 . Расстояние L между двумя смежными клиновидными прокладками определяется формулой

Приме р. t = 60 мм; R = 600 м; D внешн = 5,50 м.

14.48 . Количество клиновидных прокладок n для данной кривой определяется формулой

где a ² - центральный угол;

b ² - угловая величина поворота, создаваемого клиновидной прокладкой.

14.49 . Вертикальным опережением кольца называется уклонение фактической плоскости кольца от вертикальной. Величина фактического вертикального опережения кольца определяется измерением расстояния от отвеса, опущенного с плоскости сводового сегмента кольца до плоскости лоткового сегмента (рис. 14.12 ).

14.50 . В пределах вертикальной кривой изменение проектного положения каждого последующего кольца относительно предыдущего определяется формулой

где l - длина кольца;

R - радиус кривой;

D внешн - внешний диаметр кольца.

По величине D и значению t (см. п. 14.44) рассчитывается расстояние L ¢ между двумя смежными клиновидными прокладками, при котором кольца тоннельной обделки будут укладываться в соответствии с проектным профилем.

Приме р. l = 1 м; R = 4000 м; D внешн = 5,50 м; t = 60 мм.

14.51 . При уклонениях тоннеля от проекта в плане или профиле положение его может быть исправлено путем изменения направления передней плоскости колец с помощью клиновидных прокладок (рис. 14.13 ).

Продольный разрез

Рис. 14.12 . Определение вертикального опережения колец

Рис. 14.13 . Исправление положения тоннеля с помощью клиновидных прокладок

14.52 . Горизонтальное опережение и пикетаж колец, а также вертикальное опережение определяются через каждые 8 - 10 м и обязательно после каждой установленной прокладки. При отклонениях тоннеля, приближающихся к предельно допустимым, а также при укладке колец на кривых небольших радиусов определению опережений должно быть уделено особое внимание.

Величины опережений плоскостей колец не должны превышать: для чугунной обделки ± 15 мм, для обделки из сборного железобетона ± 25 мм.

14.53 . При укладке колец может возникнуть постепенное нарастание кручения их вокруг продольной оси тоннеля. Прич инами кручения могут быть: одностороннее воздействие домкратов (при передвижках щита на криволинейных участках), односторонняя укладка сегментов кольца, одностороннее сболчивание торцов укладываемых сегментов и др.

Рис. 14.14 . Клин, применяемый при способе обжатия железобетонной обделки тоннеля

Рис. 14.15 . Домкрат, применяемый при способе обжатия железобетонной обделки тоннеля

Кручение колец отрицательно сказывается на положении эректора (блокоукладчика), вызывая его перекос, нарушает сопряжения с боковыми притоннельными сооружениями, приводит к несовпадению по высоте торцов тюбингов в проемных частях станции и т.д.

14.54 . Кручение колец определяется нивелированием симметричных сегментов. Величина допуска устанавливается для каждого сооружения проектной организацией.

14.55 . Исправление кручения колец производится с помощью ограничителей, постановкой специального кольца, у которого болтовые отверстия просверлены со смещением в одну сторону, односторонним монтажом сегментов, односторонним усиленным сболчиванием торцовых болтов кольца, прокладками и др.

Ж. Съемка тоннельной обделки при применении способа обжатия колец

14.56 . При сооружении тоннеля из сборного железобетона способом обжатия колец изменяется геометрия его, увеличивается периметр, сводится к минимуму зазор между обделкой и породой.

14.57 . В процессе монтажа обжатие кольца осуществляется:

а) путем вдавливания домкратом специального клина вместо обычного ключевого (замкового) сегмента (рис. 14.14). Предзамковые сегменты имеют торцовые скошенные плоскости, аналогичные клину;

б) при помощи специального пресса с домкратами (рис. 14.15), устанавливаемого на стыке сегментов, у горизонтального диаметра, прижимающего к породе верхнюю и нижнюю половины собранного кольца. В образовавшиеся щели между торцами сегментов вставляются клиновидные прокладки.

14.58 . После обжатия кольца клином производится съемка его геометрического очертания обычным способом, по восьми радиусам. Дополнительно измеряются радиусы до середины клина и смежных сегментов, примыкающих к клину. Для контроля нивелируются лоток и свод кольца.


Приложение 14-1

ВЕДОМОСТЬ
укладки колец тоннельной обделки

___________________________

Сооружение тоннеля ведется:

Схема нумерации радиусов

Характеристика колец

Условные обозначения типа кольца

Диаметры

Ширина кольца

внешн.

внутр.

Ш-(Ч)

5,50

5,10

1,000

IV -(Б)

6,00

5,60

1,000

Б-железобетон; Ч-чугун

СМУ (стр-во) № _______

механизиров. щитом;

Шахта № _____________

проход. щитом;

горным эректором.

Наименование выработки _____________________________________________________

Дата укладки колец

№ колец

Тип кольца

Пикетаж передней плоскости кольца (по ходу забоя)

Прокладки

Отклонения колец в мм

Примечания

Исполнитель

Эллиптичность

Центр кольца в плане

Отметки лотка

Лоток в профиле

гориз. 1 + 5

вертик. 3 + 7

под 2 + 6

45 ° 4 + 8

вправо

+

влево

-

проект.

фактич.

выше

+

ниже

-

28. VIII -67 г.

507

III -(Ч)

113 + 49,28

62 мм влево

-40

+25

+40

+35

5

257,412

257,433

21

Иванов

-25

0

+20

+25

2

424

12

28. VIII -67 г.

508

+48,28

-35

+15

+30

+25

3

409

426

17

Петров

-20

+5

+35

+30

6

414

5

Примечани е. В колонках 6, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 14, 15 верхние цифры фиксируют данные по кольцу в укладке, нижние - данные по выходе кольца из-под эректора (блокоукладчика).


Глава 15

МАРКШЕЙДЕРСКИЕ РАБОТЫ ПРИ СООРУЖЕНИИ ТОННЕЛЕЙ ЩИТОВЫМ СПОСОБОМ

А. Монтаж щита и маркшейдерское оборудование его

15.01 . При сооружении тоннелей щитовым способом маркшейдерские работы состоят:

а) в закреплении (в пределах монтажной камеры) проектной оси тоннеля, нормали к оси и отметок, необходимых для сооружения основания под щит и его монтажа;

б) в определении правильности геометрической формы основания под щит;

в) в определении правильности геометрических форм монтируемого щита: совмещение оси щита с осью тоннеля в плане, соответствие ее положения в профиле проектному положению, отсутствие поперечного уклона (крена), правильность продольного уклона, отсутствие эллиптичности щита;

г) в закреплении маркшейдерских знаков и приборов на щите;

д) в закреплении сзади щита ориентирных сигналов, необходимых для ведения его по проектной оси в плане и профиле;

е) в ведении щита в процессе проходки по трассе;

ж) в определении положения щита в плане и профиле после каждого продвига;

з) в определении положения колец тоннельной обделки после окончания укладки.

15.02 . Маркшейдерские работы при сооружении щитовых камер (бетонных или железобетонных) аналогичны работам при строительстве тоннелей горным способом, а блочных или тюбинговых - работам при сборке прорезных колец или колец тоннельной обделки.

15.03 . Монтажные работы по сборке щита в камере должны быть обеспечены следующими маркшейдерскими данными:

а) проектной продольной осью щита (тоннеля), закрепленной в своде камеры не менее чем тремя точками;

б) нормалью к продольной оси щита (тоннеля);

в) отметкой условного горизонта, связанной с проектным центром щита. При этом необходимо учитывать, что проектная отметка центра щита больше проектной отметки центра тоннеля на величину полуразности диаметров внутренней поверхности оболочки щита и внешней окружности кольца. Если в оболочке вырезана нижняя часть, то центр щита должен иметь иное возвышение над центром кольца; это подсчитывается по размерам соответствующих радиусов.

15.04 . Щит монтируется на бетонном основании с направляющими рельсами или без них. Рельсы устанавливаются по проекту с точностью ± 5 мм по радиусу щита.

15.05 . Первые три сегмента щита устанавливают в плане и по высоте с точностью ± 10 мм, не допуская кручения. Дальнейшая сборка ведется монтажниками без участия маркшейдера.

15.06 . После окончания монтажа щита производится продольная и радиальная съемка, в результате которой должны быть получены:

а) длина ножевого кольца щита;

б) длина опорного кольца щита (или длина ножеопорного кольца, если оно монолитно объединяет оба кольца);

в) длина оболочки щита (от опорного кольца до хвоста щита);

г) по четыре диаметра: ножевой части, задней плоскости опорного кольца и хвоста оболочки щита;

д) совпадение центра вала режущего механизма с геометрической осью механизированного щита.

На основании результатов указанных измерений рассчитывается и закрепляется положение фактической продольной оси щита и определяются расстояния от этой оси до внешней и внутренней образующих ножа, опорного кольца и оболочки щита. Устанавливается ось вала режущего механизма в проектное положение. Отклонения положения вала относительно оси щита в плане и профиле на переднем и заднем концах его не должны превышать ± 5 мм.

15.07 . После окончания монтажных работ на щите в одной из верхних его ячеек должны быть установлены следующие маркшейдерские знаки и оборудование:

а) две металлические дуги с сантиметровыми делениями, радиусы которых зависят от диаметра щита. Дуги устанавливаются на передней и задней плоскостях опорного кольца; нулевые штрихи на дугах, располагающиеся в их середине, должны лежать в вертикальной плоскости, проходящей через геометрическую центральную ось щита. Если же на щите нет средней ячейки, вместо дуг ставятся шкалы в тех же плоскостях с одинаковыми смещениями от геометрической центральной оси щита как в плане, так и в профиле.

Примечани е. Вместо дуг могут применяться линейки с сантиметровыми делениями (см. приложение 15-4);

б) два специальных уровня, вмонтированных в металлические коробки, или уклономер - для определения продольного и поперечного уклонов щита;

Рис. 15.1 . Схема маркшейдерских измерений на щите и расположение маркшейдерских знаков:

1 - щитовой оптический прибор; 2 - дуга оптического прибора; 3 - нумерация радиусов; 4 - внешний радиус щита; 5 - дуги оптического прибора; 6 - нож щита; 7 - опорное кольцо щита; 8 - хвост щита; 9 - щитовые нивелирные марки

в) три маркшейдерских знака 10, 11, 12 (рис. 15.1), фиксирующие фактическую продольную ось щита и одновременно служащие для нивелирования;

г) две контрольные нивелирные марки 14 и 15 (см. рис. 15.1) на задней плоскости опорного кольца - для определения поперечного уклона.

15.08 . Если конструкция щита позволяет вынести фактические центры его непосредственно, то они закрепляются в одной или двух его плоскостях, нормальных к оси щита.

15.09 . После закрепления всех маркшейдерских знаков на щите необходимо определить следующие его элементы (см. рис. 15.1 ):

а) расстояния между осевыми (10 - 11, 11 - 12) и нивелирными знаками ( l 4 , l 5 );

б) расстояния от ножа и хвоста щита до каждого осевого и нивелирного знака;

в) длину ножа ( l 1 ), опорного кольца ( l 2 ) и оболочки щита - от хвоста до опорного кольца ( l 3 );

г) расстояния от осевых знаков до низа оболочки и до фактической центральной геометрической оси щита ( H 1 , H 2 , H 3 , h 1 , h 2 , h 3 ).

Б. Определение поперечного уклона щита

15.10 . Поперечный уклон (крен) определяется нивелированием марок 14, 15 на опорном кольце (см. рис. 15.1 ) при помощи уклономера (рис. 15.2 ) или по специальному уровню (рис. 15.3 ). По поперечному уклону определяют поправку m в измеренные отклонения щита от продольной проектной оси тоннеля:

m = r sin a ; по малости угла

откуда

Практически деления на уклономере градуируются таким образом, чтобы отсчеты по нему давали непосредственно величину m.

Рис. 15.2 . Определение поперечного и продольного уклонов щита:

1 - опорное кольцо; 2 - пластина с градуированными делениями; 3 - отвес (уклономер); 4 - вертикальная ось, проходящая через центр щита; 5 - щитовые домкраты; 6 - горизонтальный диаметр щита

Рис. 15.3 . Уровень для определения уклонов щита:

1 - неподвижная шкала; 2 - тангенциальный винт; 3 - подвижная шкала барабана; 4 - линейка уровня для продольного уклона щита, одно деление неподвижной шкалы ; для поперечного уклона щита Д = 5,5 м, одно деление неподвижной шкалы = 5,5 - 0,005 = 27,5 мм

В. Определение положения щита в плане на прямых участках трассы и на переходных кривых

15.11 . Определение положения щита в плане производится при помощи осевых знаков (сигналов) (рис. 15.4 ), закрепленных в своде готового тоннеля или на тюбинге у горизонтального диаметра кольца в пределах возможной их видимости. Все осевые знаки для определения щита в плане и профиле выставляются в тоннеле только от знаков подземной полигонометрии.

15.12 . Положение щита в плане на прямом участке трассы определяется с помощью щитового прибора (рис. 15.5 ) и двух специальных уровней (см. рис. 15.3 ). Порядок определения следующий:

а) нулевой индекс шкалы щитового прибора устанавливают на задней дуге на отсчет, соответствующий поперечному уклону щита;

Рис. 15.4 . Устройство световых сигналов в тоннеле:

1 - задний сигнал, красный, с источником света, горизонтальная грань его на заданной отметке; 2 - передний сигнал, грани которого расположены аналогично заднему сигналу; 3 - щитовой прибор или отвес, выставляемый в створе сигналов 1 и 2. Размеры указаны в сантиметрах

б) оптическую трубу прибора перемещают вправо или влево по шкале прибора до тех пор, пока изображения двух сигналов, видимых в ней, не совместятся. После этого производят отсчет по шкале прибора, указывающий уклонение от оси центра щита в плоскости данной дуги;

Рис. 15.5 . Оптический щитовой прибор с дугой:

1 - труба прибора; 2 - уровень; 3 - дуга с делениями; 4 - шкала отклонений; 5 - индекс дуги; 6 - индекс шкалы отклонений; 7 - прижимный винт; 8 - ползунок, скрепленный наглухо с трубой

Рис. 15.6 . Определение уклонений ножа и хвоста щита методом экстраполяции

в) затем прибор устанавливают на передней дуге и повторяют в той же последовательности все действия, что и на задней дуге;

г) имея отклонения в плане центров щита в двух его плоскостях, определяют отклонения ножа и хвоста, пользуясь номограммой (см. приложение 15-1) или табличкой, составленной по формулам (рис. 15.6):

нож:

хвост:

где l 1 , l 2 , l 3 - известные расстояния между осевыми знаками щита;

x 2 и x 3 - полученные уклонения осевых знаков 10 и 11 от проектной оси.

Примечани е. В приложении 15-2 дано изображение модернизированных оптического щитового прибора и уровня (разработанных маркшейдерской службой Ленметростроя).

15.13 . Определение положения щита в плане на переходных кривых осуществляется следующим образом:

а) на половине переходной кривой, примыкающей к прямолинейному участку трассы, определение положения щита производится точно таким же способом, как и на прямой, с той лишь разницей, что учитываются заранее вычисленные поправки за смещение оси тоннеля от линии тангенса или от стягивающей хорды. В необходимых случаях пользуются смещенной линией тангенса;

б) на половине переходной кривой, примыкающей к круговой кривой, определение положения щита в плане производится от линии стягивающей хорды или же ведется так же, как и на круговой кривой (см. раздел Г настоящей главы), но с учетом поправок за отклонение оси тоннеля от условного продолжения оси тоннеля на кривой. Эти поправки также вычисляются заранее;

в) горизонтальное опережение щита и колец тоннельной обделки определяется от нормали, выставляемой на переходной кривой теодолитом от линии тангенса, так, как это описано в главе 14 (см. п. 14.41).

Г. Определение положения щита в плане на участках круговой кривой. Оптический клин

15.14 . На криволинейных участках трассы порядок определения положения щита тот же, что и на прямых, с той лишь разницей, что в этом случае на объектив трубы щитового прибора надевается оптический клин (см. приложение 15-3 ).

15.15 . При пользовании оптическим клином в трубе щитового прибора вместо обычных двух сигналов могут быть видны четыре изображения. Для определения отклонения центра щита в плане относительно проектной оси тоннеля труба щитового прибора с клином перемещается вправо и влево до совмещения двух средних изображений.

Совмещение изображений свидетельствует о том, что труба щитового прибора находится на проектной оси кривой. Отсчет по шкале прибора указывает, на сколько и в какую сторону смещен центр щита относительно проектной оси.

15.16 . На криволинейных участках трассы, при пользовании оптическим клином, осевые знаки-сигналы закрепляются на концах хорд, расстояния между которыми определяются по формуле

S = 2 R 1 sin a ,

где S - длина хорды между сигналами;

R 1 - радиус кривой, уменьшенный на величину z + q

(R1 = R - z - q);

a - угол оптического клина.

15.17 . При пользовании оптическим клином на кривых последующий осевой сигнал может быть предварительно установлен с помощью рулетки и трубы щитового прибора с клином и обязательным последующим уточнением его положения от знаков полигонометрии.

15.18 . Осевые сигналы на кривых при определении положения щита без применения оптического клина закрепляются в створе заранее рассчитанных хорд.

Д. Определение положения щита в профиле; продольный уклон щита

15.19 . Положение щита в профиле определяется одним из следующих способов:

а) с помощью нивелира;

б) щитовым прибором;

в) визуальным способом.

15.20 . Для определения положения щита в профиле нивелируют какой-либо из осевых знаков 10, 11, 12 (см. рис. 15.1 ). Заранее вычисляют проектные отметки того знака, который будет нивелироваться для определения положения щита (пользуясь для этого одним из расстояний H 1 , H 2 , H 3 ). Сравнивая абсолютную отметку знака с проектной, определяют отклонение в соответствующей точке щита. Затем, пользуясь величиной D i - алгебраической разности фактического (см. п. 15.23 ) и проектного продольного уклона, определяют отклонения ножа и хвоста в профиле. При значительном попе речном уклоне (крене) щита в результат определения должна вводиться соответствующая поправка.

15.21 . Отметку щитового прибора определяют при помощи его оптической трубы, снабженной уровнем, и нивелирной рейки, подвешенной к своду готового тоннеля. Отметка нуля рейки должна быть определена от реперов подземной высотной основы. По отметке горизонта инструмента щитового прибора и по известному расстоянию от него до низа оболочки вычисляют абсолютную отметку оболочки в данной точке. Дальнейшие действия производят аналогично описанному выше (см. п. 15.20 ).

15.22 . Для визуального определения отклонений щита в профиле используют горизонтальные щели (грани) сигналов (см. п. 15.11 ) и вертикальную реечку с ползунком и диоптром, укрепляемую на щите. Горизонтальные щели сигналов должны быть установлены от реперов подземной основы в соответствии с проектным уклоном тоннеля. Удаление нуля реечки от центра щита должно быть равно расстоянию от горизонтальных щелей до центра тоннеля, уменьшенному на величину смещения центра щита относительно центра тоннеля. Установив ползунок диоптра в створе горизонтальных щелей, производят отсчет по реечке, который и является величиной отклонения щита в профиле в точке закрепления реечки. По величине D i (см. п. 15.20 ) определяют отклонения ножа и хвоста.

При работе на участке вертикальной кривой горизонтальные щели сигналов закрепляют на линии, параллельной тангенсу вертикальной кривой. В полученные отклонения ножа и хвоста вводят поправки за вертикальную кривую, определяемые по формуле

где l - расстояние от начала (или конца) вертикальной кривой до ножа или хвоста;

R - радиус вертикальной кривой.

Расстояния l получаются как разности соответствующих пикетажных значений: ножа, хвоста и начала (конца) вертикальной кривой.

15.23 . Фактический продольный уклон щита определяется по уклономеру (см. рис. 15.2 ) или по специальному уровню (см. рис. 15.3 ). Градуировка делений производится из расчета получения непосредственно величины уклона. Он может быть также определен путем нивелирования двух маркшейдерских знаков (см. рис. 15.1 ), расположенных в своде щита и уста новленных так, чтобы при горизонтальном положении щита превышение между марками равнялось нулю. Тогда уклон щита подсчитывают по формуле

где h - превышение между марками;

l - расстояние между ними.

Может применяться и следующий способ определения продольного уклона щита. Под оболочкой вблизи задней плоскости опорного кольца и вертикального диаметра щита подвешивается отвес. От него измеряются в двух уровнях расстояния до плоскости опорного кольца - верхний замер на уровне сводовой части, нижний - на уровне лотковой части щита. Разность отсчетов делится на вертикальное расстояние между уровнями замеров; полученное частное и будет уклоном щита (с соответствующим знаком).

Е. Наблюдения за щитом во время его движения по трассе; использование модулированного луча и лазера при проходке

15.24 . Наблюдение за положением щита в плане и профиле во время его движения по трассе производится с помощью щитового прибора (см. рис. 15.5 ) и двух специальных уровней (см. рис. 15.3 ) или же с помощью уклономера (см. рис. 15.2 ), а также двух боковых продольных реек, укрепленных на оболочке щита примерно на уровне горизонтального диаметра таким образом, что их нулевые концы упираются в опорное кольцо щита (рис. 15.7 ). Применение боковых реек обеспечивает надежное определение горизонтального опережения щита (при обязательном учете опережения последнего кольца тоннельной обделки).

Горизонтальное опережение щита следует определять непрерывно, так как оно оказывает большое влияние на положение щита относительно проектной оси тоннеля.

Рис. 15.7 . Приспособление для наблюдения за перекосом и продвигом щита:

1 - опорное кольцо щита; 2 - передняя плоскость кольца тоннельной обделки; 3 - нивелирная рейка; 4 - откидная ножка; 5 - щитовые домкраты

Попутно определяется величина продвига щита, пикетаж ножа и хвоста.

Для удобства начало счета рейки можно отнести к передней плоскости ножа щита (отсчет на задней плоскости кольца будет равен расстоянию от ножа до этой плоскости).

15.25 . Передвижка щита разрешается только при выполнении следующих условий:

а) разработки забоя по всему периметру (в средних и твердых породах);

б) очистки лотка тоннеля перед ножом;

в) замыкания последнего кольца обделки;

г) установки и затяжки всех болтов в кольцах тюбинговой обделки;

д) при наличии нагнетания за третье кольцо не менее чем до горизонтального диаметра. Нагнетание за обделку тоннеля следует производить вслед за передвижением щита, начиная с первого кольца, сошедшего с оболочки щита. В сложных геологических условиях нагнетание должно производиться за последнее уложенное кольцо (не сошедшее с оболочки).

Примечани е. Первоначальное выдвижение щита из монтажной камеры разрешается после надежного закрепления упоров - полных колец или полуколец.

15.26 . Уклонения середины щита от проектного направления трассы в плане и профиле не должны превышать ± 50 мм. Учитывая, что кольца тоннельной обделки, собираемые в оболочке щита, по выходе из нее подвергаются вертикальной осадке, рекомендуется вести щит в профиле выше проекта на 2 - 3 см. Этот размер может быть изменен в ту или другую сторону на основании опыта проходки в данных геологических условиях.

15.27 . При проходке в слабых породах рекомендуется вести щит с превышением проектного уклона от +0,010 до +0,030. Величину этого «угла атаки» следует определять опытным путем при первых передвижках щита. В особо слабых породах рекомендуется сооружать перед щитом бетонную или железобетонную подушку.

15.28 . Механизированные щиты со скоростью проходки: 200 - 400 м в месяц могут определяться в плане и профиле от луча лазера (типа «ОКГ», «ЛГ» и др.) или модулированного луча (типа «ПУЛ» и т.п.), дающих возможность закрепить проектную ось тоннеля на определенном участке трассы. Эта ось автоматически фиксируется на приемном электронном устройстве, расположенном на щите. Приемное устройство снабжено световым табло, на котором дается непрерывная информация о положении щита в плане и профиле. Автоматические устройства разрешается применять, если они обеспечивают необходимую точность сооружения тоннельной обделки как на прямых, так и на криволинейных участках трассы. Автоматические приборы для ведения и определения тоннельных щитов устанавливаются только от подземной маркшейдерской основы и систематически проверяются марк шейдерской службой.

Ж. Сооружение тоннеля из монолитно-прессованной обделки при помощи щита

15.29 . При сооружении тоннеля из монолитно-прессованной обделки при помощи щита устанавливается металлическая опалубка. Установка производится от знаков подземной полигонометрии и реперов с точностью ± 10 мм в плане и профиле.

15.30 . Внешняя поверхность установленной металлической опалубки проверяется от закрепленного центра тоннеля радиальными промерами не менее чем в восьми точках.

15.31 . Отклонения готового тоннеля от проекта в плане и профиле не должны превышать ± 50 мм.

З. Маркшейдерская документация при сооружении тоннелей щитами

15.32 . В маркшейдерскую книгу заносятся все данные по контрольным измерениям четырех диаметров щита:

а) в ножевой части щита;

б) у опорного кольца;

в) в свободной части оболочки щита.

Измерения производятся стальной рулеткой с точностью ± 3 мм. Указанные измерения производятся систематически, не реже одного раза в месяц, с целью выявления деформации щита и принятия необходимых мер.

15.33 . Все данные наблюдений и результаты вычислений по определению положения щита и колец записываются в щитовом журнале, форма которого приведена в приложении 15-5 . Результаты съемки колец за эректором заносятся в книгу-ведомость, форма которой дана в главе 14 (см. приложение 14-1 ).

15.34 . График сооружения тоннелей ведется в масштабе 1:200 или 1:500. Дополнительно на графике показываются положения (по пикетажу) ножа и хвоста щита.

Приложение 15-1

НОМОГРАММА
для определения уклонений ножа и хвоста щита в плане

Для определения уклонений в плане точек ножа и хвоста пользуются номограммой, приведенной на рис. 15.8. Номограмма строится по следующему правилу. На листе бумаги проводится горизонтальная линия и в определенном масштабе откладываются расстояния l 1 , l 2 , l 3 . В полученных точках восстанавливаются перпендикуляры, размеченные до 70 мм по обе стороны от горизонтальной линии. Деления, расположенные от проектной оси трассы по ходу щита вправо, имеют знак плюс, а влево - знак минус.

Рис. 15.8 Номограмма для определения уклонений щита в плане

Пусть мы имеем отклонения на дугах в точке № 10 -17 мм и № 11 +5 мм. Совместив ребро линейки с цифрой -17 мм и +5 мм, получим отклонения в плане:

хвоста .................................................................... -49 мм

ножа щита ............................................................. +22 мм.

Приложение 15-2

Модернизированный оптический щитовой прибор и уровень

Оптический щитовой прибор и уровень, разработанный и применяемый на механизированных скоростных проходческих щитах при строительстве Ленинградского метрополитена, приведен на рис. 15.9, 15.10 и 15.11.

Разрез по А -А

Рис. 15.9 . Щитовой прибор на дуге:

1 - дуга; 2 - шкала щитового прибора; 3 - обойма; 4 - шкала на дуге; 5 - ползунок; 6 - индекс ползунка для шкалы на дуге; 7 - индекс ползунка для шкалы прибора; 8 - оптическая трубка прибора; 9 - диоптрийное устройство для визирования на переднюю дугу; 10 - вертикальная ось вращения трубы; 11 - закрепительный винт горизонтального вращения трубы; 12 - горизонтальная ось вращения трубы; 13 - закрепительный винт вертикального вращения трубы; 14 - микрометренный винт для вращения трубы по вертикали; 15 - микрометренный винт для вращения трубы по горизонтали; 16 - исправительные винты сетки нитей; 17 - кремальерный винт; 18 - окуляр; 19 - объектив

Рис. 15.10 . Щитовой прибор на дуге:

1 и 4 - обоймы щитового прибора; 2 - шкала щитового прибора; 3 - движок щитового прибора; 5 и 8 - обоймы передвижной шкалы передней дуги; 6 - индекс, для установки передвижной шкалы на дуге по показанию поперечного уровня; 7 - передвижная шкала на передней дуге

Рис. 15.11 . Поперечный уровень. Схема монтажа прибора на задней стенке металлической коробки:

1 - шкала; 2 - винт регулировки положения уровня. Продольный уровень отличается от поперечного размером делений на шкале. Конструкция того и другого одинакова. Размеры указаны в миллиметрах

Приложение 15-3

Свойства оптического клина и определение его угла

Оптический клин имеет свойство давать двойное изображение предмета под определенным и постоянным углом. Клин (рис. 15.12) вмонтирован в специальную оправу (насадку), которая надевается на объектив трубы щитового прибора. Один клин располагается в верхней, а другой - в нижней части насадки. Линия соприкосновения клиньев проходит через центр трубы и должна быть горизонтальна.

Рис. 15.12 . Оптический клин

Пусть на окружности (рис. 15.13) имеются: два сигнала А и В и в точке J - щитовой прибор с оптическим клином. При визировании в трубу на сигнал А один оптический клин сместит изображение сигнала влево на угол , а другой вправо на тот же угол . Такое же явление и со вторым сигналом В. Следовательно, в трубе будут видны не два, а четыре изображения. Если поставить условие, что расстояние между сигналами А и В было взято таким, при котором угол преломления клина a был бы равен углу А I В, то изображения точек В ¢ и А ² окажутся совмещенными.

Из рис. 15.13 следует, что при движении инструмента с оптическим клином строго по окружности изображения сигналов А ² и В ¢ будет оставаться все время совмещенными, потому что постоянный угол клина a равен углу a между направлениями на точки А и В (как угол, опирающийся на одну и ту же дугу окружности). Пользуясь этим свойством оптического клина, можно при его помощи определять отклонения в плане ножа и хвоста щита.

Применительно к рис. 15.5 (см. п. 15.12) поперечный уклон щита ранен 100 мм (на радиус установленной на щите дуги). Для исключения влияния поперечного уклона щита нуль-пункт оптического прибора совмещают с делением шкалы на дуге, соответствующим значению поперечного уклона, т.е. 100 мм, и в этом положении прибор закрепляют прижимными винтами к дуге. Следовательно, оптический прибор (нулем своей шкалы) находится на вертикальной оси щита и поправка за поперечный уклон последнего автоматически исключается.

Двигая трубу щитового прибора с насаженным на ее объектив клином, добиваются совмещения изображений сигналов и производят после этого отсчет по шкале на щитовом приборе. В нашем примере (см. рис. 15.5) отклонение в плане для данной точки получено +13 мм. Далее щитовой прибор переносят на вторую дугу и производят те же действия. Уклонения ножа и хвоста от проектной оси в плане определяются по номограмме (см. приложение 15.1) или табличке.

Если принимается решение о проходке по кривым с применением оптического клина, геодезическо-маркшейдерская служба должна располагать наборами клиньев с различными углами. Так, если в проекте трассы сооружения предусмотрены кривые с радиусами от 400 до 2000 м, необходимо иметь в каждом наборе 8 штук, с углами от 0°45 ¢ до 2°30 ¢ , с разницей в углах около 15 ¢ .

При подборе оптического клина для ведения щита по кривой данного радиуса выбирается клин с таким углом, который позволил бы располагать сигналы в тоннеле на удобном для работы расстоянии между ними.

Если взять клин с малым углом, то осевые сигналы должны быть расположены на малом расстоянии друг от друга и при быстром продвижении щита потребуется частое перенесение этих сигналов. Чтобы реже заниматься перестановкой сигналов, можно применить клин с большим углом, но расстояние между осевыми сигналами может оказаться настолько велико, что щит может еще не успеть уйти вперед на это расстояние (чтобы появилась возможность установить новый сигнал), а задний тем временем уже скроется за обделкой тоннеля на закруглении трассы. Следовательно, клин должен подбираться такой, у которого угол позволил бы располагать осевые сигналы на максимальном расстоянии друг от друга, но чтобы до выхода из поля зрения в трубе щитового прибора заднего сигнала имелась бы возможность по расстоянию l установить сигнал новый - вблизи щита. Наличие этого условия избавит маркшейдеров от частой перестановки сигналов и обеспечит бесперебойное и точное определение щита в плане.

Рис. 15.13 . Схема работы с оптическим клином на кривой

Наиболее удобными базами (расстояниями между сигналами) для кривых разных радиусов можно считать следующие:

Таблица 15-1

Радиусы кривых, м

400

500

600

800

1000

1500

2000

Приближенные расстояния между сигналами, м

25

30

35

40

45

55

70

На основании вышеприведенной таблицы можно выбрать из набора клиньев для кривой, по которой предстоит вести щит, один клин с соответствующим углом.

Ниже приводится образец таблицы, составляемой по фактически измеренным углам имеющихся в наборе клиньев.

Таблица 15-2

№ клиньев

Угол клина

Длина фаз между сигналами при радиусах, м

R = 400

R = 500

R = 600

R = 800

R = 1000

R = 1500

R = 2000

1

0°45 ¢

10,47

13,09

15,71

20,94

26,18

39,27

52,36

2

1°00 ¢

15,71

17,45

20,94

27,92

34,90

52,36

69,81

3

1°15 ¢

17,45

21,82

26,18

34,90

43,63

65,44

-

4

1°30 ¢

20,94

26,18

31,41

41,88

52,35

-

-

5

1°45 ¢

24,43

30,54

36,65

48,86

-

-

-

6

2 ° 00 ¢

27,92

34,90

41,88

-

-

-

-

7

2 ° 15 ¢

31,41

39,26

-

-

-

-

-

8

2°30 ¢

34,90

-

-

-

-

-

-

Каждый изготовленный оптический клин должен быть проверен. Проверка заключается в инструментальном определении его угла оптическим теодолитом, на трубу которого при помощи специального приспособления накладывается оптическая труба щитового прибора с насаженным на нее клином.

При проверке угла a клина должны быть соблюдены следующие условия:

1 ) плоскость призм оптического клина должна находиться в центре вращения теодолита, а линия соприкосновения призм должна быть установлена горизонтально;

2 ) при измерении угла теодолит должен быть установлен по уровням и труба щитового прибора с клином должна быть на нем установлена горизонтально;

3 ) проверка угла клина производится обязательно в тех же условиях освещения и при том цвете сигнала, при которых будут определяться положения щита;

4 ) проверка угла клина производится при получении его от изготовителя и обязательно каждый раз перед началом работы на кривой. Определения делаются с многократным повторением приемов при расстояниях до сигналов 50, 75 и 100 м.

Для определения угла a наводят сетку нитей трубы с клином на одно из двух изображений сигнала и по горизонтальному кругу теодолита производят отсчет; затем, вращая теодолит, наводят трубу на второе изображение сигнала и производят второй отсчет. Среднее из многократных значений разностей отсчетов по теодолиту и будет угол оптического клина.

Максимальные расхождения в определении угла оптического клина на разных расстояниях не должны превышать 12 ² . За окончательное значение угла клина a принимается среднее арифметическое из всех определений (одни угол для всех расстояний). Так как угол оптического клина зависит от цвета сигнала, определение его рекомендуется производить в тоннеле на сигнал, принятый для работы.

Для ведения щита при помощи оптического клина предварительно рассчитывается установка сигналов в готовом тоннеле. Для ведения щита в начальной части кривой сигналы располагаются на условном продолжении кривой оси тоннеля на его прямолинейном участке.

Приложение 15-4

СПОСОБ
определения щита в плане и профиле

Описываемый ниже способ определения щита получил широкое применение на строительстве метрополитена в Москве. Способ этот заключается в следующем. От полигонометрических знаков инструментально выносится проектная ось тоннеля. Вместо дуг укрепляются линейки с сантиметровыми делениями; считая по ходу щита, деления на линейке возрастают от нулевого штриха вправо со знаком минус, а влево - со знаком плюс. Линейки укрепляются на щите до начала проходки так, чтобы нулевые штрихи совпадали с вертикальной осью щита. В этот момент поперечный уклон щита принимается равным нулю.

Проектная ось инструментально, методом створа передается к щиту и закрепляется в своде тоннеля (не менее чем тремя точками) в пределах площадки эректорной тележки.

Для определения положения щита в плане на линейку подвешивается отвес, устанавливаемый в створ проектной оси, и производится отсчет по шкале. Те же действия производят и по второй линейке. В полученные отсчеты вводится поправка за поперечный уклон щита, согласно данным уклономера (или уровней). Отсчеты по линейкам с введенными в них поправками и являются отклонениями в плане этих точек от проектной оси тоннеля. Отклонения в плане ножа и хвоста определяются при помощи таблички или номограммы (см. п. 15.12). Практически вместо передачи направления оси в пределы эректорной тележки применяют световые сигналы, а на линейках вместо отвесов используют диоптрийное устройство или оптическую визирную трубку.

При работе в пределах переходной или круговой кривой, в результаты определений по линейкам, помимо поправок за поперечный уклон щита, вводят также поправки за смещение оси тоннеля на данном пикете от закрепленного в тоннеле световыми сигналами створа (по линии тангенса или по стягивающей хорде, по хорде или секущей на круговой кривой).

Если ось тоннеля закрыта каким-либо оборудованием, пользуются смещенной осью.

Определение положения щита в профиле производится при помощи горизонтальных щелей экранов, для чего на щите укрепляется вертикальная реечка с ползунком-диоптром.

Для контрольного определения отметок ножа и хвоста щита нивелируют какой-либо один из осевых знаков 10, 11 или 12. Имея расстояния H 1 , H 2 , H 3 вычисляют абсолютную отметку низа оболочки щита в соответствующей точке. По полученной отметке и по фактическому продольному уклону щита, определяемому при помощи уровня или уклономера, подсчитывают абсолютные отметки ножа и хвоста.

Наблюдение за положением щита во время его движения по трассе производят при помощи уклономера (или уровней) и боковых продольных реек.

В процессе передвижки щита производят контрольные определения положения его в плане и профиле.


Приложение 15-5

Щитовой журнал


Глава 16

МАРКШЕЙДЕРСКИЕ РАБОТЫ ПРИ СООРУЖЕНИИ ТОННЕЛЕЙ ПОД СЖАТЫМ ВОЗДУХОМ

А. Маркшейдерские знаки в шлюзовой камере

16.01 . Основная особенность производства геодезическо-маркшейдерских работ под сжатым воздухом заключается в том, что они проводятся в условиях изоляции от зоны нормального давления, где находятся знаки подземной маркшейдерской основы.

16.02 . При сооружении шлюзовой камеры производятся следующие подготовительные работы:

а) в шлюзовой камере закрепляются полигонометрический знак в полу и соответствующий ему маркшейдерский гвоздь в потолке, а также два маркшейдерских гвоздя в потолке, которые используются для передачи направления способом соединительных треугольников (рис. 16.1). При закреплении знаков необходимо учитывать видимость из зоны нормального и повышенного давления. Возможно также закрепление знака только в своде камеры;

б) закладывается на торцовой стенке шлюзовой камеры (со стороны кессона) стенной репер в удобном для пользования месте (см. рис. 16.1). Отметка этого репера надежно определяется до начала работ под сжатым воздухом;

в) в верхней части торцовой стены шлюза со стороны кессона закладываются две скобы с прорезями для отвесов (см. ниже рис. 16.4). Эти скобы служат для фиксирования направлений с полигонометрических знаков, закрепляемых в кессоне.

16.03 . Если шлюзовая камера монтируется из металлических труб, покоящихся на двутавровых балках, и лишь конец ее, обращенный к зоне сжатого воздуха, «защемляется» метровой железобетонной стеной, закрепляется только один знак в выходном проеме камеры. Передачу направления в зону сжатого воздуха методом соединительных треугольников в этом случае производить нельзя, так как металлическая конструкция может менять свое положение в процессе шлюзования и вышлюзовывания.

16.04 . До начала работ под сжатым воздухом необходимо определить несколько полигонометрических знаков в зоне будущего кессона с тем, чтобы в благоприятных условиях создать маркшейдерскую основу для дальнейшей проходки. После подачи сжатого воздуха за этими знаками устанавливается наблюдение в плане и профиле, позволяющее своевременно выявлять происходящие деформации. Учитывая малость длин сторон между закрепленными знаками, проходка на их основе может производиться не далее 15 - 20 м.

Б. Передача направления, координат и отметок через шлюзовую камеру в зону сжатого воздуха

16.05 . Маркшейдерская основа, создаваемая в зоне сжатого воздуха, должна периодически контролироваться через шлюзовую камеру одним из следующих способов:

а) способом непосредственной передачи;

б) способом соединительных треугольников, гиротеодолитом.

16.06 . При способе непосредственной передачи теодолит устанавливается над полигонометрическим знаком в шлюзовой камере (рис. 16.2 ). Измерение угла поочередно выполняется двумя наблюдателями, один из которых находится в зоне нормального давления.

Измерение угла производится в следующем порядке. Наблюдатель визирует трубой теодолита на знак в своей зоне и записывает отсчет в журнал, который оставляет у инструмента, а сам выходит из шлюзовой камеры. После этого производится шлюзование инструмента.

Второй наблюдатель проверяет отсчет по лимбу, сличает его с записанным в журнале, производит визирование на знак в своей зоне и записывает отсчет в журнал. После этого труба переводится через зенит и наблюдатель начинает выполнять второй полуприем. Затем производится второе шлюзование инструмента. Первый наблюдатель контролирует отсчет и визированием на знак своей зоны заканчивает первый прием. Таких приемов должно быть сделано не менее трех. Кроме этого, каждый наблюдатель производит необходимые линейные измерения в своей зоне. Шлюзование наблюдателя не разрешается.

16.07 . При применении способа соединительных треугольников (рис. 16.3 ) используются маркшейдерские гвозди, закрепленные ранее в шлюзовой камере.

Полигонометрические знаки, с которых будут наблюдаться отвесы, должны быть расположены с учетом требований, изложенных в главе 8.

Рис. 16.1 . Шлюзовая камера:

а - продольный разрез; б - плац; 1 - горный перегонный эректор; 2 - людской шлюз; 3 - маркшейдерские гвозди в своде; 4 - геодезический прикамерок; 5 - крепление забоя; 6 - погрузчик; 7 - домкраты; 8 - материальный шлюз

16.08 . Маркшейдерская основа (рис. 16.4 ) в зоне сжатого воздуха создается и используется с учетом следующих особенностей:

Рис. 16.2 . Непосредственная передача дирекционного угла через шлюзовую камеру в зону сжатого воздуха

Рис. 16 .3. Передача дирекционного угла в зону сжатого воздуха способом соединительных треугольников через шлюзовую камеру

Рис. 16 .4. Схема создания подземной полигонометрии в зоне сжатого воздуха

а) полигонометрические знаки закладываются по обеим сторонам тоннеля (если не препятствуют трубы большого диаметра, занимающие одну из сторон тоннеля);

б) с каждого знака должна быть видимость не менее чем на два других знака;

в) для обеспечения устойчивости знаков принимаются все меры к созданию жесткости самого тоннеля (своевременное и высококачественное нагнетание при хорошем сболчивании тюбинговой обделки);

г) помимо связующих направлений со знака на знак, берутся также контрольные направления на скобы, установленные в верхней части торцовой стены перемычки;

д) основа должна периодически контролироваться путем повторных угловых измерений и линейного измерения коротких поперечных связок. В случае обнаружения деформации знаков производят контрольную передачу дирекционного угла через шлюз.

16.09 . Для передачи высотной отметки через шлюзовую камеру нивелир сначала устанавливают в зоне нормального давления и при открытой шлюзовой двери передают отметку с полигонометрического знака, находящегося в зоне нормального давления, на знак в шлюзовой камере обычным нивелированием. Затем нивелир и журнал оставляют в камере, закрывают первую дверь и производят шлюзование. После того, как давление в камере сравняется с давлением в кессоне, открывают вторую дверь. Нивелир устанавливают в зоне сжатого воздуха и путем обычного нивелирования передают отметку с точки в шлюзовой камере на полигонометрический знак в зоне сжатого воздуха. Работу повторяют несколько раз. Камеральная обработка полевого материала обычная.

16.10 . При значительной длине кессонной проходки, когда сооружают новую шлюзовую камеру и разбирают старую, производят контрольные измерения по всей зоне, где ранее определения велись под сжатым воздухом.

16.11 . Сооружение тоннелей под сжатым воздухом, как правило, осуществляется с помощью щитов. Методика ведения и определения щита та же, что и в обычных условиях проходки.

16.12 . Специфические условия работы в кессоне обязывают маркшейдерскую службу обращать особое внимание на следующее:

а) не реже одного раза в месяц определять отметки всех полигонометрических знаков от основного репера, заложенного в шлюзовой камере;

б) систематически следить за деформацией поверхностных зданий и сооружений и положением забоя относительно их. При наличии выпусков породы из забоя необходимо производить более частые наблюдения на поверхности;

в) о всех значительных деформациях немедленно ставить в известность руководство строительного объекта для принятия необходимых мер.

Глава 17

МАРКШЕЙДЕРСКИЕ РАБОТЫ ПРИ ОТКРЫТОМ СПОСОБЕ СТРОИТЕЛЬСТВА ТОННЕЛЕЙ

А. Разбивка и закрепление трассы на дневной поверхности

17.01 . Полигонометрические и нивелирные ходы к месту строительства прокладываются до начала земляных работ в соответствии с указаниями разделов А, глав 2 и 4 . Знаки геодезической основы закладываются на некотором удалении от края котлована, но не ближе 20 м от границы зоны сдвижения грунта при проектной глубине котлована. Знаки нумеруются и ограждаются.

17.02 . При применении замораживания грунтов или водопонижения знаки геодезической основы должны закладываться вне зоны деформации поверхности, но все разбивки с этих знаков могут производиться лишь после предварительного контроля геодезической основы.

17.03 . До начала земляных работ закрепляются штырями, заложенными в бетоне, продольная и основные поперечные оси тоннеля. Перенесение в натуру осей производится от знаков полигонометрии с точностью ± 10 мм. На сторожках у штырей даются необходимые надписи.

При пересечении трассой какого-либо строения ось тоннеля закрепляется на нем в виде вертикальной черты и делается надпись масляной краской «ось левого (правого) тоннеля».

17.04 . На некотором удалении от линии откоса бетонируются четыре знака, фиксирующие смещенную проектную ось тоннеля (два знака в начале и два - в конце котлована), которые используются в течение всего периода строительства. Знаки должны быть занумерованы, подписаны и ограждены.

17.05 . Высотная съемка поверхности поперечниками производится до начала земляных работ, согласно указаниям раздела В главы 23 .

Б. Маркшейдерские работы по разбивке свай, разработке и креплению котлована

17.06 . На основе оси сооружения (или его смещенной оси) закрепляются с точностью ± 5 см грани верхних откосов котлована.

17.07 . На поверхности земли, по обе стороны от оси тоннеля, кольями закрепляются, согласно проектным размерам, линии свай или шпунтовых рядов. Точность разбивки должна быть в пределах ± 50 мм. Сваи должны иметь порядковую нумерацию.

17.08 . Уклонение забитых свай за проектную линию в сторону оси тоннеля не допускается, поэтому проектом должна быть предусмотрена забивка свай в сторону уширения котлована на 20 - 25 см с каждой стороны.

17.09 . Все забитые сваи подлежат маркшейдерской съемке на уровне поверхности земли. После окончания разработки котлована производится их съемка на уровне лотка. Положение свай наносится на крупномасштабный план.

17.10 . Для учета забивки и последующего извлечения свай ведется специальный журнал, в котором записываются: №№, глубина заложения ниже лотка тоннеля и фактическая длина свай.

Заглубление свай менее проектного не допускается.

17.11 . Все элементы крепления котлована или траншеи должны располагаться за проектной внешней линией конструкции тоннеля.

17.12 . Для установки поперечин расстрелов из бревен или металлических балок с обеих сторон на сваях и стенках котлована закрепляется высотный горизонт с соблюдением проектного уклона тоннеля.

По мере заглубления котлована высотные отметки переносятся на нижние горизонты.

17.13 . Разработка грунта в котловане при механическом способе заканчивается с недобором от 20 до 50 см относительно проектной отметки.

Окончательная зачистка дна котлована производится в соответствии с кольями, установленными на проектную отметку.

17.14 . Для проверки правильности разработки дна котлована нивелируются в шахматном порядке заранее намеченные точки.

Окончательная подчистка дна производится перед бетонированием.

Проверка правильности разработки дна котлована может производиться также от закрепленного и проверенного высотного горизонта +1,0 м от верха бетона лотка.

17.15 . Все вскрытые при разработке котлованов подземные коммуникации подробно снимаются в плане и профиле, указываются их назначение, тип и т.п.

В. Перенесение проектной оси и отметок на крепления котлована

17.16 . Проектная ось тоннеля выносится инструментально и закрепляется маркшейдерскими гвоздями и нарезками на постоянно установленном креплении котлована.

17.17 . После окончания разработки на стенах котлована закрепляется нижний высотный горизонт +1,0 м от верха лотка бетона с точностью ± 10 мм. Горизонт должен быть проверен нивелированием от исходных высотных реперов не менее двух раз.

17.18 . Перед бетонированием лотка котлована или траншеи инструментально закрепляются в нескольких местах нормали к оси тоннеля с определенными пикетными значениями. Закрепленные нормали должны иметь соответствующие надписи.

Г. Маркшейдерские работы при сооружении лотка, стен, колонн и перекрытий при монолитной и сборной обделках

17.19 . Для укладки бетонной подготовки под лоток тоннеля заранее забиваются (под нивелир) деревянные колья, фиксирующие линию верха бетона. Инструментальная повторная проверка всех закрепленных точек другим лицом обязательна.

Таблица 17-1

Наименование отклонений

Величина отклонения от проекта, мм

Бетонная подготовка (основание) тоннеля в плане

± 50

Бетонная подготовка (основание) тоннеля в профиле

+ 20

Отклонения лотковых блоков в плане

± 25

Отклонения лотковых блоков в профиле

± 20

Отклонения стеновых блоков в плане

± 25

Отклонения стеновых блоков в профиле

± 25

Точность разбивки осей колонн, балок перекрытий и продольных прогонов

± 15

Отклонения стеновых блоков и колонн от вертикали не более 0,002 высоты, но не более

± 25

Допустимые избыточное вертикальное и горизонтальное опережения установленных блоков от проектных, не более

± 25

17.20 . При монолитной обделке тоннеля установка и приемка опалубки под бетонирование производится от закрепленной продольной оси тоннеля в соответствии с требованиями разделов Б и В главы 13 .

17.21 . Установка железобетонных лотковых блоков в плане производится от оси тоннеля, а по высоте - при помощи нивелира от реперов.

Перекосы устанавливаемых блоков контролируются линейными промерами от нормалей.

17.22 . Установка стеновых блоков производится от оси тоннеля. Особое внимание обращается на соблюдение проектных расстояний между верхними частями стен, на которые опираются балки и плиты перекрытия тоннеля.

17.23 . Допустимые отклонения при монтаже железобетонной обделки тоннелей открытого способа приводятся в табл. 17-1 .

Д. Сооружение тоннеля открытым способом из цельносекционной обделки или при помощи прямоугольного щита

17.24 . При сооружении тоннелей применяются проходческие прямоугольные щиты, дающие возможность сооружать тоннель из отдельных замкнутых секций прямоугольного сечения шириной 1 м.

17.25 . Сборка щита осуществляется по проектным рабочим чертежам. Все фактические размеры щита не должны иметь расхождений с проектными более ± 20 мм.

17.26 . После монтажа на щите закрепляются:

а) продольная ось щита;

б) две марки на сборной части щита для определения отклонений щита в профиле и контрольных определений продольного уклона;

в) две марки в ножевой части для определения величины ее деформации;

г) нормаль к оси щита;

д) отвесы или гидроуровни для наблюдений за поперечным и продольным уклонами щита во время его продвига.

17.27 . Отклонение от проекта оси прямоугольного щита после продвигов в плане и профиле свыше ± 50 мм не допускается.

17.28 . Ведение щита по трассе и определение его отклонений осуществляются:

а) в плане - от трех сигналов, установленных на дневной поверхности или в готовом тоннеле. Закрепление сигналов на проектной оси тоннеля производится инструментально от полигонометрических знаков в соответствии с указаниями разделов В и Г главы 12 и указаниями главы 15;

б) в профиле - при помощи нивелира и закрепленных на щите марок.

17.29 . Определение величины деформации щита производится по маркам и знакам, закрепленным на щите, - после пяти продвигов. Деформация ножевой части щита более 100 мм должна быть устранена.

17.30 . Исправление перекосов щита в плане, в профиле и поперечном уклоне производится соответствующей разработкой грунта перед щитом.

17.31 . Готовая прямоугольная секция тоннельной обделки перед укладкой проверяется путем замеров стальной рулеткой ее ширины, длины и диагоналей.

Изготовленные прямоугольные секции тоннельной обделки должны удовлетворять следующим допускам:

а) расхождения фактических и проектных размеров при измерениях в свету между стенами должны находиться в пределах от 0 до +30 мм;

б) торцовые плоскости секций должны быть ровными, без уступов, искривлений или наплывов. Расхождения в расстояниях между соответствующими точками передней и задней плоскостей секции не должны превышать ± 10 мм.

17.32 . Отклонения установленных секций от проектного положения допускаются не свыше:

а) в плане ± 30 мм;

б) в профиле ± 30 мм;

в) перекос в плане ± 20 мм;

г) отклонение от проектного уклона - 0,001.

17.33 . Установка каждой секции по высоте производится при помощи нивелира в соответствии с проектным уклоном. Основание перед установкой секции проверяется также при помощи нивелира. Зачистка грунта должна быть выполнена с точностью ± 30 мм.

17.34 . При установке каждой секции определяются (рис. 17.1 ):

а) расстояния от оси - 1, 2, 3, 4, 7, 8, 9, 10 и в свету - 5, 6, 11, 12;

б) отметки лотка;

в) горизонтальность нижней плоскости секции.

17.35 . Определение горизонтального опережения в плане (перекосы) производится от закрепленных в тоннеле нормалей через 5 секций, а на кривых - каждой третьей.

17.36 . Для поворота обделки тоннеля в плане ставятся клиновидные секции в соответствии с указаниями раздела Е главы 14 .

17.37 . При применении на криволинейных участках трассы обделки из прямоугольных секций последние должны иметь соответствующее радиусу кривой уширение.

17 .38. На вертикальных кривых секции должны иметь рассчитанные увеличенные размеры в свету по высоте, в зависимости от уклона трассы.

Рис. 17.1 . Установка прямоугольной обделки тоннеля

17.39 . При ведении щита прямоугольного сечения в специальный маркшейдерский журнал заносятся все данные о продвиге, положении щита и секций.

17.40 . Сооружение тоннеля из цельносекционной обделки при открытом способе работ может производиться и без прямоугольного щита при помощи кранов. Требования к тоннельной обделке в этом случае должны соответствовать допускам табл. 17-1 .

Е. Геодезическо-маркшейдерские работы при сооружении открытого железнодорожного полотна

17.41 . При строительстве участков метрополитена на открытом железнодорожном полотне все геодезическо-маркшейдерские работы выполняются от знаков наземной полигонометрии и реперов, входящих в общую сеть наземного обоснования трассы.

17.42 . Для строительства железнодорожного полотна на поверхности земли производятся детальные разбивки оси трассы и поперечников.

17.43 . При планировочных работах для устройства железнодорожных путей в веерной части предварительно ведется детальная съемка поверхности земли и производится разбивка поперечников или квадратов.

После выполнения планировочных работ разбивка поперечников (квадратов) производится вновь с необходимыми геодезическими работами для проверки соответствия произведенной планировки проекту и для подсчета объемов выполненных работ.

17.44 . Для укладки рельсов на веерной части в последовательном порядке ведут инструментальную разбивку и закрепление (кольями или штырями) осей железнодорожных путей. Расположение искусственных сооружений, стрелок и других устройств должно соответствовать рабочим проектным чертежам.

17.45 . Уклоны железнодорожных путей, ливнеотводных канав, откосов, кюветов и пр. должны выдерживаться в соответствии с проектом.

Ж. Передача маркшейдерской основы в тоннель

17.46 . Постоянные полигонометрические знаки в тоннелях, сооружаемых открытым способом, закладываются после сооружения лотка. Среднее расстояние между знаками должно быть порядка 40 - 50 м.

17.47 . Передача маркшейдерской основы (дирекционные углы линий полигонометрии, координаты полигонометрических знаков и абсолютные высотные отметки) в готовый тоннель, сооруженный открытым способом, производится не менее двух раз. Точность производимых работ должна удовлетворять требованиям, изложенным в главах 2 и 4 .

17.48 . В случае невозможности непосредственной передачи дирекционного угла в тоннель производится ориентирование через отверстия в перекрытии тоннеля согласно правилам, изложенным в главе 8 .

17.49 . Методика измерений углов и линий подземной полигонометрии должна удовлетворять требованиям, изложенным в разделах Б и В главы 9 .

Нивелирование по знакам подземной полигонометрии производится в соответствии с указаниями главы 10.

17.50 . Относительная ошибка в ходах подземной полигонометрии, прокладываемой в тоннелях открытого способа, между знаками, определенными непосредственной передачей с поверхности, не должна превышать 1 : 15000.

17.51 . При обратной засыпке тоннеля, как правило, имеют место некоторые смещения тоннеля в плане, осадка его по высоте и отклонения стен от вертикали. Для выявления этих деформаций производятся наблюдения за тоннелями. Результаты их заносятся в таблицу, форма которой дана в приложении 17-1 .

З. Наблюдения за деформацией и смещениями тоннелей; съемка готового тоннеля

17.52 . В неблагоприятных геологических условиях, под воздействием выноса мелких частиц песка при откачке воды, при размораживании и неравномерном боковом давлении грунтов возможны вертикальные и боковые смещения тоннеля. С целью своевременного обнаружения возникшей деформации какого-либо участка тоннеля производятся систематические наблюдения за специальными знаками, заложенными для этой цели в обделке.

Наблюдения за деформацией тоннеля производятся в соответствии с правилами, изложенными в главе 22.

17.53 . После затухания деформации в необходимых случаях производится дополнительная съемка внутреннего очертания тоннеля через пять метров по пикетажу с целью выявления соответствия его установленным габаритам.

17.54 . В случае значительной деформации сооруженного тоннеля данные наблюдений вместе с материалами съемок внутреннего очертания передаются проектной организации для внесения необходимых изменений в геометрическую схему и профиль трассы.

17.55 . Окончательная съемка тоннелей, сооруженных открытым способом, производится в соответствии с рекомендациями главы 13 . Частично может быть использована и методика инструментальных съемок, изложенная в главе 14 .

17.56 . На основании выполненных съемок производится составление и вычерчивание исполнительных чертежей. При этом руководствуются указаниями главы 25 .

Приложение 17-1

ТАБЛИЦА
отклонений сборной прямоугольной обделки от проекта

Строительство № ________

Путь ______________

Схема нумерации размеров

Дата укладки

№ звена

Пикетаж

Ширина звена

В укладке

После засыпки

Отклонения в плане, мм

Отклонения в профиле, мм

Отклонения в плане, мм

Отклонения в профиле, мм

1

2

3

4

лотка

перекрыт.

1

2

3

4

лотка

перекрыт.

12. V .67 г.

140

98 + 40,97

1,50

+10

+20

+12

+19

+28

+14

+17

+14

+38

+42

+8

-4

Глава 18

МАРКШЕЙДЕРСКИЕ РАБОТЫ ПРИ СООРУЖЕНИИ И ОТДЕЛКЕ СТАНЦИИ МЕТРОПОЛИТЕНА

А. Работы при сооружении станций закрытым способом; особенности укладки станционных колец; набегание и кручение колец

18.01 . Производство геодезическо-маркшейдерских работ при сооружении станций закрытым способом из тюбинговой или железобетонной сборной обделок осуществляется в соответствии с указаниями главы 14 , а станций с монолитной обделкой - в соответствии с требованиями главы 13 .

18.02 . Закладка первых (прорезных колец) среднего и боковых станционных тоннелей производится от полигонометрических знаков и реперов согласно требованиям раздела Б главы 14 .

18.03 . Первые одноименные кольца боковых станционных тоннелей закладываются по проектному пикетажу с точностью ± 10 мм.

18.04 . При закладке по пикетажу первого кольца среднего станционного тоннеля учитываются фактические пикетажи плоскостей одноименных колец боковых тоннелей и наклонного хода. Установка кольца производится с точностью ± 10 мм. Если средний тоннель сооружается через наклонный ход, должна быть пройдена штольня к боковым тоннелям для связи плановой и высотной основы.

18.05 . Установленные прорезные станционные кольца должны удовлетворять следующим допускам:

1 ) эллиптичность колец по четырем основным диаметрам не должна быть более ± 30 мм;

2 ) отклонения лотковых сегментов в профиле должны находиться в пределах от 0 до +30 мм;

3 ) смещение центра кольца в плане не должно превышать ± 15 мм;

4 ) горизонтальное опережение (на уровне центра тоннеля) и разность между фактическим и проектным вертикальным опережением кольца не должны превышать ± 5 мм для чугунной и ± 15 мм для железобетонной обделок;

5 ) кручение кольца не должно превышать ± 15 мм.

18.06 . Во всех случаях, когда это возможно, рекомендуется сборку первых станционных колец вести по радиусам от проектного центра тоннеля. Отклонения значений радиусов от проекта не должны превышать ± 15 мм .

18.07 . Укладка последующих станционных колец (чугунных и железобетонных) осуществляется с отклонениями, не превышающими допусков, приведенных в табл. 18-1 .

Таблица 18-1

Наименование отклонений

Величины допускаемых отклонений колец, мм

при укладке

за эректором

Отклонения диаметров кольца от проектного размера (эллиптичность)

± 30

± 50

Смещение лотка колец в профиле от проектной отметки

от 0 до +30

± 50

Смещение центров колец в плане от продольной проектной оси

± 30

± 50

18.08 . При сооружении станционных тоннелей периодически, через 8 - 10 колец определяются:

пикетаж кольца;

горизонтальное и вертикальное опережения;

кручение кольца.

Горизонтальное опережение и разность между фактическим и проектным вертикальным опережением не должны превышать: ± 10 мм для чугунной и ± 20 мм - для железобетонной обделки.

Величина кручения должна находиться в пределах ± 30 мм.

Для выявления величин изломов передней плоскости кольца производится ее съемка через 15 - 20 колец. Изломы и опережения исправляются прокладками соответствующей толщины при монтаже последующего кольца.

18.09 . Пикетаж одноименных колец во всех трех тоннелях станции не должен отличаться более чем на 5 см. Выравнивание производится укладкой маломерных колец.

18.10 . Максимальное кручение колец (смещение замка) в проемной части станции не должно быть более 50 мм. Исправление кручения кольца производится в соответствии с указаниями п. 14.55 .

18.11 . При монтаже тюбинговых колец обращается особое внимание на качество сболчивания и отсутствие зазоров по торцам и фланцам сегментов.

18.12 . После сборки каждого станционного кольца производится первичное нагнетание за обделку по всему его периметру. Перед началом проходки среднего станционного тоннеля контрольное нагнетание в боковых тоннелях должно быть закончено.

18.13 . В неустойчивых и мягких породах в процессе монтажа станционных колец целесообразно создавать положительную вертикальную эллиптичность и устанавливать металлические стяжки с форкопами для сохранения геометрии кольца.

18.14 . При сооружении станций колонного типа необходимо следить за расстояниями между бортами тюбингов, где будут монтироваться колонны. Монтаж колец производится с плюсовой вертикальной эллиптичностью, со своевременной постановкой металлических стяжек и высококачественным нагнетанием за обделку.

18.15 . Колонны устанавливаются вертикально и должны находиться в одной вертикальной плоскости в продольном и поперечном направлениях.

18.16 . В поперечном направлении отклонения колонн зависят от кручения колец и положения их в плане, а в продольном направлении - от пикетажа колец.

18.17 . Для каждой станции колонного типа на монтаж металлоконструкций проектной организацией даются свои технические условия.

18.18 . При сооружении станции из сборного железобетона круглого очертания методы маркшейдерских работ остаются те же, что и для станций с тюбинговой обделкой.

Допустимые отклонения станционной железобетонной обделки от проекта те же, что и для чугунной (см. табл. 18-1), но для опережений допуск установлен ± 20 мм (см. п. 18.08).

18.19 . Данные съемки колец заносятся в маркшейдерскую книгу, форма которой приведена в приложении 18-1 .

Б. Работы при сооружении станций открытым способом или на открытом железнодорожном полотне

18.20 . Станции располагаются на прямых участках пути. В отдельных случаях может быть допущено строительство станций на кривых радиусом не менее 800 м, сооружаемых открытым способом.

18.21 . До начала земляных работ со знаков полигонометрии производят разбивку продольной и поперечной осей станции; конечные точки осей закрепляются бетонными монолитами. Закрепляется также смещенная продольная ось станции, используемая на протяжении всего периода строительства.

18.22 . От закрепленной продольной оси станции ведется разбивка граней верхних откосов котлована и визирок, указывающих крутизну откоса. Закрепление разбивочных знаков производят через 10 м. Точность разбивок ± 5 см.

18.23 . Высотная съемка поверхности и все маркшейдерские работы по разбивке свай, разработке и креплению котлована, перенесению осей и отметок с поверхности, сооружению конструкций тоннеля производятся в соответствии с указаниями главы 17 .

18.24 . При сооружении станционных платформ особое внимание обращается на обеспечение их габаритности. Края платформ не должны выступать за пределы, установленные для бортового камня (см. ниже п. 18.36 ).

18.25 . Маркшейдерские работы, производимые при сооружении станций на открытом железнодорожном полотне, выполняются в соответствии с требованиями настоящего раздела и указаниями раздела Е главы 17 .

В. Разбивки и закрепление осей станционных тоннелей; высотные разбивки; допуски при облицовке стен, пилонов, колонн и при укладке бортового камня

18.26 . До начала отделочных и облицовочных работ на станциях производится окончательная увязка полигонометрии, от которой разбиваются продольные оси станции. Расстояния между осями тоннелей не должны отличаться от проектных более чем на ± 10 мм.

18.27 . Продольные оси станционных тоннелей закрепляются в своде на специальных расстрелах или стяжках, в торцовых стенах тоннелей. После сооружения платформы на ней, на временных бетонных тумбах (рис. 18.1 ) закрепляются линии центров тоннелей.

18.28 . Оси проемов закрепляются на путевых стенах и в сводах проемов. На станциях со сборной обделкой за ось проемов принимается середина одноименных колец правого и левого тоннелей.

18.29 . На удобно выбранном горизонте, по обеим сторонам тоннеля, закрепляется линия, параллельная проектному уклону станции и служащая для предварительных разбивок в профиле.

18.30 . Исходными для всех высотных разбивок на станции служат знаки подземной полигонометрии, отметки которых увязываются с высотной основой перегонных тоннелей.

18.31 . Разбивки для опалубочных работ производятся от продольных и поперечных осей с запасом 2 см в сторону увеличения габарита. Высотные разбивки осуществляются нивелированием.