Измерения углов. Углы в ходах рабочей полигонометрии измеряют теодолитами типа Т5 - двумя приемами

Углы в ходах рабочей полигонометрии измеряют теодолитами типа Т5 - двумя приемами. В подходной и основной полигонометрии:

- при S=50 м - теодолитами Т2 - 3 - 4 приемами;

- при S = 100 м. теодолитами Т1 - 4 приемами.

В главной полигонометрии - 6 приемами.

Теодолиты, устанавливаемые под точкой, центрируют либо при помощи двойного оптического центрира или при помощи нитяного отвеса. Центрирование над точкой выполняется оптическим центриром. Для уменьшения ошибок центрирования рекомендуется через 1 - 2 приема заново центрировать теодолит, изменяя установку центрира на 180^o. Расхождения между значениями направлений, измеренных при различных центрировках, не более 12".

В качестве визирных целей принимаются нити отвесов, отцентрированных над полигонометрическими знаками, а также тонкие шпильки, установленные непосредственно над центрами знаков. Визирные цели подсвечивают матовыми рефлекторами (бумажная калька, матовое стекло, надеваемые на источник света). При наличии коротких сторон для уменьшения ошибок центрирования применяют косвенный метод определения углов. Этот метод получил применение на крестах выработок и при передаче дирекционного угла из штольни в тоннель.

Рисунок 8

При этом, в удобном месте устанавливают теодолит У (не над центром знака). Измеряют углы q₁ и q₂ и расстояния l_i. Углы t вычисляют по теореме синусов.

Угловые невязки в треугольниках основной полигонометрии не должны превышать 6-8 ".

В замкнутых полигонах допустимую невязку подсчитывают по формуле

f_{b доп} = ± 6²

Относительная невязка в этих полигонах не должна превышать 1:25000, а при периметрах менее 250 м - абсолютная невязка 10 мм.

Координаты пунктов основной полигонометрии вычисляют по мере продвижения забоя вперед. Перед вычислениями координат невязки в треугольниках распределяют поровну на все углы, а линейные измерения уравнивают как в соединительных треугольниках.

После сбойки координаты пункта в месте сбойки вычисляют как средние из двух ходов, а оба хода уравнивают как при ориентировании через два вертикальных ствола.

3.15. Вынесение оси трассы в натуру

Ось трассы в натуре при сооружении тоннелей разбивают от пунктов подземной полигонометрии.

Исходными данными для выноса оси трассы являются координаты пунктов подземной полигонометрии и проектные координаты точек, расположенных на оси тоннеля.

А) На прямолинейных участках тоннеля может быть примерно 3 способа:

1) полярный способ;

2) откладывание перпендикуляров от пунктов полигонометрии;

3) откладывание перпендикуляров от линии, параллельной оси трассы.

1способ. Имея проектные координаты точки N, лежащие на оси трассы и координаты пунктов подземной полигонометрии А, В, С от ближайшей из них вычисляют разбивочные элементы g_BN1 и L_BN. По этим данным точку N₁ выносят в натуру.

Рисунок 1

2 способ. Разбивку в натуре точек N₂ можно произвести путем откладывания перпендикуляра, опущенного с полигонометрического знака на ось трассы.

Величину перпендикуляра l_D находят из прямоугольного треугольника DПК2, Д, N_2.

По проектным координатам ПК2 и фактическим координатам полигонометрического знака D, из решения обратных задач, находят расстояние L_ПК2-D и дирекционный угол a_ПК2-D. Вычисляют затем угол g_ПК2-D, как разность дирекционных углов оси трассы a_ТР и a_ПК2-D:

g_ПК2-D = a_ТР - a_ТК2-D

Величину перпендикуляра l_D определяют по формуле:

l_D = L_ПК2-D*sing_ПК2-D

Пикетажное значение точки N₂ равно:

ПКN₂ = ПК2 + D_D; D_D = L_ПК2-D*cosg_ПК2-D

Откладывание необходимо выполнять не менее, чем от 3 полигонометрических знаков.

3 способ. В этом случае по приведенным выше формулам вычисляют удаление двух смежных пунктов от трассы тоннеля l_А и l_В.

Рисунок. 2

От полигонометрического знака В откладывают разность l_B - l_A и получают точку М. Линия АМ параллельно оси тоннеля. Откладывая от этой линии величину l_А в натуре, можно получить точки трассы N₁...N_n сколь угодно часто.

Направление линий АМ в натуре можно получить путем откладывания теодолитом, установленном в т. А угла g, равного разности дирекционных углов линии трассы и линии АВ.

Б) Вынесение оси трассы на круговых кривых

Если точка N₁ в расположена в пределах круговой кривой, то величину l_М и пикетаж точки N определяют следующим образом:

1) по координатам точек М и О определяют длину D_ОМ и дирекционный угол a_ОМ.

2) вычисляют величину l_М по формуле:

l_М = D_ОМ - {R - (p + q)}

3) определяют значение угла g_N1 как разность дирекционных углов a_ОМ и a_ОПК1

4) вычисляют длину дуги по разбивочной оси трассы между точками ПК1 и N₁

D_М = R*g_N1/r²

R- радиус разбивочной оси

5) определяют пикетажное значение т. N₁

ПКN₁ = ПК1+DМ

Рисунок 3

В) На участках переходных кривых в натуре указанными методами разбивают направление линии тангенса, проходящей через НПК.От линии тангенсов точки переходной кривой выносят:

1) по прямоугольным координатам

x_П = l*(1- ; Y=

l - длина переходной кривой от начала до текущей точки

c = L*R - параметр переходной кривой

2) от хорды, стягивающей начало и конец переходной кривой.

Эти способы рассматривались нами ранее.

Перенесенные в натуру точки трассы закрепляют в своде, а затем фиксируют ось отвесами, подвешенными к эти точкам.

3.16. Геодезические разбивочные работы при укладке сборной обделке тоннеля

3.16.1. Определение эллиптичности колец

Эллиптичность колец это отклонение фактических диаметров колец от проектных.

Рисунок 4

Различают:

- горизонтальную эллиптичность

D_ПР -D₂

- вертикальную

D_ПР -D_b

- и косую - под углом 45°

D_ПР -D₄₅

Эллиптичность колец при сборке более 25 мм не допускается.

3.16.2.Определение опережения колец

Опережение колец - отклонение передней плоскости колец от перпендикуляра к оси тоннеля. Определения выполняют через 8-10 колец.

Определение горизонтального опережения:

Рисунок. 5

На полигонометрическом знаке А восстанавливают перпендикуляр к оси трассы ("отбивают нормаль"), который отмечают на кольцах на высоте горизонтального диаметра точками М и N. Стальной рулеткой от точек М и N на уровне горизонтального диаметра туннеля измеряют расстояния до передней плоскости последнего кольца. Опережение q равно:

q = n - m

На прямолинейном участке опережение должно быть равно нулю.

Устраняют опережение вставкой специальных клиновидных колец или прокладок, у которой задняя и передняя плоскости не параллельны. Применяются прокладки с опережением от 40 до 60 мм.

3.16.3. Определение опережения и укладка колец на кривых

а) На криволинейных участках трассы плоскости колец обделки, при точном ведении тоннеля по кривой, должны быть направлены по радиусам.

Обделку на кривых собирают с чередованием нормальных колец с клиновидными или с прокладками.

Рисунок 6

Нормальное или проектное опережение колец а плане учитывают и по формуле:

q_ПР =

где D - диаметр кольца; R - радиус круговой кривой; l - длина исследуемого участка.

Фактическое опережение определяют аналогично рассмотренному выше.

Так как расстояние m на круговой кривой измеряют по хорде, затем в это расстояние вводят поправку

D_m=+

Измеренные фактические опережения сравнивают с проектными и в случае отклонений, превышающих допуски, выправляют вставкой прокладок или клиновидных колец.

б) в пределах переходной кривой проектное опережение подсчитывают от плоскости, проведенной через начало ПК перпендикулярно линии тангенса, пользуясь формулой:

q_ПР = D*tg j_T

или q’_ПР =

где D - диаметр кольца; j_T - угол поворота переходной кривой, считая от начала до текущей точки; S - длина переходной кривой от начала до текущей точки.

в) Опережение в вертикальной плоскости определяют при помощи отвеса. На горизонтальных участках опережение должно равняться нулю.

Проектное вертикальное опережение зависит от запроектированного уклона оси тоннеля:

q_b = D*i

где i - проектный угол.

3.16.4.Определение правильности положения колец в плане и в профиле

Эту проверку выполняют не реже чем через пять колец.

Положение колец в плане определяют от оси тоннеля, закрепленной в своде, или от смещенной параллельной оси.

Положение уложенных колец в профиле определяют нивелированием свода и лотка и сравнения полученной отметки с проектной.

При массовом определении положения колец в плане применяют метод бокового нивелирования.

А) прямые участки*

Рисунок 1

На полигонометрическом знаке А, удаленном от проектной оси на величину l_A, (рис. 1 устанавливают теодолит так, чтобы визирная ось трубы была параллельна оси тоннеля. Затем по рейке, расположенной по горизонтальному диаметру тоннеля, отсчитывают расстояния а_i от определяемого кольца до линии визирования.

Уклонение фактического центра кольца от проекта (эксцентриситет кольца) вычисляют по формулам:

а) при расположении ПЗ слева от оси

e _i = ,

где l_A - расстояние от ПЗ до проектной оси.

б) при расположении ПЗ справа от оси

e _i = (l_A + a_i) - D/2

Если величина e_i получилась со знаком плюс, то тоннель отклонен от проекта вправо, а если со знаком минус - тоннель имеет отклонение влево.

Б) на участках круговых кривых расстояния а измеряют от визирного луча, направленного по хорде, проходящей через полигонометрический знак, на котором установлен теодолит (рис. 2).

Рисунок 2

Для определения направления хорды от знака полигонометрии В откладывают расстояние l_B - l_A и получают точку М (рис.2). Визирную ось трубы теодолита, установленного на пункте А, наводят на точку М.

От полученного визирного луча при помощи рейки измеряют расстояния а_i на уровне горизонтального диаметра до определяемого кольца.

Уклонение фактического центра кольца от проекта определяют по формуле:

e_i = D/2 - {l_A + ,

где D - измеренный фактический диаметр кольца; l_A - удаление полигонометрического знака от проектной оси; f_i - стрелка прогиба в т. i.

f_i = f₀ -

где f₀ = - стрела прогиба в середине хорды;

l_i - расстояние от середины хорды до определяемого кольца; R - радиус разбивочной круговой кривой; в - длина хорды АМ.

В ) на переходных кривых положение центров колец в плане определяют также, как и на прямых участках, от визирного луча, направленного параллельно диагонали, соединяющей точки НПК и КПК.Дирекционный угол этой диагонали вычисляют по координатам точек НПК и КПК.

Уклонение центра кольца от проекта определяют по формуле:

e_i = D/2 - {l_A + a_i - f_П}

Расстояния f_п вычисляют по формуле:

f_n = ,

где l - длина переходной кривой от начала до текущей точки; L - длина всей переходной кривой; C = LR - проектная величина.

3.17.Геодезические работы при укладке железнодорожных путей в тоннеле

Для укладки железнодорожных путей в тоннелях закрепляют путейские реперы. Он представляет собой болт со сферической головкой, ввинчиваемый в длинную гайку, называемую хвостиком репера. Под сферической головкой болт имеет квадратное сечение, предназначенное для регулирования положения болта по высоте гаечным ключом. В центре сферической головки просверливается отверстие диаметром 1,5 - 2 мм - центр репера.

Хвост репера бетонируется в ячейки тюбинга, после чего сферическая головка репера устанавливается по высоте точно на отметке уровня головки рельсов, и болт приваривается к хвосту.

Рисунок 1

Путейские реперы устанавливают:

- на прямых участках через 20 метров с правой стороны по ходу поезда;

- на кривых - через 5 метров с внешней стороны кривой, т.е. со стороны возвышенного рельса.

Путейские реперы устанавливают так же на всех характерных точках профиля и трассы.

Закладку путейских реперов производят в следующей последовательности:

- по пикетажу производят разбивку мест закрепления путейских реперов

- бетонируют "хвосты" реперов

- определяют пикетаж закрепленных реперов от полигонометрических знаков путем измерения расстояния рулеткой; отклонение фактического пикетажного значения путейских реперов от проектного не допускается более 3 см.

- по фактическому значению пикетажа установленных реперов вычисляют их проектные отметки

- устанавливают сферические головки в проектное положение ввинчиванием или вывинчиванием; отклонение отметок от проектных не более 2 мм.

- определяют расстояние от репера до оси пути r. Эти расстояния определяют, пользуясь уравненными координатами подземной полигонометрии.

Погрешность определения величин r не должна превышать 2 мм.

Рисунок 2

Укладку рельсов производят от путейских реперов, пользуясь рейкой и накладным уровнем. После проверки правильности уложенных и раскрепленных путей производят заливку шпал бетоном. В процессе заливки периодически проверяют высотное положение рельсов при помощи нивелира, а их прямолинейность на прямых участках - теодолитом, установленным над гранью рельса.

На круговых участках правильность уложенных рельсов контролируют измерением стрелок прогиба рельсов в середине хорд длиной 10 или 20 м.

Для окончательно отрихтованного пути инструкцией установлены следующие допуски:

а) отклонение от проектного положения рельсов в плане и в профиле не должно превышать 3 мм;

б) уширение колеи относительно проектной величины не должно превышать + 4 мм, а сужение - 2 мм;

в) измеренные величины стрел прогиба не должны отличаться от проектных более 3 мм - для 20 метровых и 2 мм - для 10 метровых хорд. При этом отклонения фактических стрелок прогиба от проектных на соседних хордах не должны иметь разных знаков.

3.18. Наблюдения за деформациями при строительстве и эксплуатации подземных сооружений

Выработки, проводимые под землей, как правило, вызывают осадки земной поверхности. Принято считать, что осадки распространяются на расстояние, равное полуторной глубине заложения. При неблагоприятных условиях осадки могут достигать нескольких дециметров.

Рисунок 3

В связи с этим при наличии зданий вдоль трассы тоннелей возникает необходимость в организации наблюдений за деформациями и осадками зданий и поверхности.

До начала строительных работ в стены зданий, расположенных в зоне возможных деформаций, закладывают осадочные марки на всех четырех углах зданий или на расстоянии 20 - 25 м, если здание больших размеров.

Отметки марок определяют нивелированием III класса, ходы которого опираются на пункты созданного высотного обоснования.

В подземных выработках, особенно в местах с неблагоприятными геологическими условиями развивается значительное горное давление, в результате которого возможны осадки и деформации креплений и обделки тоннеля.

Для выявления величины осадок и деформаций производят нивелирование специальных точек, закрепленных в своде и лотковой части тоннеля, измеряют диаметры колец в тоннеле т.е. определяют сближение боковых реперов

В местах пересечения вновь сооружаемых тоннелей метрополитенов с действующими линиями производят наблюдения за осадками существующих подземных сооружений. Осадочные марки в таких сооружениях устанавливают на 10 - 15 м одна от другой, охватывая при этом всю зону возможных осадок.

Исходными данными для наблюдений за осадками подземных сооружений служат пункты высотного обоснования.

[1] Бронштейн Г.С. Строительные геодезические сетки. - М.: Недра, 1984, с.160

[2] Левчук Г.П. Курс инженерной геодезии. М., Недра, 1970

[3] Рассматривается случай для благоприятного геометрического построения

[4] Левчук Г.П. Курс инженерной геодезии. М., Недра, 1970

[5] Рассматривается случай для благоприятного геометрического построения

[6] См. Левчук, Новак. Инженерная геодезия., с. 257

[7] Ганьшин В.Н., Хренов П.С. Таблицы для разбивки круговых и переходных кривых.

[8] Ганьшин В.Н., Хренов П.С. Таблицы для разбивки круговых и переходных кривых

[9] Справочник по инженерной геодезии. Под ред. Видуева. –М.: Недра, 1978 г, с. 279 – 282.

Дата добавления: 2014-11-16