Маркшейдерия

Лекция 25

Маркшейдерия – раздел прикладной (инженерной) геодезии связанный с горными работами. Сюда входит: определение отметок забоя и уступов в карьерах, объема гонных масс, отметок забоев шахтных стволов, определение направлений штреков, штолен, тоннелей и т.д. На тоннелях и остановимся, т.к. при их сооружении применяется весь комплекс маркшейдерских работ.

1) Виды тоннелей. (сказать о Ялтинском 5,5 км тоннеле, аэропорт).

В зависимости от назначения туннели можно объединить в следующие основные группы:

- на путях сообщения (железнодорожные – 18 км – Северо????; метрополитена – Московский – 300 км; автодорожные, пешеходные);

- гидротехнические (подводящие и отводящие тоннели – для Ингур??? ГЭС подводящий тоннель 15 км; для водоснабжения, ирригационные для орошения и обводнения территории);

- коммунальные (канализационные коллекторы, крытые галереи и тоннели для укладки в них сетей городского подземного хозяйства);

- горнопромышленного и производственного назначения.

В зависимости от места расположения и назначения тоннелей установилась следующая классификация:

1. Горные туннели, сооружаемые под массивами и водоразделами.

2. Подводные тоннели, сооружаемые под каналами, реками, озерами и морскими проливами.

3. Городские тоннели, сооружаемые под проездами и застроенными кварталами.

В Крыму: Ялтинский, Севастопольский, аэропортовский, Мелаский, канализационный коллектор в Симферополе.

(Кратко устройство тоннелей).

2. Назначение геодезических работ при проектировании и строительстве тоннелей.

Основное назначение геодезических работ при проектировании тоннелей – получить необходимый топографо-геодезический материал, а при строительстве – правильно перенести в натуру оси трассы и очертания запроектированного тоннеля. Наиболее важными и ответственными являются те работы, которые связаны с обеспечением подземной сбойки с необходимой точностью.

В настоящее время габаритный запас (т.е. пространство между габаритом подвижного состава и габаритом наиболее выступающих точек оборудования тоннелей (в тоннеле метрополитена и т.д.) принимается 10 см, что повышает требования к точности геодезических работ.

Большой объем разбивочных работ геодезисты выполняют в процессе строительства. При этих работах ставится условие – строгое соблюдение запроектированных размеров и форм как отдельных элементов и частей, так и всего тоннельного сооружения, т.к. тоннель под землей строят отдельными участками, не связанными между собой и разделенными???породы.

Геодезист следит, чтобы не был допущен крен ствола шахты, проверяет правильность укладки каждого тюбинга, корректирует направление движения проходческого щита.

При строительстве тоннелей геодезисты следят за возможными смещениями точек геод.обоснования, за деформациями временных и постоянных креплений строящихся тоннелей, готовых подземных сооружений, а также дневной поверхности и всех зданий и сооружений, расположенных в зоне возможных деформаций. В процессе строительства снимают контуры разработанной породы, а по окончании строительства контуры внутреннего очертания отделки тоннеля.

По данным этих съемок подсчитывают объемы выполненных строительных работ и составляют исполнительные чертежи для предъявления их приемочной комиссии при сдаче тоннеля в эксплуатацию. Вместе с исполнительными чертежами сдают и каталоги геодезического обоснования, закрепленного в тоннеле и на поверхности. При эксплуатации тоннелей геодезисты производят измерения для определения величины деформации.

3. Способы проектирования трассы тоннеля.

Трассу тоннеля проектируют либо геометрическим, либо аналитическим способом.

Геометрический способ применяется главным образом при проектировании гидротехнических тоннелей при сравнительно несложных топографических условиях района расположения проектируемого тоннеля. Ось тоннеля трассируется непосредственно в натуре на поверхности земли.

Измеренные углы и линии вынесенной и закрепленной в натуре оси тоннеля принимают за основу при перенесении оси тоннеля под землей при его строительстве. Применение этого способа в трудных топографических условиях связано с большими осложнениями, а в условиях городской застройки он вообще невозможен.

Аналитический способ применяют при проектировании трассы тоннелей метрополитена, а также тоннелей, расположенных в трудных топографических условиях. Сущно??????: по данным технико-экономических и гидрогеологических изысканий трассу проектируемого тоннеля наносят на план города (для метрополитена) масштаб 1:2000 или 1:500. затем графически по плану определяют координаты углов порота трассы. Затем рассчитывают углы поворота трассы с округлением до десятых долей секунды, а расстояния – до миллиметров.

Ошибки графически определенных координат вызывают смещение за проект трассы по отношению к ситуации; однако при этом все элементы трассы между собой строго математически согласованы.

Имея углы поворота и задаваясь длиной радиусов круговых кривых вычисляют длину кривых и тангенсов с округлением до миллиметра.

При этом способе нет необходимости трассировать ось тоннеля не дневной поверхности поэтому он применим при проектировании горных и подводных тоннелей.

4. Схема построения планового геодезического обоснования на поверхности.

Основным плановым геодезическим обоснованием для перенесения в натуру запроектированной трассы тоннеля и всех сооружений служит тоннельная триангуляция или трилатерация. Для???????? точек планового обоснования, получаемого методом триангуляции или трилатерации, строят основную полигонометрическую сеть или прокладывают полигонометрический ход.

Для передачи координат от пунктов основной полигонометрии к стволам прокладывают сети необходимой полигонометрии в виде отдельных ходов, системы ходов или замкнутых полигонов, опирающихся на пункты основной полигонометрической сети.

От точек подх????? полигонометрической сети координаты передают в подземные выработки через стволы шахт.?????углы сторон????? полигонометрии имеют недостаточную точность для ориентирования подземной геод.основы, поэтому во всех случаях стремятся передачу дир.угла с поверхности в подземные выработки произвести непосредственно от сторон триангуляции или в крайнем случае от линий основной полигонометрической сети.

Процесс передачи через стволы или вертикальные скважины дир.угла и координат с поверхности в подземные выработки называют ориентированием.

При сооружении тоннеля через порталы или боковые штольни надобность в ориентировании отпадает и подземная полигонометрия является продолжением ходов основной полигонометрии, привязанной к пунктам триангуляции. В этих случаях триангуляционные пункты располагают возможно ближе к входам в тоннель и так, чтобы была обеспечена видимость на 2-3 других пункта триангуляции.

По мере продвижения забоя вперед в подземных выработках для выхода от ствола на трассу прокладывают ходы подходной подземной полигонометрии, координаты и дир.угол для которой передаются с поверхности.

По трассе вслед за движением забоя прокладывают ходы сначала рабочей полигонометрии со сравнительно короткими сторонами, затем основной подземной полигометрии со сторонами длинной 50-100 м.

С точки ходов рабочей и основной подземной полигонометрии задается направление забоя, а также выполняются все текущие разбивки подземных сооружений в процессе строительства.

5. Схема построения высотного геодезического обоснования.

Сбойка????? выработок в профиле имеет не меньшее значение чем в плане. Для обеспечения подземных сбоек в профиле создается высотное геод.обоснование, в качестве которого служат нивелирные сети. Класс нивелирных сетей выбирают в зависимости от длины тоннеля и длин встречных подземных выработок.

Ориентирование.

Передачу дир.угла и координат с поверхности в подземные выработки принято называть ориентированием.

Координаты с поверхности в горизонтальные выработки передают от основной или подходной полигонометрии, а дир.углы – от сторон тоннельной триангуляции.

Через порталы передача координат и дир.углов осуществляют непосредственными измерениями углов и линий в полигонометрических ходах, прокладывая от геод. обоснования, созданного на поверхности в пройденные штольни или сооружаемые тоннели.

Применяют следующие способы ориентирования подземных выработок:

1. Магнитный способ, СКП одного ориентирования m_о = ’.

2. Способ створа двух отвесов m_о = ”.

3. Усовершенств. способ створа двух отвесов m_о = ”.

4. Способ шкалового примыкания к отвесам m_о = ”.

5. Способ оптического клипа m_о = ”.

6. Способ соед. треугольника m_о = ”.

7. Способ двух шахт m_о = ”.

8. Способ поляризации светового потока:

- при визуальной регистрации m_о = 1’, 0,

- при электронной - ”.

9. Автоколлимационный способ - m_о = ”.

10. Гироскопическое ориентирование m_о = ”.

(Сказать о передаче отметки.)

Для обеспечения требуемой точности сбойки по высоте в большинстве случаев, даже при сравнительно длинных тоннелях (до 5 км), достаточно на поверхности иметь нивелирную сеть IV класса. Но для наблюдения за осадками поверхности и для правильного учета размера и интенсивности этих осадок на поверхности прокладывают нивелирные сети III класса.

На территории городов при строительстве тоннелей метрополитена, опираются на арки нивелирования II класса.

На незастроенных территориях при строительстве железнодорожных, гидротехнических и др. тоннелей нивелирные ходы и сети III класса служат первичным высотным геод.обоснованием. Нивелирные ходы III класса, прокладываемые вне городов для сооружения тоннелей, привязывают к маркам и реперам I, II и III классов?? нивелир. сетей. При отсутствии указанных марок и реперов (как на территории работ, так и вблизи нее) нивелирные ходу III класса, проложенные для сооружения тоннеля, привязывают к нескольким реперам, установленным при изысканиях и съемочных работах. В качестве исходной принимается отметка одного из указанных реперов (отметки остальных служат для контроля), а нивелирная сеть увязывается как свободная. Реперы, закрепленные у двух смежных стволов или порталов, с которых передаются отметки в подземные выработки для ведения по высоте встречных забоев, должны быть на поверхности надежно связаны двумя независимыми нивелирными ходами.

При строительстве метрополитенов в городах нивелирные сети III класса, развиваемые для строительства тоннеля, представляют собой вытянутую систему замкнутых полигонов, охватывающих всю полосу возможных деформаций. От реперов нивелирования III класса отметки передают к стволам шахт, а затем через стволы в подземные выработки.

При сооружении тоннеля через портал отметки в подземные выработки передают непосредственно продолжением нивелирного хода, идущего на поверхности от репера нивелирования III класса.

Переданные отметки в подземные выработки закрепляют реперами. По мере продвижения забоя вперед в выработках закрепляют новые реперы, отметки которых определяют нивелированием IV класса, а при удалении забоя от ствола более чем на 1 км, и в других необходимых случаях, выполняют нивелирование III класса.

Дата добавления: 2014-01-07