Файл: Лебедев, Н. Н. Курс инженерной геодезии. Геодезические работы при проектировании и строительстве городов и тоннелей учебник.pdf

§ 54. Схема построения планового геодезического обоснования на поверхности

Основным плановым геодезическим обоснованием для перенесе­ ния в натуру запроектированной трассы тоннеля и всех сооружений служит тоннельная триангуляция или трилатерация.

Для сгущения точек планового обоснования, получаемого мето­ дом триангуляции или трилатерации, строят основную полигоно­ метрическую сеть или прокладывают полигонометрический ход.

Если местные условия позволяют расположить пункты триан­ гуляции в непосредственной близости к стволам шахт, то надобность в проложении сплошной основной полигонометрической сети вдоль запроектированной трассы отпадает. В этом случае основную поли­ гонометрическую сеть развивают только в районах шахтных площа­ док, в местах скважин, запроектированных по трассе между ство­ лами и шахтными площадками, и в местах расположения различ­ ных сооружений, связанных с трассой единой системой коорди­ нат.

В тех местах, где по местным условиям триангуляцию строить экономически нецелесообразно, геодезическое обоснование можно создавать построением полигонометрических сетей или проложением полигонометрических ходов.

Для передачи координат от пунктов основной полигонометрип к стволам прокладывают сети подходной полигонометрии в виде от­ дельных ходов системы ходов или замкнутых полигонов, опира­ ющихся на пункты основной полигоиометрической сети.

Общая схема, планового геодезического обоснования, проклады­ ваемого для сооружения тоннелей метрополитена, изображена на рис. 8 8 .

От точек подходной полигоиометрической сети координаты пере­ дают в подземные выработки через стволы шахт. Дирекциониые углы сторон подходной полигоиометрической сети имеют недостаточную точность для ориентирования подземной геодезической основы, поэтому во всех случаях стремятся передачу дирекционного угла с поверхности в подземные выработки произвести непосредственно от сторон триангуляции или в крайнем случае от линий основной полигоиометрической сети.

Процесс передачи через стволы или вертикальные скважины дирекционного угла и координат с поверхности в подземные вы­ работки называется о р и е н т и р о в а н и е м.

При сооружении тоннелей через порталы или боковые штольни надобность в ориентировании отпадает и подземная полигоиометрия является продолжением ходов основной полигонометрии, привязан­ ных к пунктам триангуляции. В этих случаях триангуляционные пункты располагают возможно ближе к входам в тоннель (порталы, боковые штольни) и так, чтобы была обеспечена видимость на два-три других пункта триангуляции.

253

По мере продвижения забоя вперед в подземных выработках для выхода от ствола иа трассу прокладывают ходы подходной подземной полнгонометрпи, координаты п дирекциопный угол для которой передаются с поверхности.

По трассе вслед за движущимся вперед забоем прокладывают ходы сначала рабочей полпгонометрии со сравнительпо короткими сто­ ронами, затем основной подземной полпгонометрии со сторонами длиной 50—100 м.

При сооружении длинных тоннелей и больших расстояниях между стволами для повышения точности передачи дирекцпоиного угла от приствольной л и н и и к забою прокладывают главные ходы подземной полпгонометрии. Пункты главных полигонометрическпх ходов совмещают с пунктами ходов основной подземной полпгоно­ метрии через две-три стороны.

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

§ 55. Схема построения высотного геодезического обоснования

Сбойка встречных выработок в профиле имеет не меньшее значе­ ние, чем в плане. Для обеспечения подземных сбоек в профиле со­ здается высотное геодезическое обоснование, в качестве которого служат нивелирные сети. Класс нивелирных сетей при создании

254

высотного геодезического обоснования для перенесения проекта профиля трассы и всех сооружений в натуру выбирают в зависимо­ сти от длины тоннеля и длин встречных подземных выработок, предусмотренных проектом.

Для обеспечения требуемой точности сбойки по высоте в боль­ шинстве случаев, даже при сравнительно длинных тоннелях (до 5 км), достаточно на поверхности иметь нивелирную сеть IV класса. Однако нивелирные точки, имеющие надежные отметки, необходимы не только для обеспечения подземной сбойки в профиле, но и для наблюдения за осадками поверхности, происходящими под дей­ ствием подземных работ, а также для правильного учета размера II интенсивности этих осадок, поэтому при строительстве топпелей на поверхности прокладывают нивелирные сети III класса.

На территории городов нивелирные сети, построенные для соору­ жения тоннелей метрополитенов, опираются на марки нивелирова­ ния II класса, имеющиеся в городе.

На незастроенных территориях при строительстве железнодо­ рожных, гидротехнических и других тоннелей нивелирные ходы и сети III класса служат первичным высотным геодезическим обо­ снованием. Нивелирные ходы III класса, прокладываемые вне горо­ дов для сооружений тоннелей, привязывают к маркам и реперам I, II и III классов государственных нивелирных сетей. При отсутствии указанных марок и реперов (как на территории работ, так и вблизи нее) нивелирные ходы 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 реперов служат для контроля), а нивелирная сеть уравнивается как сво­ бодная.

Реперы, закрепленные у двух смежных стволов или порталов, с которых передают 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, охватывающую всю полосу возможной деформации. От реперов нивелирования

IIIкласса отметки передают к стволам шахт, а затем через стволы

вподземные выработки.

При сооружении тоннеля через портал отметку в подземные вы­ работки передают непосредственным продолжением нивелирного хода, идущего на поверхности от репера нивелирования III класса.

Переданные отметки в подземные выработки закрепляют репе­ рами. По мере продвижения забоя вперед в подземных выработках закрепляют новые реперы, отметки которых определяют нивелиро­ ванием IV класса, а при удалении забоя от ствола более чем на 1 км, и в других случаях, вызванных той или иной необходимостью, выпол­ няют нивелирование III класса.

255

Г л а в а IX

ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ НА ДНЕВНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

§ 56. Виды несбойкн н расчет допусков для построения планового и высотного обоснования

Основная задача геодезистов при сооружении тоннелей — обе­ спечить сбопкп встречных подземных сооружений.

Если тоннель сооружается от двух стволов А п Б (рнс. 89) при движении одного забоя навстречу другому, то под влиянием ошибок в геодезических работах и разбивках при встрече тоннельных обделок получим расхождение.

Предположим, что точка М проекта обделки при сооружении тоннеля со стороны ствола А в натуре оказалась в точке М А, а та же точка проекта прп сооружении тоннеля со стороны ствола Б оказалась в точке МБ. Тогда линия М АМ Б будет представлять величину иесбойки Q обделки тоннеля в точке М. Аналогично этому, если точка О, расположенная в проектном положении на осп тон­ неля, при разбивке осп в натуре от ствола А окажется в точке 0 А, а при разбивках со стороны ствола Б окажется в точке 0 Б, то линия 0 А0 Б будет представлять собой несбойку рабочих осей встречных выработок, которую обозначим через q. Несбойка Q обусловливается влиянием ошибок геодезического обоснования, ошибок в разбнвочных работах, отклонением сооружений от разбивочных лпний, закрепленных в натуре, и влиянием деформаций сооружений как в процессе строительства, так и в течение предэксплуатационного периода, в то время как величина несбойки q в основном обусловли­ вается только ошибками наземного и подземного геодезического обоснования. Поэтому в общем случае величина Q больше величины q.

Размер допустимой величины Q определяется габаритным запа­ сом, предусмотренным проектом. Если величина фактической не­ сбойки в обделке тоннеля больше допустимой, т. е. больше габарит­ ного запаса, то в железнодорожных тоннелях поезда не пройдут и потребуется переделка тоннелей, что связано с большим расходом средств.

Получив размер допустимой несбойки в осях встречных вырабо­ ток, геодезист должен рассчитать, с какой точностью необходимо выполнить измерения как на поверхности, так и под землей (триангу­ ляция, основная полигонометрия, ориентировка, подземная полигонометрия, нивелирные работы на поверхности и под землей).

256

Несбойку в осях подземных выработок q можно разложить на три составляющих: поперечную иесбойку qu, продольную несбойку qt и иесбойку по высоте qh.

При строительстве прямолинейных тоннелей продольная несбойка qt имеет менее существенное значение, чем поперечная несбойка qu. При строительстве криволинейных тоннелей встречными забоями поперечная несбойка qu и продольная несбойка qt приобретают одинаковое значение.

Имеющимися техническими средствами при установившихся способах сооружения тоннелей сбойку встречных тоннелей по вы­ соте можно осуществить точнее, чем в плане.

При создании геодезического обоснования для сооружения тон­ нелей, учитывая особую ответственность этих работ, во всех стадиях производства выполняют многократные измерения, из которых за окончательные результаты берут средние значения. Так, например, углы в триангуляции измеряют дважды в различных условиях установленным числом приемов; все углы и линии в полигонометри­ ческих ходах на поверхности измеряют не менее чем два раза; в под­ земной полигоиометрической сети производят многократное изме­ рение углов и т. д.

Из результатов повторных измерений выбирают для вычисления средних значений только те, расхождения между которыми не превышают довольно жестко установленные допуски. При наличии расхождений, близких к предельно допустимым, производят до­ полнительные измерения.

, При таком положении, когда выборка результатов измерений производится при жестком допуске между первичным и повторным измерением, можно предположить, что результаты средних значений не содержат случайных ошибок по величине, превышающих двойную среднюю квадратическую ошибку, установленную инструкцией для

того или иного класса точ­

А, так п от ствола Б, собирается от рабочих разбнвочиых осой Од—Оа л 0Б—0'Б. Для того чтобы в месте сбойки окончательная ось, поло­ жение которой в натуре определяется от уравновешенных полнгонометрпческпх ходов после сбойки, ближе расположилась к рабочим осям, из двух значений координат точек ходов рабочей полигоиометрии, полученных по ходам, идущим от стволов А и Б, берут

средние значения, которые принимают в качестве исходных при | уравновешивании подземной полигонометрической сети. При таком уравновешивании окончательная ось, от которой будут в дальнейшем укладывать железнодорожные пути, займет в месте сбойки среднее положение между рабочими осями 0 А—0'А и 0Б—0 Б.

Если уклонение обделок или осей встречных выработок в на­ правлении линии N M от окончательной оси сс' обозначим через А,

то точки обделки а и Ъ1будут удалены от осп сс' на величину + А,

где D — диаметр сооружаемого тоннеля. Точки b и ах будут расположены на расстоянии —---- А от оси сс .

Следовательно, если проектом предусмотрено допустимое предель­ ное отклонение обделки тоннеля от окончательного его положения,

258