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

совмещенным со створом штрихов реек, в штольие отмечают и за­ крепляют ряд точек по направлению створа, дирекционный угол которого известей из определения на поверхности земли.

Усовершенствованный способ створа двух отвесов относится к классу точных способов ориентирования и находит применение при сооружении тоннелей метрополитена и гидротехнических тоннелей.

На поверхности около ствола закрепляют точки А и Б (рис. 93). Дирекционный угол на линию A B передают от стороны триангуля­ ции или линий основной полигопометрип. В ствол опускают два отвеса Ог и 0 2. За отвесами на высоте угломерного инструмента,.

пад точкой Б , и отсчитывают положение ее q'AB на шкале 1. Затем визирную ось наводят на отвес 0 2 и снова отсчитывают ее положение

Ш

расположенной позади отвеса 0 2, при наведении на этот отвес;

284

Подставку устанавливают на прочное перекрытие ствола шахты. В подземных выработках между двумя закрепленными знаками подземной полигонометрии натягивают тонкую проволоку. На этой проволоке укрепляют рейку или специальные шкалки. Ось рейки

При рассматривании рейки через оптическую трубу, снабженную бипризмой и установленную над стволом, вращением трубы вокруг ее вертикальной оси можно добиться такого положения, чтобы изображение концов рейки имело вид, показанный на рис. 96, б.

Это происходит в тот момент, когда ребро бипризмы 1 занимает положение, перпендикулярное к оси рейки, а следовательно, линии подземной полигонометрии. Ось коллиматора в этом случае окажется параллельной линии хода подземной полигонометрии. Дирекционный угол оси коллиматора определяют следующим образом.

На шахтной площадке в пределах пучка параллельных лучей коллиматора, в произвольно выбранной точке С (рис. 96), удаленной от ствола на 30—40 м, устанавливают оптический теодолит. Поло-

285

жешіе точн ее выбирают таким образом, чтобы с нее видна была точка D основной или подходной полпгонометрип. Над точкой D устанавливают второй оптический инструмент. Измеряя углы со и ср п зная исходный днрекцнонпый угол линии DM, можно вычислить дпрекцнонный угол оси коллиматора, а следовательно, и линии под­ земного полпгоиометрпческого хода.

Для увеличения точности передачи дпрекциоипого угла произ­ водят многократное совмещение штриха рейки; при этом измеряют после каждого совмещения угол ср. Из полученных результатов вы­ числяют среднее значение.

Величина средней квадратической ошибки передачи днрекциоиного угла оптическим способом при благоприятных условиях равна примерно ± 1 0 ".

Однако наличие в стволах воздушных потоков и неоднородной плотности воздуха создает рефракционное влияние, и точность ори­ ентирования значительно снижается.

Для передачи координат в подземные выработки при помощи специальной доски с нанесенной сеткой квадратов определяют точку, в которую проектируется визирная ось зрительной трубы проектора. После этого измеряют расстояние между этой точкой и знаком под­

имеет следующую геометрическую схему.

В ствол шахты опускают два отвеса: Ох и 0 2 (рис. 97). В точке А, закрепленной на поверхности ствола, измеряют угол а между на­ правлениями на отвесы и примычный угол ©■ Кроме того, измеряют

в котором измерены три стороны н один угол. Этот треугольник на­ зывают с о е д и н и т е л ь н ы м . По результатам измерений мо­ гут быть вычислены значения двух остальных углов ß и у треуголь­ ника. Зная дирекционный угол направления А Т г и значение примычпого угла со и пользуясь углами соединительного треугольника, можно получить дирекционный угол линии ВС, т. е. плоскости, проходящей через отвесы.

В подземных выработках около ствола закрепляют точки А л. В этой точке измеряют углы а* и соі, а также стороны аи Ьг и сх подземного соединительного треугольника. Принимая в подземных выработках дирекционный угол плоскости, проходящей через от­ весы, за исходный, при помощи углов подземного соединительного треугольника и примычного угла со і вычисляют дирекционный угол приствольной линии A^M-L подземного полигонометрического хода.

На поверхности земли точку А включают в ход подходной полнгонометрии, из уравновешивания которого получают ее коордипаты. Пользуясь сторонами соединительных треугольников на поверхности

286

и под землей, а также дирекциоиными углами этих сторон, вычисляют координаты точки А г, закрепленной в подземных выработках. При этих вычислениях координаты отвесов, определенные через стороны соединительного треугольника на поверхности, в подземных выработ­ ках принимают за исходные.

Предположим, что при односторонней проходке от ствола А в под­ земных выработках проложен по мере продвижения .забоя вперед полигопометрический ход П 1П 1, в котором измерены стороны S и углы ß (рис. 98). В конце хода пройден ствол или пробурена сква­ жина Б. Опустим два отвеса О-у и 0 2. Координаты этих отвесов на поверхности определим от пунктов основной полигонометрии, а в под­ земных выработках начало и конец полигонометрического хода привяжем к этим отвесам. Таким образом получим исходные коор­ динаты начальной и конечной точек подземного полигонометричё-

287

координаты последней точки хода Б\. Очевидно, что угол Ѳ, рассчи­ танный по координатам точек к Б А і и Б[ между диагоналями хода А 1Б 1 и А гБ\, будет искомой величиной для перехода от услов­ ного ориентироваппя полигопомѳтрического хода к действитель­ ному.

Угол

ѳ = Оа,Бі ~ аА,Бу

При описанном способе ориентирования полигоиометрических ходов ошибки измерения углов и линий, действующие на смещение конечной точкн хода в направлении, перпендикулярном к линии

АБ, целиком входят в определение угла Ѳ, понижая тем самым точ­ ность получения дирекционных углов сторон полигонометрического

- хода.

Способ ориентирования двух шахт выгодно отличается от всех остальных. Он позволяет получить дирекционный угол линии под­ земного полигонометрического хода со средней квадратической ошибкой ± 8 " ,0 непосредственно у забоя, тогда как все остальные способы ориентируют только первую линию полигонометрического хода у ствола.

Однако этот способ может быть применен только при наличии скважин и когда трасса тоннеля прямолинейна или имеет большой

требует специального оборудования с поляризаторами. При распро­ странении волн светового потока происходят колебания во всех на­ правлениях. При помощи поляризаторов можно добиться того, что

288

колебания световых воли будут происходить лишь в одной плоско­ сти, называемой п л о с к о с т ь ю п о л я р и з а ц и и . Если взять два поляроида, поставить один за другим, установив взаимно пер­ пендикулярно к их плоскости поляризации, то свет через них не прой­ дет. Если плоскости поляризации полироидов совпадают, то свето­ вой поток через них проходит беспрепятственно.

На этом принципе основано ориентирование способом поляриза­ ции светового потока. В шахте устанавливают поляризатор, на ко­ тором отмечено направление плоскости поляризации световых волн.

Над стволом шахты устанавливают второй поляризатор, назы­ ваемый а н а л и з а т о р о м . Вращая анализатор, добиваются минимума прохождения света через два поляризатора. Это проис­ ходит в том положении, когда направления распространения волн

вполяризаторе и анализаторе взаимно перпендикулярны. Дирекционный угол установленного направления световых волн анализа­ тора можно определить от геодезического обоснования, построенного на поверхности, тем самым будет определен дирекционный угол направления распространения света в поляризаторе, установленном

вподземных выработках.

Визуальный метод регистрации минимального светового потока позволяет фиксировать направления плоскости поляризации с точ­ ностью до 5' при глубине шахты до 1000 м, но при этом должен быть применен сильный источник света.

Применение светочувствительных элементов и электронной фото­ электрической аппаратуры позволяет в лабораторных условиях определять направление поляризационной плоскости со средней квадратической ошибкой порядка ±5" [54]-.

Ориентирование методом поляризации светового потока находит

На поверхности земли у ствола шахты, в точке А (рис. 99) уста­ навливают высокоточный теодолит с автоколлимационным окуля­ ром. В точке В устанавливают верхнее поворотное устройство ВПУ с зеркальной отражательной поверхностью, вращающейся вокруг горизонтальной оси. В точках С и D устанавливают среднее поворот­ ное устройство СПУ и нижнее поворотное устройство НПУ. На оси поворотных устройств имеется вертикальный круг, с ценой деления верньеров 1'. Основания поворотных устройств (ПУ) имеют приспо­ собление для плавного поворота зеркала по азимуту.

Если визирные лучи AB, ВС, CD и Б А г лежат в одной верти­ кальной плоскости, то отсчет по горизонтальному кругу теодолита, расположенного в точке А, дает направление нормали N 3. Таким образом, дирекционные углы стороны А Т с поверхности можно передать на сторону Б А г, расположенную в подземных выработках.

Для выполнения этого условия необходимо, чтобы плоскости зеркал ПУ были параллельны горизонтальным осям вращения, а осп вращения ПУ горизонтальны.