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

Теодолит и все зеркала должны быть установлены в одной вер­ тикальной плоскости с точностью ± 1 0 —2 0 ".

Как показали результаты производственного применения этого способа, средняя квадратическая ошибка ориентирования из одного приема равна ± 8 ",2, из шести приемов — ±3",4.

вращающегося динамически симметричного ротора и системы опор, обеспечивающих движение ротора вокруг неподвижной точки, лежа­ щей на его главной оси. Такой гироскоп называется т р е х с т е ­ п е н н ы м . В гироскопах ротор вращается с угловой скоростью 25 000 об/мин и более. Гиромоторы рассчитаны на питание трехфаз­ ным током частотой 400, 500 и 1000 гц. Трехстепенный гироскоп, центр тяжести которого совмещен с точкой подвеса, называется с в о б о д н ы м .

Теоретические исследования показывают, что при современном уровне развития техники точность определения направления истин­ ного меридиана при помощи гироскопа в средних широтах может быть доведена до ±5 ".

290

Гиротеодолиты снабжены системами слежения, которые предна­ значены для согласования движений угломерной части с движением чувствительного элемента ЧЭ для осуществления связи направлений главной оси симметрии гироскопа с горизонтальным кругом угломер­ ной части.

В 1950 г. в СССР в маркшейдерском гирокомпасе М-1 приме­ нили слежение за движением ЧЭ вращением алидады угломерной части. Слежение осуществляется поворотом алидады угломерной части при совмещении наблюдаемого штриха, отраженного от зер­ кала ЧЭ, с биссектором сетки автоколлимационной трубы, скреплен­ ной с алидадой.

Угломерная часть гиротеодолита используется для определения направления положения динамического равновесия главной оси симметрии гироскопа, совпадающего с направлением истинного меридиана точки стояния прибора, и для угловой привязки к этому направлению направления на местный предмет.

В настоящее время отработаны конструкции и налажен промы­ шленный выпуск различных приборов для гироскопического ориен­ тирования.

Во Всесоюзном научно-исследовательском маркшейдерском ин­ ституте изготовлены гироскопы М-2, М-3, МГ-1 и МВ-1, позволяющие определять направление меридиана в точке стояния со средней квад­ ратической ошибкой 35—45". В 1964 г. появился гирокомпас МТ-1 на торсионном подвесе чувствительного элемента, дающий более высокую точность и имеющий меньшие габариты и вес.

Венгерской фирмой «МОМ» налажен серийный выпуск гиротео­ долита Ги-В1 и Ги-В2. Средняя квадратическая ошибка измерения направления меридиана в точке стояния гирокомпаса МТ-1 и Ги-В1 колеблется в различных ’приборах от ± 1 0 до ± 2 0 ".

В настоящее время приборы для гироскопического ориентирования разрабатываются как в СССР, так и за рубежом (в Венгрии, ГДР, ФРГ, Англин, США и в других странах).

В Венгрии выпускаются гироскопические насадки Ги-С1 и Ги-С2 на оптический теодолит.

Гироскопический способ ориентирования — наиболее универ­ сальный из всех ранее перечисленных способов, поэтому он найдет весьма широкое применение в практике строительства тоннелей и подземных сооружений. Этот способ дает возможность определить азимут любого направления в любом месте подземных выработок, не связывая это определение с передачей дирекционного угла с по­ верхности через ствол шахты.

После пуска гироскопа ось чувствительного элемента приобре­ тает колебательное движение с постепенным затуханием амплитуды. В результате слежения за колебанием оси ЧЭ в моменты наиболь­ ших отклонений оси от линии динамического равновесия чувстви­ тельного элемента производят отсчеты по лимбу теодолита.

Точки, в которых движение оси ЧЭ меняет свое направление, называются т о ч к а м и р е в е р с и и .

В гиротеодолитах Ги-В2 имеется система автоматического слеже­ ния, что повышает точность определения азимута заданного напра­ вления.

Точность гироскопического ориентирования в значительной сте­ пени зависит от точности определения положения динамического равновесия N cp, вычисляемого по отсчетам в точках реверсии. Для этой цели вычисляют декремент затухания d по формуле

где ге1, п2 и па — отсчеты в точках реверсии.

Исследования показали, что наиболее целесообразно при опре­ делении азимута брать четыре точки реверсии.

При вычислении декремента затухания по формуле (Х.5) отсчет по четвертой точке реверсии используют для контроля.

Наиболее оптимальной амплитудой колебаний чувствительного элемента при наблюдении точек реверсии является амплитуда в пре­ делах от 0° 30' до 2° 30'. При амплитудах более 4° наблюдения точек реверсии производить вообще не рекомендуется.

где А — значение нульпункта; С — коэффициент.

Коэффициент С может значительно влиять на точность гиро­ скопического ориентирования, поэтому необходимо надежно опре­ делять его значение по формуле

пг, п2, п3 и тг4 — отсчеты в точках реверсии.

Формулой (Х.7) рекомендуется пользоваться при амплитудах менее 2 0 '.

Средняя квадратическая ошибка определения коэффициента С

292

дирекционный угол которой известен с необходимой точностью. При ориентировании подземных выработок следует эту поправку определять непосредственно у ствола шахты перед началом работ по ориентированию.

Постоянную поправку рекомендуется определять несколькими пусками (от 6 до 15 пусков). После каждого пуска рекомендуется выключить гиромотор до полного его охлаждения.

По исследованиям различных гиротеодолитов из 612 определений азимутов средняя квадратическая ошибка определения азимута од­ ним приемом равна ±16".

Определять азимут направления более чем тремя пусками не рекомендуется.

§ 63. Процесс ориентирования способом створа двух отвесов

Для ориентирования подземных выработок по способу створа двух отвесов иа поверхности над одной из точек (например, 1 на рис. 1 00 ), которыми закреплена ось подходной штольни, тщательно центрируют теодолит. G другой стороны створа над точкой 2, закре­ пляющей ось подходной штольни, центрируют визирную марку. В створе визирного луча теодолита, направленного по оси подходной штольни, подвешивают отвесы Ог и 0 2.

В штольне, в продолжение створа подвешенных отвесов, устана­ вливают второй теодолит в точке С, после чего, перевернув трубу через зенит, в верхнем креплении штольни забивают два гвоздя таким образом, чтобы отвесы, подвешенные к этим гвоздям, располо­ жились в створе визирного луча теодолита. Под отвесами в штольне закладывают бетонные монолиты с металлическими стержнями. На этих стержнях под остриями отвесов отмечают точки D и Е.

Как показано на рис. 100, дирекционный угол линии DE, за­ крепленный в подземной выработке, соответствует дирекционному

293

Згглу линии 1—2, т. е. оси подходной штольни, закрепленной на по­ верхности.

Для передачи координат измеряют на поверхности расстояние lj от инструмента до отвеса 0 1 и расстояние 12 между отвесами 0 1

н0 2 .

Вштольне измеряют расстояние 13 между отвесом 0 2 и отвесом, Закрепленным над точкой D. Кроме того, для проверки в штольне измеряют также расстояние V 2 между отвесами 0\ и 0 2.

Зная координаты точки 1 на поверхности и дпрекцпонный угол линии, соединяющей отвесы, а также измеренные перечисленные

выше расстояния и рас­ стояние Z4, нетрудно полу­ чить координаты точек D и Е в штольне.

В качестве отвесов применяют грузы, подве­ шенные на тонких сталь­ ных проволоках. Вес груза и толщипз' проволоки под­ бирают в зависимости от глубины ствола:

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

Вес груза и диаметр проволоки при ориентировании шахт глу­ биной свыше 200 м определяются в каждом отдельном случае исходя из конкретных условий: глубины ствола, скорости движения воздуха

иинтенсивности «капежа».

Втабл. 33 указывается предельная прочность стальной углероди­ стой прз'жинной проволоки, изготовляемой согласно ГОСТ 5047—49. Во избежание обрыва проволоки максимальная нагрузка на 1 мм2 поперечного сечения проволоки не должна превышать 120 кг. Проволоки, предназначаемые для отвесов, не должны иметь изломов.

После натяжения проволоки под действием подвешенного груза она должна представлять прямую лиййю. Для того чтобы избе­ жать остаточной извилистости, диаметр барабанов, на которые на­ матывают проволоку для ориентирования, должен быть не меиее 2,5 дм. Чем больше поперечное сечение проволоки, тем больше дол­ жен быть диаметр барабана.

При ориентировании рассматриваемым способом проволоки отве­ сов подвешивают на специальные устройства, дающие возможность

294