Подземная полигонометрия


Источник: Левчук Г. П., Новак В. Е., Лебедев Н. Н. Прикладная геодезия. Геодезические работы при изысканиях и строительстве инженерных сооружений. Под ред. Г. П. Левчука. Учебник для вузов. М., Недра, 1983, с. 400.


Оси и контуры туннеля и подземных сооружений в процессе строительства разбивают от пунктов подземного полигонометрического хода, прокладываемого в выработках вслед за забоем. Для выхода от ствола на трассу в подходных выработках, которые в большинстве случаев представляют штольни шириной в основании около 3 м и высотой около 2 м, прокладывают ходы подходной подземной полигонометрии. Сравнительно небольшая ширина подходной штольни и малый радиус круговой кривой вынуждают включать в ходы подходной подземной полигонометрии стороны длиной менее 10 м.

Полигонометрические ходы, прокладываемые по трассе туннеля, делятся на два вида: рабочие подземные полигонометрические ходы со сторонами 25—50 м и основные полигонометрические ходы со сторонами 50—100 м. При удалении забоя от ствола более чем на 1 км по пунктам основного подземного полигонометрического хода прокладывают главные ходы, измеряют углы между диагоналями, соединяющими возможно дальше расположенные между собой пункты основного полигонометрического хода.

Значения координат пунктов и дирекционных углов линий, на которые опираются ходы подземной полигонометрии, получаются в результате ориентирования через ствол. Ходы подземной полигонометрии могут опираться на пункты геодезического обоснования, созданного на поверхности путем непосредственного примыкания через порталы, штольни или наклонные выработки.

Основные полигонометрические ходы прокладывают в виде цепочек вытянутых треугольников (рис. 1). Часть точек рабочего полигонометрического хода включают в схему основного полигонометрического хода.

Схема подземной полигонометрии
Рисунок 1 - Схема подземной полигонометрии в виде цепочки вытянутых треугольников

Пункты рабочих и основных полигонометрических ходов в штольнях закрепляют бетонными монолитами с металлическим стержнем (рис. 2, а), а в бетонной обделке туннеля — отрезками узкоколейных рельсов длиной около 10 см, забетонированными в обделку туннеля (рис. 2, б). Центр знака фиксируют отверстием диаметром 1—2 мм, зачеканенным медью. В своде туннеля при скальных породах или бетонной обделке полигонометрические знаки закрепляют специальными штырями (рис. 2, в). В туннелях с металлической тюбинговой обделкой полигонометрические знаки закрепляют на ребре жесткости обделки, при этом запиливают площадку на уровне головки рельсов (УГР) размером 2—3 см и в середине ее просверливают отверстие, которое зачеканивают медью (рис. 129, г)

Знаки крепления пунктов подземной полигонометрии Знаки крепления пунктов подземной полигонометрии
Знаки крепления пунктов подземной полигонометрии Знаки крепления пунктов подземной полигонометрии
Рисунок 2 - Знаки крепления пунктов подземной полигонометрии

Знаки основной полигонометрии в туннелях закладывают примерно на 10 см выше уровня головки рельсов. На каждый закрепленный знак составляют описание.

Линии в подземном полигонометрическом ходе измеряют подвесными стальными прокомпарированными рулетками или проволоками в прямом и обратном направлениях. Широко используют светодальномеры. Наиболее приспособленным для измерения линий в подземных условиях является светодальномер МСД-1М, разработанный Всесоюзным научно-исследовательским маркшейдерским институтом (ВНИМИ), или МСД-2, сконструированный во взрывобезопасном варианте. В рабочей полигонометрии иногда применяют короткобазисный метод.

При измерении линий подвесными мерными приборами для натяжения их используют динамометры или блочные штативы с гирями. Отсчеты при измерении длин пролетов производят по нитям отвесов, подвешенных в створе измеряемой линии через 20 или 24 м. Перед измерением линий нивелиром отмечают один и тот же горизонт на нитях всех или нескольких соседних отвесов, что исключает необходимость введения поправок за наклон мерного прибора.

Углы в ходах рабочей полигонометрии измеряют теодолитом типа Т5 двумя приемами. В ходах подходной и основной полигонометрии со сторонами 50 м углы измеряют приборами Т2 тремя-четырьмя круговыми приемами. При длинах сторон ходов основной полигонометрии 100 м углы измеряют теодолитами Т1 четырьмя круговыми приемами. Главные ходы прокладывают для обеспечения требуемой точности сбоек при односторонних проходках большой протяженности со сторонами длиной до 1 км, поэтому углы в главных подземных полигонометрических ходах измеряют шестью приемами.

Для уменьшения влияния ошибок центрирования рекомендуется через один-два приема заново центрировать теодолит, изменяя при этом установку центрира на 180°. Расхождения между значениями направлений, измеренных при различных центрировках, не допускают более 12".

При наличии коротких линий для измерения углов применяют косвенный способ, имеющий широкое применение на крестах выработок (рис. 3, а); при передаче дирекционного угла с линии, закрепленной в штольне, на линию, закрепленную в туннеле (рис. 3, б); при связке полигонометрических ходов через поперечные соединительные выработки (рис. 3, в). Во всех случаях, указанных на рис. 3, в вытянутых треугольниках измеряют стороны I и углы О, а острые углы т вычисляют. В ходах подходной полигонометрии на участках с короткими линиями для исключения ошибки центрирования при измерении углов на концах коротких линий одновременно устанавливают два теодолита и визируют непосредственно на штифты зрительных труб.

Косвенный способ угловых измерений при передаче дирекционного угла в выработки
Косвенный способ угловых измерений при передаче дирекционного угла в выработки
Косвенный способ угловых измерений при передаче дирекционного угла в выработки
Рисунок 3 - Косвенный способ угловых измерений при передаче дирекционного угла в выработки

Учитывая высокую значимость и ответственность в обеспечении сбойки подземных выработок с необходимой точностью, угловые измерения в ходах подземной полигонометрии производят не менее чем два раза в различное время. Угловые невязки в треугольниках основной полигонометрии со сторонами 50 и 100 м не допускаются более: 8" — при однократном измерении углов, 6" — при подсчете невязки по средним значениям углов, полученных в разновременных измерениях.

Относительную линейную невязку в этих полигонах не допускают более 1 :25 000. При периметре менее 250 м абсолютная невязка не должна превышать 10 мм.

Координаты точек ходов основной полигонометрии вычис-ляют по мере продвижения забоя вперед. Перед вычислением координат угловые невязки в треугольниках распределяют поровну на все углы, а результаты линейных измерений уравнивают так же, как и в соединительных треугольниках при ориентировании. После сбойки между стволами ходы подземной полигонометрии ориентируют по способу двух шахт. Это урав-нивание выполняется для уточнения дирекционных углов околоствольных линий подземной полигонометрии, необходимых в дальнейшем при проходке в другие стороны от стволов.