Вопрос 29 Назначение и способы ориентирования подземной полигонометрии. Исследование наивыгоднейшей формы соединительного треугольника.

Для реализации этого способа используют теодолит с зеркальной буссолью. На поверхности земли с помощью буссоли определяют склонение магнитной стрелки. Затем прибор опускают подземные выработки и определяют с помощью буссоли азимут (дирекционный угол) направление с учётом значения склонения магнитной стрелки. Этот способ применяют редко. Существенными недостатками этого способа являются трудность выбора места наблюдений, свободного от нарушений нормального геомагнитного поля и в связи с этим невысокая точность способа. 2.Способ створа 2х отвесов- в данном способе в качестве исходного дирекционного угла в подземной выработке используют дирекционный угол свора 2х отвесов, которые устанавливают по направлению линий полигонометрии на поверхности земли. На рисунке: L1- расст. на поверхности земли, L2-расст.между отвесами, L3 - расст. в тоннеле от ближайшего отвеса до прибора,

установленного над пунктом полигонометрии, L4-расст. между пунктами полигонометрии PZ1 и PZ2. Идея способа: на поверхности земли отвесы устанавливают в створе исходного направления О₁ и О₂. Которое, как правило должно совпадать с направлением оси тоннеля. В подземной выработке теодолит устанавливают в створе плоскости 2х отвесов. Затем по отвесу намечают положение пункта ПЗ1 и по направлению луча ориентирования на расстоянии l₄ фиксируют положение пункта ПЗ2. Параметры l₁, l₂,l₃,l₄ нужны для вычисления координат ПЗ1 и ПЗ2. 3.Способ 2х шахт- данный способ ориентирования применяется в случае, когда при проходке тоннеля есть возможность бурения дополнительных скважин. Которые в последующем используются в качестве дополнительной вентиляции тоннеля. При ориентировании данным способом координаты пунктов подземной полигонометрии определяют одним из известных способов.(способ 2 или 4). По мере проходки забоя вперёд прокладывают ход подземной полигонометрии до точки B, расположенной вблизи скважины, в которую опускают отвес O₁. Точка B привязывается к точке О₁, путём измерения угла и расстояния. В данном способе решается классическая задача проложения ходов полигонометрии между двумя исходными пунктами. 4. Способ соединительного треугольника. Идея способа: В тоннель опускают 2 отвеса, над исходным пунктом, вблизи ствола ставят прибор J1. В тоннеле над пунктом ПЗ1 ставят прибор J2. Выполняют следующие измерения. На поверхности: измеряют угол -примычный угол от исходного направления на отвес. -угол между направлениями на отвес. Стороны a,b,c. Определяют: углы  и . В тоннеле измеряют: углы 1 и 1, сторны a1,b1,c1. Определяем по аналогии: угол 1 и 1.

На линиях метрополитена, как правило, для прямого и обратного движения поездов строятся самостоятельные тоннели. Трассы тоннелей проектируют параллельными с расстоянием между осями 25.4м.

Рис3. Схема образования неправильного пикета.

Для большего удобства пользования пикетами при проектировании и расчетах, связанных с переносом трассы в натуру, нулевые пикеты на правом и левом тоннелях располагают так, чтобы линия их соединения была перпендикулярна оси трассы.

На кривых участках длина и радиус круговых кривых на правом и левом путях проектируется одинаковыми. При таком положении на внутреннем (правом) пути между радиусами укладывается меньшее количество пикетов, чем на внешнем (левом) пути, вследствие чего на прямом участке, расположенном за кривой, одноименные пикеты правого и левого пути не будут находиться на одном перпендикуляре к оси пути.

Это обстоятельства вызовет большие неудобства при строительстве и эксплуатации. Для избежания этих неудобств прибегают к введению неправильных пикетов, длины которых могут быть больше или меньше 100м.

Т.к. длины круговых кривых в левом и правом тоннелях одинаковы, то отклонение длины неправильного пикета от 100м определяется величиной а=а₁+а₂ , где а₁=а₂.

а=а₁+а₂=2D*tg /2

Величину а вводят в последний пикет или только левого пути, или равными частями, но с разными знаками в последние пикеты левого и правого пути.

Проектный чертеж, определяющий положение запроектированной трассы в плане, называется геометрической схемой трассы и составляется в масштабе 1:1000.

Проект продольного профиля трассы тоннеля составляют с учетом геологического разреза, гидрогеологических условий и ориентировочно установленной средней глубины заложения тоннеля. Проектный чертеж, определяющий положение тоннеля по высоте и в профиле, называют укладочной схемой, которую составляют в масштабе 1:2000.

Все координаты и отметки на проектных чертежах указаны в системе созданного на поверхности геодезического обоснования.

Координаты, все линейные размеры и отметки, необходимые для вынесения трассы в натуру, записывают с сохранением мм, а дирекционные углы и все угловые значения – десятых долей секунды.

Вынесение по хордам. Вынесение трассы тоннеля в натуру на кривом участке осуществляется по ломаному контуру, состоящему из прямых линий и углов поворота. В качестве прямых линий выбирают или хорды, или секущие.

При выборе длины хорды для разбивки круговой кривой за основу принимают величину максимально возможного отклонения точек кривой от хорды, т.е. величину стрелки прогиба в середине хорды.

Для вынесения круговой кривой по хордам необходимо вычислить координаты концов хорд. Это возможно сделать двумя способами:

1. кривую выносят в натуру равными хордами так, чтобы все хорды в пределах разбиваемой круговой кривой имели одинаковую длину с точностью до мм;

результатам измерений и определений на поверхности земли вычисляют дирекц. Угол плоскоти отвеса _о1-о2, который является исходным для передачи дирек.угла _пз1-пз2 по результатам измерений и определений выполненных в тоннеле. При использовании данного способа возникает задача оптимизации формы соединительного треугольника.m_=m*b/a; где m_-точность определения угла ; m -ошибка дирек. Угла. На основе данной формулы определены оптимальные параметры треугольника.

=2-3^о ; b/a=b₁/a₁1.5”. 5.Гироскопическое ориентирование - является наиболее прогрессивным способом, которое позволяет оперативно, быстро и точно измерить азимут любого направления в любой точке хода подземной полигонометрии независимо от расположения от портала или вертикального ствола. Точность ориентирования составляет 2-3”=t. Для реализации данного способа применяют приборы: гиротеодолиты. Процесс измерения азимута с помощью гиротеодолита включает: 1)на поверхности земли определяют поправку гиротеодолита, который устанавливают на исходный пункт с известным дирекционным углом или направлением; 2)с помощью гиротеодолита в подземной выработке измеряют дирекционный угол стороны подземной полигонометрии; 3)измеряют дирекционный угол обратного направления той же стороны подземной полигонометрии; 4)повторное определение поправки гиротеодолита на поверхности земли по известному направлению. Постоянная поправка гиротеодолита =_исх-_гир._исх+_исх-_n; где _исх -дир.угол исходного направления на поверхности земли. _гир._исх - дир.угол исходного направления, определённый с помощью гиротеодолита. _исх -сближение меридианов для исходного направления. _n -поправка за уклонение отвесных линий в исходное направление. Дир. угол исходного направления =_гир+-+_n; где _гир – азимут измеряемого направления с помощью гиротеодолита; - постоянная поправка гиротеодолита; - сближение меридианов; _n - поправка за уклонение отвесных линий. Анализируя все способы можно сделать следующий вывод: 1)Гироориентирование позволяет определять дирекционный угол линии подземной полигонометрии в любой точке прокладываемого хода; 2)Способ треугольника, способ 2х шахт, способ створа 2х отвесов позволяют определить дирекционный угол линии расположенной вблизи вертикального ствола и передать в подземные выработки от исходных пунктов с поверхности земли все 3 координаты: x,y,z. 3) Гироориентирование применяют, как правило, при сооружении протяжённых тоннелей для контроля.

Вопрос 30. Геометрические элементы трассы тоннеля в плане и профиле. Способы выноса тоннелей в натуру. Переходная кривая, её назначение. Оси тоннеля на криволинейном участке. Порядок вычисления координат пикетов на прямолинейных и криволинейных участках трассы тоннеля.

В плане трасса тоннеля состоит из прямых участков и круговых кривых. Для более плавного перехода с прямого участка на кривую между ними вписывается переходная кривая переменного радиуса. В профиле трасса состоит из горизонтальных и наклонных прямых отрезков, сопрягаемых вертикальными круговыми кривыми.

В результате вписывания переходных кривых круговая смещается к центру кривизны на величину сдвижки p и радиус смещения круговой кривой пути равен R – p. Вследствие наклона вагона на закруглениях от возвышения наружного рельса h центр вагона смещается к центру кривой на величину q.

Т.о., на участках круговых кривых в проектных чертежах даётся три оси трассы:

1.Ось разбивочная с радиусом R

2.Ось пути с радиусом R – p

3.Ось тоннеля с радиусом R – p – q.