Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

геодезия конспект лекций

.pdf
Скачиваний:
109
Добавлен:
28.02.2016
Размер:
4.85 Mб
Скачать

Допустимая величина несбойки зависит от назначения тоннеля и от способа его возведения.

При строительстве тоннелей на путях сообщения величина несбойки определяется по габаритным запасам.

В СНиП III-44-77 (п.10.8) указывается, что при строительстве туннелей

встречными забоями допускается расхождение фактических осей в пределах

100 мм.

Какую же часть из этого допуска необходимо принимать для расчета необходимой точности геодезических измерений?

Существуют две точки зрения на этот вопрос:

1.Необходимо учитывать отклонения колец при укладке от разбивочной оси, отклонения формы от проектной и деформации колец под влиянием горного давления.

2.Все эти отклонения известны, их можно учесть перед подходом к

сбойке и весь допуск может быть целиком отнесен на геодезическое обоснование.

Оба подхода дают приблизительно одни и тоже результаты :

- величина СКО в плановом положении оси не должна превышать 45 - 50 мм4

- величина средней квадратической ошибки по высоте - 20 - 22 мм.

Рассмотрим второй подход к установлению точности геодезических работ.

Средняя квадратическая и допустимая ошибки связаны следующим соотношением:

Δ=t*m

Так как геодезическое обоснование, учитывая большую ответственность, строится несколько раз ( так триангуляция и основная полигонометрия строится дважды с разрывом не менее месяца,

ориентирование три раза), то можно принять t=2, a так как Δ=100мм, то m= /2 ³ 50мм.

При строительстве прямолинейных тоннелей продольная ошибка практически не имеет значения, поэтому всю величину m можно отнести к поперечной ошибке mU. При строительстве криволинейных тоннелей необходимо учитывать обе составляющие, т.е.

m= mu2 + mt2

3.7.2.Расчет ошибок отдельных видов геодезических работ на точность несбойки

Определим необходимую точность геодезических работ на всех стадиях работ при сооружении тоннеля между двумя стволами А и В.

На точность сбойки будут оказывать влияния следующие ошибки:

1)m1 - построения геодезического обоснования на поверхности ;

2)m2 - ориентирования подземной основы через ствол А;

3)m3 - ориентирования подземной основы через ствол В;

4)m4 - хода подземной полигонометрии от ствола А до места сбойки;

5)m5 - хода подземной полигонометрии от ствола В до М.

Таким образом:

m12 +m 22 +m 32 +m 24 +m 52 m

Для тоннелей длиной 1-1.5 км величину влияния перечисленных ошибок можно принять одинаковой. Если обозначить через среднюю квадратическую ошибку на ступени геодезического обоснования, то:

μc=m1=m2=m3=m4=m5=m/ 5 =0.45m

При m=50мм; μс= ± 22.5мм

Для более длинных тоннелей (>1.5 км) принцип равного влияния не приемлем. Поэтому применяют способ последовательных приближений. Он состоит в том, что в формуле (1) перед отдельными ошибками вводят коэффициенты, устанавливающие соотношения ошибок на различных ступенях обоснования, например:

m1=0.7*μC; m2=m3=2.5*μC; m4=m5=μC

Тогда:

m= (0.7*μC )2 + (2.5*μC )2 + (2.5*μC )2 + μC + μC = 15. *μC

μC=0.26*m

При μ=50мм μс=13мм m2=m3=33мм m1=10мм

Если по результатам расчета получается, что какой-то вид работ с такой точностью выполнить нельзя, то коэффициенты изменяют.

3.7.2.1. Сбойка через порталы

В этом случае отсутствуют ошибки m2 и m3 ,т.к. ориентировка не выполняется, тогда:

m= m12 + m42 + m52

Исходя из принципа равного влияния, получим:

μc=m/ 3 =0.58м=0,6*m=30мм

3.7.2.2.Cбойка через портал и ствол.

Вэтом случае ориентировка отсутствует с одной стороны, т.е. нет m2

или m3

m= m12 + m22 + m42 + m52

Указанные формулы относятся к случаю прямолинейных тоннелей.

Для криволинейных туннелей получаемые величины μс необходимо

уменьшить в 2 ,т.к. m= mU2 + mT2 , при mU=mT; m=m4 2 ,

и допуском в этом случае является величина mU=m/ 2 ;mT=m/ 2 .

3.8.РАСЧЕТ НЕОБХОДИМОЙ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

3.8.1.Туннельная триангуляция

1) Туннель сооружается через стволы АВСДЕ. Сгущение триангуляции не предусматривается , т.е. пункты находятся непосредственно у стволов.

Рассчитаем какуюможно допустить СКО m2-4=mU ( в поперечном направлении к оси тоннеля) определения взаимного расположенияпунктов IIIX, находящихся на концах строящегося тоннеля.

m1-средняя квадратическая ошибка тоннельной триангуляции между смежнойпарой стволов.

Для всего ряда триангуляции

mUT = m1 n

- m UT -это допустимое поперечное смещение конечного пункта триангуляции

(сдвиг)

-n-количество сбоек по трассе тоннеляn = L/l

-L - длина тоннеля

-l - среднее расстояние между стволами

тогда mUT = m 1 L / l .

Ошибка mUT представляет собой поперечный сдвиг ряда триангуляции.

Подставим значение m1 из (2), получим среднийквадратический сдвиг триангуляции при сооружении туннеля через стволы :

mUT = 0.45mL / l

2) при сооружении через порталы:

mUT = 0.6 * m = m / 3

При сооружениикриволинейных тоннелей поперечные и продольные ошибки

необходимо принять одинаковыми:

 

 

 

 

 

 

 

m T

= mT = 0.45* m /

 

 

*

 

 

 

- через стволы.

 

2

L / l

U

t

 

 

 

 

 

 

 

Через порталы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m T = mT = 0.6 /

 

* m

 

2

 

U

t

При сгущении тоннельной триангуляции ходами основной полигонометрии ошибканаземногообоснования будет слагаться из ошибок триангуляции и полигонометрии, т.е.

m1= mT2 + mП2

Принимая принцип равных влияний, получим :

mT=m1/ 2

Т.е. полученные выше величины допусков должны быть уменьшены в 1.4 раза.

Таблица 1

 

Способ сооружениястволов,

mTU

 

 

 

 

 

указание о сгущении геодезической

 

 

 

 

 

 

основы

 

 

 

 

 

 

 

1.

туннели

сооружают

через

0.6 m

 

 

 

 

 

порталы(без сгущения основы)

 

 

 

 

 

 

2.

туннели сооружают через порталы и

0.6 m

 

L

 

 

l

 

 

 

 

боковые штольни (без сгущения)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

туннели сооружают через порталы и

0,4 m

L

 

l

 

боковые штольни при сгущении

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,45m

 

L

 

 

 

 

 

 

4.

туннели

сооружают через

стволы

 

l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(без сгущения)

 

 

 

0.3m

L

 

l

 

 

 

5. туннели сооружают через стволы

при сгущении основы

Сделаем сводную таблицудопустимыхсреднихквадратических сдвигов рядов триангуляции (таблица 1).

Ошибка поперечногосмещенияряда треугольников вычисляется по

формуле:

mq = L

mβ

 

2 k 2 + k + 3

,

 

 

 

 

 

 

ρ

 

15 k

 

 

 

где K- число промежуточных сторон в полной диагонали ряда.

Полагая mTU=mq,можно вычислить среднюю квадратическую ошибку измерения углаmβ:

mβ=

 

 

mT

* ρ

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

L

2 k

+ k + 3

 

 

 

 

 

15

 

k

 

 

 

 

3.8.2. Основная полигонометрии.

Допустимая средняя квадратическая ошибка в основной полигонометрии не должна превышать:

mп=m1/ 2

Как известно, поперечный сдвиг конечной точки вытянутого года определяется формулой:

m П = m / ρ[S]

 

n + 3

12

U β

Для уравненного хода между двумя точками эта величина в два раза меньше:

m

 

,

 

 

 

[S] -длина полигонометрического хода; n -число сторон.

Отсюда можно найти mβ:

2* mп * ρ mβ = U +

[ S ] n 3 12

m"β = 24*

mп

* ρ"

=

 

 

m

1

* ρ"

U

 

 

 

 

 

[ S ] * ( n + 3 )

 

 

 

 

 

24 2 * [ S ] * ( n + 3 )

 

 

Аналогичным образом могут выполнены расчеты для тоннельной полигонометрии линейно-угловых сетей. Целесообразно выполнять расчет с помощью ЭВМ.

3.8.3. Точность ориентирования подземной основы

Влияние ошибок ориентирования подземной основы на поперечный сдвиг конца хода можно вычислить по формуле:

m2=m3= mρO" * l1

-l1- длина хода от ствола до сбойки, то есть длина односторонней проходки.

-mo -ошибка ориентирования первой стороны подземного полигонометрического хода.

Следует отметить, что реально достижимая точность ориентирования характеризуется ошибками -7-8². При этом ошибки m2 достигают величин, указанных в таблице 2.

 

Таблица 2

 

 

Длина односторонней проходки

m, мм

l, м

 

 

 

500

17

1000

34

2000

67

3000

102

4000

135

 

 

При расстояниях между стволами более 3 км, рекомендуется

уменьшать ошибки ориентирования бурением специальных вертикальных скважин, используемых для ориентирования.

3.8.4. Точность подземной полигонометрии

Поперечный сдвиг конца не уравненного вытянутого полигонометрического хода от ствола определяется по формуле:

mU=

mβ "

 

* l1

 

 

 

n + 15. / 3

ρ"

 

 

 

 

Принимая mU = m4 = m5, можно получить значение mβ:

mβ²=

 

mβ * ρ"

 

 

l1

(n + 1.5)/ 3

 

3.8.5. Точность высотного обоснования

На точность сбойки по высоте между стволами А и Б оказывают влияние следующие виды ошибок:

1)ошибки нивелирного хода, связывающего два репера, расположенных около смежных стволов - mh1

2)ошибка передачи отметки в подземные выработки через ствол А -

mh2

3)ошибка передачи отметки через ствол Б - mh3

4)ошибка подземного нивелирного хода от ствола А до сбойки - mh4 5)ошибка подземного нивелирного хода от ствола Б до сбойки - mh5 Общие влияние всех ошибок на сбойку равно:

mh= mh21 + mh22 + mh23 + mh24 + mh25

Ошибки mh2 и mh3 - сравнительно небольшие, сравнительно постоянные и не превышают 5 мм.

Ошибка нивелирного хода может быть выражена формулой (в общем случае):

mh=ξL ,

где ξ -случайная ошибка на 1 км хода.

Тогда:

mh1=ξ l

mh4=mh5=ξl1 = ξl / 2

где l - расстояние между стволами.

Примем ξ одинаковую для подземных и наземных ходов, тогда:

 

 

 

 

 

 

 

mh= ξ 2 *l + 25 + 25 + ξ 2 *

l

+ ξ 2 *

l

=

 

2*ξ 2 *l + 50

 

 

2

2

 

 

Если принять допустимую ошибку по высоте равную 25мм, то:

625=2*ξ 2 *l + 50 ,

откуда:

ξ = 17 / l

Следовательно, если l =1, то ξ = 17 мм, что в два три раза грубее, чем нивелирование 4 класса.

Следовательно, для обеспечения требуемой точности сбойки вполне достаточно выполнять нивелирование 4 класса, но для наблюдений за оседанием местности по трассе тоннеля строят 3 класс.

В соответствии с этим особых сложностей со сбойками по высоте не возникает.

3.9. ОРИЕНТИРОВАНИЕ ПОДЗЕМНОЙ ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ

ОСНОВЫ

3.9.1. Способы ориентирование

3.9.1.1. Магнитный способ

При магнитном способе применяется теодолит с зеркальной буссолью.

На поверхности около ствола на линии с известным дирекционным углом определяют склонение магнитной стрелки, опускаются с этим прибором в

шахту и определяют дирекционный угол стороны подземной полигонометрии с учетом определенного магнитного склонения. Затем снова определяют магнитное склонение. Такое ориентирование выполняют несколько раз.

Недостатком способа является трудность выбора точек без магнитных помех как на поверхности так и в подземных выработках.

3.9.1.2. Способ створа двух отвесов

Способ створа двух отвесов заключается в применении двух отвесов, опускаемых в ствол шахты. На поверхности их подвешивают в створе направления с известным дирекционным углом, например, I - II (рис.1).

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.