27.8. Геодезичні роботи при щитовій проходці

При спорудженні тунелю щитовим способом тунельного оброблення, що складається із чавунних або залізобетонних тюбінгів або блоків, збирається усередині оболонки щита. Тому положення кілець тунельного оброблення в плані й по висоті залежить від положення щита. Ця обставина змушує вести щит строго по заданому проектом напрямку й не допускати відхилення його в плані й по висоті більш ніж на 50мм.

Всі геодезичні роботи, пов'язані з веденням щита, виконують від пунктів підземної полігонометрії, знаки якої закріплюють на конструкціях готового тунелю. Від знаків основи для завдання осі тунелю інструментально виставляють спеціальні сигнали C₁ і C₂ (рис. 27.14, а). Ці сигнали встановлюють і висвітлюють так, щоб вони були добре видні з верхньої майданчика в середині щита. На цій площадці розміщають все геодезичне встаткування щита: так званий щитовий оптичний прилад 1 (рис. 27.14, 5) з відповідними лінійками або дугами 2; три знаки 3, що фіксують поздовжню вісь щита; дві марки 4 для визначення поперечного нахилу. Крім того, вимірюють всі відстані, що визначають геометрію щита.

Рис. 27.14. Геодезичне забезпечення щитової проходки

Для визначення відхилення поздовжньої осі щита від осі тунелю переміщають трубу приладу вправо або вліво від осі доти, поки видимі в трубі зображення двох сигналів не сполучаться. Оскільки нульовий відлік по лінійці приладу збігається з поздовжньою віссю щита, то відлік при сполученні приладу зі створом сигналів буде відповідати шуканому відхиленню. Ці визначення можуть бути виконані лише у зводі опорного кільця щита (точки O₂ і О₃). Відхилення в площинах ножа й хвоста щита (точки О₄ й O₁ відповідно) можуть бути обчислені по формулах

x₄ = x₃ +(x₃ – x₂) (27.26)

x₁ = x₂ +(x₂ – x₃)

де l₁, l₂, l₃ - відомі відстані між відповідними перетинами щита; х₂ і х₃ - обмірювані відхилення у зводі щита.

Замість зорової труби іноді використовують схил. Поперечний ухил щита, що виникає за рахунок його повороту навколо поздовжньої осі, визначають нівелюванням марок 4, а поздовжній ухил - марок 3. Для цих же цілей застосовують спеціальні віски-ухиломіри, рівневі пристосування, гідростатичні нівеліри.

При швидкісному будівництві тунелів для визначення положення щита застосовують лазерні прилади, які дозволяють візувати на більші відстані в поганих умовах видимості, забезпечувати оперативність, а в ряді випадків і безперервність геодезичного контролю.

За результатами геодезичних вимірів положення щита вирішується питання про те, які домкрати потрібно включати при наступному його пересуванні. Якщо щит відхилився, наприклад вправо, то включають більше число правих домкратів, якщо нагору - те верхніх і т.п.

27.9. Геодезичні розбивочні роботи при підземному будівництві

Розбивочні роботи для підземного будівництва виконують при проходці стовбурів шахт, при розбивці осі тунелю, при спорудженні похилих тунелів для ескалаторів, при укладанні оброблення тунелю, при зведенні станцій і допоміжних споруд, при укладанні залізничних колій.

Стовбури в основному споруджують із залізобетонних кілець. Геодезичні розбивки в цьому випадку полягають у визначенні центра стовбура, а потім і його вертикальної осі. У процесі проходки стовбура й установки кілець стежать за їхнім перекосом у горизонтальній площині й вертикальністю.

Вісь тунелю розбивають від пунктів підземної полігонометрії. На прямолінійній ділянці положення осі тунелю визначається координатами пікетів, обчисленими при аналітичній підготовці проекту траси. Якщо на ділянці проходки поблизу пункту підземної полігонометрії виявляється пікет, то кожним з можливих способів (полярним, перпендикулярів, лінійної засічки) від найближчого пункту підземної полігонометрії його положення виносять у натуру. Оскільки проходку ведуть меншими відрізками чим відстань між пікетами, то виникає необхідність виносу осі тунелю по проміжним (плюсовим) точках, наприклад Т₁, Т₂, T₃. Для цього потрібно обчислити проектні координати проміжних точок, а по цих координатах і координатам найближчих точок полігонометрії - розбивочні елементи й виконати в натурі розбивку.

При будівництві похилих тунелів у першу чергу роблять розбивку тунелю на поверхні. Якщо похилий тунель у поперечному перерізі має вигляд окружності, то перетин його горизонтальною площиною буде еліпсом, центр якого збігається із центром тунелю. Звідси треба, що на поверхні необхідно винести в натуру по координатах центр похилого тунелю, по напрямку днрекционного кута  похилої осі тунелю — розмір великої півосі, а по перпендикулярному напрямку — розмір малої півосі еліпса. Для похилих ескалаторних тунелів метрополітену кут нахилу β до горизонту приймають рівним 30°. У цьому випадку розмір малої півосі еліпса буде дорівнює радіусу тунелю а = r, а великої півосі – b = 2r. Проектні значення координат центра й дирекційного кута осі ставляться до певної проектного рівневої поверхні, наприклад підлоги вестибюля. У натурі розбивку роблять на денній поверхні, що відстоїть від проектної на величину h. При значній величині h у проектні координати вводять виправлення по формулах:

(27.27)

Вісь похилого ходу при зборці оброблення тунелю задають візирною віссю теодоліта, установлюючи нахил осі по вертикальному колу.

При укладанні збірного оброблення тунелю як з металевих тюбінгів, так і із залізобетонних блоків, контролюють правильність укладання їх у плані й по висоті. Положення кілець оброблення в плані визначають від осі тунелю бічним нівелюванням, по висоті — нівелюванням зводу й лотка. Вимірюють еліптичність кілець, тобто різниця проектних і фактичних горизонтальних і вертикальних діаметрів, а також діаметрів під кутом 45°. Через 8 - 10 кілець визначають відхилення передньої площини кілець від перпендикуляра до осі тунелю, що називають випередженням кілець.

Геодезичні роботи при проходці станційних тунелів, що споруджують із тюбінгів або блоків, подібні з роботами, виконуваними при будівництві перегінних тунелів. Виключення становить підвищену вимогу до установки кілець у поздовжньому напрямку (по пікетажі), для чого через 8 - 10 кілець визначають пікетаж і випередження. Після завершення будівництва станційних тунелів роблять монтаж внутрішніх будівельних конструкцій й устаткування станції, а також монтаж платформ. Ці роботи виконують щодо поздовжніх і поперечних осей станції, які, у свою чергу, виносять від пунктів полігонометрії.

Для укладання залізничних колій у тунелях закріплюють так називані колійні репери. На прямих ділянках колійні репери встановлюють через 20 м, на кривих - через 5м. Їх також розташовують на всіх характерних точках плану й профілю траси. Колійний репер являє собою болт зі сферичною голівкою, бетонуємий в обробленні тунелю. Репери встановлюють таким чином, щоб верх сферичної голівки мав висоту, що відповідає висоті голівки ближнього до репера рейки на цьому пікеті. Пікетаж реперів ведуть від знаків полігонометрії шляхом виміру відстані між ними. Одержавши фактичне значення пікетажу реперів, обчислюють їхні проектні висоти й на цю висоту, користуючись нівеліром, установлюють сферичні голівки болтів. Обчислюють також відстань r від репера до осі шляху й відстань l від репера до внутрішньої грані ближнього до репера рейки. Використовуючи всі ці значення, роблять укладання рейок від колійних реперів, користуючись рейкою й накладним рівнем. Перевірку висотного положення рейок виконують за допомогою нівеліра в процесі й після заливання шпал бетоном.