Раздел 8. Геодезические и маркшейдерские разбивочные работы при строительстве автодорожных тоннелей

Раздел 8. Геодезические и маркшейдерские разбивочные работы при строительстве автодорожных тоннелей

8.1. Наземные геодезические разбивочные работы

8.1.1. Автодорожные тоннели на незастроенной территории при неглубоком заложении строят открытым способом. В случае значительной глубины проходки применяют закрытый подземный способ.

8.1.2. Разбивочные работы при открытом способе строительства начинают с восстановления трассы. Вдоль трассы прокладывают нивелирный ход, закрепляя его реперами. Затем ось трассы, пикеты, плюсовые точки выносят за пределы предстоящих земляных работ и закрепляют створными знаками.

8.1.3. Разбивку контуров траншеи производят в соответствии с проектными размерами от оси трассы и закрепляют их кольями.

8.1.4. В ходе строительства ведется наблюдение с помощью приборов за соблюдением проектных размеров тоннеля, разбивка стен сооружения, вынос оси и отметок дна котлована от закрепленных выносных пикетов и реперов.

8.1.5. При закрытом подземном способе строительства автодорожных тоннелей в состав разбивочных работ входят: создание геодезической опорной сети; разбивка портальных частей тоннеля и шахтных стволов; определение направлений встречных забоев; определение длины тоннеля; передача высот и координат в подземные выработки; разбивка осей и внешних контуров тоннеля; нивелирование; наблюдение за точностью работ с проектными данными.

8.1.6. Геодезическая опорная сеть строится: а) для прямолинейных тоннелей при благоприятных условиях в виде линии, проложенной методом вешения створа через гору; б) для криволинейных тоннелей и при неблагоприятных условиях для прямолинейных тоннелей - методами триангуляции (трилатерации) или полигонометрии. Наиболее экономичный метод, обеспечивающий необходимую точность работ, - вешение створа через гору. Только при невозможности его применения из-за местных условий применяют другие методы.

8.1.7. При прокладке триангуляции между конечными точками тоннеля разрешается создавать свободную сеть, состоящую по возможности из геодезических четырехугольников.

8.1.8. Два опорных пункта триангуляционной сети должны быть расположены вблизи порталов и не далее 150-200 м от устоев шахт или входов в штольни (если таковые предусмотрены по проекту строительства) и совпадать с исходными точками направлений тоннеля в пунктах, допускающих прямое визирование на указанные входные отверстия тоннеля.

8.1.9. Для строительных работ внутри тоннелей прокладывают самостоятельную опорную сеть в виде системы полигонометрических ходов. От точек и линий таких ходов производят разбивку передовой штольни и разработку тоннеля на его полное сечение.

8.1.10. Наземная и подземная опорные сети взаимно связаны друг с другом и представляют единое целое. Обычно подземная маркшейдерская полигонометрическая сеть опирается на наземную геодезическую, которая строится в 2-3 раза точнее подземной сети.

8.1.11. Ось тоннеля со стороны каждого портала разбивают от пунктов геодезической опорной сети и закрепляют четырьмя створными знаками.

8.1.12. Разбивку предпортальных выемок и портальных частей производят от закрепленной оси тоннеля.

8.1.13. Центр каждого шахтного ствола определяют как проектную точку от пунктов геодезической опорной сети, закрепляют кольями и от него производят разбивку шахтного отверстия. Ось каждой штольни разбивают от опорных точек геодезической сети, закрепляют створными знаками и от них разбивают входную часть штольни.

8.2. Подземные маркшейдерские работы

8.2.1. Направления встречных забоев при строительстве прямолинейного тоннеля определяются направлением оси тоннеля со стороны каждого портала. При этом учитывают разность высот исходных точек и определяют уклоны обоих забоев.

8.2.2. Определение направлений встречных забоев в криволинейном тоннеле при наличии промежуточных шахтных стволов производится передачей в подземную выработку дирекционного угла и высоты с наземных пунктов.

8.2.3. Передачу дирекционного угла в шахту выполняют способом двух отвесов (рис. 8.1), опущенных в шахтный ствол на проволоках с грузом по 25-50 кг и более. Устанавливают теодолит над точкой А теодолитного хода и измеряют горизонтальные углы , и горизонтальные расстояния АС = с; CD = a; DA = b. В соединительном треугольнике ACD вычисляют углы , и дирекционный угол направления CD, равный , по формулам:

;

;

.

Дирекционный угол направления ВА, равный , известен из теодолитного хода, предложенного от опорной сети до точки A.

Одновременно вторым теодолитом, установленным над тонкой А' подземной выработки, измеряют горизонтальные углы , и горизонтальные расстояния А'С' = с'; C'D' = a; D'A' = b' и вычисляют искомый дирекционный угол направления . Так как и , то .

В соединительных треугольниках ACD и A'B'D' стороны и углы надлежит измерять с высокой точностью.

8.2.4. По полученным дирекционным углам и горизонтальным проложениям линий при необходимости вычисляют приращения координат и определяют координаты точек подземного хода.

8.2.5. Передача высоты на дно шахты производится способом геометрического нивелирования (рис. 8.2). В шахтный ствол опускают стальную рулетку с грузом и по ней одновременно производят отсчеты b и с двумя нивелирами. Если отсчеты на реперы а и d, то отметку шахтного Реп 2 определяют по формуле

.

8.2.6. Для строительных работ внутри тоннеля прокладывают самостоятельную опорную сеть в виде полигонометрического хода. В длинных тоннелях прокладывают два или три полигонометрических хода - рабочий и основной или рабочий, основной и главный.

8.2.7. Рабочий полигонометрический ход прокладывают вдоль тоннеля. Длины сторон такого хода назначают примерно 30-50 м. Их измеряют оптическим дальномером, лентой или рулеткой. Горизонтальные углы измеряют теодолитом средней точности.

8.2.8. После разработки 200-300 м тоннель вентилируют, а направление оси уточняют прокладкой основного хода с длинами сторон не менее 150 м в прямолинейном тоннеле и максимально возможными по длине сторонами в криволинейном тоннеле. При этом стороны измеряют стальной проволокой или светодальномером, а углы - теодолитом с точностью до 3-5".

8.2.9. Положение точек основного хода уточняют при проложении главного полигонометрического хода. Его стороны измеряют светодальномерами или мерными проволоками с высокой точностью, а их направления - гиротеодолитами со средней квадратической погрешностью .

8.2.10. Разбивку оси тоннеля на кривой производят способами продолженных хорд или секущего многоугольника. Способ продолженных хорд применяется ограниченно для детальной разбивки кривой, когда достаточно точно определены начало, середина и конец кривой.

8.2.11. Способ секущего многоугольника (рис. 8.2) рекомендуется применять при максимально возможной длине стороны АВ, чего достигают при условии равенства длин биссектрис b углов многоугольника величине стрелок f в середине хорд (b = f). При заданном радиусе круговой кривой R длину стороны АВ многоугольника и величину его угла определяют по формулам: ; . При ширине тоннеля Р и установке теодолита в вершинах многоугольника на расстоянии 1 м от стен тоннеля величина b будет равна (в м) .

8.2.12. На каждом участке закругления точки , , принимают соответственно в качестве начала, середины и конца кривой.

8.2.13. Для точного определения разности высот по концам тоннеля производят нивелирование II или III класса. Подземную высотную основу создают техническим нивелированием.

8.2.14. Длину тоннеля измеряют в направлении оси на поверхности земли или вычисляют по данным полигонометрии и триангуляции.

8.2.15. При щитовой проходке тоннелей направление щиту целесообразно задавать с помощью лазерного визира типа ЛВ-5М, лазерного указателя направления ЛУН-7 или лазерного теодолита ЛТ.

8.2.16. В процессе строительства постоянно следят за деформациями тоннеля. Для этого в различных его частях устанавливают геодезические знаки и периодически определяют их положение относительно друг друга и относительно геодезической основы.

8.2.17. При прокладке встречных забоев тоннельные выработки должны соответствовать их проектному положению. Погрешность в сбойках встречных забоев автодорожных тоннельных выработок должна быть допустимой. Она тесно связана с элементами горных выработок, со способами разработки сечений, с конструкциями обделки тоннелей и с условиями движения автомобилей в тоннелях.

8.2.18. Максимально допустимые поперечные погрешности в сбойках тоннелей должны ограничиваться возможностью их распределения в сбойках без внесения каких-либо существенных дополнительных затрат в строительство или ухудшения условий движения в них. Чтобы обеспечить это, процесс распределения таких погрешностей должен происходить лишь в пределах участков отставания тоннельных обделок от забоя, где еще возможно дополнительное перемещение оси без каких-либо лишних строительных работ.

8.2.19. Поперечное смещение оси забоев допускается лишь в том случае, если на предсбоечном участке можно произвести вписывание двух дополнительных кривых взаимно противоположных направлений (рис. 8.4) при рекомендуемых радиусах кривых, не требующих снижения скорости движения или устройства виражей и уширений проезжей части.