Глава 10. Подземная высотная основа

Глава 10
Подземная высотная основа

А. Схема построения нивелирной основы

10.01. Для перенесения проекта в натуру и обеспечения сбоек подземных выработок и тоннелей в профиле создается высотная основа.

10.02. Создание подземной высотной основы осуществляется путем:

а) передачи отметок с поверхности в подземные выработки;

б) проложения нивелирных ходов в выработках, тоннелях и других строящихся сооружениях.

10.03. В качестве исходных данных при передаче высот в подземные выработки принимаются отметки реперов нивелирования II класса и опорных ходов III класса.

10.04. Подземная нивелирная сеть по своему виду повторяет подземную полигонометрию. В качестве реперов, как правило, используются полигонометрические знаки.

Б. Передача отметок в подземные выработки

10.05. Передача отметок в подземные выработки и тоннели осуществляется через вертикальные стволы шахт, вентиляционные скважины, наклонные тоннели, порталы и штольни.

10.06. Перед каждой передачей отметки необходимо производить контрольное нивелирование по реперам, служащим исходными на поверхности.

10.07. Передача отметок с поверхности через вертикальные выработки производится:

а) после проходки ствола до проектной отметки;

б) после сооружения околоствольного двора;

в) после сооружения на трассе первого отрезка постоянной тоннельной обделки.

10.08. Через порталы, штольни и наклонные тоннели передача отметок осуществляется проложением нивелирного хода с дневной поверхности в подземные выработки.

В отдельных случаях целесообразно передачу отметки к порталам и штольням производить методом геодезического (тригонометрического) нивелирования.

Передачу отметки через наклонные тоннели (выработки) следует контролировать геодезическим нивелированием.

10.09. После окончания проходки ствола до проектной глубины передача отметки на нижний горизонт производится с помощью стальной рулетки и сообщающихся сосудов.

10.10. Передача отметок через вертикальные стволы и вентиляционные скважины производится двумя нивелирами (один - на дневной поверхности, другой - под землей, в околоствольном дворе) с помощью стальной рулетки и нивелирных реек.

10.11. Передача, отметки в подземные выработки производится не менее чем с двух исходных реперов, расположенных на поверхности и не менее чем на два репера в подходных выработках.

10.12. Рулетка, опускаемая в ствол шахты, предварительно компарируется на плоскости при натяжении 10 кг. При этом же натяжении производятся все передачи отметок.

10.13. Наблюдения при передаче отметки в шахту через вертикальный ствол или скважину (рис. 10.1) состоят из отсчетов по рейкам, устанавливаемым на поверхностных и подземных реперах, и по рулетке, опущенной в ствол (обычно нулем вниз). Отсчеты по рулетке производятся двумя нивелирами одновременно на поверхности и под землей.

10.14. Передачу отметки в шахту необходимо выполнять не менее чем при трех горизонтах инструментов или при трех положениях рулетки.

10.15. Отсчеты по рулетке и рейкам записываются в нивелирном журнале с обязательной зарисовкой расположения рулетки, инструментов, реперов и реек на поверхности и под землей.

10.16. При значительной разнице в температуре воздуха на дневной поверхности и под землей (более 5°) измерение ее производится на нескольких горизонтах. За окончательную температуру рулетки принимают среднее значение из показаний термометра на разных горизонтах.

10.17. Значения отметок подземных реперов вычисляются по формуле

,

где - отметка подземного репера;

- отметка репера на поверхности;

а - отсчет по рейке на поверхности;

b - отсчет по рейке в шахте;

- отсчет по рулетке на поверхности;

- отсчет по рулетке в шахте;

- поправка за компарирование рулетки;

- поправка в длину рулетки за температуру.

10.18. Поправка в длину рулетки за температуру вычисляется по формуле

,

где k = 0,0000125 - коэффициент линейного расширения стали на 1°;

- средняя температура на поверхности и в шахте;

- температура, для которой дана поправка за компарирование рулетки.

10.19. При передаче отметки в глубоких стволах (более 150 м) вводится поправка за удлинение рулетки под влиянием собственного веса, вычисляемая по формуле

,

где Q - половина собственного веса рулетки;

l - длина рулетки (использованная в данной передаче);

Е - модуль упругости (для стали );

F - поперечное сечение рулетки, выраженное в .

10.20. При глубинах стволов свыше 150 м рекомендуется для передачи отметки применение специального проволочного мерного прибора (глубиномера), снабженного счетчиками полных оборотов мерного диска, приспособлением для определения долей оборота и рейками, скрепляемыми с проволокой в процессе передачи отметки.

10.21. Расхождения значений отметок, полученных из передач при разных горизонтах (или разных положениях рулетки), не должны превышать 4 мм, а расхождения значений отметок по разновременным передачам - 7 мм. Для глубоких стволов допуски устанавливаются специальными расчетами.

10.22. При передаче отметок через наклонные тоннели рейки должны быть вновь исследованы и прокомпарированы контрольным метром.

10.23. Допустимое расхождение в вычисленной отметке подземного репера, полученной из прямого и обратного нивелирования через наклонный тоннель, не должно превышать величины, равной мм где n - число штативов.

В. Подземные нивелирные ходы

10.24. Исходными данными для подземного нивелирования являются отметки реперов, на которые высота передана с дневной поверхности.

10.25. Для нивелирования реперов в подземных выработках и тоннелях применяются:

а) нивелиры типа НВ-1, НСМ-2А с самоустанавливающейся линией визирования и им равноточные;

б) двусторонние или односторонние шашечные рейки с сантиметровыми делениями длиною от 0,6 до 3,0 м.

10.26. Рейки должны быть прокомпарированы. Случайные ошибки дециметровых делений не должны превышать мм. Установка реек в вертикальное положение производится при помощи отвесов или круглых уровней.

10.27. Нивелирование производится из середины, в прямом и обратном направлениях.

10.28. Превышение на станции определяется отсчетами по двум сторонам реек, а при наличии односторонних реек - при двух горизонтах нивелира.

10.29. Расхождения в превышениях, определенных на станции по черным и красным сторонам реек или при двух горизонтах инструмента, не должны превышать 3 мм.

10.30. Отметка репера, заложенного в кровле, определяется по формуле

,

где - отметка репера, заложенного в кровле;

- отметка репера, заложенного в лотке;

а - отсчет по рейке, установленной на лотковом репере;

b - отсчет по рейке, приложенной нулевым концом к реперу в кровле.

10.31. При наличии деформаций подземных выработок производятся повторные нивелирования, частота которых зависит от интенсивности деформации.

10.32. После каждого подземного нивелирования полевые журналы проверяются в две руки. Составляется в крупном масштабе схема нивелирной сети, на которую выписывают (с округлением до миллиметра) средние превышения из прямого и обратного ходов, дату нивелирования и число штативов. Превышения могут заноситься также в схему подземной полигонометрии, где они записываются зеленым цветом.

10.33. По мере замыкания нивелирных полигонов подсчитываются их невязки.

Допустимые невязки в полигонах вычисляются по формуле

,

где n - число штативов в полигоне.

10.34. Отметки подземных реперов, определяемые в результате первичного и всех последующих нивелирований, заносятся в каталог, форма которого приведена в приложении 10-1.

10.35. Для ходов между реперами, отметки которых получены из передач через стволы шахт или вентиляционные скважины, допустимая невязка подсчитывается по формуле

мм,

где L' - длина нивелирного хода в километрах в подземных выработках;

L - длина нивелирного хода в километрах на поверхности.

Третий член данной формулы, учитывающий ошибки передачи отметок с поверхности в подземные выработки, рассчитан на глубину ствола шахты до 100 м. При более глубоких шахтах третий член формулы определяется в зависимости от глубины шахты и метода передачи отметок.

10.36. Для ходов подземного нивелирования, связанных с поверхностью непосредственно (через порталы или штольни), допустимая невязка определяется формулой

мм,

где L' - длина нивелирного хода в километрах в подземных выработках;

L - длина нивелирного хода в километрах на поверхности.

10.37. По мере завершения строительства тоннелей производится окончательное нивелирование в прямом и обратном направлениях. Уравновешивание системы ходов и полигонов подземного нивелирования выполняется по способу проф. В.В. Попова, методом узлов, а при небольших значениях невязок - упрощенным способом.

10.38. Все маркшейдерские работы по точной установке путейских реперов в метрополитенах и железнодорожных тоннелях могут выполняться только от окончательно уравновешенных отметок реперов (знаков) подземной основы.