Передача отметок в подземные выработки

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

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

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.

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.

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

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.

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.

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

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.

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

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

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

Значения отметок подземных реперов вычисляются по формуле

 _m = H_n + а - [ (l ₁ - l ₂) + D k + D t ° ] - b,

 

где Н_т - отметка подземного репера;

Н_п - отметка репера на поверхности;

а - отсчет по рейке на поверхности;

b - отсчет по рейке в шахте;

l ₁ - отсчет по рулетке на поверхности;

l ₂ - отсчет по рулетке в шахте; k - поправка за компарирование рулетки; t ° - поправка в длину рулетки за температуру.

 

Рис. 15. Передача отметки с поверхности в подземные выработки:

1 - стенной репер; 2 - подземный полигонометрический знак; 3 - нивелиры; 4 - нивелирные рейки; 5 - копер; 6 - рулетка с грузом

 

Поправка в длину рулетки за температуру вычисляется по формуле

 t ° = kl (t ° _ср - t ₀),

 

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

t ° _ср - средняя температура на поверхности и в шахте;

t ₀ - температура, для которой дана поправка за компарирование рулетки.

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 E = 2 · 10⁶ кг/см ²);

F - поперечное сечение рулетки, выраженное в см ².

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.

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.

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

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

Подземные нивелирные ходы

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

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.

Рейки должны быть прокомпарированы. Случайные ошибки дециметровых делений не должны превышать ± 0,5 мм. Установка реек в вертикальное положение производится при помощи отвесов или круглых уровней.

Нивелирование производится из середины, в прямом и обратном направлениях.

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

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

Отметка репера, заложенного в кровле, определяется по формуле

 _к = H _л + а + b,

 

где H _к - отметка репера, заложенного в кровле;

H _л - отметка репера, заложенного в лотке;

а - отсчет по рейке, установленной на лотковом репере;

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

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

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.

По мере замыкания нивелирных полигонов подсчитываются их невязки.

Допустимые невязки в полигонах вычисляются по формуле

 

 

где п - число штативов в полигоне.

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

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

 

 

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.

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

 

 

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

L - длина нивелирного хода в километрах на поверхности.

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.

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

 

 

Список литературы

 

"Техническая инструкция по производству геодезическо-маркшейдерских работ при строительстве метрополитенов и тоннелей", издания 1956 года; "Строительные нормы и правила"; СНиП II -Д.3-62; СНиП III-Б.8-68; "Временные технические условия производства тоннельных работ", Минтрансстрой, издания 1955 г.