Giáo trình Cơ sở trắc địa công trình (Chuyên sâu) - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh

Giáo trình Cơ sở trắc địa công trình (Chuyên sâu) cung cấp cho học viên những nội dung về: thành lập lưới khống chế công dụng đặc biệt mỏ hầm lò; công tác đo liên hệ lưới mặt bằng; công tác đo liên hệ lưới độ cao; tìm hiểu công tác bố trí tâm, trục giếng và chiếu điểm;... Mời các bạn cùng tham khảo!

1

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH

Quảng Ninh – 2021

2

BÀI 1 GIỚI THIỆU NỘI DUNG THỰC TẬP

1.1 Phổ biến nội dung thực tập

1.2 Chuẩn bị trang thiết bị, mỏy múc phục vụ thực tập

Giỏo viờn chuẩn bị: Mỏy GPS Topcon; Leica; hoặc X20…

Mỏy Thủy bỡnh điện tử XDL 1X + mia + cúc mia

Sinh viờn chuẩn bị: Sổ đo GPS; sổ đo thủy chuẩn; sơn đỏ; bỳt; vở; bỳa; cọc sắt; dõy 50m; ụ che

1.3 Khảo sát khu vực thực tập: Đi thực địa

BÀI 2 THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ CễNG DỤNG ĐẶC BIỆT MỎ HẦM Lề

Theo quy phạm trắc địa mỏ của Nhà nước, lưới giải tớch ở Việt Nam được chia làm 3 cấp: 1, 2 và 3, trong điều kiện địa hỡnh phức tạp, với trang thiết bị truyền thống ,việc phõn cấp lưới giải tớch khu mỏ như hiện nay là hoàn toàn hợp

lý, bảo đảm tương quan về độ chớnh xỏc, phự hợp với điều kiện khú khăn trong cụng tỏc trắc địa ở vựng mỏ.Quy phạm tạm thời trắc địa mỏ của bộ cụng nghiệp việt nam quy định cỏc chỉ tiờu kỹ thuật yờu cầu đối với lưới giải tớch như sau:

Bảng 1.1.Cỏc chỉ tiờu kỹ thuật của lưới giải tớch cỏc cấp

Lưới tam giỏc nhỏ

Chiều dài cạnh tam giỏc

- Sai số trung phương đo góc tính

theo sai số khép tam giác

- Sai số trung phương cạnh khởi tính

-Sai số tương đối cạnh yếu nhất

Lưới đa giác

15

800 1:500

200

4”

4km 0,8km

-Các góc trong tam giác của mạng lưới

- Chiều dài các cạnh trong lưới

Trong thực tế, có trường hợp trên bề mặt khu mỏ không có các điểm tam giác nhà nước hoặc việc đo nối gặp nhiều khó khăn, không thực tế thì lưới khống chế cơ sở được xây dựng ở dạng lưới giải tích độc lập Khi đó để tính toạ độ các

4

điểm của mạng lưới phải đo trực tiếp cạnh gốc, xác định góc phương vị và giả định toạ độ cho một điểm

Khi xây dựng lưới khống chế cơ sở cần lưu ý như sau:

- Các điểm phải được phân bố đều đặn trên toàn bộ diện tích khu đo

phát triển lưới khống chế đo vẽ

lâu dài

Lưới đường chuyền đa giác

Trước đây, đường chuyền đa giác ít được áp dụng ở các vùng mỏ nước ta.Nguyên nhân chính là do công tác đo chiều dài cạnh gặp khó khăn, đến nay cùng với sự ra đời của các máy đo xa điện tử, đường chuyền đa giác được áp dụng khá nhiều ở các mỏ đặc biệt là các vùng có địa hình khó khăn, khả năng thông nhiều hướng trong một trạm máy không thuận lợi mà phương pháp giải tích lại khó thực hiện

Khi thiết kế lưới đường chuyền đa giác cần lưu ý thoả mãn các điều kiện sau:

- Chiều dài cạnh lớn hơn 250m

- Đo góc phải được tiến hành với các máy móc có độ chính xác cao

- Sai số góc phải thoả mãn:

Trong đó : n - Số góc ngoặt của đường chuyền đa giác

- Chiều dài của đường chuyền cấp I được đo bằng dây inva, thước thép hoặc máy đo dài điện tử

- Chiều dài tối đa giữa hai điểm khởi tính không vượt quá 10 km

- Máy đo góc có độ chính xác đến 1”

2.1.2 Tìm hiểu công tác chôn mốc lưới khống chế

Khi xây dựng đường chuyền kinh vĩ trong lò, phải khảo sát thực địa để chọn

vị trí chôn mốc đường chuyền Vị trí cần chôn mốc của các điểm đường chuyền phải đảm bảo:

- Đất đá ổn định lâu dài, thuận tiện cho việc đặt máy đo đạc

5

- Hai điểm kề nhau phải nhìn thấy nhau

- Khoảng cách giữa các mốc càng lớn càng tốt, khoảng cách giữa các mốc cấp 1 50m, cấp 2  30m Nếu có thể bố trí ở nóc hay nền lò thường hay được bố trí ở nóc lò vì thuận tiện cho việc bố trí, tìm và đặt máy đo đạc Mốc cấp 1 được

bố trí là mốc cố định, cấp 2 là các mốc tạm thời

- Mốc cố định: Là những mốc được sử dụng nhiều và lâu dài, được bố trí tại sân ga dưới giếng, trong các lò xuyên vỉa lò vận tải chính…và được bố trí thành từng cụm, mỗi cụm ít nhất ba mốc, khoảng cách giữa các cụm từ 300  500 m, sau khi bố trí xong, mốc được đánh số thứ tự tăng dần trên biển hình vuông bằng kim loại ở thành lò tại vị trí của mốc ,đồng thời thuận tiện cho việc tìm kiếm mốc khi đo đạc

Cấu tạo của mốc cố định

gồm các loại như sau :

Để đổ mốc bê tông ta tiến

hành như sau :

Mốc ở nền ,ta đào một hố

sau 300400 mm, đặt lõi thép có

cưa tâm mốc vào giữa và đổ bê

tông sao cho mặt mốc thấp dưới

300 -:-500 m

50 m

Hình 2-2 : Sơ đồ bố trí cụm mốc cố định

6

làm hình chữ L, trên mốc có khoan lỗ đường kính 2mm để treo dọi, các mốc cố định và tạm thời đều được đánh số và đánh dấu vào vì chống hay thành lò có ghi chú sơ đồ bố trí mốc để thuận tiện cho việc tìm mốc khi đo đạc

2.1.3 Tìm hiểu công tác đo chiều dài của mạng lưới khống chế

Trường hợp này thường được tiến hành trong điều kiện hầm lò rộng, độ dốc

dài cần đo dài hơn chiều dài của thước thép nên ta phải phân thành các đoạn nhỏ ngắn hơn chiều dài của thước để đo (công tác định tuyến).Việc chia thành các đoạn và định tuyến bằng các điểm trung gian giống như ở trên mặt đất, tức là dùng máy kinh vĩ để định tuyến theo phương pháp ba điểm thẳng hàng

Hình 2.8 : Đo chiều dài trong hầm lò

* Phương pháp đo chiều dài theo đường ngắm của máy kinh vĩ

Khi đo chiều dài trong đường lò có độ dốc lớn ,việc đo sát nền gặp nhiều khó khăn, nên người ta sử dụng

phương pháp đo theo đường

ngắm của máy kinh vĩ Nội dung

của phương pháp này như sau :

Giả sử cần đo chiều dài

đoạn AB, sau khi đo xong góc

ngang và góc đứng V ,ta cố định

máy và ống ngắm Đo chiều cao

máy là i ,chiều cao tiêu ngằm là

t bằng thước thép ngắn ,đo hai lần ,sự chênh lệch kết quả hai lần không quá 1-:- 2

mm (cố gắng cho i = t để việc tính toán được đơn giản ).Dựa vào đường ngắm từ máy đến b là Mb ,ta chia thành nhiều đoạn nhỏ bằng các mốc trung gian I và II là những chiếc đinh đóng vào xà đỡ chống lò có treo vật nặng rồi tiến hành định tuyến như đã đề cập ở trên Sao cho các đoạn trung gian phù hợp với chiều dài của thước thép

B

V

7

Tiến hành đo từng đoạn một ,các nội dung đo đạc như đo sát nền ,ta được chiều dài đoạn AB trung bình của lần đo đi :

LAB(ĐI) = ℓ MI +ℓ MI +ℓ MI

Tiếp tục chuyển máy kinh vĩ sang đo mốc tiếp theo là B ,sau khi hoàn thành việc đo góc ngang và góc đứng ,ta đo chiều dài lần về Các bước tiến hành giống như lần đo đi Nếu cả hai lần đo đi và đo về đều chọn i = t thì chiều dài theo đường ngắm của hai lần được so sánh với nhau theo công thức (6-12) và (6-13) Trường hợp hai lần đo riêng biệt ,khác nhau cả về chiều dài đo và góc nghiêng V, ta đổi

ra chiều dài ngang theo công thức :

DAB (ĐI) = LAB(ĐI) .cosVAB(ĐI) và DAB (về) = LAB(về) .cosVAB(về)

Tiếp theo so sánh chiều dài ngang của lần đi và lần về Trong các công thức trên T là mẫu số cho phép của hạn sai được tính theo chiều dài và cấp của đường chuyền

* Đo chiều dài trên giá đỡ

Trường hợp nền là không bằng phẳng và ngập nước, không cho phép ta đo sát nền và đo theo đường ngắm của máy kinh vĩ, ta sử dụng phương pháp đo chiều dài trên giá đỡ để giảm độ võng của thước đo Nội dung của phương pháp này như sau :

Giá đỡ là các chân máy kinh vĩ hoặc chân máy thuỷ chuẩn được đặt dưới các mốc trung gian khi định tuyến Trong trường hợp này các mốc trung gian được đánh dấy vào các giá đỡ

2.1.4 Tìm hiểu công tác đo góc bằng của mạng lưới khống chế

- Đối với đường chuyền kinh vĩ cấp 1 dùng máy kinh vĩ để đo lần lượt tất cả các góc bằng của đường chuyền Tuỳ theo yêu cầu độ chính xác có thể áp dụng phương pháp đo đơn giản hoặc đo lặp, thông thường trong hầm lò người ta áp dụng phương pháp đo lặp vì phương pháp này sẽ làm giảm số lần đọc số và nâng cao được độ chính xác

8

hồ ngăm A không đọc số, sau đó mở ốc hãm bàn độ, mở máy quay thuận kim đồng hồ ngắm B không đọc số, cứ làm như vậy tới n lần lặp góc ở thuận kính, khoá bàn độ lại,ta đảo kính

theo công thức :

k = ; kt = (b1 - a1) Chỉ tiêu so sánh :

Sai số trung phương cho phép trong đo góc bằng của đường chuyền cấp 1

là 22, của đường chuyền cấp 2 là 45

- Đo góc đứng: Mục đích của việc đo góc đứng là tính đổi chiều dài nghiêng của đường chuyền ra chiều dài bằng và tính độ cao cho các điểm theo phương pháp lượng giác Việc đo góc đứng cũng được tiến hành đo ở hai vị trí của bàn độ đứng, tuỳ theo yêu cầu độ chính xác mà số lần đo được áp dụng cho phù hợp Chú ý: Thao tác đo góc bằng và góc đứng, cách ghi số đo cũng giống như đo góc trên mặt đất Tuy nhiên do điều kiện dưới lò không có ánh sáng người ta phải dùng đèn để soi mục tiêu khi đo và soi máy khi đọc số

c Đo cạnh đường chuyền:

Đo chiều dài là xác định khoảng cách giữa hai điểm của cạnh đường chuyền kinh vĩ cụ thể là khoảng cách nằm ngang của cạnh đó Cạnh đường chuyền kinh

(b 2 - a 1 ) + k.360 0

2n

2n KT - (b 2 - a 1 )

360 0

9

vĩ dưới lò có thể dùng thước hay máy đo dài điện tử để đo, thông thường người ta dùng thước thép chính xác có chiều dài 20m, 30m hoặc 50m.Tuỳ thuộc vào khả năng thiết bị, độ dốc của lò, điều kiện cụ thể của mỏ và độ chính xác yêu cầu mà

ta có thể lựa chọn các phương pháp đo chiều dài cạnh đường chuyền kinh vĩ trong hầm lò như :

Tuỳ thuộc vào độ dốc của lò và yêu cầu độ chính xác người ta áp dụng một trong các phương pháp như: kéo thước sát nền, kéo thước trên không, kéo thước trên giá đỡ

- Phương pháp kéo thước sát nền: được áp dụng ở trong lò có độ dốc V<

80

- Phương pháp kéo thước trên không: được áp dụng ở trong lò có độ dốc V> 80

- Đo trực tiếp bằng thước thép

- Đo bằng các thiết bị quang học hoặc các máy đo dài điện tử

- Đo trực tiếp bằng thước vải hoặc thiết bị đo dài có độ chính xác thấp Sau đây ta nghiên cứu một số phương pháp đo dài trong hầm lò :

Việc đo đạc từng đoạn và cả chiều dài như phương pháp kéo thước theo đường ngắm máy kinh vĩ

2.1.5 Bình sai lưới khống chế mặt bằng

Sau khi hoàn thanh công tác đo đạc hạn sai trong đo đạc hoàn toàn bảo đảm

ta tiến hành công tác tính toán bình sai đường chuyền kinh vĩ trong hầm lò.Trình

tự tiến hành như sau :

- Tính sai số khép góc f õ và điều chỉnh cho các góc đo

+ Đối với đường chuyền khép kín ,ta sử dụng công thức



=

n

1 i idoβ

10

Tính sai số khép góc cho phép:

fcho phép = 45 n Đối với đường chuyền cấp 1

fcho phép =90” n Đối với đường chuyền cấp 2

So sánh sai số khép góc tính và sai số khép góc cho phép :

sau :

+ Số hiệu chỉnh trái dấu với dấu của sai số khép

+ Hiệu chỉnh đều cho các góc của đường chuyền

+ Sau khi hiệu chỉnh phải triệt tiêu sai số khép

Tức là trị hiệu chỉnh được tính theo công thức :

- Tính gia số toạ độ theo công thức tổng quát :

X = S cos  và Y = S sin

- Tính sai số khép toạ độ (f x ; f y ) và hiệu chỉnh :

1 i i

=

n

1 i iY



=

n

1 i ix

11

Tính sai số khép chiều dài fs:

2 2

1 S

f

n 1 i



Trong đó T là mẫu số của sai số cho phép được quy định theo chiều dài và

cấp của đường chuyền

- Tính gia số toạ độ sau khi hiệu chỉnh

2.2.1 Tìm hiểu công tác đo thủy chuẩn mạng lưới

Tất cả các điểm độ cao trong lò của một mỏ liên kết với nhau tạo thành mạng lưới

khống chế độ cao hầm lò và nằm trong hệ thống lưới độ cao mặt đất tức là nằm

trong hệ thống lưới độ cao nhà nước

Để xác định vị trí tương đối (về độ cao) của các đường lò, xây dựng các mặt

cắt đứng dọc đường lò và phục vụ cho hướng đào lò trong mặt phẳng đứng…

Bố trí lưới khống chế độ cao trong lò

Giống như lưới mặt bằng, lưới độ cao trong lò cũng được phân chia làm hai cấp

Lưới cấp 1 được bố trí trong các lò cái, lò chính Mốc cấp 1 là mốc cố định

và được bố trí thành cụm, mỗi cụm 2 mốc khoảng cách giữa 2 mốc trong cụm từ

30 – 60 m, khoảng cách giữa 2 cụm mốc từ 300 – 500 m Mục đích bố trí cụm

mốc là để phát hiện sự dịch chuyển của mốc do điều kiện địa chất và khai thác

Để có được độ cao cho lưới khống chế độ cao trong lò, từ các điểm độ cao trên mặt đất bằng phương pháp chuyền độ cao vào lò và các phương đo cao hình học hay đo cao lượng giác tiến hành xác định độ cao cho tất cả các điểm khống chế độ cao hầm lò

a Đo cao hình học:

- Máy đo dùng máy thuỷ bình có độ chính xác trung bình về cơ bản máy thuỷ bình có cấu tạo như các máy đo trên mặt đất Do điều kiện dưới lò trật hẹp, thiếu ánh sáng máy cần phải thoả mãn các điều kiện sau:

- Có thể ngắm được vật có cự ly ngắn 1-2m, tức là máy phải có độ phóng đại

- Để đưa ống kính về vị trí nằm ngang, để thoả mãn yêu cầu này người ta thường dùng máy thuỷ bình cân bằng tự động như: Ni- 025 ( của Đức), NI-B1(

+ Máy thuỷ chuẩn cân bằng tự động Ni – 025

Đo Đức sản xuất ,phương thức này được áp dụng cho một số loại máy như HCM ,H-K ,Koni 007 , Koni 004 ,Ni-A (Hungari) , Nguyên lý hoạt động của

nó là dựa váo tính chất tự cân bằng của con lắc và tính chất làm lệch tia ngắm một cách hợp lý của hệ thống lăng kính Bộ phận cân bằng tự động bao gồm hai lăng kính 1 và 3 nằm dưới lăng kính đa giác 2 và tiếp xúc với bề mặt con lắc 4 có trọng lượng P

Khi ống kính bị nghiêng một góc  ,nhờ trọng lượng P của con lắc 4 nên mặt bên của lăng lính 1-3 luôn thẳng đứng ,do vậy trở về vị trí nằm ngang Nhờ hộp bảo vệ 5 ,con lắc được nằm trong khoảng không ,cho nên tự cân bằng trong khoảng  10' với sai số  0,5'' Máy thuỷ chuẩn Ni - 025 có bàn độ ngang với giá

phương  2,5mm trên 1km chiều dài

+ Máy thuỷ chuẩn Ni-B1

13

Máy thuỷ chuẩn Ni-B1 do hãng MOM của Hungari sản xuất Máy này được lắp hệ thống lăng kính để thu ảnh hai nửa bọt thuỷ của ống thuỷ dài gắn trên ống kính và đưa vào trường ngắm của ống kính

này được sử dụng trong đo đường chuyền thuỷ chuẩn kỹ thuật ,đường chuyền thuỷ chuẩn cấp II trong hầm lò

-Mia thuỷ chuẩn dùng trong hầm lò cũng giống như mia dùng trên mặt đất Nhưng do không gian chặt hẹp nên mia gỗ hai mặt dùng trong hầm lò thường có chiều dài 1,5 - 2m Ngoài ra người ta còn sử dụng mia rút bằng nhôm , khi đo phụ thuộc vào chiều cao của hầm lò mà sử dụng chiều dài mia cho phù hợp Mia trong

lò có móc treo để thuận tiện khi đo đạc

Trước khi đo cần tiến hành kiểm nghiệm mia theo các phương pháp như trên địa hình Sai số trong 1dm chiều dài mia không vượt quá  1 mm

* Thao tác đo:

Đối với lưới cấp 1:

- Khoảng cách từ máy đến mia không được vượt quá 50m, chênh lêch khoảng cách từ máy đến hai mia không được vượt quá 8m, số đọc lấy cả hai mặt mia đỏ

và đen, lấy đến mm Nếu dùng mia một mặt phải thay đổi độ cao của máy để lấy

số đọc thứ hai, độ chênh cao cuả một trạm máy tính theo hai số đọc không quá 3mm

- Tuyến đo phải khép kín hoặc đo đi đo về

tuyến đo tính theo đơn vị là 100m

Đối với lưới cấp 2:

- Phải được phát triển giữa hai điểm cấp 1 hoặc từ một điểm cấp 1 rồi đo đi

14

Trường hợp 2: 2 mia cùng ở nóc lò: hAB = b – a

Trường hợp 3: mia trước ở nền lò, mia sau ở nóc lò: hAB = a + b

Trường hợp 4: mia trước ở nóc lò, mia sau ở nền lò: hAB = - a – b = - ( a + b)

dấu âm (-)

b Đo cao lượng giác trong lò:

Đo cao lượng giác được tiến hành bằng máy kinh vĩ mỏ có độ chính xác đọc số ở bàn độ đứng không quá 30

Sau khi đã hoàn thành việc đo góc ngang ,đo chiều dài và các nội dung cần thiết khác ,trước khi chuyển trạm máy ta được thuỷ chuẩn lượng giác Trình tự tiến hành như sau :

15

Giả sử cần đo cao lượng giác

giữa hai mốc A và B Máy kinh vĩ đặt

tại A ,đánh dấu điểm ngắm tại mục tiêu

B là điểm b

Đo chiều cao máy là i ,chiều cao

của mục tiêu là t ,đo hai lần bằng thước

thép chênh lệch giữa các lần đo không

quá 2 ữ 3 mm

Tiến hành đo góc đứng V theo hai vị trí của bàn độ Tại mỗi trạm đo

ta phải tính MO ,giá trị của MO không

Chênh cao giữa hai điểm A và B được tính theo công thức :

Trong hầm lò vị trí các mốc có thể ở trên nóc hoặc dưới nện ,trị số i và t được coi như giá trị a và b trong thuỷ chuẩn hình học Tức là công thức (*) là tổng quát ,mốc nào vị trí ở trên nóc sẽ mang thêm dấu trừ như thuỷ chuẩn hình học

Để kiểm tra ta đo theo chiều ngược lại chênh lệch kết quả giữa hai lần đo không vượt quá giới hạn sau :

Trong đó : L là chiều dài toàn tuyến ,tính bằng số km

c Tính toán độ cao trong lò:

Công việc tính toán độ cao trong lò tương tự như tính toán đường chuyền

độ cao trên mặt đất phải tính toán bình sai sai số khép độ cao và tính độ cao cho

16

cỏc điểm của đường chuyền, ở đõy chỉ khỏc là cỏc chỉ tiờu sai số cho phộp được

ỏp dụng theo qui định của đường chuyền dưới lũ đó nờu ở phần trờn

2.2.2 Bình sai lới khống chế độ cao

Giống như lưới mặt bằng, lưới độ cao trong lũ cũng được phõn chia làm hai cấp Lưới cấp 1 được bố trớ trong cỏc lũ cỏi, lũ chớnh Mốc cấp 1 là mốc cố định

và được bố trớ thành cụm, mỗi cụm 2 mốc khoảng cỏch giữa 2 mốc trong cụm từ

30 – 60 m, khoảng cỏch giữa 2 cụm mốc từ 300 – 500 m Mục đớch bố trớ cụm mốc là để phỏt hiện sự dịch chuyển của mốc do điều kiện địa chất và khai thỏc gõy ra Mốc cú thể bố trớ ở nền lũ hay núc lũ, trong điều kiện cho phộp cú thể sử dụng luụn mốc khống chế mặt bằng làm mốc khống chế độ cao

Lưới cấp 2 được bố trớ ở cỏc lũ thứ yếu đó xỏc định độ cao cho cỏc đường lũ này và phục vụ cho việc đo vẽ mặt cắt dọc cho cỏc đường lũ, mốc dựng là mốc tạm thời, khụng bố trớ cụm, khoảng cỏch giữa cỏc mốc từ 30 – 60m Độ cao cơ sở được lấy từ cỏc điểm cấp 1

Để cú được độ cao cho lưới khống chế độ cao trong lũ, từ cỏc điểm độ cao trờn mặt đất bằng phương phỏp chuyền độ cao vào lũ và cỏc phương đo cao hỡnh học hay đo cao lượng giỏc tiến hành xỏc định độ cao cho tất cả cỏc điểm khống chế độ cao hầm lũ

a Đo cao hỡnh học:

- Mỏy đo dựng mỏy thuỷ bỡnh cú độ chớnh xỏc trung bỡnh về cơ bản mỏy thuỷ bỡnh cú cấu tạo như cỏc mỏy đo trờn mặt đất Do điều kiện dưới lũ trật hẹp, thiếu ỏnh sỏng mỏy cần phải thoả món cỏc điều kiện sau:

- Cú thể ngắm được vật cú cự ly ngắn 1-2m, tức là mỏy phải cú độ phúng đại

- Để đưa ống kớnh về vị trớ nằm ngang, để thoả món yờu cầu này người ta thường dựng mỏy thuỷ bỡnh cõn bằng tự động như: Ni- 025 ( của Đức), NI-B1(

+ Mỏy thuỷ chuẩn cõn bằng tự động Ni – 025

Đo Đức sản xuất ,phương thức này được ỏp dụng cho một số loại mỏy như HCM ,H-K ,Koni 007 , Koni 004 ,Ni-A (Hungari) , Nguyờn lý hoạt động của

nú là dựa vỏo tớnh chất tự cõn bằng của con lắc và tớnh chất làm lệch tia ngắm một cỏch hợp lý của hệ thống lăng kớnh Bộ phận cõn bằng tự động bao gồm hai lăng

phương  2,5mm trên 1km chiều dài

+ Máy thuỷ chuẩn Ni-B1

Máy thuỷ chuẩn Ni-B1 do hãng MOM của Hungari sản xuất Máy này được lắp hệ thống lăng kính để thu ảnh hai nửa bọt thuỷ của ống thuỷ dài gắn trên ống kính và đưa vào trường ngắm của ống kính

này được sử dụng trong đo đường chuyền thuỷ chuẩn kỹ thuật ,đường chuyền thuỷ chuẩn cấp II trong hầm lò

-Mia thuỷ chuẩn dùng trong hầm lò cũng giống như mia dùng trên mặt đất Nhưng do không gian chặt hẹp nên mia gỗ hai mặt dùng trong hầm lò thường có chiều dài 1,5 - 2m Ngoài ra người ta còn sử dụng mia rút bằng nhôm , khi đo phụ thuộc vào chiều cao của hầm lò mà sử dụng chiều dài mia cho phù hợp Mia trong

lò có móc treo để thuận tiện khi đo đạc

Trước khi đo cần tiến hành kiểm nghiệm mia theo các phương pháp như trên địa hình Sai số trong 1dm chiều dài mia không vượt quá  1 mm

* Thao tác đo:

Đối với lưới cấp 1:

- Khoảng cách từ máy đến mia không được vượt quá 50m, chênh lêch khoảng cách từ máy đến hai mia không được vượt quá 8m, số đọc lấy cả hai mặt mia đỏ

và đen, lấy đến mm Nếu dùng mia một mặt phải thay đổi độ cao của máy để lấy

số đọc thứ hai, độ chênh cao cuả một trạm máy tính theo hai số đọc không quá 3mm

- Tuyến đo phải khép kín hoặc đo đi đo về

tuyến đo tính theo đơn vị là 100m

Đối với lưới cấp 2:

Trường hợp 3: mia trước ở nền lò, mia sau ở nóc lò: hAB = a + b

Trường hợp 4: mia trước ở nóc lò, mia sau ở nền lò: hAB = - a – b = - ( a + b)

19

dấu âm (-)

b Đo cao lượng giác trong lò:

Đo cao lượng giác được tiến hành bằng máy kinh vĩ mỏ có độ chính xác đọc số ở bàn độ đứng không quá 30

Sau khi đã hoàn thành việc đo góc ngang ,đo chiều dài và các nội dung cần thiết khác ,trước khi chuyển trạm máy ta được thuỷ chuẩn lượng giác Trình tự tiến hành như sau :

Giả sử cần đo cao lượng giác

giữa hai mốc A và B Máy kinh vĩ đặt

tại A ,đánh dấu điểm ngắm tại mục tiêu

B là điểm b

Đo chiều cao máy là i ,chiều cao

của mục tiêu là t ,đo hai lần bằng thước

thép chênh lệch giữa các lần đo không

quá 2 ữ 3 mm

Tiến hành đo góc đứng V theo hai vị trí của bàn độ Tại mỗi trạm đo

ta phải tính MO ,giá trị của MO không

Chênh cao giữa hai điểm A và B được tính theo công thức :

Trong hầm lò vị trí các mốc có thể ở trên nóc hoặc dưới nện ,trị số i và t được coi như giá trị a và b trong thuỷ chuẩn hình học Tức là công thức (*) là tổng quát ,mốc nào vị trí ở trên nóc sẽ mang thêm dấu trừ như thuỷ chuẩn hình học

Để kiểm tra ta đo theo chiều ngược lại chênh lệch kết quả giữa hai lần đo không vượt quá giới hạn sau :

20

Trong đú : L là chiều dài toàn tuyến ,tớnh bằng số km

c Tớnh toỏn độ cao trong lũ:

Cụng việc tớnh toỏn độ cao trong lũ tương tự như tớnh toỏn đường chuyền

độ cao trờn mặt đất phải tớnh toỏn bỡnh sai sai số khộp độ cao và tớnh độ cao cho cỏc điểm của đường chuyền, ở đõy chỉ khỏc là cỏc chỉ tiờu sai số cho phộp được

ỏp dụng theo qui định của đường chuyền dưới lũ đó nờu ở phần trờn

BÀI 3 CễNG TÁC ĐO LIấN HỆ LƯỚI MẶT BẰNG

3.1 Tỡm hiểu cụng tỏc đo liờn hệ mặt bằng

Đo vẽ chi tiết đường lũ chớnh được tiến hành đồng thời với việc xõy dựng lưới khống chế đo vẽ Đối tượng chớnh để đo vẽ chi tiết là tiết diện đường lũ, nhằm kiểm tra sự phự hợp của thực tế với hộ chiếu đào lũ

Đo tiết diện lũ bằng cỏch xỏc định vị trớ tương đối của thành lũ với cạnh đường chuyền kinh vĩ, tại mụi điểm khống chế đo vẽ đều tiến hành đo tiết diện lũ bằng thước thộp ngắn(5m) hoặc bằng thước vải

Cỏc đại lượng đo gồm: Khoảng cỏch bờn phải, bờn trỏi, trờn, dưới của đường lũ so với điểm khống chế đo vẽ Nếu đường lũ thẳng thỡ đo tiết diện lũ tại cỏc điểm uốn, điểm thay đổi tiết diện, điểm trụ bảo vệ, điểm đặt kho…

Đo vẽ chi tiết đường lũ cú thể ứng dụng phương phỏp toạ độ cực hoặc phương phỏp đường vuụng gúc

cỏc điểm đặc trưng và vẽ bản vẽ phỏc hoạ nơi đo, bản vẽ phỏc hoạ riờng cho từng điểm đứng mỏy Những chỗ phức tạp hay chỗ cú những điểm đặc trưng ở trờn cao, việc đo chiều dài gặp khú khăn thỡ dựng phương phỏp giao hội gúc

Trong quỏ trỡnh đo vẽ chi tiết đường lũ, ngoài việc xỏc định kớch thước, tiết diện đường lũ cần tiến hành đo vẽ cỏc yếu tố địa chất nếu cú như: đứt góy, kẽ nứt, chiều dày cỏc lớp đất đỏ…

3.2 Tớnh toỏn lưới mặt bằng

Bố trí đờng hầm có nghĩa là chuyển trục đờng hầm từ bản thiết kế ra thực

địa Có hai phơng pháp bố trí đờng hầm

21

Phơng pháp hình học hay còn gọi là phơng pháp trực tiếp

Trong phơng pháp này, vị trí mặt bằng của trục đờng hầm đợc vạch đá đánh dấu trực tiếp trên mặt đất dùng làm căn cứ cho thi công đờng hầm

Đối với đờng hầm thẳng, phơng pháp này đợc trình bày nh sau:

Giả thiết A và D là hai điểm đã biết trên trục hầm tại hai cửa hầm, nhng không thể nhìn thông nhau Cần xác định hai điểm B và C trên hớng trục hầm để làm căn cứ chỉ hớng đào hầm, hình 1-1

Hình 3-1

Dựa vào tọa độ thiết kế của A và D tính đợc phơng vị của AD Trên thực địa chọn điểm B’ nằm trên hớng AD với khả năng có thể Tại B’ đặt máy kinh vĩ và dùng phơng pháp thuận đảo ống kính để kéo dài B’C’ đến D’ Điểm D’ chệnh điểm

D một đoạn DD’ Đo trực tiếp độ dài DD’ trên thực địa Đo chiều dài AB’, B’C’, C’D’ bằng phơng pháp thị cự hoặc đo trên bản đồ Tính:

Để điều chỉnh vị trí điểm C’ về điểm C

Sau đó đặt máy tại C, với phơng pháp nh trên, kéo dài DC đến B và từ B kéo dài CB đến A Lần này điểm A đợc xác định trên đờng kéo dài, ký hiệu A’, có thể vẫn cha trùng điểm A đã biết Đo trực tiếp độ lệch AA’ Tính và điều chỉnh vị trí các điểm B, C cho đến khi hai điểm B, C thực sự nằm trên đờng trục AD

Cuối cùng đóng cọc đánh dấu hai điểm B,C trên thực địa để làm căn cứ thi công đờng hầm

' '

' '

AC AD DD

CC =

địa hình không phức tạp lắm và yêu cầu độ chính xác không cao.

Phơng pháp giải tích

Trong phơng pháp này, sau khi đã thiết kế đờng hầm, ngời ta thành lập lới cơ sở trắc địa mặt bằng và độ cao trên mặt đất Từ đó xác định vị trí tơng hỗ của hai cửa hầm và tọa độ các điểm trên trục hầm trong hệ tọa độ thi công đờng hầm

Trong quá trình thi công, chuyển tọa độ và độ cao trên mặt đất xuống hầm qua cửa hầm, hầm bằng, giếng đứng, giếng nghiêng, và từ đó lập cơ sở trắc địa trong hầm Vị trí các điểm trên trục đờng hầm và các kiến trúc trong hầm đều đợc

bố trí trên cơ sở của hệ trục tọa độ này

Phơng pháp giải tích đã hạn chế sự tích lũy sai số đo đạc và đảm bảo độ chính xác thông hầm đổi hớng cũng nh độ chính xác của các công trình kiến trúc nằm sâu trong lòng đất Do đó phơng pháp giải tích là phơng pháp bố trí đáng tin cậy và đợc ứng dụng rộng rãi trong xây dựng đờng hầm Đó cũng là nội dung chủ yếu của giáo trình này

Lới khống chế mặt bằng trên mặt đất có thể đợc thành lập dới dạng tam giác đo góc, lới đo cạnh, lới đo góc - cạnh hoặc lới GPS

Các điểm chủ yếu của trục đờng hầm phải đợc bao gồm trong lới khống chế

đó Hệ tọa độ của lới khống chế thờng lấy trục y trùng với trục hầm, nếu đờng hầm thẳng; hoặc trục y trùng với một tiếp tuyến tại điểm đào thông hầm; nếu đờng hầm cong

Để chuyển tọa độ và phơng vị từ trên mặt đất xuống hầm thì tại các cửa hầm, gần miệng giếng đứng, giếng nghiêng phải có điểm khống chế mặt bằng trên mặt đất Nếu điều kiện địa hình khó khăn không thể trực tiếp chọn điểm tại các vị trí thiết yếu ấy thì phải tăng dày lới khống chế bằng cách chêm điểm, lập đờng chuyển tăng dày hoặc đờng chuyển tiệm cận trên mặt đất

BÀI 4 CễNG TÁC ĐO LIấN HỆ LƯỚI ĐỘ CAO

23

4.1 Tỡm hiểu cụng tỏc đo liờn hệ lưới độ cao

Trong xây dựng đờng hầm, để tăng diện đào hầm và đồng thời cải thiện điều kiện thi công đào hầm, ngời ta thờng dùng biện pháp đào hầm bằng giếng nghiêng, giếng đứng và đôi khi còn có lỗ khoan

Lúc đó, để bảo đảm đào thông hầm đối hớng với độ chính xác quy định, cần phải chuyền toạ độ, phơng vị và độ cao của lới khống chế trên mặt đất xuống hầm qua giếng đứng để làm số liệu khởi tính cho lới khống chế trong hầm Công việc đó gọi là đo liên hệ qua giếng đứng

Trong đó việc chuyền toạ độ và phơng vị qua giếng đứng gọi là định hớng qua giếng đứng Thông qua việc đo định hớng, lới khống chế mặt bằng trong hầm

và lới khống chế mặt bằng trên mặt đất có cùng một hệ toạ độ thống nhất Còn thông qua việc chuyền độ cao từ mặt đất xuống hầm thì đã làm cho độ cao trong hầm và trên mặt đất có cùng một hệ độ cao thống nhất

Sai số định hớng qua giếng đứng có ảnh hởng đến độ chíng xác đào thông hầm Trong đó, sai số chuyền toạ độ từ mặt đất xuống hầm sẽ làm cho điểm đờng chuyền trong hầm chuyển dịch một lợng nh nhau và ảnh hởng của nó đối với độ chính xác đào thông hầm là một hằng số

Nh hình 3-1; A, B, C, D là vị trí chính xác của các điểm đờng chuyền trong hầm Do sai số chuyền toạ độ nên điểm khởi đầu A có sai số toạ độ mx, và my từ

đó các điểm đờng chuyền bị chuyển dịch song song đến các vị trí A’, B’, C’, D’