создание планово-высотных опорных геодезических - Ngp

ОБЩЕРОССИЙСКАЯ ОБЩЕСТВЕННАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ
«СОЮЗ МАРКШЕЙДЕРОВ РОССИИ»
Проект
Методических указания по проведению работ на земной поверхности
(создание планово-высотных опорных геодезических сетей, съемочных
сетей, разбивочные работы) по проведению подземных работ (создание
подземных планово-высотных опорных сетей, съемочных сетей и пр.,
разбивочные работы).
Москва 2012
СОДЕРЖАНИЕ
1. Область применения .................................................................................................................... 3
2. Общие положения ........................................................................................................................ 3
3. Создание планово-высотных опорных геодезических сетей .................................................. 4
3.1. Методы построения планово-высотного обоснования ......................................................... 4
3.2. Построение опорных сетей спутниковыми навигационными системами .......................... 6
4. Построение съемочных сетей при строительстве и эксплуатации тоннелей ........................ 7
4.1. Схемы построения сетей с применением спутниковой навигационной системы .............. 7
4.2. Создание опорной сети методом триангуляции при строительстве тоннелейError! Bookmark not
4.3. Создание опорной сети методом основной полигонометрии ............................................ 11
4.3.1. Составление проекта, рекогносцировка и закрепление знаков ....................................... 11
4.3.2. Измерение углов .................................................................................................................. 13
4.3.3. Измерение линий ................................................................................................................. 13
4.3.4. Вычисление полигонометрии ............................................................................................. 14
4.4. Подходная полигонометрия ................................................................................................... 15
4.5. Создание высотной опорной сети нивелированием II-III классов ..................................... 16
5. Ориентирование подземных выработок .................................................................................. 19
5.1. Методы ориентирования ........................................................................................................ 19
5.1.1. Ориентирование по створу двух визирных линий (отвесов) ........................................... 20
5.1.2. Ориентирование способом соединительных треугольников .......................................... 21
5.1.3. Гироскопический способ ориентирования ........................................................................ 22
5.1.4. Ориентирование через два ствола (ствол и скважину, две скважины) .......................... 25
5.1.5. Ориентирование через порталы, боковые штольни и наклонные выработки ............... 26
5.2. Передача отметок с поверхности в подземные выработки ................................................. 26
6. Подземная планово-высотная опорная сеть при строительстве подземных объектов ....... 29
7. Разбивка и съемка подземных сооружений и инженерных коммуникаций ........................ 37
7.1. Вычисления геометрических элементов трассы тоннеля ................................................... 39
7.2. Геометрическая схема трассы; контрольные вычисления на прямых, круговых и
переходных кривых ....................................................................................................................... 40
7.3. Профиль трассы, вертикальные кривые ............................................................................... 46
7.4. Вычисление пикетажа и смещений полигонометрических знаков относительно
проектной оси ................................................................................................................................. 48
7.5. Разбивка проектной продольной оси в подземных выработках и сооружениях .............. 51
7.6. Геодезическо-маркшейдерские работы при строительстве тоннелей подземным
способом ......................................................................................................................................... 57
7.7. Разбивочные работы при укладке железнодорожного пути в тоннелях ........................... 61
2
1. Область применения
Настоящие «Методические указания по проведению работ на земной
поверхности и по проведению подземных работ (создание подземных планововысотных опорных сетей, съемочных сетей и пр., разбивочные работы)» (далее –
«Методические указания») разработаны с учетом современного состояния развития
техники и геодезического приборостроения, средств и методов строительства и
эксплуатации транспортных тоннелей и инженерных коммуникаций в городе Москве. В
«Методических указаниях» рассмотрены вопросы создания планово-высотных опорных
маркшейдерско-геодезических сетей (далее – опорных сетей), разбивочные работы на
поверхности, и при строительстве подземных сооружений, которые включают: создание
подземных планово-высотных опорных сетей, съемочных сетей и пр., разбивочные
работы.
Настоящие «Методические указания» (далее - «Методические указания»)
составлены в дополнение к «Своду правил…...».
2. Общие положения
1. В качестве исходных пунктов поверхности могут служить пункты
государственной геодезической сети и сетей сгущения. Для создания опорных сетей
применение спутниковой технологии (аппаратуры и методов) не имеет существенных
ограничений, поскольку точность этой технологии удовлетворяет предъявляемым
требованиям, а при выборе местоположения пунктов опорной сети на земной
поверхности необходимо предусматривать возможность беспрепятственного проведения
спутниковых наблюдений.
3. Исходной плановой основой на поверхности могут служить имеющиеся на
территории строительства пункты полигонометрии, триангуляции и трилатерации 4-го
класса (при расстоянии между сбиваемыми выработками L > 1 км) или 1-го разряда (при
L < 1 км). Высотной основой могут являться реперы и марки городской или
государственной геодезической сети IV класса.
4. Опорную сеть на территории строящегося объекта создают методами
триангуляции 1 и 2 разрядов, нивелированием III и IV классов.
5. Для ориентирования и центрирования подземных опорных сетей в качестве
исходных пунктов используются пункты триангуляции (полигонометрии) 1 разряда или
опорных сетей более высокого разряда. Подходные пункты располагаются не далее 100
м от устья стволов или от порталов.
7. Пункты опорной сети, используемые в качестве исходных для определения
опорных реперов профильных линий наблюдательных станций при наблюдениях за
деформацией земной поверхности располагают в местах, обеспечивающих их
устойчивость на период проведения наблюдений.
8. Пункты опорной сети, расположенные на территории производственнохозяйственной деятельности организации, сдаются для наблюдения за сохранностью
этой организации.
9. Работы по созданию и развитию опорной сети при строительстве подземных
объектов, как правило, проектируются и производятся специализированными
3
организациями. Данный вид работ производится в соответствии со специальным
проектом производства маркшейдерских работ (далее - ППМР), утвержденным в
установленном порядке в соответствии с разделом 9 «Свода правил».
3. Создание планово-высотных опорных сетей
3.1. Методы построения планово-высотного обоснования
1. Проект развития планово-высотного обоснования составляется согласно плану
развития транспортных и других подземных сооружений. Средняя квадратическая
погрешность взаимного определения конечных точек не должна превышать величин,
рассчитываемых по формулам, приведенным в табл. 3.1.
Таблица 3.1
Формулы подсчетов средней
Условия построения исходной плановой основы
квадратической погрешности
СКП
Тоннели сооружаются через порталы или
штольни:
L
m  0,6
без последующего сгущения ходами
l
основной полигонометрии
при последующем сгущении
L
m  0,4
l
Тоннели сооружаются через стволы:
L
без последующего сгущения ходами
m  0,45
l
основной полигонометрии
при последующем сгущении
L
m  0,3
l
В указанных формулах:
 — величина допустимого отклонения рабочей оси тоннеля от окончательной
оси, определяемой после сбойки встречных тоннелей;
L — длина сооружаемого тоннеля;
l — среднее расстояние между смежными стволами, порталами, штольнями.
При создании основных сетей, обеспечивающих строительство тоннелей, для
которых предельная погрешность сбойки определяется допуском ± 50 мм,
руководствуются требованиями таблице 3.2.
4
Таблица 3.2
Общ Разряд Длина Средняя Допуст Относит Средняя Допусти Относит Средняя Допустим
ая триангу сторон квадрати имая
ельная относите
мое
ельная погрешн
ая
длин ляции триангу ческая невязка погрешн льная увеличе погрешн
ость
погрешно
а
ляции в погрешн треугол
ость
погрешн
ние
ость
дирекцио
сть
тонн
км
ость
ьника измерени
ость
базисно определе нного ориентир
еля
измеренн
я длины выходно й сети
ния
угла
ования
ого угла,
базиса
й
ромбиче длины наиболее
L
подсчита
стороны ского наиболее слабой
нная по
вида
слабой стороны
невязкам
стороны
сети
в
сети
треуголь
никах
Боле
I
4-10
±0",7
±3"
1:800000 1:400000
2,5
1:200000
±1",5
±4"
е
8 км
От 5
до 8
км
II
2-7
±1",0
±4"
1:500000 1:300000
2,5
1:150000
±2",0
±8"
От 2
до
5 км
III
1,5-5
±1",5
±6"
1:400000 1:200000
3
1:120000
±3",0
±15"
От 1
до
2 км
IV
1-3
±2",0
±8"
1:300000 1:150000
3
1:70000
±4",0
±20"
Примечание. В таблице длина L учитывает случай сооружения тоннеля из двух крайних его точек. При
наличии промежуточных стволов или штолен необходимо определять величину
LЭКВ
по формуле
LЭКВ  Ll ,
где L - общая длина тоннеля;
тоннельных работ.
l
- среднее расстояние между смежными точками открытия фронта
В случаях, когда вместо триангуляции в составе разбивочной основы
прокладывается полигонометрия, ее точность должна соответствовать требованиям,
установленным в таблице 3.3.
Таблица 3.3
Длина Разряд Длины Средняя квадратиСредняя
тоннеля, тон- сторон,
ческая
относительная
км нельной км
погрешность
погрешность
полигоизмеренного угла измерения стороны
нометповорота
рии
по
оценка, по
для
для
оценке многократ- криволи- прямолина
ным
нейного
нейного
станции измерениям тоннеля
тоннеля
и невязкам
фигур
Более 8 I — Т 3-10 ±0,"4
±0,"7
1:300000 1:150000
От 5 до 8 II  Т 2-7
±0,"7
±1,"0
1:200000 1:100000
От 2 до 5 III—Т 1,5-5 ±1,"0
±1,"5
1:150000 1:70000
От 1 до 2 IV—Т 1-3
±1,"5
±2,"0
1:100000 1:50000
Допустимые относительные
погрешности хода
для криволинейного
тоннеля
1:200000
1:150000
1:120000
1:70000
для прямолинейного
тоннеля
по попере- по прочному
дольному
сдвигу
сдвигу
1:200000
1:150000
1:120000
1:70000
1:100000
1:70000
1:60000
1:40000
3. Опорные сети для обеспечения строительства подземных сооружений должны
5
привязываться к государственной или городской (местной) геодезической сети.
2. Центры и реперы основных и подходных полигонов закладываются по
правилам, описанным в соответствующих разделах настоящих «Методических
указаний».
3.2. Построение опорных сетей спутниковыми навигационными системами
1. Опорная сеть, созданная с применением спутниковой навигационной системы
(далее - СНС) является основной сетью (каркасом) для дальнейшего сгущения
(Рис. 3.1). Опорные пункты, координаты которых получены СНС, могут дополнять
ранее созданные сети.
Рис. 3.1.
2. При создании опорной сети с применением СНС взаимная видимость между
пунктами опорной сети не обязательна. Единственными требованиями для приема
сигналов со спутников является отсутствие препятствий, закрывающих небо более 1520° над горизонтом, расположение зданий ближе 25 м и телевизионных передатчиков
ближе 1 км.
При наличии препятствий (закрытий пространства) по составленным абрисам
моделируется закрытие небесной сферы, используя программное обеспечение на
компьютере для получения прогноза на дату наблюдений, по которому определяется
наиболее благоприятный период производства работ.
3. Наблюдения производятся в статическом режиме в соответствии с техническим
паспортом на приемник спутниковой системы определения координат и высот с
соблюдением всех допусков и не менее двукратных наблюдений каждого пункта.
4. Комплект оборудования используемого при производстве измерений,
поверяется в установленном порядке с учетом инструкций производителей приборов и
инструментов.
5. Определение координат пунктов сети по исходному одному пункту дает единственное решение без избыточной информации.
6. Сеанс приема спутниковых сигналов производится одновременно всеми
приемниками. Количество сеансов (время) наблюдений зависит от необходимой
точности получения координат и от характеристики применяемых приемников
спутниковой системы определения координат и высот. Продолжительность наблюдений
зависит от количества приемников и количества наблюдаемых спутников. При
статическом методе, одновременном использовании 4 приемников и приеме сигналов с 4
6
спутников, время наблюдений составляет 45-60 минут.
7. Методика производства работ и тип системы координат уточняются в
соответствии с требованиями используемой системы позиционирования.
8. Камеральная обработка выполняется на ЭВМ по программе, являющейся
прикладной к данному комплекту оборудования.
9. Средняя квадратическая погрешность определения дирекционных углов,
полученных по наблюдениям, не должна превышать 5".
10. Геодезическая сеть уравнивается как трехмерное (пространственное)
построение. Для контроля производится уравнивание сети одним из строгих способов.
11. Все пункты опорной сети должны иметь высотные отметки, определенные
проложением нивелирных ходов 3 или 4 классов или определены с помощью СНС по
специальной программе.
12. Траверсные съемки должны иметь пункты высотного обоснования на каждом
конце сети и на обеих сторонах траверса, т.е. не менее четырех исходных точек,
окаймляющих сеть. Ни одна определяемая точка не должна быть далее 5 км от исходного высотного репера.
13. При отсутствии необходимого высотного обоснования высоты в район
съемки передаются прокладкой нивелирных ходов.
14. Методика производства работ и тип системы координат уточняются в
соответствии с требованиями используемой системы позиционирования.
4. Построение съемочных сетей при строительстве и эксплуатации тоннелей
4.1. Схемы построения сетей с применением спутниковой навигационной
системы
1. При строительстве тоннелей для построения опорных сетей рекомендуется
применять технологию измерений с СНС.
При необходимости опорные сети могут прокладываться методами триангуляции,
полигонометрии и др.
2. Сеть пунктов геодезических координат, определенных СНС, строится взамен
ранее создаваемых сетей триангуляции, полигонометрии, трилатерации (Рис. 4.1.) и
является основной сетью (каркасом) для дальнейшего сгущения (подробнее см. разд. 3).
7
Рис. 4.1.
3. Заполняющие сети сгущения создаются с помощью приемников СНС или
методами полигонометрии (см. Рис. 4.2 - 4.8.) с целью получения припортальных
(приствольных) плановых точек в районах стволов, порталов тоннелей и т.д. с
требуемыми для строительства точностью и густотой. Сети сгущения могут строиться в
виде геометрических фигур, удобных для подхода к стволу, порталу и т.д. Определение
пунктов сети выполняется дважды с разных пунктов опорной плановой сети. Между
пунктами сети сгущения обеспечивается взаимная видимость. Если применение СНС
невозможно, рекомендуется прокладывать подходную полигонометрию с применением
электронных тахеометров и опираясь на пункты СНС.
4. При строительстве транспортных тоннелей опорная сеть создается в три этапа:
1) Создание опорной сети с использованием приемников СНС на весь объект
строительства (цепь треугольников, четырехугольников, центральная система - длина
сторон 3 - 10 км). Место закладки - поверхность земли (предпочтительно) или крыши
зданий (Рис. 4.2).
Рис. 4.2.
2) Сгущение сети (заполняющая сеть) с помощью приемников СНС на все
участки строительства (длина сторон 300 - 500 м). Место закладки - поверхность земли
(бетонные монолиты ниже глубины промерзания, вне зоны деформации). Рис.(4.3, 4.4).
Рис. 4.3.
8
Рис. 4.4.
Сеть строится в виде одной - двух фигур геодезического четырехугольника
(Рис. 4.5), центральных систем и других фигур.
Рис. 4.5.
При расстоянии между порталами до 10 км применяются одночастотные
приемники СНС.
При расстоянии между порталами 10 км и более применяются двухчастотные
приемники, либо создаются сеть четырехугольников с длинами сторон до 10 км (при
применении одночастотных приемников).
3) Для дальних разбивок, крепления котлована, исполнительных съемок
применяются электронные тахеометры и нивелиры.
5. При строительстве транспортных тоннелей подземным (горным) способом
опорная сеть создается в два этапа:
1) Создание основной сети с использованием приемников СНС на весь объект
строительства (город, район) (Рис. 4.6).
9
Рис. 4.6.
2) Сгущение сети (заполняющей) на каждый объект 4 строительства. (Рис. 4.7).
Рис. 4.7.
В непосредственной близости от ствола закладываются знаки (бетонный
монолит, ниже глубины промерзания), расстояние между точками 200 - 300 м. С каждой
точки "двойного базиса" должны быть определены не менее 2-х ориентирных
направлений (орн), которые представляют собой стенные марки, забуриваемые в
капитальные строения (Рис. 4.8).
Рис. 4.8.
6. Все пункты опорной сети должны иметь высотные отметки, определенные из
геометрического нивелирования II и III классов.
3. Существующие пункты городской триангуляции, относящиеся к сетям 1 и 2
классов, могут быть использованы в качестве опоры полигонометрии. Пункты 3 класса
могут быть использованы только в том случае, если будет установлено, что ошибки
определения координат двух смежно-расположенных пунктов обеспечивают получение
10
сторон между ними с ошибкой, не превышающей 1:50 000.
4.3. Создание опорной сети методом основной полигонометрии
1. Основная полигонометрия прокладывается по поверхности вдоль трассы
строящегося тоннеля и имеет целью обеспечить опорными пунктами полосу территории
шириной, равной пятикратной глубине заложения тоннеля. Точность соответствует
требованиям, установленным в таблице 3.3.
2. Пункты основной полигонометрии служат опорой при прокладке съемочных
ходов и подходных ходов и полигонов на строительных участках использования их при
разбивках и ориентировании шахт.
3. Сеть основной полигонометрии представляет собой цепочку замкнутых
полигонов, вытянутую вдоль трассы и опирающуюся на пункты триангуляции. Длины
полигонометрических ходов между привязками к триангуляции не должны быть более
3 км.
При проектировании и полевых измерениях в основной полигонометрии
необходимо соблюдение следующих условий:
- длина ходов между узловыми точками не должны быть более 1 км;
- средняя квадратическая погрешность измерения угла не должна превышать ± 3";
- средняя длина линии должна быть около 250 м. наибольшая длина не должна
превышать 300 м, наименьшая - должна быть не менее 150 м;
- коэффициент случайного влияния измерения линий (μ) не должна превышать ±0,0003,
1
а коэффициент систематического влияния  
 не должен быть более 0,00001;
30
- для метрополитенов и тоннелей длиной свыше 0,5 км, но не более 1,5 км,
относительная невязка в периметре хода не должна превышать 1:35 000;
- для тоннелей длиной менее 0,5 км относительная невязка в периметре хода не должна
превышать 1:20 000;
- измерения углов и линий основной полигонометрии производятся дважды, в разное
время и в различных условиях. Вторые наблюдения рекомендуется производить
другими наблюдателями и инструментами.
4. В ходах основной наземной полигонометрии число углов в замкнутых
полигонах и между передачами дирекционных углов с пунктов триангуляции должно
быть не более 7-8.
4.3.1. Составление проекта, рекогносцировка и закрепление знаков
1. Проект основной полигонометрии составляется на планах в масштабах 1:2000
или 1:5000 с нанесенной на них трассой и спроектированными расположениями стволов
и строительных площадок.
2. При составлении проекта сети учитывается возможность использования существующих знаков городской полигонометрии и смотровых колодцев городских
подземных сооружений в качестве пунктов полигонометрии. В составленном проекте
должна быть предусмотрена наиболее простая и удобная связь полигонометрии с
триангуляцией с учетом последующего уравнивания полигонометрии.
3. В запроектированных ходах между узловыми точками с числом линий,
большим 10, предусматривается возможность передачи дирекционного угла с пунктов
триангуляции на одну из линий в середине хода.
11
5. Все намечаемые к закладке полигонометрические центры привязываются не
менее чем тремя линейными промерами к постоянным предметам местности с
зарисовкой местоположения центра.
6. Места закладки грунтовых знаков согласовывают с соответствующими
городскими организациями, ведающими учетом подземного хозяйства (газовые,
водопроводные, кабельные и другие подземные сети).
7. При детальной рекогносцировке учитывается требование, чтобы визирный луч
не располагался ниже 0,5 м над поверхностью земли и не проходил ближе 0,5 м от
боковых предметов.
8. На смотровых колодцах подземных городских сооружений, выбранных в качестве полигонометрических пунктов, центр отмечается просверленным на ободке
отверстием глубиной не менее 8 мм и диаметром 1-3 мм. Центр обрубается при помощи
зубила квадратом (Рис. 4.9).
Рис. 4.9.
9. Закладка новых капитальных полигонометрических центров производится
согласно требованиям инструкции по городским съемкам по типу, указанному на
Рис. 4.10.
12
Рис. 4.10.
Временные полигонометрические центры разрешается закладывать в виде
зацементированных трубок длиной 0,4-1,5 м или в виде забитых в асфальте костылей
длиной не менее 450 мм (Рис. 4.11).
10. После закладки центра производится привязка его к местным предметам, составляется абрис.
Рис. 4.11.
4.3.2. Измерение углов
1. Измерение углов основной полигонометрии производится способом круговых
приемов инструментами с точностью не менее 2"
2. Центрировка инструмента и визирных марок над пунктами производится с
погрешностью не более ± 0,5 мм.
3. При измерении углов на пункте с направлениями больше двух, в местах интенсивного уличного движения необходимо измерение производить по отдельным углам с
вводом невязки горизонта.
4. Предельная невязка в сумме углов по горизонту f  не должна превышать величины, определяемой формулой:
f   2m n  6" n ,
где
m  - средняя квадратическая погрешность собственно измерения угла;
n - число углов.
5. Максимальная величина колебаний приведенных к нулю направлений в
отдельных приемах не должна превышать ± 8".
6. Расхождение двух отсчетов на замыкающее направление в полуприеме не
должно превышать ± 8".
4.3.3. Измерение линий
1. Линии основной полигонометрии измеряются электронными тахеометрами.
2. Углы и линии измеряются в ходах полигонометрии дважды.
13
3. Расхождения при измерении длин линий не должны превышать ±5 мм.
4.3.4. Вычисление полигонометрии
По окончании обработки журналов линейных измерений вводятся поправки за
редуцирование на поверхность относимости на плоскость Гаусса-Крюгера.
Вычисление поправок в измеренные линии производится до 0,1 мм.
Окончательная длина линии округляется до 1 мм.
Вычисление длин линий производится в две руки, расхождение результатов
вычислений не должно превышать 0,4 мм.
По окончании вычисления длин линий составляется схема ходов с указанием на
ней окончательных значений углов, длин линий и угловых невязок фигур. Затем
производится оценка точности угловых измерений по формуле:
 f 2 
 
 n 
m     ,
N
где m  - средняя квадратическая погрешность измеренного угла;
f  - угловая невязка в полигоне или ходе;
n – число углов в полигоне или ходе;
N – число полигонов и ходов.
Для уравнивания сети может быть использован любой из известных способов
строгого уравнивания полигонометрии. Уравнивание производится на персональном
персональных компьютерах. Для исключения ошибок уравнивание необходимо
производить в две руки разными людьми и на разных персональных компьютерах.
Производиться оценка точности полигонометрической сети по уравненным
данным.
Составляется таблица, характеризующая полученную точность полигонометрии
по каждому ходу.
Составляются каталоги. В каталоги вписываются уравненные значения:
- дирекционных углов с округлением до 1";
- линий с округлением до 1 мм;
- координат с округлением до 1 мм.
Закрепление пунктов на концах базисов и линейные измерения выполняются по
правилам, установленным для основной полигонометрии. Если пункт триангуляции
доступен для измерения углов, то измерения обязательны.
Если для измерения углов на пункте триангуляции необходимо спроектировать
центр знака, то эта работа выполняется тщательно выверенным теодолитом, с трех постановок инструмента, с расчетом получения проектировочных плоскостей под углами
120°, но не менее 45°. Проектирование производится при двух кругах.
Треугольник погрешностей не должен иметь сторон больших 5 мм.
Измерение углов на пункте триангуляции для снесения координат производится
способом круговых приемов с измерением не менее двух направлений на пункты
триангуляции.
При внецентренном стоянии инструмента измерение элементов центрировки
должно быть выполнены дважды, с ошибкой линейного элемента не больше 1 мм. При
14
небольшой величине линейного элемента определение центрировки может быть выполнено графически.
При наличии редукции элементы ее измеряются так же, как и элементы центрировки.
Невязки в треугольниках не должны превышать 10".
Для целей уравнивания произведенных измерений при снесениях координат
составляется схема, на которой вписываются величины измеренных углов, длин линий и
полученные угловые невязки в фигурах.
При схеме снесений, состоящей из двух треугольников, общая сторона этих
треугольников вычисляется отдельно по каждому треугольнику, предварительно распределив угловую навязку поровну на три угла.
Расхождение в вычисленных значениях неприступного расстояния из двух треугольников не должно превышать 1:25 000.
При упрощенных вычислениях из полученных результатов неприступного расстояния берется среднее значение, которое и используется для вычисления координат.
При неблагоприятной форме треугольников должно быть произведено строгое
уравнивание снесения координат с получением поправок как в измеренные углы, так и в
длины базисов.
После строгого уравнивания необходимо произвести оценку точности снесения
координат.
4.4. Подходная полигонометрия
1. В целях обеспечения исходными пунктами производства ориентирования
подземных выработок, а также различных разбивок и съемок строительных площадок,
прокладывается подходная полигонометрия.
2. Подходная полигонометрия представляет собой систему ходов или замкнутых
полигонов, опирающихся не менее чем на два пункта основной полигонометрии.
3. Длины отдельных ходов или полигонов в подходной полигонометрии не
должны превышать 300 м. Походная полигонометрия должна иметь минимальное число
углов поворота, а длины сторон ее не должны быть менее 30 м.
4. На строительных площадках полигонометрические пункты закладываются в
местах, обеспечивающих их сохранность.
5. Места для закрепления знаков должны обеспечивать удобную установку
угломерных инструментов и визирных марок. Визирные лучи должны проходить не
ближе чем на 0,3 м от местных предметов и поверхности земли.
6. Знак подходной полигонометрии представляет собой металлический штырь
диаметром 2-3 см или отрезок рельса длиной 0,4-0,5 м, бетонируемый в яме с
поперечным сечением 0,7x0,7 м и глубиной 0,5-1,0 м. В центре штыря или рельса
просверливается отверстие диаметром 2-3 мм. Разрешается также использовать
обечайки смотровых колодцев подземных коммуникаций в качестве временных знаков.
7. Угловые измерения выполняются инструментами и способами, указанными в
разделе основной полигонометрии.
8. При измерении углов устанавливаются следующие допуски:
- расхождение двух отсчетов на замыкающие направление в полуприеме не должно
превышать 8";
- расхождение значений, приведенных к нулю направлений в отдельных приемах, не
15
должно превышать 10", а при коротких сторонах (30-40 м) – 15";
- угловая невязка в замкнутых полигонах или в ходах между твердыми дирекционными
углами не должна превышать ± 8" n , где n -число измеренных углов.
9. Линии подходной полигонометрии измеряются электронными тахеометрами,
соответствующими требованиям ГОСТ по точности.
10. Относительная невязка в периметре хода не должна превышать 1:20 000.
4.5. Создание высотной опорной сети нивелированием II-III классов
1. В целях создания высотной опорной геодезической основы на поверхности для
строительства метрополитенов и тоннелей различного назначения производится нивелирование II - III классов.
2. Нивелирование для строительства метрополитенов базируется на марках и
реперах государственной нивелирной сети I и II классов.
3. Проект нивелирной сети для строительства метрополитенов составляется на
планах, на которых предварительно наносятся проект трассы и все реперы и марки государственных нивелировок в районе трассы.
При составлении проекта нивелирной сети для строительства метрополитенов
учитывают:
- расстояния между марками и реперами, определенными нивелированием высших
разрядов, должны быть не более 2 км;
- длины ходов между узловыми реперами не должны превышать 1 км;
- расстояние между реперами на проездах не должно превышать 200 м, а в
малозастроенной части не более 300 м;
- около строительных площадок, а также в районах сложных узлов строительства,
расстояние между реперами уменьшается до 100 м;
- выбор типа реперов зависит от физико-географических особенностей производства
работ и конкретного участка.
Составленный проект нивелирной сети уточняется и дополняется в процессе
рекогносцировки.
4. При строительстве внегородских тоннелей в качестве реперов используются
как специально заложенные знаки, так и пункты триангуляции и полигонометрии.
При наличии вблизи трассы зданий и сооружений в них закладываются стенные
реперы.
На незастроенной территории в районах строительных площадок, стволов,
порталов обязательно закрепление не менее двух знаков высотной основы.
Стенные реперы закладываются в стенах зданий (Рис. 4.12) не менее чем за три
дня до начала нивелирования, грунтовые реперы (Рис. 4.13) закладываются не менее чем
за 10 дней до начала работ. Их местоположение зарисовывается, привязывается и
наносится на план.
5. Порядок работ и контроль на нивелирной станции производится в соответствии
с «Инструкцией по нивелированию I, II, III и IV классов ГКИНП (ГНТА)-03-010-03»,
Федеральная служба геодезии и картографии России, г. Москва ЦНИИГАиК, 2004г.
Перед началом работ нивелиры и рейки исследуют и поверяют с целью установления их пригодности для нивелирования требуемого класса точности, приведения
их в рабочее состояние и определения постоянных.
16
Рис. 4.12.
Рис. 4.13.
Для нивелирования II класса применяют наиболее совершенные инструменты и
методы наблюдений с возможно полным исключением систематических ошибок.
6. Допустимые расхождения в превышениях между прямыми и обратными ходами, а также невязки в полигонах или ходах, опирающиеся на марки и реперы I и II
классов, подсчитывают по формуле: f hдоп  5 мм L , где L - число километров.
7. При получении невязки хода больше установленной, нивелирование на этом
участке повторяется в одном, менее надежном направлении.
Если результаты повторного нивелирования будут отличаться от результатов
первоначального прямого и обратного нивелирования не более полуторного допуска (
 7 L мм), то за окончательное превышение принимается среднее из трех превышений.
При больших расхождений нивелирование повторяется заново в прямом и обратном
17
направлениях.
8. Оценка точности результатов нивелирования производится:
а) по невязкам в полигонах и ходах между марками и реперами, средняя квадратическая
случайная погрешности нивелирования определяется по формуле:
1шт
где
 f h2 
 
 n 

,
N
f h -невязка полигона (хода);
n - число штативов полигона (хода);
N - число полигонов (ходов).
б) по разностям превышений, полученных из двойного нивелирования ходов, средняя
квадратическая случайная погрешность на 1 км хода определяется по формуле:
2
1км   2 L ,
N
где
∆ - величины разностей превышений из двойного нивелирования ходов;
L - длина ходов;
N - число ходов.
После уравнивания вычисляется средняя квадратическая погрешность на 1 км
хода по формуле:
1км  
 p  ,
N r
где
p - вес хода;
δ - поправка хода;
N - число нивелирных ходов;
r - число узловых точек.
Средняя квадратическая погрешность на 1 км хода не должна превышать ±1 мм.
9. Нивелирование III класса ведется замкнутыми полигонами или вытянутыми
ходами в прямом и обратном направлениях. Ходы и полигоны привязываются к реперам
нивелирования высших классов.
10. Ходы нивелирования III класса прокладываются для передачи отметок к
стволам, скважинам и припортальным выработкам для:
- обеспечения высотной основой тоннелей;
- сгущения высотной основы II класса для наблюдения за деформацией поверхностных
сооружений;
- как самостоятельная высотная основа при строительстве тоннелей, протяженностью не
свыше 2 км, а в горной местности - 3 км.
11. Нивелирование III класса выполняется по костылям или башмакам в прямом и
обратном направлениях. Нивелирование производится из середины при расстояниях от
инструмента до реек около 50 м. В случае плохой видимости эти расстояния
сокращаются.
Расхождения между превышениями на станциях не должны превышать 3 мм.
12. Допустимая невязка в ходах между опорными пунктами или в замкнутых
18
полигонах определяется по формуле:
f hдоп  10 мм L ,
где
L - длина нивелирного хода или периметр полигона.
При наличии в ходе или полигоне более 16 штативов на 1км допустимая невязка
определяется по формуле:
f hдоп  2,5 мм n ,
где
n - число штативов в ходе или полигоне.
13. Уравнивание нивелирных ходов II и III классов производится на
персональном компьютере в две руки разными людьми и на разных компьютерах.
При предварительных вычислениях нивелирного хода II класса округления
ведутся до 0,05 мм, при уравнивании – до 0,1 мм.
Предварительные и уравнительные вычисления нивелирования III класса ведут с
округлением до 0,1 мм.
В результате нивелирования II и III классов составляется каталог высот пунктов
нивелирования.
В каталоги выписываются уравненные значения:
- для II класса – до 0,1 мм;
- для III класса – до 1,0 мм.
5. Ориентирование подземных выработок
5.1. Методы ориентирования
1. Ориентирование подземной маркшейдерской основы имеет целью передачу
дирекционного угла и координат с пунктов геодезического обоснования на поверхности
на знаки подземной основы.
Особое внимание при ориентировании должно быть обращено на передачу
дирекционного угла, так как влияние ошибки переданного дирекционного угла на
поперечную ошибку подземной маркшейдерской основы увеличивается вместе с
увеличением длины подземного хода.
Для ориентирования и центрирования подземных опорных сетей в качестве
исходных пунктов используют пункты триангуляции (полигонометрии) 1 – го разряда
или сетей более высокого класса точности. Пункты опорной сети на поверхности
располагают не далее 300 м от устьев шахтных стволов. Подходной пункт и не менее
двух смежных с ним пунктов опорной сети на поверхности закрепляют постоянными
реперами (центрами). На промышленной площадке закладывают не менее трех реперов;
кроме того, в надшахтном здании, в непосредственной близости от устья ствола,
закладывают два стенных репера. Высоты реперов определяют нивелированием с
точностью не ниже IV класса.
2. В зависимости от вида выработок, соединяющих тоннель с дневной
поверхностью, применяются следующие способы ориентирования подземной
маркшейдерской основы:
а) через один вертикальный ствол;
б) гироскопическое ориентирование;
в) через горизонтальные и наклонные выработки;
19
г) через два вертикальных ствола.
3. В зависимости от местных условий при строительстве тоннелей и линий
метрополитена необходимо применять сочетание различных способов ориентирования.
Гироскопический способ ориентирования подземных маркшейдерских опорных сетей
рекомендуется применять во всех случаях. При стволах глубиной 100 м и более - только
гироскопическое ориентирование.
6. Ориентирование подземной маркшейдерской опорной сети производится
независимо дважды (одним или разными методами).
7. Ориентирование по створу двух визирных линий, производится для проходки
околоствольных выработок, а также задания первоначальных направлений подходным
штольням.
8. Ориентирование через наклонные выработки производится методом полигонометрии.
9. Измерения, связанные с передачей дирекционного угла с поверхности в
тоннель через наклонный ход, рекомендуется производить ночью при искусственном
освещении.
Ориентирование через вертикальный ствол производится с помощью лазерных
приборов вертикального визирования или отвесов и состоит из:
а) проектирования точек с дневной поверхности на горизонт подземных
выработок;
б) примыкания к проектируемым точкам на поверхности и в подземных
выработках.
Для обеспечения максимальной величины "базиса" - расстояния между линиями
визирования - в проекте армировки ствола должны быть предусмотрены проектирующей
организацией места для беспрепятственного пропуска линий визирования на
максимальном удалении друг от друга по линии, параллельной оси подъема.
10. На поверхности и в подземных выработках приствольные знаки выбираются с
соблюдением следующих условий:
а) расстояния от приствольных знаков до ближайшей линии визирования должны
быть минимальными, при этом знаки должны находиться возможно ближе к
проектируемому створу визирных линий;
б) приствольный знак на поверхности включается в ход подходной
полигонометрии;
в) с приствольного знака на поверхности, как правило, должен быть виден один
из пунктов триангуляции или вспомогательный азимутальный пункт.
5.1.1. Ориентирование по створу двух визирных линий (отвесов)
1. При ориентировании способом створа двух визирных линий на поверхности
инструментальным путем по заранее заданному направлению выставляются два
лазерных прибора вертикального визирования.
2. Установка приборов линии с известным дирекционным углом производится с
максимально возможной точностью.
3. Внизу электронный тахеометр устанавливается над полигонометрическим
знаком с ненакерненным центром. После установки инструмента в створе визирных
линий производится кернение центра, закрепление створных линий (используемых в
20
дальнейшем для целей контроля) и измерение угла на другой полигонометрический
знак. Если инструмент устанавливается не над полигонометрическим знаком, а на
потерянной точке I, но в створе отвесов (Рис. 5.1), производится измерение
дополнительных углов  1 и  2 .
Рис. 5.1. Схема передачи дирекционного угла от створа отвесов на линию
подземной полигонометрии (план)
4. Передача координат с приствольного знака на поверхности на знаки подземной
полигонометрии осуществляется путем измерения расстояний:
а) на поверхности - от инструмента до визирных линий (отвесов);
б) внизу - от инструмента до визирных линий (отвесов) и до
полигонометрических знаков.
5.1.2. Ориентирование способом соединительных треугольников
1. При удалении забоев от ствола шахты свыше 50 м производится
ориентирование способом соединительных треугольников.
При ориентировании способом соединительных треугольников в ствол
опускаются две визирные линии (отвесы), которые наблюдаются с приствольных знаков
на поверхности и внизу (Рис. 5.2).
2. Визирные линии относительно инструментов располагаются так, чтобы формы
соединительных треугольников, решаемых по формуле синусов, отвечали следующим
требованиям:
а) измеряемые углы между отвесами (  и  1 ) должны быть минимальными (не
более 2°);
б) расстояния от инструментов до ближайших визирных линий (отвесов)
b
b
выбираются минимальными, при этом значения отношений
и 1 не должны
a
a1
превышать величины 1,0.
21
Рис. 5.2. Ориентирование шахты способом соединительных треугольников:
1 - отвесы с грузами; 2 - лебедки и центрировочные пластинки; 3 - баки с маслом; 4 полигонометрические знаки; 5 - теодолиты; 6 - настил на брусьях для крепления пластинок и
лебедок; 7 - ствол шахты и копер из тюбингов; 8 - околоствольный двор
3. При измерении углов на поверхности за начальные принимаются направления
на азимутальный пункт или наиболее удаленный знак подходной полигонометрии. На
подземном горизонте за начальное принимается направление на самый удаленный
полигонометрический знак.
4. Если передача дирекционного угла к приствольному знаку возможна только
через короткие линии, она осуществляется с помощью двух или трех инструментов от
азимутального пункта или от линии основной полигонометрии.
5. При передаче дирекционного угла на приствольный стан с линий основной
полигонометрии дирекционные углы этих линий подкрепляются передачей на них
дирекционных углов непосредственно с пунктов триангуляции или через
вспомогательные знаки.
6. Ориентирование способом соединительных треугольников производится также
и без закрепления приствольной точки на подземном горизонте.
7. Решение соединительных треугольников, вычисление дирекционных углов и
координат производятся независимо, в две руки.
8. Расхождения значений дирекционного угла, переданного с трех положений
отвесов на исходную сторону подземной полигонометрии, не должны превышать 20".
5.1.3. Гироскопический способ ориентирования
1. Для определения дирекционных углов сторон подземной опорной сети следует
22
применять маркшейдерские гироскопические приборы, позволяющие выполнять
ориентирование со средней квадратичной погрешностью не более 1'.
2. К выполнению работ допускаются гиротеодолиты, прошедшие поверку в
установленном порядке. Гиротеодолиты поверяются не реже чем через 3 месяца.
3. Ориентирование стороны подземной полигонометрии выполняется двумя
различными бригадами, независящими друг от друга, желательно различными типами
приборов, удовлетворяющими требованиям по точности.
4. Гироскопические измерения, их обработка и вычисления выполняются в
соответствии с требованиями руководства по эксплуатации прибора.
5. Ориентирование гироскопическим методом производится:
- первый раз - когда забой находится от ствола в пределах от 50 до 60 м;
- второй раз - когда проходка по основной трассе достигает 100-150 м;
- далее через каждые 200 м.
6. Ориентирование стороны подземной полигонометрии гироскопическим
способом с помощью гиротеодолита состоит из:
а) определения поправки гиротеодолита на стороне с известным дирекционным
углом на поверхности земли;
б) определения дирекционного угла ориентируемой стороны подземной
полигонометрической сети;
в) повторного определения поправки гиротеодолита на стороне с известным
дирекционным углом.
7. Во время производства работ по гироскопическому ориентированию на объекте
должно быть обеспечено:
а) Строительный кран для опускания в котлован и поднятия из него приборов.
б) Средство транспортировки приборов к месту проведения работ по
гироскопическому ориентированию.
в) В течение всего периода работ должен быть возможен беспрепятственный и
удобный подход к знакам подземной полигонометрии для установки приборов.
г) Во время всего призводства работ (минимум 22 часа) должно быть исключено
влияние от вибрации транспортных средств и механизмов.
д) Сварочные работы и тому подобные работы должны быть запрещены. Должна
быть обеспечена хорошая вентиляция.
8. Определение поправки гиротеодолита проводится одним пуском на каждый из
двух гироблоков в прямом и обратном направлениях на двух ближайших к стволу
сторонах планового обоснования. Поправка определяется перед началом и после
окончания ориентирования подземной маркшейдерской опорной сети. Определение
поправки на поверхности перед началом подземного ориентирования и после окончания
ориентирования рекомендуется выполнять на различных базисах. Количество
ориентируемых направлений должно быть не менее двух.
9. Стороны полигонометрии, на которых определяются поправки, должны быть
расположены в разных концах полигонометрического хода (Рис. 5.3).
Длина стороны на поверхности для определения поправки - не менее 100 м.
Расхождения между значениями поправок – от 4" до 20" на каждый гироблок в
зависимости от длины тоннеля до сбойки (табл. 3.2).
Длина ориентируемой стороны в подземной выработке не должна быть меньше
23
30 м.
Рис. 5.3. Схема измерений
ГС – место установки прибора
10. Должны быть приняты меры по обеспечению неизменности положения
инструмента в течение приема (пуска). Недопустимо располагать гиротеодолит на
вибрирующем основании. Инструмент должен быть защищен от прямых солнечных
лучей.
11. Ориентирование стороны подземной полигонометрической сети проводят
двумя гироблоками с постановкой гиротеодолита, как правило, на обоих концах
ориентируемой стороны. Расхождение значений дирекционного угла подземной линии,
определенной из нескольких ориентирований, - не более 15".
12. Каждое определение поправки гиротеодолита производится одним - двумя
пусками на одной из ближайших к ориентируемой выработке сторон наземной основной
полигонометрии, дирекционный угол которой определен непосредственно с пункта
триангуляции.
13. Определение поправки гиротеодолита должно предусматривать чередование
получения поправки по прямому и обратному направлениям стороны полигонометрии.
С учетом этого сторону полигонометрии нужно выбирать так, чтобы имелась
возможность постановки гироскопического теодолита на обоих ее концах.
При определении гироскопического азимута (Агир) измеряются направления на
пункты полигонометрии и вычисляется угол β (Рис. 5.4). Точность измерения угла 30".
Угол β должен быть не менее 15° и не более 150°. Также измеряется расстояние d от
прибора до ближайшего знака полигонометрии. Точность измерения расстояния 1 мм.
Расстояние измеряется рулеткой.
В гироскопический азимут Агир(вц), определенный «внецентренно», вносится
поправка ΔА:
Агир  Агир( вц)  А ;
 d sin  
А  arcsin 
.
 S 
24
Рис. 5.4.
В случае неоднократных ориентирований допускается использование поправки
гиротеодолита предыдущего ориентирования. При расхождении с предыдущими
определениями сверх допуска, определение поправки должно быть повторено по полной
программе.
Расхождение между значениями поправок является допустимым, если оно не
превышает величины
m
d  2
2,
n
где
m - средняя квадратическая погрешность определения гироскопического азимута
одним пуском;
n - количество пусков, которыми определена каждая из сравниваемых поправок.
Допуски на результаты измерений гиротеодолитами приведены в табл. 5.1.
Таблица 5.1
№№
допуска
1
2
3
Виды контроля измерений
Расхождение геодезической привязки, не более
Расхождение между азимутами, полученными в
различных пусках одним прибором, не более
Расхождение между азимутами, полученными
приборами, не более
– из одного пуска
– из двух и трех пусков
Достоверная оценка надежности
многократного ориентирования.
может
Допуски на результаты измерений
при заданной точности
определения астрономического
азимута
3"
5"
10"
15"
8
8
10
15
20
25
40
50
–
15
быть
25
20
получена
40
30
по
50
40
результатам
5.1.4. Ориентирование через два ствола (ствол и скважину, две скважины)
1. При наличии вертикальных скважин на трассе они используются для
ориентирования по методу двух стволов. Это ориентирование дает возможность
уточнить координаты и дирекционный угол непосредственно в забое.
2. При проходке тоннеля метрополитена глухим забоем свыше 800 м необходимо
25
наличие скважины для ориентирования тоннеля.
Спуск визирной линии (отвеса) через скважину производится так же, как при
ориентировании через вертикальный ствол.
3. Координаты визирной линии (отвеса) на поверхности и под землей
определяются одновременно. Дирекционный угол из ориентирования по двум стволам
получается после уравновешивания подземного полигонометрического хода между
двумя знаками, имеющими координаты, переданные с поверхности.
Если на трассе имеются две вертикальные скважины, то, кроме ориентирования
через ствол и скважину, производится ориентирование через две скважины.
4. После сбойки производится вычисление ориентирования, необходимое для
окончательного уравновешивания ходов подземной полигонометрии и уточнения
дирекционных углов приствольных исходных сторон для работ в противоположных
направлениях.
5. Уравновешивание ориентирования по способу двух стволов строгими
методами рекомендуется производить только при криволинейной форме трассы или при
значительных длинах подходных выработок.
6. При вытянутой форме хода вычисление ориентирования по способу двух
стволов производят упрощенными методами, но с обязательным использованием
дирекционных углов подземных станов, определенных из ориентирований через
вертикальные стволы.
7. При последовательных ориентированиях тоннеля через несколько скважин,
когда непосредственно опускались визирные линии (отвесы), значения координат знаков
подземной полигонометрии у каждой новой скважины принимаются по передаче с
поверхности, а значения дирекционных углов уточняются с учетом всех
ориентирований.
5.1.5. Ориентирование через порталы, боковые штольни и наклонные выработки
1. Передача координат от пунктов триангуляции или тоннельной полигонометрии
на предпортальный знак осуществляется вставкой дополнительного пункта
триангуляции (с измерением всех углов в фигурах), при помощи аналитической сети или
методом основной полигонометрии.
2. Передача дирекционного угла на предпортальную линию производится
непосредственно с пункта триангуляции или через вспомогательный азимутальный знак.
3. Угловые и линейные измерения при ориентировании через порталы, боковые
штольни и наклонные выработки производятся методами, принятыми для основной и
подходной полигонометрии.
4. Измерения, связанные с передачей дирекционного угла с поверхности в
тоннель через штольни, порталы и наклонные ходы, рекомендуется производить ночью
при искусственном освещении.
5.2. Передача отметок с поверхности в подземные выработки
1. 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.
3. Передача отметки в подземные выработки производится не менее чем с двух
исходных реперов, расположенных на поверхности и не менее чем на два репера в
26
подходных выработках.
4. Передача отметок в подземные выработки и тоннели осуществляется через
вертикальные стволы, вентиляционные скважины, наклонные тоннели, порталы и
штольни.
5. Перед каждой передачей отметки необходимо производить контрольное
нивелирование по реперам, служащим исходными на поверхности.
6. 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.
7. Через порталы, штольни и наклонные тоннели передача отметок
осуществляется проложением нивелирного хода с дневной поверхности в подземные
выработки.
8. В отдельных случаях целесообразно передачу отметки к порталам и штольням
производить методом тригонометрического нивелирования.
9. Передачу отметки через наклонные тоннели (выработки) следует
контролировать тригонометрическим нивелированием.
10. После окончания проходки ствола до проектной глубины, передача отметки
на нижний горизонт производится с помощью рулетки.
11. Передача отметок через вертикальные стволы и вентиляционные скважины
производится двумя нивелирами (один - на дневной поверхности, другой - под землей в
околоствольном дворе) с помощью рулетки и нивелирных реек, а также могут
применяться безотражательные лазерные рулетки и другие приборы, обеспечивающие
необходимую точность.
Передача отметок производится при натяжении рулетки с усилием 10 кг.
11. Наблюдения при передаче отметки в шахту через вертикальный ствол или
скважину (Рис. 5.5) 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.
27
Рис. 5.5. 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
12. Передачу отметки на необходимо выполнять не менее чем при трех
горизонтах инструментов и/или при трех положениях рулетки.
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.
Значения отметок подземных реперов вычисляются по формуле:
Н m  H n  a  l1  l 2    k   t    b1 ,
где
H m - отметка подземного репера;
H n - отметка репера на поверхности;
a - отсчет по рейке на поверхности;
b1 - отсчет по рейке в шахте;
l1 - отсчет по рулетке на поверхности;
l 2 - отсчет по рулетке в шахте;
 k - поправка за компарирование рулетки;
 t - поправка в длину рулетки за температуру.
Поправку в длину рулетки за температуру вычисляется по формуле:
 t  kl  tcp  t0 
где
k = 0,0000125 - коэффициент линейного расширения стали на 1;
28
tcp - 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:
Ql
,
l 
EF
где
Q - половина собственного веса рулетки;
l - длина рулетки (использованная в данной передаче);
E - модуль упругости (для стали Е = 2-10 кг/см2);
F - поперечное сечение рулетки, выраженное в см2.
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 и
рейками, скрепляемыми с проволокой в процессе передачи отметки.
13. 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.
14. Допустимое расхождение в вычисленной отметке подземного репера,
полученной из прямого и обратного нивелирования через наклонный тоннель, не
должно превышать величины равной  2 мм n , где n - число штативов.
6. Подземная планово-высотная опорная сеть при строительстве подземных
объектов
6.1.
Развитие
подземной
основы
(полигонометрии,
нивелирования)
осуществляется после первой ориентировки и передачи отметок для выноски проектных
осей подземных выработок в плане и по высоте.
6.2. После каждого очередного ориентирования (или передачи от наземной
геодезической основы) все измерения по подземной полигонометрии повторяются вновь
и производятся необходимые вычисления.
6.3. При отсутствии значительных расхождений берутся средние значения
дирекционных углов и координат пунктов. При обнаружении значительных
расхождений между результатами первого и второго измерений необходимо произвести
третье контрольное измерение.
В условиях возможной деформации знаков необходимо производить повторные
измерения.
6.4. При наличии параллельных тоннелей ходы подземной полигонометрии
связываются между собой через поперечные соединительные выработки.
6.5. Во всех случаях определения координат знаков висячим ходом угловые и
линейные измерения должны быть произведены дважды - независимо и разновременно.
6.6. При проходке тоннелей прокладывают полигонометрию двух видов:
- рабочую подземную полигонометрию со сторонами 25-50 м;
- основную подземную полигонометрию со сторонами 50-100 м.
При такой системе каждая вторая точка рабочей полигонометрии включается в
29
ход основной полигонометрии.
8. При сооружении тоннелей небольшой протяженности можно ограничиться
прокладкой только рабочего полигонометрического хода.
9. При длине односторонней проходки более 1 км целесообразно дополнительно
прокладывать главные ходы с более длинными сторонами (150, 200 м и больше) по
пунктам основной подземной сети. Выбор пунктов, включаемых в главный ход, зависит
от длины односторонней проходки и от геометрической формы трассы.
10. При длинах плеч односторонней проходки (на сбойку) порядка 4-6 км
необходимо добиваться прокладки главного хода со сторонами 600-800 м.
11. Основные ходы прокладывают во всех случаях проходок тоннелей и штолен,
независимо от расстояний между смежными стволами или порталами, главные
полигонометрические ходы - только в тех случаях, когда основные ходы не
обеспечивают требуемой точности сбойки.
12. Схема основной подземной полигонометрии должна представлять собой
цепочку вытянутых треугольников, в которых измеряются все углы и не менее 2-х
сторон.
13. Знаки основной и рабочей полигонометрии закрепляются:
а) на кривых участках трассы - с внешней стороны кривой (со стороны
возвышенного рельса);
б) на прямых участках – с внешней стороны относительно оси междупутья.
Знаки рабочей полигонометрии одновременно могут являться знаками основной
полигонометрии.
Знаки подземной полигонометрии, как правило, должны одновременно являться
и реперами подземной высотной основы.
Знаки подземной полигонометрии закладываются в тоннелях с чугунной
обделкой на уровне головки рельсов, а с железобетонной - на уровне путевого бетона.
На прямых участках трассы, с целью уменьшения влияния боковой рефракции на
результаты угловых измерений, смежные знаки располагают на разных сторонах
тоннеля или по оси его.
На каждый закрепленный знак должно быть составлено описание. В
необходимых случаях производятся привязки знаков к характерным точкам сооружения.
У каждого знака должен быть надписан масляной краской его номер. Подписи
номеров периодически должны восстанавливаться. Маркшейдеры участков обязаны
следить за сохранностью знаков и видимостью между ними.
Деформация знаков полигонометрии, к которым производится привязка вновь
заложенного пункта, обнаруживается при повторных угловых измерениях на этих
знаках.
14. Подземную полигонометрическую сеть прокладывают со следующими
допусками:
а) относительная невязка в периметре хода - не выше 1:20000 для основных
ходов;
б) средняя квадратическая погрешность измерения угла - не выше ± 3";
в) коэффициент случайного влияния при измерении линии - не выше ± 0,0003,
систематического влияния - ± 0,00001;
г) угловые невязки в треугольниках - не более ± 8".
30
Каждое последующее определение вновь заложенных знаков выполняется от
предыдущей линии, с обязательным контрольным измерением не менее одного
предшествующего угла. В криволинейных тоннелях для контроля измеряется и длина
последней линии.
Порядок измерений длин линий и вычисления описаны в разделе 4.
При измерении углов в подземной полигонометрии руководствоваться допусками
табл. 6.1.
Таблица 6.1
Вид
полигонометрии
Рабочая
Основная со
сторонами 50 м
Основная со
сторонами 100 м
Главные ходы со
сторонами 150-400 м
Главные ходы со
сторонами более 400 м
Расхождения
Колебания
отсчета на
направлений,
начальное
приведенных к
направление при
нулю
замыкании
10"
15"
требования к точности
измерения угловых
величин
Количество
круговых
приемов
2"
2
2"
3
8"
10"
2"
4
8"
8"
2"
6
8"
8"
1"
9
5"
7"
Центрирование инструмента производится с помощью оптического или лазерного
центрира.
Визирными целями могут служить:
- шпильки, установленные в центре знака;
- нити отвесов, отцентрированные над знаками;
- марки;
- отражатели.
15. При отсутствии видимости между марками применяют внецентренный способ
измерения углов.
Внецентренный способ может быть применен для повышения точности угловых
измерений в следующих случаях:
а) при коротких сторонах хода, закрепленного знаками в сводовой части тоннеля
или в кровле выработки, визирование в этом случае производится на нити отвесов;
б) при коротких сторонах хода, когда имеется возможность визировать на
шпильки, установленные в центрах знаков (Рис. 6.1.);
в) при смещении инструмента от стены тоннеля в сторону, чем ослабляется
действие боковой рефракции.
Внецентренный способ применяется также:
а) на крестах выработок, где он обеспечивает возможность надежного закрепления знаков (Рис. 6.2.) и удобной постановки инструмента;
б) при связке полигонометрии в передовой штольне и в сооружаемом тоннеле
(Рис. 6.3).
31
Рис. 6.1. Внецентренное измерение углов полигонометрии при коротких
сторонах хода
Рис. 6.2. Внецентренное измерение углов на кресте выработок:
1 – перегонные тоннели; 2 – поперечная выработка; Q и Q1 – измеренные углы;  ,  ,  –
вычисляемые углы; a , в , c , d – измеренные линии; e – линейный элемент центрировки
Рис. 6.3. Внецентренное измерение углов при связке полигонометрии в
передовой штольне и сооружаемом тоннеле
Смещение инструмента от центра знака при внецентренной постановке должно
быть ограничено следующими условиями:
а) смещение не должно превышать 1/10 длины наименьшей из сторон,
составляющих измеряемый угол;
б) угол между направлением смещения инструмента от центра знака и
направлениями сторон измеряемого угла (или их продолжениями) не должен
превышать:
при 100-метровых длинах сторон
45°;
при 50-метровых длинах сторон
20°;
при 25-метровых длинах сторон
10°.
32
Внецентренный способ измерения углов может быть также использован для
косвенной передачи дирекционных углов в местах пересечений и сопряжений
выработок, при связке через соединительные выработки полигонометрических ходов,
прокладываемых в параллельных тоннелях.
Рис. 6.4.
16. Для передачи дирекционного угла с линии AB на линию CD (Рис. 7.6)
устанавливают инструмент в произвольной точке J , расположенной возможно ближе к
створам линий AB и CD , и наблюдают направления на пункты A , B , C и D .
Измеряют также линии JA , JB , JC и JD . По углу Q , измеренному в точке J , и
измеренным сторонам JA и JB вычисляют длину стороны AB по формуле:
AB 2  JA2  JB 2  2 JA  JB  cos Q .
Полученное значение длины стороны AB сверяется с ранее измеренным
значением стороны AB . При допустимом расхождении стороны уравниваются, как это
делается в соединительном треугольнике при вычислении ориентирования.
Пользуясь той же формулой, вычисляют по измеренным сторонам JC и JD и
измеренному углу Q1 сторону CD и уравновешивают треугольник JCD . Затем
вычисляют углы  и  по формулам:
JB
,
AB
JA
sin   sin Q
,
AB
sin   sin Q
и углы  и  по формулам:
JD
,
CD
JC
sin   sin Q1
.
CD
Контролем вычислений служат формулы:
sin   sin Q1
    Q  180  ,
    Q1  180.
Пользуясь вычисленными углами  ,  ,  ,  и направлениями, измеренными в
33
точке J , осуществляют передачу дирекционного угла с линии AB на линию CD .
Рис. 6.5.
17. Косвенная передача дирекционного угла применяется также при замыкании
подземных ходов через короткие соединительные ходки (Рис. 6.5.). В этом случае
угловые измерения могут осуществляться либо одновременно двумя инструментами,
устанавливаемыми на вспомогательных точках J и J1 , либо одним инструментом,
устанавливаемым последовательно на точках J и J1 . В первом случае с точки
наблюдаются направления на точки A и B , а также на инструмент J1 ; инструментом J1
наблюдаются точки C и D и инструмент J . Измеряются также линии AJ , BJ , CJ1 ,
DJ 1 , JJ1 . Если применяется один инструмент, то для исключения влияния ошибки
центрирования инструмента при короткой стороне JJ1 закрепляют в соединительном
ходке возможно ближе к створу линии JJ1 две точки a и b , на которых подвешивают
отвесы. Из точки J наблюдают направления на A , B , a и b , а из точки J1 – на C , a , b
и D . Для вычисления необходимых углов измеряют также длины сторон: AJ , BJ , aJ ,
ab , bJ , J 1a , J 1b , J 1 D и J 1C , пользуясь которыми находят нужные для замыкания
полигона углы:  ,  , Q ,  1 ,  1 , Q1 ,  и  .
Рис. 6.6.
18. При уравнивании подземной полигонометрии в тоннелях необходимо
учитывать положение фактических осей на пройденных участках.
34
Перед вычислением каждого последующего знака подземной полигонометрии
необходимо убедиться в отсутствии деформации предыдущих (исходных) знаков.
Вычисление углов поворота и дирекционных углов в рабочей и основной
полигонометрии ведется с удержанием целых секунд. В главных ходах при измерениях
углов приборами с точностью измерения угловых величин 2" средние результаты
округляются до 0,5", а при измерении приборами с точностью измерения угловых
величин 1" удерживаются десятые доли секунды.
В длинах линий, приращениях и координатах удерживаются целые миллиметры.
19. Если подземная полигонометрия строится треугольниками, то вычисление
вновь определяемого знака производится ходом между ранее определенными
(исходными) знаками через короткую и длинную стороны треугольника.
После каждого последующего ориентирования шахты от уточненного исходного
подземного стана производится передача дирекционного угла и координат в забой.
При построении подземной полигонометрии в виде цепочки треугольников
передача осуществляется через различные 100-метровые линии двумя ходами. При
наличии главного хода основная передача производится через него.
По этим двум-трем независимым передачам, произведенным от уточненных
данных (с учетом их весов), определяются координаты и дирекционный угол в забое.
При соединении через поперечные выработки ходов, проложенных в двух
смежных тоннелях, угловая невязка в полигоне не должна превышать:
 6" n' - при однократно измеренных углах;
 4" n' - при двукратном измерении;
где n' - число углов в полигоне.
Относительная линейная погрешность в этих полигонах не должна превышать
1:25000. При периметре менее 250 м абсолютная погрешность не должна превышать
10 мм.
35
Рис. 6.7. Схема подземной полигонометрии. Результаты измерений.
Уравнивание подземной полигонометрии производится на компьютере при
36
наличии необходимого программного обеспечения: до сбойки необходимо обрабатывать
висячие ходы полигонометрической сети с учетом гироскопического ориентирования,
после сбойки - проводить уравнивание сети с учетом соблюдения оптимальных
габаритов сооружения.
Относительная невязка каждого хода основной подземной полигонометрии не
должна превышать 1:20 000, рабочей подземной полигонометрии 1:10 000.
Все маркшейдерские работы по определению путейских реперов в тоннелях
выполняются только от окончательно уравненных координат знаков подземной
полигонометрии.
В процессе вычислений координат пунктов подземной полигонометрии на всех
стадиях производства работ должны определяться отклонения полигонометрических
знаков от оси тоннеля и их пикетажные значения.
20. 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. В качестве исходных данных принимаются отметки реперов
нивелирования II класса и опорных ходов III класса.
21. Подземная нивелирная сеть по своему виду повторяет подземную
полигонометрию. В качестве реперов, как правило, используются полигонометрические
знаки.
22. Методика и точность измерений при проложении нивелирных ходов и
способы их уравнивания описаны в разделе 4.
Камеральную обработку планово-высотной подземной сети выполнять на
персональном компьютере: уравнивание нивелирных ходов до сбойки необходимо
проводить как висячих, после сбойки - с учетом проектной документации укладки
постоянного пути и фактического отклонения тоннеля от проектного положения.
Все маркшейдерские работы по точной установке путейских реперов в тоннелях
выполняются только от окончательно уравненных отметок реперов (знаков) подземной
основы.
Созданная геодезическая основа увязывается с соседними тоннелями и
перегонами. На созданную под землей планово-высотную основу составляются
каталоги, в которых указываются:
- номера полигонометрических знаков и совмещенных с ними реперов;
- координаты и отметки их;
- дирекционные углы.
После создания геодезической основы в готовых тоннелях представляются
следующие материалы:
а) схема расположения в тоннелях полигонометрических и нивелирных пунктов с
указанием их номеров, пикетажа, связи с соседними шахтами и перегонами, и
измеренных данных (углы, длины линий, превышения);
б) зарисовки местоположения и вида заложенных пунктов;
в) каталог полигонометрических пунктов.
7. Разбивка и съемка подземных сооружений и инженерных коммуникаций
1. Перенесение оси трассы в натуру производится:
а) для метрополитенов и городских тоннелей - в местах расположения
37
вестибюлей и порталов тоннелей;
б) для внегородских тоннелей - в местах расположения открытых выемок,
порталов, шурфов и стволов шахт, на оползневых участках тоннелей, по специальным
заданиям проектировщиков и руководства.
2. Во всех случаях, когда закрепляемая в натуре трасса не будет использована
для строительных работ, следует применять графический метод перенесения.
3. При высоких требованиях к точности перенесения или при отсутствии
застройки применяют аналитический метод с использованием пунктов геодезической
основы.
В необходимых случаях вынесенные в натуру точки зарисовываются,
привязываются к пунктам местности и закрепляются постоянными или временными
знаками.
4. Вынесенные в натуру точки должны быть связаны между собою
контрольными измерениями. Возможна также графическая проверка этой выноски по
крупномасштабным планам.
5. Координаты закрепляемых точек оси трассы определяются с пунктов основной
полигонометрии методом засечек или полярным способом. В обоих способах
определения координат точек должно быть получено избыточное количество
наблюдений.
6. Если количество или расположение пунктов геодезической основы не
обеспечивает необходимую точность перенесения оси трассы в натуру, производится
прокладка дополнительных ходов методом подходной полигонометрии.
7. Длины отдельных линий дополнительных ходов не должны быть меньше 60 м
(в крайних случаях 20 м), а длина всего хода не больше 500 м.
8. Линии измеряются электронными тахеометрами. Допускается измерение
линий лентой или рулеткой по земле с учетом всех возникающих при этом влияний.
9. Измерение линий производится в прямом и обратном направлениях с
допускаемой разностью двойных измерений 1:15000, а для электронных тахеометров
1:20000.
10. Угловые невязки по ходам не должны быть больше ± 15 " n , где n количество измеренных углов.
Относительные линейные невязки ходов не должны быть больше 1:4000.
Уравнивание производится на персональном компьютере.
11. Трасса, подлежащая перенесению в натуру, должна быть задана на плане
необходимыми элементами: расстоянием от контуров ситуации до точек трассы или
координатами, определенными графическим путем с плана.
12. Точки трассы, определяемые на плане линейными засечками, переносятся в
натуру и привязываются к полигонометрии для получения координат с контролем
определения их графическим путем по плану.
13. Точки трассы, заданные координатами, переносятся в натуру на основании
заранее выполненных расчетов. Перенесение точек в натуру в большинстве случаев
производится
полярным
способом,
с
контролем
разбивки
с
другой
полигонометрической точки или связью двух точек, перенесенных в натуру.
14. Переносимые в натуру точки трассы закрепляются.
15. Если точки трассы совпадают с какими-либо контурами зданий или других
38
сооружений, то они отмечаются масляной краской. Закрепленные точки трассы
подробно зарисовываются и привязываются к постоянным местным предметам.
16. Для каждой точки трассы, закрепленной в натуре, должны быть составлены
подробные схемы разбивок с указанием на них пунктов и всех числовых значений, необходимых для производства разбивок.
17. Сгущение точек оси трассы, перенесенных в натуру от пунктов геодезической
основы, производится на прямых участках с помощью створов, на кривых - методом
ординат или по хордам (от линии тангенсов).
19. Перенесение и закрепление точек красных линий производится теми же методами, что и перенесение в натуру точек оси трассы.
20. При строительстве тоннелей и метрополитенов необходимо иметь данные о
городских инженерных подземных сооружениях в районе работ. Разбивка новых
подземных коммуникаций, связанных со строительством метрополитена и тоннелей,
производится по чертежам проектных организаций, со штампом «в производство работ»
и подписанных главным инженером строительства.
21. Разбивка и съемка городских подземных коммуникаций производятся от
капитальных зданий, снятых с точек съемочной сети. Закрепление осей подземных
коммуникаций, центров колодцев и углов поворота трассы в плане и профиле
производится на обносках.
22. Исполнительное нивелирование проложенных подземных коммуникации
выполняется методом нивелирования IV класса.
23. Колодцы и вводы привязываются не менее, чем тремя промерами к
существующим наземным сооружениям. В отдельных случаях определяются
координаты центров колодцев и углов поворота трассы.
24. По окончании строительных работ на все подземные коммуникации
составляются следующие исполнительные чертежи:
- ситуационный план в масштабе 1:2000;
- план подземных коммуникаций в условных знаках в масштабе 1:500 с
показанием ситуации не менее чем по 20 м (в каждую сторону) от оси;
- исполнительный профиль коммуникаций в масштабах: горизонтальный 1:2000; вертикальный - 1:200.
24. В незастроенной части все коммуникации подлежат съемке от плановой и
высотной геодезической основы.
7.1. Вычисления геометрических элементов трассы тоннеля
1. В состав основной проектной документации входит:
- генеральный план подземного сооружения;
- геометрическая схема;
- продольный профиль;
- проект организации строительства;
- укладочная схема;
- комплект чертежей конструкций наземных и подземных сооружений.
2. На геометрической схеме показываются: планы отдельных групп сооружений,
например, группы железнодорожных тоннелей или метрополитенов на которых
указывают:
- характеристики криволинейных участков трассы;
39
- координаты целых пикетов и других характерных точек;
- протяженность и дирекционные углы прямолинейных участков;
- элементы проектов подходных выработок вентиляционных тоннелей и других
выработок.
Координаты и расстояния выписываются на схему до целых миллиметров, а
дирекционные углы - до десятых долей секунды.
3. На чертеже продольного профиля показываются:
- геологический разрез;
- трасса подземного сооружения - горизонтальных положений в масштабе 1:2000
и отметок по высоте в масштабе 1:200 - 1:500.
4. В проекте организации строительства показывают очередность строительства
трассы или ее части, с показом месторасположения стволов, участков открытых и
закрытых работ, строительных площадок, размещение объектов производственной базы
строительства, проектирование дорог, линий электропередач, связи, жилых поселков,
проектов вентиляции, обеспечение водой, сжатым воздухом, электроэнергией, проекты
электроосвещения и раздел «Промышленная безопасность», включая раздел
«Противопожарная защита» (ППЗ).
5. На укладочной схеме указывают пикеты начала и конца переходных и
круговых кривых, включая все элементы кривых, угол поворота, радиус, тангенс, длину
круговой кривой, переходной кривой, величину смещения оси пути от разбивочной оси,
возвышение рельсов на круговой кривой, величины неправильных пикетов, а также
расстояние между осями путей на прямых участках. Кроме того, в легенде указывают
отметки головки рельсов на целых пикетах и вершинах перелома профиля, уклоны
прямых участков профиля, радиусы вертикальных кривых.
В комплект чертежей конструкций наземных и подземных сооружений входят:
строительные и монтажные чертежи обделок, общеувязочные чертежи - планы и
сечения, типовые чертежи (со штампами привязки), узлы, расчетные схемы,
календарные графики, пояснительная записка, технический отчет по инженерной
гидрогеологии и т.п.
7.2. Геометрическая схема трассы; контрольные вычисления на прямых, круговых
и переходных кривых
где
1. На геометрической схеме (Рис. 7.1. - 7.2) приводятся следующие данные:
а) Номера пикетов и вершин углов поворота трассы.
б) Координаты пикетов и вершин углов поворота.
в) Дирекционные углы отрезков между вершинами хода.
г) Элементы круговой кривой, вписанной в угол поворота трассы:
- центральный угол  ;
- радиус кривой R (зависящий от максимальной скорости движения поездов на
данном участке или других условий эксплуатации согласно действующим
ГОСТам, СНИПам и т.п.);
- тангенс Т и кривая К, определяемые по формулам:
 ''

 R;
T  R  tg ; K 
2
''
ρ”=206265”.
40
Рис. 7.1. Геометрическая схема прямолинейного участка трассы
2. Проверка геометрической схемы начинается с повторных вычислений
координат пикетов, углов поворота, начал и концов круговых кривых.
На криволинейных участках трассы координаты пикетов вычисляются через
центр кривой, где углы 1 ,  2 (Рис. 7.3.) определяются по формуле:
s  "
,
R
где s - длина дуги, которая получается как разность пикетажа определяемого пикета и
начала круговой кривой.
Расхождения между вычисленными и проектными значениями координат не
должны превышать 2 мм.
"
41
Рис. 7.2. Геометрическая схема криволинейного участка трассы
Рис. 7.3. Вычисление координат пикетов на круговой кривой
3. Элементы кривых для железнодорожных тоннелей рассчитываются по
формулам, приведенным ниже.
Для создания плавного перехода с прямого участка пути на круговую кривую и
обратно применяют переходные кривые переменного радиуса р , величину которого в
42
любой точке переходной кривой определяют по формуле:
С
р ,
l
где C - параметр переходной кривой;
l - расстояние от начала переходной кривой до определяемой точки.
При строительстве метрополитена и транспортных тоннелей для переходных
кривых применяют радиоидальную спираль.
Длины переходных кривых L и параметры их C даются на проектных чертежах
трассы.
Применение переходной кривой требует сдвига оси пути от разбивочной оси к
центру кривой (Рис. 7.4., 7.5). Величина сдвига z на круговой кривой определяется по
формуле:
z
L3
13L7

.
24C 2688C 3
Рис. 7.4. Взаимное расположение на круговой кривой
Вычисление координат начал и концов переходных кривых производят по линии
тангенса, принимая последнюю за ось X , а за начало координат - начало переходной
кривой. Вычисления ведут по формулам (Рис. 7.5):
Х  а  а1  L 
Y
L5
;
40C 2
L3
L7

.
6C 336C 3
43
Величины a и a1 находятся по формулам:
a
L
L5
L
L5

;
a


.
1
2 60C 2
2 24C 2
Рис. 7.5. Вычисление координат основных точек переходной кривой
Координаты конца переходной кривой можно вычислить через центр кривой
(Рис. 7.5).
Величина угла  определяется по формуле:
L2
 ".
2C
Величины Z могут быть вычислены:
а) для первой половины переходной кривой
li3
L7
Z  yi 

;
6c 336c 3
б) для второй половины переходной кривой
l3
Z  yi  y; где y  i .
2R
" 
Рис. 7.6.
44
Чтобы уравнять нагрузку от подвижного состава, движущегося по кривой, наружный рельс ставится выше внутреннего на величину h (Рис. 7.7), которая называется
возвышением наружного рельса над внутренним и определяется формулой:
h  12,5
2
.
R
где  - скорость движения поездов на кривой, выраженная в километрах в час;
R - радиус круговой кривой, выраженный в метрах;
h - возвышение в мм.
Рис. 7.7. Смещение оси тоннеля относительно оси пути
Для того, чтобы вагон в наклонном положении симметрично расположился в
тоннеле, ось последнего на кривых участках смещается с оси пути по направлению к
центру кривой на величину q (Рис. 7.4. и 7.7.), определяемую по формуле:
B
,
A
B - расстояние по вертикали между головкой рельсов и горизонтальным
где
диаметром тоннеля;
A - расстояние между осями рельсов.
Тоннели с прямыми стенками имеют смешение обделки к центру кривой. Ось
тоннеля на величину q не смещается.
qh
Вычисление координат конца переходной кривой на оси тоннеля производится
теми же методами, что и для оси пути.
В этом случае при вычислении от линии тангенса к ординате y (Рис. 7.5) прибавляют величину q , а при вычислении через центр кривой расстояние ЦК-КПК принимают равным R  z  q .
В тоннелях метрополитена на прямых отрезках трассы одноименные пикеты
размещают на одной нормали к оси пути. На кривых участках трассы, где внешний
тоннель (путь) длиннее внутреннего, это условие нарушается. Для устранения подобного нарушения в средней части кривой тоннеля назначают неправильный пикет
(Рис. 7.8).
Неправильные пикеты могут быть назначены на обоих тоннелях или на одном из
них.
45
В случаях, когда неправильный пикет назначают в обоих тоннелях, то по наружному тоннелю его длину принимают большей 100 м, а по внутреннему – меньшей
D
100 м на величину
, вычисляемую по формуле:
2
D

 d  tg ,
2
2
где D - расхождение между длиною левого и правого тоннелей;
d - расстояние между осями тоннелей.
Когда неправильный пикет назначают на одном из тоннелей, то его величина
будет равняться 100 м  D (если он назначен на внешнем тоннеле) или 100 м  D ,
если он назначен на внутреннем тоннеле).
Рис. 7.8. Расчет неправильных пикетов на кривой
Если на предыдущих кривых было накоплено расхождение в пикетажах тоннелей, то оно компенсируется введением дополнительной поправки в назначаемый неправильный пикет.
7.3. Профиль трассы, вертикальные кривые
1. Профиль трассы состоит из ряда ломаных линий, сопряженных между собой
вертикальными кривыми, которые обеспечивают плавность оси пути в вертикальной
плоскости.
На продольном профиле (Рис. 7.9) даются:
- абсолютные отметки целых пикетов и точек перелома профиля;
- уклоны i прямых участков с указанием их знаков (подъемы считаются положительными, а скаты - отрицательными);
- расстояния между точками перелома профиля и их пикетаж.
Вертикальные кривые характеризуются следующими элементами:
- радиусом вертикальной кривой R ;
- тангенсом вертикальной кривой T , вычисляемым по формуле:
R
T  i1  i2 
2
- биссектрисой Á , определяемой по формуле:
R  i1  i2 
Б
8
2
46
Примечание: Величины i1  i2  необходимо рассматривать как алгебраическую разность
сопрягаемых смежных уклонов.
Рис. 7.9. Профиль трассы
Длина вертикальной кривой вычисляется по формулам:
R "
K
;
"
где
tg  i1  i2 ,
 - угол поворота трассы в профиле;
  206265" .
Значения длины кривой и суммы двух тангенсов практически мало отличаются
друг от друга и потому считаются равными.
2. Высотные данные, даваемые на проектных чертежах, должны быть проверены.
Проверке подлежат отметки целых пикетов, пикетаж и отметки перелома профиля, а
также величины тангенса и биссектрисы. При проверочных вычислениях необходимо
обеспечить перекрытие с соседними участками.
3. Перед детальными подсчетами производят вычисление пикетажа начала вертикальной кривой, конца вертикальной кривой и точки перегиба профиля, а также их отметки.
4. Для детальной разбивки проектные отметки головки рельсов вычисляют на
прямых участках не реже чем через 10 м, а на участках с вертикальными кривыми через 2-4 м. Отметки точек, лежащих на вертикальной кривой, определяют по формулам
(Рис. 7.10):
47
Рис. 7.10. Удаление точек на вертикальной кривой от линии тангенсов
H Ki  H Ti  H i ;
где
H Ki
l2
H i  i ,
2R
- искомая отметка точки кривой;
H Ti - абсолютная отметка точки, лежащей па линии тангенса;
H i - удаление точки вертикальной кривой от тангенса;
li - расстояние от начала (или конца) вертикальной кривой до вычисляемой точки.
7.4. Вычисление пикетажа и смещений полигонометрических знаков относительно
проектной оси
1. Для определения положения полигонометрического знака относительно запроектированной трассы необходимо вычислить его пикетаж  и смещение от проектной
оси  .
Для вычисления величин  и  на прямых участках трассы применяют
следующие способы:
а) с помощью формул аналитической геометрии:
  YПЗ  YПК cos    X ПЗ X ПК sin  ;
  YПЗ  YПК sin    X ПЗ X ПК cos  ,
где
 - дирекционный угол трассы.
48
Рис. 7.11. Вычисление смещения от проектной оси и пикетажа
полигонометрического знака на прямом участке
б) решением прямоугольного треугольника (Рис. 8.11) по формулам:
  l  sin  ; ;   l  cos  ,
где
l - расстояние между проектной точкой и знаком, получаемое из решения
обратной геодезической задачи;
 - угол, полученный как разность дирекционных углов оси трассы и линии ПК ПЗ.
Если полигонометрический знак расположен на участке переходной кривой, то
сначала вычисляют его смещение  ' относительно линии тангенса и пикетажное расстояние ' (Рис. 7.12).
2. Смещение знака  относительно оси тоннеля определяется применительно к
Рис. 7.12. по формуле:
   ' yi  qi ;
li3
l7
 i 3;
6C 336C
l
qi  q i ,
L
yi - ордината переходной кривой на пикете полигонометрического знака;
yi 
где
qi - смещение оси тоннеля от оси пути на том же пикете;
li - разность пикетажа полигонометрического знака и начала переходной кривой;
C - параметр переходной кривой;
L - длина переходной кривой.
49
Рис. 7.12. Вычисление смещения и пикетажа полигонометрического знака на
переходной кривой
При расположения знака с внешней стороны кривой знаки
и
меняются на
обратные.
Величина  является приближенной и на длинных переходных кривых может
отличаться до 15 мм. Истинное значение  определяется формулой:
   ' yi cos   qi ,
li2
где

 .
2C
3. Значение пикетажа знака, определяемого с помощью величины ' , является
приближенным, но достаточно точным для практических целей, точное значение расстояния определяет формулой:
  '  tg .
Смещение полигонометрического знака от оси тоннеля на участке круговой
кривой (Рис. 7.13) определяют по формуле:
  R  z  q  E,
где E - расстояние от центра кривой до полигонометрического знака, определяемое
из решения задачи.
50
Рис. 7.13. Вычисление смещения и пикетажа полигонометрического знака на
круговой кривой
Для получения пикетажа знака на участке круговой кривой вычисляют длину
дуги S по разбивочной оси от НК до точки М (Рис. 8.13), пользуясь формулой:
RQ"
S
,
"
где Q - центральный угол, полученный как разность дирекционных углов ЦК  ПЗ и
ЦК  НК .
Затем определяют пикетаж знака по формуле:
ПК ПЗ  ПК НКК  S.
Для контроля пикетажное значение знака можно вычислить тем же способом от
конца круговой кривой.
7.5. Разбивка проектной продольной оси в подземных выработках и сооружениях
1. Разбивка проектной оси сооружения от полигонометрических знаков на
прямых участках трассы выполняется следующими способами:
- откладыванием смешений  от полигонометрических знаков до проектной оси;
- выносом от полигонометрических знаков линий, параллельных проектной оси;
- выносом от полигонометрических знаков осевых отвесов полярным способом.
2. Детальную разбивку проектной оси в пределах переходной кривой производят
либо от линии тангенса, либо от стягивающей эту кривую хорды.
3. Вынос в натуру от линии тангенса точек на переходной кривой производят откладыванием абсцисс x и ординат y .
4. При разбивке оси пути пользуются формулами:
xi  l i 
li5
40C 2
;
51
li3
l7
 i 3,
6C 336C
li - длина кривой от НПК до точки i;
yi 
где
C - параметр переходной кривой.
При разбивке оси тоннеля откладывается ордината yi  yi  qi ; q i - определяется
по формуле:
qi  q
li
,
L
где
L - длина переходной кривой.
5. Большую точность дает метод разбивки переходной кривой от стягивающей ее
хорды (Рис. 7.14), так как промеры хорды до переходной кривой значительно короче,
чем промеры тангенса.
Рис. 7.14. Разбивка переходной кривой с помощью стягивающей хорды
Угол  между линией тангенса и стягивающей хордой получают из разности их
дирекционных углов или по формуле:
Y q
tg 
,
X
где
Y
L3
L5
; X  L
.
6C
40C 2
Величина стрелы прогиба bi переходной кривой по оси тоннеля определяется по
приближенной формуле:
где
bi  li  tg   yi  qi ,
li - расстояние по хорде от начала первой переходной кривой или от конца второй
переходной кривой до проекции точки i на хорду.
6. При больших длинах переходных кривых размеры стрел прогиба можно
значительно уменьшить разбивкой от двух стягивающих хорд (Рис. 8.15).
52
Рис. 7.15. Разбивка переходной кривой с помощью двух стягивающих хорд
Угол  1 (составленный направлением первой хорды с линией тангенса) и угол
 2 (составленный продолжением первой хорды и направлением второй) вычисляются
по разностям дирекционных углов, полученным из решения обратных задач. Углы  1 и
 2 могут быть проверены по приближенным формулам:
2 y B  q B 
;
L
 2  2  1 ,
 - угол между линией тангенса и хордой, стягивающей всю переходную кривую.
tg1 
где
Для первой хорды стрелы прогиба b1i вычисляются по формуле:
b1i  l1i tg1   yi  qi ;
Для второй хорды стрелы прогиба b2i определяется по формуле:
b2i  l1i tg1  l 2i tg 2   yi  qi .
l1i -
В указанных формулах:
расстояние от начала переходной кривой до вычисляемой точки;
l2i -
расстояние от начала второй стягивающей хорды до вычисляемой точки.
Величины yi и qi вычисляются по формулам:
l13i
;
6C
l
qi  q 1i .
L
7. При разбивках в пределах круговой кривой принято заменять круговую линию
ломанной, составленной из хорд или секущих. Длины хорд или секущих выбираются с
таким расчетом, чтобы отклонения этих линий от кривой были минимальными и ими
можно было бы пренебречь. В ряде случаев предпочитают пользоваться длинными
хордами, чем достигается значительное уменьшение объема разбивочных работ. В этом
случае необходимо вводить поправки за уклонения кривой от хорды.
8. При разбивке круговых кривых короткими хордами задаются допустимой величиной стрелы прогиба b в середине хорды, которой можно пренебречь. Затем определяют приближенную длину хорды s ' по формуле:
yi 
s'  2,8 bR .
53
K
, где K - полная длина кривой от КПК1 до НПК 2 .
s'
За число хорд n принимают ближайшее большее к величине n' целое число. После этого
Получают величину n' 
подсчитывается длина дуги k s , соответствующая принятой длине, по формуле:
K  K
,
n
K - длина круговой кривой по разбивочной оси, получаемая из разности пикетажа
где
НПК 2 и КПК1 с учетом неправильного пикетажа;
K - поправка в длину круговой кривой за смещение ее с разбивочной оси на ось
тоннеля, которая определяется по формуле:
zq
K 
K.
R
Необходимые для вычисления координат концов хорд длины их s вычисляются
по формуле:
ks 
s  ks 
k s3
.
24 R 2
Центральный угол  , соответствующий длине хорды, вычисляется по формуле:
 "
ks
"
R  ( z  q)
или по формуле:
Q
,
n
Q - центральный угол, соответствующий полной длине круговой кривой
 
где
(Рис. 8.16).
9. Для вычисления координат концов хорд в качестве исходных служат
дирекционный угол линии ЦК  КПК1 и координаты точки КПК1 (вычисленные на оси
тоннеля), а в качестве примычных - дирекционный угол линии НПК 2  ЦК и
координаты точки НПК 2 (также на оси тоннеля) (Рис. 7.16).
Рис. 7.16. Разбивка круговой кривой короткими хордами
54

Угол, составленный радиусами с первой и последней хордами, равен 90  .
2
Углы поворота между хордами равны 180   .
При использовании длинных хорд приходится вводить поправки за стрелы прогиба круговой кривой относительно хорды. Вычисления стрел прогиба производится
через 2 м по кривой по приближенной формуле (Рис. 8.17):
bi  b0 
S2
si2
,
; b0 
8R
2R
b0 - стрела прогиба в середине хорды;
S - длина всей хорды;
si - расстояние точки i от середины хорды.
Рис. 7.17. Вычисление стрел прогиба для длинной хорды
В необходимых случаях вычисление стрелы прогиба для кривых радиусов
можно вести по уточненной формуле:
bi  b0  f i ,
si2
где f i 
.
2R  f i
10. Вычисление элементов и координат концов хорд производится по аналогии с
вычислениями коротких хорд.
11. Целесообразно вычислять смещение и пикетаж полигонометрических знаков
относительно концов соответствующих хорд, что облегчает задание направлений в
натуре.
12. Разбивка круговых кривых по секущим позволяет увеличить длину основной
разбивочной линии. В этом случае также задается допустимая величина стрелы прогиба,
которой можно пренебречь.
Задаваясь максимально допустимой величиной b (Рис. 7.18) определяют приближенную длину секущей s по формуле:
s '  4 bR ,
где
b - максимальное отклонение секущей oт круговой кривой (в середине секущей и
55
на концах ее).
Длины крайних секущих составляют 0,85 от нормальной длины секущей, т.к.
один из концов лежит непосредственно на кривой. Приближенное значение n' числа
полных секущих определяется по формуле:
K
n'   1,7,
s'
K - полная длина кривой от КПК1 до НПК 2 .
где
Рис. 7.18. Разбивка круговой кривой секущими
За число полных секущих n берегся ближайшее большее целое число к n' и определяется точная длина k s дуги, соответствующая полной секущей, по формуле:
K  K
.
n  1,7
Затем находится длина полной секущей по формуле:
ks 
s  ks 
k s3
.
48 R 2
Длины неполных секущих s H , расположенных у концов круговой кривой, и
длины дуг k H , им соответствующих, вычисляются по формулам:
s H  0,85s; k H  0,85k s .
Центральный угол  ,стягивающий полную секущую, определяется по формуле:
Q
,
n  1,7
где Q - центральный угол, соответствующий полной длине круговой кривой (Рис. 7.16).
 
Центральный угол  H соответствующий неполной секущей, вычисляется по
формуле:
 H  0,85 .
Углы  и  H могут быть вычислены также по формулам:
 "
ks
 ";
R  ( z  q)
56
kH
 ".
R  ( z  q)
Далее вычисляется угол (см. Рис. 7.17) по формуле:
 H'' 
0,7 k s
 "  0,7 ".
R  ( z  q)
Имея все вышеперечисленные данные, производят вычисления координат концов
секущих аналогично вычислению координат концов хорд. Целесообразно получать
смещения и пикетаж полигонометрических знаков относительно концов
соответствующих секущих.
7.6. Геодезическо-маркшейдерские работы при строительстве тоннелей подземным
способом
1. Определение эллиптичности колец - эллиптичностью называется разность
между величинами фактического и проектного диаметров кольца (Рис. 7.19). Для
каждого кольца тоннельной обделки определяют эллиптичность по четырем диаметрам:
горизонтальному ( r1  r5 ), вертикальному ( r3  r7 )и двум косым под углом 45° ( r2  r6 и
 
r4  r8 ).
Определение эллиптичности производится после замыкания кольца.
В целях соблюдения геометрии уложенных колец производится первичное нагнетание
за обделку каждого смонтированного кольца. В устойчивых и плотных грунтах
допускается разработка следующей заходки и передвижка оборудования после
нагнетания ближайшего от забоя кольца до уровня горизонтального диаметра и полного
нагнетания 3-го от забоя и всех последующих колец В сложных геологических условиях
и в особых случаях нагнетание непосредственно производят после замыкания каждого
уложенного кольца.
Рис. 7.19. Эллиптичность кольца:
1 – проектное положение; 2 – фактическое положение; 3 – горизонтальная эллиптичность (А-Б);
4 – вертикальная эллиптичность (Д-С); 5 – косая эллиптичность (Е-К)
2.
Для
составления
исполнительных
чертежей
используются
данные
57
окончательной съемки колец от проектного центра тоннеля по восьми радиусам. На
криволинейных участках трассы данные используются через 10 м, а на прямых - через
20 м и в характерных местах трассы. Указанная съемка может производиться только от
окончательно уравненной полигонометрии (после сбоек тоннелей). По результатам
съемки определяют соответствие сооруженной обделки габаритным условиям.
При наличии железнодорожного пути в тоннеле целесообразно радиальную
съемку вести от центра, положение которого в натуре фиксируется с помощью передвижного шаблона, устанавливаемого на отрихтованных рельсах.
3. Вследствие неизбежного возникновения зазоров между кольцами при укладке
возникает так называемое "набегание колец", составляющее для чугунной обделки величину порядка 1-2 мм на одно кольцо, а для железобетонной - до 5 мм. Набегание
неравномерно распределяется по фланцам (плоскости) кольца и вызывает
горизонтальное, а также вертикальное опережения. Наличие опережений вызывает
нарастающее отклонение тоннеля от проекта в плане и в профиле.
Горизонтальным опережением кольца d называется отклонение его плоскости
от нормали к продольной оси.
Величина опережения определяется путем промеров от нормали до плоскости
кольца. Нормаль разбивается на полигонометрическом знаке и закрепляется примерно
на уровне горизонтального диаметра тоннеля (Рис. 7.27).
Рис. 7.27. Определение горизонтального опережения кольца
Одновременно определяется и пикетаж кольца - прибавлением к пикету нормали
среднего значения боковых промеров d лев и d прав .
4. На участке переходной кривой горизонтальное опережение определяется
относительно нормали, выставляемой тахеометром от линии тангенса под углом 90°
(Рис. 7.28).
Угол определяется по формуле:
' 
где
l2
',
2C
 ' - угол в минутах;
l - расстояние от начала переходной кривой до нормали (в метрах);
C - параметр переходной кривой;
 '  3438' - радиан в минутах.
58
Рис. 7.28. Задание нормали на переходной кривой
5. На криволинейном участке трассы для получения величины горизонтального
опережения в промеры d лев и d прав должны быть введены поправки за разность
радиусов внешней и внутренней стен тоннеля:
d' d 
dD
.
2R
Определив угловую величину горизонтального опережения iгор 
d '
, можно с
Dвнутр
достаточным приближением предвычислить положение в плане последующих колец. В
случае необходимости опережение устраняется путем постановки клиновидной
прокладки.
Рис. 7.29. Укладка клиновидных прокладок на кривой
6.
На
криволинейных
участках
трассы,
при
необходимости
изменить
59
направление оси тоннеля, применяют клиновидные прокладки (Рис. 7.29 и
Рис. 7.31).Плоскости АБ и СД клиновидной прокладки образуют определенный угол,
при этом плоскость АБ перпендикулярна оси тоннеля. Опережением t клиновидной
прокладки называется разность величин a и b ; t  a  b . Угловая величина опережения
клиновидной прокладки определяется по формуле:
ab
ab
i
" ,
или  " 
Dв нешн
Dв нешн
где Dвнешн - внешний диаметр тоннеля;
 " 206265" .
На криволинейных участках трассы передняя плоскость каждого укладываемого
кольца должна опережать плоскость предшествующего на величину:
D
a1  l внешн ,
R
где l - ширина укладываемого кольца;
Dвнешн - внешний диаметр кольца;
R - радиус кривой трассы.
Центр передней плоскости каждого нормального кольца, уложенного после
клиновидной прокладки, будет смещаться на величину, определяемую формулой:
l
a1  t
.
Dв нешн
Расстояние между двумя смежными клиновидными прокладками определяется
по формуле:
tR
L
.
Dв нешн
Количество клиновидных прокладок для данной кривой определяется формулой:
"
n
,
"
где " - центральный угол;
 " - угловая величина поворота, создаваемого клиновидной прокладкой.
7. Вертикальным опережением кольца называется отклонение фактической
плоскости кольца от вертикальной. Величина фактического вертикального опережения
кольца определяется измерением расстояния от отвеса, опущенного с плоскости
сегмента кольца, до плоскости лоткового сегмента (Рис. 7.30).
60
Рис. 7.30. Определение вертикального опережения кольца
В пределах вертикальной кривой изменение проектного положения каждого последующего кольца относительно предыдущего определяется формулой:
l
  Dв нешн ,
R
где
l - длина кольца;
R - радиус кривой;
Dвнешн - внешний диаметр кольца.
По величине  и значению t рассчитывается расстояние между двумя смежными
клиновидными прокладками, при котором кольца тоннельной обделки будут укладываться в соответствии с проектным профилем.
8. При отклонениях тоннеля от проекта в плане или профиле положение его
может быть исправлено путем изменения направления передней плоскости колец с
помощью клиновидных прокладок (Рис. 7.31).
Рис. 7.31. Исправление положения тоннеля с помощью клиновидных
прокладок
Горизонтальное опережение и пикетаж колец, а также вертикальное опережение
определяются через каждые 5 м и обязательно после каждой установленной прокладки.
При отклонениях тоннеля, приближающихся к предельно допустимым, а также при
укладке колец на кривых небольших радиусов, определению опережений должно быть
уделено особое внимание.
При укладке колец может возникнуть постепенное нарастание кручения их вокруг продольной оси тоннеля.
Кручение колец отрицательно сказывается на положении эректора (блокоукладчика), вызывая его перекос, нарушает сопряжения с боковыми притоннельными
сооружениями, приводит к несовпадению по высоте торцов, тюбингов в проемных частях станции и т.д.
Кручение колец определяется нивелированием симметричных сегментов. Величина допуска устанавливается для каждого сооружения проектной организацией.
7.7. Разбивочные работы при укладке железнодорожного пути в тоннелях
1. В однопутных тоннелях на обе стены тоннеля выносят по нормали к оси пути,
пикетаж всех полигонометрических знаков, закрепленных на стенках тоннеля краской.
Вычисленный пикетаж полигонометрических знаков подписывается под номером знака
и закрепляется на стенах. Во всех случаях точки, фиксирующие пикетаж
полигонометрического знака, должны быть расположены не выше 20-40 см уровня
головки рельсов.
61
2. В двупутных тоннелях пикетаж полигонометрических знаков выносится по
нормалям к каждой из двух осей пути и подписывается на стене тот пикетаж, который
относится к ближайшей оси пути.
3. Разбивка мест установки путейских реперов производится от
полигонометрических знаков или целых пикетов.
Места установки реперов на прямых - справа по ходу поезда, на кривых - с
внешней стороны.
Место установки путейских реперов фиксируется краской в виде креста со
сторонами не более 10 см и толщиной -1 см.
Отметки и пикетаж путейских реперов приведены в каталогах путейских
реперов. Центр пересечения линий креста наносится с точностью ± 10 мм.
4. Закладку путейских реперов производят путем бетонирования их в опалубленных корытах тюбинговых тоннелей или в специально вырубаемых нишах и в
бетонных тумбочках с бетонным креплением (Рис. 7.32 и 7.33).
5. Расстояние d i от болтового отверстия путейского репера до внутренней грани
ближайшего к реперу рельса на прямой, вычисляется по формуле (рис. 7.22):
e
d i   1  mi  ,
2
где
1 - смещение полигонометрического знака от оси пути;
mi - измеренное расстояние до репера;
e
- половина ширины колеи на прямой.
2
Рис. 7.32. Путейский репер:
1 – отверстие в сферической головке репера; 2 – болт; 3 – стакан с резьбой. Размеры даны в
миллиметрах.
62
Рис. 7.33. Путейский репер в бетонном тоннеле прямоугольного сечения:
1 – путейский репер; 2 – уровень головки ближайшего рельса; 3 - бетонная подливка; 4 –
поверхность путевого бетона; 5 – бетонный монолит;
6 – лоток тоннеля. Размеры даны в миллиметрах.
Путейский репер на железной дороге представлен на рис. 7.34.
Рис. 7.34. Путейский репер в железнодорожном тоннеле:
1 – путейский репер; 2 – уровень головки рельсов; 3 – металлические штыри, скрепляющие
бетонную тумбу со стенкой; 4 – съемные крышки железобетонных лотков; 5 – засыпка шлаком;
6 – балласт; 7 – шлакоблоки; 8 – железобетонный лоток.
Рис. 7.35. Определение путейского репера на прямой.
63
Рис. 7.36. Определение путейского репера на переходной кривой:
1 – реперы; 2 – внутренняя грань ближайшего рельса
5. На участках переходных кривых определение расстоянии от путейского репера
до внутренней грани ближайшего рельса, производится от линии, параллельной
тангенсу, задаваемой с полигонометрического знака по формулам (Рис. 7.36).
li4
e
 ,
2
2
4C
1 - смещение полигонометрического знака от линии тангенса;
d i   1  mi  yi 
где
mi - измеренное расстояние до репера;
yi - ордината от тангенса до переходной кривой на пикете путейского репера с
номером i , вычисляемая по формуле
li3
l7
 i 3,
6C 336C
l i - расстояние от начала переходной кривой до определяемого репера (разность
yi 
пикетажа репера и НПК);
C - параметр переходной кривой;
e
- расстояние от оси пути до внутренней грани рельса, ближайшего к реперу
2
(половина ширины колеи на прямой).
l i4
Величина поправки
выбирается из табл. 7.1.
4C 2
Таблица 7.1
li,м
С
10000
15000
20
25
30
35
40
45
0,4
1,0
2,0
3,8
6,4
10,3
0,4
0,9
1,7
2,8
4,6
50
55
60
6,9
64
20000
25000
0,5
0,9
1,5
2,6
3,9
5,7
0,6
1,0
1,6
2,5
3,7
5,2
0,7
1,1
1,7
2,5
3,6
0,8
1,3
1,9
2,6
30000
35000
Примечание. Таблица составлена для средней ординаты y = 2 м.
6. В пределах круговой кривой расстояния d i от болтового отверстия путейских
реперов до внутренней грани ближайшего рельса, определяют от линии, задаваемой с
полигонометрических знаков параллельно хорде, стягивающей соответствующую дугу
по оси пути (Рис. 7.37).
После измерения в натуре величин mi удаления реперов от внутренней грани
ближайшего рельса, определяют по формуле:
m  bi
e
di   i  i
Z  ,
cos  i
2
где
1 - смещение полигонометрического знака от разбивочной оси круговой кривой;
mi - отсчет по горизонтальной рейке (измеренное расстояние от определяемого
путейского репера до линии ПЗ1-B, параллельной хорде A' B' );
bi - стрела прогиба дуги ПЗ1-B на пикете определяемого репера, вычисляемая по
формуле
bi  b0 
S i2
;
2R1
b0 - стрела прогиба дуги на середине хорды ПЗ1-B;
S i - длина дуги от середины хорды до репера с номером i , которая определяется
как разность пикетных значений этих точек, умноженная на отношение радиусов R1 / R ;
R1 - радиус дуги, проходящей через ПЗ1;
R - радиус разбивочной кривой;
 i - угол между радиусами, проходящими через середину хорды и определяемый
путейский репер.
65
Рис. 7.37. Определение путейского репера на круговой кривой:
1 – внутренняя грань ближайшего рельса
Стрела прогиба b0 на середине хорды вычисляется по формуле
S2
b0 
,
8R1
где
S - длина всей хорды, соединяющей ПЗ1 и вспомогательную точку B ;
e
- расстояние от оси пути до внутренней грани рельса, ближайшего к реперу
2
(половина ширины колеи на прямой).
66