МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

ИНСТРУКЦИЯ
ПО ГЕОДЕЗИЧЕСКИМ
И МАРКШЕЙДЕРСКИМ
РАБОТАМ

ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
ТРАНСПОРТНЫХ ТОННЕЛЕЙ

ВСН 160-69
Минтрансстрой

Утверждена
заместителем министра транспортного строительства
8 сентября 1969 г. и введена в действие с 1 апреля 1970 г.

ОРГТРАНССТРОЙ

МОСКВА 1970

Инструкцию разработали и составили: В.Г. Афанасьев, Б.И. Гойдышев, И.Ф. Демьянчик, В.А. Жилкин, В.Л. Калашников, М.М. Сандер, Е.Н. Соколов.

ПРЕДИСЛОВИЕ

«Инструкция по геодезическим и маркшейдерским работам при строительстве транспортных тоннелей» составлена на основании опыта производства геодезическо-маркшейдерских работ при строительстве Московского, Ленинградского, Киевского, Тбилисского и Бакинского метрополитенов, железнодорожных, автомобильных, гидротехнических тоннелей, при строительстве других подземных сооружений, выполняемых Главным управлением строительства тоннелей и метрополитенов Минтрансстроя, Гидроспецстроем, Министерством энергетики и электрификации СССР. При составлении «Инструкции» использованы: «Техническая инструкция по производству геодезическо-маркшейдерских работ при строительстве метрополитенов и тоннелей», издания 1956 года; «Строительные нормы и правила»; СНиП II-Д.3-62; СНиП III-Б.8-68; «Временные технические условия производства тоннельных работ», Минтрансстрой, издания 1955 г.

В «Инструкции» изложены основные технические условия, приемы и допуски при выполнении геодезическо-маркшейдерских работ и разбивок при строительстве тоннелей и метрополитенов.

Авторы выражают глубокую благодарность главным и участковым маркшейдерам Главтоннельметростроя за ценные и полезные замечания при подготовке рукописи к изданию, позволившие улучшить содержание настоящей инструкции. Особую благодарность авторский коллектив выносит доктору техн. наук профессору Черемисину М.С.

Начальник Геодезическо-маркшейдерского управления Главтоннельметростроя В. Афанасьев

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

§ 1. «Инструкция по геодезическим и маркшейдерским работам при строительстве транспортных тоннелей» является обязательной при строительстве метрополитенов, железнодорожных, автодорожных тоннелей и других подземных сооружений, выполняемых организациями и ведомствами Министерства транспортного строительства.

§ 2. Задачей геодезическо-маркшейдерской службы при строительстве подземных сооружений является перенесение проекта комплекса сооружений в натуру, обеспечение сбоек тоннелей, строгое соблюдение установленных габаритов, ведение по трассе щитов и эректоров, точное сопряжение всех конструктивных элементов и подземных транспортных узлов как в пределах каждой сооружаемой линии (радиус, диаметр), так и между разными очередями строительства.

§ 3. Геодезическо-маркшейдерская служба обеспечивает возможность строительства тоннелей и других подземных сооружений одновременно по всей трассе. Отдельно сооружаемые участки трассы (станции, перегоны, камеры съездов, эскалаторные, наклонные тоннели и пересадочные узлы) должны быть точно сопряжены друг с другом и составить в натуре единое инженерное сооружение, предусмотренное проектом.

§ 4. Проектная организация создает наземную геодезическую основу для перенесения проекта в натуру, обеспечивающую требуемую точность сбоек встречных выработок.

§ 5. Основные разбивочные работы, связанные с перенесением проекта подземных сооружений в натуру, производятся от пунктов подземной маркшейдерской основы, создаваемой маркшейдерской службой строительной организации.

§ 6. В процессе строительства производятся подробные съемки, имеющие назначение:

а) графическое отображение хода строительных работ на всем его протяжении;

б) контрольный учет объемов основных строительных работ (к основным работам относятся: грунт-порода, бетон, железобетон, укладка тюбингов, блоков, расчеканка, железобетонная рубашка);

в) составление исполнительных чертежей на готовые сооружения, необходимые при эксплуатации и проектировании новых линий метрополитена и тоннелей.

§ 7. Во время производства горностроительных работ маркшейдерская служба производит наблюдения за осадками сооружений на поверхности и в подземных выработках.

§ 8. Геодезическо-маркшейдерские разбивки на строительных объектах выполняются только на основании рабочих чертежей, составленных проектной организацией и имеющих подпись главного инженера строящей организации, разрешающую производство работ.

§ 9. Вычисления и детальные расчеты, необходимые для разбивки, производятся работниками маркшейдерских отделов строительств «в две руки» независимо друг от друга.

Перенесение в натуру разбивочных схем производится только после записи их в маркшейдерскую книгу.

Маркшейдерская книга (пронумерованная и заверенная главным маркшейдером строительства) ведется на каждом строительном участке работниками маркшейдерской службы. В книгу заносятся ежесменные задания и данные об их выполнении.

§ 10. Геодезические работы, не предусмотренные настоящей технической инструкцией, выполняются в соответствии с требованиями действующих инструкций ГУГК.

§ 11. Основные разбивки в натуре закрепляются соответствующими маркшейдерскими знаками (схемы же разбивок заносятся в журнал горных работ строительного объекта).

§ 12. Полевые и камеральные геодезические документы (маркшейдерские книги, полевые журналы, схемы, абрисы и др.) сохраняются до сдачи сооружений в эксплуатацию.

§ 13. Геодезическо-маркшейдерская служба производит составление, вычерчивание и оформление исполнительных чертежей на все законченные подземные сооружения, подлежащие представлению Правительственной комиссии с последующей передачей их эксплуатирующей организации.

§ 14. Для обеспечения выполнения технических условий сооружения тоннелей и метрополитенов и в силу специфических особенностей геодезическо-маркшейдерская служба имеет свое специальное «Положение» (глава 26).

§ 15. В инструкции изложены основные технические условия и допуски при выполнении геодезическо-маркшейдерских работ и разбивок на строительстве тоннелей и других подземных сооружений.

Часть I

НАЗЕМНЫЕ ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Глава 1

ТОННЕЛЬНАЯ ТРИАНГУЛЯЦИЯ; ПОЛИГОНОМЕТРИЯ ВЗАМЕН ТРИАНГУЛЯЦИИ.

А. Назначение тоннельной триангуляции; основные требования

1.01. При строительстве тоннелей значительной протяженности или подземных сооружений, располагающихся на большой площади, обязательно наличие триангуляции или полигонометрии, ее заменяющей.

Городские триангуляционные сети используются для построения триангуляционных цепей или ходов полигонометрии взамен триангуляции, обеспечивающих сооружение отдельных линий метрополитена. При отсутствии в городе триангуляции последняя создается с учетом дальнейшего ее развития для строительства перспективных линий метрополитена.

1.02. При построении цепи треугольников, обеспечивающей сооружение данной линии метрополитена, как правило, используются знаки городской триангуляции. Сгущение производится с расчетом обеспечения трассы пунктами не реже чем через 3 км.

Не рекомендуется располагать пункты в пределах зоны возможной деформации, а также в удалении от трассы более 2 км.

1.03. Для тоннелей небольшой протяженности и подземных сооружений, располагающихся на незначительной площади, возможно создание планового обоснования в виде основной полигонометрии или аналитической сети.

1.04. Для обеспечения требуемой точности сбоек встречных тоннелей и правильной организации основных геодезических работ в каждой цепи триангуляции или в ходе полигонометрии взамен триангуляции рекомендуется подсчитать среднюю квадратическую ошибку взаимного определения конечных точек. Она не должна превышать допусков, приведенных в табл. 1-1.

Таблица 1-1

В указанных формулах:

D - 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 триангуляции, обеспечивающей строительство тоннелей, для которых предельная ошибка сбойки определяется допуском 10 см, руководствуются требованиями табл. 1-2.

Для подземных сооружений, располагающихся на большой площади, при определении разряда триангуляции следует исходить из длины наибольшего по протяженности тоннеля, входящего в общий комплекс.

Таблица 1-2

Примечание. В таблице длина L учитывает случай сооружения тоннеля из двух крайних его точек. При наличии промежуточных стволов или штолен необходимо определять величину L_экв по формуле:

где L - общая длина тоннеля;

l - среднее расстояние между смежными точками открытия фронта тоннельных работ.

Б. Составление проекта, рекогносцировка и закрепление знаков

1.05. Проект триангуляции составляется на плане или карте крупного масштаба, на которых должны быть показаны: проектируемая трасса, места расположения стволов, порталов, боковых штреков-штолен и все имеющиеся пункты ранее выполненных триангуляций.

При отсутствии картографических материалов необходимого масштаба проект составляется в процессе производства рекогносцировки на местности.

1.06. Для решения вопроса об использовании сторон имеющихся триангуляций в качестве базисов производится исследование точности определения длин этих сторон. Если результаты исследования не удовлетворяют требованиям табл. 1-2, намечается измерение самостоятельных базисов. Расчет частоты базисов в проектируемой цепи производится в соответствии с требованиями табл. 1-1 и 1-2.

Во всех случаях следует стремиться к измерению непосредственно сторон триангуляционной цепи.

Одновременно с выбором базиса намечаются места закрепления знаков полевого компаратора, используемого при строительстве для компарирования мерных приборов.

1.07. Выбор исходных дирекционных углов сторон и координат пунктов городской или государственной триангуляции должен основываться на детальном изучении материалов этих триангуляций. Не могут быть использованы в качестве исходных пункты, определенные вставками в основную сеть.

1.08. Триангуляционные цепи должны представлять собою системы треугольников, близких по форме к равносторонним (желательно с диагональными направлениями). В треугольниках, не подкреплённых диагональными направлениями, связующие углы менее 40° не допускаются.

1.09. При построении триангуляции для сооружения тоннелей рекомендуется проектировать такое расположение пунктов, которое обеспечивало бы ориентирование каждых двух смежных стволов, штолен, порталов по одной и той же стороне триангуляции.

1.10. При производстве работ для сооружения тоннелей значительной длины в горной местности и в сложных геологических условиях принимаются необходимые меры для исключения возможных влияний уклонений отвесных линий на точность триангуляции.

1.11. Удаление линий визирования от любых боковых предметов должно быть не менее 1 м, а по высоте, от крыш зданий или поверхности земли - не менее 2 м. Следует избегать прохождения визирных лучей вблизи дымящих заводских труб и вытяжных труб на крышах домов.

1.12. При выборе мест закрепления триангуляционных знаков на крышах зданий необходимо учитывать как удобство пользования пунктом и безопасность подхода к нему, так и конструктивные качества той части здания, на которой намечается устройство триангуляционной надстройки.

1.13. При рекогносцировке знаков на незастроенной территории необходимо учитывать гидрогеологию грунтов и ситуационные условия. Знаки нельзя располагать вблизи линий электропередач, связи и т.д. Триангуляционные центры, как правило, должны располагаться в устойчивых, неоползневых и не подвергающихся выпучиванию грунтах.

1.14. Основным типом знака для незастроенных территорий следует считать такой, при котором измерения производятся со штатива, столба или при небольших поднятиях инструмента над землей.

1.15. Все включаемые в триангуляционную цепь знаки старых триангуляций должны детально обследоваться для определения возможности их использования.

1.16. При выборе мест для закрепления триангуляционных знаков должна быть предусмотрена возможность удобных и надежных примыканий к ним полигонометрических ходов. Особое внимание должно быть обращено на обеспечение видимости с пунктов триангуляции на стволы, порталы, боковые штреки-штольни и другие точки открытия фронта тоннельных работ; выполнение данного условия не должно снижать жесткости построения триангуляционной цепи.

При выборе места закрепления необходимо произвести соответствующие согласования с представителями организации, которой принадлежит данное здание.

1.17. При производстве рекогносцировки ведется журнал, в котором отображаются все данные, характеризующие условия закрепления и последующего пользования знаками, а также условия видимости по всем намеченным к наблюдению направлениям.

В журнале должно быть дано полное описание всех строительных работ, перечень необходимых материалов, описание подъезда или подхода к пункту, указания о порядке доступа на крыши зданий.

1.18. В результате рекогносцировки составляется схема триангуляции с указанием примерных величин углов в фигурах, а также сторон, которые должны быть измерены в качестве базисов триангуляции.

1.19. Закрепление пунктов производится по правилам, принятым для городских триангуляций. Возможно закрепление пункта непосредственно в бетонном перекрытии крыши.

1.20. По окончании закрепления знака должна быть сделана его зарисовка, к которой прикладывается описание безопасного подхода к знаку и условия пользования им (выбираемые из рекогносцировочного журнала).

Все закрепленные знаки должны быть сданы по акту под наблюдение за сохранностью представителям соответствующих организаций.

В. Измерение базисов

1.21. Измерение базисов производится по правилам, принятым для соответствующих разрядов городских триангуляций. Попутно с измерением базиса определяется точная длина полевого компаратора. Проволоки, участвующие в измерении базисов, должны эталонироваться на стационарном компараторе до и после измерения.

Образцы журналов измерения базиса и нивелирования целиков штативов приведены в приложениях 1-1 и 1-2.

Измерение сторон триангуляции свето- и радиодальномерами производится в том случае, если они обеспечивают требуемую точность.

1.22. Оценка точности собственно измерения базиса производится по формулам табл. 1-3.

Таблица 1-3

В указанных формулах:

d - уклонение результата измерения секции одной проволокой в одном направлении от среднего значения, полученного по всем измерениям;

n - число отдельных измерений;

k - число секций.

Г. Угловые измерения

1.23. Для измерения углов тоннельных триангуляций используются теодолиты двухсекундной точности и оптические теодолиты. В горной местности, при наличии в цепи направлений со значительными углами наклона, необходимо применять инструменты с накладным уровнем.

При отсутствии таких теодолитов разрешается наклон вертикальной оси вращения инструмента определять при помощи уровня на алидаде, цена деления которого не должна превышать 15². Поправки в измеренные направления, которые вводятся при углах наклона более 3°, вычисляются по следующей формуле

где r - цена деления уровня;

n - число делений уровня, характеризующих наклон инструмента; n считается положительным, если уровень во время измерений отклонялся влево и отрицательным - вправо.

z - зенитное расстояние измеряемого направления.

1.24. Перед наблюдениями теодолит должен быть исследован по программе, предусмотренной Инструкцией ГУГК о построении государственной геодезической сети.

Уход за инструментами и их поверки осуществляются по правилам, принятым для государственных триангуляций.

1.25. В триангуляциях, создаваемых для строительства тоннелей, с целью устранения поправок за редукцию и ошибок визирования за счет фаз, в качестве объектов визирования используются специальные марки или штанги, устанавливаемые непосредственно над внешними центрами знаков. Штанги раскрашиваются шашками в белый и красный цвета. После установки штанг, производимой по отвесу, они закрепляются проволочными растяжками.

1.26. В тоннельных триангуляциях измерение горизонтальных углов производится способом измерения углов во всех комбинациях и способом круговых приемов. В табл. 1-4 приводятся произведения (п × m) числа направлений n на число приемов m при измерении углов во всех комбинациях и количество приемов при измерении углов круговыми приемами.

1.27. Угловые измерения производятся по правилам, принятым для городских и государственных триангуляций. В целях исключения действия рена обязательно использование при наблюдениях всего интервала счетной шкалы или барабана микроскоп-микрометра.

Таблица 1-4

Пример. Наблюдения производятся оптическим теодолитом типа Т-2 с 10-минутным интервалом лимба девятью круговыми приемами. Начальные отсчеты на барабане будут около:

I   прием                    1¢                            VI     прием                         6¢

II      ²                         2¢                            VII        ²                              7¢

III     ²                         3¢                            VIII       ²                              8¢

IV    ²                         4¢                            IX         ²                              9¢

V      ²                         5¢

Образец журнала измерения углов триангуляции приведен в приложении 1-3.

1.28. Ввиду малости сторон тоннельных триангуляций следует добиваться высокой точности центрирования над знаками как теодолита, так и визирных приспособлений. При наличии центрировок и редукций их элементы определяются с погрешностями, не превышающими величин, приведенных в табл. 1-5 (для линейных элементов е и е₁) и табл. 1-6 (для угловых элементов Q и Q₁).

1.29. Угловые измерения должны производиться только в условиях благоприятной видимости, при отчетливых изображениях.

В отдельных случаях рекомендуется для обеспечения требуемой точности производить ночные наблюдения с применением искусственного освещения объектов визирования.

1.30. При угловых наблюдениях должно быть обеспечено соблюдение допусков, приведенных в табл. 1-7.

Таблица 1-5

Таблица 1-6

Таблица 1-7

1.31. Как правило, угловые измерения в триангуляции должны быть выполнены дважды, с интервалом во времени не менее месяца.

1.32. Если к моменту первых измерений углов не были выполнены условия п. 1.16, перед вторыми измерениями должны быть закреплены дополнительные пункты, обеспечивающие выполнение этих условий. Указанные пункты включаются в программу вторых измерений.

1.33. По окончании наблюдений на каждом пункте производится их обработка и определяется средняя квадратическая ошибка собственно измерения направлений на станции.

Для указанной оценки применяются формулы табл. 1-8.

Таблица 1-8

В указанных формулах:

u - уклонение значения направления в приеме от среднего значения;

|u| - сумма абсолютных величин отклонений значений направлений в отдельном приеме от среднего значения;

åu² - сумма квадратов уклонений, по каждому направлению;

[åu²] - сумма сумм квадратов уклонений для всей станции;

[u] - сумма уклонений всех направлений в одном и том же приеме;

п - число приемов;

m - число направлении.

Пример оценки точности угловых измерений триангуляции приведен в приложении 1-4.

1.34. По мере образования в сети геодезических четырехугольников и центральных систем подсчитываются свободные члены полюсных условий. В системах, опирающихся на твердые стороны и базисы, подсчитываются свободные члены возникающих при этом условий.

Подсчеты производятся по величинам измеренных углов. Свободные члены не должны выходить за пределы допусков табл. 1-9.

Таблица 1-9

В указанных формулах:

D - перемены логарифмов синусов связующих углов при перемене углов на 1² (в единицах шестого знака логарифмов);

п - число углов, входящих в подсчет величины свободного члена азимутального условия;

 - ошибки базисов, выходных или твердых сторон в единицах шестого знака логарифмов;

т - среднеквадратическая ошибка измерения угла.

1.35. В результате полевых измерений должны быть получены следующие материалы:

1) чертежи заложенных центров и фотографии построенных знаков;

2) журналы измерения базисов и журналы нивелирования целиков базисных штативов;

3) журналы измерения углов;

4) материалы определений центрировок и редукций;

5) полевые контрольные вычисления;

6) масштабная схема цепи (сети) с показанием всех измеренных величин и невязок;

7) краткая пояснительная записка.

Д. Уравнительные вычисления, оценка точности и составление технического отчета

1.36. Выбор осевого меридиана плоскости проекции Гаусса и уровенной поверхности триангуляции производится с таким расчетом, чтобы возможно было во всех последующих работах по сгущению геодезической основы (основная и подходная наземная полигонометрия, подземная полигонометрия) обходиться без введения поправок за проектирование результатов измерений на плоскость, проекции Гаусса и за приведение к принятому уровню.

Как правило, этого можно добиться, применяя:

а) для городов - принятую систему городских координат (с частным началом) и уровенную поверхность, соответствующую средней отметке города;

б) для внегородских тоннелей - систему координат в проекции Гаусса с целесообразно выбранным осевым меридианом (с разграфкой до 45¢), а уровенную поверхность на средней отметке подземного сооружения (что позволит обойтись без введения поправок в длины линий подземной полигонометрии; при этом в линии наземной полигонометрии поправки должны вводиться).

1.37. Для удобства выполнения геодезическо-маркшейдерских работ к отрицательным ординатам (при расположении сооружения к западу от осевого меридиана) прибавляется целое число километров, а в абсциссах (подсчитанных от экватора) отбрасываются тысячи и сотни километров. При этом желательно иметь абсциссы, отличающиеся от ординат на несколько десятков километров. Во всех вычислениях необходимо располагать координату y впереди, координату x - после нее.

1.38. Для редуцирования длин базисов на плоскость проекции Гаусса пользуются формулой

где d_D - поправка за редуцирование (в миллиметрах) - всегда положительна;

D₀^¢ - длина базиса (в метрах);

y_m - ордината середины базиса (в километрах);

R - средний радиус кривизны земного эллипсоида (в километрах);

R = 6370 км;                    

1.39. Для проектирования длин базисов на принятую уровенную поверхность применяется следующая формула

где D_H - поправка за проектирование базиса на уровенную поверхность;

D¢₀ и R - то же, что и предыдущей формуле;

Н_т - средняя абсолютная отметка базиса;

H₀ - абсолютная отметка принятой плоскости проектирования.

Если D¢₀, Н_т и Н₀ выражать в метрах, R - в километрах, D_H будет выражено в миллиметрах.

1.40. Для редуцирования направлений на плоскость проекции Гаусса вводятся поправки, вычисляемые по формуле

где d_1-2 - поправка в направление 1-2;

x₁ - абсцисса пункта 1;

x₂ - абсцисса пункта 2;

y_m - средняя ордината пунктов 1 и 2;

R = 6370 км;                   r = 206265²;             

Абсциссы и ординаты выражаются в километрах, поправки d получаются в секундах.

Примечание. Для выбора величин у и х (к формулам, пп. 1.38 и 1.40) пользуются масштабной схемой цепи, на которой должна быть нанесена координатная сетка.

1.41. Перед уравновешиванием триангуляции производится полная проверка журналов измерений, всех полевых вычислений и схемы сети.

Учитывая малость сторон тоннельных триангуляций, необходимо для вычисления поправок за центрировки и редукции получать предварительные длины этих сторон с достаточной степенью точности.

1.42. В результате полной проверки полевых материалов составляется список приведенных к центру и редуцированных на плоскость проекций Гаусса направлений и вычеркивается окончательная схема сети. Производится оценка точности угловых измерений по формуле

где f_b - невязка треугольника;

п - число треугольников, входящих в оценку точности.

1.43. Учитывая необходимость использования координат пунктов триангуляции для вычисления координат пунктов полигонометрических ходов и предварительных разбивок, при получении рабочих координат пунктов разрешается использование упрощенных методов уравновешивания. При этих вычислениях рекомендуется сначала уравновесить условия фигур и полюсные условия упрощенными методами, а затем с уравновешенными углами составлять простые цепочки треугольников между базисами или твердыми сторонами.

Не разрешается пользоваться рабочими координатами пунктов триангуляции для всех работ, связанных с ориентированием подземных выработок и разбивками основных подземных сооружений.

1.44. Перед использованием для уравновешивания дирекционных углов и длин сторон, а также координат пунктов городской или государственной триангуляции должен быть произведен анализ их точности по материалам новых измерений. Для этих целей измеренные углы сопоставляются с разностями исходных дирекционных углов (на твердых пунктах) и подсчитываются свободные члены азимутальных, боковых, базисных и координатных условий. Полученные результаты должны отвечать установкам табл. 1-2 и 1-9.

Тщательный анализ, в сочетании с изучением материалов при проектировании цепи (см. п. 1.06), позволяет выявить исходные пункты, использование которых может внести недопустимые искажения при уравновешивании триангуляционной цепи.

1.45. Для окончательного уравновешивания триангуляции используют один из строгих методов. В каждом отдельном случае выбор метода должен обеспечить экономию вычислительного труда. Желательно произвести уравновешивание двумя независимыми способами.

1.46. Одновременно с уравновешиванием триангуляции необходимо произвести оценку точности элементов сети (см. табл. 1-1 и 1-2).

Должны быть определены из уравновешивания средние квадратические ошибки направлений по формулам:

Для способа условных измерений

где u - поправки направлений;

r - число условных уравнений.

Для способа посредственных измерений

где d - число всех направлений в сети (сплошных и несплошных);

r - число всех пунктов в цепи;

p - число определяемых пунктов.

Указанные величины сопоставляются с результатами оценки точности на станциях и по невязкам треугольников. Такое сопоставление рельефно выявляет действие внешних условий (особенно боковой рефракции) и влияние ошибок принятых исходных данных.

Кроме этого, рекомендуется определить ошибки наиболее слабой стороны, наиболее слабого дирекционного угла, а также максимальную ошибку определения координат.

1.47. По результатам уравновешивания составляется каталог пунктов триангуляции (см. приложение 1-5), тщательно проверяемый вторым исполнителем. В каталоге показываются как все вновь определенные пункты и направления, так и все исходные; последние выделяются красным цветом.

В каталоге обязательно указываются осевой меридиан зоны проекции Гаусса и уровенная поверхность, принятые для вычисления триангуляции, а также величины условных увеличений или уменьшений координат.

1.48. По каждой исполненной триангуляции составляется подробный технический отчет, в котором должны быть даны:

а) расчетное обоснование принятого разряда триангуляции;

б) анализ точности исходных данных, послуживших в качестве основы для развития данной триангуляции;

в) описание условий рекогносцировки;

г) описания и чертежи триангуляционных центров и фотографии построенных знаков;

д) описание методики базисных и угловых измерений и результаты оценки их точности;

е) обоснование принятых зон проекции Гаусса и уровенной поверхности. Здесь же должны быть даны указания о необходимости введения поправок в измеренные элементы наземной и подземной полигонометрии;

ж) описание методики вычислительных работ. Если в процессе строительных работ использовались рабочие координаты пунктов триангуляции, то должна быть приведена сводка расхождений координат и дирекционных углов по рабочим и окончательным данным;

з) результаты оценки точности элементов триангуляции в сопоставлении их с расчетными данными и данными оценки точности полевых измерений;

и) общее заключение о пригодности данной триангуляции для обеспечения требуемой точности всех горностроительных работ и особенно точности сбоек встречных тоннелей.

Е. Тоннельная полигонометрия взамен триангуляции

1.49. Тоннельная полигонометрия взамен триангуляции прокладывается вдоль трассы сооружения в виде одиночного хода или в виде замкнутых полигонов, опирающихся на пункты государственной или городской геодезической основы.

Пункты тоннельной полигонометрии не рекомендуется располагать в пределах зоны возможной деформации, а также в удалении от трассы более 1 км.

1.50. Во всех случаях создания тоннельной полигонометрии она должна удовлетворять требованиям табл. 1-10.

Таблица 1-10

Тоннельная полигонометрия взамен триангуляции

1.51. Составление проекта, рекогносцировка и закрепление знаков тоннельной полигонометрии производится по правилам, изложенным в разделе Б настоящей главы, а угловые измерения - в соответствии с методикой, изложенной в разделе Г.

1.52. Измерение длин сторон тоннельной полигонометрии производится свето- и радиодальномерами. При подборе типа дальномера необходимо учитывать, что точность линейных измерений при криволинейной форме сооружаемого тоннеля должна быть вдвое выше, чем при прямолинейной форме (см. табл. 1-10). Это вызвано тем, что при криволинейной форме трассы ошибки линейных измерений существенно влияют на поперечный сдвиг хода, который целиком входит в ошибку сбойки тоннелей.

1.53. Все угловые и линейные измерения производятся не менее чем дважды, с интервалом во времени не менее месяца.

1.54. При обработке материалов измерений тоннельной полигонометрии и составлении технического отчета руководствуются указаниями, изложенными в разделе Д настоящей главы.

1.55. Ходы тоннельной полигонометрии уравновешиваются на основе координат пунктов государственной или городской геодезической основы, если относительные ошибки их не превышают допусков табл. 1-10. В противном случае ход вычисляется как свободный.

Приложение 1-1

ЖУРНАЛ
измерения базиса

 

Приложение 1-2

ЖУРНАЛ
нивелирования целиков штативов при измерении базиса

Секция 2

Дата: 28 мая 1966 г.

Приложение 1-3

ЖУРНАЛ
измерения углов триангуляции

Наименование пункта: Театральный

Приложение 1-4

Оценка точности угловых измерений на пункте триангуляции

Пункт Театральный

[åu²] = ± 56,86; å[u]² = 70,62;

 

 

Приложение 1-5

КАТАЛОГ
координат пунктов триангуляции

Зона проекции Гаусса L₀ = 37°30¢.

Уровенная поверхность H₀ = 175 м.

Глава 2.

ОСНОВНАЯ ПОЛИГОНОМЕТРИЯ НА ДНЕВНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

А. Необходимые условия развития полигонометрии; требуемая точность

2.01. Основная полигонометрия на поверхности прокладывается вдоль трасс метрополитенов и тоннелей различного назначения с целью обеспечения опорными пунктами:

а) трассирования тоннелей;

б) перенесения проекта сооружений в натуру;

в) сбоек тоннелей в плане.

2.02. Основная полигонометрия прокладывается в виде сети замкнутых полигонов или одиночных ходов между пунктами триангуляции; при этом длины полигонометрических ходов должны быть в пределах 3 - 4 км. Линейная привязка к пунктам триангуляции чаще чем через 3 км разрешается при условии, если ошибки в определении пунктов триангуляции не внесут заметного искажения в результаты полевых измерений.

2.03. Основная полигонометрия может служить в качестве самостоятельного планового геодезического обоснования для строительства тоннелей небольшой протяженности (до 1 км).

2.04. При проектировании, рекогносцировке и производстве полевых измерений основной полигонометрии необходимо учитывать и соблюдать следующее:

а) при строительстве метрополитенов основную полигонометрию прокладывать в виде сети замкнутых полигонов;

б) ходы должны иметь наименьшее количество изломов и, по возможности, прокладываться параллельно трассе. Перемычки (ходы, поперечные направлению трассы) должны иметь минимальную длину;

в) ходы основной полигонометрии прокладывать по возможности между пунктами триангуляции, имеющими непосредственную взаимную связь;

г) длины ходов между узловыми точками не должны превышать 1 км;

д) при рекогносцировке необходимо предусматривать дополнительные передачи дирекционных углов с пунктов триангуляции на стороны полигонометрической сети лучами значительной длины;

е) средняя длина линии должна быть порядка 250 м, наименьшая - не короче 150 м, наибольшая: для метрополитена - не свыше 300 м, а вне городов - не свыше 500 м;

ж) для метрополитенов и тоннелей длиной свыше 0,5 км относительная невязка в периметре хода не должна превышать 1 : 30000 - 1 : 35000, а для тоннелей длиной менее 0,5 км - 1 : 20000;

з) средняя квадратическая ошибка измеренного угла не должна превышать ± 3²;

и) коэффициент случайного влияния при измерении линий (m) не должен превышать ± 0,0003, а коэффициент систематического влияния  не должен быть более 0,00001;

к) измерения углов и линий основной полигонометрии производятся дважды, в разное время и в различных условиях. Вторые наблюдения рекомендуется производить другими наблюдателями и инструментами.

2.05. На участках строительства метрополитена открытым способом основная полигонометрия прокладывается в соответствии с рекомендациями п. 2.04.

Для обеспечения разбивочных работ производится сгущение сети ходами с длинами сторон порядка 50 - 70 м.

При закладке знаков должна быть предусмотрена сохранность их на протяжении строительства, для чего рекогносцировщик должен детально изучить проект организации работ по сооружению тоннелей.

При измерении углов и линий по ходам сгущения руководствуются допусками, установленными для подходной полигонометрии (см. пп. 3.10 и 3.11).

Б. Составление проекта, рекогносцировка и закрепление знаков

2.06. Проект основной полигонометрии для строительства метрополитенов и тоннелей составляется на имеющихся планах (а при их отсутствии - на схеме, составленной в результате общей рекогносцировки) с нанесением на них запроектированной трассы, стволов, порталов и строительных площадок.

2.07. При составлении проекта основной полигонометрии необходимо учитывать последующее развитие сети метрополитена.

2.08. При составлении проекта основной полигонометрии должна быть предусмотрена наиболее простая и удобная связь полигонометрии с триангуляцией (или с тоннельной полигонометрией, проложенной взамен триангуляции) и намечены системы и способы уравновешивания.

2.09. При детальной рекогносцировке окончательно устанавливаются места постановки полигонометрических знаков, с учетом подземных коммуникаций.

2.10. Визирный луч должен проходить не ниже 0,5 м над поверхностью земли и не ближе 0,5 м от боковых предметов.

2.11. В результате рекогносцировки составляется окончательная схема расположения полигонометрических знаков, а в случае необходимости - пояснительная записка.

2.12. Полигонометрические знаки, в зависимости от места их постановки, могут применяться различных типов. Независимо от выбранного типа полигонометрический знак должен удовлетворять следующим основным условиям:

а) иметь вполне определенную точку, принимаемую за центр знака;

б) должен быть прочен и устойчив;

в) удобен для производства угловых и линейных измерений.

2.13. Для незастроенной территории полигонометрическими знаками могут служить рельсы (рис. 2.1) или металлические трубы с якорем, забетонированные ниже глубины промерзания грунта, а также бетонный монолит с металлическим стержнем. В застроенных районах применяются знаки типа, показанного на рис. 2.2, а также марки, закрепленные в бетонном основании мостовой или в бортовом камне. Разрешается использовать ободки смотровых колодцев.

Рис. 2.1. Закрепление капитального грунтового полигонометрического знака

1 - центр знака, отверстие Æ = 2 мм с медной расчеканкой, 2 - рельс. Размеры указаны в миллиметрах

Рис. 2.2. Закрепление капитального грунтового полигонометрического знака с колпаком

1 - центр знака, отверстие Æ = 2 мм с медной расчеканкой; 2 - металлический стержень Æ = 40 мм. Размеры указаны в миллиметрах

2.14. После закладки полигонометрического знака производится привязка его к местным предметам; составляется исполнительная схема заложенных знаков, а также альбом привязок с указанием типа знаков.

В. Измерение углов

2.15. Для измерения углов основной полигонометрии применяются оптические теодолиты типа Т-2 (ОТО, ТБ-1 и им равноточные). Инструменты, не имеющие заводского паспорта, исследуются. В процессе работ они должны систематически проверяться; особое внимание необходимо уделять тщательной выверке оптического центрира.

2.16. Измерение углов производится способом круговых приемов четырьмя приемами, с перестановками лимба через 45°, при этом два приема наблюдаются при одном положении оптического центрира, а два другие - при центрире, повернутом на 180°.

Каждому изменению положения центрира инструмента должна соответствовать новая центрировка визирных марок с поворотом их на 180°.

Примечание. При работе инструментами, оптический центрир которых встроен в алидаду, перецентрирование теодолита не производится.

2.17. Для исключения влияния рена на результаты измерений обязательно использование всего интервала барабана оптического микрометра (см. п. 1.27).

2.18. Особое внимание при измерении углов необходимо обращать на тщательную центрировку угломерных инструментов и визирных марок.

Ошибка центрирования не должна превышать ± 0,8 мм.

2.19. При угловых измерениях на станциях, с числом направлений более двух в местах интенсивного уличного движения разрешается производить измерение отдельных углов с выводом невязки горизонта.

Предельная невязка в сумме углов по горизонту f_b не должна превышать величины, определяемой формулой

где m¢_b - средняя квадратическая ошибка собственно измерения угла;

п¢ - число углов.

2.20. В случае утраты взаимной видимости между ранее закреплёнными полигонометрическими знаками производится измерение углов внецентренным способом.

2.21. При измерении углов внецентренным способом необходимо руководствоваться нижеследующим:

а) при длинах линий больших 200 м можно смещать инструмент с центра знака в любом направлении;

б) при вытянутом ходе и длинах линий от 150 до 200 м следует смещать инструмент под углом не более 45° к направлению хода;

в) при измерении углов, близких к 90°, следует смещать инструмент примерно по створу короткой стороны;

г) на узловых точках инструмент смещается примерно по створу самой короткой стороны;

д) смещение инструмента от центра полигонометрического знака не должно превышать 20 м;

е) линейный элемент центрировки е измеряется стальной компарированной рулеткой со средней ошибкой не более 1 мм;

ж) угловой элемент центрировки Q измеряется двумя полными круговыми приемами.

В полевом журнале тщательно зарисовывается расположение инструмента по отношению к центру полигонометрического знака и к измеряемым направлениям.

2.22. Колебания приведенных к нулю направлений в отдельных приемах и расхождения замыкающих отсчетов на начальное направление не должны превышать ± 8².

2.23. Допустимая угловая невязка f_b в отдельном ходе или замкнутом полигоне не должна превышать величины, определяемой формулой

где m_b - средняя квадратическая ошибка измерения угла;

п - число измеренных углов в ходе или полигоне.

2.24. Измерение углов при определении неприступных расстояний и при снесении координат с пунктов триангуляции производится с той же точностью, что и при измерении углов основной полигонометрии. Особое внимание обращается на поверку основной оси вращения инструмента.

При измерении наклонных направлений необходимо вводить поправки за отклонение от вертикали основной оси вращения инструмента (см. п. 1.23).

2.25. При наличии интенсивного уличного движения или неспокойных изображений рекомендуется измерение полигонометрии производить в ночное время.

2.26. По окончании угловых измерений составляется схема, на которую выписываются значения всех измеренных углов и невязки.

Г. Измерение линий

2.27. Линии основной полигонометрии измеряются инварными проволоками на весу по штативам или кольям с постоянным натяжением в 10 кг при помощи блочных станков и грузов, подвешиваемых на концах проволок. Остатки линий измеряются компарированной рулеткой. Для тоннелей небольшой протяженности допускается производить измерение линий стальными компарированными рулетками на весу с постоянным натяжением.

2.28. Измерение линий проволоками или стальными рулетками производится в прямом и обратном направлениях.

2.29. До начала работ и по окончании их проволоки должны быть прокомпарированы на стационарном компараторе.

2.30. В период полевых работ при измерении линий проволоки компарируются на полевом компараторе не реже одного раза в декаду.

2.31. При отсутствии полевого компаратора проволоки сравниваются с двумя нормальными проволоками (не участвующими в работе). Длина проволоки в результате компарирования должна быть определена со средней квадратической ошибкой не более ± 0,15 мм.

Пример обработки результатов компарирования рабочей проволоки на полевом компараторе с контрольным измерением его длины двумя нормальными проволоками приведен в приложении 2-1.

2.32. Стальные рулетки, применяемые при измерении линий, компарируются не реже одного раза в два месяца.

2.33. Установка целиков штативов или кольев в створе измеряемой линии производится с помощью теодолита. Предельная ошибка вешения определяется по формуле

где S - длина мерного прибора;

Т - знаменатель предельной относительной точности полигонометрического хода.

При S = 24 м и                  b = ± 28 мм » ± 3 см.

Расстановка штативов или кольев вдоль линии производится с помощью троса с точностью ± 3 см.

2.34. Температура воздуха при работе с инварными проволоками измеряется через 2 пролета, а при пользовании стальной рулеткой - на каждом пролете и отсчитывается до 1°. Термометр должен находиться в одинаковых условиях с мерным прибором.

2.35. На пролете производится три пары отсчетов. Наибольшие расхождения разностей отсчетов (П-З) по шкалам проволоки не должны превышать 0,5 мм.

Запись результатов измерений линий производится в журнале линейных измерений по форме, приведенной в приложении 2-2.

2.36. Расхождение в длине пролета, измеренного в прямом и обратном направлениях, после введения поправок за температуру не должно превышать 0,5 мм.

2.37. Относительная ошибка измерения линии, полученная по результатам расхождения прямого и обратного ходов, не должна превышать 1 : 70000.

При длинах линий менее 200 м расхождение в результатах измерения прямого и обратного ходов не должно превышать 3 мм.

Примечание. При измерении линий в обратном направлении лотаппараты необходимо поворачивать на 180°.

2.38. Для определения поправок за наклон мерного прибора производится нивелирование целиков штативов или кольев по двусторонним рейкам - при одном горизонте, по односторонним рейкам - при двух горизонтах.

2.39. Точность определения превышений целиков штативов или кольев 24-метровых пролетов определяется по формуле

где l - длина мерного прибора;

h - превышение на пролете;

Т - знаменатель предельной относительной точности полигонометрического хода;

n - число уложений мерного прибора в линии.

Так, погрешность определения превышений каждого из 24-метровых пролетов для линий длиной 300 м и T = 30000 не должна превышать:

а) ± 5,5 мм при превышениях не более 1 м;

б) ± 3 мм при превышениях от 1 до 2 м;

в) ± 2 мм при превышениях от 2 до 3 м;

г) ± 1,5 мм при превышениях от 3 до 4 м.

2.40. Длинные стороны разрешается измерять по секциям, которые должны быть связаны между собой не менее чем двумя общими пролетами.

2.41. Базисы при определении неприступного расстояния измеряются с той же точностью, что и линии основной полигонометрии.

2.42. Разрешается производить в необходимых случаях косвенные определения линий с обеспечением точности, принятой в основной полигонометрии.

Д. Привязки к пунктам триангуляции

2.43. В том случае, когда непосредственное измерение расстояний до центра пункта триангуляции невозможно, привязка полигонометрических ходов производится методом снесения координат. Схема снесения должна иметь не менее двух непосредственно измеренных базисов, каждый длиной, примерно равной неприступному расстоянию до пункта триангуляции.

2.44. Расположение базисов в схеме снесения (рис. 2.3) должно быть выбрано с таким расчетом, чтобы углы треугольников, противолежащие базисам, были не менее 40° и не более 140°.

2.45 Передача дирекционного угла с пунктов триангуляции на стороны основной полигонометрии должна производиться при длине визирного луча не менее 400 м.

Рис. 2.3. Схема снесения координат. Длины сторон указаны в м

2.46. 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 медиан более 5 мм.

2.47. Измерение углов на пункте триангуляции для снесения координат производится четырьмя круговыми приемами с измерением не менее двух направлений на пункты триангуляции.

Невязки в треугольниках не должны превышать ± 10².

2.48. При внецентренном стоянии инструмента на пункте триангуляции измерение элементов центрировки должно быть выполнено дважды с ошибкой линейного элемента не более ± 1 мм. При небольшой величине линейного элемента определение элементов центрировки может быть выполнено графически.

2.49. При наличии редукции элементы ее измеряются так же, как и элементы центрировки.

2.50. Обработка результатов угловых и линейных измерений производится по правилам, изложенным в разделе Е настоящей главы.

2.51. Для целей уравновешивания произведенных измерений при снесении координат составляется схема, на которой выписываются величины измеренных углов, длины линий и полученные угловые невязки в фигурах.

2.52. При схеме снесения, состоящей из двух треугольников, общая сторона этих треугольников вычисляется отдельно по каждому треугольнику (с предварительным распределением угловых невязок поровну на три угла).

2.53. Расхождение в вычисленных значениях неприступного расстояния из двух треугольников не должно превышать 1 : 25000. При упрощенных вычислениях из полученных результатов неприступного расстояния берется среднее значение, которое используется для вычисления координат.

2.54. При неблагоприятной форме треугольников рекомендуется произвести строгое уравновешивание снесений координат с получением поправок как в измеренные углы, так и в длины базисов.

В процессе уравновешивания необходимо произвести оценку точности снесения координат.

Е. Вычисление полигонометрии, оценка точности и составление технического отчета

2.55. Журналы измерений углов, линий и нивелирования целиков должны быть обработаны в две руки. Средние значения результатов выписываются в журналах чернилами.

2.56. Поправки за центрировку и редукцию при угловых измерениях вычисляются в две руки.

2.57. По окончании обработки журналов линейных измерений производится вычисление длин линий с введением всех поправок (см. приложение 2-3).

2.58. Поправки за проектирование на принятую уровенную плоскость вводятся в длины линий в тех случаях, когда они превышают 1 : 150000 длины линии; при их вычислении пользуются формулой, приведенной в п. 1.39.

Для редуцирования длин линий на плоскость проекции Гаусса пользуются формулой, указанной в п. 1.38.

2.59. Вычисление всех поправок в измеренные линии производится до 0,1 мм. Окончательная длина линии округляется до 1 мм.

2.60. Вычисление длин линий производится на бланках (ведомостях) в две руки; расхождение результатов вычислений не должно превышать 0,4 мм.

2.61. По окончании обработки полевых журналов, вычисления длин линий и редуцирования их на принятый горизонт составляется схема ходов с указанием на ней окончательных значений углов, длин линий и угловых невязок фигур. Затем производят оценку точности угловых измерений по формуле

где m_b - средняя квадратическая ошибка измеренного угла;

f_b - угловая невязка в полигоне или ходе;

п¢ - число углов в полигоне или ходе;

N - число полигонов и ходов.

Пример оценки точности угловых измерений приводится в приложении 2-4.

Оценка точности линейных измерений производится по разностям двойных измерений.

Коэффициент влияния случайных ошибок на 1 м длины вычисляется по формуле

где р - вес - величина, обратная длине линии ;

К - произвольно выбранный коэффициент;

п - число линий, включенных в оценку точности;

d₁ - вычисляется по формуле

         

где l - коэффициент остаточного систематического влияния линейных измерений;

d - разности между значениями длин линий из двух разновременных измерений (см. пп. 2.04, к).

Пример оценки точности приведен в приложении 2-5.

2.62. Уравновешивание полигонометрической сети производится раздельно: сначала уравновешиваются угловые измерения с вычислением вероятнейшего значения дирекционных углов линий при узловых точках, а затем уравновешиваются приращения координат с вычислением окончательных координат узловых точек. После этого производится уравновешивание одиночных ходов сети между узловыми точками.

2.63. За веса дирекционных углов узловых линий принимаются величины, обратно пропорциональные числу измеренных углов хода; за веса координат - величины, обратно пропорциональные квадрату средней квадратической предвычисленной ошибки в положении конечной точки хода, рассчитываемой отдельно для вытянутых и ломаных ходов при значениях:

m = 0,0003;                 l = 0,00001;              m_b = ± 3².

2.64. При уравновешивании полигонометрическая сеть разбивается на отдельные секции, привязанные к пунктам триангуляции. Уравновешивание выполняется по отдельным секциям, при этом в каждой секции совместно решаются все возникающие условия по способу профессора В.В. Попова.

2.65. При величине относительной невязки в полигонометрическом ходе менее 1 : 50000 разрешается производить уравновешивание ходов упрощенным методом: угловая невязка распределяется поровну на все углы, а невязка в суммах приращений координат - пропорционально длинам сторон с последующим вычислением поправок в дирекционные углы и меры линий.

2.66. Если относительная невязка в полигонометрическом ходе более 1 : 50000, необходимо произвести уравновешивание хода по способу наименьших квадратов. Для вытянутых ходов при уравновешивании возможно применение таблиц.

Полигонометрический ход считается вытянутым, если направление линий этого хода отклоняется от направления замыкающей в пределах 24° и если данный ход располагается вблизи замыкающей, отклоняясь от нее в ту или другую сторону не более чем на ¹¤₈ ее длины.

2.67. В особо ответственных местах, уравновешивание секций производится строгим способом при совместном уравновешивании угловых и линейных измерений.

2.68. При уравновешивании дирекционные углы вычисляются до 0²,1; приращения координат и координаты - до 0,1 мм. В каталоги выписываются уравновешенные значения:

а) дирекционных углов - с округлением до 1²;

б) линий - с округлением до 1 мм;

в) координат - с округлением до 1 мм.

Форма каталога координат полигонометрических знаков приводится в приложении 2-6.

2.69. После окончания уравновешивания производится оценка точности полигонометрической сети по уравновешенным данным. Определяется средняя квадратическая ошибка угла по формулам:

а) при уравновешивании способом узловых точек проф. В.В. Попова

где f_b - угловые невязки ходов;

п¢ - число углов в ходе;

N - число всех ходов;

К - число узловых точек в системе;

б) при уравновешивании способом полигонов проф. В.В. Попова

где åu_b - суммарные поправки углов по ходам между узловыми точками;

п¢ - число углов в ходе;

r - число уравнении в системе.

2.70. Вычисляются средние ошибки координат на один километр хода уравновешенной полигонометрической сети по формулам:

                                

где d_y и d_x - поправки в приращения координат, полученные в ходах между узловыми точками;

l - длины ходов, выраженные в километрах;

r - число условных уравнений в сети.

Средняя квадратическая ошибка абсолютного смещения хода на 1 км определяется формулой

2.71. Составляется таблица, характеризующая полученную точность полигонометрии для каждого хода, по форме табл. 2-1.

Таблица 2-1

2.72. По окончании полевых и вычислительных работ составляется подробный технический отчет, в котором должны быть даны:

а) описание условий рекогносцировки;

б) характеристика частоты и способов привязки к пунктам триангуляции;

в) характеристика заложенных знаков, их распределение по типам, данные об использованных знаках городской полигонометрии;

г) перечень применявшихся инструментов, описание методики угловых и линейных измерений и результаты оценки их точности;

д) описание методики уравновешивания сети и результаты вычислений (угловые невязки, невязки в координатах и относительные);

е) оценка точности окончательных результатов, соответствие их техническим требованиям.

2.73. Если основная полигонометрия является самостоятельной основой для строительства тоннелей, в отчете должны быть приведены также:

а) расчетное обоснование принятого способа работ;

б) анализ точности исходных данных;

в) обоснование принятых зоны проекций Гаусса и уровенной плоскости.

Здесь же должны быть даны указания о введении поправок в элементы подходной и подземной полигонометрии;

г) общее заключение о пригодности исполненной полигонометрии для обеспечения требуемой точности всех горностроительных работ и особенно точности сбоек встречных тоннелей.

Ж. Аналитические сети (взамен основной полигонометрии)

2.74. В открытой пересеченной местности проложение основной полигонометрии рекомендуется заменять построением аналитической сети.

2.75. Аналитические сети строятся в виде цепей или сетей треугольников, опирающихся на пункты тоннельной триангуляции или тоннельной полигонометрии.

Разрешается вставка одиночных пунктов для передачи координат в порталы, стволы, боковые штольни, скважины и т.д.

2.76. Аналитические сети должны опираться не менее чем на два базиса, измеряемые со средней относительной ошибкой 1 : 100000. Как правило, в качестве базисов используются специально измеренные стороны аналитической сети. В отдельных случаях базисами могут служить стороны тоннельной триангуляции или тоннельной полигонометрии.

Разрешается также прокладка аналитической цепи треугольников между двумя «твердыми» пунктами (тоннельной триангуляции или тоннельной полигонометрии) без измерения базисов или с измерением одного, контрольного базиса.

2.77. Возможно сочетание аналитической сети с ходами основной полигонометрии (применительно к условиям местности). В этом случае базисами аналитической сети могут служить стороны основной полигонометрии.

2.78. При сооружении тоннелей небольшой протяженности, до 1 км, плановым геодезическим обоснованием может служить свободная аналитическая сеть.

2.79. Длины сторон треугольников должны находиться в пределах от 600 до 300 м.

Количество треугольников между базисами не должно быть более десяти, а при использовании в качестве базисов сторон основной полигонометрии - не более пяти. Углы в треугольниках должны быть в пределах 30 - 120°.

При неблагоприятной форме треугольников намечается измерение диагональных направлений.

2.80. Знаки аналитической сети закладываются по типу знаков основной полигонометрии.

2.81. При измерении горизонтальных направлений аналитической сети руководствуются указаниями раздела В настоящей главы.

Угловые измерения в аналитической сети должны производиться дважды, в разное время и в различных условиях. Если количество треугольников между базисами не превышает пяти, разрешается однократное измерение горизонтальных направлений.

Угловые невязки в треугольниках не должны превышать ± 10², а при однократном измерении ± 12².

2.82. Измерение базисов производится по правилам, установленным для измерения линий основной полигонометрии (см. раздел Г настоящей главы). Измерение базисов производится дважды, в разное время.

Если количество треугольников между базисами не превышает пяти, разрешается однократное измерение базисов.

2.83. Уравновешивание аналитической сети производится методами условных и посредственных измерений. Для небольшой цепи треугольников разрешается применение упрощенных способов уравновешивания.

2.84. По окончании полевых и вычислительных работ составляется технический отчет в соответствии с указаниями п. 2.72.

Приложение 2-1

ОБРАБОТКА
результатов компарирования рабочей проволоки на полевом компараторе с контрольным измерением его длины двумя нормальными проволоками

Пример. Компарирование 27 мая 1966 года.

По результатам обработки измерений полевого компаратора нормальными проволоками длина его равна:

по проволоке № 1175............................................................. 192,027₁

по проволоке № 1170............................................................. 192,025₉

среднее.................................. 192,026₅

По результатам измерений компаратора рабочей 24-метровой проволокой № 345 длина его (выведенная без учета поправок за компарирование проволоки, т.е. исходя из ее номинальной длины) получилась равной 192,029₆.

Число пролетов n = 8.

Результаты измерений приведены к  = +20 °С.

Разность D = 192,026₅ - 192,029₆ = -0,003₁ = -3,1 мм. Поправка к номинальной длине рабочей проволоки № 345 равна

Уравнение проволоки № 345 на 27 мая 1966 года: L = 24 м - 0,4 мм при  = +20 °С.

Приложение 2-2

ЖУРНАЛ
измерения линий полигонометрии

Число, месяц и год: 7 марта 1966 г.

Записывающий Сидоров

Отсутствуют страницы 48 и 49

Приложение 2-5

Оценка точности линейных измерений

Приложение 2-6

КАТАЛОГ
координат пунктов полигонометрии

Глава 3.

ПОДХОДНАЯ ПОЛИГОНОМЕТРИЯ.

3.01. В целях обеспечения исходными знаками производства ориентирования подземных выработок, а также для различных разбивок и съемок строительных площадок прокладывается подходная полигонометрия.

3.02. Подходная полигонометрия должна, как правило, представлять собой систему ходов или замкнутых полигонов, опирающихся не менее чем на два знака основной полигонометрии.

3.03. При прокладке подходной полигонометрии в виде одиночного хода между двумя знаками основной полигонометрии измерения рекомендуется производить дважды, в разное время.

3.04. Длины отдельных ходов или полигонов в подходной полигонометрии не должны превышать 300 м. Подходная полигонометрия должна иметь минимальное число углов поворота, а длины сторон ее не должны быть менее 30 м.

3.05. На строительных (шахтных) площадках полигонометрические знаки закладываются в местах, обеспечивающих их сохранность. Знак у ствола шахты закладывается с расчетом получения наивыгоднейшей формы соединительного треугольника при производстве ориентирования подземных выработок.

3.06. 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.

3.07. 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 0,5´0,5 м и глубиной от 0,5 до 1,0 м. В центре штыря или рельса просверливается отверстие диаметром 1 - 2 мм. Разрешается закреплять знаки на ободках смотровых колодцев подземных коммуникаций (водопровод, канализация, связь и др.); центр знака на колодцах оформляется так же, как на штырях или рельсах.

3.08. Местоположения заложенных знаков зарисовываются в абрис, а центры их привязываются линейными промерами к постоянным предметам местности.

3.09. Угловые измерения выполняются инструментами и способами, указанными в главе 2 (пп. 2.15 - 2.19). Особое внимание обращается на тщательность центрировки теодолита и марок. В необходимых случаях, при наличии коротких сторон, применяют метод передачи дирекционного угла путем одновременной постановки двух-трех теодолитов (см. п. 9.32).

3.10. При измерении углов устанавливаются следующие допуски:

а) расхождение двух отсчетов на замыкающее направление в полуприеме не должно превышать ± 8²;

б) колебания приведённых к нулю направлений в отдельных приемах не должны превышать ± 10², а при коротких сторонах (30 - 40 м) ± 15²;

в) угловая невязка в замкнутых полигонах или в ходах между твердыми дирекционными углами не должна превышать , где п¢ - число измеренных углов в полигоне или ходе.

3.11. Линии подходной полигонометрии измеряются компарированной стальной рулеткой по штативам, в соответствии с указаниями пп. 2.27 - 2.35, 2.38, 2.39. Относительная разность прямого и обратного измерений линии компарированной рулеткой не должна превышать 1 : 20000; при коротких линиях расхождения между результатами прямого и обратного измерений не должны быть более 3 мм.

3.12. Не ранее чем за 3 дня до ориентирования шахты заново производятся угловые и линейные измерения подходной полигонометрии. При привязке подходного хода к знаку основной полигонометрии для контроля измеряются все направления и линии на смежные с ним твердые знаки.

3.13. Передача дирекционного угла на приствольную линию, служащую исходной при ориентировании, производится, как правило, с пунктов триангуляции через длинные стороны; при этом могут быть использованы вспомогательные точки, как на поверхности земли, так и на крышах высоких зданий. Дирекционный угол, переданный с пунктов триангуляции на приствольную линию, сравнивается с дирекционным углом, переданным на эту линию^: со стороны основной полигонометрии.

3.14. Вычисление координат знаков подходных полигонометрических ходов производится методом раздельного уравновешивания. Относительная невязка в периметре хода не должна превышать 1 : 20000; при коротких ходах абсолютная невязка должна быть не более 10 мм.

Глава 4

ВЫСОТНОЕ ОБОСНОВАНИЕ НА ДНЕВНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

А. Схема развития наземного высотного обоснования; составление проекта, рекогносцировка, закрепление знаков.

4.01. Для создания высотной геодезической основы на поверхности при строительстве метрополитена, а также при сооружении внегородских тоннелей протяженностью свыше 2 км (а в горной местности - свыше 1 км) производится нивелирование II класса.

4.02. Нивелирование II класса базируется на марках и реперах городского нивелирования I и II классов и представляет собою сеть замкнутых полигонов, охватывающую полосу шириной не менее пятикратной глубины заложения тоннелей, примерно симметричную относительно оси трассы.

При строительстве внегородских тоннелей высотная основа должна опираться на марки и реперы государственного нивелирования I и II классов.

4.03. Нивелирные опорные ходы III класса прокладываются:

а) для передачи отметок к стволам, скважинам и предпортальным выработкам;

б) для обеспечения высотной основой тоннелей, сооружаемых открытым способом работ;

в) для сгущения высотной основы II класса в районе наблюдений за деформацией поверхностных сооружений;

г) как самостоятельная высотная основа при строительстве тоннелей протяженностью не свыше 2 км, а в горной местности - не свыше 1 км.

Нивелирные опорные ходы III класса прокладываются в прямом и обратном направлениях.

4.04. Нивелирные ходы III класса прокладываются между реперами II класса и реперами опорных ходов III класса и служат главным образом для определения отметок деформационных реперов.

Нивелирные ходы III класса прокладываются в одном направлении.

4.05. Проект нивелирной сети для строительства метрополитена составляется на плане. На этот план предварительно наносят проект трассы, а также все реперы и марки городского нивелирования, расположенные в районе трассы. При строительстве внегородских тоннелей, кроме проекта трассы, наносятся марки и реперы государственного нивелирования.

4.06. При составлении проекта нивелирной сети для строительства метрополитенов следует руководствоваться следующими положениями:

а) расстояние между марками и реперами, определенными нивелированием высших разрядов, должно быть не более 2 км;

б) длины ходов между узловыми реперами не должны превышать 1 км;

в) расстояние между реперами должно быть не более 200 м, а в малозастроенной части - не более 300 м.

г) около строительных площадок, а также в районах сложных узлов строительства расстояния между реперами уменьшаются до 100 м. Составленный проект нивелирной сети уточняется рекогносцировкой в натуре.

4.07. При строительстве внегородских тоннелей в качестве реперов используются как специально заложенные знаки, так и пункты триангуляции и основной полигонометрии. Если вблизи трассы имеются здания и сооружения, в них закладываются стенные реперы.

В районах строительных площадок, стволов, порталов и боковых штреков-штолен должно быть закреплено не менее двух знаков высотной основы.

4.08. Стенные реперы закладываются в стенах зданий или устоях инженерных сооружений не менее чем за три дня до начала нивелирования.

Грунтовые реперы закрепляются по типу полигонометрических знаков (см. рис. 2.1).

Местоположения заложенных реперов зарисовываются, привязываются и наносятся на план.

Б. Нивелирование II класса

4.09. Для производства нивелирования II класса применяются:

а) нивелиры типа Н-1, Н-2, НС2 (НБ-1, НА-1 и им равноточные);

б) рейки с инварной полосой и круглыми уровнями.

4.10. Перед началом полевых работ нивелир должен быть исследован, а рейки прокомпарированы.

4.11. Величина ktg i определяется путем двойного нивелирования перед началом работ и ежедневно в первые дни работы. При постоянстве этой величины она в дальнейшем может определяться один раз в три дня. После каждого исправления положения оси уровня величина ktg i определяется заново.

4.12. При нивелировании рейки ставятся на башмаки или специальные штыри, забиваемые в грунт или твердое покрытие проездов или тротуаров. Стенные или грунтовые реперы, как правило, нивелируются промежуточными взглядами.

Во время отсчета рейки в вертикальное положение устанавливаются по круглому уровню. Правильность уровней ежедневно проверяется по отвесу.

4.13. Нивелирование между марками и реперами производится в прямом и обратном направлениях. Нормальным расстоянием между инструментом и рейками считается 65 м. Визирный луч не должен проходить ниже 0,5 м над поверхностью земли. При расстоянии от инструмента до реек не свыше 30 м высота визирного луча допускается до 0,3 м.

4.14. Неравенство расстояний от нивелира до реек допускается не более 1 м. Сумма неравенств в ходе между реперами не должна превышать 2 м.

4.15. Нивелирование ведется в часы спокойных и отчетливых изображений. При ясной солнечной погоде нивелирование производится примерно с 6 до 10 час и с 15 час с прекращением работ за 1 - 1,5 часа до захода солнца. В пасмурную погоду продолжительность работ может быть увеличена.

4.16. Во время работы на станции и при переносе на следующую станцию нивелир защищается зонтом от действия солнечных лучей.

Во время работ особое внимание должно быть обращено на охрану и устойчивость штатива и башмаков под рейками.

4.17. Привязка нивелирных ходов к маркам производится с помощью подвесной рейки с зарисовкой в журнале ее положения и расположения проекций нитей сетки инструмента.

4.18. Нивелирование II класса производится способом совмещения. Разность превышений, полученная из отсчетов по основной и дополнительной шкалам реек, не должна превышать 0,7 мм (15 делений отсчета барабана).

4.19. Порядок работ и контроль на станции производится в соответствии с указаниями Инструкции ГУГК по нивелированию.

4.20. Допустимые расхождения в превышениях между прямым и обратным ходами, а также невязки в полигонах или ходах, опирающихся на марки и реперы I и II классов, определяются по формуле:

где L - число километров.

В горной местности допустимая невязка определяется по формуле

где n - число штативов в ходе.

4.21. При получении невязки хода больше установленной в п. 4.20 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 (), то за окончательное превышение принимается среднее из трех превышений. При больших расхождениях нивелирование повторяется заново в прямом и обратном направлениях.

4.22. Оценка точности результатов нивелирования производится:

а) по невязкам в полигонах и ходах между марками и реперами.

Средняя квадратическая случайная ошибка нивелирования определяется по формулам:

                    

где f_h - невязка полигона (хода);

п - число штативов полигона (хода);

N - число полигонов (ходов);

[L] - общая протяженность полигонов (ходов).

Пример оценки точности нивелирования приводится в приложении 4-1;

б) по разностям превышений, полученных из двойного нивелирования ходов.

Средняя квадратическая случайная ошибка на 1 км хода

где D - величины разностей превышений из двойного нивелирования ходов;

L - длины ходов;

N - число ходов;

в) после уравновешивания вычисляется средняя квадратическая ошибка на 1 км хода по формуле

где р - вес хода;

d - поправка хода;

N - число нивелирных ходов;

r - число узловых точек.

4.23. Средняя квадратическая ошибка на 1 км хода не должна превышать ± 1,0 мм, а на станции ± 3 мм.

В. Нивелирование III класса

а) Опорные ходы III класса

4.24. Нивелирование ведется замкнутыми полигонами или вытянутыми ходами в прямом и обратном направлениях; ходы и полигоны привязываются к реперам нивелирования высших классов.

4.25. Для производства нивелирования III класса применяются:

а) нивелиры типа Н-3, НС-3 (НВ-1, НСМ-2А с самоустанавливающейся линией визирования и им равноточные);

б) двусторонние 3-метровые шашечные рейки с сантиметровыми делениями.

4.26. Рейки должны быть прокомпарированы. Случайные ошибки дециметровых делений реек не должны превышать ± 0,5 мм. Каждая рейка должна иметь круглый уровень, проверяемый ежедневно по отвесу.

4.27. При производстве нивелирования рейки устанавливаются на башмаки или железные штыри, на реперы и полигонометрические знаки.

4.28. Нивелирование производится из середины при расстояниях от инструмента до реек около 50 м. В случае плохой видимости эти расстояния сокращаются.

4.29. Нивелирование ведется по одной средней нити, по черной и красной сторонам реек. Образец журнала для нивелирования III класса приводится в приложении 4-2.

4.30. Расхождения между превышениями на станции, определенными по черной и красной сторонам реек, не должны превышать 3 мм.

4.31. Допустимые невязки в ходах между опорными пунктами или в замкнутых полигонах определяются по формуле

где L - длина нивелирного хода или периметр полигона.

При наличии в ходе или полигоне более 16 штативов на 1 километр допустимая невязка определяется по формуле

где п - число штативов в ходе или полигоне.

б) Ходы III класса

4.32. Нивелирные ходы III класса прокладываются в одном направлении и опираются на реперы I и II классов и на реперы опорных ходов III класса.

4.33. Нивелирование III класса ведется теми же инструментами и методами, как и нивелирование опорных ходов III класса (см. пп. 4.25 - 4.30).

4.34. Допустимые невязки в ходах между реперами высших разрядов или в замкнутых полигонах определяются по формуле

где L - длина нивелирного хода или периметр полигона в км.

При наличии в ходе или полигоне более 16 штативов на 1 км хода допустимая невязка определяется по формуле

где п - число штативов в ходе или полигоне.

Г. Нивелирование IV класса

4.35. Нивелирные ходы IV класса прокладываются между реперами высших классов. Нивелирование ведется в одном направлении. Висячие ходы нивелируются в прямом и обратном направлениях.

4.36. При нивелировании IV класса применяются нивелиры НВ-1, НГ, НТ и другие им равноточные, а также нивелиры НСМ-2а с самоустанавливающейся линией визирования.

Рейки применяются шашечные, двусторонние, с круглым уровнем.

4.37. Нормальным расстоянием от нивелира до реек считается 100 м, а при увеличении зрительной трубы не менее 30* допускается увеличивать расстояние до 150 м.

Неравенство расстояний от нивелира до реек на станции не должно превышать 5 м.

4.38. В ходах, опирающихся на пункты нивелирования высших классов, а также в замкнутых полигонах предельные невязки не должны превышать

где L - длина хода в км.

При наличии в полигоне или ходе свыше 16 штативов на 1 км допустимая невязка в полигоне не должна превышать

где п - число станций в ходе.

Д. Вычисления и технический отчет по нивелированию

4.39. Перед уравновешиванием нивелирования производится проверка журналов наблюдений, в превышения вводятся все необходимые поправки, составляются схемы нивелирных ходов, ведомости превышений и подсчитываются окончательные невязки в ходах и полигонах.

4.40. Уравновешивание нивелирных ходов производится по отдельным секциям, опирающимся на марки и реперы нивелирования высших классов. Все условия, возникающие в секции, уравновешиваются совместно по способу профессора В.В. Попова, а также методом последовательных приближений или узлов. За веса ходов берутся величины, обратно пропорциональные числу штативов. При небольших значениях невязок применяется упрощенный способ.

4.41. Если невязки в ходах II класса между отметками марок или реперов городского нивелирования II класса превышают допуск п. 4.20, разрешается опускать эти марки или реперы как исходные, увеличивая длины секций. Каждое подобное решение должно быть обосновано детальным анализом качества исполненного нивелирования.

4.42. Разрешается в отдельных случаях вычислять отметки реперов от условного нуля, который в дальнейшем должен быть привязан к маркам или реперам государственной нивелирной сети; после привязки производится перевычисление отметок.

4.43. При уравновешивании вычисление превышений и отметок производится до десятых долей миллиметра. В каталог отметки выписываются до миллиметра. Вычисление превышений и отметок, а также составление каталога отметок производится в две руки.

4.44. В результате нивелирования II класса и опорных ходов III класса составляется каталог реперов с занесением в него отметок тригонометрических и полигонометрических пунктов. Форма каталога приводится в приложении 4-3.

4.45. В техническом отчете по наземному нивелированию приводятся:

а) обоснование принятой классности;

б) данные о привязках к городской или государственной нивелирной сети;

в) характеристики марок и реперов, их распределение по типам;

г) применявшиеся инструменты, способы нивелирования, данные оценки точности;

д) способы уравновешивания, результаты вычислений (невязки по ходам), оценка точности по результатам уравновешивания.

Здесь же дается обоснование частичных изменений отметок исходных реперов (см. п. 4.41);

е) заключение о пригодности исполненного нивелирования для всех горно-строительных работ, для обеспечения сбоек тоннелей в профиле и для наблюдений за деформациями наземных зданий и сооружений.

Приложение 4-1

Оценка точности нивелирования

Приложение 4-2

ЖУРНАЛ
нивелирования III класса

 

Приложение 4-3

КАТАЛОГ
отметок реперов

Глава 5

РАЗБИВКА НА ДНЕВНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРАССЫ И ПОДЗЕМНЫХ КОММУНИКАЦИЙ

А. Перенесение оси трассы и красных линий в натуру

5.01. Перенесение оси трассы в натуру производится:

а) для метрополитенов - в местах расположения вестибюлей по специальным заданиям проектировщиков и руководства;

б) для внегородских тоннелей - в местах расположения открытых выемок, порталов, шурфов и стволов шахт, на оползневых участках тоннелей, по специальным заданиям проектировщиков и руководства.

5.02. Во всех случаях, когда закрепляемая в натуре трасса метрополитена не будет использована для строительных работ, следует применять графический метод перенесения.

5.03. 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.

5.04. Вынесенные в натуру точки должны быть связаны между собою контрольными измерениями. Возможна также графическая проверка этой выноски по крупномасштабным планам.

5.05. Если количество или расположение пунктов геодезической основы не обеспечивает перенесение оси трассы в натуру, производится прокладка дополнительных ходов методом подходной полигонометрии или методом рабочего обоснования (в зависимости от требуемой точности разбивки).

5.06. В местах расположения вестибюлей или других наземных сооружений метрополитена производится перенесение в натуру красных линий городской планировки. При наличии отклонений в принятой для строительства системе координат от городской системы производится согласование с геодезической организацией городского Совета.

5.07. В случаях необходимости получения координат углов зданий опорной городской застройки определение их производится полярным методом или способом угловых засечек.

При обоих способах определения координат точек должен быть обеспечен контроль.

5.08. Сгущение точек оси трассы, перенесенных в натуру от пунктов геодезической основы, производится: на прямых участках - с помощью створов и на кривых - методом ординат от линий тангенсов или по хордам.

5.09. При разбивке в пересеченной или горной местности может потребоваться прокладка теодолитных ходов по оси трассы между несколькими «твердыми» точками, перенесенными от пунктов геодезической основы. Углы и линии в натуре откладываются согласно проектным данным. При этом в длины линий должны быть введены поправки за наклон.

Чтобы избежать значительного накопления ошибок, рекомендуется разбивку вести от каждой «твердой» точки до середины соответствующего участка.

5.10. При повышенных требованиях к точности разбивки оси трассы на поверхности следует вести контрольные измерения откладываемых в натуре углов. При наличии малой разности между отложенным и измеренным углами исправление этой разности производится путем перемещения передней точки, фиксирующей отложенный в натуре угол.

Для этой цели можно пользоваться следующей приближенной формулой

где δ - смещение конечной точки линии в мм;

∆β^²- разность между измеренным и отложенным углами;

L - длина линии в м.

Б. Разбивка и съемка подземных коммуникаций

5.11. При строительстве метрополитенов необходимо иметь полные данные о городских подземных коммуникациях в районе работ.

5.12. Разбивка новых подземных коммуникаций, связанных со строительством метрополитена и тоннелей, производится по чертежам проектных организаций, завизированным главным инженером строительства.

5.13. Разбивка и съемка городских подземных коммуникаций производятся от капитальных и постоянных зданий.

5.14. Закрепление осей подземных коммуникаций, центров колодцев и углов поворота трассы в плане и профиле производится на обносках.

5.15. Исполнительное нивелирование проложенных подземных коммуникаций выполняется методом нивелирования IV класса.

5.16. Колодцы и вводы коммуникаций привязываются не менее чем тремя промерами к существующим наземным зданиям и сооружениям.

В отдельных случаях определяются координаты центров колодцев и углов поворотов.

5.17. По окончании строительных работ на все подземные коммуникации составляются следующие исполнительные чертежи:

1) ситуационный план в масштабе 1:2000;

2) план подземной коммуникации в условных знаках в масштабе 1:500 с показанием ситуации не менее чем по 20 м (в каждую сторону) от оси;

3) исполнительный профиль коммуникации в масштабах: горизонтальный - 1:500; вертикальный - 1:100.

5.18. В незастроенной части все коммуникации подлежат съемке от плановой и высотной геодезической основы.

Глава 6

РАЗБИВКА НАДШАХТНЫХ СООРУЖЕНИЙ (МАШИННОЕ ЗДАНИЕ, КОПЕР, БУНКЕРНАЯ И ТЕЛЬФЕРНАЯ ЭСТАКАДЫ И Т.П.) И ПОВЕРХНОСТНЫХ ЗДАНИЙ

6.01. Поверхностные сооружения при строительстве метрополитенов и тоннелей разделяются на 3 группы:

А. Основные сооружения, геометрически связанные с проектом трассы (копер, машинное здание, эстакады).

Б. Вспомогательные сооружения, расположенные непосредственно на шахтной площадке (трансформаторные, компрессорные, механические мастерские, душевые комбинаты и пр.), а также коммуникации, прокладываемые под землей (канализация, водостоки, воздухопроводы и т.д.). К этой же группе относятся и подъездные пути.

В. Сооружения, расположенные вне шахтных площадок (компрессорные станции, бетонные заводы, ремонтно-механические заводы, жилые городки, а также связанные с ними подземные коммуникации и подъездные пути).

6.02. Основой для разбивки сооружений группы А являются оси ствола (см. раздел А главы 12). На основе указанных осей производится разбивка и закрепление оси подъема и оси главного вала лебедки подъемной машины. Погрешности разбивки не должны превышать ± 4 мм.

6.03. Разбивка в плане осей фундаментов копра, бункерной и тельферной эстакад производится от осей ствола с точностью ± 2 см. Установка коробов для отверстий под анкерные болты производится с точностью ± 3 см.

6.04. Разбивка и установка ног копра производится от осей ствола с точностью ± 2 см.

6.05. Выноска осей на подшкивную площадку копра производится непосредственно от осей с точностью ± 4 мм.

После выноски осей инструментально должна быть проверена их взаимная перпендикулярность.

Перекосы шкивов не должны превышать ± 5 мм.

6.06. При монтаже подъемной машины должны быть соблюдены следующие допуски:

а) общий перекос оси вала подъемной машины относительно нормали оси подъема не должен превышать ± 4 мм;

б) разность отметок концов оси вала не должна превышать ± 2 мм.

6.07. Основой для разбивки сооружений группы Б является генеральный план площадки и рабочие чертежи отдельных сооружений.

6.08. Разбивки главных осей и точек капитальных и значительных по объему зданий производятся инструментально с точностью ± 3 см и закрепляются на специально сооруженных обносках или марками в стенах близко расположенных зданий. При разбивке постоянных зданий в городах должны строго соблюдаться красные линии городской планировки. Разбивки по высоте производятся при помощи нивелира с точностью ± 1 см.

6.09. Разбивки и последующие съемки по водостокам, канализации и другим подземным сооружениям ведутся согласно указаниям раздела Б главы 5.

6.10. Разбивки для строительства подъездных железнодорожных путей и автомобильных дорог производятся инструментально с пунктов полигонометрии или точек теодолитных ходов, а по высоте - от реперов, закрепленных в процессе изысканий.

При выносе оси трассы в натуру вершины углов поворота, целые пикеты, начала и концы кривых и другие характерные точки закрепляются металлическими штырями или кольями. У каждого штыря (кола) должен быть поставлен сторожок с соответствующей надписью.

6.11. Для получения величин промеров до проектного уровня земляного полотна или твердого покрытия дороги производится нивелирование штырей (кольев). Значения рассчитанных промеров должны быть выписаны на сторожках. Для производства земляных работ устраивается высотная обноска и с помощью визирок определяется положение земляного полотна в профиле.

6.12. Погрешности при вынесении и закреплении точек трассы не должны превышать ± 5 см в плане, ± 2 см в профиле.

6.13. Для укладки железнодорожных путей после сооружения земляного полотна производится вторичное вынесение характерных точек трассы от закрепленных вершин углов поворота; выносятся также центры стрелочных переводов. Точки закрепляются металлическими штырями со сторожками. Верх штырей устанавливается на проектную отметку подошвы рельса с точностью ± 5 мм. В плане точки выносятся с точностью ± 1 см.

6.14. При возведении на трассе подъездного пути искусственных сооружений (мосты, трубы, дюкеры и т.д.) разбивка основных осей и характерных точек производится одновременно с вынесением в натуру трассы с точностью ± 2 см в плане и ± 1 см в профиле.

В процессе строительства ведется съемка для составления исполнительных чертежей.

6.15. Основой для разбивки сооружений группы В являются сеть пунктов полигонометрии и реперов и проектные планы внутриквартальной планировки, утвержденные в установленном порядке.

6.16. Разбивка осей и вынос отметок сооружений группы В производится с помощью теодолита и нивелира. Точность разбивок в плане ± 3 см, в профиле ± 1 см.

6.17. При значительной площади застройки рекомендуется применение геодезической строительной сетки.

6.18. Разбивки для вертикальной планировки территорий шахтных и строительных площадок, заводов, поселков и т.д. производятся согласно проектным чертежам с помощью нивелира.

Глава 7

НАБЛЮДЕНИЯ ЗА ДЕФОРМАЦИЕЙ ПОВЕРХНОСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ

А. Установка и закрепление деформационных реперов

7.01. При строительстве тоннелей всех назначений имеют место осадки земной поверхности, вызываемые горными работами. Величины осадок зависят от глубины залегания тоннелей, геологических условий, размеров горных выработок, скорости и способов ведения горных работ, своевременности заполнения пустот за обделкой сооружения и ряда других факторов.

7.02. В целях выявления величин осадок необходимо постоянно наблюдать за поверхностными сооружениями в зоне возможной деформации. Наблюдения состоят в периодическом нивелировании установленных на сооружениях деформационных реперов.

7.03. Ширина возможной зоны деформации устанавливается от полуторной до двойной глубины залегания тоннеля (по каждую сторону от него), в зависимости от геологических и гидрогеологических условий.

7.04. Проект расположения деформационных реперов составляется на имеющихся планах поверхности, на которых показаны проектируемые подземные сооружения.

7.05. Деформационные реперы намечаются на зданиях вблизи основных углов, а на больших зданиях - на расстояниях 20 - 25 м друг от друга.

7.06. После составления проекта расположения реперов производится рекогносцировка в натуре. Места закладки реперов отмечаются масляной краской, на стенах подписываются их порядковые номера. Возрастание номеров дается сообразно возрастанию пикетажа трассы.

На зданиях с облицовкой из гранита или мрамора реперами могут служить цоколи указанных облицовок. Места постановки нивелирной рейки окрашиваются краской, при этом выполняются зарисовка и линейные привязки мест, служащих реперами, к ближайшим характерным элементам ситуации - углам домов, аркам, пилястрам и т.д. (рис. 7.1).

Рис. 7.1 План расположения деформационных реперов на цоколях зданий:

1 - номера домов; 2 - характеристики зданий; 3 - деформационные реперы. Размеры указаны в метрах

Рис. 7.2. Стенной деформационный репер:

1 - деформационный репер; 2 - цоколь здания. Размеры указаны в миллиметрах

7.07. При производстве рекогносцировки ведется описание деформационных реперов по форме, приведенной в приложении 7-1.

7.08. Одновременно с рекогносцировкой производится обследование основной застройки, уточняются характеристики и адреса зданий. Все изменения и дополнения наносятся на планы поверхности.

7.09. В качестве реперов применяются костыли, изготовленные из арматурного железа, толщиною не менее 15 мм или готовые железнодорожные (рис. 7.2). Реперы закладываются в цоколи зданий на цементном растворе.

7.10. При строительстве внегородских тоннелей наблюдения за деформацией поверхности производится в случаях:

а) наличия на трассе наземных сооружений;

б) расположения тоннеля в неустойчивых (оползневых) породах.

Б. Первичное нивелирование

7.11. До производства горнопроходческих работ сеть исходных реперов в районе трассы сгущается. Сгущение производится прокладкой опорных ходов III класса.

7.12. Дополнительными реперами могут служить удаленные от трассы нивелирные реперы, ранее не вошедшие в опорные ходы III класса, деформационные костыли и характерные точки наземных сооружений.

7.13. Для получения первичных отметок деформационных реперов между реперами II класса и реперами опорных ходов III класса прокладываются ходы III класса.

При выверке нивелира особое внимание уделяется соблюдению условия параллельности осей трубы и уровня.

7.14. Первичное нивелирование деформационных реперов производится по черной и красной сторонам реек дважды, желательно разными исполнителями и инструментами.

7.15. Максимальное расстояние от нивелира до реек не должно превышать 50 м.

Длины ходов между узловыми точками не должны быть более 400 м. Висячие ходы более трех станций не допускаются.

7.16. Для первичного и повторного нивелирования по деформационным реперам установлены следующие допуски:

а) расхождения в превышениях, определенных по черной и красной сторонам реек, не должны превышать ± 3 мм;

б) невязки в полигонах и замкнутых ходах не должны превышать  где п - число станций.

При величинах невязок в ходах, превышающих указанный допуск, производится уточнение отметок исходных реперов путем контрольного нивелирования опорными ходами III класса.

7.17. Расхождения в отметках деформационных реперов, получаемые из двух начальных нивелирований, не должны превышать 5 мм.

В. Повторное нивелирование

7.18. По мере производства горнопроходческих работ периодически ведется нивелирование деформационных реперов, по результатам которого выявляются величины осадок. При этом учитывается требование к нивелиру, указанное в п. 7.13.

Отсчеты на связующие точки ходов производятся по черной и красной сторонам реек, на промежуточные - только по черной.

При всех повторных нивелированиях соблюдаются требования пп. 7.15 и 7.16.

7.19. Периодичность повторных нивелирований определяется степенью интенсивности осадок, но не реже одного раза в 1,5 месяца.

Повторное нивелирование продолжается до полного затухания осадок и в любом случае - не менее 3 месяцев после окончания горнопроходческих работ.

7.20. Для выявления деформации исходных реперов в районах производства горностроительных работ производится контрольное нивелирование этих реперов опорными ходами III класса. Периодичность его зависит от интенсивности осадок, но не должна быть реже двух раз в год.

Следует иметь в виду, что при большом притоке воды в подземных выработках зона осадок поверхности может достигать пятикратной глубины сооружения (по каждую сторону от него). Это обстоятельство может потребовать значительного расширения зоны контрольного нивелирования.

Г. Оформление материалов

7.21. На все реперы II класса и реперы опорных ходов III класса, расположенные в районе наблюдения за деформацией, составляется каталог исходных отметок по форме, приведенной в приложении 7-2.

7.22. Первичные значения отметок, а также описание деформационных реперов заносятся в специальную книгу-каталог. Первичные отметки выписываются красной тушью. В эту же книгу-каталог записываются величины осадок деформационных реперов по форме, приведенной в приложении 7-3.

7.23. Помимо записей в каталогах, деформация отражается графически на планах штриховкой в условных знаках (см. приложение 7-4).

7.24. По результатам повторных нивелирований ежемесячно составляется сводная ведомость осадок по форме, приведенной в приложении 7-5.

В особых случаях, когда осадки достигают значительных размеров, составляются промежуточные сводки непосредственно после получения полевых данных.

Приложение 7-1

ОПИСАНИЕ
деформационных реперов

Ждановский радиус, район ул. Островского

Приложение 7-2

КАТАЛОГ
исходных реперов

Примечание. Римскими цифрами показаны месяцы, когда производилось контрольное нивелирование.

Приложение 7-3

КНИГА-КАТАЛОГ
деформационных реперов

Приложение 7-4

УСЛОВНЫЕ ЗНАКИ
деформации поверхностных сооружений

Приложение 7-5

СВОДКА № 143
осадок деформационных реперов на 1 мая 1966 г.

Часть II

МАРКШЕЙДЕРСКИЕ РАБОТЫ В ПОДЗЕМНЫХ ВЫРАБОТКАХ И СООРУЖЕНИЯХ

Глава 8

ОРИЕНТИРОВАНИЕ ПОДЗЕМНОЙ МАРКШЕЙДЕРСКОЙ ОСНОВЫ

А. Общие положения

8.01. Ориентирование подземной маркшейдерской основы имеет целью передачу дирекционного угла и координат с пунктов геодезического обоснования на поверхности на знаки подземной основы.

8.02. 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.

8.03. В зависимости от вида выработок, соединяющих тоннель с дневной поверхностью, применяются следующие способы ориентирования подземной маркшейдерской основы:

а) через одну вертикальную шахту;

б) с помощью гироскопа;

в) через горизонтальные и наклонные выработки;

г) через две вертикальные шахты (скважины), как одна из последующих.

8.04. Ориентирование через вертикальную шахту производится с помощью шахтных отвесов и состоит из:

а) проектирования точек (опускания отвесов) с дневной поверхности на горизонт подземных выработок;

б) примыкания к проектируемым точкам на поверхности и в подземных выработках.

8.05. Для обеспечения максимальной величины «базиса» - расстояния между отвесами - в проекте армировки ствола должны быть предусмотрены проектирующей организацией места для беспрепятственного пропуска отвесов на максимальном удалении друг от друга, по линии, параллельной оси подъема.

8.06. На поверхности и в подземных выработках приствольные знаки выбираются с соблюдением следующих условий:

а) расстояния от приствольных знаков до ближайшего отвеса должны быть минимальными, при этом знаки должны находиться возможно ближе к проектируемому створу отвесов;

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.

Б. Проектирование точек и примыкание к шахтным отвесам

8.07. Проектирование точек с поверхности в подземные выработки через ствол шахты осуществляется путем опускания грузов на стальной проволоке.

Вес груза и диаметр проволоки, применяемых при ориентировании, зависят от глубины ствола шахты, от скорости движения воздуха в стволе и интенсивности «капежа».

Как показала практика, при опускании отвесов обычно применяются:

а) для шахт глубиной 20 - 30 м груз весом 30 - 40 кг при диаметре проволоки 0,5 - 0,8 мм;

б) для шахт глубиной 40 - 80 м груз весом 60 - 80 кг при диаметре проволоки 0,8 - 1,0 мм;

в) для шахт глубиной 100 - 200 м груз весом 100 - 140 кг при диаметре проволоки 1,0 - 1,2 мм.

Вес груза и диаметр проволоки при ориентировании шахт глубиною свыше 200 м определяются в каждом отдельном случае исходя из конкретных условий: глубины ствола, скорости движения воздуха и интенсивности «капежа».

В табл. 8-1 указывается предельная прочность стальной углеродистой пружинной проволоки, изготовляемой согласно ГОСТ 5047-49.

Таблица 8-1

8.08. Проволока шахтного отвеса наматывается на ручную лебедку с диаметром барабана 250 - 300 мм. Груз состоит из штанги с основанием, на которое надевают чугунные шайбы по 5 или 10 кг каждая с радиальной прорезью.

8.09. Работы в стволе шахты, связанные с подготовкой мест для пропуска отвесов, выполняются заблаговременно.

Отвесы рекомендуется пропускать в местах с наименьшим «капежом» и не ближе 0,3 м от тюбинговой обделки ствола. При сильном «капеже», особенно в зимнее время, разрешается отвесы опустить в клетевом отделении.

Накануне ориентирования производится пробное опускание отвесов на всю глубину ствола.

8.10. Грузы шахтных отвесов, подвешенные на проволоках, опускаются в баки, наполненные жидкостью, успокаивающей отвесы (масло, вода со слоем масла толщиной 5 - 10 см и др.).

Баки изолируются от настила, по которому передвигаются наблюдатели. От «капежа» баки закрываются конусообразными колпаками с вырезом вверху для пропуска проволоки.

8.11. Отсутствие касаний проволоки отвеса в стволе шахты проверяется осмотром ее на всем протяжении, а также пропуском «почты».

8.12. При ориентировании шахты ляды лесоспуска и людского ходка должны быть закрыты. В момент наблюдения выключается вентиляция в стволе.

8.13. Примыкание к шахтным отвесам заключается в определении их координат и дирекционного угла створа отвесов на поверхности и передачи их на знаки полигонометрии под землей.

8.14. В практике тоннелестроения, при первых ориентированиях, для обеспечения проходки тоннеля до 50 м от ствола применяется непосредственное примыкание к створу шахтных отвесов.

При ориентированиях, обеспечивающих дальнейшее продвижение забоя, применяется косвенное примыкание к шахтным отвесам с помощью вытянутого соединительного треугольника.

В. Ориентирование по створу двух отвесов

8.15. При ориентировании способом створа двух отвесов на поверхности инструментальным путем по заранее заданному направлению выставляются два опущенных в шахту отвеса (рис. 8.1).

Установка этих отвесов в створ линии с известным дирекционным углом производится с максимально возможной точностью. Для этой цели возможно использование ориентировочных пластинок (см. ниже п. 8.21).

Внизу теодолит устанавливается над полигонометрическим знаком с ненакерненным центром. После установки инструмента в створе отвесов производится кернение центра, закрепление створных отвесов (используемых в дальнейшем для целей контроля) и измерение угла на другой полигонометрический знак. Если теодолит устанавливается не над полигонометрическим знаком, а на потерянной точке 1, но в створе отвесов (рис. 8.2), производится измерение дополнительных углов β₁ и β₂.

Передача координат с приствольного знака на поверхности на знаки подземной полигонометрии осуществляется путем измерения расстояний:

а) на поверхности - от инструмента до отвесов;

б) внизу - от инструмента до отвесов и до полигонометрических знаков.

Рис. 8.1. Ориентирование шахты способом створа двух отвесов:

1 - копер; 2 - ствол шахты; 3 - рудничный двор; 4 - зумпф; 5 - баки с маслом; 6 - шахтные отвесы; 7 - лебедки; 8 - теодолиты; 9 - полигонометрические знаки; 10 - створные отвесы

Рис. 8.2. Схема передачи дирекционного угла от створа отвесов на линию подземной полигонометрии

Г. Ориентирование способом соединительных треугольников

8.16. При удалении забоев от ствола шахты свыше 50 м производится ориентирование способом соединительных треугольников.

Рис. 8.3. 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

Рис. 8.4. Пластинка для механического смещения отвесов:

1 - основание; 2 - салазки; 3 - ползунок; 4 - винт; 5 - прорезь; 6 - стопор; 7 - штрих.

8.17. При ориентировании способом соединительных треугольников в ствол опускаются два отвеса, которые наблюдаются с приствольных знаков на поверхности и внизу (рис. 8.3). Отвесы относительно инструментов располагаются так, чтобы формы соединительных треугольников, решаемых по формуле синусов, отвечали следующим требованиям:

а) измеряемые углы между отвесами (a и a₁) должны быть минимальными (не более 2°);

б) расстояния от инструментов до ближайших отвесов выбираются минимальными, при этом значения отношений  и  не должны превышать величины 1,0.

8.18. Измерения углов и линий при ориентировании способом соединительных треугольников производят по правилам, приведенным в главах 2 и 9 (см. пп. 2.15 - 2.18, 2.21, 9.18, 9.23 - 9.26, 9.28).

8.19. 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.

8.20. Если передача дирекционного угла к приствольному знаку возможна только через короткие линии, она осуществляется с помощью двух или трех инструментов (см. п. 9.32) от азимутального пункта или от линии основной полигонометрии.

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.

8.21. При ориентировании по двум отвесам способом соединительных треугольников для смещения отвесов могут быть применены специальные пластинки (рис. 8.4).

Работы при ориентировании с помощью указанных пластинок производятся по следующей программе.

Первое положение отвесов:

а) установка ползунков обеих пластинок на среднее положение;

б) подвеска отвесов и проверка их «почтой»;

в) измерение вверху и внизу расстояний от инструмента до отвесов и между отвесами (расхождение в расстояниях между отвесами вверху и внизу не должно превышать 2 мм);

г) измерение направлений вверху - на азимутальный пункт, знаки подходной полигонометрии и на отвесы; внизу - на знаки подземной полигонометрии и на отвесы.

Второе положение отвесов: ползунки пластинок устанавливаются в крайнее правое положение, производится опускание «почты».

Третье положение отвесов: ползунки пластинок устанавливаются в крайнее левое положение, производится опускание «почты».

Угловые и линейные измерения при втором и третьем положениях отвесов производятся по программе, изложенной для первого положения отвесов.

8.22. Если центрировочные пластинки обеспечивают перемещение отвесов на заданную длину с точностью ± 0,2 мм и установлены перпендикулярно створу отвесов с отклонением не более 10°, то в этом случае можно произвести контроль правильности проектирования отвесов. Контроль производится путем сравнения результатов угловых измерений, полученных при первом и втором, а также при первом и третьем положениях отвесов (рис. 8.5), с рассчитанными значениями угла j.

Рис. 8.5. Схема контроля при ориентировании шахты с помощью пластинок

Угол j между отвесами вычисляется по формуле

где а - смещение отвеса на пластинке;

S - расстояние от инструмента до отвеса;

r² = 206265².

Расхождения между разностями измеренных углов на отвесы и рассчитанными значениями углов j не должны превышать:

а) для поверхности ± 12² при расстояниях от инструмента до отвеса 4 - 6 м и ± 8² при расстояниях свыше 6 м;

б) на подземном горизонте - соответственно ± 15² и ± 10².

Рис. 8.6. Ориентирование без закрепления приствольной точки на подземном горизонте:

1 - ствол; О₁ и О₂ - отвесы; I - точка стояния инструмента, не закрепленная в натуре; А и В - полигонометрические знаки

8.23. При пользовании оптическими центрирами необходимо производить перецентрировку инструментов после каждого перемещения отвесов с поворотом трегера на 120°; средние значения дирекционных углов подземных линий будут свободны от влияния ошибок юстировки центриров. В этом случае контролем углов не пользуются.

При работе инструментами, оптический центрир которых встроен в алидаду, перецентрировка теодолита не производится.

8.24. Ориентирование способом соединительных треугольников производится также и без закрепления приствольной точки на подземном горизонте (рис. 8.6). При этом должны быть соблюдены следующие условия:

а) инструмент устанавливается примерно в створе двух отвесов, т.е. угол a должен быть минимальным;

б) расстояние от инструмента до ближайшего отвеса должно быть минимальным (1,5 - 2,0 м), насколько это позволяет оптика теодолита;

в) угол АIВ должен быть в пределах от 0° до 30° или 150° - 180°. Если это выполнить невозможно, то необходимо измерить угол при А или В одновременно вторым инструментом.

8.25. При данной схеме ориентирования угловые и линейные измерения производятся по программе, изложенной в п. 8.21, с дополнительным измерением расстояний от инструмента до полигонометрических знаков А и В (см. рис. 8.6), а также между самими знаками.

Углы при точках А и В вычисляются по формуле синусов. Рекомендуется (для контроля) их измерить при помощи второго инструмента.

Д. Вычисление ориентирования, выполненного по способу соединительных треугольников

8.26. Перед вычислением ориентирования все полевые журналы должны быть проверены, после чего производится обработка результатов угловых и линейных измерений.

8.27. Решение соединительных треугольников, вычисление дирекционных углов и координат производятся независимо, в две руки.

Образец вычисления ориентирования шахты приведен в приложении 8-1.

8.28. Расхождения значений дирекционного угла, переданного с трех положений отвесов на исходную сторону подземной полигонометрии, не должны превышать 20².

Е. Гироскопический способ ориентирования

8.29. Для ориентирования подземного обоснования при строительстве подземных сооружений могут применяться гироскопические теодолиты с ручным слежением Ги-Б1, с автоматическим слежением Ги-Б2, МТ-1, а также другие гиротеодолиты равной или большей точности.

8.30. Ориентирование стороны подземной полигонометрии гироскопическим способом с помощью гиротеодолита состоит из:

а) определения поправки гиротеодолита на стороне с известным дирекционным углом;

б) определения дирекционного угла ориентируемой стороны полигонометрии;

в) повторного определения поправки гиротеодолита на стороне с известным дирекционным углом.

8.31. Каждое определение поправки гиротеодолита производится одним-двумя пусками на одной из ближайших к ориентируемой шахте сторон наземной основной полигонометрии, дирекционный угол которой определен непосредственно с пункта триангуляции.

8.32. 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.

8.33. В случае неоднократных ориентирований допускается использование поправки гиротеодолита предыдущего ориентирования, если с момента ее определения прошло не более месяца, если она подтверждена чередованием согласно п. 8.32 и в допустимых пределах согласуется с вновь определенной поправкой. Порядок работы, предусмотренный п. 8.30, при этом не изменяется.

Расхождение между значениями поправок является допустимым, если оно не превышает величины

где т - средняя квадратическая ошибка определения гироскопического азимута одним пуском;

п - количество пусков, которыми определена каждая из сравниваемых поправок.

Для гиротеодолита Ги-Б1 предельное допустимое расхождение составляет:

8.34. Ориентирование стороны подземной полигонометрии производится двумя определениями с постановкой гиротеодолита, как правило, на обоих концах ориентируемой стороны.

Если возможность постановки гиротеодолита имеется лишь на одном конце, производится ориентирование двух сторон полигонометрии при двух не совпадающих по местоположению постановках этого инструмента, после чего эти стороны связываются между собой угломерным ходом.

8.35. Длина стороны на поверхности для определения поправки гиротеодолита должна быть не менее 100 м.

Длина ориентируемой стороны в подземной выработке не должна быть меньше 30 м.

8.36. Прием (пуск) состоит из:

а) визирования и отсчета КЛ и КП по ориентируемому направлению;

б) определения нульпункта торсионного подвеса;

в) наблюдения вынужденных колебаний и вычисления положения динамического равновесия чувствительного элемента при работающем гиромоторе;

г) определения нульпункта торсионного подвеса;

д) визирования и отсчета КЛ и КП по ориентируемому направлению.

8.37. Нульпункт торсионного подвеса определяется не менее чем по четырем точкам реверсии свободных колебаний чувствительного элемента по формулам:

                                   

или

                                        

где Р₁, Р₂, Р₀ - значения нульпункта;

р₁, р₂, ..., р_i - отсчеты по шкале автоколлиматора в моменты реверсии свободных колебаний чувствительного элемента (ЧЭ).

Если нульпункт заметно изменяет свое значение от реверсии к реверсии («плывет»), определение его продолжают до получения трех согласующихся значений, которые и принимаются в подсчет среднего значения.

Расхождение значений нульпункта, полученных до пуска и после него, для гиротеодолита Ги-Б1 не должно превышать 2,0 делений шкалы автоколлиматора. В этом случае из этих значений выводится среднее. Если расхождение значений превышает допустимое, выявляют его причину и обосновывают принятие для вычислений одного из значений нульпункта. Величина нульпункта не должна быть более ± 5 делений шкалы.

8.38. При определении нульпункта контролируют период свободных колебаний чувствительного элемента по секундомеру. Пуск и остановку секундомера рекомендуется производить в моменты прохождения чувствительным элементом нуля шкалы автоколлиматора. Период свободных колебаний на одной и той же широте места наблюдения не должен изменяться более чем на 1 сек. При этом он не должен отличаться от значения, указанного в паспорте инструмента, более чем на 5 сек.

8.39. Вычисление положения динамического равновесия чувствительного элемента (рис. 8.7) производится не менее чем по четырем точкам реверсии по формулам:

                                 

                                    

где N₁, N₂, N_ср - значения положения равновесия чувствительного элемента (ЧЭ);

п₁, п₂, ..., п_i - отсчеты по лимбу гиротеодолита, соответствующие положениям точек реверсии.

Доброкачественность наблюдаемых точек реверсии контролируют путем сравнения наблюдаемой величины затухания колебаний чувствительного элемента с табличной величиной, вычисленной по заранее найденному для данного гиротеодолита фактору затухания. Расхождения сравниваемых величин затухания не должны превышать 40².

Расхождение независимых значений положения равновесия допускается не более 15², зависимых - не более 12². Если расхождение превышает допустимое, наблюдают дополнительные точки реверсии или повторяют прием (пуск).

8.40. Во время наблюдения точек реверсии контролируется с помощью секундомера период вынужденных колебаний чувствительного элемента. Изменения периода должны быть в пределах 2 секунд.

8.41. Среднее значение положения равновесия чувствительного элемента в приеме (пуске) для гиротеодолита Ги-Б1 должно быть исправлено поправкой за нульпункт торсиона

N₀ = N_ср + dN,

которая равна dN = сР₀,

где Р₀ - значение нульпункта (с учетом его знака);

с - коэффициент пропорциональности, показывающий, какой поворот оси работающего гиромотора по азимуту может быть вызван закручиванием торсиона на 1 деление шкалы автоколлиматора (выбирается из паспорта прибора; может быть определен из наблюдений).

Среднее положение равновесия ЧЭ гиротеодолитов с автоматическим слежением исправляется поправкой за закрученность торсиона. Эта закрученность характеризуется величиной разности нулевых положений следящей системы и торсионного подвеса.

Рис. 8.7. Ориентирование гиротеодолитом Ги-Б1:

T_N и K_N - положение зрительной трубы и коллиматора, соответствующее положению равновесия чувствительного элемента (ЧЭ); T_M и K_M - положение зрительной трубы и коллиматора при наведении в ориентируемом направлении; N и M - отсчеты по лимбу гиротеодолита, соответствующие этим положениям зрительной трубы и коллиматора; п₁, п₂, ..., п_i - отсчеты точек реверсии; D₁ и D₂ - конструктивные углы между осью зрительной трубы, осью коллиматора и главной осью гирокомпаса в положении равновесия чувствительного элемента; А_Г - азимут гироскопический, отсчитываемый от направления географического меридиана; a - дирекционный угол направления; g - сближение меридианов

8.42. Отсчеты горизонтального круга по ориентируемому направлению до пуска и после него не должны отличаться более чем на 8².

Должны быть приняты меры по обеспечению неизменности положения инструмента в течение приема (пуска). В условиях неустойчивого грунта ножки штатива гиротеодолита устанавливают на металлические костыли, забитые в грунт на глубину 0,3 м, предварительно сняв в этом месте дерн, асфальт и т.п. Недопустимо располагать гиротеодолит на вибрирующем основании.

Инструмент должен быть защищен от прямых солнечных лучей.

В исключительно неблагоприятных условиях и при длине ориентируемых сторон 30 - 50 м расхождение отсчетов по горизонтальному кругу до пуска и после него можно допускать до ± 12².

8.43. Если пункты опорной сети (в том числе и ориентирные), на которых производится гироскопическое ориентирование, имеют разницу в значениях уклонений отвесных линий более 4², а ориентируемые направления - наклон к горизонту более 8°, в отсчет горизонтального круга гиротеодолита по ориентируемому направлению должна быть введена поправка за уклонения отвеса

где d₂ - поправка в отсчет горизонтального круга по ориентируемому направлению;

x, h - составляющие уклонений отвеса в плоскости меридиана и первого вертикала;

z - зенитное расстояние ориентируемого направления.

Если значения составляющей уклонения отвеса в плоскости первого вертикала h на пунктах различаются на две секунды и более, должна быть введена поправка за несовпадение плоскостей астрономического и геодезического меридианов по формуле

d₁ = -htg j,

где j - широта пункта.

Общая поправка за влияние уклонений отвеса вычисляется как сумма двух поправок

d_и = d₁ + d₂;

8.44. Наблюдения вынужденных колебаний чувствительного элемента ведут в условиях, наиболее благоприятствующих повышению точности измерений и удобства работы. Для гиротеодолита Ги-Б1 наиболее оптимальной является амплитуда колебаний чувствительного элемента от 1° до 3° (размах колебаний чувствительного элемента от 2° до 6°).

8.45. Перед работой инструмент исследуют. Угломерная часть исследуется в порядке, принятом для угломерных инструментов. Гироблок исследуется с целью получения следующих данных:

а) значения коэффициента с, определяемого из колебаний малой амплитуды по формуле

где N¢₁, N¢₂, N¢₃ - отсчеты по шкале автоколлиматора, соответствующие положениям динамического равновесия чувствительного элемента ЧЭ в трех пусках, при трех различающихся между собой примерно на 10¢ положениях лимба гиротеодолита, а также по формуле

где Т_слеж - период колебаний чувствительного элемента со слежением;

Т_круч - период колебаний чувствительного элемента без слежения;

б) значения фактора затухания из серии пусков

где п₁, п₂, ..., п₃ - отсчеты по лимбу в моменты реверсии;

в) периода свободных колебаний чувствительного элемента;

г) периода вынужденных колебаний чувствительного элемента;

д) качества работы преобразователя, гиромотора и арретирующего устройства.

Ж. Вычисление ориентирования, выполненного гироскопическим способом

8.46. Дирекционный угол ориентируемого направления вычисляется по формуле

а = А - g + d_и или а = а_г + D - g + d_и,

где А = а_г + D;

а_г = М - N₀;

D = а_исх - а_{г исх} + g_исх - d_и;

g_исх = l_исх × sin j_исх;

g = l × sin j.

В этих формулах:

А - астрономический азимут ориентируемого направления;

а_исх и а_г - гироскопические азимуты исходного и ориентируемого направлений;

М - отсчет по визируемому направлению (исходному или ориентируемому);

N₀ - отсчет, соответствующий положению равновесия чувствительного элемента;

D - поправка гиротеодолита, заключающая в себе конструктивные углы D₁ и D₂ (приводимые в паспорте гиротеодолита), а также условность данной системы азимутов относительно той, в которой вычислено сближение меридианов g;

d_и - поправка за уклонения отвесной линии;

g_исх и g - сближения меридианов точек стояния гиротеодолита (при определении поправки и при ориентировании);

l_исх и l - долготы точек стояния от осевого меридиана зоны;

j_исх и j - широты точек стояния.

Если учет сближения меридианов сводится к введению поправки Dg - разности сближений, являющейся величиной второго порядка малости по сравнению с величиной g, то вычислять Dg можно по формуле

где r² = 206265²;

R_m = 6370 км - средний радиус кривизны земного эллипсоида;

y_исх и y - ординаты точек стояния гиротеодолита;

j_ср - средняя широта точек стояния.

Запись наблюдений и вычисления ведутся в журналах по установленной форме (прил. 8-2).

8.47. Оценка точности при достаточном количестве измерений производится по разностям двойных измерений

где т - средняя квадратическая ошибка гироскопического азимута из одного приема (пуска);

d - разности двойных измерений;

п - количество разностей.

Значение т, вычисленное по этой формуле, примерно равно средней квадратической ошибке единицы веса, если вес ориентирования, порядок работы которого соответствует указаниям пп. 8.30 и 8.34, принять равным единице.

Средняя квадратическая ошибка ориентирования в этом случае равна

при этом

где m - средняя квадратическая ошибка единицы веса;

Р - вес ориентирования;

r - количество независимых пар «определение поправки - ориентирование».

Расхождение между результатами ориентирований не должно быть более 20².

З. Ориентирование через две шахты (шахту и скважину, две скважины); вычисления

8.48. При наличии вертикальных скважин на трассе они используются для ориентирования по методу двух шахт. Это ориентирование дает возможность уточнить координаты и дирекционный угол непосредственно в забое.

При проходке тоннеля метрополитена глухим забоем свыше 800 м необходимо наличие скважины для ориентирования тоннеля.

8.49. Спуск отвеса через скважину производится так же, как при ориентировании через вертикальную шахту.

Координаты отвеса на поверхности и под землей определяются одновременно. Дирекционный угол из ориентирования по двум шахтам получается после уравновешивания подземного полигонометрического хода между двумя знаками, имеющими координаты, переданные с поверхности.

8.50. При невозможности пропуска отвеса из-за отклонения скважины от вертикали применяются теодолиты с внецентренной трубой или специализированные теодолиты (см. приложение 8-3).

8.51. Если на трассе имеются две вертикальные скважины, то, кроме ориентирования через ствол и скважину, производится ориентирование через две скважины.

8.52. После сбойки производится вычисление ориентирования через две шахты, необходимое для окончательного уравновешивания ходов подземной полигонометрии и уточнения дирекционных углов приствольных исходных сторон для работ в противоположных направлениях.

8.53. Уравновешивание ориентирования по способу двух шахт строгими методами рекомендуется производить только при криволинейной форме трассы или при значительных длинах подходных выработок.

8.54. При вытянутой форме хода вычисление ориентирования по способу двух шахт производят упрощенными методами, но с обязательным использованием дирекционных углов подземных станов, определенных из ориентирований через вертикальные шахты.

8.55. При последовательных ориентированиях перегона через несколько скважин, когда непосредственно опускались отвесы, значения координат знаков подземной полигонометрии у каждой новой скважины принимаются по передаче с поверхности, а значения дирекционных углов уточняются с учетом всех ориентирований.

8.56. При ориентировании скважины теодолитом с внецентренной трубой или специализированным теодолитом производится уточнение как дирекционных углов, так и координат подземных знаков с учетом точности всех определений (см. приложение 8-4).

И. Допуски ориентирования

8.57. Ориентирования по способу соединительных треугольников или гироскопическим методом следует производить:

а) первый раз - когда забой находится от ствола в пределах от 50 до 60 м;

б) второй раз - когда проходка по основной трассе достигнет 100 - 150 м;

в) третий раз - когда длина проходки по трассе глухим забоем достигает 500 м.

Результаты всех произведенных ориентирований заносятся в ведомость, образец которой приведен в приложении 8-5.

8.58. Расхождения значений дирекционного угла подземной линии, определенных из нескольких ориентирований, не должны превышать 20². При несоблюдении указанного допуска должно быть произведено дополнительное контрольное ориентирование.

8.59. После ориентирования по методу двух шахт исправление имеющегося дирекционного угла более чем на 10² не разрешается. При превышении указанного допуска производится проверка измерений по подземному ходу, а затем - по поверхности. Если ошибка при контрольных измерениях не обнаруживается, производят повторное ориентирование.

8.60. При соединении полигонометрии между двумя шахтами, ориентированными по способу соединительных треугольников или гироскопическим методом, допустимая угловая невязка подсчитывается по формуле

где п¢ - число станций подземного хода.

Для хода подземной полигонометрии, ориентированного непосредственно через порталы или боковые штольни-штреки, допуск определяется формулой

Величина m_b - средняя квадратическая ошибка угла подземной полигонометрии, в зависимости от длин сторон хода и количества измерений, может быть принята от 4² до 2².

К. Ориентирование через порталы, боковые штольни и наклонные выработки

8.61. 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.

Передача дирекционного угла на предпортальную линию производится непосредственно с пункта триангуляции или через вспомогательный азимутальный знак.

8.62. Угловые и линейные измерения при ориентировании через порталы, боковые штольни и наклонные выработки производятся методами, принятыми для основной и подходной полигонометрии.

8.63. Измерения, связанные с передачей дирекционного угла с поверхности в тоннель через штольни, порталы и наклонные хода, рекомендуется производить ночью при искусственном освещении.

8.64. При измерении углов в наклонных выработках необходимо руководствоваться указаниями п. 1.23.

При измерении линий по наклонным выработкам нивелирование целиков штативов производится в прямом и обратном направлениях. Нивелирование целиков при обратном ходе делается после измерений.

Приложение 8-1

Ориентирование шахты № 27

24 августа 1966 г.

Средн. дир. уг. (1 - 2) = 118°56¢25².

Передача координат с поверхности в шахту № 27

Средние координаты ПЗ № 1: у = 2379,891; х = 7156,878.