Геодезические разбивочные работы в подземном строительстве

В этом параграфе будет рассмотрено лишь краткое содержание и состав разбивочных работ при подземном строительстве. Более подробно указанные работы рассматриваются в специальных разделах маркшейдерии, а также в специальной литературе по соответствующим видам работ.

При подземном строительстве, в зависимости от вида сооружаемого объекта, разбивочные работы выполняют при строительстве стволов шахт, проведении горных выработок различного назначения (штолен, штреков, квершлагов, вентиляционных выработок и т.п.), тоннелей-путепроводов, наклонных тоннелей для эскалаторов, строительстве станций метро и различных вспомогательных сооружений, при укладке железнодорожных путей и т.п.

Основными видами геодезических (маркшейдерских) работ при этом являются: обеспечение необходимой точности выноса на местность осей и габаритов вертикальных шахтных стволов; обеспечение геометрических размеров при монтаже проходческих механизмов, создание необходимых условий, которые обеспечат проведение проходческих работ с заданной точностью; инструментальный контроль за ведением по заданной трассе проходческого механизма; инструментальный контроль за соблюдением геометрических параметров возводимой крепи; развитие плановой и высотной сети вслед за продвижением горных работ, производство расчётов при решении возникающих задач в процессе проходческих работ, обеспечение сбоек горных выработок, проходимых навстречу друг другу (встречными забоями); контроль за деформациями крепи, за деформациями элементов горных выработок, соружений на земной поверхности и самой земной поверхности; ведение текущих маркшейдерских замеров с целью оперативного вмешательства в проходческие работы при обнаружении отклонений от проектных данных; замеры объемов горных работ.

Сбойка – это совмещение осей двух выработок в плане и по высоте при их строительстве одновременно навстречу друг другу либо одной строящейся выработки по отношению к другой, уже построенной ранее. Это весьма отвественный вид подземных маркшейдерских работ, особенно при строительстве тоннелей метрополитенов.

Разбивку зданий и сооружений и задание направлений горным выработкам выполняют в строгом соответствии с проектными чертежами и расчётами.

Основные разбивочные работы при шахтном строительстве и на промплощадке заключаются в построении на местности (в натуре) главных осей промплощадки, которыми являются главные оси шахтных стволов либо стороны разбивочной сети. Осями вертикальных шахтных стволов являются две горизонтальные прямые, одна из которых параллельна, а другая перпендикулярна к основным несущим расстрелам ствола. Точка пересечения осей является центром ствола.

Оси стволов закрепляют не менее, чем четырьмя точками, по две на каждой полуоси.

Для выполнения детальных разбивочных работ при стороительстве шахтного комплекса строят разбивочную сеть опорных пунктов. Проект разбивочной сети является основным документом при разбивке и закладке опорных пунктов. Целесообразно строить пункты разбивочной сети на осях главного и вспомогательного стволов, обычно находящихся на значительном расстоянии друг от друга.

Чаще всего разбивочную сеть на промплощадке создают в виде системы прямоугольников со сторонами, ориентированными параллельно осям ствола. При этом основные пункты сети располагают в вершинах прямоугольников, а дополнительные – в створе между ними. При необходимости пункты опорной разбивочной сети могут быть расположены и в других местах, удобных для использования.

Разбивочные работы на промплощадке начинают с центра и осей стволов. Для этого используют проектные координаты центров стволов, проектное значение дирекционного угла одной из главных осей, либо одной из исходных линий разбивочной сети, либо одного из центров ствола и направлением на один или два пункта разбивочной сети, удалённых от центра ствола на расстояние не менее 300 м.

Каждая из осевых линий ствола содержит сравнительно большое число опорных пунктов, которыми пользуются при разбивке и строительстве соружений и зданий, запроектированных на данной промплощадке. Такими сооружениями могут быть административный корпус, компрессорные, котельные, склады, мастерские и др. Часть опорных пунктов обязательно закрепяют вне границ промплощадки в стороне от подъездных дорог.

При разбивке стволов по всем опорным пунктам, включая дополнительные и вспомогательные, прокладывают полигонометрический ход 2-го разряда с уравниванием и вычислением координат всех пунктов.

Разбивку зданий выполняют по правилам, изложенным в гл. 9 и 10.

Проведение разбивочных работ при сооружениях подземных горных выработок околоствольного двора, а также и других выработок, затруднено тем, что указанные объекты горных работ имеют сложную конфигурацию со множеством сопряжений, закруглений, с переменным сечением и уклонами. Для составления проектов разбивки составляют маркшейдерские планы масштаба 1:500 и 1:200. При разбивке используют пункты подземной опорной маркшейдерской сети (основы), передача координат и направлений на которую производится с наземной маркшейдерской (геодезической) основы одним из способов, рассмотренных выше в гл. 9.

Трассы тоннелей метрополитенов проектируют на топографических планах масштаба 1:500. Трасса включает два параллельных пути, которые прокладывают в одном либо каждый в отдельном тоннеле (левый и правый пути). При проектировании разбивочных работ выполняют аналитические вычислеия углов поворота, длин линий, элементов круговых кривых и используют их затем как основу для производства детального проектирования и перенесения в подземную часть осей тоннеля и всех сооружений.

На прямых участках ось тоннеля выносят следующими способами:

- откладыванием расстояний от полигонометрического знака подземной маркшейдерской основы до проектной оси;

- выносом от полигонометрических знаков линий, параллельных оси тоннеля;

- выносом полярным способом от полигонометрических знаков осевых отвесов (точка подвеса находится в кровле тоннеля).

Детальная разбивка проектной оси тоннеля на закруглениях чаще всего выполняется от линии тангенсов либо от стягивающей хорды.

При разбивке наклонных тоннелей (для эскалаторов) первичная разбивка выполняется на поверхности земли. Здесь выносят координаты центра тоннеля и направление его оси в соответствии с проектным значением дирекционного угла. Строят размер большой полуоси тоннеля на вынесенной оси в соответствии с проектным сечением, пересекающем поверхность земли под проектным (заданным) углом наклона или уклоном. По перпендикуляру к большой полуоси строят малую полуось. Если сечение тоннеля представляет собой окружность, то в проекции на поверхность земли, спланированную до плоскости, получается эллипс.

Ось наклонного тоннеля задают теодолитом по аналогии с построением проектного уклона. При этом проектные уклоны являются значительными, поскольку проектные углы наклона эскалатора к плоскости горизонта составляют 30^о. Соотношение малой и большой полуосей эллипса в этом случае составляет на горизонтальной поверхности 1:2.

В связи с весьма жёсткими требованиями к точности построения разбивочных элементов, определяемой условиями эксплуатации сооружений метрополитена, при работе используют приборы повышенной точности и точные, в том числе электронные тахеометры соответствующих классов, а также и специально разработанные для указанных целей оборудование и приборы.

Глава 12