Công trình đường hầm - Trắc địa: Phần 2

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:114

Thêm vào BST

Báo xấu

9
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tiếp nội dung phần 1, Cuốn sách Trắc địa công trình đường hầm phần 2 được biên soạn gồm các nội dung chính sau: đo liên hệ qua giếng đứng bằng phương pháp tam giác liên hệ; định hướng bằng vĩ con quay; trắc địa trong thi công đào hầm; quan trắc biến dạng công trình đường hầm;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Công trình đường hầm - Trắc địa: Phần 2

Chưưng 5 ĐO LIÊN HỆ QUA GIÊNG ĐÚNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP TAM GIÁC LIÊN HỆ Trong trắc địa công trình đường hầm truyền thống, để chuyền tọa độ và phương vị từ trên mặt đất xuống hầm qua giếng đứng, thường dùng phương pháp tam giác liên bé Nôi Hung chơrtng này sẽ trình bày vấn đề đó. 5.1. NỘI DUNG VÀ NHIỆM v ụ ĐO LIÊN HỆ QUA GIÊNG ĐỨNG Trong xây dựng đường hầm, để tăng diện đào hầm và đồng thời cải thiện điều kiện thi công đào hầm, người ta thường dùng biện pháp đào hầm bằng, giếng đứng, giếng nghiêng và đôi khi còn có lỗ khoan. Lúc đó, để đảm bảo đào thông hầm đối hướng với độ chính xác quy định, cần phải chuyền tọa độ, phương vị và độ cao của lưới khống chế trên mặt đất xuống hầm qua hầm bằng, giếng đứng, giếng nghiêng và chuvền toa đô và đô cao qua lỗ khoan để làm số liệu khởi tính cho khống chế trong hầm. Chuyền tọa độ, phương vị và độ cao của lưới khống chế trên mặt đất xuống hầm qua giếng đứng gọi là đo liên hệ qua giếng đứng. Trong đó việc chuyền tọa độ và phương vị qua giếng đứng gọi là định hướng qua giếng đứng. Thông qua việc đo định hướng, lưới khống chế mặt bằng trong hầm và trên mặt đất có cùng một hệ tọa độ thống nhất. Thông qua việc chuyền độ cao từ lưới độ cao trên mặt đất xuống hầm làm cho độ cao trong hầm và trên mặt đất có cùng một hệ độ cao thống nhất. Sai số định hướng qua giếng đứng có ảnh hưởng đến độ chính xác đào thông hầm. Trong đó, sai sô chuyền tọa độ từ mặt đất xuống hầm sẽ làm cho các điểm đường chuyển trong hầm chuyển dịch một lượng như nhau 95
và ảnh hưởng của nó đối với độ chính xác đào thông hầm là một hằng số. Như hình 5.1, A, B, c,D là vị trí chính xác của các điểm đường chuyển trong hầm . Do sai số chuyền tọa độ nên điểm khởi đầu A có sai số tọa độ m x và m y. Từ đó các điểm đường chuyển bị chuyển dịch song song đến các vị trí A ', B', C', D'. H ình 5.1. Ánh hưởng sai số v ị trí điểm khởi đầu của đường chuyên tron í>hầm dổi với độ chinh xác hướiìg ngang đào thông hẩm Sai số chuyển phương vị từ mặt đất xuống hầm sẽ làm cho phương vị của các cạnh đường chuyền trong hầm có một sai số như nhau, nhưng ảnh hưởng của nó đối với độ chính xác hướng ngang đào thông hầm sẽ tăng theo chiều dài của đường chuyền trong hầm. Như hình 5.2, A, B, c, D, E là vị trí chính xác của các điểm đường chuyền. Do sai số m ao của phương vị cạnh khởi đầu mà làm cho đường chuyền xoay đi đến vị trí A, B', C', D ', E '. Từ đó sinh ra sai số hướng ngang ở m ặt đào thông là: m,q (5.1) p 'o Hình 5.2. Ảnh hưởng sai số của phương vị khởi đầu đường chuyền tronii hầm đối với độ chính xác hướng ngang đào thông hẩm 96
Giả thiết chiều dài đoạn hầm đào đối hướng giữa hai giếng đứng là / thì khoảng cách từ giếng đứng đến mặt đào thông là: 'o = 2 và m „ = 0 ,4 5 M q p' 2 Nếu / = 4km — M„ = 50mm, ta có m" > M = 2 ,3 ” ■ Từ đó có thể thấy trong trắc địa công trình đường hầm yêu cầu độ chính xác đối với định hướng là rất cao. Tùy thuộc vào cách thức đo định hướng mà có thể chia làm ba trường hợp chủ yếu: 1. Định hướng qua một giếng đứng. 2. Định hướng qua hai giếng. 3. Định hướng bang kinh vì con quay. 5.2. ĐỊNH HƯỚNG QUA MỘT GIẾNG ĐÚNG Thông thường, để thực hiện định hướng qua một giếng đứng bằng phương pháp tam giác liên hệ, người ta treo hai dây dọi vào trong giếng, như hình 5.3. T . y Hình 5.3. Định hườn ạ qua một qìểng đímg 97
Trên m ặt đất, dựa vào các điểm khống c h ế để xác định tọa độ X và y của hai dây dọi và góc phương vị của cạnh nối hai dây dọi ấy. Ở trong hầm, dựa vào tọa độ của các điểm được chiếu xuống và phương vị của cạnh nối hai dây dpi để xác định tọa độ điểm và phương vị khởi đầu của đường chuyền trong hầm. Như vậy, việc định hướng qua một giếng đứng theo phương pháp tam giác liên hệ sẽ gồm hai phần: - Chiếu điểm từ mặt đất xuống hầm bằng dây dọi. - Đo liên hệ các điểm khống chế trên mặt đất và trong hầm với dây dọi. 5.2.1. C hiếu điếm b ăng dày dọi Chiếu điểm bằng dây dọi trong giếng đứng thường dùng quả dọi đơn trọng, ổn định. Trọng lượng của quả dpi và tiết diện của dây dpi tùy thuộc vào độ sâu của giếng và độ bền của dây thép. Ví dụ, khi giếng sâu khoảng 100 m, thép làm dây dpi có độ bền cao thì dùng quả dọi khoảng 60 kg và đường kính tiết diện của dây dọi khoảng 0,7mm. Để dây dọi có thể nhanh chóng ổn định, thường thả quả dọi vào thùng đựng dung dịch như dầu. M 98
Khi dùng dây dọi để chiếu điểm, thiết bị cần thiết chủ yếu bao gồm: - Bàn tời M để cuộn dây thép và thà quả dpi xuống giếng. - Ròng rọc D đê định luyến dãy dọi. - Bán dinh vị c đế điều chính dây dọi đúng vị trí mong muốn. - Dây thép A. - Quá dọi w. - Thùng dầu B đê hãm dao động cùa quả dọi. Khi chiếu điểm, đầu tiên dùng quả dpi nhẹ, khoảng 2kg, từ từ quay bàn tời để thà quả dọi vào giếng, khi quả dọi nhẹ đã xuống đến đáy giếng mới thay quả dọi chính thức vào và thả tự do trong thùng dầu. Chú ý không đê quá dọi và dây dpi chạm vào thành thùng dầu, vách giếng và các illiêì l)i khác tiong giêny Đê nâng cao độ chính xác của chiếu điểm cần phái quan trác dao động của dây dọi nhằm xác định vị trí đứng yên của nó. Phương pháp quan trắc được trình bày như hình 5.5. 3) / Thang đọc Hình 5.5. PhươniỊ pháp quan trắc dây (lọi, dọc sô Đặt hai thang đọc số gần dây dpi và vuông góc với nhau. Đặt hai máy kinh vĩ (hình 5.5a) hoặc một máy kinh vĩ và một gương phẳng (hình 5.5b). Gương phảng tạo thành với hai thang đọc số một góc 45°. 1. Đọc số tại các vị trí ngoài cùng của biên độ dao động ở bên phải và bén trái. 99
2. Xử lý sô liệu để tìm ra số đọc tương ứng vói vị trí đứng yên của dây dọi. Giả thiết (hình 5.6): / | , /2, . . . , là các số đọc liên tục khi dây dọi ở điểm đổi hướng bên trái và bên phải của dao động; L ị, L2, L n là trị xác suất nhất của các số đọc ấy; A là số đọc ớ vị trí dáy dpi đứng yên; B là chiểu dài của nửa biên Hình 5.6 độ đầu tiên. Vì biên độ dao động giảm rất chậm nên có thể cho rằng hiệu của hai nửa biên độ kế tiếp nhau là một hằng số, ký hiệu là Ta có: c. L, = A - B A + B -C L3 = A B + 2C L, = A + ( - l ) ' B - ( - l ) ’( i - l ) C Khi có n số đọc liên tiếp, ta có n phương trình sai số với 3 ẩn sô A, B, c như sau: V, = L| - / | = A - B - / | v 2 = L 2 - /2 = A + B - c - /2 v 3 = L3 —/3 = A —B 2C —/3 vn = L n - / n = A + ( - l ) nB - ( - l ) > - l ) C - / n Đ ể xác định A, theo phương pháp bình phương nhỏ nhất, ta lập và giải hệ phương trình chuẩn. Cuối cùng ta có: 100
A=^ _ (5.2) trong đó: /' là trị trung bình của các số đọc bên trái; rỏ là trị trung bình của các sô đọc bên phải. Đế đánh giá độ chính xác sau bình sai, ta có sai sô trung phương một lần đọc sô trên thang số: [VVJ ( 5 .3 ) n- 3 Sai sô trung phương của A: r r I ĩĩ ư p .4 ) 3. Đánh dấu vị trí đứng yên của dây dọi (lấy dây dpi ra, thay kim nhọn vào) dựa vào giá trị tính được theo công thức (5.2). Việc này được tiến hành nhờ một thiết bị chuyên dùng gọi là đĩa định vị (hình 5.7). Hình 5.7. Sơ đồ câu tạo đĩa định vị 101
Cấu lạo của đĩa định vị gồm: (1) ĐTa. (2) Bốn trục để gắn thang số và bộ phận điều chỉnh kim nhọn. (3) Khối tháp cụt có [ỗ và rãnh đê luồn dây dọi. (4) Các vít điều chinh thang số. (5) Các vít điều chỉnh tấm kim loại 7. (6) Lỗ tròn có đường kính 7 -r lOcm. (7) Tấm kim loại dưới khối tháp cụt. (8) Dây dọi (sau thay bằng kim nhọn). (9) Nút đổng. 5.2.2. Đo liên hệ Trong đo liên hệ theo phương pháp truyền thống, đồ hình thường được sử dụng là tam giác liên hệ, như hình 5.3. A là điểm khống chế trên mặt đất, gần giếng; 0 |, 0 2 là hai dây dọi; Aị là điểm khởi đầu của đường chuyền trong hầm. Đối với tam giác liên hộ trên mặt đất, đo góc a , góc liên hệ co và các cạnh a, b, c. Đối với tam giác liên hệ trong hầm , đo các góc a ', co' và các cạnh a', b', c'. Các góc p và P' của các tam giác liên hệ có thể tính được. Dựa vào kết quả đo và giải tam giác liên hệ có thể tính được tọa độ của điểm khởi đầu A| và phương vị a A M của cạnh khởi đầu A,M của đường chuyền trong hầm. Để nâng cao độ chính xác chuyền phương vị, trong mỗi lần định hướng, dùng bán định vị (C trong hình 5.4) để chuyển dịch dây dpi ở 3 vị trí khác nhau và đo góc ở cả 3 vị trí ấy của dây dpi: - Vị trí thứ nhất: dây dpi ở chính giữa; - Vị trí thứ hai: dây dọi được chuyển dịch về phía phải 15mm so với vị trí chính giữa; - Vị trí thứ ba: dây dpi được chuyển dịch về phía trái 15mm so với vị trí chính giữa. 102
Từ đó ta sẽ có 3 giá trị khác nhau của phương vị cạnh khởi đầu của đường chuyền trong hầm và lấy trị trung bình của chúng. Trong đo liên hệ, sai số trung phương đo góc trên mặt đất thường là 4" và trong hầm là 6". Để đạt được độ chính xác đó có thể dùng máy kinh vĩ có độ chính xác trung bình, đo theo phương pháp toàn vòng với 4 vòng đo. Đê đo cạnh của tam giác liên hệ có thể dùng thước thép có khoảng chia đến mm. Trước khi đo phải kiểm định thước và dùng lực kéo như khi đo thực tế. Mỗi cạnh được đo đi đo về 4 lần, ước đọc số trên thước thép đến 0,1 mm. Như vậy sai sô trung phương đo cạnh có thể đạt m s = 0,8mm. Kiểm tra các kết quả đo theo các quy định sau đây: - Sai lệch khoảng cách giữa hai dây dọi trên m ặt đất và trong hầm khòng dược vượi quá 2mm. - Sai lệch khoảng cách giữa hai dây dọi đo được ad và tính được a, không được vượt quá 2mm. Cơ sở hợp lý của quy định này được chứng minh như sau: Hình 5.8. Tam t(iác liên hệ Từ hình 5.8, ta có: = b 2 + c 2 - 2bc:cosoc (5.5) Hàm kiểm tra chiều dài cạnh: F = at - a đ (5.6) Lấy đạo hàm riêng của a t (trong (5.5)) đối với các trịđo trực tiếp, ta có: ổa, 2 b - 2 c . c o s a b -c .c o sa a .c o s v — L = ---------------------------= --------- — = — L—— = cosy - ổb 2 a, at a, 103
ổa, cosß ổc ổa, = c.sinß ổa Từ đó ta có: d a .^ 2 dat ổaị 2 rrC ™ 2 rạ,. = , mũ + db ổc da (5.7) = J c o s 2 y.m^ + c o s 2 ß.m^ +C2 sin2 ß -^J Nếu hình dạng của tam giác liên hệ khiến cho a « 0°, ß « 0o, Y « 180° (điểu này sẽ được xét trong mục 5.3), thì (5.7) sẽ có dạng: m„ m : + n i; (5.8) ■ 4 Do đó: m c = \l'm b + m c + m ẩ (5.9) Khi m„ mu m c = m s = 0,8m m thì: rrip = m s %/3 = 1,3 mm Nếu lấy sai số giới hạn bằng 2 lần sai số trung phương thì: m gh —2rrip = 2 ,6 m m Do đó có thể thấy quy định |a t - ad I < 2 mm là hợp lý. Đ ể kiểm tra kết quả đo góc có thể so sánh hiộu số góc cp đo được từ 3 vị trí khác nhau của dây dọi với giá trị đáng có của nó. Trong hình 5.9, C0j và co' là góc liên hệ đo được, Sj là khoảng cách từ điểm khống chế gần giếng đến dây dpi. Giả thiết khoảng cách mỗi lần chuyển dịch dây dpi là 15mm. Từ hình 5.9, ta có: «iđ=«;-«»! P ọ2 =ro - ® d 2 2 104
A Hình 5.9. Đo iỊÓ Hên liệ ( „ 0,015 , Mãt khác có thế tính: = —— p S| » 0,015 „
2 X105 —m , = — 3- 0 ,1 = 2" s 10x10 £ . ỊS Ịịx ỊỌ L s2 108 Thay vào (5.12), tính được (pt = 2". Nếu sai sô trung phương đo góc tam giác liên hệ trên mặt đất là 4", ta có: m F = \lmị +ml d = + 4 2 = 4 ,5 ' Lấy sai số giới hạn bằng 2 lần sai số trung phương, ta có: m gh = 2 m F = 9 ' Tương tự, có thể tính m F tương ứng với các giá trị s khác nhau và từ đó có quy định sau đây: Trên mặt đất: s < 6 m thì |cp, -cpd| < 12" s >6 mthì Ịcp, - (p I< 8 j " Trong hầm: s < 6 m thì |(p, —cpđ I < 15" s > 6 m thì |cp, - < đ I < 10' p Cần lưu ý rằng a và p đều rất nhỏ nên kiểm tra theo điều kiện tổng 3 g ó c tro n g ta m g iá c h ằ n g 180° là k h ô n g đ á n g tin cậy. 5.3. HÌNH DẠNG CÓ LỢI NHÂT CỦA TAM GIÁC LIÊN HỆ Khi định hướng qua giếng đứng bằng phương pháp tam giác liên hệ, dựa vào các trị đo góc (0 , a và các trị đo cạnh a, b, c (hình 5.3), có thể tính phương vị của 0 , 0 , theo công thức: a o ,o 2 = C AX + (0 + p ± i. 180° X (5.13) trong đó: a A là phương vị khởi đầu; X co là góc liên hệ; 106
góc p được tính theo công thức: sin p = —s i n a (5.14) a Từ đó có thể thấy sau khi đã xác định độ chính xác của a A và co, để X nâng cao độ chính xác của a GO thì phải nâng cao độ chính xác của góc p. Góc (3 lại được tính theo công thức (5.14), do đó vấn đề là tam giác liên hệ phái có hình dạng như thế nào để ảnh hường sai số của các trị đo đôi với góc p là nhỏ nhất. Đê giải quyết vấn đề này, ta lấy vi phân toàn phần của (5.14): sin a b sin a b cospdp = — — d b ------—— da + —c o s a d a a a a và chuyên thành sai sô trung phương: cos2 (ìmp = s i n 2 a í — j p: + sin2 «Ị^-— L p2 + c o s 2 a ^ —j m„ (5.15) y j Các cạnh cùa tam giác liên hệ đều ngắn, nói chung đều trong khoảng chiều dài của một thước thép, do đó có thê cho rằng: m, = m h = m . = nio Từ đó ta có: 2 sin a 2 2 b sin a 2 2 b cos a 2 (5.16) m [t ~ a 2 cos 2 p ^ n ms 4 cosn p 2 p 1 a2 cos2 n nl(jl a p ^ 2 2 ^ 2 Thay s i n a = —sinP; cos a = l - s i n a = l ---- - s i n (ỉvào (5.16) và chỉnh lý, ta có: m tg 2P 2 2 2 2 ^ 2 2n _2 (5.17) p ms + ^ r P ms + 2 T o m « ~ *g P-m « p “ b2 a a cos |3 tg 2p (5.18) a2 b2 a 2 cos2 p 107
Thành phần thứ nhất, dưới dấu căn, bên phải cùa (5.18) biểu thị ảnh hưởng sai số đo cạnh đối với độ chính xác của góc ß và thành phần thứ hai biểu thị ảnh hưởng sai số của góc a đối với độ chính xác của góc ß. Xét ảnh hưởng sai số đo cạnh đối với độ chính xác của góc ß : (5.19) Từ (5.19) có thể thấy để giảm ảnh hưởng của m s đối với trip thì ß phải rất nhỏ, và tất nhiên a cũng phải rất nhỏ mới có thể tạo thành tam giác có lợi và tiện việc đo đạc. Khi a và ß đều rất nhỏ, có thể coi tgß » sinß và tg a ~ sin a và ta có: o b tgß = - t g a (5.20) a Thay (5.20) vào (5.19), ta được: (5.21) Từ (5.21) có thể thấy a càng lớn thì ảnh hưởng của ms đổi với rrip càng nhỏ. Do đó trong thực tế treo dây dpi trong giếng đứng phải cố gắng sao cho khoảng cách giữa hai dây dọi là lớn nhất có thể được. Từ (5.21) cung thây a càng nhó thì ánh hướng cùa m s đôi với rrip càng nhỏ. Xét ảnh hưởng sai số đo góc a đối vói độ chính xác của góc ß : (5.22) Vì ß rất nhỏ nên cos2 ß * 1 và có thể bỏ qua tg2ß , do đó (5-22) sẽ có dạng: nb (5.23) m Pa - m'ả a ' 108
Khi ni" đã có môt giá trị nhất định, — càng nhỏ thì rrip càng nhỏ. â Trong thực tế giá trịa phụ thuộc vào độ rộng của giếng. Nếu bquá nhỏ thì sai số đo góc a sẽ lớnvì ánh hường của sai số điểu quang sẽ lớn đối b với cạnh ngắn. Do đó thường lấy — = 1,5 là tương đối thích hợp. a Từ công thức: sin Y = —sin a a ta c ó : m" = m" - (5.24) u a So sánh (5.23) với (5.24) dẻ dàng thấy: m »ơ < m Ỹ.. íí.. Từ đó có thể rút ra kết luận: chuyền phương vị qua góc nhỏ ß của tam giác liên hệ là có lợi hơn. Qua phân tích trên đây có thể rút ra một số kết luận về hình dạng có lợi nhất của tam giác liên hệ: a) Tam giác liên hệ nên là tam giác bẹt, góc a và ß phải rất nhỏ (xấp xí bằng 0°); trong bất kỳ trường hợp nào góc a cũng không nên lớn hơn 3°. b) Tỷ số — » 1,5 là thích hợp. a c) Khoảng cách a giữa hai dây dọi cố gắng là lớn nhất có thể được. d) Nên chuyền phương vị qua góc nhỏ (ß) của tam giác liên hệ. 5.4. ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA ĐỊNH HƯỚNG BẰNG p h ư ơ n g p h á p TAM GIÁC LIÊN HỆ QUA MỘT GIẾNG ĐỨNG Khi định hướng bằng phương pháp tam giác liên hệ qua một giếng đứng thì sai số trung phương của phương vị khởi đầu của đường chuyền trong hầm có thê tính theo công thức: mổ = ( m 0 ) s + ( m 0 ) p + ( m 0 )p (5 -2 5 ) 109
trong đó: (m 0)s là ánh hưởng sai số đo cạnh tam giác liên hệ đối với độ chính xác của góc phương vị; ( m 0 )|Ị là ảnh hưởng sai số đo góc; (m 0)p là ảnh hưởng cùa sai số chiếu điểm. Đế tính ảnh hưởng sai số đo cạnh đến góc tính được, từ hình 5.10, ta có công thức: sin p = —s in a (5.26) a Hình 5.10. Chuyền pliươMỊ vị qua tam íỊÌác liên liệ trên mặt dđt và trom> hâm Vi phân toàn phần (5.26) và chuyển về sai số Irung phương, ta có: í __ 2 „ 2 2 b cos a 2 irip = tg23 n* + — • + ------------m 2 2|Ị (5.27) b a a cos p Tương tự, đối với tam giác liên hệ trong hầm, ta có: ^ m bi m ẩi 2 b| cos a , 2 mpi = tg p p + -m al (5.28) ybỉ a cos2 p. Thành phần thứ nhất ở vế phải của (5.27) và (5.28) là ảnh hưởng sai số đo cạnh tam giác liên hệ trên mặt đất và trong hầm đối với độ chính xác của p và P ị . Khi m a = m b = m a| = m b| = m s , ta có thể viết: 110
a 2 + b 2 2n a f + b í _2o ( m0)s = msP2 - Ế ĩ - t8 P + - Ì Ễ ^ t8P> (5.29) a zb z a fb f T rong tam giác liên hệ nói chung a và p đều nhỏ hơn 3° nên có thê viết: tgP = - t g a a Từ đó, (5.29) có dạng: a +b 2 3 1 t)| 2 (m 0)s = m sP2 — — tg a + - tg a , (5.30) Khi tam giác liên hệ trên mặt đất và trong hầm có hình dạng tương tự »ìbư nhau tiì c^" (5.3 1 ) a Nếu m s = 0,8m m , a = 3°, a = 4,5m , — = 1,5 thì: a ( m „ ) s = 4 ,6 ' Để xét ảnh hưởng sai số của các góc đo trực tiếp, từ hình 5.10, ta có: a A|M = a AT+C0 + Ị5-P, + co, ±1.180° (5.32) iro n g dó: i là một sô nguyên; a AT là phương vị cạnh khởi đầu AT trên mặt đất. Vi phân (5.32) và thay d(3 = —d a , dP| = — d a , vào, ta có: >1 d a A M = dco + —d a - — d a , + dcot (5.33) 1 a a. Vì a và co có hướng chung nên phải chuyển (5.33) về dạng vi phân theo hướng. 111
d a AM = d A 0 2 - d A T + - ( d A 0 2 - d A 0 , ) - a\ / ( d A ,0 | - d A , 0 2) + d Ã ^ M -d A 1 , 0 ai (5.34) daA|M = -dAT + í.+n|d A 0 2 dAO, d A ,0 | + — d A ,0 2 + d A |M Chuyển thành sai số trung phương và ký hiệu md là sai số trung phương đo hướng trên mặt đất, mdl là sai số trung phương đo hướng trong hầm, ta có: 2 2 (m 0)p - rrij + ^1 + - mj + — ■ +m, n + ' ~>di \2 1 -3 mdi ( b b2 ^ - 7 í bi bi 1 ( m o)p = 2m d 1 + - + ^ - + 2 m ‘ . 1 + — + — ■ (5.35) l a a J l ai A ) Khi tam giác liên hệ trên mặt đất và trong hầm có hình dạng tương tự như nhau, tu có: 1 b ( m 0)p = 2 ( m j + m ẫ i ) 1 + - + ^ 2 (5.36) a a Thực tế cho thấy sai số trung phương đo hướng trong hầm lớn gấp 1,5 lần sai số trung phương đo hướng trên mặt đất, tức m d| = 1,5rrij . Nếu lấy — = 1,5, ta được: a (m0)jỊ = 2 X 3,25rrij(l + 1,5 + 2 ,2 5 ) = 3 0 ,9m^ (m 0)p = 5 ,5 m d 112
Khi sai sô trung phương đo góc tam giác liên hệ trên mặt đất là 4 "thì r sai số trung phương đo hướng m d = — = 3". Từ đó tính được: j= T i (m 0 )p = 1 6 ,5 " Khi giếng sâu khoảng 80m, khoáng cách giữa hai dây dọi là 5|11 thì ảnh hưởng của sai số chiếu điểm 0 |, 0 2 đến hướng 0 | 0 2 là (m 0)p * 8". Thay các kết quả tính được trên đây vào (5.25), ta được: m0 = Ậ m 0)ị +(m0)ị +{m0)ị = A ó 2 + 16, 52 +8 2 - 19" Khi tiến hành một lần định hướng thường dùng bản định vị đê chuyển dịch dây dọi ở 3 vị trí khác nhau, tức ta được 3 nhóm tam giác liên hệ. Từ đó nhân đươc 3 kết quả của a 4.M. Lấy tri trung bình của 3 kết quả đó, ta có sai sô trung phương của trị trung bình là: 0b , Để đảm bảo độ chính xác đào thông hầm đối hướng, thường tiến hành định hướng nhiều lần. Khi gương hầm cách giếng đứng khoảng 50 m cần tiến hành định hướng chính xác lần thứ nhất. Khi đã đào được đoan hẩm 100 -r 150m, định hướng lần thứ hai. So sánh kết quả định hướng lần hai với lần một, nếu sai lệch không quá 30" thì lấy trị trung bình của hai lần định hirómg: nếu sai lệch lrín hơn 30", có thể các điểm trong hầm không ổn định, bị dịch chuyển. Lúc đó lấy kết quả của lần định hướng thứ hai. Khi đã đào được đoạn hầm dài khoảng 300m cần định hưỏng lần thứ ba; đào được đoạn hầm dài trên 500m lại định hướng lần nữa. Trong thực tế, do vị trí điểm trong hầm có thể bị chuyển dịch, không ổn định gây nên sai số vì vậy thường chấp nhận độ chính xác định hướng bằng phương pháp tam giác liên hệ qua một giếng đứng vào khoảng 10"-H 12”. 5.5. ĐỊNH HƯỚNG QUA HAI GIẾNG Trong xây dựng đường hầm, để tăng diện đào hầm và để cải thiện điều kiện thi công người ta thường đào giếng hoặc khoan lỗ thông gió ở đoạn 113
hầm giữa hai cửa hầm. Giếng và lỗ khoan có thể thẳng đứng hoặc có thể nghiêng (xiên). Trong các trường hợp này, dùng phương pháp định hướng qua hai giếng (hoặc lỗ khoan) để nâng cao độ chính xác của đường chuyền trong hầm, làm cơ sở chi đạo đào chính xác đoạn hầm tiếp theo và bô trí chính xác các công trình trong hầm. Như đã biết, qua giếng đứng có tiết diện khá Lớn nên có thể chuyền tọa độ và phương vị từ mặt đất xuống hầm bằng phương pháp tam giác liên hệ (như mục 5.2 đã trình bày), nhưng qua lỗ khoan, thường chỉ chuyền được tọa độ xuống hầm theo các phương pháp truyền thống. Như vậy định hướng qua hai giếng nói chung sẽ có 3 trường hợp: 1. Định hướng qua một giếng đứng và mộtlỗkhoan. 2. Định hướng qua hai giếng đứng. 3. Định hướng qua hai lỗ khoan. Việc định hướng qua giếng đứng đã được thực hiện trước đó bằng phương pháp tam giác liên hệ. Việc chiếu điểm (chuyền tọa độ) qua lỗ khoan thẳng đứng cũng giống như chiếu điểm qua giếng đứng bằng dây dọi đã được trình bày ở phần trên. Sau đây sẽ trình bày phương pháp chuyền tọa độ qua lỗ khoan nghiêng. Nếu lỗ khoan nghiêng có độ dốc rất lớn thì phải dùng loại máy kinh vì đ ã c b iê t c ó ố n g n g ắ m lô c h tâ m (h ìn h 5.1 l a ) . Đặt máy kinh vĩ trên miệng lỗ khoan (hình 5.1 lb), dùng ống thủy dài bắc ngang trên trục quay của ống kính để cân máy, bảo đảm trục quay của ống kính nằm ngang. Dựa vào các điểm khống chế trên mặt đất để xác định tọa độ của tâm quay của ống kính J. Tại điểm A cần xác định tọa độ dưới hầm đặt một tiêu ngắm được chiếu sáng (hoặc phát quang). Đo góc ngang p và góc đứng z với 3 vòng đo. Dùng thước thép (hoặc dây thép) đo chiều dài b dọc theo lỗ khoan với sai số cho phép khoảng 1 T 2ctn. Sai lệch giá trị góc đứng giữa hai vòng đo không vượt quá 2 lần giá trị khoảng chia của bộ đo cực nhỏ. Dựa vào tọa độ điểm J và các kết quả đo được có thể tính tọa độ điểm A trong hầm. 114