Страница 12: ВСН 160-69. Инструкция по геодезическим и маркшейдерским работам при строительстве транспортных тоннелей (46701)

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, Nср - значения положения равновесия чувствительного элемента (ЧЭ);

п1, п2, ..., пi - 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 40??.

Расхождение независимых значений положения равновесия допускается не более 15??, зависимых - не более 12. 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 = Nср + N,

которая равна ??N = 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:

TN и KN - положение зрительной трубы и коллиматора, соответствующее положению равновесия чувствительного элемента (ЧЭ); TM и KM - 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, ..., пi - отсчеты точек реверсии; 1 и 2 - конструктивные углы между осью зрительной трубы, осью коллиматора и главной осью гирокомпаса в положении равновесия чувствительного элемента; АГ - азимут гироскопический, отсчитываемый от направления географического меридиана;  - дирекционный угол направления;  - сближение меридианов

8.42. Отсчеты горизонтального круга по ориентируемому направлению до пуска и после него не должны отличаться более чем на 8.

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 ± 12.

8.43. Если пункты опорной сети (в том числе и ориентирные), на которых производится гироскопическое ориентирование, имеют разницу в значениях уклонений отвесных линий более 4, а ориентируемые направления - наклон к горизонту более 8°, в отсчет горизонтального круга гиротеодолита по ориентируемому направлению должна быть введена поправка за уклонения отвеса

где ??2 - поправка в отсчет горизонтального круга по ориентируемому направлению;

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

z - зенитное расстояние ориентируемого направления.

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

1 = -??tg j,

где ?? - широта пункта.

Общая поправка за влияние уклонений отвеса вычисляется как сумма двух поправок

и = 1 + 2;

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 Тслеж - период колебаний чувствительного элемента со слежением;

Ткруч - 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 - ?? + ??и или а = аг +  -  + и,

где А = аг + ??;

аг = М - N0;

 = аисх - аг исх + исх - и;

исх = исх  sin ??исх;

 =   sin j.

В этих формулах:

А - астрономический азимут ориентируемого направления;

аисх и аг - 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 1 и 2 (приводимые в паспорте гиротеодолита), а также условность данной системы азимутов относительно той, в которой вычислено сближение меридианов ;

??и - поправка за уклонения отвесной линии;

??исх и ?? - сближения меридианов точек стояния гиротеодолита (при определении поправки и при ориентировании);

??исх и ?? - долготы точек стояния от осевого меридиана зоны;

??исх и ?? - широты точек стояния.

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

где ???? = 206265??;

Rm = 6370 км - средний радиус кривизны земного эллипсоида;

yисх и y - ординаты точек стояния гиротеодолита;

??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 20??.

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 20. 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 10 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 - средняя квадратическая ошибка угла подземной полигонометрии, в зависимости от длин сторон хода и количества измерений, может быть принята от 4?? до 2??.

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.