Ж. Сооружение тоннеля из монолитно-прессованной обделки при помощи щита
15.29. При сооружении тоннеля из монолитно-прессованной обделки при помощи щита устанавливается металлическая опалубка. Установка производится от знаков подземной полигонометрии и реперов с точностью 10 мм в плане и профиле.
15.30. Внешняя поверхность установленной металлической опалубки проверяется от закрепленного центра тоннеля радиальными промерами не менее чем в восьми точках.
15.31. Отклонения готового тоннеля от проекта в плане и профиле не должны превышать ?? 50 мм.
З. Маркшейдерская документация при сооружении тоннелей щитами
15.32. В маркшейдерскую книгу заносятся все данные по контрольным измерениям четырех диаметров щита:
а) в ножевой части щита;
б) у опорного кольца;
в) в свободной части оболочки щита.
Измерения производятся стальной рулеткой с точностью ± 3 мм. Указанные измерения производятся систематически, не реже одного раза в месяц, с целью выявления деформации щита и принятия необходимых мер.
15.33. Все данные наблюдений и результаты вычислений по определению положения щита и колец записываются в щитовом журнале, форма которого приведена в приложении 15-5. Результаты съемки колец за эректором заносятся в книгу-ведомость, форма которой дана в главе 14 (см. приложение 14-1).
15.34. График сооружения тоннелей ведется в масштабе 1:200 или 1:500. Дополнительно на графике показываются положения (по пикетажу) ножа и хвоста щита.
Приложение 15-1
НОМОГРАММА для определения уклонений ножа и хвоста щита в плане
Для определения уклонений в плане точек ножа и хвоста пользуются номограммой, приведенной на рис. 15.8. Номограмма строится по следующему правилу. На листе бумаги проводится горизонтальная линия и в определенном масштабе откладываются расстояния l1, l2, l3. В полученных точках восстанавливаются перпендикуляры, размеченные до 70 мм по обе стороны от горизонтальной линии. Деления, расположенные от проектной оси трассы по ходу щита вправо, имеют знак плюс, а влево - знак минус.
Рис. 15.8 Номограмма для определения уклонений щита в плане
Пусть мы имеем отклонения на дугах в точке № 10 -17 мм и № 11 +5 мм. Совместив ребро линейки с цифрой -17 мм и +5 мм, получим отклонения в плане:
хвоста.................................................................... -49 мм
ножа щита............................................................ +22 мм.
Приложение 15-2
Модернизированный оптический щитовой прибор и уровень
Оптический щитовой прибор и уровень, разработанный и применяемый на механизированных скоростных проходческих щитах при строительстве Ленинградского метрополитена, приведен на рис. 15.9, 15.10 и 15.11.
Разрез по А-А
Рис. 15.9. Щитовой прибор на дуге:
1 - дуга; 2 - шкала щитового прибора; 3 - обойма; 4 - шкала на дуге; 5 - ползунок; 6 - индекс ползунка для шкалы на дуге; 7 - индекс ползунка для шкалы прибора; 8 - оптическая трубка прибора; 9 - диоптрийное устройство для визирования на переднюю дугу; 10 - вертикальная ось вращения трубы; 11 - закрепительный винт горизонтального вращения трубы; 12 - горизонтальная ось вращения трубы; 13 - закрепительный винт вертикального вращения трубы; 14 - микрометренный винт для вращения трубы по вертикали; 15 - микрометренный винт для вращения трубы по горизонтали; 16 - исправительные винты сетки нитей; 17 - кремальерный винт; 18 - окуляр; 19 - объектив
Рис. 15.10. Щитовой прибор на дуге:
1 и 4 - обоймы щитового прибора; 2 - шкала щитового прибора; 3 - движок щитового прибора; 5 и 8 - обоймы передвижной шкалы передней дуги; 6 - индекс, для установки передвижной шкалы на дуге по показанию поперечного уровня; 7 - передвижная шкала на передней дуге
Рис. 15.11. Поперечный уровень. Схема монтажа прибора на задней стенке металлической коробки:
1 - шкала; 2 - винт регулировки положения уровня. Продольный уровень отличается от поперечного размером делений на шкале. Конструкция того и другого одинакова. Размеры указаны в миллиметрах
Приложение 15-3
Свойства оптического клина и определение его угла
Оптический клин имеет свойство давать двойное изображение предмета под определенным и постоянным углом. Клин (рис. 15.12) вмонтирован в специальную оправу (насадку), которая надевается на объектив трубы щитового прибора. Один клин располагается в верхней, а другой - в нижней части насадки. Линия соприкосновения клиньев проходит через центр трубы и должна быть горизонтальна.
Рис. 15.12. Оптический клин
Пусть на окружности (рис. 15.13) имеются: два сигнала А и В и в точке J - щитовой прибор с оптическим клином. При визировании в трубу на сигнал А один оптический клин сместит изображение сигнала влево на угол , а другой вправо на тот же угол . Такое же явление и со вторым сигналом В. Следовательно, в трубе будут видны не два, а четыре изображения. Если поставить условие, что расстояние между сигналами А и В было взято таким, при котором угол преломления клина был бы равен углу АIВ, то изображения точек В и А окажутся совмещенными.
Из рис. 15.13 следует, что при движении инструмента с оптическим клином строго по окружности изображения сигналов А и В¢ будет оставаться все время совмещенными, потому что постоянный угол клина равен углу между направлениями на точки А и В (как угол, опирающийся на одну и ту же дугу окружности). Пользуясь этим свойством оптического клина, можно при его помощи определять отклонения в плане ножа и хвоста щита.
Применительно к рис. 15.5 (см. п. 15.12) поперечный уклон щита ранен 100 мм (на радиус установленной на щите дуги). Для исключения влияния поперечного уклона щита нуль-пункт оптического прибора совмещают с делением шкалы на дуге, соответствующим значению поперечного уклона, т.е. 100 мм, и в этом положении прибор закрепляют прижимными винтами к дуге. Следовательно, оптический прибор (нулем своей шкалы) находится на вертикальной оси щита и поправка за поперечный уклон последнего автоматически исключается.
Двигая трубу щитового прибора с насаженным на ее объектив клином, добиваются совмещения изображений сигналов и производят после этого отсчет по шкале на щитовом приборе. В нашем примере (см. рис. 15.5) отклонение в плане для данной точки получено +13 мм. Далее щитовой прибор переносят на вторую дугу и производят те же действия. Уклонения ножа и хвоста от проектной оси в плане определяются по номограмме (см. приложение 15.1) или табличке.
Если принимается решение о проходке по кривым с применением оптического клина, геодезическо-маркшейдерская служба должна располагать наборами клиньев с различными углами. Так, если в проекте трассы сооружения предусмотрены кривые с радиусами от 400 до 2000 м, необходимо иметь в каждом наборе 8 штук, с углами от 0°45 до 2°30¢, с разницей в углах около 15.
При подборе оптического клина для ведения щита по кривой данного радиуса выбирается клин с таким углом, который позволил бы располагать сигналы в тоннеле на удобном для работы расстоянии между ними.
Если взять клин с малым углом, то осевые сигналы должны быть расположены на малом расстоянии друг от друга и при быстром продвижении щита потребуется частое перенесение этих сигналов. Чтобы реже заниматься перестановкой сигналов, можно применить клин с большим углом, но расстояние между осевыми сигналами может оказаться настолько велико, что щит может еще не успеть уйти вперед на это расстояние (чтобы появилась возможность установить новый сигнал), а задний тем временем уже скроется за обделкой тоннеля на закруглении трассы. Следовательно, клин должен подбираться такой, у которого угол позволил бы располагать осевые сигналы на максимальном расстоянии друг от друга, но чтобы до выхода из поля зрения в трубе щитового прибора заднего сигнала имелась бы возможность по расстоянию l установить сигнал новый - вблизи щита. Наличие этого условия избавит маркшейдеров от частой перестановки сигналов и обеспечит бесперебойное и точное определение щита в плане.
Рис. 15.13. Схема работы с оптическим клином на кривой
Наиболее удобными базами (расстояниями между сигналами) для кривых разных радиусов можно считать следующие:
Таблица 15-1
Радиусы кривых, м |
400 |
500 |
600 |
800 |
1000 |
1500 |
2000 |
Приближенные расстояния между сигналами, м |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
55 |
70 |
На основании вышеприведенной таблицы можно выбрать из набора клиньев для кривой, по которой предстоит вести щит, один клин с соответствующим углом.
Ниже приводится образец таблицы, составляемой по фактически измеренным углам имеющихся в наборе клиньев.
Таблица 15-2
№ клиньев |
Угол клина |
Длина фаз между сигналами при радиусах, м |
||||||
|
|
R = 400 |
R = 500 |
R = 600 |
R = 800 |
R = 1000 |
R = 1500 |
R = 2000 |
1 |
0°45 |
10,47 |
13,09 |
15,71 |
20,94 |
26,18 |
39,27 |
52,36 |
2 |
1°00 |
15,71 |
17,45 |
20,94 |
27,92 |
34,90 |
52,36 |
69,81 |
3 |
1°15 |
17,45 |
21,82 |
26,18 |
34,90 |
43,63 |
65,44 |
- |
4 |
1°30 |
20,94 |
26,18 |
31,41 |
41,88 |
52,35 |
- |
- |
5 |
1°45 |
24,43 |
30,54 |
36,65 |
48,86 |
- |
- |
- |
6 |
200 |
27,92 |
34,90 |
41,88 |
- |
- |
- |
- |
7 |
215 |
31,41 |
39,26 |
- |
- |
- |
- |
- |
8 |
2°30 |
34,90 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Каждый изготовленный оптический клин должен быть проверен. Проверка заключается в инструментальном определении его угла оптическим теодолитом, на трубу которого при помощи специального приспособления накладывается оптическая труба щитового прибора с насаженным на нее клином.
При проверке угла клина должны быть соблюдены следующие условия:
1) плоскость призм оптического клина должна находиться в центре вращения теодолита, а линия соприкосновения призм должна быть установлена горизонтально;
2) при измерении угла теодолит должен быть установлен по уровням и труба щитового прибора с клином должна быть на нем установлена горизонтально;
3) проверка угла клина производится обязательно в тех же условиях освещения и при том цвете сигнала, при которых будут определяться положения щита;
4) проверка угла клина производится при получении его от изготовителя и обязательно каждый раз перед началом работы на кривой. Определения делаются с многократным повторением приемов при расстояниях до сигналов 50, 75 и 100 м.
Для определения угла наводят сетку нитей трубы с клином на одно из двух изображений сигнала и по горизонтальному кругу теодолита производят отсчет; затем, вращая теодолит, наводят трубу на второе изображение сигнала и производят второй отсчет. Среднее из многократных значений разностей отсчетов по теодолиту и будет угол оптического клина.
Максимальные расхождения в определении угла оптического клина на разных расстояниях не должны превышать 12. За окончательное значение угла клина принимается среднее арифметическое из всех определений (одни угол для всех расстояний). Так как угол оптического клина зависит от цвета сигнала, определение его рекомендуется производить в тоннеле на сигнал, принятый для работы.
Для ведения щита при помощи оптического клина предварительно рассчитывается установка сигналов в готовом тоннеле. Для ведения щита в начальной части кривой сигналы располагаются на условном продолжении кривой оси тоннеля на его прямолинейном участке.
Приложение 15-4
СПОСОБ определения щита в плане и профиле
Описываемый ниже способ определения щита получил широкое применение на строительстве метрополитена в Москве. Способ этот заключается в следующем. От полигонометрических знаков инструментально выносится проектная ось тоннеля. Вместо дуг укрепляются линейки с сантиметровыми делениями; считая по ходу щита, деления на линейке возрастают от нулевого штриха вправо со знаком минус, а влево - со знаком плюс. Линейки укрепляются на щите до начала проходки так, чтобы нулевые штрихи совпадали с вертикальной осью щита. В этот момент поперечный уклон щита принимается равным нулю.
Проектная ось инструментально, методом створа передается к щиту и закрепляется в своде тоннеля (не менее чем тремя точками) в пределах площадки эректорной тележки.
Для определения положения щита в плане на линейку подвешивается отвес, устанавливаемый в створ проектной оси, и производится отсчет по шкале. Те же действия производят и по второй линейке. В полученные отсчеты вводится поправка за поперечный уклон щита, согласно данным уклономера (или уровней). Отсчеты по линейкам с введенными в них поправками и являются отклонениями в плане этих точек от проектной оси тоннеля. Отклонения в плане ножа и хвоста определяются при помощи таблички или номограммы (см. п. 15.12). Практически вместо передачи направления оси в пределы эректорной тележки применяют световые сигналы, а на линейках вместо отвесов используют диоптрийное устройство или оптическую визирную трубку.