Глава 3
ТРАССИРОВАНИЕ ТОННЕЛЕЙ
§ 8. ЗАДАЧИ И ВИДЫ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАБОТ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ТОННЕЛЕЙ
При сооружении тоннелей всех видов большую роль играет их трассирование, т.е. выбор положения оси тоннеля в плане и профиле, вычисление ее геометрических элементов и разбивка оси на местности и внутри горного массива, так как от этого зависят объемы и стоимость строительства. Решению перечисленных задач посвящены специальные разделы геодезии, получившие в нашей стране широкое развитие. Ниже рассмотрены основные вопросы, разрешаемые при трассировании транспортных тоннелей.
Трассирование тоннеля представляет собой часть общей задачи по изысканию и проектированию трассы пути сообщения.
Для рационального и экономичного выбора положения тоннеля и обеспечения его постройки в соответствии с проектом выполняют следующие геодезические работы:
1. Топографические съемки крупного масштаба, необходимые для построения геологического разреза и окончательного выбора трассы тоннеля.
2. Наземные триангуляция, полигонометрия и нивелирование, составляющие геодезическую основу всех съемочных и разбивочных работ.
3. Ориентировки подземных выработок через порталы, стволы шахт, наклонные тоннели и скважины с целью переноса направления оси тоннеля в подземную выработку.
4. Подземные полигонометрия и нивелирование, служащие для закрепления оси тоннеля и разбивки его поперечных сечений.
Кроме съемок, производимых при изысканиях наиболее целесообразной трассы пути сообщения, на участках тоннелей проводят специальную топографическую съемку (тахеометрическую, или мензульную), охватывающую полосу геологических изысканий. Ширина этой полосы зависит от глубины заложения тоннеля, структуры горного массива и топографических условий. Так, при глубине заложения тоннеля до 100 м ширину полосы геологических исследований принимают не менее 300 м.
§ 9. СПОСОБЫ ТРАССИРОВАНИЯ
Проектирование трассы тоннеля в плане производится геометрическим или аналитическим способом.
При геометрическом способе в период изысканий линии на местности провешивают и закрепляют ось тоннеля с разбивкой круговых кривых и измеряют ее линейные и угловые элементы. Результаты этих измерений принимают за основу при проектировании и последующей точной разбивке оси во время постройки.
Закреплению подлежат точки входов в тоннель и направления линии на подходах. На криволинейных участках должны быть закреплены точки начала и конца кривых, расположенные вне тоннеля, и направления линий тангенсов.
В сложных горных условиях, затрудняющих точное измерение длин линий и закрепление их на поверхности, осевые точки, расположенные у входов в тоннель, включают в сеть триангуляции, после чего длину и направление оси тоннеля определяют аналитически. Полученное направление закрепляют на местности у входов в тоннель; оно служит основой для подземной разбивки, перед которой ось тоннеля провешивают на поверхности у обоих порталов.
Если входные участки тоннеля расположены на кривых, применение геометрического метода требует пробивки визирных штолен, служащих продолжением прямолинейного участка оси тоннеля. Через эти дополнительные выработки переносят направление оси тоннеля в подземную выработку.
При более современном аналитическом способе, применяемом преимущественно в сложных топографических условиях и при трассировании городских тоннелей, направление оси тоннеля выбирают по крупномасштабному плану, составленному в системе координат, соответствующей предварительно созданной сети опорных триангуляционных и полигонометрических пунктов. По определенным графически координатам точек поворота аналитически находят все геометрические элементы трассы (длины и углы поворота линий), используемые затем для разбивки на местности.
При этом получаются более точные результаты и отпадает необходимость в создании над осью тоннеля опорных пунктов, которые могут подвергнуться осадкам во время проходки, но требуется проведение довольно значительных работ по прокладке опорной триангуляционной и полигонометрической сетей. Если рельеф местности несложен, то и при аналитическом способе трассирования целесообразны разбивки и закрепление трассы тоннеля на поверхности, облегчающие составление геологического профиля, наблюдение за осадками поверхности во время подземных работ и передачу в подземные выработки направления оси тоннеля.