Прикладная геодезия (стр. 1 )

Федеральное агентство по образованию

Московский государственный университет геодезии и картографии

(МИИГАИК)

Заочный факультет

Методические указания,

программа и контрольные работы № 4, 5, 6

по дисциплине

Прикладная геодезия

Геодезические работы при строительстве тоннелей

и прецизионных сооружений

Подлежит возврату в

деканат заочного

факультета

Для студентов 6 курса специальностей

прикладная геодезия (650300)

и городской кадастр (311100)

МОСКВА 2006

УДК

Составители: ,

Методические указания, программа и контрольные работы № 4, 5,6 по курсу «прикладная геодезия»: Геодезические работы при строительстве тоннелей и прецизионных сооружений. - М.: изд. МИИГАИК,2006,с.39

Методические указания написаны в соответствии с утверждённой программой курса «прикладная геодезия», рекомендованы к изданию кафедрой прикладной геодезии и методической комиссией заочного факультета

В методических указаниях содержатся задания к контрольным работам на наиболее актуальные инженерно – геодезические темы и теоретические сведения, необходимые для их выполнения. Изучение этого материала позволит студентам приобрести практические навыки расчёта трассы, предвычисление необходимой точности геодезических измерений, камеральной обработки ориентирования подземных горных выработок методом двух шахт и вычисления ожидаемой ошибки, а также произвести оценку проекта створных измерений.

Рис.10, табл.12, библиогр.-9 назв.

Рецензенты: , доцент кафедры геодезии и

геоинформатики МГУПС (МИИТ)

, профессор кафедры

геодезии МИИГАиК

© Московский государственный университет геодезии и картографии

2006

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Четвертый раздел программы курса «прикладная геодезия» состоит из семи тем. Первые четыре изучаются на пятом курсе, а последние три: «геодезические работы при строительстве тоннелей и подземных сооружений»; «высокоточные инженерно-геодезические работы при строительстве и эксплуатации прецизионных сооружений» и «техника безопасности при инженерно-геодезических работах » - на шестом курсе.

При изучении раздела студенты выполняют три контрольные работы:

№4 «Аналитический расчет трассы тоннеля и предвычисление точности геодезических измерений»;

№5 «Ориентирование подземной геодезической основы способом двух шахт»;

№6 «Оценка точности створных измерений».

Контрольные работы выполняются студентами самостоятельно и присылаются в университет на заочный факультет до начала лабораторно-экзаменационной сессии.

Выполняемый вариант контрольных работ определяется по сумме двух последних цифр шифра студента.

ПРОГРАММА КУРСА

ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ОСНОВНЫХ ВИДОВ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Геодезические работы при строительстве тоннелей

и подземных сооружений

Геодезическое обоснование трассы тоннелей

Виды тоннелей. Способы сооружения и проектирования тоннелей.

Габариты приближения. Нормы точности строительных работ и сбойки тоннеля.

Схема развития планового и высотного обоснования транспортных тоннелей. Расчёт влияния на сбойку подземных выработок ошибок геодезических измерений. Требования к точности построения триангуляции, основной полигонометрии, нивелирных сетей в прямолинейных и криволинейных тоннелях, сооружаемых через вертикальные стволы и порталы. Особенности развития тоннельных геодезических сетей на дневной поверхности.

Аналитический расчёт трассы тоннеля

Оси тоннеля. Расчёт координат пикетов трассы на прямых участках и кривых. Определение данных для вынесения в натуру кривых по хордам и секущим. Вынос переходных и вертикальных кривых.

Ориентирование подземной основы

Принцип ориентирования. Способы ориентирования и их точность. Способ створа двух отвесов. Теоретические обоснования и производство ориентирования способом соединительного треугольника. Ориентирование способом двух шахт. Гироскопическое ориентирование. Передача высот в подземные выработки.

Геодезические работы в подземных выработках

Подземная полигонометрия, разбивочные работы при проходке стволов шахт. Разбивка оси тоннеля. Геодезическое обеспечение наклонных тоннелей. Геодезический контроль укладки обделки. Методы и приборы автоматического управления щитом. Геодезические работы при укладке железнодорожных путей в тоннелях.

Особенности геодезических работ при строительстве станций метрополитена и подземных сооружений. Исполнительные съёмки при строительстве тоннелей и подземных сооружений. Наблюдения за деформациями тоннелей.

Высокоточные инженерно-геодезические работы

при строительстве и эксплуатации прецизионных сооружений

Современные прецизионные инженерные сооружения

Виды сооружений и требования к точности их установки в проектное положение. Состав и содержание инженерно-геодезических работ при их проектировании, строительстве и выверке в процессе эксплуатации.

Изучение микросмешений горных пород

Основные виды и причины микросмешений пород земной поверхности. Определение деформаций площадок под прецизионные сооружения. Геодезические и геофизические сети наблюдений за микросмешениями. Периодичность циклов измерений за вертикальными и горизонтальными микросмешениями горных пород. Изучение факторов, обуславливающих естественные деформации пород площадок. Марки и реперные устройства для наблюдений.

Ускорители заряженных частиц

Опорные и разбивочные сети для выноса в натуру строительных сетей. Геодезический контроль строительных работ. Допуски на геодезические работы при монтаже технологического оборудования. Высокоточные радиально-кольцевые сети трилатерации. Схемы и особенности построения высотных сетей. Знаки закрепления опорных геодезических пунктов.

Геодезические методы разбивки и высокоточной установки оборудования в проектное положение. Особенности геодезических работ при эксплуатации прецизионных сооружений. Требования к автоматизации геодезических измерений.

Радиотелескопы и антенные комплексы

Особенности конструкции радиотелескопов. Требования к точности монтажа отражающих поверхностей. Геодезическая основа больших радиотелескопов.

Пути автоматизации геодезических работ.

Высокоточные направляющие пути большой протяженности.

Схема конструкций путей. Методы плановой и высотной выверки направляющих. Применение автоматизированных лазерных следящих систем.

Техника безопасности при инженерно - геодезических работах

Техника безопасности при работах на строительной площадке и в подземных выработках. Соблюдение правил техники безопасности при выверке сооружений в период эксплуатации и при наблюдениях за деформациями.

Роль и задачи геодезии в условиях современной научно-технической революции в охране природы.

ЛИТЕРАТУРА

«Курс инженерной геодезии» М. «Недра» 1974 , , «Прикладная геодезия» М. «Недра» 1983 «Методы и приборы высокоточных геодезических измерений в строительстве» Под общей редакцией , М. 1976 «Справочное пособие по прикладной геодезии» Под редакцией , М. «Недра» 1987 «Инструкция по геодезическим приборам и маркшейдерским работам при строительстве транспортных тоннелей» ВСН-160-69. М. 1970 СНИП Ш-А. П техника безопасности в строительстве. «Практикум по прикладной геодезии» М. «Недра» 1993 , , «Инженерная геодезия» М. «Высшая школа» 2000 «Инженерная геодезия» Под редакцией проф. , М. «Асадема» 2004

ОСНОВНЫЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ ПРОГРАММЫ КУРСА

Геодезические работы при строительстве тоннелей и подземных сооружений

Возведение подземных сооружений представляет собой сложную техническую задачу, связанную с разработкой и выемкой горных пород, закреплением контура выемки и установкой элементов постоянной обделки.

Сооружение тоннелей в зависимости от глубины заложения выполняют открытым или закрытым способом без нарушения обустройств на земной поверхности.

Тоннели метрополитена строят чаще всего закрытым способом и, как правило, целыми тоннельными секциями, состоящими из тюбингов или блоков, изготовленных в заводских условиях, скрепленных в кольца.

При строительстве тоннелей на маркшейдера-геодезиста возлагается основная задача - обеспечить заданное проектное направление и сбойку встречных тоннелей с ошибкой не более 100 мм, а также вынос в натуру геометрии строящегося тоннеля с его станциями и другими сооружениями.

Геодезические работы при проектировании и строительстве тоннелей и подземных сооружений, изучение которых предусмотрено программой курса, достаточно подробно изложены в учебниках [1], [4], а также в справочном пособии и практикуме по прикладной геодезии [7],[8].

Основные вопросы темы

1.Способы проектирования и сооружения тоннелей.

2.Аналитический расчёт проекта тоннеля.

3.Расчёт требуемой точности в различных ступенях геодезического обоснования.

4.Особенности построения геодезического обоснования на поверхности.

5.Ориентирование подземной геодезической основы и передача высот с поверхности в подземные выработки.

6.Геодезические работы в подземных выработках.

7.Наблюдения за деформациями при строительстве и эксплуатации подземных сооружений.

Высокоточные инженерно-геодезические работы при строительстве и эксплуатации прецизионных сооружений

К прецизионным сооружениям относятся ускорители заряженных частиц, радиоантенные комплексы, башни, высоты которых превышают 100 метров, специальные автоматические линии, конвейеры и т. п., при строительстве и эксплуатации которых требуется выполнение особенно точных геодезических работ. Современные прецизионные сооружения и требования к их установке в проектное положение описаны в книгах [1],[3],[7]. Там же рассмотрена связь между стабильностью положения строительных конструкций и технологических элементов прецизионных сооружений и стабильностью горных пород. Плановая и высотная геодезическая основа и разбивочные работы изложены в практикуме[7].

Более подробно эти вопросы рассмотрены в пособии [4]. Оценка проектов методом математического моделирования, знаки для закрепления плановых и высотных сетей, особенности высокоточных угловых, линейных и высотных измерений, требования к приборам, а также методы высокоточных геодезических работ при монтаже и выверке технологического оборудования изложены в [3] и[8].

Основные вопросы темы

1.  Виды и элементы конструкции прецизионных сооружений и требования к точности их установки в проектное положение.

2.  Схемы и точность планового обоснования при строительстве прецизионных сооружений. Сети высокоточной микротрилатерации.

3.  Методы высокоточного обоснования при строительстве уникальных сооружений.

4.  Методы и приборы для монтажа технологического оборудования.

5.  Высокоточные створные измерения. Лазерные створофиксаторы. Автоматизированные гидростатические системы.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №4

АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРАССЫ ТОННЕЛЯ И ПРЕДВЫЧИСЛЕНИЕ ТОЧНОСТИ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ

Содержание работы

1. Выполнить частично аналитическую подготовку для перенесения в натуру с плана отрезка тоннеля:

а) вычислить основные элементы кривой;

б) вычислить координаты:

- вершины угла,

- начала и конца круговой кривой,

- начала переходных кривых,

- концов переходных кривых на осях пути и тоннеля.

2. По полученным координатам построить геометрическую схему криволинейного участка транспортного тоннеля в масштабе 1:1000 и схему (внемасштабно) с показом всех элементов трассы тоннеля.

3. Рассчитать точность геодезического обоснования, обеспечивающего требуемую сбойку встречных тоннелей.

Исходные данные

1. Схема участка транспортного тоннеля (рис. 1).

2. Исходные координаты точки А (ПК 0), дирекционный угол прямолинейного участка АВ и расстояния прямых участков АВ и ВС (выбираются из таблицы 1 по номеру варианта).

3. Значение угла поворота трассы тоннеля, радиус круговой кривой (выбираются из таблицы 2 по номеру варианта).

4. Величина предельной ошибки сбойки встречных тоннелей для всех вариантов Δ=100 мм.

5. Расстояние между пунктами основной подземной полигонометрии-100м, между пунктами главной подземной полигонометрии-200÷300 м.

Таблица 1

варианты	Координаты т. А/гк 0	Дирекционный угол линии А-В	Расстояние /м/
Х /м/	У /м/	° ' "	АВ	ВС
0	2009,258	1800,785	68 10 15,4	2120,523	1543,856
1	2008,398	1875,324	68 15 32,0	2448,235	1674,321
2	2124,828	1736,921	68 24 15,0	2124,845	1645,415
3	2174,315	1641,917	68 24 14,2	2225,915	1515,711
4	2274,421	1924,716	68 23 11,7	2416,311	1616,172
5	2314,830	1432,515	68 23 00,0	2600,172	1424,315
6	2184,113	1715,321	68 47 14,4	2216,516	1664,616
7	2254,321	1765,816	68 44 26,5	2326,310	1762,314
8	2716,850	1814,214	68 28 00,0	2206,114	1504,316
9	2114,311	1716,221	69 31 03,6	2406,008	1613,124
10	2050,117	1814,310	69 30 01,5	2105,911	1400,134
11	2316,933	1614,121	69 24 11,0	2316,134	1504,314
12	2616,126	1716,222	69 23 10,6	2224,138	1601,132
13	2222,316	1926,178	67 14 27,8	2316,141	1611,186
14	1898,314	2186,314	67 24 37,4	2324,196	1600,162
15	1816,614	2214,172	66 23 37,8	2210,203	1504,314
16	1932,174	2144,311	66 24 11,6	2310,141	1464,132
17	1716,202	2934,111	66 32 10,4	2402,310	1408,820
18	1904,172	2131,141	66 33 14,6	2502,314	1666,614

Таблица 2