Главная      Учебники - Разные    

 

поиск по сайту           правообладателям           

 

Глава 19

МАРКШЕЙДЕРСКИЕ РАБОТЫ ПРИ ИСКУССТВЕННОМ ЗАМОРАЖИВАНИИ ГРУНТОВ

А. Разбивка мест заложения скважин

19.01. При искусственном замораживании грунтов выполняются следующие маркшейдерские работы:

разбивка мест заложения замораживающих скважин;

установка кондукторов;

определение отклонений замораживающих колонок;

определение глубины (длины) замораживающих скважин;

составление исполнительных чертежей;

определение объемов исполненных работ.

19.02. Разбивка скважин производится согласно привязкам, данным в проекте.

19.03. Разбивка скважин производится относительно основных осей сооружений, выносимых от пунктов геодезической основы и закрепляемых постоянными бетонными знаками. Точность выноса осей ± 10 мм, а скважин ± 30 мм.

19.04. В случае невозможности произвести разбивку скважин от осей сооружений (застроенность участка и другие препятствия) разбивка производится непосредственно от геодезической основы.

Б. Маркшейдерские разбивки вертикальных и наклонных скважин для комплекса при замораживании грунтов

19.05. Местоположение скважин, расположенных по криволинейному контуру, определяется в полярной системе координат от центра сооружения.

19.06. При расположении скважин по окружности полярный угол определяется по формуле

где к - номер скважины;

п - число скважин.

19.07. При невозможности произвести разбивку из центра полярные координаты скважин перевычисляются в координаты системы, принятой для данного строительства, и разбивка их осуществляется от пунктов геодезической основы.

Перевычисление координат из полярной системы в прямоугольную производится по формулам

y_к = y_ц + r_кsin a_к;

x_к = x_ц + r_кsin a_к;

где к - номер скважины;

r_к - радиус-вектор скважины с номером к;

a_к - дирекционный угол радиуса-вектора.

19.08. Глубина бурения вертикальной скважины определяется разностью фактической отметки устья и проектной отметки забоя (заложения) скважины:

h = H_устья - H_забоя,

где h - глубина бурения.

Для наклонных скважин

L = (H_устья - H_забоя) cosec b = hcosec b,

где L - длина бурения;

b - угол наклона скважины к горизонту.

19.09. При замораживании грунтов вертикальными скважинами над сводами тоннелей круглого сечения проектная отметка забоя рассчитывается по формулам (рис. 19.1):

а) для горизонтальных тоннелей

б) для наклонных тоннелей

где H₀ - отметка центра тоннеля;

R - радиус тоннеля;

т - расстояние, на которое скважины не доходят до обделки тоннеля;

у - расстояние от оси тоннеля до забоя скважины;

b - угол наклона тоннеля.

19.10. Данные для разбивки наклонных скважин при замораживании грунтов под зданиями, подземными коммуникациями и другими сооружениями, а также при замораживании лотков вертикальных выработок рассчитываются исходя из проектных привязок скважин к осям сооружений.

19.11. Разбивочные данные корректируются в зависимости от фактического положения конструкций, определяемого по исполнительным чертежам или, в случае отсутствия или ненадежности последних, по контрольным шурфам.

19.12. Все изменения проектного расположения скважин должны согласовываться с проектной организацией.

Рис. 19.1. Определение отметки забоя вертикальной скважины:

а - поперечный разрез горизонтального тоннеля вертикальной плоскостью; б - поперечный разрез наклонного тоннеля вертикальной плоскостью; в - продольный разрез по оси наклонного тоннеля; г - план тоннеля и замораживающих скважин; 1 - скважины

19.13. При замораживании грунтов над сводами горизонтально расположенных тоннелей, пересекающимися рядами наклонных скважин («шатер»), данные для разбивки (рис. 19.2) определяются по следующим формулам:

где h - глубина заложения центра тоннеля;

R - радиус тоннеля;

m - удаление скважины от внешней поверхности тоннеля;

l - удаление устья скважины от оси тоннеля;

g - угол, составленный осью скважины и линией, соединяющей ее устье с центром тоннеля;

a - угол наклона оси скважины к горизонту.

Рис. 19.2. Расположение скважин при замораживании «шатром»:

а - план тоннеля; б - продольный разрез по оси тоннеля; в - разрез по а-а; 1 - замораживающие скважины; S - длина скважины

19.14. Положения устьев скважин, закрепленных в натуре, передаются буровому мастеру. Передача оформляется в буровом журнале с записью глубин (длин) бурения и присвоенных номеров скважин.

В. Расчеты разбивок наклонных скважин на поверхности при сооружении наклонных тоннелей

19.15. Разбивка скважин производится от основных осей эллипса, закрепляемых на дневной поверхности. Расчет центра эллипса и разбивка скважин производятся на отметке установленного нулевого горизонта (на средней планировочной отметке строительной площадки).

19.16. Вычисление координат и пикетного значения центра эллипса (пересечения оси наклонного хода с поверхностью нулевого горизонта) производится (рис. 19.3) по формулам:

где y_A, x_A, H_A, - проектные координаты и отметка точки пересечения оси наклонного тоннеля с уровнем чистого пола станции;

а - горизонтальные проекции оси наклонного тоннеля от точки перегиба А до центра эллипса;

a - дирекционный угол, обратный дирекционному углу оси наклонного тоннеля;

Н_э - отметка нулевого горизонта;

b - проектный угол наклона тоннеля.

19.17. Центр и оси эллипса разбиваются от геодезической основы, принятой для строительства тоннеля, и закрепляются постоянными знаками (бетонными монолитами), а направления осей - монолитными или специальными марками в стенах фундаментальных зданий. Направления осей закрепляются с расчетом их видимости из центра эллипса и сохранности на весь период производства работ по бурению и монтажу колонок.

Рис. 19.3. Геометрическая схема вычисления координат центра эллипса

19.18. Разбивка скважин осуществляется из центра эллипса по прямоугольным или полярным координатам, вычисленным относительно большой и малой осей эллипса х_э и у_э (рис. 19.4).

Прямоугольные координаты скважин вычисляются по следующим формулам:

Рис. 19.4. Сечение наклонного цилиндра нормальной и горизонтальной плоскостями

При b = 30°

x_кэ = 2Rcos g_ко;

y_кэ = Rsin g_ко,

где x_кэ, y_кэ - координаты скважины на эллипсе;

R - радиус окружности скважин;

g_ко - полярный угол на окружности расположения скважин, вычисляемый по формуле п. 19.06;

b - проектный угол наклона тоннеля.

Пример вычислений дан в приложении 19-1.

Полярные координаты вычисляются по формулам

где g_кэ - полярный угол на эллипсе;

r_к - радиус-вектор скважины.

19.19. Рекомендуется на строительной площадке за пределами эллипса закрепить нормали к оси х_э с противоположных сторон малой оси с определением их смещений х_н и вычислить расстояния от этих нормалей до проектных центров скважин, как разности х_н - х_{кэ скв}; последние вычисляются по формуле п. 19.18.

Г. Установка направляющих кондукторов

19.20. Направляющие кондукторы вертикальных скважин устанавливаются по отвесу или уровню.

19.21. Перед установкой кондукторов для наклонных скважин производится разбивка траншей для них в плане и профиле. Разбивка производится от осей эллипса. Дно траншеи профилируется при помощи нивелира или шаблона в соответствии с расчетными данными низа трубы кондуктора.

19.22. Перед установкой кондуктора на дне траншеи укладывается и укрепляется основание по линии проектного положения низа направляющих труб (кондуктора) при помощи наклонного луча трубы теодолита.

19.23. Кондукторы для наклонных скважин длиной до 30 м и углом наклона b от 70 до 90° устанавливаются следующими способами:

1) при помощи величин h = l × sin b и l₁ = l × cos b (см. рис. 19.5);

2) при помощи прямоугольного треугольника с углом, равным углу наклона скважины, и уровнем на его катете (рис. 19.6);

3) путем нивелирования концов кондуктора (рис. 19.7);

4) подбором длины горизонтальной проекции кондуктора, для чего верхний конец его передвигают в створе оси скважины до получения величины l₁ = lcos b (рис. 19.8). Этот способ рекомендуется при углах наклона, больших 45°, как наиболее точный.

Рис. 19.5. Установка кондуктора по величинам l₁ = l × cos b, h = l × sin b и двум отвесам:

1 - отвесы; 2 - кондуктор

Рис. 19.6. Установка кондуктора с помощью треугольника:

1 - треугольник

Рис. 19.7. Схема установки кондуктора нивелированием его концов:

h = O₂ - O₁ = l × sin b

Рис. 19.8. Установка кондуктора способом подбора его горизонтальной проекции:

1 - кондуктор

19.24. Кондукторы для наклонных скважин длиной более 30 м и углом наклона от 0 до 70° устанавливаются с помощью теодолита. В тех случаях, когда скважина запроектирована с большим углом наклона, для установки кондуктора применяется теодолит с внецентренной трубой.

19.25. Установка кондуктора в плане производится по двум точкам, отмеченным на одной из образующих верхней поверхности трубы. Эти точки устанавливаются в створе проектного направления скважины. При установке же с помощью теодолита - в створе визирной оси, ориентированной по заданному направлению.

19.26. Установка кондуктора в вертикальной плоскости производится от визирной оси трубы теодолита, закрепленной по проектному углу наклона, на реечку, передвигаемую по верхней образующей кондуктора и устанавливаемую нормально к его оси. Вместо реечки можно применять прямоугольный треугольник, на одном из катетов которого нанесены сантиметровые деления.

19.27. Для установки кондуктора теодолит должен быть отцентрирован на оси скважины с точностью ± 10 мм. Расстояние от устья скважины до инструмента и его высота должны быть выбраны с таким расчетом, чтобы было обеспечено визирование выше верха проектного положения трубы кондуктора от 10 до 50 см. Теодолит с внецентренной трубой центрируется на смещенную ось скважины; смещение должно быть равно величине эксцентриситета трубы.

19.28. Для более быстрой установки теодолита рекомендуется произвести расчет расстояния от устья скважины до точки стояния инструмента, который ставится примерно на вычисленном расстоянии от скважины и заданной высоте.

Расчет расстояния производится по формуле (рис. 19.9)

l = [i + (Dh - psec b)]ctg b;

При b = 30°:

l = 1,73(i + Dh) - 2p,

где l - расстояние от точки стояния инструмента до проектного устья скважины;

i - намечаемая, в зависимости от роста наблюдателя и удобства наблюдения, высота инструмента;

Dh - разность фактической отметки поверхности Н_ф и отметки нулевого горизонта Н_э: Dh = Н_ф - Н_э;

р - превышение визирного луча над осью скважины (р должно быть не менее диаметра трубы кондуктора).

19.29. После установки теодолита определяют фактическую отметку горизонта инструмента и измеряют расстояние от инструмента до проектного устья скважины. Погрешность определения отметки и расстояния должна быть не более ± 10 мм. По полученным данным вычисляют отсчет по реечке т, определяющий проектное положение кондуктора в вертикальной плоскости.

Отсчет по реечке рассчитывается по формулам (см. рис. 19.9):

H_Iпр = H_э + l_измtg b;

P = (H_Iфакт - H_Iпр)cos b;

где H_Iпр - проектная отметка горизонта установленного теодолита;

H_э - отметка нулевого горизонта;

H_Iфакт - фактическая отметка горизонта инструмента;

l_изм - измеренное расстояние от проектного устья скважины до инструмента;

Р - превышение визирного луча трубы теодолита над проектной осью скважины;

D - диаметр кондуктора.

Примечание. В случае отсутствия приспособления, удерживающего буровой снаряд по центру кондуктора, необходимо при расчетах вводить поправку на разность диаметров кондуктора и снаряда.

Рис. 19.9. Определение расстояния от устья скважины до точки стояния инструмента

19.30. Для выравнивания основания под кондуктор при помощи наклонного визирного луча теодолита рассчитывается отсчет k по рейке, устанавливаемой вертикально на основание траншеи, определяемый по формуле

k = (H_Iф - H_Iпр)+0,5Dsec b,

где обозначения те же, что и в п. 19.29.

19.31. Для удобства и быстроты расчетов величин l, Р, m,  рассчитываются таблицы (или строятся номограммы). Значения величин

у = хtg 30°; у = хctg 30°; у = хcos 30°; у = хsec 30°

даются в приложениях 19-2, 19-3, 19-4 и 19-5.

19.32. Точность установки кондукторов для наклонных скважин определяется в зависимости от длины скважины L, длины кондуктора S и установленного допуска бурения М. Погрешность установки не должна превышать величин, рассчитываемых по формулам:

в плане (азимутально)

в профиле (зенитально)

где r¢ = 3438¢.

Допускается параллельное смещение устанавливаемого кондуктора до ± 30 мм во всех направлениях.

Д. Горизонтальная и вертикальная съемка скважин

19.33. По окончании бурения скважины и монтажа колонки производится съемка устья скважин в плане и по высоте. Определение устьев скважин производится от основных осей сооружений и высотных реперов с точностью ± 30 мм.

Примечание. За устье принимается верхний центр замораживающей колонки.

19.34. Работы по определению отклонений осей скважин состоят из:

определений искривлений скважин в пределах прямой видимости источника света, опускаемого в скважину;

измерения искривлений, за пределами видимости источника света;

вычислений отклонений;

составления исполнительных чертежей.

19.35. Перед измерением искривлений из скважины удаляется вода, колонка раскрепляется в устье кондуктора.

Измерение искривлений с помощью лотаппарата

19.36. Измерение искривлений вертикальных скважин и наклонных с углом наклона от 80 до 90° в пределах видимости опущенного источника света производится при помощи лотаппарата и специальной палетки с миллиметровой сеткой (рис. 19.10), служащей для фиксирования наклонного и вертикального направлений визирной оси трубы лотаппарата в момент измерения.

19.37. Палетка центрируется по центру устья замораживающей колонки и ориентируется относительно ближайших опорных пунктов геодезической основы или надежно определенных съемочных точек (скважины, осевые точки и др.).

19.38. Измерения искривлений скважин производятся через интервалы 5 - 10 м при подъеме и опускании источника света. Определения искривлений наклонных скважин производятся дважды, при ориентировании палетки на два разных пункта.

Рис. 19.10. Определение отклонения скважин с помощью лотаппарата и палетки:

1 - скважина; 2 - палетка; 3 - оцифровка палетки

19.39. Палетка ориентируется глазомерно или при наклонных скважинах по шнуру, натянутому от центра определяемой скважины по направлению на пункт ориентировки.

19.40. Измерение отклонения скважины от вертикали лотаппаратом производится в следующем порядке:

а) опускают источник света в скважину на глубину его максимальной видимости;

б) устанавливают лотаппарат над скважиной и с помощью подъемных винтов, а также регулированием ножек штатива направляют визирный луч на видимый источник света;

в) подводят палетку под лотаппарат, центрируют ее над центром скважины и ориентируют на выбранную точку;

г) производят по палетке отсчеты x_н и у_н;

д) приводят визирную ось лотаппарата в вертикальное положение и производят по палетке отсчеты х_в и у_в.

По окончании этих измерений снимают палетку, поднимают источник света на следующий определяемый горизонт скважины и затем производят все описанные выше действия; при каждом наблюдении палетка ориентируется на одну и ту же точку.

19.41. По окончании наблюдений скважины измеряется «высота лотаппарата» (расстояние от палетки до середины головки штатива). Глубина измерений определяется тросиком, на котором опускается источник света.

19.42. Глубина наблюдаемых точек фиксируется с точностью ± 10 см. Погрешность в определении высоты лотаппарата над палеткой и погрешность центрирования палетки над центром устья скважины не должны превышать ± 10 мм. Отсчеты по палетке производятся с точностью ± 0,5 мм. Расхождения в разностях отсчетов по палетке (см. ниже пп. 19.43 и 19.44) при двойных измерениях допускаются в пределах от 1 до 2 мм, в зависимости от глубины наблюдаемых точек.

19.43. Вычисление отклонений скважины от вертикали производится по формулам (рис. 19.11):

где А_х, А_y - отклонения скважины относительно ориентированных осей палетки;

l - «высота лотаппарата» (расстояние от палетки до середины головки штатива);

L - глубина наблюдаемой точки (относительно палетки);

x_н, y_н - отсчеты на палетке по наклонному лучу, направленному на определяемую точку А в скважине;

x_в, y_в - отсчеты на палетке по вертикальному лучу;

x_ц, y_ц - отсчеты центра палетки, установленного над центром скважины.

Примечание. Указанные формулы применяются в случаях, когда палетка отцентрирована над скважиной.

Образец полевого журнала и пример вычислений даны в приложениях 19-6 и 19-7.

Рис. 19.11. Геометрическая схема определения искривления скважин

19.44. Если установить палетку над устьем скважины невозможно, отклонения вычисляют относительно вертикальной оси лотаппарата, отцентрированной над центром колонки, по формулам:

19.45. Измерение искривлений скважин с большими углами наклона, где нельзя применить обычный инструмент, производится теодолитом с внецентренной трубой. Измерения разрешается производить при одном положении круга с введением в отсчеты по горизонтальному кругу поправки, вычисляемой по формуле

где r - эксцентриситет трубы;

L - горизонтальное расстояние до наблюдаемой точки;

r¢ = 3438¢.

В случае, если L менее 2 м, поправку вычисляют, пользуясь зависимостью

В измерения при круге право поправка прибавляется, при круге лево - вычитается.

Измерение искривлений наклонных скважин с помощью теодолита при сооружении эскалаторных тоннелей

19.46. Измерение искривлений наклонных скважин в пределах видимости источника света заключается в определении отклонений пробуренных скважин от их проектного положения в плане и профиле.

19.47. Для определения отклонений пробуренных скважин от их проектного положения необходимо:

а) установить теодолит в створе оси пробуренной скважины. Инструмент устанавливается с расчетом максимальной видимости источника света, опущенного в скважину;

б) после установки теодолита определить его координаты x_к1, y_к1 и отметку (Г. И.);

в) измерить расстояния от теодолита до определяемых точек скважины и расстояние от горизонтальной оси инструмента до устья скважины;

г) измерить горизонтальные углы, образуемые проектным направлением с направлениями на определяемые точки скважины;

д) измерить углы наклона на наблюдаемые точки в определенных местах скважины.

19.48. Координаты х_к1, у_к1 определяются полярным способом из центра эллипса или непосредственно промерами от закрепленных осей эллипса х_э и у_э с помощью рулетки, натянутой от центра теодолита по нормали к визирной оси второго теодолита, установленного над центром эллипса и ориентированного: по оси х - для определения у_к1 и по оси у - для определения x_к1 (рис. 19.12). Величину у_к1 откладывают по малой оси эллипса (у) и закрепляют колышком, с забитым в него гвоздем - для снятия направления при измерении горизонтальных углов на определяемые скважины.

Примечание. Для ориентировки теодолита при измерении горизонтальных углов боковых скважин на эллипсе величина у_к1 откладывается по линии, параллельной оси у и смещенной от точки стояния инструмента на расстояние не менее 10 м.

Рис. 19.12. Определение координат точки установки инструмента непосредственно промерами от осей эллипса с помощью второго теодолита, установленного над центром эллипса:

1 - установленный (первый) теодолит; 2 - точка, вынесенная для ориентировки теодолита; 3 - точка для ориентировки теодолита; 4 - второй теодолит

19.49. При наличии закрепленных нормалей - смещенных малых осей I-I и II-II координаты х_к1 и у_к1 точки установки инструмента для измерения скважины с номером «к» определяются формулами

х_к1 = х_н ± D;

у_к1 = у_{к скв} ± Da,

где х_н - абсцисса х нормали (расстояние ее от малой оси эллипса);

D - расстояние от нормали до точки установки инструмента;

Da - смещение теодолита от проектной оси скважины (рис. 19.13).

Рис. 19.13. Определение координат точки установки инструмента от нормалей - смещенных малых осей эллипса:

1 - закрепление нормали с вынесенными осями скважин; 2 - установленный теодолит для съемки скважин

19.50. Измерение горизонтальных углов и углов наклона на источник света, опускаемый в скважину, производится через интервалы 5 - 10 м при подъеме и спуске. При спуске измерение производится при втором положении круга.

19.51. Вычисление отклонений скважин от их проектной оси производится по формулам (рис. 19.14):

Da = у_к1 - у_{к скв};

Db = Г. И. - H_1пр;

H_Iпр = H_э + (x_к скв - х_к1)tg b;

a_n = l_ncos b_n × sin Da_n + Da;

b_n = l_nsin Db_n + Db;

Db_n = b - b_n;

Da_n = a_n - a₀,

где a_n и b_n - отклонения скважины в точке п в плане и профиле;

l_n - расстояние от наблюдаемой точки п до горизонтальной оси вращения теодолита;

Г. И. - фактическая отметка горизонтальной оси теодолита;

H_1пр - проектная отметка горизонтальной оси теодолита;

Н_э - отметка нулевого горизонта;

b_n - угол наклона, измеренный на точку п скважины;

b - проектный угол наклона скважины;

х_к1, у_к1 - координаты точки установки инструмента для скважины с номером «к»;

x_{к скв}, у_{к скв} - проектные координаты устья скважины с номером «к»;

а_п - измеренное направление на определяемую точку п;

а₀ - проектное направление оси скважины.

Пример вычислений дан в приложении 19-8.

Рис. 19.14. Геометрическая схема элементов отклонений наклонной скважины:

а - план; б - профиль

19.52. Расстояние от нулевого сечения (нормального сечения к оси тоннеля, проходящего через центр эллипса) до фактического центра устья колонки вычисляется по формулам (рис. 19.15):

а) для скважин, расположенных в верхней части эллипса (своде)

F = x_{к скв}cos b - (l_пр + Dhsin b) - l_ф;

б) для скважин, расположенных в нижней части эллипса

F = x_{к скв}cos b + (l_пр + Dhsin b) - l_ф;

l_пр рассчитывается по формуле

l_пр = (H_Iпр - H_э)cosec b = h × cosec b,

где F - расстояние от нулевого сечения до фактического центра устья колонки;

l_ф - измеренное расстояние от центра устья колонки до горизонтальной оси инструмента;

l_пр - расстояние от проектного центра устья колонки до центра инструмента по проектной оси скважины;

x_кэ - проектная абсцисса скважины, берется абсолютное значение;

Dh - разность горизонта инструмента и H_Iпр;

H_Iпр и Н_э - те же, что и в п. 19.51.

Рис. 19.15. Определение расстояния от нулевого сечения до центра устья скважины

19.53. При измерении отклонений скважин (вертикальных и наклонных) инструментальные наблюдения ведутся на максимальную видимость опускаемого в скважину источника света. После ухода света за пределы видимости производятся наблюдения за отсветом с фиксацией его глубины и зарисовок ухода скважины (вправо, влево, вниз, вверх).

19.54. За пределами видимости источника света разрешается в скважинах глубиной до 75 м определять положение скважины экстраполяцией на ¼ измеренной длины. В скважинах глубиной более 75 м экстраполяция разрешается на длину не более 15 м.

19.55. Экстраполяция производится графически по инклинограмме (горизонтальная проекция) и профилю скважины, составленному по направлению ее искривления, с учетом характера искривления и наблюдений за отсветом, фиксированных при измерении скважины.

19.56. Измерение искривлений скважин за пределами видимости осуществляется специальными инклинометрами. Выбор прибора производится в зависимости от конструкции скважины и требуемой точности измерения. Ошибка измерения, обеспечиваемая применяемыми приборами, не должна выходить из пределов установленных допусков отклонений скважин при бурении.

19.57. Измерение искривлений наклонных скважин под углом наклона в 30° за пределами видимости производится тросиковым инклинометром.

19.58. В зависимости от применяемого прибора и методики измерений должна производиться оценка точности полученных искривлений. Подсчет ошибок измерений производится по каждому сечению и результаты его указываются на исполнительных чертежах (сечениях).

19.59. Фактическая глубина (длина) пробуренных скважин контролируется измерением звеньев опускаемых питательных трубок и замером остатка от верха колонки. На момент опускания питательных трубок верх колонки нивелируется. По результатам контрольных измерений подсчитывается отметка конуса замораживающей колонки. Ошибка определения отметки конуса не должна превышать ± 10 см.

19.60. В определенную по данным контрольных измерений питательных трубок отметку конуса необходимо вводить поправку за укорочение скважины, вычисляемую по формуле

где Dh - поправка за укорочение скважины (вводится в отметку со знаком плюс);

L - фактическая длина скважины;

Sа - горизонтальная проекция скважины.

При непрямолинейности скважины в вертикальной и горизонтальной плоскостях поправка за укорочение подсчитывается поинтервально и общее укорочение SDh_1-n определяется по формуле

где а₁, а₂ ... а_n - горизонтальные проекции интервалов, определяемые графически по инклинограмме;

l₁, l₂ ... l_n - фактические длины интервалов.

19.61. При замораживании грунтов вертикальными скважинами для проходки стволов шахт и других вертикальных выработок должны быть составлены следующие исполнительные чертежи:

а) план в масштабе 1:100 на нулевом горизонте с показанием фактического расположения скважин, рассольной сети, замораживающей станции и других коммуникаций, связанных с исполнением работ по замораживанию;

б) план горизонтальных проекций скважин (сборное сечение) масштаб 1:50.

в) развертка скважин по проектному контуру с показанием геологического разреза, положения скважин с указанием фактических и проектных отметок забоя (конуса), фактического уровня подземных вод, положения фильтров (по высоте) наблюдательных гидрогеологических скважин;

г) нормальные (к оси вертикальной выработки) сечения с показанием фактического положения скважин.

19.62. При замораживании грунтов наклонными скважинами для проходки наклонных тоннелей должны быть составлены следующие исполнительные чертежи:

а) проекция фактического расположения скважин на нормальную к оси наклонного хода плоскость в масштабе 1:50 с указанием габаритов выработки и проектного расположения скважин (сборное сечение);

б) нормальные к оси наклонного тоннеля сечения через каждые 5 - 10 м в масштабе 1:50 с литологической и гидрогеологической характеристикой грунтов с показанием фактического положении скважин и габаритов выработки;

в) проекция скважин на вертикальную осевую плоскость наклонного тоннеля по правой и левой стороне в масштабе 1:100 с нанесением контура выработки, гидрогеологического разреза, уровня подземных вод и положения фильтров наблюдательных гидрогеологических скважин;

г) план в масштабе 1:100 на нулевом горизонте с расположением скважин, рассольной сети, замораживающей станции и других коммуникаций, связанных с замораживанием.

19.63. Для других выработок исполнительные чертежи должны быть составлены в соответствии с пп. 19.61 и 19.62.

19.64. Нормальные сечения должны быть составлены по всем характерным участкам геологического разреза выработки (на контактах слабых пород с крепкими, на горизонтах с малой теплопроводностью пород, сильноводоносных пластов и на других ответственных участках).

19.65. На исполнительных сечениях по расчетному радиусу замораживания пород наносится положение ледогрунтового ограждения, и на основании анализа фактического расположения скважин определяется степень соответствия проекту ледогрунтовой защиты (рис. 19.16).

Рис. 19.16. Сечение наклонных замораживающих скважин и эскалаторного тоннеля плоскостью, перпендикулярной к его оси:

1 - скважины; 2 - контур замороженной зоны; 3 - эскалаторный тоннель. Сечение на отметке 97,61, глубина 32,36 м

19.66. Условный радиус замораживания r_з по каждому сечению определяется специальными расчетами в зависимости от фактического расстояния между скважинами, заданной толщины ледогрунтовой перемычки, теплосодержания породы и времени замораживания.

19.67. При графическом построении замкнутых ледогрунтовых стен по заданному радиусу замораживания необходимо учитывать неравномерность распространения замороженной зоны относительно линии расположения скважин и центр окружности ледогрунтового цилиндра скважины смещать в направлении центра выработки на величину, равную 0,1Д, где Д - расчетный диаметр замораживания, равный 2r_з.

Приложение 19-1

ВЫЧИСЛЕНИЕ
координат скважин на эллипсе

Приложение 19-2

ТАБЛИЦА
значений функции у = х × tg 30°

Приложение 19-3

ТАБЛИЦА
значений функции у = х × сtg 30°

Приложение 19-4

ТАБЛИЦА
значений функции у = х × cos 30°

Приложение 19-5

ТАБЛИЦА
значений функции у = х × sec 30°

Приложение 19-6

ЖУРНАЛ
измерения искривлений скважин лотаппаратом

Приложение 19-7

ВЫЧИСЛЕНИЕ
отклонений скважин от вертикали, измеренных лотаппаратом

Приложение 19-8

ВЫЧИСЛЕНИЕ
отклонений наклонных скважин

Схема привязки точки стояния инструмента

Накл. ход ст. «Таганская»

СКВАЖИНА № 2

Длина колонки 25 м

Расстояние от устья колонки до 0-го сечения 10,40 м

ГОРИЗОНТАЛЬНОЕ ОТКЛОНЕНИЕ

ВЕРТИКАЛЬНОЕ ОТКЛОНЕНИЕ

«___»_______197    г.   Вычисления произвел

Глава 20

МАРКШЕЙДЕРСКИЕ РАБОТЫ ПРИ СООРУЖЕНИИ НАКЛОННЫХ ТОННЕЛЕЙ И МОНТАЖЕ ЭСКАЛАТОРОВ

А. Маркшейдерский столик; установка колец эскалаторного тоннеля, веерной части и натяжной камеры; разбивочные работы для бетонирования фундаментов

20.01. До начала сооружения наклонного хода и наземного вестибюля на поверхности создается плановая и высотная геодезическая основа, обеспечивающая сбойку наклонного хода со средним станционным тоннелем или другими подземными сооружениями.

20.02. От знаков геодезической основы разбиваются и закрепляются вне зоны замораживания ось наклонного хода и нормаль к ней. Закрепление их производят в местах, удобных для использования при сооружении наклонного хода и вестибюля.

20.03. Закладку знаков, фиксирующих ось наклонного хода, производят в соответствии с требованиями раздела Б главы 2.

20.04. В процессе проходки ось наклонного хода задается визирным лучом теодолита, установленного на специальном маркшейдерском столике (рис. 20.1).

Рис. 20.1. Маркшейдерский столик, задание оси наклонного хода, установка и определение вертикального опережения колец

20.05. Маркшейдерский столик может быть кирпичным, бетонным или собранным из металлоконструкций.

Конструкция маркшейдерского столика должна быть утверждена главным инженером строительной организации.

20.06. Маркшейдерский столик должен удовлетворять следующим требованиям:

1) конструкция его должна быть жесткой, изолированной от площадки наблюдателя и окружающих механизмов;

2) визирная ось трубы теодолита, установленного на столике, должна совпадать с проектной осью наклонного хода.

Примечание. Если кольца наклонного хода имеют прямую вставку на горизонтальном диаметре, визирная ось трубы должна фиксировать линию верхних центров колец;

3) со столика должна быть установлена видимость на две-три достаточно удаленные точки, одна из которых фиксирует направление оси наклонного хода, а остальные являются контрольными. Должна быть также обеспечена постоянная видимость по проектной оси наклонного хода;

4) центр столика (проекция точки пересечения визирной и горизонтальной осей трубы) и места постановки подъемных винтов теодолита должны быть накернены на плите столика.

Столик оборудуется телефонной и световой сигнализацией для передачи указаний в забой.

20.07. До начала укладки первого кольца производится контрольное определение центра столика от знаков полигонометрии и высотных реперов, с последующим вычислением фактических значений его координат и отметок. Расхождения полученных результатов с проектными не должны превышать ± 3 мм.

20.08. Проектные координаты центра столика рассчитываются по формулам:

Y_пр.ст = Y_A - D × sin a;

X_пр.ст = X_A - D × cos a,

где Y_A, X_A - проектные координаты точки А (точки перегиба);

D - расстояние от точки перегиба наклонного хода до центра столика;

a - дирекционный угол наклонного хода.

Проектная отметка столика определяется по формуле (см. рис. 20.1)

H_ст = H_A + Dtg b - i,

где H_A - проектная отметка точки A;

b - угол наклона оси наклонного хода, равный 30°;

i - высота инструмента.

20.09. Положение столика периодически контролируется от знаков полигонометрии и реперов, находящихся вне зоны деформации. В случае его деформации производят новое кернение мест постановки подъемных винтов теодолита.

20.10. Сооружение наклонного хода начинается с устройства оголовника, в котором монтируются первые кольца.

20.11. При закладке первого кольца наклонного хода необходимо учитывать набегание колец (удлинение наклонного хода) из расчета 1 мм на кольцо, если оно не учтено проектной организацией.

20.12. Укладка сегментов первого кольца и проверка его установки производятся измерением восьми радиусов - от проектного центра кольца и образующих - от точки, закрепленной на оси наклонного хода. Измерения производят до центров болтовых отверстий передней плоскости кольца.

20.13. Допустимые отклонения уложенных первых колец наклонного хода должны удовлетворять требованиям табл. 20-1.

Таблица 20-1

20.14. Окончательно установленные первые кольца наклонного хода должны быть надежно закреплены с использованием имеющихся конструкций (оголовника и т.д.).

20.15. Допустимые отклонения тюбинговой обделки тоннелей наклонных ходов приведены в табл. 20-2.

Таблица 20-2

20.16. Вынос теодолитом в забой продольной проектной оси наклонного хода производится с погрешностью ± 20².

Эллиптичность и смещение от оси в плане и профиле определяются на каждом кольце. Горизонтальное и вертикальное опережения определяются через 8 - 10 колец и (дополнительно) при отклонениях центров колец, близких к предельно допустимым.

20.17. После сбойки наклонного хода со средним станционным тоннелем или другими подземными сооружениями производится увязка их осей и высотных отметок и закрепляются линии перегибов - линии пересечения уровней чистого пола станции и вестибюля с осью наклонного хода (рис. 20.2).

Между линиями перегибов производится непосредственное измерение расстояний по наклону.

Рис. 20.2. Схема закрепления струн (в продольном разрезе):

1 - уровень чистого пола; 2 - плоскость качения холостых роликов ступени по направляющим наклонных ферм; 3 - линия пересечении уровня чистого пола^-с осью наклонного хода. Размеры указаны в миллиметрах

20.18. По окончании монтажа колец наклонного хода и сбойки со средним станционным тоннелем производится тщательная съемка последних колец наклонного хода и натяжной камеры. На основании полученных результатов съемки составляется укладочная схема тюбингов веерной части для создания плавного сопряжения наклонного тоннеля с натяжной камерой.

20.19. Для монтажа колец веерной части разбивается в натуре увязанная ось наклонного и станционного тоннелей.

20.20. Сборка колец веерной части наклонного хода производится согласно проектной схеме и маркировке тюбингов.

20.21. Первые тюбинги раструбного кольца должны быть уложены строго по проекту. Кручение колец не допускается.

20.22. Отклонения тюбинговой обделки натяжной камеры должны удовлетворять требованиям табл. 20-2.

20.23. При бетонировании фундаментов под эскалаторы установка поперечных уголков производится с занижением на 10 мм относительно проектного горизонта.

20.24. При сооружении фундаментов под эскалаторы из сборного железобетона установка элементов производится с точностью: в плане ± 20 мм, и профиле - от нуля до минус 20 мм. Рабочий горизонт выносится на обеих сторонах тоннеля оптическим теодолитом с точностью ± 20² (рис. 20.3).

Рис. 20.3. Фундаменты под эскалаторы из сборного железобетона:

1 - осевые эскалаторные знаки

Б. Установка продольных швеллеров, монтаж натяжных и приводных станций; выверка направляющих ферм эскалаторов

20.25. Основными исходными данными при установке продольных шнеллеров и монтаже эскалаторов являются продольные и поперечные оси, разбиваемые в натуре маркшейдерами, согласно проектным чертежам. Закрепление указанных осей струнами производится монтажниками.

20.26. Перед началом работ по монтажу эскалаторов производят контрольные промеры расстояния между верхней и нижней линиями перегибов по обеим сторонам наклонного хода (см. рис. 20.2). Рекомендуется также произвести высотную связку верхней и нижней линий перегибов.

20.27. Установка продольных швеллеров под фермы эскалаторов производится монтажниками при участии маркшейдеров с занижением на 10 мм относительно проекта и с точностью ± 5 мм в плане и профиле.

Реборды верхних направляющих всех ферм эскалаторов устанавливаются в плане симметрично относительно их осей, т.е. от струн № 1, 2 и 3 (рис. 20.4) с точностью ± 1 мм.

Рис. 20.4. Схема закрепления струн (в плане):

1 - линия пересечения уровня чистого пола верхнего вестибюля с осью наклонного хода; 2 - линия пересечения уровня чистого пола нижнего вестибюля с осью наклонного хода. Размеры указаны в миллиметрах

20.28. Плоскости литых направляющих натяжных и приходных станций должны быть расположены горизонтально ниже уровня чистого пола на 310 мм. Установка этих станций производится от струн № 4 и 9, закрепленных перпендикулярно к продольным осям эскалаторов.

20.29. Перпендикулярность струн № 4 и 9 к продольным осям эскалаторов обеспечивается с точностью ± 30², а струн № 5, 6, 7 и 8 - с точностью ± 10².

20.30. Окончательная проверка направляющих ферм наклонной части эскалатора (под углом 30°) производится теодолитом, который устанавливается на швеллерах, приваренных к натяжным станциям с таким расчетом, чтобы отсчеты по рейке были минимальными. Отклонения в отсчетах по рейке не должны превышать ± 2 мм.

20.31. При пользовании тридцатисекундным теодолитом, установленным на швеллере, визируют на струну (марку), закрепленную в верхнем вестибюле, так как вертикальный круг не обеспечивает требуемой точности.

20.32. Поперечный перекос направляющих наклонных ферм не должен превышать ± 2 мм.

20.33. Монтажные продольные оси эскалаторов закрепляются в натуре специальными знаками в бетоне лотка, в элементах железобетонных конструкций и нарезками, вынесенными на фермы (рис. 20.5).

Рис. 20.5. Закрепление постоянных маркшейдерских знаков в наклонном ходе:

а - схема закрепления; б - конструкция знака; в - план фермы; 1 - маркшейдерский знак в бетоне; 5 - пол натяжной камеры; 3 - пол машинного помещения; 2 - маркшейдерский репер; 4 - осевая нарезка на фермах

20.34. Перед бетонированием фундаментов под приводные и натяжные станции производятся маркшейдерские разбивки для анкерных отверстий в плане и по высоте с точностью ± 10 мм.

20.35. По мере сооружения наклонного хода и монтажа эскалаторов набирается и систематизируется необходимый материал для составления исполнительных чертежей.

Глава 21

МАРКШЕЙДЕРСКИЕ РАБОТЫ ПРИ УКЛАДКЕ ПОСТОЯННОГО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ В ТОННЕЛЯХ

А. Основные положения

21.01. Укладка железнодорожного пути в метрополитенах и железнодорожных тоннелях производится согласно утвержденному укладочному плану и профилю пути и геометрической схеме трассы, а при отсутствии таковых - по рабочему профилю железнодорожного пути.

21.02. На укладочном плане и профиле пути показываются:

а) величина и протяженность уклонов;

б) отметки реперов, соответствующие головке рельсов на прямом участке пути;

в) отметки реперов, соответствующие головке наружного рельса на криволинейном участке пути.

Примечание. На наземных участках пути отметки путейских реперов даются на уровне внутреннего рельса кривой.

г) условный профиль рельсовых ниток;

д) длины прямых, круговых и переходных кривых;

е) длины ходовых рельсов, контррельсов и типы стыков;

ж) пикетаж реперов, рельсовых стыков и различного оборудования;

з) геометрические элементы оси пути в плане и профиле.

21.03. Разбивка и укладка железнодорожного пути в тоннелях производится от путейских реперов после окончательного уравновешивания подземной полигонометрии и высотной основы.

21.04. Маркшейдерские работы при укладке пути в тоннелях заключаются:

а) в разбивке и закреплении горизонта с обеих сторон тоннеля, фиксирующего верх бетона жесткого основания;

б) в приемке опалубки для устройства дренажных лотков тоннеля;

в) в разбивке и закреплении в тоннеле основных точек пути, характеризующих его план и профиль;

г) в разбивке и закреплении на стенах тоннеля мест постановки путейских реперов по пикетажу и высоте;

д) в установке путейских реперов по высоте;

е) в инструментальном определении и последующих вычислениях расстояний от отверстий в болтах путейских реперов до внутренней грани ближайшего к реперу рельса;

ж) в рихтовке в плане и профиле рельсов перед бетонированием шпал при помощи теодолита и нивелира и в наблюдении за путями в процессе бетонирования;

з) в детальной съемке пути и оборудования в тоннеле;

и) в окончательном нивелировании головки рельсов после завершения «отделки» пути и обкатки его с одновременным определением отметок дна дренажного лотка.

21.05. Разбивку мест постановки путейских реперов производят от полигонометрических знаков путем последовательного откладывания расстояний на стене тоннеля между ПЗ и ближайшим репером № 1, затем между репером № 1 и последующим репером № 2 и т.д. Указанные расстояния определяются как разности соответствующих пикетажей.

21.06. Так как пикетаж путейских реперов в проектных чертежах дается по разбивочной оси кривой, а разбивка мест установки их производится на внешней относительно центра стороне тоннеля, на криволинейном участке в подсчитанные как разность пикетажа расстояния S вводятся поправки, определяемые формулой

где S - расстояние по разбивочной оси (разность пикетажа);

R - радиус кривой;

D - среднее расстояние путейских реперов от оси пути.

21.07. Невязку, полученную между двумя смежными полигонометрическими знаками, распределяют равномерно на все интервалы между реперами.

Целесообразно вести разбивку от каждого полигонометрического знака до середины линии, что практически избавляет от необходимости распределения невязок.

21.08. Отклонения путейских реперов от проектного пикетажа не должны превышать ± 3 см.

21.09. В случае, если путейский репер попадает на ребра жесткости тюбингов, проемы и другие препятствия, разрешается смещение его по пикетажу. Проектная отметка его определяется по фактическому пикетажу. Смещение в сторону пути не разрешается, за исключением реперов, фиксирующих элементы кривой (начала и концы переходных и круговых кривых).

21.10. После бетонирования путейские реперы устанавливают на проектные отметки, вычисленные в соответствии с их фактическим пикетажем.

Нивелир устанавливают между двумя смежными полигонометрическими знаками и определяют отметку его горизонта.

Для каждого репера подсчитывают величину отсчета по рейке по формуле

С_i = Н_{Г. И.} - H_i,

где Н_{Г. И.} - отметка горизонта инструмента;

Н_i - проектная отметка репера с номером i (головки ближайшего рельса).

Затем, устанавливая поочередно рейку на каждом репере, поднятием или опусканием болта добиваются такого положения, когда отсчеты по рейке будут соответствовать величинам С_i. При этом положении производят временную насечку резьбы болта зубилом.

21.11. При производстве нивелирования, связанного с путейскими работами, инструмент должен тщательно выверяться, а рейки - компарироваться.

21.12. По окончании установки путейских реперов по высоте производится двукратное контрольное нивелирование их. Отклонения фактических отметок от проектных не должны превышать ± 2 мм. По завершении контрольного нивелирования путейские реперы закрепляются путем бетонирования их болтов.

Б. Габариты тоннелей

21.13. Габаритом приближения строений называют предельно допустимое геометрическое очертание какого-либо сооружения. Для обеспечения безопасности движения поездов по рельсовым путям установлены следующие габариты:

а) подвижного состава;

б) приближения оборудования;

в) приближения строений.

Габариты для тоннелей метрополитенов

21.14. Габарит подвижного состава есть поперечное перпендикулярное к оси пути геометрическое очертание, в пределах которого должен размещаться как порожний, так и груженый подвижной состав.

21.15. Габарит приближения оборудования представляет собой линию, ограничивающую размещение оборудования по отношению к габариту подвижного состава. Этот габарит находится между габаритами подвижного состава и приближения строения.

В габарит приближения оборудования входит габарит подвижного состава, учитывающий все отклонения вагона в движении и при поломке комплекта рессор с одной стороны, а также допустимое смещение и износ рельсового пути. В нижнюю часть этого габарита входит очертание размещения кронштейна с контактным рельсом и очертание для токоприемника вагона.

21.16. Габарит приближения строения есть предельное поперечное очертание пространства, внутрь которого не должны заходить никакие части строения и сооружения.

В перегонных тоннелях кругового очертания предусматривается размещение оборудования и дорожки для прохода служебного персонала с правой стороны по ходу движения. Этот габарит распространяется на кривые радиусом от 200 м и более. Симметричность вписывания габарита оборудования в габарит приближения строений достигается смещением оси тоннеля внутрь кривой на величину, пропорциональную возвышению рельса. Габарит приближения строения для перегонных тоннелей прямоугольного очертания на кривых увеличивается по ширине в зависимости от радиуса и величины возвышения наружного рельса. Уширение предусматривается также в пределах стрелочных переводов. Для тоннелей прямоугольного очертания габарит приближения строения увеличивается по ширине на кривых участках трассы в зависимости от радиуса кривой и величины возвышения наружного рельса.

21.17. В метрополитенах применяются габариты:

1) для перегонных тоннелей кругового очертания на прямом участке пути (рис. 21.1 и таблица координат точек габаритов);

Рис. 21.1. Габариты на перегонах на прямом участке пути для тоннелей кругового очертания:

1 - габарит приближения строений; 2 - габарит приближения оборудования; 3 - габарит контактного рельса; 4 - служебная дорожка

КООРДИНАТЫ ТОЧЕК ГАБАРИТОВ НА ПЕРЕГОНАХ НА ПРЯМОМ УЧАСТКЕ ПУТИ ДЛЯ ТОННЕЛЕЙ КРУГОВОГО ОЧЕРТАНИЯ

Приближения оборудования

Контактного рельса

Примечания. 1. Габарит приближения оборудования по контуру уфхцч учитывает установку автостопа.

2. Габарит приближения оборудования по контуру рст следует применять в местах, где не устанавливается контактный рельс.

3. Габарит приближения строений действителен также для кривых участков пути радиусом 200 м и более при наибольшей величине возвышения наружного рельса.

2) для перегонных тоннелей с вертикальными стенами и наземных линий на прямом участке пути (рис. 21.2 и таблица координат точек габаритов);

Рис. 21.2. Габариты на перегонах на прямом участке пути для тоннелей с вертикальными стенками и для наземных участков:

1 - габарит приближения строений; 2 - габарит приближения оборудования; 3 - габарит контактного рельса; 4 - служебная дорожка

КООРДИНАТЫ ТОЧЕК ГАБАРИТОВ НА ПЕРЕГОНАХ НА ПРЯМОМ УЧАСТКЕ ПУТИ ДЛЯ ТОННЕЛЕЙ С ВЕРТИКАЛЬНЫМИ СТЕНКАМИ И ДЛЯ НАЗЕМНЫХ УЧАСТКОВ

Приближения оборудования

Контактного рельса

Примечания. 1. Габарит приближения оборудования по контуру уфхцч учитывает установку автостопа.

2. Габарит приближения оборудования по контуру рст следует применять в местах, где не устанавливается контактный рельс.

3) для подземных и наземных станций на прямом участке пути (рис. 21.3 и таблица координат точек габаритов).

Рис. 21.3. Габариты на станциях на прямом участке пути:

1 - габарит приближения строений; 2 - габарит приближения оборудования; 3 - габарит контактного рельса; 4 - платформа

КООРДИНАТЫ ТОЧЕК ГАБАРИТОВ НА СТАНЦИЯХ НА ПРЯМОМ УЧАСТКЕ ПУТИ

Приближения оборудования

Контактного рельса

Примечания. 1. Габарит приближения оборудования по контуру уфхцч учитывает установку автостопа.

2. Габарит приближения оборудования по контуру рст следует применять в местах, где не устанавливается контактный рельс.

Габариты для железнодорожных тоннелей

21.18. В 1960 г. введен в действие ГОСТ 9238-59 - единый для всех сооружений и устройств железных дорог габарит приближения строений и подвижного состава железных дорог колеи 1524 мм - габарит «С» для прямого участка пути (рис. 21.4), которому должно соответствовать внутреннее очертание железнодорожного тоннеля.

Рис. 21.4. Габарит «С» приближения строений для железнодорожных тоннелей на прямом участке пути

21.19. На кривых участках трассы габаритные размеры увеличиваются. Увеличения этих размеров зависят от радиуса кривой и величины возвышения наружного рельса. Уширение характерных точек габарита определяется по формуле

где d - длина вагона;

R - радиус кривой;

h - возвышение наружного рельса;

b - высота от головки рельса рассматриваемой точки отклонения подвижного состава;

а - расстояние между осями головок рельсов.

Знак плюс относится к внутренней стороне кривой, знак минус - к внешней.

Габариты для прочих тоннелей

21.20. Габариты для гидротехнических тоннелей определяются проектной организацией в зависимости от объема воды, которую необходимо пропустить через тоннель.

21.21. Габариты для коммунальных тоннелей определяются проектной организацией в зависимости от их назначения. Поперечные сечения этих тоннелей имеют самые разнообразные размеры, начиная от трубопроводов и кончая большими коллекторами, объединяющими несколько видов подземных коммуникаций.