Giáo trình Cơ sở trắc địa công trình (Chuyên sâu)

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH
-------------------

Chủ biên: ThS. Nguyễn Thị Mai Anh

GIÁO TRÌNH

CƠ SỞ TRẮC ĐỊA CƠNG TRÌNH
(Chuyên sâu)
(LƯU HÀNH NỘI BỘ)

Quảng Ninh – 2021
1


BÀI 1. GIỚI THIỆU NỘI DUNG THỰC TẬP
1.1 Phổ biến nội dung thực tập
1.2. Chuẩn bị trang thiết bị, máy móc phục vụ thực tập.
Giáo viên chuẩn bị: Máy GPS Topcon; Leica; hoặc X20….
Máy Thủy bình điện tử XDL 1X + mia + cóc mia
Sinh viên chuẩn bị: Sổ đo GPS; sổ đo thủy chuẩn; sơn đỏ; bút; vở; búa; cc
st; dõy 50m; ụ che.
1.3. Khảo sát khu vực thực tập: Đi thực địa
BI 2. THNH LP LI KHNG CH CƠNG DỤNG ĐẶC BIỆT MỎ
HẦM LỊ
2.1. Thành lập lưới khống chế mặt bằng
2.1.1. Thiết kế lưới khống chế
Lưới khống chế cơ sở mặt bằng bao gồm các điểm của lưới tam giác nhà
nước cấp I, II, II, IV, các điểm của lưới giải tích và các điểm của đường chuyền
đa giác có độ chính xác tương đương.Trên cơ sở các điểm tam giác Nhà nước có

trên bề mặt mỏ, các mỏ lộ thiên tự thành lập các loại lưới cấp thấp hơn để phục
vụ trực tiếp cho kế hoạch khai thác, thơng dụng là lưới giải tích và đường chuyền
đa giác
Lưới giải tích .
Lưới giải tích được thành lập và phát triển từ các điểm của lưới tam giác
Nhà nước. Ở Việt Namcác khu mỏ tập trung ở các vùng có địa hình phức tạp: đồi
núi dốc thẳm, rừng rậm, sơng suối chia cắt,điều kiện khí hậu thay đổi,…nên việc
xây dựng đồ hình giải tích thường áo dụng các dạng tam giác
Theo quy phạm trắc địa mỏ của Nhà nước, lưới giải tích ở Việt Nam được
chia làm 3 cấp: 1, 2 và 3, trong điều kiện địa hình phức tạp, với trang thiết bị
truyền thống ,việc phân cấp lưới giải tích khu mỏ như hiện nay là hồn tồn hợp
lý, bảo đảm tương quan về độ chính xác, phù hợp với điều kiện khó khăn trong
cơng tác trắc địa ở vùng mỏ.Quy phạm tạm thời trắc địa mỏ của bộ công nghiệp
việt nam quy định các chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu đối với lưới giải tích như sau:
Bảng 1.1.Các chỉ tiêu kỹ thuật của lưới giải tích các cấp.
Lưới trắc địa mỏ

Tên chỉ tiêu

Cấp 1

Lưới tam giác nhỏ
Chiều dài cạnh tam giác
2

Cấp 2

Cấp 3

- Lớn nhất
- Nhỏ nhất
- Góc giữa các hướng cùng cấp không
nhỏ hơn
- Số lượng tam giác giữa các cạnh
khởi tính
-Sai số khép góc lớn nhất trong tam
giác
- Sai số trung phương đo góc tính
theo sai số khép tam giác
- Sai số trung phương cạnh khởi tính
-Sai số tương đối cạnh yếu nhất
Lưới đa giác
- Số lượng cạnh
+ Từ điểm gốc đến điểm gốc
+ Từ điểm gốc đến điểm nút
+ Từ điểm nút đến điểm nút
- Chiều dài cạnh (m)
+Trung bình
+Dài nhất
+Ngắn nhất
- Chiều dài lớn nhất đường
chuyền phù hợp (m)
- Sai số trung phương đo góc

5km
1km
200

4km

0,8km
200

3km
0,5km
200

10

10

10

20”
4”

30”
6”

40”
9”

1:50.000
1:30.000

1:30.000
1:15.000

1:15.000
1:8.000

15

15
10
7

15
10
7

800
1:500
200

200
500
100
2500

150
300
80
1200

4”

7”

12”

Khi tính toạ độ các điểm của mạng lưới phải dựa vào:
-Toạ độ điểm gốc
-Chiều dài cạnh gốc
-Góc phương vị cạnh gốc
-Các góc trong tam giác của mạng lưới.
- Chiều dài các cạnh trong lưới
Trong thực tế, có trường hợp trên bề mặt khu mỏ khơng có các điểm tam
giác nhà nước hoặc việc đo nối gặp nhiều khó khăn, khơng thực tế thì lưới khống
chế cơ sở được xây dựng ở dạng lưới giải tích độc lập. Khi đó để tính toạ độ các
3


điểm của mạng lưới phải đo trực tiếp cạnh gốc, xác định góc phương vị và giả
định toạ độ cho một điểm.
Khi xây dựng lưới khống chế cơ sở cần lưu ý như sau:
- Các điểm phải được phân bố đều đặn trên tồn bộ diện tích khu đo.
- Các điểm phải có tầm bao quát lớn nhất, tạo điều kiện thuận lợi cho việc
phát triển lưới khống chế đo vẽ.
- Các điểm nằm xa khu vực bị ảnh hưởng của phá hoại để đảm bảo sự tồn tại
lâu dài.
Lưới đường chuyền đa giác
Trước đây, đường chuyền đa giác ít được áp dụng ở các vùng mỏ nước
ta.Nguyên nhân chính là do cơng tác đo chiều dài cạnh gặp khó khăn, đến nay
cùng với sự ra đời của các máy đo xa điện tử, đường chuyền đa giác được áp dụng
khá nhiều ở các mỏ đặc biệt là các vùng có địa hình khó khăn, khả năng thơng
nhiều hướng trong một trạm máy không thuận lợi mà phương pháp giải tích lại
khó thực hiện.
Khi thiết kế lưới đường chuyền đa giác cần lưu ý thoả mãn các điều kiện
sau:

- Các góc của đường chuyền phải lớn hơn 1350
- Chiều dài cạnh lớn hơn 250m.
- Đo góc phải được tiến hành với các máy móc có độ chính xác cao.
- Sai số góc phải thoả mãn:
+ Đối với đường chuyền cấp I :

f    10" n

f   20" n
+ Đối với đường chuyền cấp II : 
Trong đó : n - Số góc ngoặt của đường chuyền đa giác.
- Chiều dài của đường chuyền cấp I được đo bằng dây inva, thước thép hoặc
máy đo dài điện tử .
- Chiều dài tối đa giữa hai điểm khởi tính khơng vượt q 10 km.
- Máy đo góc có độ chính xác đến 1”.
2.1.2. Tìm hiểu cơng tác chơn mốc lưới khống chế
Khi xây dựng đường chuyền kinh vĩ trong lị, phải khảo sát thực địa để chọn
vị trí chơn mốc đường chuyền. Vị trí cần chơn mốc của các điểm đường chuyền
phải đảm bảo:
- Đất đá ổn định lâu dài, thuận tiện cho việc đặt máy đo đạc.
4


- Hai điểm kề nhau phải nhìn thấy nhau.
- Khoảng cách giữa các mốc càng lớn càng tốt, khoảng cách giữa các mốc
cấp 1 50m, cấp 2  30m. Nếu có thể bố trí ở nóc hay nền lị thường hay được bố
trí ở nóc lị vì thuận tiện cho việc bố trí, tìm và đặt máy đo đạc. Mốc cấp 1 được
bố trí là mốc cố định, cấp 2 là các mốc tạm thời.
- Mốc cố định: Là những mốc được sử dụng nhiều và lâu dài, được bố trí
tại sân ga dưới giếng, trong các lị xun vỉa lị vận tải chính…và được bố trí thành

từng cụm, mỗi cụm ít nhất ba mốc, khoảng cách giữa các cụm từ 300  500 m,
sau khi bố trí xong, mốc được đánh số thứ tự tăng dần trên biển hình vng bằng
kim loại ở thành lị tại vị trí của mốc ,đồng thời thuận tiện cho việc tìm kiếm mốc
khi đo đạc .

50 m

300 -:-500 m
Hình 2-2 : Sơ đồ bố trí cụm mốc cố định

Cấu tạo của mốc cố định
gồm các loại như sau :
Để đổ mốc bê tông ta tiến
hành như sau :
Mốc ở nền ,ta đào một hố

10
0

30
0

30
0

sau 300400 mm, đặt lõi thép có
ụ3
cưa tâm mốc vào giữa và đổ bê
200
100

tông sao cho mặt mốc thấp dưới
Hinh 2-3: Mốc cố định trong hầm lò
nền lò 100 đến 150 mm. Đổ bê
a).
tơng xong ta phủ kín mặt mốc và đánh dấu vị trí ở hơng
lị
.
b).
Cịn mốc ở nóc lị, ta dùng
đục hoặc khoan bê tơng khoan mộ lỗ rộng 100 sâu 300 rồi tiến hành dổ bê tông
như mốc ở nền .
-Mốc tạm thời: Mốc tạm thời của đường chuyền kinh vĩ thường chỉ tồn tại
trong thời gian ngắn và được bố trí giữa các cụm mốc cố định, tại các lò phụ, lò
chuẩn bị cho tới biên giới khai thác,…để trực tiếp đo vẽ bản đồ đường lị và các
cơng việc chun mơn khác. Mốc tạm thời được làm bằng những tấm tơn dày
2mm cắt theo hình tam giác, hoặc làm bằng đinh sắt có đường kính 5 đến 10mm

5


làm hình chữ L, trên mốc có khoan lỗ đường kính 2mm để treo dọi, các mốc cố
định và tạm thời đều được đánh số và đánh dấu vào vì chống hay thành lị có ghi
chú sơ đồ bố trí mốc để thuận tiện cho việc tìm mốc khi đo đạc .
2.1.3. Tìm hiểu cơng tác đo chiều dài của mạng lưới khống chế
Trường hợp này thường được tiến hành trong điều kiện hầm lò rộng, độ dốc
của đường lò nhỏ hơn 80, khô ráo thuận tiện cho việc đo đạc. Thông thường chiều
dài cần đo dài hơn chiều dài của thước thép nên ta phải phân thành các đoạn nhỏ
ngắn hơn chiều dài của thước để đo (công tác định tuyến).Việc chia thành các
đoạn và định tuyến bằng các điểm trung gian giống như ở trên mặt đất, tức là dùng
máy kinh vĩ để định tuyến theo phương pháp ba điểm thẳng hàng .

B
A

II

I

Hình 2.8 : Đo chiều dài trong hầm lò .
* Phương pháp đo chiều dài theo đường ngắm của máy kinh vĩ .
Khi đo chiều dài trong đường lị có độ dốc lớn ,việc đo sát nền gặp nhiều
khó khăn, nên người ta sử dụng
2
b
phương pháp đo theo đường
1
ℓI b
t
II
ngắm của máy kinh vĩ .Nội dung
I
ℓI_II
ℓMI
của phương pháp này như sau :
M
V
B
Giả sử cần đo chiều dài
i
đoạn AB, sau khi đo xong góc
DAB

ngang và góc đứng V ,ta cố định
A
máy và ống ngắm Đo chiều cao
Hình 2.9 : Sơ đồ đo chiều dài theo
đường ngắm của máy kinh vĩ
máy là i ,chiều cao tiêu ngằm là
t bằng thước thép ngắn ,đo hai lần ,sự chênh lệch kết quả hai lần không quá 1-:- 2
mm (cố gắng cho i = t để việc tính tốn được đơn giản ).Dựa vào đường ngắm từ
máy đến b là Mb ,ta chia thành nhiều đoạn nhỏ bằng các mốc trung gian I và II là
những chiếc đinh đóng vào xà đỡ chống lị có treo vật nặng rồi tiến hành định
tuyến như đã đề cập ở trên .Sao cho các đoạn trung gian phù hợp với chiều dài
của thước thép .
6


Tiến hành đo từng đoạn một ,các nội dung đo đạc như đo sát nền ,ta được
chiều dài đoạn AB trung bình của lần đo đi :
LAB(ĐI) = ℓ MI +ℓ MI +ℓ MI
Trong đó ℓ i là kết quả trung bình của các lần đo của đoạn thứ i .
Tiếp tục chuyển máy kinh vĩ sang đo mốc tiếp theo là B ,sau khi hồn thành
việc đo góc ngang và góc đứng ,ta đo chiều dài lần về .Các bước tiến hành giống
như lần đo đi .Nếu cả hai lần đo đi và đo về đều chọn i = t thì chiều dài theo đường
ngắm của hai lần được so sánh với nhau theo công thức (6-12) và (6-13) .Trường
hợp hai lần đo riêng biệt ,khác nhau cả về chiều dài đo và góc nghiêng V, ta đổi
ra chiều dài ngang theo công thức :
DAB (ĐI) = LAB(ĐI) .cosVAB(ĐI) và DAB (về) = LAB(về) .cosVAB(về)
Tiếp theo so sánh chiều dài ngang của lần đi và lần về .Trong các công thức
trên T là mẫu số cho phép của hạn sai được tính theo chiều dài và cấp của đường
chuyền
* Đo chiều dài trên giá đỡ .

Trường hợp nền là không bằng phẳng và ngập nước, không cho phép ta đo
sát nền và đo theo đường ngắm của máy kinh vĩ, ta sử dụng phương pháp đo chiều
dài trên giá đỡ để giảm độ võng của thước đo. Nội dung của phương pháp này
như sau :
Giá đỡ là các chân máy kinh vĩ hoặc chân máy thuỷ chuẩn được đặt dưới
các mốc trung gian khi định tuyến .Trong trường hợp này các mốc trung gian được
đánh dấy vào các giá đỡ .
2.1.4. Tìm hiểu cơng tác đo góc bằng của mạng lưới khống chế.
- Đối với đường chuyền kinh vĩ cấp 1 dùng máy kinh vĩ để đo lần lượt tất cả
các góc bằng của đường chuyền. Tuỳ theo yêu cầu độ chính xác có thể áp dụng
phương pháp đo đơn giản hoặc đo lặp, thơng thường trong hầm lị người ta áp
dụng phương pháp đo lặp vì phương pháp này sẽ làm giảm số lần đọc số và nâng
cao được độ chính xác .
-Phương pháp đo lặp .
Giả thử cần đo góc AOB như hình vẽ Ta dùng phương pháp đo lặp để đo
góc AOB Phương pháp này chỉ sử dụng cho máy kinh vĩ có ốc khố bàn độ .
Thao tác :
+ Thuận kính:
7


Ta để sẵn giá trị trên bàn độ ngang là 000 00' 00'' rồi đóng ốc hãm bàn độ
lại, mở máy ngắm mục tiêu A, đọc giá trị ban đầu đẫ đặt (000 00' 00''). Mở ốc hãm
bàn độ ra đồng thời mở máy quay thuận kim đồng hồ ngắm mục tiêu B, đọc số b1,
gọi là giá trị kiểm tra (kt). Khoá ốc hãm bàn độ lại, mở máy quay thuận kim đồng
hồ ngăm A không đọc số, sau đó mở ốc hãm bàn độ, mở máy quay thuận kim
đồng hồ ngắm B không đọc số,...cứ làm như vậy tới n lần lặp góc ở thuận kính,
khố bàn độ lại,ta đảo kính .
+ Đảo kính :
Ngắm A khơng đọc số mở ốc hãm bàn độ ra đồng thời mở máy quay thuận kim

đồng hồ ngắm mục tiêu B, không đọc số & các động tác như lần thuận kính, cuối
cùng đọc số b2
Cơng thức tính góc như sau :
tb =
Trong đó :

(b2 - a1 ) + k.3600
2n

k: Là số lần quay máy vượt qua 3600 khi đo góc, k lấy số chẵn và được tính
theo cơng thức :
2nKT - (b2 - a1 )
k=

; kt = (b1 - a1)

3600

Chỉ tiêu so sánh :
TB -  kt ≤ ± 1,5t
Sai số trung phương cho phép trong đo góc bằng của đường chuyền cấp 1
là 22, của đường chuyền cấp 2 là 45.
- Đo góc đứng: Mục đích của việc đo góc đứng là tính đổi chiều dài nghiêng
của đường chuyền ra chiều dài bằng và tính độ cao cho các điểm theo phương
pháp lượng giác. Việc đo góc đứng cũng được tiến hành đo ở hai vị trí của bàn độ
đứng, tuỳ theo yêu cầu độ chính xác mà số lần đo được áp dụng cho phù hợp.
Chú ý: Thao tác đo góc bằng và góc đứng, cách ghi số đo cũng giống như đo
góc trên mặt đất. Tuy nhiên do điều kiện dưới lị khơng có ánh sáng người ta phải
dùng đèn để soi mục tiêu khi đo và soi máy khi đọc số.
c. Đo cạnh đường chuyền:

Đo chiều dài là xác định khoảng cách giữa hai điểm của cạnh đường chuyền
kinh vĩ cụ thể là khoảng cách nằm ngang của cạnh đó . Cạnh đường chuyền kinh
8


vĩ dưới lị có thể dùng thước hay máy đo dài điện tử để đo, thông thường người ta
dùng thước thép chính xác có chiều dài 20m, 30m hoặc 50m.Tuỳ thuộc vào khả
năng thiết bị, độ dốc của lò, điều kiện cụ thể của mỏ và độ chính xác yêu cầu mà
ta có thể lựa chọn các phương pháp đo chiều dài cạnh đường chuyền kinh vĩ trong
hầm lò như :
Tuỳ thuộc vào độ dốc của lò và yêu cầu độ chính xác người ta áp dụng một
trong các phương pháp như: kéo thước sát nền, kéo thước trên không, kéo thước
trên giá đỡ.
- Phương pháp kéo thước sát nền: được áp dụng ở trong lị có độ dốc V<
80.
- Phương pháp kéo thước trên không: được áp dụng ở trong lị có độ dốc
V> 80.
- Đo trực tiếp bằng thước thép.
- Đo bằng các thiết bị quang học hoặc các máy đo dài điện tử
- Đo trực tiếp bằng thước vải hoặc thiết bị đo dài có độ chính xác thấp .
Sau đây ta nghiên cứu một số phương pháp đo dài trong hầm lò :
Việc đo đạc từng đoạn và cả chiều dài như phương pháp kéo thước theo
đường ngắm máy kinh vĩ .
2.1.5. Bình sai lưới khống chế mặt bằng
Sau khi hồn thanh cơng tác đo đạc hạn sai trong đo đạc hoàn toàn bảo đảm
ta tiến hành cơng tác tính tốn bình sai đường chuyền kinh vĩ trong hầm lị.Trình
tự tiến hành như sau :
- Tính sai số khép góc fõ và điều chỉnh cho các góc đo .
+ Đối với đường chuyền khép kín ,ta sử dụng công thức
n

β ido - (n ± 2),1800
f õ(t) = 
i =1
Dấu (+2) khi đo góc ngồi và (-2) khi đo góc trong của đường chuyền
Trong đó : n là số góc đo của đường chuyền
+ Đối với đường chuyền phù hợp .
n

β

f õ(t) = i =1

ido

- ( ỏc - ỏ đ ) – n.1800

+ Đối với đường chuyền nhánh ta tính cho từng trạm máy
f= ( fiT+ fiP) - 3600
9


Tính sai số khép góc cho phép:
fcho phép = 45 n Đối với đường chuyền cấp 1
fcho phép =90” n Đối với đường chuyền cấp 2
So sánh sai số khép góc tính và sai số khép góc cho phép :
f tính ≤ fcho phép ta mới được phân phối sai số khép v theo 3 nguyên tắc
sau :
+ Số hiệu chỉnh trái dấu với dấu của sai số khép .
+ Hiệu chỉnh đều cho các góc của đường chuyền .

+ Sau khi hiệu chỉnh phải triệt tiêu sai số khép .
Tức là trị hiệu chỉnh được tính theo cơng thức :
v = -

f
n

Tiến hành hiệu chỉnh cho các góc theo cơng thức :
i' = i + v
- Tính chuyền phương vị cho các cạnh đường chuyền .
i = i-1  'i  1800
' Là góc đã hiệu chỉnh .
Dấu (+) khi đo góc bên trái và dấu -  khi đo góc bên phải .
- Tính gia số toạ độ theo công thức tổng quát :
X = S .cos  và Y = S .sin .
- Tính sai số khép toạ độ (fx ; fy ) và hiệu chỉnh :
+Đường chuyền khép kín :
n

và fY = Yi

n

fX = x
i =1

i

i =1

+Đường chuyền phù hợp :
n

fX =

 x
i =1

i

- (ỏ c - ỏ Đ ) - n.1800

Trong đó: Xc ; Xđ ; Yc ; Yđ Là toạ độ điểm cuối và điểm đầu.
10


Tính sai số khép chiều dài fs:
fs
n

fs =

S

f X2 + f Y2



1
T

và kiểm tra i =1
Nếu đạt điều kiện trên mới được quyền phân phối sai số khép toạ độ .
Trong đó T là mẫu số của sai số cho phép được quy định theo chiều dài và
cấp của đường chuyền .
- Tính gia số toạ độ sau khi hiệu chỉnh

Vxi = −

fx
.S
S  i

Vyi = −

fy
.S
S  i

xiĐC' = xAB + Vxi
yi'ĐC = yAB + Vyi
- Tính chuyền toạ độ cho các điểm
Xn+1 = Xn + x'iĐC
Yn+1 = Yn + y' iĐC
2.2. Thành lập lưới khống chế độ cao
2.2.1. Tìm hiểu cơng tác đo thủy chuẩn mạng lưới
Tất cả các điểm độ cao trong lò của một mỏ liên kết với nhau tạo thành mạng lưới
khống chế độ cao hầm lò và nằm trong hệ thống lưới độ cao mặt đất tức là nằm
trong hệ thống lưới độ cao nhà nước.
Để xác định vị trí tương đối (về độ cao) của các đường lò, xây dựng các mặt

cắt đứng dọc đường lò và phục vụ cho hướng đào lò trong mặt phẳng đứng…
Bố trí lưới khống chế độ cao trong lò
Giống như lưới mặt bằng, lưới độ cao trong lò cũng được phân chia làm hai cấp.
Lưới cấp 1 được bố trí trong các lị cái, lị chính. Mốc cấp 1 là mốc cố định
và được bố trí thành cụm, mỗi cụm 2 mốc khoảng cách giữa 2 mốc trong cụm từ
30 – 60 m, khoảng cách giữa 2 cụm mốc từ 300 – 500 m. Mục đích bố trí cụm
mốc là để phát hiện sự dịch chuyển của mốc do điều kiện địa chất và khai thác
11


gây ra. Mốc có thể bố trí ở nền lị hay nóc lị, trong điều kiện cho phép có thể sử
dụng luôn mốc khống chế mặt bằng làm mốc khống chế độ cao.
Lưới cấp 2 được bố trí ở các lò thứ yếu đã xác định độ cao cho các đường lò
này và phục vụ cho việc đo vẽ mặt cắt dọc cho các đường lò, mốc dùng là mốc
tạm thời, khơng bố trí cụm, khoảng cách giữa các mốc từ 30 – 60m. Độ cao cơ sở
được lấy từ các điểm cấp 1.
Để có được độ cao cho lưới khống chế độ cao trong lò, từ các điểm độ cao
trên mặt đất bằng phương pháp chuyền độ cao vào lị và các phương đo cao hình
học hay đo cao lượng giác tiến hành xác định độ cao cho tất cả các điểm khống
chế độ cao hầm lò.
a. Đo cao hình học:
- Được áp dụng khi lị có độ dốc khơng q 80.
- Máy đo dùng máy thuỷ bình có độ chính xác trung bình về cơ bản máy thuỷ
bình có cấu tạo như các máy đo trên mặt đất. Do điều kiện dưới lò trật hẹp, thiếu
ánh sáng máy cần phải thoả mãn các điều kiện sau:
- Có thể ngắm được vật có cự ly ngắn 1-2m, tức là máy phải có độ phóng đại
ống kính lớn Vx > 25x.
- Để đưa ống kính về vị trí nằm ngang, để thoả mãn yêu cầu này người ta
thường dùng máy thuỷ bình cân bằng tự động như: Ni- 025 ( của Đức), NI-B1(
của Hungari)…

+ Máy thuỷ chuẩn cân bằng tự động Ni – 025 .
Đo Đức sản xuất ,phương thức này được áp dụng cho một số loại máy như
HCM ,H-K ,Koni 007 , Koni 004 ,Ni-A (Hungari) ,...Nguyên lý hoạt động của
nó là dựa váo tính chất tự cân bằng của con lắc và tính chất làm lệch tia ngắm một
cách hợp lý của hệ thống lăng kính .Bộ phận cân bằng tự động bao gồm hai lăng
kính 1 và 3 nằm dưới lăng kính đa giác 2 và tiếp xúc với bề mặt con lắc 4 có trọng
lượng P .
Khi ống kính bị nghiêng một góc  ,nhờ trọng lượng P của con lắc 4 nên
mặt bên của lăng lính 1-3 ln thẳng đứng ,do vậy trở về vị trí nằm ngang .Nhờ
hộp bảo vệ 5 ,con lắc được nằm trong khoảng không ,cho nên tự cân bằng trong
khoảng  10' với sai số  0,5'' .Máy thuỷ chuẩn Ni - 025 có bàn độ ngang với giá
trị vạch khắc chia 100.Máy này dùng để đo thuỷ chuẩn kỹ thuật với sai số trung
phương  2,5mm trên 1km chiều dài .
+ Máy thuỷ chuẩn Ni-B1.
12


Máy thuỷ chuẩn Ni-B1 do hãng MOM của Hungari sản xuất .Máy này được
lắp hệ thống lăng kính để thu ảnh hai nửa bọt thuỷ của ống thuỷ dài gắn trên ống
kính và đưa vào trường ngắm của ống kính .
Máy thuỷ chuẩn Ni-B1 có bàn độ ngang với giá trị vạch khắc là 10 .Máy
này được sử dụng trong đo đường chuyền thuỷ chuẩn kỹ thuật ,đường chuyền
thuỷ chuẩn cấp II trong hầm lò .
-Mia thuỷ chuẩn dùng trong hầm lò cũng giống như mia dùng trên mặt đất.
Nhưng do không gian chặt hẹp nên mia gỗ hai mặt dùng trong hầm lị thường có
chiều dài 1,5 - 2m .Ngồi ra người ta cịn sử dụng mia rút bằng nhôm , khi đo phụ
thuộc vào chiều cao của hầm lò mà sử dụng chiều dài mia cho phù hợp .Mia trong
lị có móc treo để thuận tiện khi đo đạc .
Trước khi đo cần tiến hành kiểm nghiệm mia theo các phương pháp như
trên địa hình .Sai số trong 1dm chiều dài mia không vượt quá  1 mm.

* Thao tác đo:
Đối với lưới cấp 1:
- Khoảng cách từ máy đến mia không được vượt quá 50m, chênh lêch khoảng
cách từ máy đến hai mia không được vượt quá 8m, số đọc lấy cả hai mặt mia đỏ
và đen, lấy đến mm. Nếu dùng mia một mặt phải thay đổi độ cao của máy để lấy
số đọc thứ hai, độ chênh cao cuả một trạm máy tính theo hai số đọc khơng q
3mm.
- Tuyến đo phải khép kín hoặc đo đi đo về.
- Sai số khép tồn tuyến khơng được vượt quá  15 L mm, L là chiều dài
tuyến đo tính theo đơn vị là 100m.
Đối với lưới cấp 2:
- Phải được phát triển giữa hai điểm cấp 1 hoặc từ một điểm cấp 1 rồi đo đi
đo về.
- Sai số khép cho phép là  30 L mm.
Vì trong lị mốc có thể được bố trí ở nền lị hoặc nóc lị, nên khi tính độ chênh
cao xảy ra 4 trường hợp sau đây:
Trường hợp 1: 2 mia cùng được đặt ở nền lò: hAB = a – b

a
A

b

13

B

hAB

Trường hợp 2: 2 mia cùng ở nóc lị: hAB = b – a
B
A

hAB

b

a

Trường hợp 3: mia trước ở nền lị, mia sau ở nóc lị: hAB = a + b
A
hAB

b

a
B

Trường hợp 4: mia trước ở nóc lị, mia sau ở nền lò: hAB = - a – b = - ( a
+ b)
B
hAB

a

b

A

Tổng quát lại ta có: hAB = a – b, với điều kiện mia đặt tại nóc lò mang
dấu âm (-).
b. Đo cao lượng giác trong lò:
Trong hầm lò, đo cao lượng giác được tiến hành khi lị có độ dốc trên 8 0.
Đo cao lượng giác được tiến hành bằng máy kinh vĩ mỏ có độ chính xác đọc số ở
bàn độ đứng khơng q 30.
Sau khi đã hồn thành việc đo góc ngang ,đo chiều dài và các nội dung cần
thiết khác ,trước khi chuyển trạm máy ta được thuỷ chuẩn lượng giác .Trình tự
tiến hành như sau :

14


Giả sử cần đo cao lượng giác
giữa hai mốc A và B Máy kinh vĩ đặt
LAB
tại A ,đánh dấu điểm ngắm tại mục tiêu
B là điểm b .
VAB
Đo chiều cao máy là i ,chiều cao
i
của mục tiêu là t ,đo hai lần bằng thước
thép chênh lệch giữa các lần đo khơng Hình 2.10A : Sơ đồ đo cao lượng giác
q 2 ữ 3 mm .
Tiến hành đo góc đứng V theo hai vị trí của bàn độ .Tại mỗi trạm đo
ta phải tính MO ,giá trị của MO khơng
vượt q 1’30’’. Đo chiều dài nghiêng theo đường ngắm của máy kinh vĩ là LAB .
Chênh cao giữa hai điểm A và B được tính theo cơng thức :
∆hAB = LAB.sin VAB + i – t

(*)

Trong hầm lị vị trí các mốc có thể ở trên nóc hoặc dưới nện ,trị số i và t
được coi như giá trị a và b trong thuỷ chuẩn hình học .Tức là cơng thức (*) là tổng
qt ,mốc nào vị trí ở trên nóc sẽ mang thêm dấu trừ như thuỷ chuẩn hình học .
Để kiểm tra ta đo theo chiều ngược lại .chênh lệch kết quả giữa hai lần đo
không vượt quá giới hạn sau :
L
1.500

L

Khi L ≤ 30 m và

2000

Khi L > 30 m .

Trường hợp đo thành đường chuyền lượng giác phải khép về các mốc của
thuỷ chuẩn hình học .
Sai số khép tồn tuyến khơng vượt q ± 100 L mm
hay ± 10 n1 + n2 mm .
Trong đó : L là chiều dài tồn tuyến ,tính bằng số km .
n1 .n2 : Số cạnh đo đi và đo về .
c. Tính tốn độ cao trong lị:
Cơng việc tính tốn độ cao trong lị tương tự như tính tốn đường chuyền
độ cao trên mặt đất phải tính tốn bình sai sai số khép độ cao và tính độ cao cho
15

b

t
B


các điểm của đường chuyền, ở đây chỉ khác là các chỉ tiêu sai số cho phép được
áp dụng theo qui định của đường chuyền dưới lò đã nêu ở phn trờn.
2.2.2. Bình sai lới khống chế độ cao
Ging nh lưới mặt bằng, lưới độ cao trong lò cũng được phân chia làm hai cấp.
Lưới cấp 1 được bố trí trong các lị cái, lị chính. Mốc cấp 1 là mốc cố định
và được bố trí thành cụm, mỗi cụm 2 mốc khoảng cách giữa 2 mốc trong cụm từ
30 – 60 m, khoảng cách giữa 2 cụm mốc từ 300 – 500 m. Mục đích bố trí cụm
mốc là để phát hiện sự dịch chuyển của mốc do điều kiện địa chất và khai thác
gây ra. Mốc có thể bố trí ở nền lị hay nóc lị, trong điều kiện cho phép có thể sử
dụng ln mốc khống chế mặt bằng làm mốc khống chế độ cao.
Lưới cấp 2 được bố trí ở các lị thứ yếu đã xác định độ cao cho các đường lò
này và phục vụ cho việc đo vẽ mặt cắt dọc cho các đường lị, mốc dùng là mốc
tạm thời, khơng bố trí cụm, khoảng cách giữa các mốc từ 30 – 60m. Độ cao cơ sở
được lấy từ các điểm cấp 1.
Để có được độ cao cho lưới khống chế độ cao trong lò, từ các điểm độ cao
trên mặt đất bằng phương pháp chuyền độ cao vào lò và các phương đo cao hình
học hay đo cao lượng giác tiến hành xác định độ cao cho tất cả các điểm khống
chế độ cao hầm lị.
a. Đo cao hình học:
- Được áp dụng khi lị có độ dốc khơng q 80.
- Máy đo dùng máy thuỷ bình có độ chính xác trung bình về cơ bản máy thuỷ
bình có cấu tạo như các máy đo trên mặt đất. Do điều kiện dưới lò trật hẹp, thiếu
ánh sáng máy cần phải thoả mãn các điều kiện sau:
- Có thể ngắm được vật có cự ly ngắn 1-2m, tức là máy phải có độ phóng đại
ống kính lớn Vx > 25x.
- Để đưa ống kính về vị trí nằm ngang, để thoả mãn yêu cầu này người ta

thường dùng máy thuỷ bình cân bằng tự động như: Ni- 025 ( của Đức), NI-B1(
của Hungari)…
+ Máy thuỷ chuẩn cân bằng tự động Ni – 025 .
Đo Đức sản xuất ,phương thức này được áp dụng cho một số loại máy như
HCM ,H-K ,Koni 007 , Koni 004 ,Ni-A (Hungari) ,...Nguyên lý hoạt động của
nó là dựa váo tính chất tự cân bằng của con lắc và tính chất làm lệch tia ngắm một
cách hợp lý của hệ thống lăng kính .Bộ phận cân bằng tự động bao gồm hai lăng
16


kính 1 và 3 nằm dưới lăng kính đa giác 2 và tiếp xúc với bề mặt con lắc 4 có trọng
lượng P .
Khi ống kính bị nghiêng một góc  ,nhờ trọng lượng P của con lắc 4 nên
mặt bên của lăng lính 1-3 ln thẳng đứng ,do vậy trở về vị trí nằm ngang .Nhờ
hộp bảo vệ 5 ,con lắc được nằm trong khoảng không ,cho nên tự cân bằng trong
khoảng  10' với sai số  0,5'' .Máy thuỷ chuẩn Ni - 025 có bàn độ ngang với giá
trị vạch khắc chia 100.Máy này dùng để đo thuỷ chuẩn kỹ thuật với sai số trung
phương  2,5mm trên 1km chiều dài .
+ Máy thuỷ chuẩn Ni-B1.
Máy thuỷ chuẩn Ni-B1 do hãng MOM của Hungari sản xuất .Máy này được
lắp hệ thống lăng kính để thu ảnh hai nửa bọt thuỷ của ống thuỷ dài gắn trên ống
kính và đưa vào trường ngắm của ống kính .
Máy thuỷ chuẩn Ni-B1 có bàn độ ngang với giá trị vạch khắc là 10 .Máy
này được sử dụng trong đo đường chuyền thuỷ chuẩn kỹ thuật ,đường chuyền
thuỷ chuẩn cấp II trong hầm lò .
-Mia thuỷ chuẩn dùng trong hầm lò cũng giống như mia dùng trên mặt đất.
Nhưng do không gian chặt hẹp nên mia gỗ hai mặt dùng trong hầm lị thường có
chiều dài 1,5 - 2m .Ngồi ra người ta cịn sử dụng mia rút bằng nhơm , khi đo phụ
thuộc vào chiều cao của hầm lò mà sử dụng chiều dài mia cho phù hợp .Mia trong
lò có móc treo để thuận tiện khi đo đạc .

Trước khi đo cần tiến hành kiểm nghiệm mia theo các phương pháp như
trên địa hình .Sai số trong 1dm chiều dài mia không vượt quá  1 mm.
* Thao tác đo:
Đối với lưới cấp 1:
- Khoảng cách từ máy đến mia không được vượt quá 50m, chênh lêch khoảng
cách từ máy đến hai mia không được vượt quá 8m, số đọc lấy cả hai mặt mia đỏ
và đen, lấy đến mm. Nếu dùng mia một mặt phải thay đổi độ cao của máy để lấy
số đọc thứ hai, độ chênh cao cuả một trạm máy tính theo hai số đọc khơng q
3mm.
- Tuyến đo phải khép kín hoặc đo đi đo về.
- Sai số khép tồn tuyến khơng được vượt quá  15 L mm, L là chiều dài
tuyến đo tính theo đơn vị là 100m.
Đối với lưới cấp 2:
17


- Phải được phát triển giữa hai điểm cấp 1 hoặc từ một điểm cấp 1 rồi đo đi
đo về.
- Sai số khép cho phép là  30 L mm.
Vì trong lị mốc có thể được bố trí ở nền lị hoặc nóc lị, nên khi tính độ chênh
cao xảy ra 4 trường hợp sau đây:
Trường hợp 1: 2 mia cùng được đặt ở nền lò: hAB = a – b

a

b

hAB

B

A

Trường hợp 2: 2 mia cùng ở nóc lị: hAB = b – a
B
A

hAB

b

a

Trường hợp 3: mia trước ở nền lị, mia sau ở nóc lị: hAB = a + b
A
hAB

b

a
B

Trường hợp 4: mia trước ở nóc lị, mia sau ở nền lò: hAB = - a – b = - ( a
+ b)
B
hAB

a

b

A

18


Tổng quát lại ta có: hAB = a – b, với điều kiện mia đặt tại nóc lị mang
dấu âm (-).
b. Đo cao lượng giác trong lò:
Trong hầm lò, đo cao lượng giác được tiến hành khi lị có độ dốc trên 8 0.
Đo cao lượng giác được tiến hành bằng máy kinh vĩ mỏ có độ chính xác đọc số ở
bàn độ đứng khơng q 30.
Sau khi đã hồn thành việc đo góc ngang ,đo chiều dài và các nội dung cần
thiết khác ,trước khi chuyển trạm máy ta được thuỷ chuẩn lượng giác .Trình tự
tiến hành như sau :
Giả sử cần đo cao lượng giác
giữa hai mốc A và B Máy kinh vĩ đặt
LAB
tại A ,đánh dấu điểm ngắm tại mục tiêu
B là điểm b .
VAB
Đo chiều cao máy là i ,chiều cao
i
của mục tiêu là t ,đo hai lần bằng thước
thép chênh lệch giữa các lần đo khơng Hình 2.10A : Sơ đồ đo cao lượng giác
q 2 ữ 3 mm .
Tiến hành đo góc đứng V theo hai vị trí của bàn độ .Tại mỗi trạm đo
ta phải tính MO ,giá trị của MO khơng
vượt q 1’30’’. Đo chiều dài nghiêng theo đường ngắm của máy kinh vĩ là LAB .
Chênh cao giữa hai điểm A và B được tính theo cơng thức :

∆hAB = LAB.sin VAB + i – t

(*)

Trong hầm lị vị trí các mốc có thể ở trên nóc hoặc dưới nện ,trị số i và t
được coi như giá trị a và b trong thuỷ chuẩn hình học .Tức là cơng thức (*) là tổng
qt ,mốc nào vị trí ở trên nóc sẽ mang thêm dấu trừ như thuỷ chuẩn hình học .
Để kiểm tra ta đo theo chiều ngược lại .chênh lệch kết quả giữa hai lần đo
không vượt quá giới hạn sau :
L
1.500

L

Khi L ≤ 30 m và

2000

Khi L > 30 m .

Trường hợp đo thành đường chuyền lượng giác phải khép về các mốc của
thuỷ chuẩn hình học .
19

b
t
B


Sai số khép tồn tuyến khơng vượt q ± 100 L mm

hay ± 10 n1 + n2 mm .
Trong đó : L là chiều dài tồn tuyến ,tính bằng số km .
n1 .n2 : Số cạnh đo đi và đo về .
c. Tính tốn độ cao trong lị:
Cơng việc tính tốn độ cao trong lị tương tự như tính tốn đường chuyền
độ cao trên mặt đất phải tính tốn bình sai sai số khép độ cao và tính độ cao cho
các điểm của đường chuyền, ở đây chỉ khác là các chỉ tiêu sai số cho phép được
áp dụng theo qui định của đường chuyền dưới lò đã nêu ở phần trên.
BÀI 3. CÔNG TÁC ĐO LIÊN HỆ LƯỚI MẶT BẰNG
3.1. Tìm hiểu cơng tác đo liên hệ mặt bằng
Đo vẽ chi tiết đường lị chính được tiến hành đồng thời với việc xây dựng lưới
khống chế đo vẽ. Đối tượng chính để đo vẽ chi tiết là tiết diện đường lò, nhằm
kiểm tra sự phù hợp của thực tế với hộ chiếu đào lò
Đo tiết diện lò bằng cách xác định vị trí tương đối của thành lị với cạnh
đường chuyền kinh vĩ, tại môi điểm khống chế đo vẽ đều tiến hành đo tiết diện lò
bằng thước thép ngắn(5m) hoặc bằng thước vải.
Các đại lượng đo gồm: Khoảng cách bên phải, bên trái, trên, dưới của
đường lò so với điểm khống chế đo vẽ. Nếu đường lò thẳng thì đo tiết diện lị tại
các điểm uốn, điểm thay đổi tiết diện, điểm trụ bảo vệ, điểm đặt kho…
Đo vẽ chi tiết đường lị có thể ứng dụng phương pháp toạ độ cực hoặc
phương pháp đường vng góc.
Song song với việc đo góc bằng(õi), tiến hành đo chiều dài(li) từ máy đến
các điểm đặc trưng và vẽ bản vẽ phác hoạ nơi đo, bản vẽ phác hoạ riêng cho từng
điểm đứng máy. Những chỗ phức tạp hay chỗ có những điểm đặc trưng ở trên
cao, việc đo chiều dài gặp khó khăn thì dùng phương pháp giao hội góc.
Trong q trình đo vẽ chi tiết đường lị, ngồi việc xác định kích thước, tiết
diện đường lị cần tiến hành đo vẽ các yếu tố địa chất nếu có như: đứt gãy, kẽ nứt,
chiều dày các lớp đất đá…
3.2. Tính toỏn li mt bng
Bố trí đờng hầm có nghĩa là chuyển trục đờng hầm từ bản thiết kế ra thực

địa. Có hai phơng pháp bố trí đờng hầm.
20