ĐỀ CƯƠNG TRẮC ĐỊA CÔNG TRÌNH NGẦM

TRẮC ĐỊA CÔNG TRÌNH NGẦM
Lý thuyết:
1. Hãy vẽ hình và trình bày phương pháp chuyền độ cao xuống hầm bằng
dây thép?

 Điều kiện áp dụng: khi độ sâu của giếng vượt quá chiều dài thước thép hiện có
 Thiết bị: 2 máy thủy chuẩn (1 máy đặt trên mặt đất, 1 trong hầm), dây thép,
thước thép 20m đã qua kiểm định, kẹp có vạch khắc (vì dây thép không có
vạch chia khoảng chiều dài)
Công tác chuẩn bị: thước thép đặt trên thiết bị so chiều dài cạnh giếng, 1 đầu
thước cố định, đầu kia cho qua ròng rọc và treo quả nặng Q. Trên giá có ròng rọc
R1 để dẫn dây thép vào giếng, trên thiết bị so chiều dài có ròng rọc R2, R3 dẫn
dây thép song song và kề với thước thép. Dây thép được cuộn vào bàn tời, dây
thường có đường kính tiết diện ngang 1,2 – 1,5mm và phải thẳng đứng.
 Thao tác:
Máy trên mặt đất (máy 1) đọc số đọc trên mia dựng thẳng đứng tại A
được số đọc a
Máy trong hầm (máy 2) đọc số đọc trên mia dựng thẳng đứng tại B được
số đọc b
1


Người đứng máy ở trong hầm (máy 2) ra hiệu cho người kẹp vạch ở dây
thép điều chỉnh lên xuống cho đến khi chỉ ngang của ống kính trùng với vạch
khắc ngang trên kẹp vạch ở dây thép
Người trên mặt đất kẹp vạch để đánh dấu vị trí trên thiết bị đo chiều dài
tại R2
Quay bàn tời cho đến khi máy 1 có chỉ ngang của ống kính trùng với
vạch khắc trên kẹp vạch của dây thép
-

Người trên mặt đất kẹp tiếp 1 vạch tại vị trí thiết bị đo chiều dài tại R2

Thực chất, mỗi lần kẹp trôi đến R3 thì phải kẹp tiếp 1 kẹp nữa ở vị trí
thiết bị đo chiều dài R2, kẹp liên tục cho đến khi chỉ ngang của ống kính máy
1 trùng với vạch khắc trên kẹp vạch của dây thép thì dừng lại và đếm số lần
kẹp để tính ra chiều cao của 2 tia ngắm của 2 máy trên mặt đất và dưới hầm.
 Tính: HB = HA + a – L – b + ∆L
Trong đó: ∆L là số hiệu chỉnh xác định chiều dài L vì dây thép có thể bị dãn,...
 Sai số
+ Sai số số liệu gốc: mg
+ Sai số đọc số trên mia: ma, mb
+ Sai số xác định chiều dài L: mL
 Sai số trung phương tổng hợp là: m02 = mg2 + ma2 + mb2 + mL2
2. Hãy vẽ hình, nêu nhiệm vụ và nội dung của định hướng qua giếng đứng
trong công tác định hướng cơ sở trắc địa trong hầm?
 Nhiệm vụ:
1. Chiếu điểm từ mặt đất xuống hầm bằng dây dọi
2. Đo liên hệ các điểm khống chế trên mặt đất và trong hầm với dây dọi

2


 Nội dung: chuyền tọa độ và phương vị qua giếng đứng để lưới khống chế trắc
địa mặt bằng trong hầm và trên mặt đất có cùng một hệ tọa độ thống nhất và
làm số liệu khởi tính cho lưới khống chế trong hầm
+ PP CHỦ YẾU LÀ TAM GIÁC LIÊN HỆ ĐỂ CHUYỂN TỌA ĐỘ
VÀ PHƯƠNG VỊ VÀO TRONG HẦM

+ ĐỂ NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA ĐỊNH HƯỚNG TRONG
HẦM CÓ THỂ SỬ DỤNG MÁY KINH VỸ CON QUAY

3. Vẽ hình và trình bày nội dung phương pháp dùng máy đo xa điện tử để
chuyền độ cao trực tiếp xuống hầm?

3


 Điều kiện áp dụng: khi giếng rất sâu, tiện lắp đặt tb đo dài ở miệng giếng
 Máy móc, thiết bị: gồm 4 thiết bị:
+ 2 máy thủy chuẩn: 1 máy đặt trên mặt đất, 1 trong hầm
+ Thiết bị đo dài đặt trên mặt đất ở miệng giếng, trục quang của ống kính phải
thẳng đứng
+ 1 gương phẳng ở dưới miệng giếng, mặt gương ngửa lên để đón tia ngắm.
 Đo đạc, đọc số:
Máy trên mặt đất (máy 1) đọc số đọc trên mia dựng thẳng đứng tại A
được số đọc a
Máy trong hầm (máy 2) đọc số đọc trên mia dựng thẳng đứng tại B được
số đọc b
-

Máy toàn đạc điện tử đặt ở miệng giếng để đo khoảng cách

 Tính: HB = HA + a – L – b + ∆L
Trong đó: ∆L là số hiệu chỉnh do việc xác định chiều dài L
L = S – b 2 + a2
 Sai số
+ Sai số xác định khoảng cách giữa 2 tia ngắm của máy thủy chuẩn
+ Sai số số liệu gốc
+ Sai số đọc số trên mia
4

 Bớt đc sai số xác định khoảng cách từ tâm máy đến gương
4. Vẽ hình và trình bày phương pháp chuyền độ cao xuống hầm bằng thước
thép?

 Điều kiện áp dụng: khi độ sâu của giếng không vượt quá chiều dài thước
 Thiết bị: 2 máy thủy chuẩn (1 máy đặt trên mặt đất, 1 trong hầm), 2 mia, 1
thước thép đã qua kiểm nghiệm
Công tác chuẩn bị: thước thép đặt treo trên giá, đầu thước có vạch “0” được thả
xuống giếng và móc vào quả nặng (khoảng 10kg) có trọng lượng bằng lực kéo
như khi kiểm nghiệm thước, phải treo thẳng đứng.
 Thao tác:
Máy trên mặt đất (máy 1) đọc số đọc trên mia dựng thẳng đứng tại A
được số đọc a
Máy trong hầm (máy 2) đọc số đọc trên mia dựng thẳng đứng tại B được
số đọc b
Cả 2 máy đọc đồng thời số đọc trên thước thép được các số đọc tương
ứng là r1 và r2
 Tính: HB = HA + a – L – b + ∆L
Trong đó:

L = r1 – r2
∆L là số hiệu chỉnh vào chiều dài thước

 Sai số

5


+ Sai số số liệu gốc: mg

+ Sai số đọc số trên mia: ma, mb
+ Sai số đọc số trên thước thép: m1, m2 và sai số xác định shc vào chiều dài
thước mL
Hoặc sai số xác định khoảng cách giữa 2 tia ngắm của máy trên mặt đất và máy
trong hầm md
 Sai số trung phương tổng hợp là: m02 = mg2 + ma2 + mb2 + md2 = mg2 + ma2 + mb2
+ m12 + m22 + mL2
5. Trình bày đặc điểm của đường chuyền trắc địa trong hầm?
- Đường chuyền trong hầm phải được thành lập với đcx cần thiết và thống nhất
với hệ tọa độ lưới khống chế trắc địa trên mặt đất.
- Điểm (và phương vị) khởi đầu của lưới trong hầm là điểm (và phương vị) của
lưới khống chế trên mặt đất ở cửa hầm hoặc được chuyền từ mặt đất xuống
hầm qua giếng đứng, giếng nghiêng, hầm bằng.
- Đặc điểm:
+ Hình dạng của đường chuyền phụ thuộc vào hình dạng của đường hầm
+ Đường chuyền trong hầm là đường chuyền nhánh, được phát triển theo tiến
độ đào hầm
+ Đường chuyền trong hầm được thành lập theo cách phân cấp từ đcx thấp
đến đcx cao để thỏa mãn 2 yêu cầu:
• Vị trí điểm đường chuyền phải ở gần gương hầm để tiện chỉ hướng đào
hầm và bố trí gương hầm (cạnh đc phải ngắn, số góc ngoặt nhiều)
• Sai số hướng ngang của đc ở mặt đào thông không được vượt quá hạn
sai (cạnh đc phải dài, số góc ngoặt ít)
Để thỏa mãn cả 2 yêu cầu, đường chuyền trong hầm thường được chia
làm 3 cấp: đc thi công ( cạnh 25 – 50m), đc cơ bản (50 – 100m), đc chủ yếu (150
– 800m). Nói cách khác, khi thi công đường hầm, ban đầu, người ta đào những
đoạn hầm ngắn cỡ vài chục mét (đc thi công) để thông hướng trong hầm. Khi đã
thông hướng một đoạn hầm dài, người ta đo thêm đường chuyền cạnh dài hơn để
nâng cao đcx.

6


+ Đcx của phương vị khởi đầu của đường chuyền trong hầm có khi còn thấp
hơn đcx đo góc đường chuyền (do nếu phương vị khởi đầu có sai thì cả hầm
sẽ bị dịch chuyển 1 chút về vị trí, nhưng nếu các góc trong hầm mà sai thì
sẽ phá vỡ hình dạng, kết cấu của hầm). Sau khi đào thông hầm, 2 tuyến đc
nhánh tạo thành đc phù hợp. Khi bình sai đc này, phải xét đến ss p.vị khởi
đầu (ss số liệu gốc).
6. Hãy vẽ hình và triển khai điều chỉnh sai số đào thông hầm cong khi đã thi
công xong đào thông hầm đối hướng?
TH mặt đào thông và toàn bộ đoạn điều chỉnh ss đều nằm trên đường cong tròn
Có 2pp điều chỉnh:
+ PP điều chỉnh trung tuyến theo tỷ lệ thuận với chiều dài từ 2 đầu đoạn đường
cong đến mặt đào thông
+ PP góc lệch: 2 bên mặt đào thông cứ mỗi đoạn dây cung dài 20m trên trung
tuyến, góc lệch tiếp tuyến tăng hoặc giảm 20 – 60’’
TH mặt đào thông ở gần điểm đầu (cuối) đường cong
Khi đó, nếu đo từ 1 đầu đường hầm qua điểm E đến điểm đầu D của đường
cong tròn và từ 1 đầu khác qua các điểm C, B, A đến D’ , thì D và D’ không trùng
nhau. Tiếp tuyến tại D’ là D’E’ và DE không //, không trùng nhau.
Bước 1: Điều chỉnh chiều dài đường cong tròn
Mục đích là làm cho DE // D’E’
Tức là giữ nguyên:
+ Bán kính đường cong tròn (nếu thay đổi R sẽ thay đổi vận tốc của xe di
chuyển => thay đổi phương án dự kiến ban đầu xây dựng đường đó)
+ Chiều dài đường cong chuyển tiếp (ảnh hưởng đến quá trình di chuyển
của vật chuyển động, ảnh hưởng đến độ an toàn)
+ Hướng của các đoạn đường cong C, B, A không thay đổi
Khi đó, thu ngắn hay tăng dài đường cong 1 đoạn AA’ làm cho DE // D’E’. Giá trị

gần đúng của AA’: AA’ =
Trong đó R là bán kính đường cong tròn
7


Khi đó, góc ở tâm tương ứng với đường cong tròn cũng giảm hoặc tăng 1 lượng

=

AA’

Bước 2: Điều chỉnh điểm đầu, điểm cuối đường cong
Lúc này, chuyển dịch điểm cuối C của đường cong theo hướng tiếp tuyến đến
C’ làm cho CC’ = FF’
Như vậy D’E’ sẽ trung với DE. Sau đó bố trí lại đường cong từ C’ với khoảng dịch
chuyển là CC’ = FF’ =
Với α là góc lệch của đường cong

Bài tập:
8


1. Cho sai số hướng ngang của lưới khống chế trắc địa mặt đất là ±3mm, sai số
hướng ngang của lưới khống chế trắc địa trong hầm là ±5 mm, sai số hướng
ngang đo liên hệ qua giếng là ± 4mm. Tính sai số trung phương tổng hợp
hướng ngang đào thông hầm trong trường hợp định hướng qua 01 giếng đứng
(điều kiện hầm thẳng và mặt đào thông vuông góc với trục đào).
 SSTP tổng hợp hướng ngang đào thông hầm là
m0 =

= ±8.7 (mm)

2. Cho sai số hướng ngang của lưới khống chế trắc địa mặt đất là ±3 mm, sai số
hướng ngang của lưới khống chế trắc địa trong hầm là ± 7 mm, sai số hướng
ngang đo liên hệ qua giếng là ±5 mm. Tính sai số trung phương tổng hợp
hướng ngang đào thông hầm trong trường hợp định hướng qua 02 giếng đứng
(điều kiện hầm thẳng và mặt đào thông không vuông góc với trục đào).


Giải: do hầm là hầm thẳng và mặt đào thông không vuông góc với trục đào,
nên sai số của lưới khống chế trắc địa trên mặt đất là ss tổng hợp hướng ngang
(m1) và hướng dọc (m1’). Giả thiết ảnh hưởng của 2 ss này là như nhau, tức là
m1 = m1’ thì khi đó, ảnh hưởng của ss của lưới kc trắc địa trên mặt đất là md =
m1

 SSTP tổng hợp hướng ngang đào thông hầm là
m0 =

=

= ±12.9(mm)
Bài tập chương 3
Cho một tam giác liên hệ dùng để định hướng cơ sở trắc địa trong hầm như hình vẽ: trong
đó, α là góc đo, β là góc nhỏ, γ là góc lớn.
Người ta đo được các đại lượng sau:
α = 2008’ 37”3
a = 3.2880 m; b = 4.8682 m; c = 8,1468 m.
1/ Hãy tính các yếu tố trong tam giác liên hệ đó.
9

2/ Nếu cho sai số đo góc mα = 2"5 và mS = ma = mb = mc = 0,8mm . Hãy tính sai số góc mβ
khi chuyền phương vị qua góc β .
Bài giải
1/ Tính các yếu tố trong tam giác liên hệ dùng để định hướng cơ sở trắc địa hầm:
Áp dụng công thức lượng giác:

Ta tính các góc

và

theo các công thức:

Tra đối sin của

và γ sẽ được góc

và γ.

Tính sai số khép góc trong tam giác:

Phân phối sai số, ta được góc sau hiệu chỉnh:

10


Phân phối sai số vào cạnh:
Ta có:

Vậy:

/
2/ Khi chuyền phương vị qua góc

ta cần tính sai số trung phương góc

để đưa vào bình

sai với sai số số liệu gốc.

.

PHẦN TÍNH SAI SỐ LƯU Ý CHUYỂN HẾT VỀ GIÂY VÌ EM ĐANG SỬ
DỤNG RÔ GIÂY. VÌ VẬY, GIÁ TRỊ mα phải đề đơn vị giây nhé. Còn giá trị góc
11


thì không cần vì em đang tính tang rồi. Tương tự giá trị a, b, c cũng vậy, phải
chuyển hết về mm và ms em đang dùng là mm rồi

12