Luận án Nghiên cứu các giải pháp nâng cao hiệu quả định hướng đường hầm trong thi công xây dựng các công trình ngầm ở Việt Nam

6 -0.006 -0.004 Trong bảng 3.4: Toạ độ các điểm đường chuyền khép kín trên mặt đất lấy điểm P, G làm gốc dùng để so sánh được trình bày trong cột (2); toạ độ các điểm này khi lấy điểm P, G làm gốc và chuyền qua tam giác liên hệ trình bày trong cột (3). Kết quả so sánh phương vị các cạnh chuyền qua tam giác liên hệ được trình bày trong bảng 3.5 65 Bảng 3.5. So sánh phương vị các cạnh chuyền qua tam giác liên hệ xuống mặt đất Tên cạnh Phương vị cạnh lưới đường chuyền khép kín trên mặt đất Phương vị cạnh đường chuyền này khi lấy điểm P, G trên tầng cao 30m làm gốc và chuyền qua tam giác liên hệ xuống mặt đất Độ lệch Δα (") (1) (2) (3) (4) M N 2710 55' 17.3" 2710 55' 27.4" +10.1" N J 3020 30' 04.8" 3020 30' 13.0" + 8.2" J K 220 53' 53.0" 220 54' 00.0" +7.0" K B 2910 21' 35.1" 2910 21' 41.1" +6.0" B C 250 11' 17.1" 250 11' 22.0" +4.9" C D 1110 16' 30.1" 1110 16' 33.8" +3.7" Để đánh giá độ chính xác của phương pháp chuyền toạ độ và phương vị qua giếng đứng xuống hầm bằng cách sử dụng máy chiếu đứng, chúng tôi đã sử dụng công thức (3.2). Khi coi tọa độ và phương vị các cạnh xác định bằng đường chuyền khép kín trên mặt đất có độ chính xác cao hơn tọa độ và phương vị các cạnh chuyền qua tam giác liên hệ, kết quả tính được theo công thức (3.2) trong trường hợp này là kết quả gần đúng.   n m   (3.2) Trong đó : - Δi: Độ lệch của các đại lượng cần so sánh giữa hai cách chuyền tọa độ cho các điểm trong lưới đường chuyền thực nghiệm - n: Số đại lượng đo kiểm tra Sử dụng công thức (3.2) để tính ta có: Sai số truyền toạ độ xuống hầm khi sử dụng máy chiếu đứng mX = ± 3,8 mm; mY = ± 4.4 mm 2 Y 2 XP mmm  = ± 5.8 mm 66 Sai số truyền phương vị xuống hầm khi sử dụng máy chiếu đứng trong tam giác liên hệ: mα = ± 6,9". Theo yêu cầu kỹ thuật chuyền toạ độ phương vị xuống hầm qua giếng đứng cho thấy yêu cầu độ chính xác chuyền phương vị cần đảm bảo yêu cầu tính theo công thức (2.27) là mα ≤ ± 7,5”. Độ sâu của các giếng đứng theo thiết kế tại các công trình đường tầu điện ngầm tại nước ta dao động trong khoảng 28 m – 40 m (hình 3.8) thì phương pháp này hoàn toàn đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật định hướng đường hầm qua giếng đứng. Hình 3.8. Giếng đứng thi công hầm tầu điện ngầm tuyến Bến Thành - Suối Tiên tại TP. Hồ Chí Minh Từ kết quả đo đạc và tính toán thực nghiệm cho thấy khi sử dụng máy chiếu đứng để thay thế cho dây dọi trong công tác chuyền toạ độ và phương vị xuống hầm qua giếng đứng đã khắc phục được các tồn tại của phương pháp truyền thống nói trên và có độ chính xác đảm bảo được các các yêu cầu kỹ thuật cần thiết khi thi công xây dựng hầm theo phương pháp đào đối hướng ở nước ta. 67 3.3. NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC CHUYỀN ĐỘ CAO XUỐNG HẦM QUA GIẾNG ĐỨNG 3.3.1 Chuyền độ cao xuống hầm qua giếng đứng Trong xây dựng đường hầm, cần phải thành lập một hệ thống lưới khống chế độ cao thống nhất trên mặt đất và trong hầm để đảm bảo đào thông hầm đối hướng với độ chính xác quy định về độ cao và bố trí các vật kiến trúc trong hầm đúng độ cao thiết kế. Để thực hiện điều đó, phải dựa vào các điểm khống chế độ cao trên mặt đất, chuyền độ cao xuống hầm và sau đó đo khống chế độ cao trong hầm. Tùy thuộc điều kiện thi công mà có các phương pháp chuyền độ cao khác nhau. Trên thực tế thường có ba trường hợp: - Chuyền độ cao qua cửa hầm. - Chuyền độ cao qua giếng nghiêng. - Chuyền độ cao qua giếng đứng. Việc chuyền độ cao qua cửa hầm được tiến hành như đo cao bình thường trên mặt đất. Trường hợp chuyền độ cao qua giếng nghiêng thì tùy thuộc độ dốc và tiết diện của giếng mà có thể áp dụng phương pháp đo cao hình học hoặc đo cao lượng giác EDM. Khi chuyền độ cao qua giếng đứng, tùy điều kiện cụ thể, có thể áp dụng phương pháp chuyền độ cao bằng thước thép, chuyền độ cao bằng dây thép. Các phương pháp chuyền độ cao truyền thống này khi thực hiện ở công trường rất phức tạp, nhất là khi độ sâu của giếng đứng lớn. Do đó cần nghiên cứu lựa chọn phương pháp chuyền độ cao qua giếng đứng xuống hầm bằng các thiết bị hiện đại sao cho hiệu quả và dễ thực hiện nhất nhằm đảm bảo độ chính xác định hướng hầm và đáp ứng được các điều kiện thi công hầm trong 68 thực tế, phù hợp với tiến độ thi công công trình. Chúng tôi nghiên cứu hai phương pháp chuyền độ cao xuống hầm qua giếng đứng là phương pháp chuyền bằng máy Toàn đạc điện tử và phương pháp chuyền bằng thiết bị đo dài Disto. 3.3.2. Phương pháp chuyển độ cao qua giếng đứng xuống hầm bằng máy toàn đạc điện tử dùng gương phẳng phụ Sơ đồ chuyền độ cao bằng máy toàn đạc điện tử qua giếng đứng xuống hầm được đưa ra (hình 3.9). Tại một vị trí trên mặt đất, cách giếng đứng một khoảng cách từ 10 m ÷15 m đặt một máy Toàn đạc điện tử D. Trên miệng giếng đặt một gương phẳng P có thể quay quanh một trục cố định tạo thành một góc tới 450 so với phương nằm ngang là đường chuyền của tia sáng. Hình 3.9. Sơ đồ chuyền độ cao bằng máy toàn đạc điện tử qua giếng đứng xuống hầm Nhờ gương phẳng phụ P này mà tia sáng từ máy Toàn đạc điện tử đến gương phẳng P được thay đổi hướng đi 900 và hướng đến gương phản xạ O 69 đặt ở dưới hầm. Tia phản xạ trở lại gương P và bộ phận thu nhận sóng của máy Toàn đạc điện tử. Trình tự đo đạc để chuyền độ cao từ mặt đất xuống hầm triển khai như sau: - Từ điểm A là điểm khống chế độ cao trên mặt đất có độ cao là HA dùng một máy thủy chuẩn để xác định độ cao của tâm phát sóng trên máy toàn đạc điện tử bằng cách đọc số trên mia dựng tại điểm A (số đọc a1) và số đọc của thước mm đặt tại tâm phát sóng của máy toàn đạc điện tử (a2). Để gương phẳng P ở vị trí vuông góc với phương phát sóng và đo khoảng cách l. Quay gương P sang vị trí với tia sóng một góc 450 để tia sóng xuống hầm và phản xạ quay trở lại máy toàn đạc điện tử, đo được khoảng cách L. - Trong hầm tiến hành chuyền độ cao từ gương phản xạ O đến điểm B là điểm khống chế độ cao trong hầm bằng cách sử dụng máy thủy chuẩn đọc số trên mia tại điểm B (số đọc b1) và đọc số trên thước đo tại gương phản xạ O (số đọc b2). Khi đó độ cao của điểm B trong hầm được tính theo công thức[2]: HB = HA + (a1 – a2) – (L-l) – (b1 – b2) (3.3) Trong đó: - HA: Độ cao của điểm A trên mặt đất; - a1, a2: Đọc số trên các mia trên mặt đất; - l: Khoảng cách từ gương phẳng phụ đến máy đo khoảng cách; - L: Khoảng cách đo được bằng máy đo dài từ máy đến gương phản xạ O trong hầm; - b1, b2: Số đọc trên các mia trong hầm. Đánh giá độ chính xác của phương pháp Từ công thức (3.3) lấy vi phân toàn phần và chuyển sang sai số trung phương: m2HB = m 2 HA + m 2 a1 +m 2 a2 + m 2 L +m 2 l + m 2 b1 +m 2 b2 (3.4) 70 Trong đó : - ma1, ma2, mb1, mb2 : Sai số đọc số trên mia thủy chuẩn - mL, ml : Sai số đo khoảng cách bằng máy TĐĐT Nếu coi sai số số liệu gốc nhỏ không đáng kể (mHA = 0), áp dụng nguyên tắc đồng ảnh hưởng: ma1 = ma2 = mb1 = mb2 = mo mL = ml = mS Ta có : m = 4m + 2m mHB = 2(2m + m ) (3.5) Trong đó : - mo : Sai số đọc số trên mia thủy chuẩn ; - mS : Sai số đo khoảng cách bằng máy TĐĐT. Như vậy độ chính xác của phương pháp này phụ thuộc vào độ chính xác đọc số trên mia thủy chuẩn và độ chính xác đo dài bằng máy TĐĐT (mS). Phương pháp chuyền độ cao xuống hầm bằng máy toàn đạc điện tử có nhiều ưu điểm vượt trội so với các phương pháp chuyền độ cao truyền thống, nhưng cần phải tiến hành đo thực nghiệm để khẳng định về độ chính xác và khả năng ứng dụng của phương pháp. 3.3.2.1 Đo đạc và tính toán thực nghiệm Quá trình đo đạc thực nghiệm là để minh chứng cho khả năng ứng dụng phương pháp dùng máy TĐĐT để chuyền độ cao qua giếng đứng xuống hầm và độ chính xác đạt được. Công tác thực nghiệm được tiến hành bằng máy toàn đạc điện tử Leica TS 06 Plus có độ chính xác đo cạnh ms = 1.5 mm + 2.0 ppm và độ chính xác đo góc mβ = ± 2”. Tiến hành đo theo sơ đồ đã thiết kế như hình 3.9 tại hố thang máy từ tầng 29 xuống tầng 01 (cốt 00), Block HH4 tại công trình 136 Hồ Tùng Mậu, Hà Nội, cụ thể các bước tiến hành như sau: 71 - Đầu tiên đặt máy TĐĐT và gương phẳng P tại tầng 29 Block HH4, xoay gương phẳng P vuông góc với phương truyền sóng của máy TĐĐT, để ống kính máy ở vị trí 900, tiến hành bật tia Laser, đánh dấu được điểm M trên gương phụ P và đo khoảng cách từ máy TĐĐT tới P bằng chế độ đo không gương ta được khoảng cách l (bảng 3.6). Vì gương phẳng P khi xoay 450 xuống tầng 1 yêu cầu độ chính xác rất cao nên chúng tôi dùng dây dọi để dọi điểm M đã được đánh dấu trên gương phụ P xuống tầng 1, xác định được điểm N dưới tầng 1. Đặt gương phản xạ O trùng với điểm N sau đó xoay gương phụ P nghiêng xuống đến khi thấy tia laser ở gương phản xạ O dưới tầng 1 thì dừng lại và đo được khoảng cách L = l + S (bảng 3.6) bằng chế độ đo có gương của máy TĐĐT. Dựa vào kết quả trên ta tính được khoảng cách từ gương phụ P đến gương phản xạ O là S (bảng 3.6). Bảng 3.6. Kết quả đo khoảng cách bằng từ máy TĐĐT đến gương phụ P và gương phản xạ O. Khoảng cách đo bằng máy TĐĐT Leicar TS 06 Plus Đo khoảng cách từ máy TĐĐT tới gương phẳng phụ P. Đo khoảng cách từ máy TĐĐT tới gương phản xạ O Khoảng cách từ gương phẳng phụ P đến gương phản xạ O (1) (2) (3) (4) = (3) – (2) l (m) L (m) S = L - l (m) Lần 1 4.192 100.262 Lần 2 4.192 100.262 Lần 3 4.192 100.262 Trung bình 4.192 100.262 96.070 72 - Dùng máy thuỷ chuẩn đo chênh cao từ mốc A đến tâm phát sóng máy TĐĐT được chênh cao là + 1.372 m và đo chênh cao giữa tâm gương phản xạ O đến mốc độ cao B là – 0.084 m theo sơ đồ đo ở hình 3.7. - Độ cao của điểm B được tính theo công thức: HB = HA + (a1 – a2) – (L –l) – (b1 – b2) (3.6) Thay số vào ta có: HB = - 89.782 m Chúng tôi cũng đã tiến hành đo đạc thực nghiệm phương pháp chuyền độ cao qua giếng đứng xuống hầm bằng hai phương pháp truyền thống là phương pháp dùng thước thép và phương pháp dùng dây thép tại vị trí đo thực nghiệm bằng máy TĐĐT. Kết quả độ cao điểm B đo được bằng phương pháp bằng thước thép là -89.780 m và kết quả đo được độ cao điểm B bằng phương pháp bằng dây thép là -89.785 m. Bảng 3.7. So sánh kết quả chuyền độ cao theo ba phương pháp Phương pháp chuyền độ cao Chuyền độ cao bằng thước thép (m) Chuyền độ cao bằng máy TĐĐT (m) Chuyền độ cao bằng dây thép (m) Chênh lệch giữa TĐĐT và phương pháp bằng thước thép Chênh lệch giữa TĐĐT và phương pháp bằng dây thép 1 2 3 4 5 = 3-2 6 = 3-4 Độ cao điểm B -89.780 -89.782 -89.785 - 02 mm + 03 mm 3.3.2.2 Nhận xét: Từ kết quả so sánh ở bảng 3.7 cho thấy độ cao chuyền bằng máy TĐĐT so với độ cao chuyền theo hai phương pháp truyền thống (phương pháp chuyền bằng dây thép và phương pháp chuyền bằng thước thép) có sự sai lệch nằm trong giới hạn cho phép [4]. Kết quả thực nghiệm cho thấy có thể sử dụng máy TĐĐT để chuyền độ cao xuống hầm qua giếng đứng có chiều sâu lớn 73 thay hai phương pháp truyền thống là phương pháp chuyền bằng thước thép và phương pháp chuyền bằng dây thép, khắc phục được những khó khăn về mặt kỹ thuật thường gặp khi dùng hai phương pháp truyền thống này. 3.3.3. Phương pháp chuyển độ cao qua giếng đứng xuống hầm bằng thiết bị đo dài cầm tay Disto Sơ đồ chuyền độ cao bằng thiết bị đo khoảng cách Disto và máy thủy chuẩn qua giếng đứng xuống hầm được nêu ở hình 3.10. Trên miệng giếng dựng giá treo để treo máy Disto D bằng sợi dây dài khoảng 20 cm, sao cho tia Laze của máy Disto trùng với đường dây dọi, dưới hầm đặt một gương giấy phản xạ O. Hình 3.10. Sơ đồ chuyền độ cao bằng thiết bị đo khoảng cách Disto qua giếng đứng xuống hầm. Trình tự đo đạc để chuyền độ cao từ mặt đất xuống hầm như sau: - Từ điểm A là điểm khống chế độ cao trên mặt đất có độ cao là HA dùng một máy thủy chuẩn để xác định độ cao của đế thiết bị Disto bằng cách đọc số trên thước thép chia vạch đến mm đặt tại điểm A (số đọc a1) và số đọc của thước thép chia vạch đến mm đặt tại đế thiết bị Disto (số đọc a2). Tiến hành 74 đo khoảng cách từ đế thiết bị Disto đến gương giấy phản xạ O ở dưới hầm được khoảng cách S. - Trong hầm tiến hành chuyền độ cao từ gương giấy phản xạ O đến điểm B là điểm khống chế độ cao trong hầm bằng cách sử dụng máy thủy chuẩn đọc số trên thước thép chia vạch đến mm đặt tại điểm B (số đọc b1) và đọc số trên thước thép chia vạch đến mm đặt tại gương phản xạ O (số đọc b2). Khi đó độ cao của điểm B trong hầm được tính theo công thức: HB = HA + (a1 – a2) – S – (b1 – b2) (3.7) Trong đó: - HA: Độ cao của điểm A trên mặt đất; - a1, a2: Số đọc trên các mia trên mặt đất; - S: Khoảng cách đo được từ đế máy thiết bị Disto đến gương giấy phản xạ O trong hầm; - b1, b2: Số đọc trên các mia trong hầm. Đánh giá độ chính xác của phương pháp Từ công thức (3.7) lấy vi phân và chuyển sang sai số trung phương ta có: m = m +m +m +m +m + m (3.8) Trong đó : - ma1, ma2, mb1, mb2 : Sai số đọc số trên mia thủy chuẩn - mS : Sai số đo khoảng cách bằng máy Disto Nếu coi sai số số liệu gốc nhỏ không đáng kể (mHA = 0), áp dụng nguyên tắc đồng ảnh hưởng: ma1 = ma2 = mb1 = mb2 = mo Ta có: m = m + m (3.9) mHB =4m +m (3.10) Trong đó - mo: Sai số đọc số trên mia thủy chuẩn; - mS: Sai số đo khoảng cách bằng máy Disto. 75 Vậy độ chính xác của phương pháp này phụ thuộc vào độ chính xác đọc số trên mia thủy chuẩn và độ chính xác đo khoảng cách bằng máy Disto (mS). Tính độ chênh lệch khoảng cách S (hình 3.11) do tia Laze đo khoảng cách của thiết bị Disto không trùng với phương dây dọi theo công thức sau: S = √ − (3.11) Trong đó: - e = β".() ρ" ; (3.12) - D: Khoảng cách đo trực tiếp bằng thiết bị Disto. Hình 3.11. Sơ đồ minh họa các giá trị S; D và e. Kết quả tính toán cho thấy nếu dùng thiết bị DISTOTM pro4a của hãng Leica có độ chính xác mS = ± 1.5 mm treo trên giá đo ở miệng giếng để đo với giếng có độ sâu 100 m, độ lệch e = 40 cm thì chênh lệch giữ khoảng cách thẳng đứng S và khoảng cách nghiêng D là 0.8 mm. Vậy phương pháp chuyền độ cao xuống hầm bằng thiết bị Disto có nhiều ưu điểm vượt trội so với các phương pháp chuyền độ cao truyền thống, nhưng cần phải tiến hành đo thực nghiệm để khẳng định về độ chính xác và khả năng ứng dụng của phương pháp. e S D 76 3.3.3.1.Thực nghiệm chuyển độ cao qua giếng đứng xuống hầm bằng thiết bị đo dài cầm tay Disto a. Kiểm nghiệm thiết bị DISTOTM pro4a trước khi đo thực nghiệm Để kiểm nghiệm thiết bị DISTOTM pro4a trước khi đo thực nghiệm, chúng tôi tiến hành đo khoảng cách kiểm nghiệm là một khoảng cách nằm ngang. Khoảng cách này được đo 3 lần sau đó lấy trung bình; lực căng của thước thép khi đo là 5 kg. Khi dùng thước thép để đo ta phải tính toán hệ số dãn dài của thước thép do lực căng thước và do nhiệt độ môi trường để hiệu chỉnh vào kết quả đo. Công thức tính hệ số dãn dài của thước thép do lực căng: ΔL= . . (3.13) Trong đó: - ΔL: Độ dãn dài; - F : Lực căng thước khi đo (Đổi 1 kg = 9.81N, vậy 5 kg = 49.05 N); - L: Chiều dài của thước (m); - E: Mô đun đàn hồi của thép, E=2,1.105. MPa; - A: Chiều rộng và chiều dày của thước thép (rộng 10 mm; dày 0.5 mm). Tính cho đoạn thước dài 10 m, ta có: ΔL= 0.467 mm; Khi tính cho các đoạn thước dài 20 m; 30 m ta sẽ nhân theo tỷ lệ. Kết quả tính toán hệ số dãn dài của thước thép Yamayo Nhật Bản dài 100 m, rộng 10 mm và dày 0.5 mm, khi đo kéo với lực căng là 05kg. Số liệu kiểm nghiệm trình bày tại bảng 3.8 77 Bảng 3.8. Kết quả kiểm nghiệm thước thép và DistoTM pro4a tại Viện KHCN Xây dựng. STT Khoảng cách đo bằng Thước thép với lực căng là 5 kg tại bãi kiểm nghiệm (m) Số hiệu chỉnh hệ số dãn dài của thước thép (mm) Kết quả đo thước thép sau khi hiệu chỉnh hệ số dãn dài (m) Khoảng cách đo bằng thiết bị DISTOTM pro4a (m) Chênh lệch (mm) (1) (2) (3) (4) = (2) + (3) (5) (6) = (5) – (4) 1 40.000 1.8 40.0018 40.001 -0.8 2 50.000 2.3 50.0023 50.002 -0.3 3 60.000 2.8 60.0028 60.002 -0.8 4 70.000 3.2 70.0032 70.002 -1.2 5 80.000 3.7 80.0037 80.004 + 0.3 6 90.000 4.2 90.0042 90.006 + 1.8 Nhận xét: Kết quả kiểm nghiệm trên cho thấy có thể sử dụng máy DISTOTM pro4a để chuyền độ cao xuống hầm qua giếng đứng có chiều sâu nhỏ hơn 100m, khi sai số giới hạn cho phép chuyền độ cao xuống hầm ≤ 06 mm như kết quả tính toán theo công thức 2.49. b. Đo đạc thực nghiệm Quá trình đo đạc thực nghiệm là để minh chứng cho khả năng ứng dụng phương pháp dùng thiết bị đo khoảng cách Disto chuyền độ cao qua giếng đứng xuống hầm và độ chính xác đạt được. Công tác thực nghiệm được tiến hành với thiết bị DISTOTM pro4a của hãng Leica có độ chính xác mS = ± 1.5 mm. Tiến hành đo theo sơ đồ đã thiết kế như hình 3.8 tại hố thang máy của Block N01, 136 Hồ Tùng Mậu, Hà Nội, cụ thể các bước tiến hành như sau: - Đầu tiên treo thiết bị Disto lần lượt tại các tầng 16, tầng 25 và tầng 32 của Block N01, tiến hành bật tia Laser, đánh dấu được điểm đặt gương giấy phản 78 xạ O dưới tầng 2 và đo khoảng cách từ thiết bị Disto tới O ta được khoảng cách S tại các tầng (bảng 3.9). Hình 3.12. Hình ảnh đo đạc thực nghiệm bằng thiết bị đo khoảng cách DISTOTM pro4a tại Block N01, công trình 136 Hồ Tùng Mậu, Hà Nội. Bảng 3.9. Kết quả đo khoảng cách bằng từ thiết bị Disto tại các tầng đến gương giấy phản xạ O. Các tầng treo thiết bị DISTOTM pro4a Đo khoảng cách (S) từ đế thiết bị Disto D tới gương phản xạ O (m). Ghi chú Tầng 16 45.139 Tầng 25 73.953 Tầng 32 96.340 - Dùng máy thuỷ chuẩn đo chênh cao từ mốc A đến đế thiết bị Disto D đặt tại các tầng được chênh cao tại cột 3, bảng 3.10 và đo chênh cao từ gương phản xạ O đến mốc độ cao B cột 5, bảng 3.10 theo sơ đồ đo ở hình 3.8 - Độ cao của điểm B được tính theo công thức: HB = HA + (a1 – a2) – S – (b1 – b2) (3.14) Thay số vào ta có kết quả ghi ở bảng 3.10 79 Bảng 3.10. Kết quả đo thực nghiệm tại Block N01, công trình 136 Hồ Tùng Mậu, Hà Nội. Tên tầng đặt thiết bị DISTOTM -pro4a Độ cao gốc giả định HA tại các tầng đặt thiết bị Disto(m) Chênh cao đo từ mốc A đến đế thiết bị Disto (a1-a2)(m) Khoảng cách S từ đế thiết bị Disto D tới gương phản xạ O (m) Chênh cao từ gương phản xạ O đến mốc độ cao B tại tẩng 2 (b1-b2) (m) Độ cao mốc B tại tầng 2 HB (m) 1 2 3 4 5 6 Tầng 16 0.000 0.328 45.139 -0.126 -44.685 Tầng 25 0.000 0.316 73.953 -0.126 -73.511 Tầng 32 0.000 0.322 96.340 -0.126 -95.892 Chúng tôi cũng tiến hành đo đạc thực nghiệm chuyền độ cao qua giếng đứng xuống hầm bằng phương pháp thước thép tại vị trí đo thực nghiệm thiết bị Disto. Kết quả độ cao điểm B tại tầng 2, Block HH1 đo được bằng phương pháp thước thép (Treo quả tạ nặng 5 kg) kết hợp với máy thủy chuẩn khi mốc gốc A đặt tại tầng 16 là - 44.6851 m, tại tầng 25 là - 73.5114 m và tại tầng 32 là - 95.8905 m. Bảng 3.11. So sánh kết quả chuyền độ cao theo hai phương pháp Phương pháp chuyền độ cao Độ cao mốc B chuyền bằng thước thép(m) Số hiệu chỉnh hệ số dãn dài của thước thép (mm) Độ cao mốc B chuyền bằng thước thép sau hiệu chỉnh hệ số dãn dài (m) Độ cao mốc B chuyền bằng máy thiết bị Disto (m) Chênh lệch độ cao giữa đo bằng thiết bị Disto và đo bằng thước thép (mm) 1 2 3 4 = 2 + 3 5 6 = 5-4 Tầng 16 -44.683 - 2.1 -44.6851 -44.685 - 0.1 Tầng 25 -73.508 - 3.4 -73.5114 -73.511 -0.4 Tầng 32 -95.886 - 4.5 -95.8905 -95.892 + 1.5 80 3.3.3.2. Nhận xét: Từ kết quả ở bảng 3.11 cho thấy độ cao chuyền bằng thiết bị Disto so với độ cao chuyền bằng phương pháp truyền thống (phương pháp chuyền bằng thước thép) có sự sai lệch nằm trong giới hạn cho phép khi độ sâu của giếng đứng dưới 100 m. Kết quả thực nghiệm cho thấy có thể sử dụng máy Disto để chuyền độ cao xuống hầm qua giếng đứng có chiều sâu nhỏ hơn 100 m, khắc phục được những khó khăn về mặt kỹ thuật thường gặp khi dùng các phương pháp khác để chuyền độ cao xuống hầm. 3.4. LỰA CHỌN DẠNG LƯỚI KHỐNG CHẾ MẶT BẰNG TRONG HẦM PHÙ HỢP VỚI ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN THI CÔNG HẦM 3.4.1. Đặc điểm và phương pháp thành lập đường chuyền trong hầm Đường chuyền trong hầm được thành lập với độ chính xác cần thiết và cùng trong hệ tọa độ với khống chế trắc địa trên mặt đất để chỉ hướng đào hầm, bố trí trục tim hầm, bảo đảm đào thông hầm đối hướng với độ chính xác theo yêu cầu. Điểm và phương vị khởi đầu của đường chuyền 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. Đường chuyền trong hầm có những đặc điểm sau đây: 1) Hình dạng của đường chuyền phụ thuộc vào hình dạng của đường hầm. 2) Đường chuyền trong hầm là đường chuyền nhánh, được phát triển theo tiến độ đào hầm. Vì vậy không thể đo toàn bộ đường chuyền cùng một lúc mà phải đo ở hai điểm cuối kề nhau trong quá trình phát triển, muốn kiểm tra phải đo lại. 3) Đường chuyền trong hầm được thành lập theo cách phân cấp từ độ chính xác thấp đến độ chính xác cao để thỏa mãn hai yêu cầu: - Vị trí điểm đường chuyền phải ở gần gương hầm để thuận tiện cho việc chỉ hướng đào hầm và bố trí gương hầm. 81 - Sai số hướng ngang của đường chuyền ở mặt đào thông không được vượt quá giá trị quy định. Để bảo đảm yêu cầu thứ nhất, cạnh đường chuyền phải ngắn, số góc ngoặt nhiều. Để bảo đảm yêu cầu thứ hai, cạnh đường chuyền phải dài, số góc ngoặt ít. Không kể đường chuyền tiệm cận trong đường hầm tiệm cận (khi giếng đứng đào lệch sang một bên của hầm chính) chỉ gồm 1 hoặc 2 cạnh ngắn để chuyền tọa độ, phương vị vào hầm chính; để thỏa mãn cả hai yêu cầu nêu trên, trước đây đường chuyền trong hầm thường được thành lập 3 cấp: - Đường chuyền thi công, có cạnh dài khoảng 25 m ÷ 50 m. - Đường chuyền cơ bản, có cạnh dài khoảng 50 m ÷ 100 m. - Đường chuyền chủ yếu, có cạnh dài khoảng 150 m ÷ 800 m. Ngày nay, khi máy toàn đạc điện tử đã được sử dụng rộng rãi, thường không thành lập đường chuyền cơ bản và đường chuyền chủ yếu, mà trên cơ sở đường chuyền thi công trực tiếp thành lập đường chuyền cạnh dài theo thiết kế. Trên đoạn hầm thẳng, chiều dài cạnh đường chuyền không ngắn hơn 200 m; trên đoạn hầm cong, chiều dài cạnh đường chuyền không ngắn hơn 70 m. Điểm của đường chuyền cạnh dài là điểm của đường chuyền thi công, như hình 3.13. Hình 3.13. Lưới khống chế trắc địa trong hầm §iÓm ®­êng chuyÒn c¹nh dµi C¹nh ®­êng chuyÒn thi c«ng C¹nh ®­êng chuyÒn c¹nh dµi §iÓm ®­êng chuyÒn thi c«ng 82 Độ chính xác của phương vị khởi đầu của đường chuyền trong hầm có khi còn thấp hơn độ chính xác đo góc đường chuyền. Sau khi đào thông hầm, hai tuyến đường chuyền nhánh tạo thành đường chuyền phù hợp. Khi bình sai đường chuyền phù hợp này phải xét đến sai số của phương vị khởi đầu (sai số của số liệu gốc). Tùy từng trường hợp cụ thể mà đường chuyền trong hầm có nguyên tắc thành lập thích hợp. + Đường chuyền trong hầm thành lập dọc theo trục tim hầm hoặc lệch tim hầm một khoảng thích hợp, có các cạnh xấp xỉ bằng nhau. Các điểm đường chuyền được chọn ở nơi an toàn, ổn định ít bị ảnh hưởng do thi công, điều kiện nhìn thông tốt, tia ngắm phải cách chướng ngại vật trên 0,2 m. + Đối với đường hầm dài có tiết diện lớn có thể thành lập đường chuyền khép kín hoặc đường chuyền chính và đường chuyền phụ tạo thành vòng khép kín. Trong trường hợp có đường hầm dẫn song song với đường chuyền chính thì đường chuyền đơn trong hầm dẫn cùng với đường chuyền trong hầm chính tạo thành vòng khép để có điều kiện kiểm tra. 3.4.2 Thành lập lưới đường chuyền trong hầm Trong thực tế do điều kiện thi công hầm chật hẹp nên khi thành lập lưới khống chế thi công trong hầm chỉ có một điểm khống chế là điểm gốc, một đến hai phương vị gốc và một đường chuyền treo trong hầm, với phương án đo đạc như vậy sẽ không có điều kiện kiểm tra (hình 3.14). Sai số hướng ngang điểm cuối đường chuyền được tính theo công thức [4]: m= . [S]. ()() (3.15) Ta có công thức gần đúng là: m = [S] , (3.16) Trong đó: - mβ: SSTP đo góc đường chuyền 83 - S: Chiều dài cạnh đường chuyền - n: Số cạnh trong đường chuyền Hình 3.14. Đường chuyền treo trong hầm Trong trường hợp này cần tiến hành nhiều giải pháp để có thể kiểm tra được độ chính xác của đường chuyền thi công hầm. Nếu đường chuyền này không đảm bảo độ chính xác thì sẽ ảnh hưởng đến công tác thi công hầm, làm chậm tiến độ cũng như tổn hao kinh phí. Vậy cần thiết phải nghiên cứu một sơ đồ lưới khống chế trong hầm nhằm đảm bảo sai số hướng ngang thông hầm mq và đáp ứng được yêu cầu tiến độ thi công đào hầm cần thiết. Hiện nay đã có một số công trình đề cậ