Nội dung của bài báo trình bày về kết quả nghiên cứu ứng dụng máy chiếu đứng để chuyền toạ độ và phương vị từ trên mặt đất xuống hầm qua giếng đứng trong thi công xây dựng các công trình hầm đào đối hướng. Cơ sở lý thuyết của giải pháp và kết quả đo đạc thực nghiệm nhằm xác định tính hiệu quả và độ chính xác đạt được của phương pháp chuyền toạ độ và phương vị xuống hầm bằng máy chiếu đứng ở Việt Nam.
Nghiên cứu - Ứng dụng NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KỸ THUẬT CHUYỀN TOẠ ĐỘ VÀ PHƯƠNG VỊ XUỐNG HẦM QUA GIẾNG ĐỨNG TRẦN VIẾT TUẤN(1), DIÊM CÔNG HUY(2) (1) Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội (2) Viện Khoa học cơng nghệ Xây dựng Tóm tắt: Nội dung báo trình bày kết nghiên cứu ứng dụng máy chiếu đứng để chuyền toạ độ phương vị từ mặt đất xuống hầm qua giếng đứng thi cơng xây dựng cơng trình hầm đào đối hướng Cơ sở lý thuyết giải pháp kết đo đạc thực nghiệm nhằm xác định tính hiệu độ xác đạt phương pháp chuyền toạ độ phương vị xuống hầm máy chiếu đứng Việt Nam dọi O1 O2 tạo thành mặt phẳng liên hệ Đặt vấn đề Trong thi cơng xây dựng cơng trình hầm đào đối hướng, cần tiến hành chuyền toạ độ phương vị xuống hầm qua giếng đứng lỗ khoan xuống hầm để phục vụ công tác định hướng hầm Độ xác cơng tác chuyền toạ độ phương vị xuống hầm có ảnh hưởng lớn đến độ xác hướng ngang thi cơng xây dựng hầm theo phương pháp đào đối hướng Hiện để chuyền toạ độ phương vị xuống hầm thường sử dụng mặt phẳng tạo hai dây dọi thả từ mặt đất xuống hầm theo phương pháp tam giác liên hệ [1] Tuy nhiên phương pháp dao động dây dọi nên thao tác phức tạp cần phải có thiết bị chuyên dụng để đánh dấu vị trí dây dọi hầm Vì cần phải nghiên cứu ứng dụng thiết bị đo đạc tiên tiến nhằm nâng cao hiệu độ xác chuyền toạ độ phương vị xuống hầm qua giếng đứng hệ toạ độ mặt đất lưới khống chế hầm (hình 1) Trên mặt đất cần đo cạnh a, b, c thước thép với độ xác mS = ± 0.8 mm, đo góc ω α với độ xác mβ = ± 4.0” Dưới hầm đo cạnh a1, b1c1 và α1 Dựa vào định lý hàm số sin để tính góc β β1 Khi toạ độ hầm khởi tính từ toạ độ hai điểm O1 O2 phương vị chuyền xuống hầm tính theo cơng thức [1]: (1) Cơ sở lý thuyết phương pháp nghiên cứu 2.1 Phương pháp tam giác liên hệ Để chuyền toạ độ phương vị xuống hầm qua giếng đứng, cần sử dụng hai dây Ngày nhận bài: 16/6/2017, ngày chuyển phản biện: 19/6/2017, ngày chấp nhận phản biện: 26/6/2017, ngày chp nhn ng: 27/6/2017 54 tạp chí khoa học đo đạc đồ số 32-6/2017 Nghiờn cu - ng dụng Trong trường hợp cần phải xác định vị trí đứng yên dây dọi máy kinh vĩ cố định vị trí hai dây dọi thiết bị chuyên dụng [1] Đây công việc nhiều thời gian địi hỏi phải có thiết bị chuyên dụng thực Ngoài sai số đo đạc xác định vị trí xác dây dọi có ảnh hưởng đáng kể đến độ xác chuyền toạ độ phương vị xuống hầm 2.2 Sử dụng máy chiếu đứng để chuyền toạ độ phương vị xuống hầm qua giếng đứng Máy chiếu đứng (PZL) thiết bị dùng để chuyền toạ độ từ mặt đất lên sàn thi cơng xây dựng cơng trình cao tầng cơng trình dạng tháp Tầm hoạt động máy chuyền toạ độ lên độ cao trăm mét với sai số chuyền toạ độ đạt ± mm [2] Để sử dụng máy chiếu đứng thay cho hai dây dọi O1 O2 hình 1, cần tiến hành sau: Tại vị trí cần chuyền toạ độ, chọn hai điểm O1 O2 mặt đất hầm Sau tiến hành sử dụng máy chiếu đứng để chiếu toạ độ hai điểm O1 O2 từ hầm lên mặt đất cố định hai kính chuyên dụng (hình 2, hình 4) Tiến hành phép đo chuyền toạ độ phương vị xuống hầm theo trình tự đo đạc nêu mục 2.1 Như thay cho việc phải sử dụng hai dây dọi để tạo mặt phẳng chuyền toạ độ phương vị qua giếng đứng xuống hầm sử dụng mặt phẳng tạo hai tia ngắm quang học O1 O2 Giải pháp kỹ thuật cho phép nâng cao hiệu quả, giảm bớt khó khăn gặp phải sử dụng dây dọi công tác chuyền toạ độ phương vị xuống hầm (Xem hình 2) Đo đạc tính tốn thực nghiệm Để đánh giá khả ứng dụng phương pháp, tổ chức đo thực nghiệm với nội dung sau: - Thành lập lưới đường chuyền mặt mặt đất bao gồm 11 điểm CDPGEMNJKB (hình 3) Tiến hành đo góc cạnh đường chuyền máy tồn đạc điện tử độ xác cao TCR 1201 có độ xác đo góc mβ =± 1” độ xác đo cạnh ms = mm + 1.5 ppm Kết thực nghiệm đạt: sai số khép góc ωβ = 16” Kết bình sai cho thấy: sai số đo góc mβ = 4.2” - Chọn hai điểm O1 O2 mặt đất cách 3,5 m Sử dụng máy chiếu đứng DZJ 300A để chiếu toạ độ hai điểm O1 O2 lên độ cao 30m qua giếng trời tồ nhà cao tầng (hình 4) Trên sàn cao, sử dụng thước thép để đo chiều dài cạnh tam giác liên hệ CO1O2 MO1O2 mặt đất với sai số trung phương đo cạnh mS = ± 0.6mm Các góc liên hệ α β đo máy toàn đạc điện tử TC1800 có sai số đo góc mβ =± 2” Giá trị đại lượng đo tam giác liên hệ bảng (Xem bảng 1) Tiến hành tính chuyền toạ độ phương vị qua mặt phẳng O1 O2 tam giác liên hệ từ cạnh CP xuống mặt đất để so sánh với phương vị toạ độ điểm đường chuyền lập mặt đất để đánh giá khả ứng dụng phương pháp Kết so sánh toạ độ đường chuyền mặt đất toạ độ chuyền qua tam giác liên hệ sử dụng máy chiếu đứng trình bày bảng (Xem bảng 2) Trong bảng 2: Toạ độ điểm đường chuyền mặt đất dùng để so sánh trình bày cột (2); toạ độ điểm chuyền qua tam giác liên hệ trình bày cột (3) Kết so sánh phương vị cạnh chuyền qua tam giác liên hệ trình bày bảng Trong bảng 3: Phương vị cạnh chuyền qua tam giác liên hệ trình by tạp chí khoa học đo đạc đồ sè 32-6/2017 55 Nghiên cứu - Ứng dụng Bảng Trị đo mặt đất Trị đo hầm α 0035’15” α1 0015’25.1” a 3.3414 m a1 3.3401 m b 4.5985 m b1 8.7571 m c 8.2980 m c1 12.0980 m Bảng 2: So sánh toạ độ chuyền qua tam giác liên hệ xuống mặt đất Tọa độ lưới đường chuyền Tọa độ chuyền qua tam giác mặt đất liên hệ Tên điểm (2) (3) (1) 56 Độ lệch (m) (4) X (m) Y (m) X (m) Y (m) ΔX (m) ΔY (m) M 967.741 989.060 967.739 989.064 -0.002 0.004 N 968.250 973.880 968.249 973.882 -0.001 0.002 J 982.078 952.180 982.077 952.179 -0.001 -0.001 K 991.779 956.280 991.775 956.276 -0.004 -0.004 B 995.600 946.510 995.597 946.504 -0.003 -0.006 C 1019.350 957.680 1019.344 957.673 -0.006 -0.007 D 1011.097 978.870 1011.091 978.866 -0.006 -0.004 tạp chí khoa học đo đạc ®å sè 32-6/2017 Nghiên cứu - Ứng dụng Bảng 3: So sánh phương vị cạnh chuyền qua tam giác liên hệ xuống mặt đất Tên điểm (1) Phương vị cạnh lưới mặt đất (“) (2) Phương vị cạnh chuyền qua tam giác liên hệ (3) Độ lệch Δα (“) M N 271055’17.3” 271055’27.4” +10.1” N J 302 30’04.8” 302 30’13.0” +8.2” J K 22 53’17.3” 22 54’00.0” +7.0” K B 291 21’35.1” 291 21’41.1” +6.0” B C 25 11’17.1” 25 11’22.0” +4.9” C D 111 16’30.1” 111 16’33.8” +3.7” 0 0 0 0 0 cột (3) nước ta dao động khoảng 28 - 40 m Để đánh giá độ xác phương pháp chuyền toạ độ phương vị qua giếng đứng xuống hầm cách sử dụng máy chiếu đứng, sử dụng công thức Từ kết đo đạc tính tốn thực nghiệm cho thấy: sử dụng máy chiếu đứng để thay cho dây dọi công tác chuyền toạ độ phương vị xuống hầm qua giếng đứng có độ xác đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cần thiết thi công xây dựng hầm theo phương pháp đào đối hướng nước ta (2) Trong đó: Δi độ lệch đại lượng cần so sánh hai phương pháp đo n số đại lượng đo kiểm tra Sử dụng cơng thức (2) để tính ta có : Sai số truyền toạ độ xuống hầm sử dụng máy chiếu đứng mX = 3,8 mm mY = 4.4 mm = 5.8 mm Sai số truyền phương vị xuống hầm sử dụng máy chiếu đứng 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 xác chuyền phương vị cần đảm bảo yêu cầu mα ≤ 10” - 12” [1] Độ sâu giếng đứng theo thiết kế cơng trình đường xe điện ngầm Kết luận kiến nghị - Hồn tồn sử dụng máy chiếu đứng thay cho hệ thống dây dọi chuyền toạ độ phương vị xuống hầm qua giếng đứng phương pháp tam giác liên hệ Với giải pháp kỹ thuật cho phép nâng cao hiệu độ xác định hướng hầm thi cơng cơng trình hầm đào đối hướng - Cần tiếp tục khảo sát độ xác khả ứng dụng giải pháp kỹ thuật môi trường sát với thực tế giếng đứng cơng trình thi cơng tuyến hầm nước ta.m Tài liệu tham khảo [1] Phan Văn Hiến (2001), Trắc địa cơng trình ngầm, NXB Giáo dục, Hà Nội [2] Nguyễn Quang Thắng - Trần Viết Tuấn (2007), Trắc địa cơng trình cơng t¹p chÝ khoa học đo đạc đồ số 32-6/2017 57 Nghiờn cứu - Ứng dụng nghiệp - thành phố, NXB Giao thông Vận tải, Hà Nội [3] Trần Viết Tuấn (2013), Nghiên cứu ứng dụng máy toàn đạc điện tử để chuyền độ cao qua giếng đứng xuống hầm thi cơng hầm đối hướng, Tạp chí cơng nghiệp mỏ số 2/2013, Hà Nội.m Summary A technical approach for transfering coordinate and bearing of the underground control network from the surface network Tran Viet Tuan Hanoi University of Mining and Geology Diem Cong Huy Vietnam Institute for Building Science and Technology The transfer of coordinate and bearing of the underground control network from the surface network is important procedure in underground surveying for the construction of tunnels This paper presents the results of using the precision zenith laser (PZL) equipment to assiss this procedure The theoretical analysis of the approach and experiment results are to show the effectiveness and accuracy of this method in Vietnam.m LỰA CHỌN HỆ TỌA ĐỘ ĐỂ XÁC LẬP (Tiếp theo trang 25) Summary Selection of the coordinate system for determining the reference frame used in building underground structures Nguyen Quang Thang, Nguyen Ha, Hanoi University of Mining and Geology Diem Cong Huy, Vietnam Institute for Building Science and Technology (IBST) In this paper, the authors have studied and investigated the theory and experimental evidences in order to evaluate the deviation of the local geodetic coordinates of the control points due to the influence of the elevation difference and the influence of the plumb deviation within a scope of 10km The authors have also investigated the deformation characteristics of the local geodetic coordinates and the local UTM coordinates according to dimensions of the examined area and the elevation difference of control points, including the mountainous regions with great elevation difference From the obtained results, the authors have proposed the use of the local geodetic coordinates system for determining the reference frame applicable to tunnels excavated from two opposite sides (also called break-through excavation) in the plain and mountainous areas as well.m 58 t¹p chÝ khoa häc đo đạc đồ số 32-6/2017 Nghiờn cu - Ứng dụng thiết bị quan trắc: Số liệu thu thập thường tập trung vào giai đoạn thời tiết ổn định từ tháng đến tháng 10 Số liệu tháng mùa Đơng biển động, tàu đo chưa đủ cơng suất để hoạt động với gió cấp 5-6 Số liệu tầng sâu không nhiều hạn chế thiết bị thu thả: Các thiết bị quan trắc tầng sâu đại ngày CDT+, SVP, SVX2, Rinko, Midas ECM,… quan trắc đến độ sâu đến 5.000m Tuy nhiên, số điều kiện chưa đáp ứng nên tập trung khảo sát, đo đạc từ tầng mặt đến độ sâu 1000 mét, số liệu thu thập chưa đạt độ sâu tối đa b Đóng tàu nghiên cứu biển theo tiêu chuẩn mới: Hiện nay, Bộ Tài nguyên Môi trường sử dụng 01 tàu Nghiên cứu biển, Quân chủng Hải quân đóng đưa vào sử dụng tàu nghiên cứu biển Trần Đại Nghĩa Thực tế cho thấy tàu đóng có ưu điểm vượt trội so với tàu cũ, đáp ứng yêu cầu thời gian hoạt động lâu dài cấp sóng- gió (từ cấp 6-7 trở lên), kết hợp với hệ thống thiết bị khảo sát đo đạc mới, đồng cho kết tốt c Hồn thiện u cầu tính đồng bộ, độ xác, độ sâu hoạt động thiết bị khảo sát, đo đạc văn quy định liên quan đến việc thực khảo sát, đo đạc hải văn d Tăng cường công tác phối hợp, hợp tác nghiên cứu, trao đổi thông tin quan, ngành: Cơ sở liệu biển quan bộ, ngành Quân chủng Hải quân tương đối lớn, đáp ứng tốt yêu cầu công tác khảo sát nghiên cứu biển, phục vụ hoạch định chủ trương, sách Đảng Nhà nước biển nhiệm vụ bộ, ngành liên quan đến biển Tuy nhiên, chưa có phối hợp, hợp tác nghiên cứu trao đổi liệu quan nên nhiệm vụ, cơng trình triển khai tốn nhiều công sức, tiền để khảo sát, đo đạc Cần phải tăng cường công tác phối hợp, hợp tác nghiên cứu, trao đổi liệu quan bộ, ngành để khai thác hiệu nguồn liệu có đơn vị, phục vụ cho mục đích chuyên ngành./.m Tài liệu tham khảo [1] Nguyễn Bá Xuân, 2007 Cấu trúc đặc điểm phân bố vận tốc âm trung bình mùa vùng biển Việt Nam, Tuyển tập Báo cáo Hội nghị quốc tế “Biển Đông-2007”.Nha Trang -2007 [2] Lê Đức Tố,1999.Hải dương học Biển Đông NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội - 1999 [3] TCQS 04:2017/BĐ Tiêu chuẩn sở, 2017 Phương pháp khảo sát đo đạc hải dương Nhà xuất Quân đội Nhân dân Hà Nội - 2017.m Summary Some solutions to improve the quality of surveying and measuring the elements of navigation in the East Sea Duong Van Phong, Hanoi University of Mining and Geology Khuong Van Long, Department of Maritime Mapping and Maritime Studies This article presents an overview of meteorological and marine characteristics and survey, measurement and data collection of marine elements in the South China Sea On the basis of comparing the reliability of data stored in the database with newly collected data, the authors have proposed some solutions to improve the efficiency of surveying, measuring and collecting data Whether the marine navy elements.m 64 t¹p chÝ khoa häc đo đạc đồ số 32-6/2017 ... truyền phương vị xuống hầm sử dụng máy chiếu đứng 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 xác chuyền phương vị cần... xác định vị trí xác dây dọi có ảnh hưởng đáng kể đến độ xác chuyền toạ độ phương vị xuống hầm 2.2 Sử dụng máy chiếu đứng để chuyền toạ độ phương vị xuống hầm qua giếng đứng Máy chiếu đứng (PZL)... dụng máy chiếu đứng để thay cho dây dọi công tác chuyền toạ độ phương vị xuống hầm qua giếng đứng có độ xác đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cần thiết thi công xây dựng hầm theo phương pháp đào đối hướng