Nội dung của bài báo trình bày một số kết quả nghiên cứu về đặc điểm và giải pháp kỹ thuật của công tác chuyển độ cao qua giếng đứng xuống hầm, một số kết quả đo thực nghiệm, từ đó lựa chọn phương pháp chuyển độ cao qua giếng đứng xuống hầm phù hợp nhất nhằm nâng cao hiệu quả công tác định hướng hầm khi thi công các công trình đường hầm có độ sâu lớn. Mời các bạn tham khảo!
Nghiên cứu - Ứng dụng NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ CÔNG TÁC CHUYỂN ĐỘ CAO QUA GIẾNG ĐỨNG XUỐNG HẦM KHI THI CƠNG CÁC CƠNG TRÌNH ĐƯỜNG HẦM CĨ ĐỘ SÂU LỚN DIÊM CƠNG HUY Viện Khoa học Cơng nghệ Xây dựng - Bộ Xây dựng Tóm tắt: Nội dung báo trình bày số kết nghiên cứu đặc điểm giải pháp kỹ thuật công tác chuyển độ cao qua giếng đứng xuống hầm, số kết đo thực nghiệm, từ lựa chọn phương pháp chuyển độ cao qua giếng đứng xuống hầm phù hợp nhằm nâng cao hiệu công tác định hướng hầm thi công cơng trình đường hầm có độ sâu lớn Đặt vấn đề Khi thi cơng cơng trình đường hầm, độ xác cơng trình phụ thuộc nhiều vào công tác định hướng hầm Nếu công tác định hướng đào hầm làm khơng tốt kết thông hầm không đạt yêu cầu hạn sai làm ảnh hưởng đến chất lượng, tiến độ thi công công trình Do vấn đề định hướng đường hầm quan trọng công tác thi công đường hầm có độ sâu lớn Cơng tác định hướng hầm phải dựa vào sở trắc địa thi công hầm bao gồm: lưới khống chế mặt đất, lưới khống chế hầm công tác chuyền tọa độ độ cao xuống hầm Để đảm bảo cho công tác thông hầm đạt hiệu cao nằm giới hạn cho phép cần giải vấn đề nâng cao độ xác sở trắc địa thi công hầm Do đặc điểm công tác thi công hầm nên vấn đề đo đạc chuyền độ cao qua giếng đứng xuống hầm để thành lập lưới khống chế độ cao thi cơng hầm có nhiều phương pháp khác Do cần phải nghiên cứu lựa chọn phương pháp chuyển độ cao qua giếng đứng xuống hầm phù hợp nhằm đảm bảo độ xác định hướng hầm đáp ứng điều kiện thi công hầm thực tế phù hợp với tiến độ thi cơng cơng trình Cơ sở lý thuyết phương pháp thực 2.1 Cơ sở lý thuyết Nguyên lý việc truyền độ cao từ mặt đất xuống hầm “Tạo hai mặt phẳng song song với nhau, mặt phẳng mặt đất mặt phẳng hầm” Nếu xác định khoảng cách hai mặt phẳng truyền độ cao từ mặt đất xuống hầm 2.2 Phương pháp thực Sơ đồ chuyền độ cao máy toàn đạc điện tử qua giếng đứng xuống hầm đưa (hình 1) Tại vị trí mặt đất, cách giếng đứng khoảng cách từ 10m ÷15m đặt máy Tồn đạc điện tử D Trên miệng giếng đặt gương phẳng P quay quanh trục cố định tạo thành góc tới 450 so với phương nằm ngang đường chuyền tia sáng (Xem hình 1) Nhờ gương phẳng phụ P mà tia sáng từ máy Toàn đạc điện tử đến gương Ngày nhận bài: 03/11/2016, ngày chuyển phản biện: 07/11/2016, ngày chấp nhận phản biện: 21/11/2016, ngày chấp nhận đăng: 28/11/2016 50 t¹p chÝ khoa häc đo đạc đồ số 30-12/2016 Nghiờn cu - Ứng dụng phẳng P thay đổi hướng 900 hướng đến gương phản xạ O đặt hầm Tia phản xạ trở lại gương P phận thu nhận ánh sáng máy Toàn đạc điện tử [1] hầm tính theo cơng thức: HB = HA + (a1 – a2) – (L-l) – (b1 – b2) (1) Trong đó: HA độ cao điểm A mặt đất; a1, a2 đọc số mia mặt đất; l khoảng cách từ gương phẳng phụ đến máy đo khoảng cách; L khoảng cách đo máy đo dài từ máy đến gương O hầm; b1, b2 số đọc mia hầm Cơng thức (1) viết sau: HB = H A + h – h – h (2) Trong đó: Hình 1: Sơ đồ chuyền độ cao máy tồn đạc điện tử qua giếng đứng xuống hầm Trình tự đo đạc để chuyền độ cao từ mặt đất xuống hầm triển khai sau: - Từ điểm A điểm khống chế độ cao mặt đất có độ cao HA dùng máy thủy chuẩn để xác định độ cao tâm phát sóng máy tồn đạc điện tử cách đọc số mia dựng điểm A (số đọc a1) số đọc thước mm đặt tâm phát sóng máy tồn đạc điện tử (a2) Để gương phẳng P vị trí vng góc với phương phát sóng đo khoảng cách l Quay gương P sang vị trí với tia sóng góc 450 để tia sóng xuống hầm phản xạ quay trở lại máy toàn đạc điện tử, đo khoảng cách L - Trong hầm tiến hành chuyền độ cao từ gương O đến điểm B điểm khống chế độ cao hầm cách sử dụng máy thủy chuẩn đọc số mia điểm B (số đọc b1) đọc số thước đo gương phản xạ O (số đọc b2) Khi độ cao điểm B h1 = a – a2 h2 = L – l h3 = b1 – b2 - Đánh giá độ xác phương pháp Từ cơng thức (2) ta có: m2HB = m2HA + m2h1 + m2h2 + m2h3 (3) Trong đó: mHA sai số liệu gốc điểm độ cao mặt đất (Bỏ qua sai số liệu gốc, ta có mHA = 0) mh1 sai số đo thủy chuẩn mặt đất mh2 sai số đo cạnh máy TĐĐT mh3 sai số đo thủy chuẩn hầm Ta có: m2h2 = m2L + m2l Theo nguyên tắc ảnh hưởng nhau: mL = ml m2h2 = 2m2L= 2m2S mh1 = mh2 = 2m2h t¹p chÝ khoa học đo đạc đồ số 30-12/2016 51 Nghiên cứu - Ứng dụng Thay vào (3) ta có: m2HB = 2m2h + 2m2S Vậy độ xác phương pháp phụ thuộc vào độ xác đo thủy chuẩn mặt đất hầm (mh) độ xác máy TĐĐT dùng để đo (mS) Kết thực nghiệm cho thấy dùng máy TĐĐT TCR405 có độ xác mS = 2mm + 2ppm để đo sai số trung phương chuyển độ cao đạt độ xác mh2 = ± 1.3mm [4] Phương pháp chuyền độ cao xuống hầm máy toàn đạc điện tử có nhiều ưu điểm vượt trội so với phương pháp chuyền độ cao truyền thống, cần phải tiến hành đo thực nghiệm để khẳng định độ xác khả ứng dụng phương pháp Đo đạc tính tốn thực nghiệm Quá trình đo đạc thực nghiệm để minh chứng cho khả ứng dụng phương pháp dùng máy TĐĐT chuyền độ cao qua giếng đứng xuống hầm độ xác đạt Cơng tác thực nghiệm tiến hành với máy toàn đạc điện tử Leica TS 06 Plus có độ xác đo cạnh ms = 1.5mm + 2.0ppm độ xác đo góc mβ = 2” Tiến hành đo với phương án theo sơ đồ thiết kế hình hố thang máy từ tầng 29 xuống tầng 01 (cốt 00), Block HH4 cơng trình 136 Hồ Tùng Mậu, Hà Nội, cụ thể tiến hành sau: - Đầu tiên đặt máy TĐĐT gương phẳng P tầng 29, Block HH4, xoay gương phẳng P vng góc với phương truyền sóng máy TĐĐT, để ống kính máy vị trí 900, tiến hành bật tia Laser, đánh dấu điểm M gương phụ P đo khoảng cách từ máy TĐĐT tới P chế độ đo không gương ta khoảng cách l (bảng 1) Vì gương phẳng P xoay 450 xuống tầng yêu cầu độ xác cao nên chúng tơi dùng dây dọi để dọi từ điểm M đánh dấu gương phụ P xuống tầng 1, xác định điểm N tầng Đặt gương phản xạ O trùng với điểm N sau xoay gương phụ P nghiêng úp xuống đến thấy tia laser gương phản xạ O tầng dừng lại đo khoảng cách L = l + S (bảng 1) chế độ đo có gương máy TĐĐT Dựa vào kết trên, ta tính khoảng cách từ gương phụ P đến gương phản xạ O S (Xem bảng 1) - Dùng máy thuỷ chuẩn đo chênh cao từ mốc A đến tâm phát sóng máy TĐĐT chênh cao + 1.372m đo chênh cao tâm gương phản xạ O đến mốc độ cao B – 0.084m theo sơ đồ đo hình Bảng 1: Kết đo khoảng cách từ máy TĐĐT đến gương phụ P gương phản xạ O Đo khoảng cách từ máy Khoảng cách đo máy TĐĐT tới gương phẳng TĐĐT Leicar TS 06 Plus 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 l (m) L (m) S = L - l (m) lần 4.192 100.262 lần 4.192 100.262 lần 4.192 100.262 Trung bình 4.192 100.262 52 96.070 tạp chí khoa học đo đạc đồ số 30-12/2016 Nghiờn cu - ng dng - Độ cao điểm B tính theo cơng thức HB = HA + (a1 – a2) – (L –l) – (b1 – b2) (4) Thay số vào ta có: HB = 5.000 + 1.372 – 96.070 – 0.084 = - 89.782 m (5) Chúng tiến hành đo đạc thực nghiệm phương pháp chuyền độ cao qua giếng đứng xuống hầm hai phương pháp truyền thống phương pháp thước thép phương pháp dây thép vị trí đo thực nghiệm máy TĐĐT Kết độ cao điểm B đo phương pháp thước thép -89.780m kết đo độ cao điểm B phương pháp dây thép -89.785m (Xem bảng 2) Nhận xét: Từ kết so sánh bảng cho thấy độ cao chuyền máy TĐĐT so với độ cao chuyền hai phương pháp truyền thống phương pháp chuyền dây thép phương pháp chuyền thước thép có sai lệch nằm giới hạn cho phép (03mm) [1] Kết thực nghiệm cho thấy sử dụng máy TĐĐT để chuyền độ cao xuống hầm qua giếng đứng có chiều sâu lớn thay hai phương pháp truyền thống hay dùng phương pháp chuyền thước thép phương pháp chuyền dây thép, khắc phục khó khăn mặt kỹ thuật thường gặp dùng hai phương pháp truyền thống Kết luận Từ kết phân tích lý thuyết đo đạc thực nghiệm, rút số kết luận sau đây: - Hồn tồn sử dụng máy TĐĐT để chuyền độ cao qua giếng đứng từ mặt đất xuống hầm, đặc biệt hiệu cơng trình đường hầm có độ sâu lớn - Để kết chuyền độ cao xuống hầm xác nhất, nên dùng dây dọi để xác định vị trí đặt gương phản xạ O hầm Khi đo khoảng cách từ máy TĐĐT đến gương phẳng phụ P nên đo chế độ đo không gương đo khoảng cách từ máy TĐĐT đến gương phản xạ O nên đo chế độ đo có gương.m Tài liệu tham khảo [1] Phan Văn Hiến nnk (2013), Giáo trình Trắc địa cơng trình ngầm Trường Đại học Tài ngun Mơi trường Hà Nội [2] Trần Viết Tuấn nnk (2016), Máy trắc địa Đo đạc điện tử, Nxb Bách khoa Hà Nội [3] Trần Viết Tuấn (2013), Nghiên cứu hoàn thiện phương pháp chuyền độ cao qua giếng đứng xuống hầm máy Tồn đạc điện tử, Tạp chí KHKT Mỏ - Địa chất, số 44, 10-2013 [4] Trần Viết Tuấn (2013), Nghiên cứu ứng dụng máy Toàn đạc điện tử để chuyển độ cao qua giếng đứng xuống hầm thi cơng hầm đối hướng, Tạp chí Khoa học Công nghệ Mỏ, số – 2013.m Bảng 2: So sánh kết chuyền độ cao theo ba phương pháp Phương pháp chuyền độ cao Chuyền độ cao Chuyền độ cao Chuyền độ Chênh lệch TĐĐT Chênh lệch thước máy cao dây phương pháp TĐĐT phương thước thép pháp dây thép thép TĐĐT thép 5=3-2 6=3-4 Độ cao điểm B - 89.780 m - 89.782 m - 89.785 m - 02 mm + 03 mm tạp chí khoa học đo đạc đồ số 30-12/2016 53 Nghiên cứu - Ứng dụng Summary Studying a solution for improving the working effectiveness of transferring altitudes via vertical shafts to tunnels when building big-depth tunnels Diem Cong Huy Vietnam Institute for Building Science and Technology (IBST) - Ministry of Construction (MOC) This paper presents some studying results on the technical characteristics and solutions for transferring altitudes via vertical shafts to the tunnel, some experimental surveying results, from which the most suitable method for transferring the altitudes via the vertical shafts to the tunnel can be selected and applied when building the big-depth tunnels.m XÁC ĐỊNH LƯỢNG BỐC THOÁT NƯỚC (Tiếp theo trang 49) [3] Jackson, R D., J L Hatfield, R J toán lượng bốc thoát nước khu vực Reginato, S B Idso, and P J Pinter, Jr., phía bắc Việt Nam sử dụng tư liệu Estimation of daily evapotranspiration from viễn thám”, Kỷ yếu Hội thảo Khoa học Công one-time-of-day nghệ, Viện khoa học Đo đạc Bản đồ, Hà measurements Agric Water Manage 7(3) (1983) 351-362 Nội, 2014 [4] Minh Le, Ke Luong Chinh, Tuong [6] ThS Nguyễn Văn Hùng cộng Tran Ngoc, Hung Nguyen Van, Son Le sự, 2016 “Mơ hình ước tính bốc Minh, Essessing the accuracy of land surfa- nước thực tế tích hợp số thực vật ce by NDVI ảnh Modis với số liệu khí tượng Makkink’s model based on solar radiation cho địa hình miền Bắc Việt Nam”, Kỷ yếu extracted from modis data, Proceedings of Hội thảo khoa học Đo đạc Bản đồ với the ứng phó biến đổi khí hậu, Viện khoa học Đo evapotranspiration 9th International estimated Conference on Geoinformation for Disaster Management, Hanoi, Vietnam, 9-11 Dec 2013 đạc Bản đồ, Hà Nội [7] Roerink, G.J.; Su, Z.; Menenti, M S- [5] Nguyễn Văn Hùng, Trần Ngọc SEBI: A simple remote sensing algorithm to Tưởng, Lương Chính Kế “Xác định hệ số estimate the surface energy balance Phys tuyến tính mơ hình Makkink cho tính Chem Earth B 2000, 25, 147–157.m 54 t¹p chí khoa học đo đạc đồ số 30-12/2016 ... Hồn tồn sử dụng máy TĐĐT để chuyền độ cao qua giếng đứng từ mặt đất xuống hầm, đặc biệt hiệu cơng trình đường hầm có độ sâu lớn - Để kết chuyền độ cao xuống hầm xác nhất, nên dùng dây dọi để xác... đồ chuyền độ cao máy toàn đạc điện tử qua giếng đứng xuống hầm Trình tự đo đạc để chuyền độ cao từ mặt đất xuống hầm triển khai sau: - Từ điểm A điểm khống chế độ cao mặt đất có độ cao HA dùng... tử để chuyển độ cao qua giếng đứng xuống hầm thi công hầm đối hướng, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Mỏ, số – 2013.m Bảng 2: So sánh kết chuyền độ cao theo ba phương pháp Phương pháp chuyền độ cao Chuyền