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.
a. Phơng pháp hình học hay cịn gọi là phơng pháp trực tiếp
Trong phơng pháp này, vị trí mặt bằng của trục đờng hầm đợc vạch đá đánh dấu trực tiếp trên mặt đất dùng làm căn cứ cho thi công đờng hầm.
Đối với đờng hầm thẳng, phơng pháp này đợc trình bày nh sau:
Giả thiết A và D là hai điểm đã biết trên trục hầm tại hai cửa hầm, nhng khơng thể nhìn thơng nhau. Cần xác định hai điểm B và C trên hớng trục hầm để làm căn cứ chỉ hớng đào hầm, hình 1-1.
Hình 1-1
Dựa vào tọa độ thiết kế của A và D tính đợc phơng vị của AD. Trên thực địa chọn điểm B’ nằm trên hớng AD với khả năng có thể. Tại B’ đặt máy kinh vĩ và dùng phơng pháp thuận đảo ống kính để kéo dài B’C’ đến D’. Điểm D’ chệnh điểm D một đoạn DD’. Đo trực tiếp độ dài DD’ trên thực địa. Đo chiều dài AB’, B’C’, C’D’ bằng phơng pháp thị cự hoặc đo trên bản đồ. Tính:
(1-1) Để điều chỉnh vị trí điểm C’ về điểm C.
Sau đó đặt máy tại C, với phơng pháp nh trên, kéo dài DC đến B và từ B kéo dài CB đến A. Lần này điểm A đợc xác định trên đờng kéo dài, ký hiệu A’, có thể
'' ' ' ' AC AD DD CC =
46
vẫn cha trùng điểm A đã biết. Đo trực tiếp độ lệch AA’. Tính và điều chỉnh vị trí các điểm B, C cho đến khi hai điểm B, C thực sự nằm trên đờng trục AD
Cuối cùng đóng cọc đánh dấu hai điểm B,C trên thực địa để làm căn cứ thi công đờng hầm.
Đối với đờng hầm cong, dựa vào các yếu tố đờng cong đã thiết kế, theo phơng pháp bố trí đờng cong để vạch và đánh dấu trục đờng hầm trên thực địa với độ chính xác theo u cầu. Sau đó đo lại chính xác hơn chiều dài và góc ngoặt của trục hầm làm căn cứ thi công đờng hầm.
Phương pháp bố trí trực tiếp tại hiện trờng có u điểm là không cần lập ưlới khống chế trắc địa, việc đo đạc đơn giản và khơng phải tính tốn phức tạp. Nhng phơng pháp này có nhợc điểm lớn là rất khó bảo đảm độ chính xác thơng hầm đối hớng trong điều kiện đồi núi hoặc thành phố, rất khó khăn cho việc đo đạc và bố trí đờng hầm ngăn giao thơng và các cơng trình thủy lợi – thủy điện, khi điều kiện địa hình khơng phức tạp lắm và u cầu độ chính xác khơng cao.
b. Phơng pháp giải tích
Trong phương pháp này, sau khi đã thiết kế đờng hầm, ngời ta thành lập lới cơ sở trắc địa mặt bằng và độ cao trên mặt đất. Từ đó xác định vị trí tơng hỗ của hai cửa hầm và tọa độ các điểm trên trục hầm trong hệ tọa độ thi công đờng hầm. Trong q trình thi cơng, chuyển tọa độ và độ cao trên mặt đất xuống hầm qua cửa hầm, hầm bằng, giếng đứng, giếng nghiêng, và từ đó lập cơ sở trắc địa trong hầm. Vị trí các điểm trên trục đờng hầm và các kiến trúc trong hầm đều đợc bố trí trên cơ sở của hệ trục tọa độ này.
Phương pháp giải tích đã hạn chế sự tích lũy sai số đo đạc và đảm bảo độ chính xác thơng hầm đổi hớng cũng nh độ chính xác của các cơng trình kiến trúc nằm sâu trong lịng đất. Do đó phơng pháp giải tích là phương pháp bố trí đáng tin cậy và đợc ứng dụng rộng rãi trong xây dựng đường hầm. Đó cũng là nội dung chủ yếu của giáo trình này.