Свойства оптического клина и определение его угла

Оптический клин имеет свойство давать двойное изображение предмета под определенным и постоянным углом. Клин (рис. 15.12) вмонтирован в специальную оправу (насадку), которая надевается на объектив трубы щитового прибора. Один клин располагается в верхней, а другой - в нижней части насадки. Линия соприкосновения клиньев проходит через центр трубы и должна быть горизонтальна.

Рис. 15.12. Оптический клин

Пусть на окружности (рис. 15.13) имеются: два сигнала А и В и в точке J - щитовой прибор с оптическим клином. При визировании в трубу на сигнал А один оптический клин сместит изображение сигнала влево на угол , а другой вправо на тот же угол . Такое же явление и со вторым сигналом В. Следовательно, в трубе будут видны не два, а четыре изображения. Если поставить условие, что расстояние между сигналами А и В было взято таким, при котором угол преломления клина a был бы равен углу АIВ, то изображения точек В ¢ и А ² окажутся совмещенными.

Из рис. 15.13 следует, что при движении инструмента с оптическим клином строго по окружности изображения сигналов А² и В ¢ будет оставаться все время совмещенными, потому что постоянный угол клина a равен углу a между направлениями на точки А и В (как угол, опирающийся на одну и ту же дугу окружности). Пользуясь этим свойством оптического клина, можно при его помощи определять отклонения в плане ножа и хвоста щита.

Применительно к рис. 15.5 (см. п. 15.12) поперечный уклон щита ранен 100 мм (на радиус установленной на щите дуги). Для исключения влияния поперечного уклона щита нуль-пункт оптического прибора совмещают с делением шкалы на дуге, соответствующим значению поперечного уклона, т.е. 100 мм, и в этом положении прибор закрепляют прижимными винтами к дуге. Следовательно, оптический прибор (нулем своей шкалы) находится на вертикальной оси щита и поправка за поперечный уклон последнего автоматически исключается.

Двигая трубу щитового прибора с насаженным на ее объектив клином, добиваются совмещения изображений сигналов и производят после этого отсчет по шкале на щитовом приборе. В нашем примере (см. рис. 15.5) отклонение в плане для данной точки получено +13 мм. Далее щитовой прибор переносят на вторую дугу и производят те же действия. Уклонения ножа и хвоста от проектной оси в плане определяются по номограмме (см. приложение 15.1) или табличке.

Если принимается решение о проходке по кривым с применением оптического клина, геодезическо-маркшейдерская служба должна располагать наборами клиньев с различными углами. Так, если в проекте трассы сооружения предусмотрены кривые с радиусами от 400 до 2000 м, необходимо иметь в каждом наборе 8 штук, с углами от 0°45¢ до 2°30¢, с разницей в углах около 15¢.

При подборе оптического клина для ведения щита по кривой данного радиуса выбирается клин с таким углом, который позволил бы располагать сигналы в тоннеле на удобном для работы расстоянии между ними.

Если взять клин с малым углом, то осевые сигналы должны быть расположены на малом расстоянии друг от друга и при быстром продвижении щита потребуется частое перенесение этих сигналов. Чтобы реже заниматься перестановкой сигналов, можно применить клин с большим углом, но расстояние между осевыми сигналами может оказаться настолько велико, что щит может еще не успеть уйти вперед на это расстояние (чтобы появилась возможность установить новый сигнал), а задний тем временем уже скроется за обделкой тоннеля на закруглении трассы. Следовательно, клин должен подбираться такой, у которого угол позволил бы располагать осевые сигналы на максимальном расстоянии друг от друга, но чтобы до выхода из поля зрения в трубе щитового прибора заднего сигнала имелась бы возможность по расстоянию l установить сигнал новый - вблизи щита. Наличие этого условия избавит маркшейдеров от частой перестановки сигналов и обеспечит бесперебойное и точное определение щита в плане.

Рис. 15.13. Схема работы с оптическим клином на кривой

Наиболее удобными базами (расстояниями между сигналами) для кривых разных радиусов можно считать следующие:

Таблица 15-1

Радиусы кривых, м
Приближенные расстояния между сигналами, м

На основании вышеприведенной таблицы можно выбрать из набора клиньев для кривой, по которой предстоит вести щит, один клин с соответствующим углом.

Ниже приводится образец таблицы, составляемой по фактически измеренным углам имеющихся в наборе клиньев.

Таблица 15-2

№ клиньев	Угол клина	Длина фаз между сигналами при радиусах, м
R = 400	R = 500	R = 600	R = 800	R = 1000	R = 1500	R = 2000
	0°45¢	10,47	13,09	15,71	20,94	26,18	39,27	52,36
	1°00¢	15,71	17,45	20,94	27,92	34,90	52,36	69,81
	1°15¢	17,45	21,82	26,18	34,90	43,63	65,44	-
	1°30¢	20,94	26,18	31,41	41,88	52,35	-	-
	1°45¢	24,43	30,54	36,65	48,86	-	-	-
	2°00¢	27,92	34,90	41,88	-	-	-	-
	2°15¢	31,41	39,26	-	-	-	-	-
	2°30¢	34,90	-	-	-	-	-	-

Каждый изготовленный оптический клин должен быть проверен. Проверка заключается в инструментальном определении его угла оптическим теодолитом, на трубу которого при помощи специального приспособления накладывается оптическая труба щитового прибора с насаженным на нее клином.

При проверке угла a клина должны быть соблюдены следующие условия:

1) плоскость призм оптического клина должна находиться в центре вращения теодолита, а линия соприкосновения призм должна быть установлена горизонтально;

2) при измерении угла теодолит должен быть установлен по уровням и труба щитового прибора с клином должна быть на нем установлена горизонтально;

3) проверка угла клина производится обязательно в тех же условиях освещения и при том цвете сигнала, при которых будут определяться положения щита;

4) проверка угла клина производится при получении его от изготовителя и обязательно каждый раз перед началом работы на кривой. Определения делаются с многократным повторением приемов при расстояниях до сигналов 50, 75 и 100 м.

Для определения угла a наводят сетку нитей трубы с клином на одно из двух изображений сигнала ипо горизонтальному кругу теодолита производят отсчет; затем, вращая теодолит, наводят трубу на второе изображение сигнала и производят второй отсчет. Среднее из многократных значений разностей отсчетов по теодолиту и будет угол оптического клина.

Максимальные расхождения в определении угла оптического клина на разных расстояниях не должны превышать 12². За окончательное значение угла клина a принимается среднее арифметическое из всех определений (одни угол для всех расстояний). Так как угол оптического клина зависит от цвета сигнала, определение его рекомендуется производить в тоннеле на сигнал, принятый для работы.

Для ведения щита при помощи оптического клина предварительно рассчитывается установка сигналов в готовом тоннеле. Для ведения щита в начальной части кривой сигналы располагаются на условном продолжении кривой оси тоннеля на его прямолинейном участке.

Приложение 15-4

СПОСОБ
определения щита в плане и профиле

Описываемый ниже способ определения щита получил широкое применение на строительстве метрополитена в Москве. Способ этот заключается в следующем. От полигонометрических знаков инструментально выносится проектная ось тоннеля. Вместо дуг укрепляются линейки с сантиметровыми делениями; считая по ходу щита, деления на линейке возрастают от нулевого штриха вправо со знаком минус, а влево - со знаком плюс. Линейки укрепляются на щите до начала проходки так, чтобы нулевые штрихи совпадали с вертикальной осью щита. В этот момент поперечный уклон щита принимается равным нулю.

Проектная ось инструментально, методом створа передается к щиту и закрепляется в своде тоннеля (не менее чем тремя точками) в пределах площадки эректорной тележки.

Для определения положения щита в плане на линейку подвешивается отвес, устанавливаемый в створ проектной оси, и производится отсчет по шкале. Те же действия производят и по второй линейке. В полученные отсчеты вводится поправка за поперечный уклон щита, согласно данным уклономера (или уровней). Отсчеты по линейкам с введенными в них поправками и являются отклонениями в плане этих точек от проектной оси тоннеля. Отклонения в плане ножа и хвоста определяются при помощи таблички или номограммы (см. п. 15.12). Практически вместо передачи направления оси в пределы эректорной тележки применяют световые сигналы, а на линейках вместо отвесов используют диоптрийное устройство или оптическую визирную трубку.

При работе в пределах переходной или круговой кривой, в результаты определений по линейкам, помимо поправок за поперечный уклон щита, вводят также поправки за смещение оси тоннеля на данном пикете от закрепленного в тоннеле световыми сигналами створа (по линии тангенса или по стягивающей хорде, по хорде или секущей на круговой кривой).

Если ось тоннеля закрыта каким-либо оборудованием, пользуются смещенной осью.

Определение положения щита в профиле производится при помощи горизонтальных щелей экранов, для чего на щите укрепляется вертикальная реечка с ползунком-диоптром.

Для контрольного определения отметок ножа и хвоста щита нивелируют какой-либо один из осевых знаков 10, 11 или 12. Имея расстояния H ₁, H ₂, H ₃ вычисляют абсолютную отметку низа оболочки щита в соответствующей точке. По полученной отметке и по фактическому продольному уклону щита, определяемому при помощи уровня или уклономера, подсчитывают абсолютные отметки ножа и хвоста.

Наблюдение за положением щита во время его движения по трассе производят при помощи уклономера (или уровней) и боковых продольных реек.

В процессе передвижки щита производят контрольные определения положения его в плане и профиле.

Приложение 15-5

Щитовой журнал

Глава 16

⇐ Предыдущая24252627282930313233Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: