Một số biện pháp nâng cao độ chính xác khống chế trắc địa mặt bằng trong hầm
- 36 trang
- file: .doc
đang tải dữ liệu....
Tài liệu bị giới hạn, để xem hết nội dung vui lòng tải về máy tính.
Tải xuống - 36 trangNội dung text: Một số biện pháp nâng cao độ chính xác khống chế trắc địa mặt bằng trong hầm
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
Môc lôc
Môc lôc 1
Më ®Çu 2
Ch¬ng1 c«ng t¸c tr¾c ®Þa trong x©y dùng ®êng hÇm
1.1 C¬ së tr¾c ®Þa trong x©y dùng c«ng tr×nh ®êng hÇm 5
1.1.1 Líi khèng chÕ mÆt b»ng trªn mÆt b»ng trªn mÆt ®Êt 5
1.1.2 §Þnh híng c¬ së tr¾c ®Þa trong hÇm 6
1.1.3 Líi khèng chÕ tr¾c ®Þa trong hÇm 6
1.1.4 Thµnh lËp hÖ thèng khèng chÕ ®é cao 7
1.2 Sai sè ®µo th«ng hÇm 8
1.2.1 Ph©n lo¹i sai sè ®µo th«ng hÇm vµ h¹n sai cho phÐp 8
1.2.2 C¸c nguån sai sè ®µo th«ng hÇm 10
1 C¸c nguån sai sè ¶nh hëng tíi ®é chÝnh x¸c híng ngang ®µo th«ng hÇm
2 C¸c nguån sai sè ¶nh hëng tíi ®é chÝnh x¸c vÒ ®é cao ®µo th«ng hÇm
1.2.3 Nguyªn t¾c ph©n phèi c¸c nguån sai sè 12
1. Nguyªn t¾c ¶nh hëng b»ng nhau
2. Nguyªn t¾c ¶nh hëng kh«ng b»ng nhau
1.3. ¦íc tÝnh sai sè cña líi khèng chÕ tr¾c ®Þa trªn mÆt ®Êt ®èi víi ®é
chÝnh x¸c ®µo th«ng hÇm 13
1.3.1. Líi ®êng chuyÒn 13
1. C«ng thøc ®iÓm cuèi
2. C«ng thøc ®iÓm ®µo th«ng
1.3.2. Líi tam gi¸c vµ líi GPS 16
1. ¦íc tÝnh theo sai sè trung ph¬ng vÞ trÝ ®iÓm cuèi chuçi
2. ¦íc tÝnh sai sè híng ngang ®iÓm ®µo th«ng hÇm
1.4 ¦íc tÝnh ®é chÝnh x¸c ®o ®êng chuyÒn trong hÇm 20
1.4.1 §èi víi ®o¹n hÇm th¼ng hoÆc cong cã b¸n kÝnh rÊt lín 20
1.4.2 §èi víi ®o¹n hÇm cã b¸n kÝnh nhá 21
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 1 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
Ch¬ng 2: mét sè biÖn ph¸p n©ng cao ®é chÝnh x¸c khèng
chÕ tr¾c ®Þa mÆt b»ng trong hÇm 22
2.1 §Æc ®iÓm cña khèng chÕ tr¾c ®Þa mÆt b»ng trong hÇm 22
2.2 C¸c ph¬ng ph¸p thµnh lËp líi mÆt b»ng trong hÇm 24
2.3 C¸c ph¬ng ph¸p n©ng cao ®é chÝnh x¸c líi 25
2.3.1 N©ng cao ®é chÝnh x¸c ®o ®¹c 25
2.3.2 thiÕt kÕ mét sè d¹ng líi mÆt b»ng trong hÇm 26
2.4ThiÕt kÕ ®êng chuyÒn trong hÇm cã ®o thªm ph¬ng vÞ b»ng m¸y con
quay 27
2.5 N©ng cao ®é chÝnh x¸c chuyÒn täa ®é tõ mÆt ®Êt xu«ng hÇm 33
CH¦¥NG 3: THIÕT KÕ Vµ §O §¹C THùC NGHIÖM
Më §ÇU
Nh÷ng n¨m gÇn ®©y víi sù ph¸t triÓn m¹nh mÏ cña nÒn kinh tÕ th× c«ng
cuéc c«ng nghiÖp hãa hiÖn ®¹i hãa ®îc thóc ®Èy mét c¸ch m¹nh mÏ: quy ho¹ch
ph¸t triÓn ®« thÞ x©y dùng c¸c nhµ m¸y ®Ó ®i vµo s¶n xuÊt, x©y dùng m¹ng líi
giao th«ng, nhµ m¸y thñy ®iÖn…ngµy cµng ®îc x©y dùng mét nhiÒu h¬n, c«ng
tr×nh cò ®îc tu bæ cho hiÖn ®¹i h¬n.
Hoµ chung trong sù ph¸t triÓn cña khoa häc kü thuËt, th× yªu cÇu thi c«ng
vËn hµnh c«ng tr×nh nãi trung vµ c«ng tr×nh hÇm nãi giªng ngµy mét ®ßi hái cã
®é chÝnh x¸c cao, ®¶m b¶o cho c«ng tr×nh cã ®é chÝnh x¸c quy ®Þnh.
§Ó ®¸p øng nhu cÇu ®ã th× c«ng t¸c tr¾c ®Þa trong x©y dùng c«ng tr×nh hÇm
gi÷ vai trß cùc kú quan träng trong suèt qu¸ tr×nh thiÕt kÕ, thi c«ng, sö dông
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 2 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
c«ng tr×nh hÇm. Trong ®ã, ®¶m b¶o ®µo th«ng hÇm ®æi híng ®îc ®a lªn hµng
®Çu. C¬ së tr¾c ®Þa phôc vô x©y dùng mét c«ng tr×nh ®êng hÇm lµ lËp líi khèng
chÕ tr¾c ®Þa trªn mÆt ®Êt vµ x©y dùng hÖ thèng khèng chÕ tr¾c ®Þa trong hÇm.
V× vËy viÖc thµnh lËp líi khèng chÕ cã ®é chÝnh x¸c cã vai trß rÊt quan träng,
trong viÖc ®µo th«ng hÇm ®æi híng.
§èi víi c«ng tr×nh cô thÓ, tïy tõng ®Æc ®iÓm cô thÓ cña ®êng hÇm mµ ta cã
c¸c ph¬ng ph¸p thµnh lËp líi khèng chÕ kh¸c nhau.
Víi môc ®Ých trªn díi sù híng dÉn cña thÇy gi¸o Ph¹m Quèc Kh¸nh t«i ®îc
nhËn ®Ò tµi:
“ Mét sè biÖn ph¸p n©ng cao ®é chÝnh x¸c khèng chÕ tr¾c ®Þa mÆt b»ng
trong hÇm”
Néi dung cô thÓ ®îc tr×nh bµy nh sau:
Ch¬ng 1: C«ng t¸c tr¾c ®Þa trong x©y dùng ®êng hÇm
Trong ch¬ng nµy sÏ nªu nªn c¬ së tr¾c ®Þa trong x©y dùng c«ng tr×nh hÇm,
sai sè ®µo th«ng hÇm, íc tÝnh sai sè cña líi khèng chÕ tr¾c ®Þa trªn mÆt ®Êt víi
®é chÝnh x¸c ®µo th«ng hÇm vµ íc tÝnh ®é chÝnh x¸c ®o ®êng chuyÒn trong
hÇm.
Ch¬ng 2: Mét sè biÖn ph¸p n©ng cao ®é chÝnh x¸c khèng chÕ tr¾c ®Þa mÆt
b»ng trong hÇm
Nãi nªn ®Æc ®iÓm cña khèng chÕ tr¾c ®Þa mÆt b»ng trong hÇm, c¸c biÖn ph¸p
thµnh lËp líi líi mÆt b»ng trong hÇm vµ mét sè biÖn ph¸p n©ng cao ®é chÝnh
x¸c khèng chÕ tr¾c ®Þa mÆt b»ng trong hÇm.
Ch¬ng 3: ThiÕt kÕ vµ ®o ®¹c líi thùc nghiÖm
Giíi thiÖu vÒ m« h×nh ®êng hÇm, thiÕt kÕ mét sè d¹ng líi mÆt b»ng trong
hÇm vµ ®o ®¹c vµ sö lý sè liÖu sÏ lµ chøng minh cô thÓ cho ®Ò tµi.
§Ó hoµn thµnh ®îc c¸c chñ ®Ò nªu trªn cña ®å ¸n, t«i ®îc c¸c thÇy c« trong
khoa gióp ®ì cïng sù chØ b¶o híng dÉn tËn t×nh cña thÇy gi¸o Ph¹m Quèc
Kh¸nh .
MÆc dï ®· cè g¾ng nh ng do kiÕn thøc chuyªn m«n cßn h¹n hÑp,
thêi gian nghiªn cøu ®Ò tµi cßn Ýt nªn ®å ¸n kh«ng tr¸nh khái
nh÷ng thiÕu sãt. T«i rÊt mong ® îc sù chØ b¶o cña c¸c thÇy c« gi¸o
vµ c¸c ®ång nghiÖp ®Ó ®å ¸n ® îc hoµn chØnh h¬n.
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 3 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
T«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n
Hµ Néi 6-2008
Sinh viªn
Vò V¨n Trung
CH¦¥NG I
C¤NG t¸c TR¾C §ÞA TRONG X¢Y DùNG §¦êng HÇM
1.1 C¥ së TR¾C §ÞA TRONG X¢Y DùNG C¤NG TR×NH §¦êNG HÇM
NhiÖm vô chñ yÕu cña tr¾c ®Þa trong x©y dùng ®ßng hÇm lµ b¶o ®¶m ®µo
th«ng hÇm ®èi híng víi ®é chÝnh x¸c theo yªu cÇu. §ång thêi b¶o ®¶m ®é
chÝnh x¸c x©y dùng ®êng hÇm,c¸c c«ng tr×nh kiÕn tróc trong hÇm ®óng víi
h×nh d¹ng kÝch thíc thiÕt kÕ vµ quan tr¾c biÕn d¹ng c«ng tr×nh trong lóc thi
c«ng cung nh lóc sö dông ®êng hÇm.
C¬ së tr¾c ®Þa phôc vô x©y dùng mét c«ng tr×nh hÇm lµ lËp líi khèng chÕ
tr¾c ®Þa trªn mÆt ®Êt,chuyÒn täa ®é, ph¬ng vÞ vµ ®é cao xuèng hÇm qua cöa
hÇm, th«ng giã, giÕng ®øng, giÕng nghiªng… vµ x©y dùng hÖ thèng khèng chÕ
tr¾c ®Þa trong hÇm
1.1.1 Líi khèng chÕ mÆt b»ng trªn mÆt ®Êt
Líi khèng chÕ tr¾c ®Þa trªn mÆt ®Êt lµ ®iÒu kiÖn c¬ b¶n, quyÕt ®Þnh toµn bé
c¸c c«ng viÖc trong x©y dùng hÇm, lµ c¬ së cña luíi khèng chÕ tr¾c ®Þa trong
hÇm mµ dùa vµo ®ã ®Ó chØ ®¹o ®µo hÇm, bè trÝ c¸c kiÕn tróc trong hÇm vµ quan
tr¾c biÕn d¹ng c«ng tr×nh khi hÇm ®îc ®a vµo sö dông.
ViÖc thµnh lËp líi khèng chÕ mÆt b»ng trªn mÆt ®Êt ®îc hoµn thµnh tríc khi
®µo hÇm. tríc ®©y líi khèng chÕ mÆt b»ng thêng ®îc thµnh lËp díi d¹ng chuçi
tam gi¸c ®o gãc cã ®o thªm c¹nh ®¸y, líi tam gi¸c ®o gãc c¹nh hoÆc líi ®êng
chuyÒn. Tõ nhng n¨m 90 cña thÕ kû truíc, níc ta ®· b¾t ®Çu øng dông c«ng
nghÖ GPS x©y dùng líi khèng chÕ mÆt b»ng trong thi c«ng ®êng hÇm ®iÎn h×nh
lµ líi GPS hÇm H¶I V¢N, líi GPS thi c«ng ®êng hÇm thñy ®iÖn A V¦¥NG…
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 4 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
Thµnh lËp líi khèng chÕ mÆt b»ng trªn mÆt ®Êt b»ng c«ng nghÖ GPS cã u
®iÓm vît tréi so víi líi tr¾c ®Þa truyÒn thèng; kh«ng cÇn th«ng híng, ®é chÝnh
x¸c cao, ®å h×nh líi linh ho¹t, ®o nhanh, chi phÝ thÊp nªn c«ng nghÖ GPS ngµy
cµng ®îc sö dông réng r·i
1.1.2 §Þnh híng c¬ së tr¾c ®Þa trong hÇm
ViÖc chuyÒn täa ®é vµ ph¬ng vÞ tõ hÖ thèng khèng chÕ mÆt b»ng trªn mÆt
®Êt xuèng hÇm ®Ó t¹o sè liÖu khëi tÝnh cho c¬ së tr¾c ®Þa trong hÇm gäi lµ ®Þnh
huíng c¬ së tr¾c ®Þa trong hÇm,hoÆc cßn gäi lµ ®o liªn hÖ hoÆc ®o nèi.Qua ®ã
lµm cho khèng chÕ mÆt b»ng trong hÇm cã cïng hÖ täa ®é víi khèng chÕ mÆt
b»ng trªn mÆt ®Êt.
Cã thÓ ®Þnh híng qua cöa hÇm hoÆc nèi ®µo phô tïy thuéc vµo tõng hÇm cô
thÓ.NÕu ®êng hÇm ®îc ®Þnh híng qua cöa hÇm th× ®o nèi nh líi khèng chÕ trªn
mÆt ®Êt, nÕu ®êng hÇm dµi trªn cã giÕng ®øng th× cã thÓ ®Þnh híng ®êng hÇm
qua giÕng ®øng b»ng ph¬ng ph¸p tam gi¸c liªn hÖ hoÆc dïng m¸y con quay x¸c
®Þnh ph¬ng vÞ khëi ®Çu cña ®êng chuyÒn trong hÇm.
1.1.3 Líi khèng chÕ tr¾c ®Þa trong hÇm
Do ®iÒu kiÖn thi c«ng trong hÇm chËt hÑp nªn khèng chÕ tr¾c ®ia trong hÇm
®îc x©y dùng díi d¹ng lµ líi ®êng chuyÒn.§êng chuyÒn trong hÇm ®îc chia
thµnh c¸c lo¹i sau:
§êng chuyÒn tiÖm cËn: trong trêng hîp giÕng ®øng ®îc ®µo lÖch sang mét
bªn cña ®êng hÇm th× cÇn thµnh lËp ®êng chuyÒn tiÖm cËn ®Ó dÉn täa ®é vµ ph-
¬ng vÞ ®îc chuyÒn tõ trªn mÆt ®Êt xuèng vµo ®êng hÇm chÝnh.
§êng chuyÒn thi c«ng: ®îc thµnh lËp víi c¹nh g¾n ®Ó tiÖn chØ ®¹o ®µo hÇm
theo tiÕn ®é thi c«ng hÇm .
§êng chuyÒn c¹nh dµi: Khi hÇm ®· ®µo ®îc mét ®o¹n dµi, ®êng chuyÒn thi
c«ng gåm nhiÒu c¹nh g¾n sÏ kh«ng ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c vÒ ph¬ng vÞ. Lóc ®ã
cÇn thµnh lËp ®êng chuyÒn c¹nh dµi dùa trªn c¸c ®iÓm cña ®êng chuyÒn thi
c«ng (bá qua mét sè ®iÓm trung gian) ®Ó ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c ph¬ng vÞ. §êng
chuyÒn trong hÇm lµ ®êng chuyÒn nh¸nh.
1.1.4 Thµnh lËp hÖ thèng khèng chÕ ®é cao
Trôc ®êng hÇm vµ c¸c kiÕn tróc trong hÇm ®îc x¸c ®Þnh vµ ®îc bè trÝ trong
kh«ng gian ba chiÒu. §Ó ®¶m b¶o th«ng hÇm ®èi híng, x©y dùng c¸c c«ng
tr×nh kiÕn tróc, l¾p ®Æt c¸c thiÕt bÞ trong hÇm vµ ®o lón, cÇn ph¶i thµnh lËp hÖ
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 5 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
thèng khèng chÕ ®é cao t¬ng tù nh khèng chÕ mÆt b»ng, hÖ thèng khèng chÕ
®é cao bao gåm:
+ Khèng chÕ ®é cao trªn mÆt ®Êt: thµnh lËp c¸c tuyÕn thñy chuÈn xuÊt ph¸t
tõ ®iÓm thñy chuÈn nhµ níc vµ cã thÓ t¹o thµnh líi. T¹i c¸c cöa hÇm vµ gÇn
miÖng giÕng ®øng cÇn cã ®iÓm mèc ®é cao.
§é chÝnh x¸c cña mèc ®é cao trªn mÆt ®Êt tïy thuéc vµo yªu cÇu ®é chÝnh
x¸c ®µo th«ng hÇm ®èi híng theo ph¬ng th¼ng ®øng (®é cao), tïy thuéc vµo
chiÒu dµi ®êng hÇm, sai sè cho phÐp l¾p ®Æt thiÕt bÞ trong hÇm vµ yªu cÇu ®é
chÝnh x¸c ®o biÕn d¹ng. Nhng th«ng thêng thñy chuÈn h¹ng III cã thÓ ®¸p øng
nhu cÇu ®ã.
Ngoµi ra cã thÓ ®o cao b¨ng GPS. Khi đo cao b»ng GPS cÇn chó ý ®Õn dÞ th-
êng ®é cao ®Ó chó ý chuyÓn ®é cao tr¾c ®Þa vÒ ®é cao thêng.
HTD= + (1.1)
+ ChuyÒn ®é cao tõ mÆt ®Êt xuèng hÇm: tõ c¸c mèc ®é cao ë cöa hÇm hoÆc
gÇn miÖng giÕng ®øng chuyÒn ®é cao xuèng hÇm qua cöa hÇm hoÆc qua giÕng
®øng ®Ó lµm sè liÖu khëi tÝnh ®é cao trong hÇm.
+ Khèng chÕ ®é cao trong hÇm: thµnh lËp c¸c tuyÕn thñy chuÈn tõ c¸c ®iÓm
khëi tÝnh ®é cao ë cöa hÇm hoÆc ë ®¸y giÕng ®øng ®Õn g¬ng hÇm. C¸c ®iÓm
mèc ®é cao trong hÇm thêng trïng víi c¸c ®iÓm ®êng chuyÒn trong hÇm.
TuyÕn thñy chuÈn trong hÇm lµ tuyÕn nh¸nh.
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 6 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
1.2 sai sè §µO TH¤NG HÇM
1.2.1 Ph©n lo¹i sai sè ®µo th«ng hÇm vµ h¹n sai cho phÐp
C¸c nguån sai sè ¶nh hëng ®Õn ®é chÝnh x¸c ®µo th«ng hÇm bao gåm sai sè
do tr¾c ®Þa, do thi c«ng, do thiÕt kÕ, ë ®©y chØ quan t©m tíi sai sè do tr¾c ®Þa.
Trong thi c«ng ®µo hÇm, do sai sè cña líi khèng chÕ trªn mÆt ®Êt, sai sè do
liªn hÖ, sai sè cña líi khèng chÕ trong hÇm vµ sai sè bè trÝ chi tiÕt nªn hai trôc
tim hÇm ®µo ®èi híng kh«ng thÓ g¹p nhau chÝnh x¸c tuyÖt ®èi ®îc mµ cã mét
tû lÖ lÖch nhÊt ®Þnh gäi lµ sai sè ®µo th«ng hÇm ®èi híng. Ký hiÖu lµ ,sai sè
trung ph¬ng t¬ng øng ký hiÖu lµ M (h×nh 1.1 , h×nh 1.2)
▲ ▲
A B
Trôc hÇm sau khi ®iÒu chØnh
H×nh 1.1 sai sè ®µo th«ng hÇm trong mÆt ph¼ng n»m ngang
H
C
P2
h
A
P1 Y
q
XH×nh 1.2 sai sè ®µo
l th«ng hÇm trong kh«ng gian
+ H×nh chiÕu cña trªn híng trôc tim hÇm gäi lµ sai sè híng däc, ký hiÑu
lµ l, sai sè trung ph¬ng t¬ng øng la Ml. Sai sè nµy ph¶i n»m trong
mét ph¹m vi nhÊt ®Þnh
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 7 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
Ml ≤ (1.2)
Ml: sai sè trung ph¬ng híng däc
L: chiÒu dµi ®o¹n hÇm ®µo ®èi híng, ®¬n vÞ lµ mÐt
+ H×nh chiÕu cña trªn híng vu«ng gãc víi trôc hÇm trong mÆt ph¼ng
n»m ngang gäi lµ sai sè hãng ngang, kÝ hiÖu lµ q, sai sè trung ph¬ng t¬ng øng
lµ Mq, ®©y lµ sai sè quan träng nhÊt v× nÕu sai sè nµy vît qu¸ h¹n sai cho phÐp
th× sÏ lµm thay ®æi h×nh d¹ng h×nh häc cña ®êng hÇm dÉn tíi ph¶i ®iÒu chØnh
®µo ®¾p g©y tæn thÊt cho c«ng tr×nh.
+ H×nh chiÕu cña trªn ph¬ng th¼ng ®øng gäi lµ sai sè ®é cao, ký hiÖu
lµh, sai sè trung ph¬ng t¬ng øng la Mh, sai sè ®é cao còng quan träng nh sai sè
híng ngang nhng víi kü thu¹t ®o cao hiÖn nay dÔ dµng ®¸p øng ®îc yªu cÇu vÒ
®é chÝnh x¸c.
Sai sè trung ph¬ng híng ngang vµ sai sè trung ph¬ng ®é cao cho phÐp khi
®µo th«ng hÇm ®èi híng theo quy ®Þnh nh b¶ng 1.1.
B¶ng 1.1. Sai sè trung phong híng ngang vµ sai sè trung ph¬ng ®é cao
®µo th«ng hÇm ®èi híng
ChiÒu dµi ®o¹n hÇm ®µo 101 131
≤4 8 10 1720
®èi híng (km) 3 7
Sai sè trung ph¬ng
50 75 100 150 200 250
híng ngang Mq (mm)
Sai sè trung ph¬ng
25
®é cao Mh (mm)
1.2.2 C¸c nguån sai sè ®µo th«ng hÇm
Sai sè ®µo th«ng hÇm chñ yÕu lµ sai sè cña khèng chÕ trªn mÆt ®Êt, sè ®o
liªn hÖ vµ sai sè cña khèng chÕ trong hÇm. Nh ®· biÕt, ®Ó ®¶m b¶o ®µo th«ng
hÇm ®èi híng víi ®é chÝnh x¸c quy ®Þnh th× sai sè híng ngang lµ quan träng vµ
®¸ng chó ý nhÊt. V× vËy cÇn xÐt c¸c nguån sai sè ¶nh hëng ®Õn ®é chÝnh x¸c h-
íng ngang ®µo th«ng hÇm ®èi híng.
1. C¸c nguån sai sè ¶nh híng tíi ®é chÝnh x¸c híng ngang ®µo th«ng hÇm.
a) §èi víi ®êng hÇm th¼ng
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 8 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
C¸c nguån sai sè ¶nh hëng tíi ®é chÝnh x¸c híng ngang ®µo th«ng hÇm ®èi
híng
Sai sè trung ph¬ng híng ngang cña khèng chÕ tr¾c ®Þa trªn mÆt ®Êt, ký hiÖu
lµ m1.
Sai sè trung ph¬ng híng ngang cña ®Þnh híng hÇm: nÕu ®Þnh híng qua hai
cöa hÇm th× kh«ng cã sai sè nµy.
+ NÕu ®Þnh híng qua mét cöa hÇm vµ mét giÕng ®øng (hoÆc giÕng nghiªng
hoÆc hÇm phô dµi) th× sai sè híng ngang cña ®Þnh híng qua giÕng ®øng, ký
hiÖu la m2.
+ NÕu ®Þnh híng qua hai giÕng ®øng th× cã sai sè híng ngang cña ®Þnh h-
íng qua hai giÕng ®øng, ký hiÖu lµ m2 vµ m3.
Sai sè trung ph¬ng híng ngang cña khèng chÕ tr¾c ®Þa trong hÇm, ký hiÖu lµ
m4 va m5.
Víi gi¶ thiÕt c¸c nguån sai sè ®éc lËp víi nhau th× sai sè trung ph¬ng tæng
hîp híng ngang ë chç ®µo th«ng hÇm ®èi híng sÏ tïy trêng hîp mµ tÝnh theo
c«ng thøc sau:
§èi víi ®o¹n hÇm ®îc ®Þnh híng qua hai cöa hÇm:
Mq= (1.3)
§èi víi ®o¹n hÇm ®îc ®Þnh híng qua mét cöa hÇm vµ mét giÕng ®øng:
Mq= (1.4)
§èi víi ®o¹n hÇm ®îc ®Þnh híng qua hai giÕng ®øng:
Mq= (1.5)
b) §èi víi ®êng hÇm cong
Sai sè trung ph¬ng híng ngang vµ sai sè trung ph¬ng híng däc cña khèng
chÕ tr¾c ®Þa ®Òu cã ¶nh hëng tíi ®é chÝnh x¸c híng ngang ®µo th«ng hÇm ®èi
híng v× vËy vÕ ph¶i cña c«ng thøc (1.3), (1.4) ,(1.5), ph¶i thay b»ng sai sè
trung ph¬ng tæng hîp híng ngang vµ híng däc cña c¸c nguån sai sè t¬ng øng
la mi’ (i= 1, 2, 3, 4, 5)
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 9 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
Víi gi¶ thiÕt sai sè trung ph¬ng híng däc b»ng sai sè trung ph¬ng híng
ngang, ta cã:
m i ’= m i , (i= 1, 2, 3, 4, 5) (1.6)
2. C¸c nguån sai sè ¶nh hëng tíi ®é chÝnh x¸c vÒ ®å cao ®µo th«ng hÇm
Ph©n tÝch t¬ng tù nh trªn th× ta cã c¸c nguån sai sè ¶nh hëng tíi ®é chÝnh x¸c
®é cao ®µo th«ng hÇm:
Sai sè cña khèng chÕ ®é cao trªn mÆt ®Êt: mh1 .
Sai sè chuyÒn ®é cao tõ trªn mÆt ®Êt xuèng hÇm:
+ NÕu chuyÒn ®é cao qua hai cöa hÇm th× xem nh kh«ng cã sai sè nµy.
+ NÕu chuyÒn ®é cao qua mét cöa hÇm vµ mét giÕng ®øng th× cã sai sè
chuyÒn ®é cao qua giÕng ®øng ®ã, ký hiÖu lµ mh2 .
+ NÕu chuyÒn ®é cao qua hai giÕng ®øng, ta cã mh2 vµ mh3 .
Sai sè cña khèng chÕ ®é cao trong hÇm , tøc sai sè cña hai tuyÕn thñy
chuÈn nh¸nh trong hÇm, ký hiÖu lµ mh4 vµ mh5 .
GØa thiÕt c¸c nguån sai sè ®éc lËp nhau th× sai sè trung ph¬ng tæng hîp ®é
cao ë chç ®µo th«ng hÇm ®èi híng sÏ tïy tõng trêng hîp mµ ¸p dông c«ng thøc
:
Víi ®o¹n hÇm ®îc chuyÒn ®é cao qua hai cöa hÇm:
Mh= (1.7)
Víi ®o¹n hÇm ®îc chuyÒn qua mét cöa hÇm vµ mét giÕng ®øng :
Mh= (1.8 )
Víi ®o¹n hÇm mµ ®é cao ®îc chuyÒn qua hai giÕng ®øng:
Mh= (1.9)
¶nh hëng cña c¸c nguån sai sè ®é cao thµnh phÇn ®Õn ®é chÝnh x¸c ®é
cao ®µo th«ng hÇm trong hÇm th¼ng còng nh trong hÇm cong nªn chØ ¸p dông
c¸c c«ng thøc (1.7), (1.8), (1.9) cho tõng trêng hîp cô thÓ.
1.2.3 Nguyªn t¾c ph©n phèi c¸c nguån sai sè
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 10 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
Trªn thùc tÕ thi c«ng thêng cÇn ph¶i ph©n phèi tháa ®¸ng sai sè cho phÐp
®µo th«ng hÇm ®èi híng cho c¸c nguån sai sè thµnh phÇn. Nh vËy ph¬ng ¸n
tr¾c ®Þa míi cã tÝnh kh¶ thi vµ hiÖu qu¶ cao. Cã hai nguyªn t¾c ph©n phèi:
1. Nguyªn t¾c ¶nh hëng b»ng nhau
NÕu ®iÒu kiÖn thùc tÕ cho thÊy c¸c nguån sai sè thµnh phÇn ®éc lËp nhau
vµ cã ¶nh hëng xÊp xØ nh nhau ®Õn ®é chÝnh x¸c híng ngang ®µo th«ng hÇm
®èi híng th× tõ c¸c c«ng thøc (1.3), (1.4), (1.5) ta cã
m1=m4=m5= =0,58Mq
(1.10 )
m1=m2=m4=m5= =0.5Mq (1.11 )
m1=m2=m3=m4=m5= =0.45Mq (1.12 )
Víi ®êng hÇm cong ta cã c«ng thøc t¬ng øng:
m1=m4=m5= =0,41Mq (1.13 )
m1=m2=m4=m5= =0,35Mq (1.14 )
m1=m2=m3=m4=m5= =0,31Mq (1.15 )
Trong ®ã Mq lµ sai sè híng ngang ®µo th«ng hÇm ®èi híng
2. Nguyªn t¾c ¶nh hëng kh«nng b»ng nhau
NÕu dùa vµo ®iÒu kiÖn thùc tÕ nh m¹ng d¹ng líi thiÕt kÕ, m¸y mãc thiÕt bÞ
hiÖn cã ph¬ng ph¸p ®o … cã thÓ dù tÝnh tr íc ¶nh hëng cña mét sè nguån sai sè
thµnh phÇn th× thay sè liÖu ®ã vµo vÕ ph¶i cña c«ng thøc (1.3), (1.4), (1.5) vµ ¸p
dông nguyªn t¾c ¶nh hëng b»ng nhau cña c¸c nguån sai sè cßn l¹i ®Ó tÝnh.
1.3 ¦íC TÝNH SAI Sè CñA L¦íi KHèNG CHÕ TR¾C §ÞA TR£N MÆT
§ÊT §èI VíI §é CHÝNH X¸C §µO TH¤NG HÇM
1.3.1 Líi ®êng chuyÒn
NÕu dïng ®êng chuyÒn lµm khèng chÕ ®éc lËp trªn mÆt ®Êt th× ph¶i thµnh
lËp ®êng chuyÒn khÐp kÝn hoÆc Ýt nhÊt còng ph¶i chän ngoµi ®êng chuyÒn mét
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 11 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
vµi ®iÓm, tõ ®ã (cã thÓ ®o gãc kh«ng ®o c¹nh) ®o hai gãc nèi ë ®iÓm ®Çu vµ
®iÓm cuèi ®êng chuyÒn ®Ó t¹o thµnh ®a gi¸c khÐp kÝn vÒ gãc.
1. C«ng thøc ®iÓm cuèi
C«ng thøc tÝnh sai sè trung ph¬ng híng ngang cña ®iÓm cuèi ®êng
chuyÒn sau khi b×nh sai ®iÒu kiÖn khÐp gãc:
=[ms2 cos2 ] + [ ]
(1.16)
Trong ®ã ms , lµ sai sè trung ph¬ng ®o c¹nh vµ sai sè trung ph¬ng ®o gãc
®êng chuyÒn.
lµ gãc ph¬ng vÞ c¹nh ®êng chuyÒn.
lµ hoµnh ®é cña ®iÓm ®êng chuyÒn khi lÊy träng t©m cña ®êng
chuyÒn lµm gèc cña hÖ täa ®é.
= yi – y0 ; y0 = ; n lµ sè c¹nh ®êng chuyÒn.
2. C«ng thøc ®iÓm ®µo th«ng
¶nh hëng cña sai sè ®o gãc vµ ®o c¹nh ®êng chuyÒn ®èi víi ®é chÝnh x¸c h-
íng ngang ®µo th«ng hÇm ®îc tÝnh theo c«ng thøc:
=
(1.17)
= (1.18)
Trong ®ã lµ sai sè trung ph¬ng ®o gãc;
[R2y] lµ tæng b×nh ph¬ng kho¶ng c¸ch tõ c¸c ®iÓm cña ®êng chuyÒn
®Õn mÆt ®µo th«ng, h×nh 1.3.
lµ sai sè trung ph¬ng t¬ng ®èi ®o c¹nh ®êng chuyÒn;
[d2x] lµ tæng b×nh ph¬ng h×nh chiÕu cña c¸c c¹nh ®êng chuyÒn lªnmÆt ®µo
th«ng.
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 12 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
H×nh 1.3 Kho¶ng c¸ch tõ ®iÓm ®êng chuyÒn tíi mÆt ®µo th«ng
Cã thÓ cho r»ng ¶nh hëng sai sè ®o gãc vµ ®o c¹nh ®êng chuyÒn ®èi víi ®é
chÝnh x¸c híng ngang ®µo th«ng hÇm lµ ®éc lËp víi nhau th× ta cã:
mq=
mq=
(1.19)
NÕu mÆt ®µo th«ng ë chÝnh gi÷a ®êng hÇm , tøc mÆt ®µo th«ng ®i qua träng
t©m cña ®êng chuyÒn th× hai c«ng thøc (1.16) vµ (1.19) lµ nh nhau.
Trong trêng hîp khèng chÕ mÆt b»ng trªn mÆt ®Êt lµ chuçi tam gi¸c, nÕu
muèn ¸p dông c«ng thøc ®êng chuyÒn th× chän trong chuçi tam gi¸c mét ®êng
chuyÒn gÇn víi trôc tim hÇm nhÊt vµ dïng c«ng thøc (1.16) hoÆc (1.19) ®Ó íc
tÝnh
§èi víi líi líi ®êng chuyÒn c«ng thøc (1.16) vµ (1.19) cã thÓ xem lµ c«ng
thøc íc tÝnh chÆt chÏ. Khi ¸p dông cho chuçi tam gi¸c th× hai c«ng thøc trªn lµ
c«ng thøc íc tÝnh gÇn ®óng.
1.3.2 Líi tam gi¸c vµ líi GPS
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 13 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
Víi chuçi tam gi¸c cã thÓ íc tÝnh gÇn ®óng b»ng c¸c c«ng thøc lËp s½n,
trong trêng hîp ®ã thêng sö dông thuËt to¸n b×nh sai ®iÒu kiÖn ®Ó øíc tÝnh.
HiÖn nay sö dông m¸y tÝnh ®iÖn tö ®Ó gi¶i c¸c bµi to¸n tr¾c ®Þa dùa vµo thuËt
to¸n b×nh sai gi¸n tiÕp ®· trë nªn th«ng dông. Trong tr¾c ®Þa c«ng tr×nh ® êng
hÇm, ph¬ng ph¸p nµy ®îc ¸p dông cho hÇu hÕt c¸c d¹ng líi khèng chÕ. Víi líi
tam gi¸c hoÆc GPS cã c¸c ph¬ng ¸n íc tÝnh sau:
1. ¦íc tÝnh theo sai sè trung ph¬ng vÞ trÝ ®iÓm cuèi chuçi
1) Chän Èn
Gi¶ sö hÖ thèng c¬ së tr¾c ®Þa cã (m) ®iÓm cÇn x¸c ®Þnh tøc cã (2m) Èn sè,
cã (n) trÞ ®o (®aÞ lîng ®o):
2) X¸c ®Þnh träng sè cho c¸c trÞ ®o
Träng sè cña c¸c trÞ ®o ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc
(1.22)
Trong ®ã mi lµ sai sè trung ph¬ng cña trÞ ®o thø i:
C lµ h»ng sè tù chän.
3) LËp ph¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh
Ph¬ng tr×nh cã d¹ng tuyÕn tÝnh
Vi= ai1x1+ ai2x2+ ai3x3+…+ aikxk+ li (1.23)
B»ng phÐp tÝnh ma trËn ta cã thÓ biÓu diÔn tÊt c¶ c¸c ph¬ng tr×nh sè
hiÖu chØnh díi d¹ng:
V=A.X+L (1.24)
Trong ®ã: A lµ ma trËn hÖ sè, V lµ vÐc t¬ sè hiÖu chØnh, L lµ vÐc t¬ sè
h¹ng tù do, X lµ vÐc t¬ Èn sè.
4) LËp hÖ ph¬ng tr×nh chuÈn
Tõ c¸c ph¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh vµ ma trËn träng sè P ta lËp ®îc hÖ ph¬ng
tr×nh chuÈn:
ATPAX + ATPL =0 (1.25)
RX + B =0
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 14 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
X =-R-1B=-Q-1B
Q = R-1
Víi R=ATPA, B=ATPA
5) §¸nh gi¸ ®é chÝnh x¸c
, (1.26)
(1.27)
+ Sai sè trung ph¬ng mét yÕu tè bÊt kú ®îc tÝnh theo c«ng thøc:
(1.28)
Trong ®ã víi f lµ vector hÖ sè hµm träng sè cÇn ®¸nh gi¸;
lµ sai sè trung ph¬ng träng sè ®¬n vÞ.
+ Sai sè trung ph¬ng híng ngang ®iÓm cuèi chuçi ®îc tÝnh theo c«ng thøc:
(1.29)
Lµ mét phÇn tö trªn ®êng chÐo chÝnh cña ma trËn nghÞch ®¶o hÖ
sè hÖ ph¬ng tr×nh chuÈn.
2. ¦íc tÝnh theo sai sè trung ph¬ng ®iÓm ®µo th«ng hÇm
Cã thÓ coi sai sè híng ngang t¹i ®iÓm ®µo th«ng hÇm lµ hiÖu tung ®é cña ®iÓm
®µo th«ng hÇm tõ hai hãng.
Sai sè trung ph¬ng híng ngang ®iÓm ®µo th«ng ®îc tÝnh theo c«ng thøc:
(1.30)
Víi lµ sai sè trung ph¬ng träng sè ®¬n vÞ:
Lµ träng sè ®¶o ®é lÖch híng ngang (hµm) cña ®iÓm dµo th«ng p
Ph¬ng ph¸p nµy øng dông thÝch hîp cho líi tam gi¸c ®o gãc líi ®o gãc
c¹nh, ®êng chuyÒn vµ líi hçn hîp. Cã thÓ bæ sung mét sè ch¬ng tr×nh con vµo
ch¬ng tr×nh b×nh sai gi¸n tiÕp th«ng thêng ®Ó tÝnh ¶nh hëng cña líi khèng chÕ
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 15 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
m¨t ®Êt ®èi víi ®é chÝnh x¸c híng ngang ®µo th«ng hÇm. Tõ ®ã cã thÓ tÝnh “gi¸
trÞ ¶nh hëng” cña c¸c ph¬ng ¸n kh¸c nhau khi thµnh lËp líi.
Khi b×nh sai gi¸n tiÕp cßn cã ph¬ng ph¸p gi¶n tiÖn h¬n ®ã lµ ph¬ng ph¸p
“ellipse sai sè ®iÓm kh«ng”.
Nh h×nh (1.4) tõ hai ®iÓm khèng chÕ ë hai cöa hÇm , th«ng qua gãc , vµ
kho¶ng c¸ch Sjp, Scp tÝnh ®îc täa ®é diÓm ®µo th«ng PA vµ Pc. Do ¶nh hëng cña
sai sè ®o líi khèng chÕ trªn mÆt ®Êt nªn hai ®iÓm nµy kh«ng trïng nhau. NÕu
lÊy , , Sjp vµ Scp lµ c¸c trÞ ®o kh«ng cã sai sè tøc trong sè v« cung lín, vµ
b×nh sai cïng víi líi khèng chÕ trªn mÆt ®Êt sÏ vÏ ®îc ellipse sai sè t¬ng hç vÞ
trÝ ®iÓm PA PC, V× hai ®iÓm nµy cÇn ph¶i trïng nhau, kho¶ng c¸ch gi÷a chóng
ph¶i b»ng kh«ng. Do ®ã gäi lµ ellipse sai sè ®iÓm ‘kh«ng’.
X
7
3 5
1
§Þnh híng
§Þnh híng vµo cöa C
vµo cöa A
J 4
PA 6
2
PC C
H×nh 1.4 Ph¬ng ph¸p ellipse sai sè ®iÓm kh«ng C y
A
C¸c th«ng sè ellipse sai sè vÞ trÝ ®iÓm. B¸n trôc lín b¸n trôc nhá ®îc tÝnh:
E2 = (Qxx+Qyy +K ) (1.31)
F2 = (1.32)
K= (1.33)
Víi Qxx, Qyy, Qyy lµ hÖ sè träng sè cña c¸c Èn sè trªn ma trËn träng sè ®¶o.
Gãc ®Þnh híng
Khi cïng dÊu víi QXY th× lµ gãc ®Þnh híng b¸n trôc lín cña ellipse.
Khi tr¸i dÊu víi QXY th× lµ gãc ®Þnh híng cña b¸n trôc nhá cña ellipse.
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 16 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
+ Ellipse sai sè t¬ng hç vÞ trÝ ®iÓm:
E2 = (1.34)
F2 = (1.35)
K= (1.36)
Gãc ®Þnh híng: (1.37)
Trong ®ã:
(1.38)
(1.39)
(1.40)
H×nh chiÕu cña ellipse sai sè trªn mÆt ®µo th«ng hÇm chÝnh lµ “gi¸ trÞ ¶nh
hëng”, tÝnh theo c«ng thøc:
(1.41)
Trong ®ã: lµ gãc ph¬ng vÞ cña truc X khi lÊy b¸n trôc lín cña ellipse lµm
híng khëi ®Çu, ;
E, F, lµ c¸c yÕu tè cña ellipse sai sè t¬ng hç vÞ trÝ ®iÓm “kh«ng”.
1.4 ¦íC TÝNH §é CHÝNH X¸C §O §¦êNG CHUYÒN TRONG HÇM
§êng chuyÒn trong hÇm ph¶i ®îc thµnh lËp víi ®é chÝnh x¸c cÇn thiÕt vµ
cïng chung hÖ täa ®é thèng nhÊt víi khèng chÕ trªn mÆt ®Êt ®Ó chØ híng ®µo
hÇm, bè trÝ trôc tim hÇm , b¶o ®¶m th«ng hÇm ®èi híng víi ®é chÝnh x¸c quy
®Þnh.
¦íc tÝnh ®é chÝnh x¸c líi khèng chÕ trong hÇm chÝnh lµ thiÕt kÕ ®é chÝnh
x¸c ®o ®êng chuyÒn trong tõng ®o¹n hÇm ®µo ®èi híng. Cã thÓ lÊy ®é chÝnh
x¸c cao nhÊt lµm chØ tiªu ®é chÝnh x¸c ®o ®êng chuyÒn trong tÊt c¶ c¸c ®o¹n
hÇm.
1.4.1 §èi víi ®o¹n hÇm th¼ng hoÆc cong cã b¸n kÝnh rÊt lín
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 17 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
§êng chuyÒn trong hÇm cã thÓ coi lµ ®êng chuyÒn duçi th¼ng. NÕu chiÒu dµi
c¸c c¹nh ®êng chuyÒn xÊp xØ b»ng nhau th× sai sè trung ph¬ng vÞ trÝ ®iÓm cuèi
®êng chuyÒn nh¸nh trong hÇm ®îc thÝnh theo c«ng thøc:
(1.42)
Trong ®ã : n lµ sè c¹nh cña ®êng chuyÒn nh¸nh;
, ms lµ sai sè trung ph¬ng ®o gãc vµ sai sè trung ph¬ng
®o c¹nh ®êng chuyÒn.
VÕ ph¶i lµ cña c«ng thøc (1.33) lµ b×nh ph¬ng sai sè trung ph¬ng híng
ngang cña ®iÓm cuèi ®êng chuyÒn. theo nguyªn t¾c ¶nh hëng b»ng nhau ®èi
víi híng ngang vµ híng däc, ®èi víi sai sè ®o gãc vµ ®o c¹nh ta cã gia trÞ thiÕt
kÕ sai sè trung ph¬ng ®o gãc vµ sai sè trung ph¬ng ®o c¹nh:
(1.43)
(1.44)
trong ®ã K lµ sai sè trung ph¬ng híng nganng cho phÐp cña ®êng chuyÒn
nh¸nh trong hÇm ®îc íc tÝnh tïy thuéc vµo tõng trêng hîp ®µo hÇm. Sai sè
trung ph¬ng híng ngang cho phÐp cña ®êng chuyÒn nh¸nh trong ®o¹n hÇm
th¼ng dîc tÝnh:
K = 0,58Mq nÕu ®o¹n hÇm ®îc ®Þnh híng qua hai cöa hÇm
K = 0,5Mq nÕu ®o¹n hÇm ®îc ®Þnh híng qua mét cöa hÇm vµ mét
giÕng ®øng
K = 0,45Mq nÕu ®o¹n hÇm ®îc ®Þnh híng qua hai giÕng ®øng
Mq lµ sai sè trung ph¬ng híng ngang cho phÐp ®µo th«ng hÇm lÊy tõ b¶ng 1.1.
1.4.2 §èi víi ®o¹n hÇm cã b¸n kÝnh nhá
®êng chuyÒn trong hÇm kh«ng thÓ ®îc xem lµ ®êng chuyÒn duçi th¼ng nhng
c¸c c¹nh vÉn ®ùoc ®o víi ®é chÝnh x¸c nh nhau th× sai sè trung ph¬ng ®iÓm
cuèi ®êng chuyÒn nh¸nh trong hÇm ®îc tÝnh theo c«ng thøc:
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 18 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
(1.45)
Trong ®ã Dn+1,i lµ kho¶ng c¸ch tõ ®iÓm cuèi ®Õn ®iÓm i cña ®êng
chuyÒn.
Theo nguyªn t¾c ¶nh hëng b»ng nhau ®èi víi sai sè híng ngang vµ sai sè h-
íng däc, ®èi víi sai sè ®o gã vµ sai sè ®o c¹nh ta cã gi¸ trÞ thiÕt kÕ sai sè trung
ph¬ng ®o gãc vµ sai sè trung ph¬ng ®o c¹nh lµ:
(1.46)
(1.47)
víi K lÊy gi¸ trÞ sai sè híng ngang cña ®êng chuyÒn nh¸nh ¸p dông ®èi víi
hÇm cong, c«ng thøc (1.13), (1.14), (1.15).
CH¦¥NG 2
Mét sè biÖn ph¸p n©ng cao ®é chÝnh x¸c
Khèng chÕ tr¾c ®Þa mÆt b»ng trong hÇm
2.1 ®Æc ®iÓm cña khèng chÕ tr¾c ®Þa trong hÇm
Khèng chÕ tr¾c ®Þa trong hÇm gåm khèng chÕ mÆt b»ng vµ khèng chÕ ®é
cao.
Khèng chÕ mÆt b»ng trong hÇm thêng ®îc thµnh lËp díi d¹ng ®êng chuyÒn.
§êng chuyÒn trong hÇm trong hÇm ph¶i ®îc thµnh lËp víi ®é chÝnh x¸c cÇn
thiÕt vµ cïng chung hÖ täa ®é thèng nhÊt víi khèng chÕ trªn mÆt ®Êt ®Ó chØ h-
íng ®µo hÇm, bè trÝ trôc tim hÇm, b¶o ®¶m th«ng hÇm ®èi híng víi ®é chÝnh
x¸c quy ®Þnh.
§iÓm vµ ph¬ng vÞ khëi ®Çu cña ®êng chuyÒn trong hÇm lµ ®iÓm vµ ph¬ng vÞ
cña líi khèng chÕ mÆt ®Êt ë cöa hÇm hoÆc ®îc chuyÒn tõ trªn mÆt ®Êt xuèng
hÇm qua giÕng ®øng, giÕng nghiªng … ® êng chuyÒn trong hÇm cã nh÷ng ®Æc
®Æc ®iÓm:
+ H×nh d¹ng cña ®êng chuyÒn phô thuéc vµo h×nh d¹ng cña ®êng hÇm.
+ §êng chuyÒn trong hÇm lµ ®êng chuyÒn nh¸nh ®îc ph¸t triÓn theo tiÕn ®é
®µo hÇm. V× vËy kh«ng thÓ ®o ®êng chuyÒn liÒn mét lóc mµ ph¶i ®o ë hai ®iÓm
cuèi kÒ nhau trong qu¸ tr×nh ph¸t triÓn, muèn kiÓm tra ph¶i ®o l¹i.
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 19 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
+ §êng chuyÒn trong hÇm ®îc thµnh lËp theo c¸ch ph©n cÊp tõ ®é chÝnh x¸c
thÊp ®Õn ®é chÝnh x¸c cao. §êng chuyÒn trong hÇm ph¶i tháa m·n hai yªu cÇu:
VÞ trÝ ®iÓm ®êng chuyÒn ph¶i ë gÇn g¬ng hÇm ®Ó tiÖn chØ híng ®µo hÇm vµ
bè trÝ g¬ng hÇm. Do vËy c¹nh ®êng chuyÒn ph¶i ng¾n th× míi ®¸p øng ®îc nhu
cÇu nµy.
§Ó h¹n chÕ tÝch lòy sai sè híng ngang cña ®êng chuyÒn ë mÆt ®µo th«ng th×
cÇn thµnh lËp c¹nh ®êng chuyÒn dµi, sè gãc ngoÆt ph¶i Ýt.
§Ó tháa m·n hai yªu cÇu trªn th× ®êng chuyÒn trong hÇm ®îc thµnh lËp 2
cÊp.
§êng chuyÒn thi c«ng, cã c¹nh dµi kho¶ng 20-80m
§êng chuyÒn c¹nh dµi ,c¹nh dµi kho¶ng 80-600m
§iÓm cña ®êng chuyÒn cÊp cao lµ ®iÓm cña ®êng chuyÒn cÊp thÊp bá qua
mét sè ®iÓm trung gian nh h×nh 2.1
H×nh 2.1 Líi khèng chÕ tr¾c ®Þa trong hÇm
+ §é chÝnh x¸c cña ph¬ng vÞ khëi ®Çu cña ®êng chuyÒn trong hÇm cã khi
cßn thÊp h¬n ®é chÝnh x¸c ®o gãc cña ®êng chuyÒn. Sau khi ®µo th«ng hÇm,
hai tuyÕn ®êng nh¸nh t¹o thµnh ®êng chuyÒn phï hîp. Khi b×nh sai ®êng
chuyÒn phï hîp nµy ph¶i xÐt tíi sai sè sè liÖu gèc.
Tïy tõng trêng hîp cô thÓ mµ ®êng chuyÒn trong hÇm cã nguyªn t¾c thµnh
lËp thÝch hîp.
+ §êng chuyÒn trong hÇm thµnh lËp däc theo trôc tim hÇm hoÆc lÖch tim
hÇm mét kho¶ng thÝch hîp, cã c¸c c¹nh xÊp xØ b»ng nhau. C¸c ®iÓm ®êng
chuyÒn ®îc chän ë n¬i an toµn, æn ®Þnh Ýt bÞ ¶nh hëng do thi c«ng, ®iÒu kiÖn
nh×n th«ng tèt, tia ng¾m ph¶i c¸ch chíng ng¹i vËt trªn 0,2m.
+ §èi víi ®êng hÇm dµi cã tiÕt diÖn lín cã thÓ thµnh lËp ®êng chuyÒn khÐp
kÝn hoÆc ®êng chuyÒn chÝnh vµ ®êng chuyÒn phô t¹o thµnh vßng khÐp kÝn.
Trong trêng hîp cã ®êng hÇm dÉn song song víi ®êng chuyÒn chÝnh th× ®êng
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 20 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
Môc lôc
Môc lôc 1
Më ®Çu 2
Ch¬ng1 c«ng t¸c tr¾c ®Þa trong x©y dùng ®êng hÇm
1.1 C¬ së tr¾c ®Þa trong x©y dùng c«ng tr×nh ®êng hÇm 5
1.1.1 Líi khèng chÕ mÆt b»ng trªn mÆt b»ng trªn mÆt ®Êt 5
1.1.2 §Þnh híng c¬ së tr¾c ®Þa trong hÇm 6
1.1.3 Líi khèng chÕ tr¾c ®Þa trong hÇm 6
1.1.4 Thµnh lËp hÖ thèng khèng chÕ ®é cao 7
1.2 Sai sè ®µo th«ng hÇm 8
1.2.1 Ph©n lo¹i sai sè ®µo th«ng hÇm vµ h¹n sai cho phÐp 8
1.2.2 C¸c nguån sai sè ®µo th«ng hÇm 10
1 C¸c nguån sai sè ¶nh hëng tíi ®é chÝnh x¸c híng ngang ®µo th«ng hÇm
2 C¸c nguån sai sè ¶nh hëng tíi ®é chÝnh x¸c vÒ ®é cao ®µo th«ng hÇm
1.2.3 Nguyªn t¾c ph©n phèi c¸c nguån sai sè 12
1. Nguyªn t¾c ¶nh hëng b»ng nhau
2. Nguyªn t¾c ¶nh hëng kh«ng b»ng nhau
1.3. ¦íc tÝnh sai sè cña líi khèng chÕ tr¾c ®Þa trªn mÆt ®Êt ®èi víi ®é
chÝnh x¸c ®µo th«ng hÇm 13
1.3.1. Líi ®êng chuyÒn 13
1. C«ng thøc ®iÓm cuèi
2. C«ng thøc ®iÓm ®µo th«ng
1.3.2. Líi tam gi¸c vµ líi GPS 16
1. ¦íc tÝnh theo sai sè trung ph¬ng vÞ trÝ ®iÓm cuèi chuçi
2. ¦íc tÝnh sai sè híng ngang ®iÓm ®µo th«ng hÇm
1.4 ¦íc tÝnh ®é chÝnh x¸c ®o ®êng chuyÒn trong hÇm 20
1.4.1 §èi víi ®o¹n hÇm th¼ng hoÆc cong cã b¸n kÝnh rÊt lín 20
1.4.2 §èi víi ®o¹n hÇm cã b¸n kÝnh nhá 21
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 1 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
Ch¬ng 2: mét sè biÖn ph¸p n©ng cao ®é chÝnh x¸c khèng
chÕ tr¾c ®Þa mÆt b»ng trong hÇm 22
2.1 §Æc ®iÓm cña khèng chÕ tr¾c ®Þa mÆt b»ng trong hÇm 22
2.2 C¸c ph¬ng ph¸p thµnh lËp líi mÆt b»ng trong hÇm 24
2.3 C¸c ph¬ng ph¸p n©ng cao ®é chÝnh x¸c líi 25
2.3.1 N©ng cao ®é chÝnh x¸c ®o ®¹c 25
2.3.2 thiÕt kÕ mét sè d¹ng líi mÆt b»ng trong hÇm 26
2.4ThiÕt kÕ ®êng chuyÒn trong hÇm cã ®o thªm ph¬ng vÞ b»ng m¸y con
quay 27
2.5 N©ng cao ®é chÝnh x¸c chuyÒn täa ®é tõ mÆt ®Êt xu«ng hÇm 33
CH¦¥NG 3: THIÕT KÕ Vµ §O §¹C THùC NGHIÖM
Më §ÇU
Nh÷ng n¨m gÇn ®©y víi sù ph¸t triÓn m¹nh mÏ cña nÒn kinh tÕ th× c«ng
cuéc c«ng nghiÖp hãa hiÖn ®¹i hãa ®îc thóc ®Èy mét c¸ch m¹nh mÏ: quy ho¹ch
ph¸t triÓn ®« thÞ x©y dùng c¸c nhµ m¸y ®Ó ®i vµo s¶n xuÊt, x©y dùng m¹ng líi
giao th«ng, nhµ m¸y thñy ®iÖn…ngµy cµng ®îc x©y dùng mét nhiÒu h¬n, c«ng
tr×nh cò ®îc tu bæ cho hiÖn ®¹i h¬n.
Hoµ chung trong sù ph¸t triÓn cña khoa häc kü thuËt, th× yªu cÇu thi c«ng
vËn hµnh c«ng tr×nh nãi trung vµ c«ng tr×nh hÇm nãi giªng ngµy mét ®ßi hái cã
®é chÝnh x¸c cao, ®¶m b¶o cho c«ng tr×nh cã ®é chÝnh x¸c quy ®Þnh.
§Ó ®¸p øng nhu cÇu ®ã th× c«ng t¸c tr¾c ®Þa trong x©y dùng c«ng tr×nh hÇm
gi÷ vai trß cùc kú quan träng trong suèt qu¸ tr×nh thiÕt kÕ, thi c«ng, sö dông
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 2 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
c«ng tr×nh hÇm. Trong ®ã, ®¶m b¶o ®µo th«ng hÇm ®æi híng ®îc ®a lªn hµng
®Çu. C¬ së tr¾c ®Þa phôc vô x©y dùng mét c«ng tr×nh ®êng hÇm lµ lËp líi khèng
chÕ tr¾c ®Þa trªn mÆt ®Êt vµ x©y dùng hÖ thèng khèng chÕ tr¾c ®Þa trong hÇm.
V× vËy viÖc thµnh lËp líi khèng chÕ cã ®é chÝnh x¸c cã vai trß rÊt quan träng,
trong viÖc ®µo th«ng hÇm ®æi híng.
§èi víi c«ng tr×nh cô thÓ, tïy tõng ®Æc ®iÓm cô thÓ cña ®êng hÇm mµ ta cã
c¸c ph¬ng ph¸p thµnh lËp líi khèng chÕ kh¸c nhau.
Víi môc ®Ých trªn díi sù híng dÉn cña thÇy gi¸o Ph¹m Quèc Kh¸nh t«i ®îc
nhËn ®Ò tµi:
“ Mét sè biÖn ph¸p n©ng cao ®é chÝnh x¸c khèng chÕ tr¾c ®Þa mÆt b»ng
trong hÇm”
Néi dung cô thÓ ®îc tr×nh bµy nh sau:
Ch¬ng 1: C«ng t¸c tr¾c ®Þa trong x©y dùng ®êng hÇm
Trong ch¬ng nµy sÏ nªu nªn c¬ së tr¾c ®Þa trong x©y dùng c«ng tr×nh hÇm,
sai sè ®µo th«ng hÇm, íc tÝnh sai sè cña líi khèng chÕ tr¾c ®Þa trªn mÆt ®Êt víi
®é chÝnh x¸c ®µo th«ng hÇm vµ íc tÝnh ®é chÝnh x¸c ®o ®êng chuyÒn trong
hÇm.
Ch¬ng 2: Mét sè biÖn ph¸p n©ng cao ®é chÝnh x¸c khèng chÕ tr¾c ®Þa mÆt
b»ng trong hÇm
Nãi nªn ®Æc ®iÓm cña khèng chÕ tr¾c ®Þa mÆt b»ng trong hÇm, c¸c biÖn ph¸p
thµnh lËp líi líi mÆt b»ng trong hÇm vµ mét sè biÖn ph¸p n©ng cao ®é chÝnh
x¸c khèng chÕ tr¾c ®Þa mÆt b»ng trong hÇm.
Ch¬ng 3: ThiÕt kÕ vµ ®o ®¹c líi thùc nghiÖm
Giíi thiÖu vÒ m« h×nh ®êng hÇm, thiÕt kÕ mét sè d¹ng líi mÆt b»ng trong
hÇm vµ ®o ®¹c vµ sö lý sè liÖu sÏ lµ chøng minh cô thÓ cho ®Ò tµi.
§Ó hoµn thµnh ®îc c¸c chñ ®Ò nªu trªn cña ®å ¸n, t«i ®îc c¸c thÇy c« trong
khoa gióp ®ì cïng sù chØ b¶o híng dÉn tËn t×nh cña thÇy gi¸o Ph¹m Quèc
Kh¸nh .
MÆc dï ®· cè g¾ng nh ng do kiÕn thøc chuyªn m«n cßn h¹n hÑp,
thêi gian nghiªn cøu ®Ò tµi cßn Ýt nªn ®å ¸n kh«ng tr¸nh khái
nh÷ng thiÕu sãt. T«i rÊt mong ® îc sù chØ b¶o cña c¸c thÇy c« gi¸o
vµ c¸c ®ång nghiÖp ®Ó ®å ¸n ® îc hoµn chØnh h¬n.
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 3 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
T«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n
Hµ Néi 6-2008
Sinh viªn
Vò V¨n Trung
CH¦¥NG I
C¤NG t¸c TR¾C §ÞA TRONG X¢Y DùNG §¦êng HÇM
1.1 C¥ së TR¾C §ÞA TRONG X¢Y DùNG C¤NG TR×NH §¦êNG HÇM
NhiÖm vô chñ yÕu cña tr¾c ®Þa trong x©y dùng ®ßng hÇm lµ b¶o ®¶m ®µo
th«ng hÇm ®èi híng víi ®é chÝnh x¸c theo yªu cÇu. §ång thêi b¶o ®¶m ®é
chÝnh x¸c x©y dùng ®êng hÇm,c¸c c«ng tr×nh kiÕn tróc trong hÇm ®óng víi
h×nh d¹ng kÝch thíc thiÕt kÕ vµ quan tr¾c biÕn d¹ng c«ng tr×nh trong lóc thi
c«ng cung nh lóc sö dông ®êng hÇm.
C¬ së tr¾c ®Þa phôc vô x©y dùng mét c«ng tr×nh hÇm lµ lËp líi khèng chÕ
tr¾c ®Þa trªn mÆt ®Êt,chuyÒn täa ®é, ph¬ng vÞ vµ ®é cao xuèng hÇm qua cöa
hÇm, th«ng giã, giÕng ®øng, giÕng nghiªng… vµ x©y dùng hÖ thèng khèng chÕ
tr¾c ®Þa trong hÇm
1.1.1 Líi khèng chÕ mÆt b»ng trªn mÆt ®Êt
Líi khèng chÕ tr¾c ®Þa trªn mÆt ®Êt lµ ®iÒu kiÖn c¬ b¶n, quyÕt ®Þnh toµn bé
c¸c c«ng viÖc trong x©y dùng hÇm, lµ c¬ së cña luíi khèng chÕ tr¾c ®Þa trong
hÇm mµ dùa vµo ®ã ®Ó chØ ®¹o ®µo hÇm, bè trÝ c¸c kiÕn tróc trong hÇm vµ quan
tr¾c biÕn d¹ng c«ng tr×nh khi hÇm ®îc ®a vµo sö dông.
ViÖc thµnh lËp líi khèng chÕ mÆt b»ng trªn mÆt ®Êt ®îc hoµn thµnh tríc khi
®µo hÇm. tríc ®©y líi khèng chÕ mÆt b»ng thêng ®îc thµnh lËp díi d¹ng chuçi
tam gi¸c ®o gãc cã ®o thªm c¹nh ®¸y, líi tam gi¸c ®o gãc c¹nh hoÆc líi ®êng
chuyÒn. Tõ nhng n¨m 90 cña thÕ kû truíc, níc ta ®· b¾t ®Çu øng dông c«ng
nghÖ GPS x©y dùng líi khèng chÕ mÆt b»ng trong thi c«ng ®êng hÇm ®iÎn h×nh
lµ líi GPS hÇm H¶I V¢N, líi GPS thi c«ng ®êng hÇm thñy ®iÖn A V¦¥NG…
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 4 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
Thµnh lËp líi khèng chÕ mÆt b»ng trªn mÆt ®Êt b»ng c«ng nghÖ GPS cã u
®iÓm vît tréi so víi líi tr¾c ®Þa truyÒn thèng; kh«ng cÇn th«ng híng, ®é chÝnh
x¸c cao, ®å h×nh líi linh ho¹t, ®o nhanh, chi phÝ thÊp nªn c«ng nghÖ GPS ngµy
cµng ®îc sö dông réng r·i
1.1.2 §Þnh híng c¬ së tr¾c ®Þa trong hÇm
ViÖc chuyÒn täa ®é vµ ph¬ng vÞ tõ hÖ thèng khèng chÕ mÆt b»ng trªn mÆt
®Êt xuèng hÇm ®Ó t¹o sè liÖu khëi tÝnh cho c¬ së tr¾c ®Þa trong hÇm gäi lµ ®Þnh
huíng c¬ së tr¾c ®Þa trong hÇm,hoÆc cßn gäi lµ ®o liªn hÖ hoÆc ®o nèi.Qua ®ã
lµm cho khèng chÕ mÆt b»ng trong hÇm cã cïng hÖ täa ®é víi khèng chÕ mÆt
b»ng trªn mÆt ®Êt.
Cã thÓ ®Þnh híng qua cöa hÇm hoÆc nèi ®µo phô tïy thuéc vµo tõng hÇm cô
thÓ.NÕu ®êng hÇm ®îc ®Þnh híng qua cöa hÇm th× ®o nèi nh líi khèng chÕ trªn
mÆt ®Êt, nÕu ®êng hÇm dµi trªn cã giÕng ®øng th× cã thÓ ®Þnh híng ®êng hÇm
qua giÕng ®øng b»ng ph¬ng ph¸p tam gi¸c liªn hÖ hoÆc dïng m¸y con quay x¸c
®Þnh ph¬ng vÞ khëi ®Çu cña ®êng chuyÒn trong hÇm.
1.1.3 Líi khèng chÕ tr¾c ®Þa trong hÇm
Do ®iÒu kiÖn thi c«ng trong hÇm chËt hÑp nªn khèng chÕ tr¾c ®ia trong hÇm
®îc x©y dùng díi d¹ng lµ líi ®êng chuyÒn.§êng chuyÒn trong hÇm ®îc chia
thµnh c¸c lo¹i sau:
§êng chuyÒn tiÖm cËn: trong trêng hîp giÕng ®øng ®îc ®µo lÖch sang mét
bªn cña ®êng hÇm th× cÇn thµnh lËp ®êng chuyÒn tiÖm cËn ®Ó dÉn täa ®é vµ ph-
¬ng vÞ ®îc chuyÒn tõ trªn mÆt ®Êt xuèng vµo ®êng hÇm chÝnh.
§êng chuyÒn thi c«ng: ®îc thµnh lËp víi c¹nh g¾n ®Ó tiÖn chØ ®¹o ®µo hÇm
theo tiÕn ®é thi c«ng hÇm .
§êng chuyÒn c¹nh dµi: Khi hÇm ®· ®µo ®îc mét ®o¹n dµi, ®êng chuyÒn thi
c«ng gåm nhiÒu c¹nh g¾n sÏ kh«ng ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c vÒ ph¬ng vÞ. Lóc ®ã
cÇn thµnh lËp ®êng chuyÒn c¹nh dµi dùa trªn c¸c ®iÓm cña ®êng chuyÒn thi
c«ng (bá qua mét sè ®iÓm trung gian) ®Ó ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c ph¬ng vÞ. §êng
chuyÒn trong hÇm lµ ®êng chuyÒn nh¸nh.
1.1.4 Thµnh lËp hÖ thèng khèng chÕ ®é cao
Trôc ®êng hÇm vµ c¸c kiÕn tróc trong hÇm ®îc x¸c ®Þnh vµ ®îc bè trÝ trong
kh«ng gian ba chiÒu. §Ó ®¶m b¶o th«ng hÇm ®èi híng, x©y dùng c¸c c«ng
tr×nh kiÕn tróc, l¾p ®Æt c¸c thiÕt bÞ trong hÇm vµ ®o lón, cÇn ph¶i thµnh lËp hÖ
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 5 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
thèng khèng chÕ ®é cao t¬ng tù nh khèng chÕ mÆt b»ng, hÖ thèng khèng chÕ
®é cao bao gåm:
+ Khèng chÕ ®é cao trªn mÆt ®Êt: thµnh lËp c¸c tuyÕn thñy chuÈn xuÊt ph¸t
tõ ®iÓm thñy chuÈn nhµ níc vµ cã thÓ t¹o thµnh líi. T¹i c¸c cöa hÇm vµ gÇn
miÖng giÕng ®øng cÇn cã ®iÓm mèc ®é cao.
§é chÝnh x¸c cña mèc ®é cao trªn mÆt ®Êt tïy thuéc vµo yªu cÇu ®é chÝnh
x¸c ®µo th«ng hÇm ®èi híng theo ph¬ng th¼ng ®øng (®é cao), tïy thuéc vµo
chiÒu dµi ®êng hÇm, sai sè cho phÐp l¾p ®Æt thiÕt bÞ trong hÇm vµ yªu cÇu ®é
chÝnh x¸c ®o biÕn d¹ng. Nhng th«ng thêng thñy chuÈn h¹ng III cã thÓ ®¸p øng
nhu cÇu ®ã.
Ngoµi ra cã thÓ ®o cao b¨ng GPS. Khi đo cao b»ng GPS cÇn chó ý ®Õn dÞ th-
êng ®é cao ®Ó chó ý chuyÓn ®é cao tr¾c ®Þa vÒ ®é cao thêng.
HTD= + (1.1)
+ ChuyÒn ®é cao tõ mÆt ®Êt xuèng hÇm: tõ c¸c mèc ®é cao ë cöa hÇm hoÆc
gÇn miÖng giÕng ®øng chuyÒn ®é cao xuèng hÇm qua cöa hÇm hoÆc qua giÕng
®øng ®Ó lµm sè liÖu khëi tÝnh ®é cao trong hÇm.
+ Khèng chÕ ®é cao trong hÇm: thµnh lËp c¸c tuyÕn thñy chuÈn tõ c¸c ®iÓm
khëi tÝnh ®é cao ë cöa hÇm hoÆc ë ®¸y giÕng ®øng ®Õn g¬ng hÇm. C¸c ®iÓm
mèc ®é cao trong hÇm thêng trïng víi c¸c ®iÓm ®êng chuyÒn trong hÇm.
TuyÕn thñy chuÈn trong hÇm lµ tuyÕn nh¸nh.
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 6 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
1.2 sai sè §µO TH¤NG HÇM
1.2.1 Ph©n lo¹i sai sè ®µo th«ng hÇm vµ h¹n sai cho phÐp
C¸c nguån sai sè ¶nh hëng ®Õn ®é chÝnh x¸c ®µo th«ng hÇm bao gåm sai sè
do tr¾c ®Þa, do thi c«ng, do thiÕt kÕ, ë ®©y chØ quan t©m tíi sai sè do tr¾c ®Þa.
Trong thi c«ng ®µo hÇm, do sai sè cña líi khèng chÕ trªn mÆt ®Êt, sai sè do
liªn hÖ, sai sè cña líi khèng chÕ trong hÇm vµ sai sè bè trÝ chi tiÕt nªn hai trôc
tim hÇm ®µo ®èi híng kh«ng thÓ g¹p nhau chÝnh x¸c tuyÖt ®èi ®îc mµ cã mét
tû lÖ lÖch nhÊt ®Þnh gäi lµ sai sè ®µo th«ng hÇm ®èi híng. Ký hiÖu lµ ,sai sè
trung ph¬ng t¬ng øng ký hiÖu lµ M (h×nh 1.1 , h×nh 1.2)
▲ ▲
A B
Trôc hÇm sau khi ®iÒu chØnh
H×nh 1.1 sai sè ®µo th«ng hÇm trong mÆt ph¼ng n»m ngang
H
C
P2
h
A
P1 Y
q
XH×nh 1.2 sai sè ®µo
l th«ng hÇm trong kh«ng gian
+ H×nh chiÕu cña trªn híng trôc tim hÇm gäi lµ sai sè híng däc, ký hiÑu
lµ l, sai sè trung ph¬ng t¬ng øng la Ml. Sai sè nµy ph¶i n»m trong
mét ph¹m vi nhÊt ®Þnh
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 7 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
Ml ≤ (1.2)
Ml: sai sè trung ph¬ng híng däc
L: chiÒu dµi ®o¹n hÇm ®µo ®èi híng, ®¬n vÞ lµ mÐt
+ H×nh chiÕu cña trªn híng vu«ng gãc víi trôc hÇm trong mÆt ph¼ng
n»m ngang gäi lµ sai sè hãng ngang, kÝ hiÖu lµ q, sai sè trung ph¬ng t¬ng øng
lµ Mq, ®©y lµ sai sè quan träng nhÊt v× nÕu sai sè nµy vît qu¸ h¹n sai cho phÐp
th× sÏ lµm thay ®æi h×nh d¹ng h×nh häc cña ®êng hÇm dÉn tíi ph¶i ®iÒu chØnh
®µo ®¾p g©y tæn thÊt cho c«ng tr×nh.
+ H×nh chiÕu cña trªn ph¬ng th¼ng ®øng gäi lµ sai sè ®é cao, ký hiÖu
lµh, sai sè trung ph¬ng t¬ng øng la Mh, sai sè ®é cao còng quan träng nh sai sè
híng ngang nhng víi kü thu¹t ®o cao hiÖn nay dÔ dµng ®¸p øng ®îc yªu cÇu vÒ
®é chÝnh x¸c.
Sai sè trung ph¬ng híng ngang vµ sai sè trung ph¬ng ®é cao cho phÐp khi
®µo th«ng hÇm ®èi híng theo quy ®Þnh nh b¶ng 1.1.
B¶ng 1.1. Sai sè trung phong híng ngang vµ sai sè trung ph¬ng ®é cao
®µo th«ng hÇm ®èi híng
ChiÒu dµi ®o¹n hÇm ®µo 101 131
≤4 8 10 1720
®èi híng (km) 3 7
Sai sè trung ph¬ng
50 75 100 150 200 250
híng ngang Mq (mm)
Sai sè trung ph¬ng
25
®é cao Mh (mm)
1.2.2 C¸c nguån sai sè ®µo th«ng hÇm
Sai sè ®µo th«ng hÇm chñ yÕu lµ sai sè cña khèng chÕ trªn mÆt ®Êt, sè ®o
liªn hÖ vµ sai sè cña khèng chÕ trong hÇm. Nh ®· biÕt, ®Ó ®¶m b¶o ®µo th«ng
hÇm ®èi híng víi ®é chÝnh x¸c quy ®Þnh th× sai sè híng ngang lµ quan träng vµ
®¸ng chó ý nhÊt. V× vËy cÇn xÐt c¸c nguån sai sè ¶nh hëng ®Õn ®é chÝnh x¸c h-
íng ngang ®µo th«ng hÇm ®èi híng.
1. C¸c nguån sai sè ¶nh híng tíi ®é chÝnh x¸c híng ngang ®µo th«ng hÇm.
a) §èi víi ®êng hÇm th¼ng
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 8 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
C¸c nguån sai sè ¶nh hëng tíi ®é chÝnh x¸c híng ngang ®µo th«ng hÇm ®èi
híng
Sai sè trung ph¬ng híng ngang cña khèng chÕ tr¾c ®Þa trªn mÆt ®Êt, ký hiÖu
lµ m1.
Sai sè trung ph¬ng híng ngang cña ®Þnh híng hÇm: nÕu ®Þnh híng qua hai
cöa hÇm th× kh«ng cã sai sè nµy.
+ NÕu ®Þnh híng qua mét cöa hÇm vµ mét giÕng ®øng (hoÆc giÕng nghiªng
hoÆc hÇm phô dµi) th× sai sè híng ngang cña ®Þnh híng qua giÕng ®øng, ký
hiÖu la m2.
+ NÕu ®Þnh híng qua hai giÕng ®øng th× cã sai sè híng ngang cña ®Þnh h-
íng qua hai giÕng ®øng, ký hiÖu lµ m2 vµ m3.
Sai sè trung ph¬ng híng ngang cña khèng chÕ tr¾c ®Þa trong hÇm, ký hiÖu lµ
m4 va m5.
Víi gi¶ thiÕt c¸c nguån sai sè ®éc lËp víi nhau th× sai sè trung ph¬ng tæng
hîp híng ngang ë chç ®µo th«ng hÇm ®èi híng sÏ tïy trêng hîp mµ tÝnh theo
c«ng thøc sau:
§èi víi ®o¹n hÇm ®îc ®Þnh híng qua hai cöa hÇm:
Mq= (1.3)
§èi víi ®o¹n hÇm ®îc ®Þnh híng qua mét cöa hÇm vµ mét giÕng ®øng:
Mq= (1.4)
§èi víi ®o¹n hÇm ®îc ®Þnh híng qua hai giÕng ®øng:
Mq= (1.5)
b) §èi víi ®êng hÇm cong
Sai sè trung ph¬ng híng ngang vµ sai sè trung ph¬ng híng däc cña khèng
chÕ tr¾c ®Þa ®Òu cã ¶nh hëng tíi ®é chÝnh x¸c híng ngang ®µo th«ng hÇm ®èi
híng v× vËy vÕ ph¶i cña c«ng thøc (1.3), (1.4) ,(1.5), ph¶i thay b»ng sai sè
trung ph¬ng tæng hîp híng ngang vµ híng däc cña c¸c nguån sai sè t¬ng øng
la mi’ (i= 1, 2, 3, 4, 5)
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 9 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
Víi gi¶ thiÕt sai sè trung ph¬ng híng däc b»ng sai sè trung ph¬ng híng
ngang, ta cã:
m i ’= m i , (i= 1, 2, 3, 4, 5) (1.6)
2. C¸c nguån sai sè ¶nh hëng tíi ®é chÝnh x¸c vÒ ®å cao ®µo th«ng hÇm
Ph©n tÝch t¬ng tù nh trªn th× ta cã c¸c nguån sai sè ¶nh hëng tíi ®é chÝnh x¸c
®é cao ®µo th«ng hÇm:
Sai sè cña khèng chÕ ®é cao trªn mÆt ®Êt: mh1 .
Sai sè chuyÒn ®é cao tõ trªn mÆt ®Êt xuèng hÇm:
+ NÕu chuyÒn ®é cao qua hai cöa hÇm th× xem nh kh«ng cã sai sè nµy.
+ NÕu chuyÒn ®é cao qua mét cöa hÇm vµ mét giÕng ®øng th× cã sai sè
chuyÒn ®é cao qua giÕng ®øng ®ã, ký hiÖu lµ mh2 .
+ NÕu chuyÒn ®é cao qua hai giÕng ®øng, ta cã mh2 vµ mh3 .
Sai sè cña khèng chÕ ®é cao trong hÇm , tøc sai sè cña hai tuyÕn thñy
chuÈn nh¸nh trong hÇm, ký hiÖu lµ mh4 vµ mh5 .
GØa thiÕt c¸c nguån sai sè ®éc lËp nhau th× sai sè trung ph¬ng tæng hîp ®é
cao ë chç ®µo th«ng hÇm ®èi híng sÏ tïy tõng trêng hîp mµ ¸p dông c«ng thøc
:
Víi ®o¹n hÇm ®îc chuyÒn ®é cao qua hai cöa hÇm:
Mh= (1.7)
Víi ®o¹n hÇm ®îc chuyÒn qua mét cöa hÇm vµ mét giÕng ®øng :
Mh= (1.8 )
Víi ®o¹n hÇm mµ ®é cao ®îc chuyÒn qua hai giÕng ®øng:
Mh= (1.9)
¶nh hëng cña c¸c nguån sai sè ®é cao thµnh phÇn ®Õn ®é chÝnh x¸c ®é
cao ®µo th«ng hÇm trong hÇm th¼ng còng nh trong hÇm cong nªn chØ ¸p dông
c¸c c«ng thøc (1.7), (1.8), (1.9) cho tõng trêng hîp cô thÓ.
1.2.3 Nguyªn t¾c ph©n phèi c¸c nguån sai sè
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 10 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
Trªn thùc tÕ thi c«ng thêng cÇn ph¶i ph©n phèi tháa ®¸ng sai sè cho phÐp
®µo th«ng hÇm ®èi híng cho c¸c nguån sai sè thµnh phÇn. Nh vËy ph¬ng ¸n
tr¾c ®Þa míi cã tÝnh kh¶ thi vµ hiÖu qu¶ cao. Cã hai nguyªn t¾c ph©n phèi:
1. Nguyªn t¾c ¶nh hëng b»ng nhau
NÕu ®iÒu kiÖn thùc tÕ cho thÊy c¸c nguån sai sè thµnh phÇn ®éc lËp nhau
vµ cã ¶nh hëng xÊp xØ nh nhau ®Õn ®é chÝnh x¸c híng ngang ®µo th«ng hÇm
®èi híng th× tõ c¸c c«ng thøc (1.3), (1.4), (1.5) ta cã
m1=m4=m5= =0,58Mq
(1.10 )
m1=m2=m4=m5= =0.5Mq (1.11 )
m1=m2=m3=m4=m5= =0.45Mq (1.12 )
Víi ®êng hÇm cong ta cã c«ng thøc t¬ng øng:
m1=m4=m5= =0,41Mq (1.13 )
m1=m2=m4=m5= =0,35Mq (1.14 )
m1=m2=m3=m4=m5= =0,31Mq (1.15 )
Trong ®ã Mq lµ sai sè híng ngang ®µo th«ng hÇm ®èi híng
2. Nguyªn t¾c ¶nh hëng kh«nng b»ng nhau
NÕu dùa vµo ®iÒu kiÖn thùc tÕ nh m¹ng d¹ng líi thiÕt kÕ, m¸y mãc thiÕt bÞ
hiÖn cã ph¬ng ph¸p ®o … cã thÓ dù tÝnh tr íc ¶nh hëng cña mét sè nguån sai sè
thµnh phÇn th× thay sè liÖu ®ã vµo vÕ ph¶i cña c«ng thøc (1.3), (1.4), (1.5) vµ ¸p
dông nguyªn t¾c ¶nh hëng b»ng nhau cña c¸c nguån sai sè cßn l¹i ®Ó tÝnh.
1.3 ¦íC TÝNH SAI Sè CñA L¦íi KHèNG CHÕ TR¾C §ÞA TR£N MÆT
§ÊT §èI VíI §é CHÝNH X¸C §µO TH¤NG HÇM
1.3.1 Líi ®êng chuyÒn
NÕu dïng ®êng chuyÒn lµm khèng chÕ ®éc lËp trªn mÆt ®Êt th× ph¶i thµnh
lËp ®êng chuyÒn khÐp kÝn hoÆc Ýt nhÊt còng ph¶i chän ngoµi ®êng chuyÒn mét
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 11 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
vµi ®iÓm, tõ ®ã (cã thÓ ®o gãc kh«ng ®o c¹nh) ®o hai gãc nèi ë ®iÓm ®Çu vµ
®iÓm cuèi ®êng chuyÒn ®Ó t¹o thµnh ®a gi¸c khÐp kÝn vÒ gãc.
1. C«ng thøc ®iÓm cuèi
C«ng thøc tÝnh sai sè trung ph¬ng híng ngang cña ®iÓm cuèi ®êng
chuyÒn sau khi b×nh sai ®iÒu kiÖn khÐp gãc:
=[ms2 cos2 ] + [ ]
(1.16)
Trong ®ã ms , lµ sai sè trung ph¬ng ®o c¹nh vµ sai sè trung ph¬ng ®o gãc
®êng chuyÒn.
lµ gãc ph¬ng vÞ c¹nh ®êng chuyÒn.
lµ hoµnh ®é cña ®iÓm ®êng chuyÒn khi lÊy träng t©m cña ®êng
chuyÒn lµm gèc cña hÖ täa ®é.
= yi – y0 ; y0 = ; n lµ sè c¹nh ®êng chuyÒn.
2. C«ng thøc ®iÓm ®µo th«ng
¶nh hëng cña sai sè ®o gãc vµ ®o c¹nh ®êng chuyÒn ®èi víi ®é chÝnh x¸c h-
íng ngang ®µo th«ng hÇm ®îc tÝnh theo c«ng thøc:
=
(1.17)
= (1.18)
Trong ®ã lµ sai sè trung ph¬ng ®o gãc;
[R2y] lµ tæng b×nh ph¬ng kho¶ng c¸ch tõ c¸c ®iÓm cña ®êng chuyÒn
®Õn mÆt ®µo th«ng, h×nh 1.3.
lµ sai sè trung ph¬ng t¬ng ®èi ®o c¹nh ®êng chuyÒn;
[d2x] lµ tæng b×nh ph¬ng h×nh chiÕu cña c¸c c¹nh ®êng chuyÒn lªnmÆt ®µo
th«ng.
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 12 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
H×nh 1.3 Kho¶ng c¸ch tõ ®iÓm ®êng chuyÒn tíi mÆt ®µo th«ng
Cã thÓ cho r»ng ¶nh hëng sai sè ®o gãc vµ ®o c¹nh ®êng chuyÒn ®èi víi ®é
chÝnh x¸c híng ngang ®µo th«ng hÇm lµ ®éc lËp víi nhau th× ta cã:
mq=
mq=
(1.19)
NÕu mÆt ®µo th«ng ë chÝnh gi÷a ®êng hÇm , tøc mÆt ®µo th«ng ®i qua träng
t©m cña ®êng chuyÒn th× hai c«ng thøc (1.16) vµ (1.19) lµ nh nhau.
Trong trêng hîp khèng chÕ mÆt b»ng trªn mÆt ®Êt lµ chuçi tam gi¸c, nÕu
muèn ¸p dông c«ng thøc ®êng chuyÒn th× chän trong chuçi tam gi¸c mét ®êng
chuyÒn gÇn víi trôc tim hÇm nhÊt vµ dïng c«ng thøc (1.16) hoÆc (1.19) ®Ó íc
tÝnh
§èi víi líi líi ®êng chuyÒn c«ng thøc (1.16) vµ (1.19) cã thÓ xem lµ c«ng
thøc íc tÝnh chÆt chÏ. Khi ¸p dông cho chuçi tam gi¸c th× hai c«ng thøc trªn lµ
c«ng thøc íc tÝnh gÇn ®óng.
1.3.2 Líi tam gi¸c vµ líi GPS
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 13 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
Víi chuçi tam gi¸c cã thÓ íc tÝnh gÇn ®óng b»ng c¸c c«ng thøc lËp s½n,
trong trêng hîp ®ã thêng sö dông thuËt to¸n b×nh sai ®iÒu kiÖn ®Ó øíc tÝnh.
HiÖn nay sö dông m¸y tÝnh ®iÖn tö ®Ó gi¶i c¸c bµi to¸n tr¾c ®Þa dùa vµo thuËt
to¸n b×nh sai gi¸n tiÕp ®· trë nªn th«ng dông. Trong tr¾c ®Þa c«ng tr×nh ® êng
hÇm, ph¬ng ph¸p nµy ®îc ¸p dông cho hÇu hÕt c¸c d¹ng líi khèng chÕ. Víi líi
tam gi¸c hoÆc GPS cã c¸c ph¬ng ¸n íc tÝnh sau:
1. ¦íc tÝnh theo sai sè trung ph¬ng vÞ trÝ ®iÓm cuèi chuçi
1) Chän Èn
Gi¶ sö hÖ thèng c¬ së tr¾c ®Þa cã (m) ®iÓm cÇn x¸c ®Þnh tøc cã (2m) Èn sè,
cã (n) trÞ ®o (®aÞ lîng ®o):
2) X¸c ®Þnh träng sè cho c¸c trÞ ®o
Träng sè cña c¸c trÞ ®o ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc
(1.22)
Trong ®ã mi lµ sai sè trung ph¬ng cña trÞ ®o thø i:
C lµ h»ng sè tù chän.
3) LËp ph¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh
Ph¬ng tr×nh cã d¹ng tuyÕn tÝnh
Vi= ai1x1+ ai2x2+ ai3x3+…+ aikxk+ li (1.23)
B»ng phÐp tÝnh ma trËn ta cã thÓ biÓu diÔn tÊt c¶ c¸c ph¬ng tr×nh sè
hiÖu chØnh díi d¹ng:
V=A.X+L (1.24)
Trong ®ã: A lµ ma trËn hÖ sè, V lµ vÐc t¬ sè hiÖu chØnh, L lµ vÐc t¬ sè
h¹ng tù do, X lµ vÐc t¬ Èn sè.
4) LËp hÖ ph¬ng tr×nh chuÈn
Tõ c¸c ph¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh vµ ma trËn träng sè P ta lËp ®îc hÖ ph¬ng
tr×nh chuÈn:
ATPAX + ATPL =0 (1.25)
RX + B =0
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 14 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
X =-R-1B=-Q-1B
Q = R-1
Víi R=ATPA, B=ATPA
5) §¸nh gi¸ ®é chÝnh x¸c
, (1.26)
(1.27)
+ Sai sè trung ph¬ng mét yÕu tè bÊt kú ®îc tÝnh theo c«ng thøc:
(1.28)
Trong ®ã víi f lµ vector hÖ sè hµm träng sè cÇn ®¸nh gi¸;
lµ sai sè trung ph¬ng träng sè ®¬n vÞ.
+ Sai sè trung ph¬ng híng ngang ®iÓm cuèi chuçi ®îc tÝnh theo c«ng thøc:
(1.29)
Lµ mét phÇn tö trªn ®êng chÐo chÝnh cña ma trËn nghÞch ®¶o hÖ
sè hÖ ph¬ng tr×nh chuÈn.
2. ¦íc tÝnh theo sai sè trung ph¬ng ®iÓm ®µo th«ng hÇm
Cã thÓ coi sai sè híng ngang t¹i ®iÓm ®µo th«ng hÇm lµ hiÖu tung ®é cña ®iÓm
®µo th«ng hÇm tõ hai hãng.
Sai sè trung ph¬ng híng ngang ®iÓm ®µo th«ng ®îc tÝnh theo c«ng thøc:
(1.30)
Víi lµ sai sè trung ph¬ng träng sè ®¬n vÞ:
Lµ träng sè ®¶o ®é lÖch híng ngang (hµm) cña ®iÓm dµo th«ng p
Ph¬ng ph¸p nµy øng dông thÝch hîp cho líi tam gi¸c ®o gãc líi ®o gãc
c¹nh, ®êng chuyÒn vµ líi hçn hîp. Cã thÓ bæ sung mét sè ch¬ng tr×nh con vµo
ch¬ng tr×nh b×nh sai gi¸n tiÕp th«ng thêng ®Ó tÝnh ¶nh hëng cña líi khèng chÕ
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 15 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
m¨t ®Êt ®èi víi ®é chÝnh x¸c híng ngang ®µo th«ng hÇm. Tõ ®ã cã thÓ tÝnh “gi¸
trÞ ¶nh hëng” cña c¸c ph¬ng ¸n kh¸c nhau khi thµnh lËp líi.
Khi b×nh sai gi¸n tiÕp cßn cã ph¬ng ph¸p gi¶n tiÖn h¬n ®ã lµ ph¬ng ph¸p
“ellipse sai sè ®iÓm kh«ng”.
Nh h×nh (1.4) tõ hai ®iÓm khèng chÕ ë hai cöa hÇm , th«ng qua gãc , vµ
kho¶ng c¸ch Sjp, Scp tÝnh ®îc täa ®é diÓm ®µo th«ng PA vµ Pc. Do ¶nh hëng cña
sai sè ®o líi khèng chÕ trªn mÆt ®Êt nªn hai ®iÓm nµy kh«ng trïng nhau. NÕu
lÊy , , Sjp vµ Scp lµ c¸c trÞ ®o kh«ng cã sai sè tøc trong sè v« cung lín, vµ
b×nh sai cïng víi líi khèng chÕ trªn mÆt ®Êt sÏ vÏ ®îc ellipse sai sè t¬ng hç vÞ
trÝ ®iÓm PA PC, V× hai ®iÓm nµy cÇn ph¶i trïng nhau, kho¶ng c¸ch gi÷a chóng
ph¶i b»ng kh«ng. Do ®ã gäi lµ ellipse sai sè ®iÓm ‘kh«ng’.
X
7
3 5
1
§Þnh híng
§Þnh híng vµo cöa C
vµo cöa A
J 4
PA 6
2
PC C
H×nh 1.4 Ph¬ng ph¸p ellipse sai sè ®iÓm kh«ng C y
A
C¸c th«ng sè ellipse sai sè vÞ trÝ ®iÓm. B¸n trôc lín b¸n trôc nhá ®îc tÝnh:
E2 = (Qxx+Qyy +K ) (1.31)
F2 = (1.32)
K= (1.33)
Víi Qxx, Qyy, Qyy lµ hÖ sè träng sè cña c¸c Èn sè trªn ma trËn träng sè ®¶o.
Gãc ®Þnh híng
Khi cïng dÊu víi QXY th× lµ gãc ®Þnh híng b¸n trôc lín cña ellipse.
Khi tr¸i dÊu víi QXY th× lµ gãc ®Þnh híng cña b¸n trôc nhá cña ellipse.
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 16 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
+ Ellipse sai sè t¬ng hç vÞ trÝ ®iÓm:
E2 = (1.34)
F2 = (1.35)
K= (1.36)
Gãc ®Þnh híng: (1.37)
Trong ®ã:
(1.38)
(1.39)
(1.40)
H×nh chiÕu cña ellipse sai sè trªn mÆt ®µo th«ng hÇm chÝnh lµ “gi¸ trÞ ¶nh
hëng”, tÝnh theo c«ng thøc:
(1.41)
Trong ®ã: lµ gãc ph¬ng vÞ cña truc X khi lÊy b¸n trôc lín cña ellipse lµm
híng khëi ®Çu, ;
E, F, lµ c¸c yÕu tè cña ellipse sai sè t¬ng hç vÞ trÝ ®iÓm “kh«ng”.
1.4 ¦íC TÝNH §é CHÝNH X¸C §O §¦êNG CHUYÒN TRONG HÇM
§êng chuyÒn trong hÇm ph¶i ®îc thµnh lËp víi ®é chÝnh x¸c cÇn thiÕt vµ
cïng chung hÖ täa ®é thèng nhÊt víi khèng chÕ trªn mÆt ®Êt ®Ó chØ híng ®µo
hÇm, bè trÝ trôc tim hÇm , b¶o ®¶m th«ng hÇm ®èi híng víi ®é chÝnh x¸c quy
®Þnh.
¦íc tÝnh ®é chÝnh x¸c líi khèng chÕ trong hÇm chÝnh lµ thiÕt kÕ ®é chÝnh
x¸c ®o ®êng chuyÒn trong tõng ®o¹n hÇm ®µo ®èi híng. Cã thÓ lÊy ®é chÝnh
x¸c cao nhÊt lµm chØ tiªu ®é chÝnh x¸c ®o ®êng chuyÒn trong tÊt c¶ c¸c ®o¹n
hÇm.
1.4.1 §èi víi ®o¹n hÇm th¼ng hoÆc cong cã b¸n kÝnh rÊt lín
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 17 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
§êng chuyÒn trong hÇm cã thÓ coi lµ ®êng chuyÒn duçi th¼ng. NÕu chiÒu dµi
c¸c c¹nh ®êng chuyÒn xÊp xØ b»ng nhau th× sai sè trung ph¬ng vÞ trÝ ®iÓm cuèi
®êng chuyÒn nh¸nh trong hÇm ®îc thÝnh theo c«ng thøc:
(1.42)
Trong ®ã : n lµ sè c¹nh cña ®êng chuyÒn nh¸nh;
, ms lµ sai sè trung ph¬ng ®o gãc vµ sai sè trung ph¬ng
®o c¹nh ®êng chuyÒn.
VÕ ph¶i lµ cña c«ng thøc (1.33) lµ b×nh ph¬ng sai sè trung ph¬ng híng
ngang cña ®iÓm cuèi ®êng chuyÒn. theo nguyªn t¾c ¶nh hëng b»ng nhau ®èi
víi híng ngang vµ híng däc, ®èi víi sai sè ®o gãc vµ ®o c¹nh ta cã gia trÞ thiÕt
kÕ sai sè trung ph¬ng ®o gãc vµ sai sè trung ph¬ng ®o c¹nh:
(1.43)
(1.44)
trong ®ã K lµ sai sè trung ph¬ng híng nganng cho phÐp cña ®êng chuyÒn
nh¸nh trong hÇm ®îc íc tÝnh tïy thuéc vµo tõng trêng hîp ®µo hÇm. Sai sè
trung ph¬ng híng ngang cho phÐp cña ®êng chuyÒn nh¸nh trong ®o¹n hÇm
th¼ng dîc tÝnh:
K = 0,58Mq nÕu ®o¹n hÇm ®îc ®Þnh híng qua hai cöa hÇm
K = 0,5Mq nÕu ®o¹n hÇm ®îc ®Þnh híng qua mét cöa hÇm vµ mét
giÕng ®øng
K = 0,45Mq nÕu ®o¹n hÇm ®îc ®Þnh híng qua hai giÕng ®øng
Mq lµ sai sè trung ph¬ng híng ngang cho phÐp ®µo th«ng hÇm lÊy tõ b¶ng 1.1.
1.4.2 §èi víi ®o¹n hÇm cã b¸n kÝnh nhá
®êng chuyÒn trong hÇm kh«ng thÓ ®îc xem lµ ®êng chuyÒn duçi th¼ng nhng
c¸c c¹nh vÉn ®ùoc ®o víi ®é chÝnh x¸c nh nhau th× sai sè trung ph¬ng ®iÓm
cuèi ®êng chuyÒn nh¸nh trong hÇm ®îc tÝnh theo c«ng thøc:
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 18 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
(1.45)
Trong ®ã Dn+1,i lµ kho¶ng c¸ch tõ ®iÓm cuèi ®Õn ®iÓm i cña ®êng
chuyÒn.
Theo nguyªn t¾c ¶nh hëng b»ng nhau ®èi víi sai sè híng ngang vµ sai sè h-
íng däc, ®èi víi sai sè ®o gã vµ sai sè ®o c¹nh ta cã gi¸ trÞ thiÕt kÕ sai sè trung
ph¬ng ®o gãc vµ sai sè trung ph¬ng ®o c¹nh lµ:
(1.46)
(1.47)
víi K lÊy gi¸ trÞ sai sè híng ngang cña ®êng chuyÒn nh¸nh ¸p dông ®èi víi
hÇm cong, c«ng thøc (1.13), (1.14), (1.15).
CH¦¥NG 2
Mét sè biÖn ph¸p n©ng cao ®é chÝnh x¸c
Khèng chÕ tr¾c ®Þa mÆt b»ng trong hÇm
2.1 ®Æc ®iÓm cña khèng chÕ tr¾c ®Þa trong hÇm
Khèng chÕ tr¾c ®Þa trong hÇm gåm khèng chÕ mÆt b»ng vµ khèng chÕ ®é
cao.
Khèng chÕ mÆt b»ng trong hÇm thêng ®îc thµnh lËp díi d¹ng ®êng chuyÒn.
§êng chuyÒn trong hÇm trong hÇm ph¶i ®îc thµnh lËp víi ®é chÝnh x¸c cÇn
thiÕt vµ cïng chung hÖ täa ®é thèng nhÊt víi khèng chÕ trªn mÆt ®Êt ®Ó chØ h-
íng ®µo hÇm, bè trÝ trôc tim hÇm, b¶o ®¶m th«ng hÇm ®èi híng víi ®é chÝnh
x¸c quy ®Þnh.
§iÓm vµ ph¬ng vÞ khëi ®Çu cña ®êng chuyÒn trong hÇm lµ ®iÓm vµ ph¬ng vÞ
cña líi khèng chÕ mÆt ®Êt ë cöa hÇm hoÆc ®îc chuyÒn tõ trªn mÆt ®Êt xuèng
hÇm qua giÕng ®øng, giÕng nghiªng … ® êng chuyÒn trong hÇm cã nh÷ng ®Æc
®Æc ®iÓm:
+ H×nh d¹ng cña ®êng chuyÒn phô thuéc vµo h×nh d¹ng cña ®êng hÇm.
+ §êng chuyÒn trong hÇm lµ ®êng chuyÒn nh¸nh ®îc ph¸t triÓn theo tiÕn ®é
®µo hÇm. V× vËy kh«ng thÓ ®o ®êng chuyÒn liÒn mét lóc mµ ph¶i ®o ë hai ®iÓm
cuèi kÒ nhau trong qu¸ tr×nh ph¸t triÓn, muèn kiÓm tra ph¶i ®o l¹i.
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 19 Líp Tr¾c : §Þa B K-48
§å ¸n Tèt NghiÖp Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
+ §êng chuyÒn trong hÇm ®îc thµnh lËp theo c¸ch ph©n cÊp tõ ®é chÝnh x¸c
thÊp ®Õn ®é chÝnh x¸c cao. §êng chuyÒn trong hÇm ph¶i tháa m·n hai yªu cÇu:
VÞ trÝ ®iÓm ®êng chuyÒn ph¶i ë gÇn g¬ng hÇm ®Ó tiÖn chØ híng ®µo hÇm vµ
bè trÝ g¬ng hÇm. Do vËy c¹nh ®êng chuyÒn ph¶i ng¾n th× míi ®¸p øng ®îc nhu
cÇu nµy.
§Ó h¹n chÕ tÝch lòy sai sè híng ngang cña ®êng chuyÒn ë mÆt ®µo th«ng th×
cÇn thµnh lËp c¹nh ®êng chuyÒn dµi, sè gãc ngoÆt ph¶i Ýt.
§Ó tháa m·n hai yªu cÇu trªn th× ®êng chuyÒn trong hÇm ®îc thµnh lËp 2
cÊp.
§êng chuyÒn thi c«ng, cã c¹nh dµi kho¶ng 20-80m
§êng chuyÒn c¹nh dµi ,c¹nh dµi kho¶ng 80-600m
§iÓm cña ®êng chuyÒn cÊp cao lµ ®iÓm cña ®êng chuyÒn cÊp thÊp bá qua
mét sè ®iÓm trung gian nh h×nh 2.1
H×nh 2.1 Líi khèng chÕ tr¾c ®Þa trong hÇm
+ §é chÝnh x¸c cña ph¬ng vÞ khëi ®Çu cña ®êng chuyÒn trong hÇm cã khi
cßn thÊp h¬n ®é chÝnh x¸c ®o gãc cña ®êng chuyÒn. Sau khi ®µo th«ng hÇm,
hai tuyÕn ®êng nh¸nh t¹o thµnh ®êng chuyÒn phï hîp. Khi b×nh sai ®êng
chuyÒn phï hîp nµy ph¶i xÐt tíi sai sè sè liÖu gèc.
Tïy tõng trêng hîp cô thÓ mµ ®êng chuyÒn trong hÇm cã nguyªn t¾c thµnh
lËp thÝch hîp.
+ §êng chuyÒn trong hÇm thµnh lËp däc theo trôc tim hÇm hoÆc lÖch tim
hÇm mét kho¶ng thÝch hîp, cã c¸c c¹nh xÊp xØ b»ng nhau. C¸c ®iÓm ®êng
chuyÒn ®îc chän ë n¬i an toµn, æn ®Þnh Ýt bÞ ¶nh hëng do thi c«ng, ®iÒu kiÖn
nh×n th«ng tèt, tia ng¾m ph¶i c¸ch chíng ng¹i vËt trªn 0,2m.
+ §èi víi ®êng hÇm dµi cã tiÕt diÖn lín cã thÓ thµnh lËp ®êng chuyÒn khÐp
kÝn hoÆc ®êng chuyÒn chÝnh vµ ®êng chuyÒn phô t¹o thµnh vßng khÐp kÝn.
Trong trêng hîp cã ®êng hÇm dÉn song song víi ®êng chuyÒn chÝnh th× ®êng
Sinh Viªn : Vò V¨n Trung 20 Líp Tr¾c : §Þa B K-48