При сооружении тоннеля щитовым способом тоннельная обделка, состоящая из чугунных или железобетонных тюбингов или блоков, собирается внутри оболочки щита. Поэтому положение колец тоннельной обделки в плане и по высоте зависит от положения щита. Это обстоятельство заставляет вести щит строго по заданному проектом направлению и не допускать отклонения его в плане и по высоте более чем на 50 мм.

Все геодезические работы, связанные с ведением щита, выполняют от пунктов подземной полигонометрии, знаки которой закрепляют на конструкциях готового тоннеля. От знаков основы для задания оси тоннеля инструментально выставляют специальные сигналы С1 и С2 (рис. 27.14, а). Эти сигналы устанавливают и освещают так, чтобы они были хорошо видны с верхней площадки в середине щита. На этой площадке размещают все геодезическое оборудование щита: так называемый щитовой оптический прибор 1 (рис. 27.14, б) соответствующими линейками или дугами 2; три знака 3, фиксирующие продольную ось щита; две марки 4 для определения поперечного наклона. Кроме того, измеряют все расстояния, определяющие геометрию щита.

Для определения отклонения продольной оси щита от оси тоннеля перемещают трубу прибора вправо или влево от оси до тех пор, пока видимые в трубе изображения двух сигналов не совместятся. Поскольку нулевой отсчет по линейке прибора совпадает с продольной осью щита, то отсчет при совмещении прибора со створом сигналов будет соответствовать искомому отклонению. Эти определения могут быть выполнены лишь в своде опорного кольца щита (точки О2 и О3)- Отклонения в плоскостях ножа и хвоста щита (точки О4 и О1 соответственно) могут быть вычислены по формулам

Рис. 27.14. Геодезическое обеспечение щитовой проходки

x₄ = x₃ + (x₃ - x₂)

;
x₁ = x₂ + (x₂ - x₃)

,

где l1, l2, l3 - известные расстояния между соответствующими сечениями щита; х2 и х3 - измеренные отклонения в своде щита.

Вместо зрительной трубы иногда используют отвес. Поперечный уклон щита, возникающий за счет его поворота вокруг продольной оси, определяют нивелированием марок 4, а продольный уклон - марок 5. Для этих же целей применяют специальные отвесы-уклономеры, уровенные приспособления, гидростатические нивелиры.

При скоростном строительстве тоннелей для определения положения щита применяют лазерные приборы, которые позволяют визировать на большие расстояния в плохих условиях видимости, обеспечивать оперативность, а в ряде случаев и непрерывность геодезического контроля.

По результатам геодезических измерений положения щита решается вопрос о том, какие домкраты нужно включать при следующем его передвижении. Если щит отклонился, например вправо, то включают большее число правых домкратов, если вверх - то верхних и т. п.

19. Маркшейдерский прибор и дополнительное оборудование для определения положения щита в плане и по высоте при проходке тоннеля.

При скоростном строительстве туннелей для ведения щита применяют лазерные приборы, которые позволяют визировать на более дальние расстояния, обеспечивать оперативность, а в ряде приборов и непрерывность геодезического контроля, уменьшать отрицательное влияние внешних факторов (запыленности, капежа, влажности).

Лазерный прибор для определения положения щйта состоит из передающей и приемной частей. Передающая часть содержит собственно лазер, создающий в пространстве видимую опорную линию, и приспособление, предназначенное для ориентирования луча лазера в пространстве. Приемная часть включает устройство, при помощи которого определяется положение щита относительно опорной линии визуально или при помощи фотоэлектрических приемников.

Лазерный прибор по закрепленным точкам устанавливают таким образом, чтобы опорный луч проходил в створе оси туннеля, а на кривых — по хорде или секущей. Обычно прибор подвешивают к своду туннеля, однако могут быть случаи, когда его удобно расположить примерно на уровне горизонтального

диаметра. На рис. 146 показан вариант взаимного расположения лазера и приемного устройства с визуальным отсчетом.

Расстояние, на котором закрепляют лазер, от щита зависит от длины комплекса оборудования, движущегося за щитом эректора, или блокоукладчика; условий видимости; деформаций туннельной обделки; способа ориентирования луча лазера и фиксации его положения на щите.

В местах установки лазерного прибора и приспособлений для ориентирования луча следует систематически вести наблюдения за их положением в плане и по высоте. Ориентирование

луча лазера выполняют с помощью одной или двух марок с круглыми отверстиями.

Известно много лазерных систем, которые применяют для ведения проходческих щитов. В большинстве случаев в них для формирования опорной линии используют приборы типа лазерный визир ЛВ, лазерный указатель направления ЛУН, а также лазерные теодолиты ЛТ и др.

При визуальной регистрации на опорном кольце щита укрепляют два экрана. Экран, расположенный ближе к хвосту, делают прозрачным или перфорированным, а экран, расположенный ближе к ножу,— непрозрачным. На экраны наносят координатные сетки с расстоянием между линиями 2—3 мм, по которым отсчитывают отклонения щита от проектного положения в плоскости экранов. Окончательное положение ножа и хвоста получают посредством экстраполяции по формулам (13.18).

Для повышения точности отсчета на экранах укрепляют специальную линейку с бегунком. Для исключения крена экраны крепят с возможностью их перемещения вдоль дуг и на них устанавливают уровни. В этом случае перед определением положения щита каждый экран передвигают до тех пор, пока

пузырек уровня не будет в середине.