نقشه برداران دانشکده سازمان نقشه برداری کشور

وب سایت تخصصی مهندسین نقشه بردار دانشکده سازمان نقشه برداری کشور

عضو شوید

عضویت سریع

مروری بر نقشه برداری زیر زمینی

نقشه برداري زير زميني كه در غرب آن را با كلمه لاتين UNDER ground surveying مي‌شناسند، شاخه اي از رشته مهندسي نقشه برداري است كه شامل طراحي تونل، عملياتهاي اجرا و هدايت حفاري و بلاخره برداشت فضاهاي موجود طبيعي و مصنوعي زير زمين به منظور تهيه نقشه از آنها با توجه به شرايط خاص نقشه برداري در زير زمين مي باشد.

نقشه برداري زير زميني:
نقشه برداري زير زميني كه در غرب آن را با كلمه لاتين UNDER ground surveying مي‌شناسند، شاخه اي از رشته مهندسي نقشه برداري است كه شامل طراحي تونل، عملياتهاي اجرا و هدايت حفاري و بلاخره برداشت فضاهاي موجود طبيعي و مصنوعي زير زمين به منظور تهيه نقشه از آنها با توجه به شرايط خاص نقشه برداري در زير زمين مي باشد. در اهميت نقشه برداري و پيشرفتهاي آن مي توان به ايجاد تونل زميني در زير دريايي دانش كه ارتباط بين پاريس و لندن را بر قرار كند اشاره كرد.
كلا نقشه برداري زير زميني شامل موارد زير مي باشد:
1. طراحي (deign) در مرحله شروع پروژه
2. اجراي عمليات حفاري (unearth control) هدايت تونل را بر عهده دارد.
3. تهيه نقشه برداري از زير زمين

اصطلاحات نقشه برداري زير زميني:
1. زير زمين (UNDER ground): در اصطلاح عام به عوارض قابل دسترسي و يا طبيعي در داخل زمين مي گويند.
2. معدن (MINE): مجموعه تاسيسات زميني و دانالهاي زير زمين كه به منظور هدف خاصي احداث شده را معدن گويند. اصطلاحا به محل تجمع مواد معدني نيز معدن مي گويند.
3. گالري( Gallery ): به دانالهاي افقي زير زميني كه از يك طرف به منظور خاصي مسدود است و خود يكي از راههاي ورود به زير زمين به شمار مي رود گالري مي گويند كه به سه نوع (اكتشافي، آماده سازي، اصلي و فرعي )وجود دارد.
4. تونل (tunnel ): دالان عبوري عريضي است كه از دو طرف باز مي شود و به انواع (افقي، مايل، مارپيچ، موجود مي باشد.
5. چاه (shaft): گالري قائمي كه از راههاي ورود به زير زمين به شمار مي رود و مقطع آن ممكن است دايره كه در اروپا و آسيا مرسوم است )و يا مستطيل كه در آمريكا مرسوم است باشد.
6. رمپ (Ramp):رمپ يا شيب گذر، تونل شيب داري است كه براي اتصال بين طبقات مختلف معدن به كار مي رود اصطلاحا به آن بالارو يا پايين رو (دوبل ) نيز مي گويند.
7. گمانه (soundage): عبارت است از چاه كم قطر و عميقي كه براي نمونه برداري از لايه هاي زمين و جهت دادن به امتداد حفاري از آن استفاده مي شود و در نوع (اكتشافي، و راهنما) موجود مي باشد.
8. حفاري: پيشروي در امر گود برداري زير زمين كه به وسيله ماشينهاي حفاري و يا اكتشافي انجام مي شود را گويند.
شرايط خاص نقشه برداري در زير زمين:
1. تاريكي و عدم نور كافي و محدوديت در استفاده از وسايل روشنايي براي معادني كه گازهاي اشتعال‌زا توليد مي كنند.
2. محدوديت فضا و در نتيجه محدود شدن كنترلهاي نقشه برداري و كم شدن درجه آزادي و دقت كار
3. امكان تخريب و ريزش تونل در صورت عدم پوسته گيري در زير زمين
4. امكان سقوط در چاه و يا فرو رفتن در زمينهاي سست
5. وجود گازهاي خفه كننده ناشي از مواد معدني
6. ورود آبهاي سطح الارضي به زيرزمين
7. اختلالات مغناطيسي ناشي از مواد آهني در زير زمين و مشكلات كار با قطب نما
8. وجود جريانات هوا در داخل تونل و به هم زدن تعادل شاقولهاي آويزان در تونل
9. تكانها و لرزشهاي زير زميني ناشي از عمليات حفاري ( آتش كاري) و مشكل به هم خوردن تراز دستگاههاي نقشه برداري و جا به جا شدن ايستگاهها
10. كار نكردن دستگاههاي مخابراتي مثل بي سيم و مبايل و همچنين گيرنده هاي GPS در زير زمين
11. سختي كار
نكات ايمني در تونل و زير زمين:
1. قبل از ورود نكات ايمني مربوط به اين زير زمين را از بخش حفاظت و ايمني معدن تهيه و به خاطر بسپاريم
2. وسايل حفاظتي همراه فرد بوده و نحوه استفاده از آنها به فرد آموزش داده شود (كلاه ايمني، چراغ روشنايي، لباس كار، چكمه و... )
3. براي كار در هر قسمت معدن ابتدا وضعيت آن را بررسي كرده و قسمتي پيدا كردن موقعيت آن را از روي نقشه نكات حفاظتي براي آن بررسي شود.
4. بودن هماهنگي مسئول معدن و مسئول عمليات نقشه برداري در قسمتهاي مختلف تونل حركت نكنيم.
5. قبل از ورود به زير زمين برنامه كار خود را از نظر زماني و مكاني به مسئول معدن اطلاع دهيم.
6. در وسط ريلها حركت نكنيم.
7. از بردن وسايل آتشزا به تونل جدا" خودداري كنيم.
8. به خاطر سپردن مسيري كه در آن حركت كرده و رفته ايم.
9. نگهداري و مواظبت از وسايل نقشه برداري در زير زمين.
10. هنگام حركت در تونل مواظب وسايل آويزان از سقف، از جمله شاقولها باشيم.
11. از ضربه زدن بي مورد به وسيله چكش به ديوارها و يا سقف تونلها جدا خودداري كنيم.
12. چراغ روشنايي را در مسير كار ديگران قرار نداده و آن را در چشم ديگران نيا ندازيم.
13. در صورت مواجه شدن با تاريكي مطلق نهايت دقت را براي بازگشت به محل روشنايي داشته باشيم.
14. از شوخي كردن با همكاران در گزنكها و شيبهاي تند بپرهيزيم.
روشهاي كلي نقشه برداري زير زميني:
1. روشهاي نقشه برداري زميني و ژئودزي كه در 90 درصد پروژه ها از اين روش استفاده مي شود.
2. روشهاي فتوگرامتري( برد كوتاه ) كه در مقطع برداري و كارهاي دقيق از آن استفاده مي شود.
3. روشهاي هيدروگرافي: براي معادن و تونلهاي آبي كه امكان نقشه برداري زميني وجود ندارد.
مراحل طراحي پروژه هاي زير زميني:
1. اكتشاف مقدماتي (مطالعه اوليه):
- براي پروژه هاي معدني بوسيله سطحي و نيمه عميق.
- براي پروژه هاي عمراني بوسيله گمانه زني و تشخيص جنس لايه هاي زميني
2. ايجاد شبكه ژئودتيك در منطقه مورد نياز:
- نقاط، تمام منطقه مورد نظر را بپوشاند
- شكل هندسي متناسب باشد. يعني شبكه، استحكام كافي داشته باشد.
- مختصاتها با دقت بسيار زياد محاسبه شوند.
3. تهيه نقشه هاي مورد نياز جهت طراحي تونل
4. طراحي پروژه مورد نظر
طراحي اجراي عمليات حفاري:
1. پياده كردن دقيق نقاط دهانه و چاهها و مشخص كردن سينه كار و ابعاد مقطع حفاري در محل اين نقاط بوسيله روشهاي دقيق از جمله تقاطع.
2. هدايت چند متر اوليه حفاري (تراشه تونل ) بوسيله جهت يابي مغناطيسي و تئودوليت
3. انتقال حداقل 2 نقطه كنترل مسطحاتي و ارتفاعي به داخل تونل
4. كنترل توام راستا و شيب تونل در ادامه حفاري بوسيله نقاط كنترل و دستگاههاي نقشه برداري بوسيله مشخص كردن سينه هاي كار
5. كنترل مقطع تونل در فواصل مشخصي از نقاط زير زمين.
طراحي كلي تهيه نقشه از زير زمين:
1. شناسايي نقاط ثابت شبكه هاي ژئودتيك روي زمين نزديك به دهانه تونلها و چاهها راههاي ورود به زير زمين
2. پياده كردن نقطه دهانه تونل به روش تقاطع و تعيين دقت مختصات آن از مختصات نقاط ثابت شبكه
3. انتخاب نقاط تحت الارضي تونلها و گالريها در محلهاي مناسب (نقاط اصلي و رفرانس سقفي يا كفي)
4. انجام پيمايش جهت انتقال مختصات از نقاط ثابت سطح الارضي به نقاط (ايستگاههاي ) تحت الارض.
5. انجام تراز يابي نقاط تحت الارضي جهت تهيه پروفيلهاي طولي كف و سقف و يا انجام برداشت هاي مربوط به مقطع برداري و تهيه مقطع تونل
6. انجام برداشتهاي لازم از ايستگاههاي زير زميني جهت تهيه نقشه هاي مورد درخواست از زير زمين.

ايستگاه گذاري در زير زمين:
بايد بيشتر دقت كرد كه در زير زمين ايستگاه گذاري هدف دار بوده و دو ايستگاه به هم ديگر ديد داشته و ايستگاه گذاري در محلهاي مستحكم و بدون حركت قرار گيرد. ايستگاه گذاري طوري باشد كه زواياي پيمايش زير زمين به 180درجه نزديك نشود. به علت زياد بودن خطاي انكسار نور روي محور تونل (Center Line ) حتي الامكان نقاط در كناره هاي تونل انتخاب شود. در نظر گرفتن اين نكته ضروري است كه امكان استقرار دوربين در ايستگاه وجود داشته باشد. همچنين موانع ديد را بايد در نظر داشت تا امكان برداشت جزئيات به راحتي ميسر باشد. انواع ايستگاه در زير زمين عبارت است از:
ايستگاه سقفي، ايستگاه كفي، ايستگاه ديواري و كشوئي.
انواع تونل عبارتند از:
1. تونل راههاي بين شهري
2. تونلهاي راه آهن هاي بين شهري
3. تونلهاي راه آهن هاي شهري (مترو)
4. تونلهاي معادن
5. تونلهاي سد سازي و نيروگاهها
6. تونلهاي طبيعي (غارها ) و قناتها و تونلهاي انتقال نيرو

خصوصيات وسايل و تجهيزات نقشه برداري زير زمين:
اين وسايل بايد سبك، كم حجم، دقيق، داراي نور داخلي، امكان سانتراژ از ايستگاه سقفي، ساده و مقاوم در برابر رطوبت، تغييرات ها، گرد و غبار و ضربه باشند.
تارگتها در زير زمين:
از مهمترين تارگتها در زير زمين شاقولها هستند كه كاربردهاي بسيار زيادي داشته و به انواع زير تقسيم مي شوند:
شاقول ساده، شاقول زنجيره اي، شاقول چاه، شاقول اپنيكي وايزري.
وسايل طول يابي در زير زمين:
1. قرماي معمولي كه مرغوبترين آنها تر و ايشتباخ آلماني مي باشند.
2. مفتولهاي مدرج آويزان و (تراز ياب با تئودوليت ) و شاقولهاي چاه
3. طول يابهاي الكترونيكي (EDM) و وسايل جانبي مخصوص آنها براي كار در زير زمين
وسايل اندازه گيري زاويه در زير زمين:
1. تئودوليت معمولي
2. تئودوليتهاي آويزان
3. تئودليتهاي ليزري
4. ژيروتئودوليتها
وسايل تراز يابي در زير زمين:
تفاوت دوربين هاي ترازياب در زير زمين در اين است كه اين دوربين ها در برابر سرما، گرما، گرد و غبار، ضربه و.... مقاوم بوده و از دقت بيشتري برخوردارند. اين دوربين ها در فواصل كوتاه نيز مي توانند اندازه گيري كنند.
خصوصيات شاخص در زير زمين:
1. كوتاه باشد در حد يك و نيم تا سه متر كه به صورت كشوئي ارتفاع آن تغيير مي كند.
2. سطح آن روشن باشد تا بتوان در تاريكي از آن استفاده كرد.
3. تقسيم بندي آن طوري باشد كه بتوان سريع و راحت قرائت كرد.
انواع شاخص در زير زمين:
1. شاخصهاي منعكس كننده
2. شاخصهاي شفاف يا شيشه اي
3. شاخصهاي قابل آويزان
وسايل حفاري در زير زمين:
با توجه به اين كه سه روش براي حفاري در زير زمين مرسوم است، براي هريك وسايل و تجهيزات خاصي به كار مي روند. اين روشها عبارتند از:
. روش انفجاري 2. ماشين حفاري 3. ماشين آلات ساختماني
نكاتي در مورد بكارگيري شاقول در چاه:
1. آزاد بودن شاقول چاه: براي كنترل آزاد بودن شاقول در چاه حلقه اي را در داخل سيم شاقول كرده و از بالا به طرف پايين رها مي كنيم اگر اين حلقه به ته چاه رسيد شاقول آزاد مي باشد و سيم آن در جايي درگير نيست
2. با اين كه پريود اندازه گيري شده را با توجه به پريودهاي محاسبه شده براي ارتفاع آن چاه مقايسه كنيم. بايستي اين دو مقدار تقريبا با هم برابر باشند.
3. در اثر جريانات هوا و طولاني بودن طول سيم نوسانات پاندولي در شاقول ايجاد مي شود كه براي برقراري تعادل آن نياز به دقت بسياري است. براي برقرار كردن تعادل سريع از شبكه نفت يا روغن سوخته طوري استفاده مي كنيم كه شاقول در اين شبكه قرار گيرد.
4. در نظر گرفتن انحراف شاقول از خط يا امتداد شاقول با توجه به نيروهاي گريز از مركز و نيروي گريدليس.