مروری بر نقشه برداری زیر زمینی:
نقشه برداری زیر زمینی یکی از شاخه های علم مهندسی نقشه برداری است که در استخراج و اکتشاف معادن , ایجاد تونل راه سازی , انتقال اب از آن استفاده می شود. در اهمیت نقشه برداری و پیشرفتهای آن می توان به ایجاد تونل زمینی در زیر دریای دانش که ارتباط بین پاریس و لندن را بر قرار می کند اشاره کرد.
باید توجه داشت که نقشه برداری زیر زمینی و سطحی تفاوتهای دارند که عبارتند از:
- به علت عدم وجود نور کافی در معادن و تونلها ,تجهیزات مورد نیاز با نقشه برداری سطحی متفاوت است. از طرفی خطرات انفجار در معادن زغال سنگ, محدودیت وسایل روشنایی و نیاز به دوربینهای الکترونیکی را به دنبال داشت
. . .
مروری بر نقشه برداری زیر زمینی:
نقشه برداری زیر زمینی یکی از شاخه های علم مهندسی نقشه برداری است که در استخراج و اکتشاف معادن , ایجاد تونل راه سازی , انتقال اب از آن استفاده می شود. در اهمیت نقشه برداری و پیشرفتهای آن می توان به ایجاد تونل زمینی در زیر دریای دانش که ارتباط بین پاریس و لندن را بر قرار می کند اشاره کرد.
باید توجه داشت که نقشه برداری زیر زمینی و سطحی تفاوتهای دارند که عبارتند از:
- به علت عدم وجود نور کافی در معادن و تونلها ,تجهیزات مورد نیاز با نقشه برداری سطحی متفاوت است. از طرفی خطرات انفجار در معادن زغال سنگ, محدودیت وسایل روشنایی و نیاز به دوربینهای الکترونیکی را به دنبال داشت.
- به علت بسته بودن فضا و مناسب نبودن محیت کار ,روش عملیات کار با نقشه برداری سطحی متفاوت است. در نتیجه درجه آزادی عملیات نقشه برداری پایین می آید.
- دقت عملیات زیرزمینی ,به علت نداشتن روشهای کنترلی نقشه برداری و اجرای طرح های بعدی باید بالاتر باشد.
- سرعت عملیات در نقشه برداری زیر زمینی به علت انجام حفاری کمتر از نقشه برداری سطحی می باشد.
- خطرات و اتفاقات نقشه برداری زیرزمینی بیشتر از روی زمین بوده و شرایط عملیات نقشه برداری سخت تر است.
- محدودیت استفاده از امواج بی سیم و GPS در زیرزمین ,جریانات هوا و اختلا لات مغناطیسی در معادن سنگ آهن ,باعث محدودیت استفاده از وسایل نقشه برداری می شود.
اهمیت تهیه نقشه های زیر زمینی در معادن:
برای اداره و هدایت معادن جهت حل مشکلات مختلفی در مراحل اکتشاف , اماده سازی, بهره برداری و استخراج نیاز به نقشه کامل و دقیق از معادن داریم. همچنین اساسی ترین مشکل معادن امنیت ان ها می باشد که برای اطلاع از امنیت قسمت های مختلف معادن نیاز به نقشه بردار داریم که محل های انفجار ریزش و دیگر خطراط احتمالی را در ان نشان دهد. و نیز برنامه ریزی و ارائه خدمات زیر زمینی مثل بررسی راه های حمل و نقل ذخایر معدنی نیازمند به وجود نقشه بردار می باشد. همچنین برای به ثبت رساندن معادن به یک نقشه تقریبی (کروکی) و برای گرفتن مجوز استخراج از معدن نیاز به نقشه دقیق از آن داریم.
درارتباط با نقشه برداری زیر زمینی , بطور کلی سه نوع پروژه بررسی می گردد.این پروژه ها عبارتند از :
*- طراحی تونل ها (یا معادن) و سازه های مربوط به ان ها.
*- اجرا و هدایت عملیات حفاری و پیاده کردن سازه های مربوط به ان.
*- تهیه نقشه از زیرزمین (تهیه پلان های طبقات مختلف , تهیه پروفیل های طولی کف و سقف تونل ها , مقطع برداری در نقاط مختلف تونل, برداشت استخراجی و حجم عملیات خاکی, انجام عملیات میکروژئودزی و تعین جابجای ها).
انواع تونل عبارتند از: تونل راههای بین شهری - تونلهای راه آهن های بین شهری - تونلهای راه آهن های شهری (مترو) - تونلهای معادن - تونلهای سد سازی و نیروگاهها - تونلهای طبیعی (غارها) و قناتها و تونلهای انتقال نیرو.
مراحل اجرا و هدایت عملیات حفاری در نقشه برداری زیر زمینی:
- پیاده کردن دقیق نقاط دهانه تونل ها و چاه ها و مشخص کردن سینه کار و ابعاد مقطع حفاری در محل این نقاط به وسیله روش های دقیق از جمله روش تقاطع انجام می گیرد.
- هدایت چند متر اولیه حفاری (ترانشه تونل) به وسیله جهت یابی مغناطیسی و تئودولیت.
- انتقال حداقل دو نقطه کنترل مسطحاتی و ارتفاعی به داخل تونل (در سقف).
- کنترل توام راستا و شیب تونل در ادامه حفاری به وسیله نقاط کنترل و دستگاه های نقشه برداری به وسیله مشخص کردن امتداد افقی و قائم سینه کار.
- کنترل مقطع تونل در فواصل مشخصی از نقاط زیر زمینی.
- تکرار کار از مرحله سوم.
مراحل کلی تهیه نقشه از زیر زمین:
- شناسایی نقاط ثابت شبکه های ژئودتیک روی زمین نزدیک به دهانه تونلها و چاهها و راه های ورودی به زیر زمین.
- پیاده کردن نقطه دهانه تونل بروش تقاطع یا پیمایش و تعیین دقیق مختصات انها از مختصات نقاط ثابت شبکه.
- انتخاب نقاط پیمایش زیرزمینی داخل تونلها وگالری ها در محلهای مناسب (نقاط اصلی و رفرانس سقفی یا کفی).
- انجام پیمایش جهت انتقال مختصات از نقاط ثابت سطح زمین به نقاط (ایستگاه های) زیرزمینی.
- انجام تراز یابی نقاط تحت الارضی جهت تهیه پروفیل های طولی کف و سقف و همچنین انجام برداشت های مربوط به مقطع برداری و تهیه مقطع تونل.
- انجام برداشت های لازم از هر یک از ایستگاههای زیرزمینی جهت تهیه نقشه های مورد درخواست (مثل نقشه پلان زیرزمین).
- در پیمایش زیرزمین باید سعی شود که اضلاع زوایا نزدیک به 180 درجه را تشکیل ندهند چون این کار باعث می شود برای بدست آمدن مختصات دچار خطا و اشتباه مختصاتی شویم.
روش فتوگرامتری برد کوتاه:
در این روش با عکس برداری از مقطع نسبت به روش های بالا از دقت بهتری برخوردار است. با توجه به هزینه و زمان بالا برای تهیه پروفیل, از این روش فقط در مکان های خاصی مثل معادن طلا و غیره ممکن است استفاده شود. بدین منظور در نزدیکی مقطع , لامپ لیزری قرار میدهیم تا مقطع تونل را روشن کند. سپس دستگاه فتو تئودولیت (تئودولیت ودوربین عکاسی ) را در نقطه دیگر غیر از ان مقطع قرار می دهیم. فیلم داخل دوربین عکاسی حساسیت زیادی دارد و فاصله کانونی دوربین برابر 150 میلیمتر و ابعاد عکس 10*10 سانتیمتر است. بنابرین با محاسبه یااندازه گیری فاصله بین نقاط A وB می توان مقیاس عکس برداری را مشخص کرد و عکس حاصل را بر روی فیلم شبکه بندی شده چاپ کرد ودر نتیجه مقطع تونل با دقت زیادی روی عکس معلوم می شود.
سیستم های نقشه برداری در تونلی:
کمپانی لایکا با همکاری کمپانی امبرگ که تجربه ای طولانی در زمینه ساخت تونل و ایجاد بناهای زیرزمینی دارد اقدام به ارایه سیستم های اندازه گیری تونلی و هدایت وکنترل بناهای زیرزمینی نموده است. این سیستم ها شامل راه حل ها و روش های اندازه گیری عالی و ویزه برای نقشه برداری اتوماتیک در زمینه تونل و راه اهن میباشند که میتوان در این زمینه به موارد زیر اشاره نمود:
-بخش سیستم های نقشه برداری ساختمانی تونل:
نقشه برداری های دقیق در معادن و تونل ها به منظور طراحی معدن وکنترل و نگهداری ان بسیار مهم میباشند. در شفت های زیرزمینی و تونل ها نیاز مبرمی به نقشه برداری و کنترل در جهت رسیدن به بیشترین کارآیی در زمینه حفر تونل ومعدن میباشد.
الف: سیستم TMS که شامل دو بخش: برداشت پروفیل برداری و پیاده کردن المان های مورد نیاز در امور زیرزمینی می باشد. این سیستم بطور اتوماتیک با یک توتال استیشن حرفه ای سری TPS 1100 تلفیق شده است و عملیات مورد نظر را انجام می دهد. به کمک این سیستم میتوان بطور اتوماتیک اقدام به برداشت و کنترل مقاطع مختلف تونل نمود و همچنین می توان خطوط برش حفاری و چالزنی و محل نصب عوارض مختلف را بر روی پایلوت و یا دیواره ها پیاده کرد. به همراه نرم افزار مخصوص تدارک دیده شده می توان مقادیر اختلاف طرح با وضعیت اجراء شده را تعیین کرده ومشاهدنمود.
ب: دستگاه های سری 400 معدنی: که این محصول نتیجه فعالیت کمپانی لایکا در زمینه صنعت معدن و بناهای زیرزمینی میباشد. این سیستم دارای برنامه های مهم نقشه برداری زیر زمینی از قبیل برداشت پایه ها و مسیر حرکت پیاده کردن خطوط تراز و انجام برداشت های زیر زمینی به روش افست و اخراج عمود می باشد. ضمن اینکه دستگاه برنامه های استاندارد سری 400 را نیز درخود دارد.این سیستم بر مبنای حفظ امنیت داده ها به عنوان یک اولویت مهم گسترش یافته و قابلیت تنظیم کلمه رمز عبور را نیزدارد. پیکربندی کلی دستگاه و اپراتوری ان نیز ساده بوده و همانند دستگاه های استاندارد میباشد.
- سیستم پروفیل برداری موسوم به PROFILER 4000:
این سیستم ابزار نیرو مندی برای پروفیل برداری در نقشه برداری های کنترلی است که برای اندازه گیری سطوح ومقاطع زیرزمینی بسیار کارآ و موثر می باشد.
پیشرفت های اخیر نقشه برداری کنترلی ژئودتیک جهت احداث تونل های بزرگ:
روشهای جدید احداث تونل و کاربرد آن به ویژه در زمینه هدایت و کنترل , اغلب نیازمند به دقت کافی در مورد جهت یابی تونل است. ابزارهای جدید علم نقشه برداری مانند GPS و رقیب دیرینه ان ژیرو-تئودولیت ,قادر هستند نیاز فوق را براورده نمایند. ماشین های جدید حفاری تونل , همراه با دستگاه های تمام خودکار جهت یاب و همراه با سیستم های خودکار مسیر سازی تونل داری توانایی احداث تونل با رشد بالا بوده و هدایت و حفر ان را با دقت زیادی امکان پذیر ساخته است. برای رسیدن به چنین تواناییهایی ضریب اطمینان دقت د نقشه برداری برای جلوگیری از انحراف مسیر تونل و جهت یابی انها بسیار دقیقتر خواهذ شد. این اطمینان به وسیله دقت های بسیار بالایی که در هنگام طراحی و اجرای نقشه برداری کنترلی پروژه رعایت می گردد ارایه خواهد شد. فن اوری جدید علم نقشه برداری همانند سیستم تعیین موقعییت ماهوارهای GPS , ژیرو-تئودولیت با دقت بالا و وسایل الکترونیکی برای اندازه گیری زاویه و مسافت به ما کمک می کنند.
منبع:انجمن علمی مهندسی نقشه برداری