نقشه برداری زیر زمینی

نقشه برداری زیر زمینی که در اصطلاح لاتین under ground surveying خوانده می شود، از جمله نیازمندی ها در طراحی تونل ها و حفر معادن می باشد که با استفاده از این نقشه برداری، اجرا و مسیر دهی حفاری های زیرزمینی و نیز برداشت پستی بلندی ها و سنگ های موجود در داخل زمین به راحتی انجام می شود. این شاخه از نقشه برداری شامل نقشه برداری تونل، نقشه برداری معدن با پهپاد و همچنین نقشه برداری در مترو نیز می باشد.

منظور از زیرزمین در نقشه برداری زیر زمینی عوارض طبیعی داخل زمین وجود دارد که از روی سطح زمین نقشه برداری می شود. از این نوع نقشه برداری همان طور که در بالا گفته شد به منظور حفاری هایی مثل تونل و معادن بهره می برند که برای این که متوجه طرز نقشه برداری ها در هر یک از عوارض داخل زمین شوید نیاز به یک سری تعاریف می باشد.

نقشه برداری زیر زمینی

انواع نقشه برداری زیر زمینی کدام اند؟

•  نقشه برداری تونل

تونل ها که به لاتین به آن ها tunnel می گویند. دالان هایی هستند که طول و عرض زیادی دارند، به طوری که در 2 طرف باز هستند که با استفاده از آن جریان هایی اعم از آب و سیلاب عبور می کند و حتی جاده ها و ریل ها و در برخی از موارد نیز جریان گاز از آن عبور می کند.

برای نقشه برداری تونل ها نیازمند به حفاری زیر زمین می باشد، این نقشه برداری ها دارای دستور العمل هایی خاص می باشد که باید آن ها را برنامه ریزی و تنظیم کرد. یکی از اصلی ترین بخش های نقشه برداری در تونل ها پیاده سازی خط آکس مسیر در روی زمین است که سپس آن را به داخل تونل منتقل می کنند.

مراحل نقشه برداری زیر زمینی تونل

در مرحله ی اول برای نقشه برداری زیر زمینی برای تونل ها، نقشه برداری اولیه و مقدماتی بر روی سطح زمین را انجام می دهند. از وقتی که مهندسین شروع به ساخت و ساز و حفاری تونل می کنند نیازمند آن است آکس را در نظر بگیرند و مسیر تونل مدام چک شود تا انحرافی در این راه صورت نگیرد. برای تونل هایی که طول کمتری دارند مهندس ها می توانند به راحتی از پس نقشه برداری زیر زمینی،فرایند را کنترل کنند.

اما برای پروژه های بزرگ تر مانند متروها نیازمند به مهندسین مجرب می باشند که بتوانند در هنگام بروز مشکلات احتمالی آن ها را بر طرف کنند. تونل هایی نظیر پروژه های مترو و… به حفاری های طولانی نیاز دارد که محور افقی موجود را در یک مسیر ثابت نگه دارد.

نقشه برداری زیر زمینی

• نقشه برداری معادن

معدن ها محل هایی می باشند که در زیر زمین قرار دارند و در درون آن عنصرهای معدنی و مختلف جای گرفته است. مهندسان با حفر این معادن مواد و عناصر را در دسترس خود قرار می دهند.

در هنگام حفر معدن اکتشاف، بهره برداری، آماده سازی و استخراج کردن مواد با استفاده از نقشه برداری معادن صورت می گیرد. در نقشه برداری زیر زمینی برای معادن به دلیل عملیات حفاری سرعت این نقشه برداری نسبت به نقشه برداری سطحی کمتر است.

انواع پروژه ها در نقشه برداری معادن

انواع پروژه هایی که مهندسان نقشه برداری در نقشه برداری معادن می توانند به اجرا در آورند عبارت اند از:

• اجرایی کردن و عملیات حفاری مرتبط با سازه های زیر زمینی مورد نیاز
• طراحی انواع تونل و سازه های تونلی مرتبط با آن
• تهیه نقشه ها و پلان های طبقات معادن و تهیه پروفیل های طولی در کف و سقف تونل ها
• چاه

از دیگر مورد هایی که با استفاده از نقشه برداری زیر زمینی صورت می گیرد حفره چاه و گمانه می باشد. چاه به اصطلاح دالان های قائمی است که مکان هایی برای ورود و خروج به زیر زمین را تأمین می کند. این چاه ها در برخی از کشور ها مانند ایران و کشور های آسیایی و اروپایی به شکل دایره و در آمریکا به صورت مستطیل کنده می شود.

نقشه برداری زیر زمینی

مراحل طراحي پروژه هاي زير زميني:

۱- اكتشاف مقدماتي (مطالعه اوليه)

•  براي پروژه هاي معدني به وسيله سطحي و نيمه عميق.
•  براي پروژه هاي عمراني بوسيله گمانه زني و تشخيص جنس لايه هاي زميني

۲- ايجاد شبكه ژئودتيك در منطقه مورد نياز :

• نقاط، تمام منطقه مورد نظر را پوشش دهد.
• شكل هندسي متناسب باشد. يعني شبكه، به حد کافی استحکام داشته باشد.
• مختصات ها با دقت بسيار بالا حساب شوند.

۳- تهيه نقشه هاي مورد نياز جهت طراحي تونل
۴- طراحي پروژه مد نظر

خطرهای نقشه برداری زیر زمینی

به دلیل وجود چالش های زیاد و خطرناک در نقشه برداری زیر زمینی، مانند احتمال اشتعال مواد گازی در مناطق کم نور و نیاز به استفاده از نورهای اشتعال زا، کار نقشه بردار برای مهندس سخت تر خواهد شد. چون فضای کار در نقشه برداری زیرزمینی محدود است، مانند نقشه برداری مترو ها، کنترل نقشه با دسترسی محدودیت‌ هایی مواجه می‌ شود و نمی‌ توان ابزار های حفر را در شرایطی مانند فضای باز استفاده کرد. از این رو، این کار نیازمند مهارت‌ های مهندس نقشه‌ برداری است.

از یکی از اصلی ترین خطراتی که در نقشه برداری زیر زمینی وجود دارد می توان به احتمال تخریب و ریزش تونل ها اشاره کرد و یا هم چنین ممکن است در داخل زمین های سست و نشت کرده، ورود آب های سطحی به داخل حفره اشاره کرد. چرا که مهندس نقشه بردار به دلیل وجود میدان مغناطیسی در زیر زمین، در استفاده از قطب نما بسیار محدود است. باد هایی که در تونل ها بر اثر جریان هوایی که در زیر زمین ایجاد می شود می وزند نیز باعث به هم زدن تعادل شاقول های متصل به تونل می شود.

یکی از مواردی که در هنگام نقشه برداری ممکن است رخ دهد تکانه ها و لرزش هایی می باشد که ناشی از حفاری های دیگر مناطق است که باعث اختلال در تنظیمات تراز دستگاهی می شود. یکی دیگر از چالش هایی که مهندسان نقشه بردار در زیر زمین با آن مواجه می باشند می توان به اختلال دستگاه های ارتباطی مانند بی سیم ها و دیگر دستگاه ها مانند جی پی اس و… اشاره کرد. که کار نکردن این دستگاه ها یکی از موارد سختی کار در این حیطه است.

نقشه برداری زیر زمینی

اصطلاحات نقشه برداري زير زميني:

نقشه برداری زیر زمینی اصطلاح هایی دارند که در زیر به برخی از آن ها اشاره می کنیم:

• زير زمين (UNDER ground): در اصطلاح عام به عوارض قابل دسترسي و يا طبيعي در داخل زمين مي گويند.
• 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.
• 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.
• تونل (tunnel ): دالان عبوري عريضي است كه از دو طرف باز مي شود و به انواع افقي، مايل، مارپيچ، موجود مي باشد.
• چاه (shaft): گالري قائمي كه از راه هاي 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.
• رمپ (Ramp): رمپ يا شيب گذر، تونل شيب داري است كه براي اتصال بين طبقه های مختلف معدن به كار مي رود اصطلاحا به آن بالا رو يا پايين رو (دوبل ) نيز مي گويند.
• گمانه (soundage): منظور 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.
• حفاري: پيشروي در امر گود برداري زير زمين كه به وسيله ماشين هاي حفاري و يا اكتشافي انجام مي شود را گويند.

برای مطالعه مطالبی در مورد کالیبراسیون تراز لیزری کلیک نمایید.

شرايط خاص نقشه برداري زیر زمینی:

در نقشه برداری زیر زمینی شرایط خاصی وجود دارد که در پایین آن ها را به شکل جدولی آوردیم:

وسايل اندازه گيري زاويه در زير زمين:

۱- تئودوليت معمولي
۲- تئودوليت هاي آويزان
۳- تئودليت هاي ليزري
۴- ژيروتئودوليت ها

نقشه برداری زیر زمینی

خصوصيات شاخص در زير زمين:

۱- كوتاه باشد در حد يك و نيم تا سه متر كه به صورت كشوئي ارتفاع آن تغيير مي كند.
۲- سطح آن روشن باشد تا بتوان در تاريكي آن را استفاده كرد.
۳- تقسيم بندي آن به طوري باشد كه بتوان با سرعت و راحت خواند و یک سمت آن تقسیمات و طرف دیگر آن عدد نوشته شده اند.

انواع شاخص در نقشه برداری زير زمينی:

۱- شاخص هاي منعكس كننده
۲- شاخص هاي شفاف يا شيشه اي
۳- شاخص هاي قابل آويزان

نقشه برداری زیر زمینی

وسايل تراز يابي در زير زمين:

تفاوت اساسی دوربين هاي ترازياب در نقشه برداری زير زمينی در اين است كه اين دوربين ها در برابر سرما، گرما، گرد و غبار، ضربه و…. مقاوم بوده و دقت بالایی دارند. اين دوربين ها در فاصله های كوتاه نيز مي توانند اندازه بگیرند.

ترازیابی

برای ترازیابی در نقشه برداری زير زمينی از روش های زیر استفاده می گردد:

• به وسیله نوارها و کابل ها

امکان دارد به طول چند صد متر یا کیلو متر به دور قرقره های پیچیده شده باشد و همراه شاغولی به وزن 15-20 کیلوگرم به کار می رود. و سرعت باز شدن آن قابل کنترل است. با استفاده از روش های مخصوص مثل روش firminy می توان طول نوار را تحت همان شرایطی تعیین نمود که نوار تحت نیروی وزنه و وزن خود کشیده شود.

با این شرایط می توان به دقت در حدود 1:20000 نیز رسید.گاهی از طناب های مخصوص به خود استخراج برای تعیین ارتفاع استفاده می شود و اثر وزن جعبه ی حمل مواد را روی آن تصحیح می کنند و به این ترتیب می توان به دقت حدود 1:500 رسید.

• استفاده از تراز آبی

تراز آبی طریقه قدیمی استفاده از خاصیت لوله های به هم پیوسته است که دقت آن معمولاً پایین است. برای بیشتر کردن دقت می توان از یک ابزار میکرومتری استفاده کرد که سوزنی در زیر سطح آب قرار گرفته و به کمک پیچی در انتهایش بالا و پایین می رود تا تصویر نوک سوزن بر خودش منطبق دیده شود.

• ترازیابی مستقیم

در برداشت های دقیق غالباً از ترازیاب استفاده می شود. برای روشن کردن درجات میر یک چراغ دستی به صورت نور افکن بر روی دوربین نصب می شود. بعضا برای رتیکول نیز یک دوره رادیو اکتیو بی ضرر در نظر گرفته شده تا قابل رویت باشد.