Nghiên cứu phương pháp thiết kế và thành lập lưới khống chế thi công các công trình giao thông dạng tuyến

C¸c ph­¬ng ph¸p thµnh lËp l­íi khèng chÕ thi c«ng c«ng tr×nh giao th«ng Ch­¬ng 3: ThiÕt kÕ l­íi khèng chÕ thi c«ng cho tuyÕn ®­êng N2 khu kinh tÕ DiÔn Ch©u – NghÖ An. PhÇn cuèi lµ phÇn kÕt luËn vµ kiÕn nghÞ. Víi tinh thÇn lµm viÖc nghiªm tóc vµ næ lùc phÊn ®Êu cña b¶n th©n d­íi sù h­íng dÉn tËn t×nh thÇy gi¸o TS. TrÇn ViÕt TuÊn vµ c¸c thÇy c« gi¸o trong khoa tr¾c ®Þa, nay b¶n ®å ¸n ®· ®­îc hoµn thµnh ®óng thêi h¹n. Nh­ng do h¹n chÕ vÒ thêi gian vµ tr×nh ®é nªn b¶n ®å ¸n tèt nghiÖp nµy kh«ng thÓ tr¸nh khái nh÷ng thiÕu sãt. T«i mong nhËn ®­îc sù ®ãng gãp ý kiÕn cña thÇy gi¸o, c« gi¸o trong khoa tr¾c ®Þa cïng c¸c b¹n ®ång nghiÖp. T«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n. Hµ Néi ngµy th¸ng n¨m2008 Sinh viªn thùc hiÖn : NguyÔn ThÕ Hïng CH¦¥NG 1 ®Æc ®iÓm c¸c c«ng tr×nh giao th«ng d¹ng tuyÕn 1.1 kh¸I niÖm vÒ c¸c c«ng tr×nh d¹ng tuyÕn C¸c c«ng tr×nh d¹ng tuyÕn lµ c¸c c«ng tr×nh cã d¹ng kÐo dµi, th­êng ®­îc thµnh lËp ®Ó x©y dùng c¸c tuyÕn ®­êng giao th«ng, x©y dùng cÇu hoÆc x©y dùng ®­êng hÇm… Víi môc ®Ých phôc vô cho viÖc l­u th«ng, qua l¹i trªn mét ®Þa bµn( hay vïng nµo ®ã) hoÆc nèi liÒn gi÷a c¸c tØnh l¹i víi nhau. 1.1.1 §Æc ®iÓm vÒ tuyÕn ®­êng. - TuyÕn ®­êng lµ trôc thiÕt kÕ cña mét c«ng tr×nh d¹ng tuyÕn kÐo dµi qua nhiÒu vïng, ®i theo d¶i hÑp ®­îc ®¸nh dÊu ngoµi thùc ®Þa, ®­îc ®o vÏ chuyÓn lªn b¶n ®å hoÆc b×nh ®å ¶nh hay ®­îc ghi tr­íc bëi nh÷ng to¹ ®é vÏ lªn b¶n ®å trªn m« h×nh sè cña bÒ mÆt thùc ®Þa. Nh×n chung tuyÕn ®­êng lµ mét ®­êng cong kh«ng gian bÊt kú vµ rÊt phøc t¹p. Trong mÆt ph¼ng nã bao gåm c¸c ®o¹n th¼ng cã h­íng kh¸c nhau vµ chÌn gi÷a chóng lµ nh÷ng ®­êng cong ph¼ng cã b¸n kÝnh cong cè ®Þnh hoÆc biÕn ®æi. B×nh ®å däc tuyÕn lµ h×nh chiÕu cña bÒ mÆt ®Þa h×nh trªn mÆt ph¼ng n»m ngang, cßn mÆt c¾t däc tuyÕn lµ h×nh chiÕu trªn mÆt ph¼ng th¼ng ®øng. XÐt trªn ph­¬ng diÖn mÆt b»ng tuyÕn gåm cã nh÷ng ®o¹n th¼ng cã ph­¬ng h­íng kh¸c nhau gåm nh÷ng ®­êng cong n»m trong mÆt ph¼ng n»m ngang cã b¸n kÝnh cong thay ®æi vµ cè ®Þnh. B¸n kÝnh ®­êng cong cµng lín cµng thuËn lîi cho an toµn giao th«ng. Trªn mÆt c¾t däc tuyÕn gåm nh÷ng ®o¹n th¼ng cã ®é dèc kh¸c nhau, khi cÇn thiÕt ®­îc nèi víi nhau b»ng nh÷ng ®­êng cong trßn n»m trong mÆt ph¼ng th¼ng ®øng. §é dèc cña tuyÕn ®­êng th«ng th­êng kh«ng lín l¾m cho nªn ®Ó hiÖn thÞ râ rµng th× tû lÖ ®øng cña mÆt c¾t däc th­êng ®­îc chän lín h¬n 10 lÇn tû lÖ ngang. 1.1.1.1 C¸c lo¹i tuyÕn ®­êng Tuú theo ®iÒu kiÖn thùc ®Þa n¬i tuyÕn ®i qua mµ chia thµnh c¸c lo¹i sau: a.TuyÕn ch¹y däc theo thung lòng: §­îc bè trÝ trªn mét bËc thÒm cña thung lòng, th«ng th­êng nã cßn cã mét mÆt b»ng vµ mét mÆt c¾t æn ®Þnh nh­ng c¾t ngang phÇn lín dßng n­íc. Nh­ vËy ®ßi hái ph¶i x©y dùng nhiÒu cÇu cèng rÊt tèn kÐm lµm cho gi¸ thµnh toµn bé c«ng tr×nh cao. b. TuyÕn ®­êng ph©n thuû: §­îc bè trÝ ch¹y däc theo c¸c ®iÓm cao nhÊt cña ®Þa h×nh. §©y lµ tuyÕn ®­êng t­¬ng ®èi phøc t¹p nh­ng khèi l­îng x©y dùng c«ng tr×nh nh©n t¹o Ýt, c¸c ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt ®¶m b¶o. Tuy nhiªn ë vïng ®åi, nói th«ng th­ên c¸c ®­êng ph©n thuû hÑp vµ ngo»n ngÌo nªn tuyÕn sÏ phøc t¹p. c. TuyÕn ch¹y b¸m s­ên nói: N»m ë c¸c s­ên nói, tuyÕn cã thÓ thiÕt kÕ víi ®é dèc ®Òu ®Æn vµ b»ng ph¼ng nh­ng vÒ ph­¬ng diÖn mÆt b»ng rÊt phøc t¹p. V× tuyÕn ®­êng c¾t ngang hÇu hÕt c¸c con suèi nªn ®ßi hái ph¶i x©y dùng nhiÒu cÇu, cèng vµ do tuyÕn n»m ë d­ên nói nªn th­êng bÞ sôt lì. d. TuyÕn c¾t qua thung lòng vµ ®­êng ph©n thuû: TuyÕn nµy ch¹y qua c¸c thung lòng vµ c¸c ®­êng ph©n thuû vÒ ph­¬ng diÖn mÆt b»ng nã gÇn nh­ mét ®­êng th¼ng, cßn vÒ ph­¬ng diÖn mÆt c¾t th­êng gÆp nh÷ng ®é dèc kÐo dµi, do ®ã ®©y lµ tuyÕn kh¶ thi. Nh­ng khi ®Þnh tuyÕn ë ®ång b»ng vµ vïng nói cÇn tu©n thñ nh÷ng nguyªn t¾c sau: §Þnh tuyÕn ë vïng ®ång b»ng : + Gi÷a c¸c ®Þa vËt cã ®­êng bao nªn ®Æt tuyÕn th¼ng. §é lÖch tuyÕn so víi ®­êng th¼ng ( tøc lµ ®é dµi thªm t­¬ng dèc ) vµ ®é lín cña gãc chyÓn h­íng cÇn ph¶i ®­îc khèng chÕ tr­íc. + §Ønh c¸c gãc ngoÆt chän ®èi diÖn víi kho¶ng gi÷a c¸c ®Þa vËt ®Ó cho tuyÕn ®­êng vßng qua ®Þa vËt ®ã. + C¸c gãc chuyÓn h­íng cña tuyÕn cè g¾ng kh«ng lín h¬n 200-300 §Þnh tuyÕn ë vïng nói: + §Þnh tuyÕn theo mét ®é dèc giíi h¹n cã khèi l­îng c«ng t¸c b»ng kh«ng chØ lµm gi¶m ®é dèc ( hoÆc cho ®é dèc b»ng kh«ng) ë nh÷ng vïng riªng biÖt, nh÷ng khu vùc, nh÷ng khu vùc ®ßi hái ph¶i tu©n theo nh÷ng quy ®Þnh nµo ®ã. C¸c yÕu tè cña tuyÕn vµ ®é cao mÆt ®Êt ®­îc chän cã l­u ý ®Õn mÆt c¾t thiÕt kÕ ®· lËp tr­íc ®©y vµ nh÷ng yªu cÇu khi chen c¸c ®o¹n th¼ng vµ ®­êng cong. + Ph¶i c¨n cø vµo ®é dèc ®Þnh tuyÕn vµ ®é kÐo dµi cho phÐp cña tuyÕn ®­êng mµ quyÕt ®Þnh vÞ trÝ c¸c dØnh gãc ngoÆt vµ ®é lín cña chóng. CÇn ph¶i lo¹i bá nh÷ng ®­êng cong cã b¸n kÝnh nhá v× ë n¬i ®ã buéc ph¶i lµm gi¶m mét c¸ch ®¸ng kÓ ®é dèc cho phÐp. 1.1.2 §Æc ®iÓm vÒ cÇu Khi x©y dùng c¸c tuyÕn ®­êng giao th«ng trªn mÆt ®Êt th­êng gÆp c¸c ch­íng ng¹i nh­ s«ng, hå, khe nói…§Ó v­ît qua c¸c ch­íng ng¹i nµy chóng ta ph¶i x©y dùng c¸c con cÇu vµ ®iÒu ®ã diÔn ra rÊt phøc t¹p. CÇu lµ mét bé phËn c¬ b¶n cña hÖ thèng v­ît c¸c ch­íng ng¹i kÓ trªn, nã bao gåm c¸c mè cÇu, c¸c trô cÇu vµ c¸c nhÞp cÇu. Mè lµ bé phËn liªn kÕt cÇu víi c¸c ®o¹n cÇu dÉn. C¸c trô ®Æt s©u d­íi lßng s«ng lµ chç tùa cho c¸c dµn nhÞp trªn ®ã. + Mè cÇu lµ hÖ thèng liªn kÕt cÇu chÝnh víi hÖ thèng ®­êng dÉn, th­êng ®­îc x©y dùng b»ng bª t«ng cèt thÐp + Trô cÇu lµ bé phËn ®Ó ®ì c¸c kÕt cÊu nhÞp cÇu, ®­îc x©y dùng b»ng bª t«ng cèt thÐp. C¶ trô cÇu vµ mè cÇu ®Òu cã chiÒu s©u ®Æt mãng t­¬ng ®èi lín ( vµi chôc mÐt) ®Æt ®Õn tÇng líp ®¸ gèc. Trªn bé phËn trô cÇu vµ mè cÇu cã c¸c bé phËn liªn kÕt víi cÇu ®­îc gäi lµ c¸c gèi tùa + NhÞp cÇu lµ kho¶ng c¸ch tÝnh theo trôc cÇu gi÷a hai trôc däc cña hai ®iÓm tùa ë hai ®Çu cña nhÞp ®ã. 1.1.2.1 Ph©n lo¹i cÇu ViÖc ph©n lo¹i cÇu ®­îc dùa trªn nh÷ng c¬ së sau ®©y: Theo ®é lín( chiÒu dµi cÇu): - CÇu nhá L< 50 m - CÇu trung b×nh 50 m< L < 100 m - CÇu lín 100 m< L < 500 m - CÇu cùc lín L > 500 m Ph©n theo vËt liÖu x©y dùng bao gåm: cÇu gç, cÇu s¾t, cÇu bª t«ng c«t thÐp. Ph©n theo môc ®Ých sö dông bao gåm: cÇu ®­êng s¾t, cÇu ®­êng bé, cÇu b¨ng t¶i. Ph©n lo¹i theo thêi gian sö dông bao gåm: cÇu vÜnh cöu, cÇu b¸n vÜnh cöu, cÇu t¹m thêi. Ph©n theo cÊu tróc h×nh th¸i vµ kh¶ n¨ng chiÖu t¶i bao gåm: cÇu dÇm, cÇu vßm, c©u treo, cÇu kÕt hîp, cÇu quay, cÇu gÊp. 1.1.3 §Æc ®iÓm vÒ c«ng tr×nh hÇm Khi x©y dùng mét sè c«ng tr×nh v× mét sè ®iÒu kiÖn, nguyªn nh©n vµ lý do kh¸c nhau mµ ng­êi ta ph¶i tiÕn hµnh x©y dùng d­íi lßng ®Êt, d­íi n­íc. C¸c c«ng tr×nh x©y dùng d­íi ®Êt, n­íc gäi lµ c¸c c«ng tr×nh hÇm. C«ng tr×nh hÇm sö dông trong giao th«ng vËn t¶i nh­: §­êng hÇm trªn tuyÕn giao th«ng , ®­êng s¾t, ®­êng bé… Lµ mét trong nh÷ng d¹ng vÒ c«ng tr×nh hÇm. Mét trong nh÷ng vÝ dô ®iÓn h×nh vÒ c«ng tr×nh hÇm giao th«ng ®ã lµ c«ng tr×nh hÇm H¶i V©n. C«ng tr×nh x©y dùng ®· ®¸p øng ®­îc nhu cÇu vÒ giao th«ng ®i l¹i, lµ b­íc ngoÆt lín trong qu¸ tr×nh ph¸t triÓn kinh tÕ cña ®Êt n­íc. Néi dung c«ng t¸c tr¾c ®Þa trong x©y dùng c«ng tr×nh giao th«ng C«ng t¸c tr¾c ®Þa trong x©y dùng c¸c c«ng tr×nh cã mét ý nghÜa ®Æc biÖt quan träng, nã gãp phÇn quan träng vµo tiÕn ®é vµ thµnh qu¶ cña mét c«ng tr×nh. Néi dung c«ng t¸c tr¾c ®Þa trong x©y dùng c«ng tr×nh giao th«ng ®­îc tiÕn hµnh qua ba giai ®o¹n ®ã lµ: Giai ®o¹n kh¶o s¸t thiÕt kÕ, giai ®o¹n thi c«ng, giai ®o¹n ®i vµo khai th¸c sö dông. 1.2.1 Giai ®o¹n kh¶o s¸t thiÕt kÕ Giai ®o¹n kh¶o s¸t thiÕt kÕ lµ mét trong nh÷ng nhiÖm vô ®Çu tiªn cña c«ng t¸c tr¾c ®Þa, ®­îc tiÕn hµnh qua nhiÒu giai ®o¹n bao gåm: ThiÕt kÕ tiÒn kh¶ thi, thiÕt kÕ kh¶ thi, thiÕt kÕ kü thuËt vµ lËp b¶n vÏ thi c«ng. a.Giai ®o¹n thiÕt kÕ tiÒn kh¶ thi. Khi x©y dùng tuyÕn ®­êng cÇn ph¶i thu thËp nh÷ng tµi liÖu liªn quan ®Õn tuyÕn ®­êng ®Ó s¬ bé ®¸nh gi¸ vÒ sù cÇn thiÕt ph¶i ®Çu t­ x©y dùng c«ng tr×nh giao th«ng vÒ c¸c thuËn lîi, khã kh¨n vµ s¬ bé x¸c ®Þnh vÞ trÝ, quy m« c«ng tr×nh, ­íc tÝnh tæng møc ®Çu t­, chän h×nh thøc ®Çu t­ còng nh­ ®¸nh gi¸ hiÖu qu¶ vÒ mÆt kinh tÕ, x· héi cña dù ¸n. C«ng t¸c tr¾c ®Þa chñ yÕu trong giai ®o¹n nµy lµ: + T×m hiÓu lùc l­îng lao ®éng trªn khu vùc kh¶o s¸t, chØ râ nh÷ng khu vùc träng t©m cña tuyÕn, n¬i sÏ thùc hiÖn chuyÓn l­u giao th«ng cña m×nh sang tuyÕn ®­êng thiÕt kÕ. + X¸c ®Þnh trªn b¶n ®å tû lÖ nhá c¸c ®iÓm khèng chÕ, v¹ch ra c¸c ph­¬ng ¸n cã thÓ cã trªn b¶n ®å tû lÖ 1/25000 1/10000. Tõ ®ã s¬ bé ®¸nh gi¸ kh¸i qu¸t ­u, khuyÕt ®iÓm cña tõng ph­¬ng ¸n. + Kh¶o s¸t tuyÕn: NhiÖm vô cña giai ®o¹n nµy lµ thu thËp tµi liÖu vÒ c¸c ®iÒu kiÖn tù nhiªn vïng c«ng tr×nh giao th«ng sÏ ®i qua( ®Þa h×nh, ®Þa chÊt, thuû v¨n, nguån cung cÊp vËt liÖu x©y dùng …), ®ång thêi ®iÒu tra vµ thu thËp c¸c tµi liÖu kh¶o s¸t ®· thùc hiÖn ( nÕu cã) vµ lµm viÖc víi c¬ quan h÷u quan vÒ lîi Ých (vµ c¶ khã kh¨n ) trong x©y dùng còng nh­ trong khai th¸i c«ng tr×nh. KÕt qu¶ kh¶o s¸t s¬ bé ®Ò xuÊt ®­îc h­íng tuyÕn, ­íc ®Þnh ®­îc quy m« vµ giai ph¸p kinh tÕ kü thuËt cña c«ng tr×nh. + Kh¶o s¸t thñy v¨n: Kh¶o s¸t thuû v¨n ®èi víi c¸c tuyÕn ®­êng lµ thu thËp c¸c tµi liÖu s½n cã vµ ®iÒu tra bæ sung(nÕu ch­a cã s½n )vÒ ®Þa h×nh, ®Þa chÊt, khÝ t­îng, thuû v¨n, t×nh h×nh ngËp lôt, chÕ ®é dßng ch¶y cña s«ng, suèi trong dßng thiÕt kÕ ®­êng. Lµm viÖc víi c¸c ®Þa ph­¬ng c¸c c¬ quan h÷u quan vÒ c¸c c«ng tr×nh ®ª ®Ëp thuû lîi, thuû ®iÖn hiÖn ®ang sö dông vµ theo c¸c quy ho¹ch t­¬ng lai. Sù ¶nh h­ëng cña c¸c c«ng tr×nh nµy tíi chÕ ®é thuû v¨n däc tuyÕn ®­êng vµ c¸c c«ng tr×nh tho¸t n­íc trªn ®­êng, c¸c yªu cÇu cña thuû lîi ®èi víi viÖc x©y dùng cÇu vµ ®­êng. Trªn b¶n ®å cã s½n v¹ch ®­êng danh giíi c¸c l­u vùc tô n­íc, c¸c vïng bÞ ngËp (nÕu cã), tæ chøc thÞ s¸t ngoµi thùc ®Þa ®Ó ®¸nh gi¸, ®èi chiÕu víi c¸c sè liÖu thu thËp qua tµi liÖu l­u tr÷ do ®Þa ph­¬ng vµ c¸c c¬ quan chøc n¨ng cung cÊp. b. Giai ®o¹n thiÕt kÕ kh¶ thi. Giai ®o¹n nµy ®­îc thùc hiÖn trªn c¬ së c¸c luËn chøng kinh tÕ kü thuËt ®· ®­îc chñ ®Çu t­ phª duyÖt vµ x¸c ®Þnh ph¹m vi ®Çu t­ x©y dùng c¸c c«ng tr×nh. C«ng viÖc trong b­íc thiÕt kÕ kh¶ thi bao gåm : + TiÕn hµnh ®o vÏ b×nh ®å, hoÆc b×nh ®å ¶nh ë ty lÖ 1/10000 1/5000, kho¶ng c¸ch ®Òu gi÷a c¸c ®iÓm tõ 2 5m. + Kh¶o s¸t tuyÕn ®­êng: Qu¸ tr×nh kh¶o s¸t ph¶i nghiªn cøu c¸c ®iÒu kiÖn tù nhiªn cña vïng nh­ (®Þa h×nh, ®Þa m¹o, ®Þa chÊt, thuû v¨n, nguån vËt liÖu x©y dùng …) Ngoµi ra cÇn chó ý ®Õn nh÷ng tµi liÖu kh¶o s¸t ®· tiÕn hµnh trong nh÷ng n¨m tr­íc nÕu cã. KÕt qu¶ kh¶ s¸t ph¶i ®Ò xuÊt ®­îc h­íng tuyÕn vµ gi¶i ph¸p thiÕt kÕ cho ph­¬ng ¸n tèt nhÊt, ®Ò xuÊt gi¶i ph¸p thi c«ng ®ång thêi ph¶i tho¶ thuËn víi chÝnh quyÒn ®Þa ph­¬ng vµ c¸c c¬ quan chøc n¨ng vÒ h­íng tuyÕn vµ c¸c gi¶i ph¸p thiÕt kÕ chñ yÕu. + Kh¶o s¸t thñy v¨n: Yªu cÇu kh¶o s¸t thuû v¨n däc tuyÕn ®­êng lµ nghiªn cøu c¸c hå s¬ thuû v¨n, ®Þa h×nh, ®Þa chÊt däc tuyÕn ®· thu thËp ®­îc, ®¸nh gi¸ møc ®é chÝnh x¸c vµ møc ®é tØ mØ c¸c sè liÖu, tµi liÖu ®ã so víi yªu cÇu kh¶o s¸t trong b­íc nghiªn cøu tiÒn kh¶ thi ®Ó lËp kÕ ho¹ch bæ xung c¸c tµi liÖu cßn thiÕu theo nhiÖm vô vµ néi dung ®Æt ra trong b­íc tiÒn kh¶ thi. c. Giai ®o¹n thiÕt kÕ kü thuËt: Sau khi ph­¬ng ¸n kh¶ thi ®ùoc tr×nh duyÖt lªn c¬ quan chñ qu¶n xem xÐt vµ phª chuÈn, ®¬n vÞ thiÕt kÕ tiÕn hµnh ®­a ra c¸c th«ng sè cô thÓ cña c«ng tr×nh (sè lµn xe, cÊp ®­êng, tèc ®é xe ch¹y, kÕt cÊu mÆt ®­êng..). §Ò ra c¸c ph­¬ng ¸n thi c«ng gi¶i phãng mÆt b»ng, ph­¬ng ¸n thi c«ng vµ c¸c gi¶i ph¸p kû thuËt. Nh­ vËy trong giai ®o¹n thiÕt kÕ kü thuËt phôc vô cho c«ng tr×nh lµ rÊt chi tiÕt vµ cô thÓ víi môc tiªu lµ ®­a ra c¸c ph­¬ng ph¸p c«ng nghÖ nh»m thi c«ng vµ x©y dùng c«ng tr×nh. Do ®ã néi dung cña c«ng t¸c tr¾c ®Þa trong giai ®o¹n nµy bao gåm c¸c néi dung sau: - Thµnh lËp l­íi khèng chÕ c¬ së mÆt b»ng vµ ®é cao däc tuyÕn. - Thµnh lËp b¶n ®å ®Þa h×nh tû lÖ lín cña khu vùc x©y dùng. - ChuyÓn ph­¬ng ¸n tèi ­u ®· chän ra thùc ®Þa. - §o vÏ mÆt c¾t däc, mÆt c¾t ngang t¹i c¸c cäc lý tr×nh. - C¾m c¸c mèc gi¶i phãng mÆt b»ng. d.Giai ®o¹n lËp b¶n vÏ thi c«ng. Giai ®o¹n lËp b¶n vÏ thi c«ng lµ qu¸ tr×nh chi tiÕt hãa giai ®o¹n thiÕt kÕ kû thuËt b»ng ph­¬ng ph¸p b»ng b¶n vÏ thi c«ng, ®Ó cung cÊp chi tiÕt sè liÖu trªn b¶n vÏ cho c¸c ®¬n vÞ thi c«ng ngoµi thùc ®Þa. V× vËy giai ®o¹n nµy ph¶i chÝnh x¸c hãa vÒ vÒ kh¶o s¸t ®Þa h×nh, ®Þa chÊt thñy v¨n ®Ó x¸c ®Þnh c¸c yÕu tè ®Þa h×nh. Nh­ vËy néi dung c«ng t¸c tr¾c ®Þa trong giai ®o¹n nµy bao gåm c¸c néi dung sau: - §o kiÓm tra m¹ng l­íi khèng chÕ thi c«ng c«ng tr×nh ®· ®­îc thiÕt kÕ trong giai ®o¹n thiÕt kÕ kû thuËt. - §o kiÓm tra l¹i mét c¸ch chÝnh x¸c vµ chi tiÕt toµn bé ®Þa h×nh thi c«ng tû lÖ lín 1/500 1/200. - Thµnh lËp mÆt c¾t däc, c¾t ngang cña tuyÕn. - Kh¶o s¸t l¹i tuyÕn kh«i phôc l¹i tuyÕn trªn thùc ®Þa, kh¶o s¸t thñy v¨n bæ sung c¸c sè liÖu cßn thiÕu trong b­íc thiÕt kÕ kû thuËt. 1.2.2 Giai ®o¹n thi c«ng Sau khi giai ®o¹n kh¶o s¸t thiÕt kÕ ®· hoµn thµnh c«ng viªc tiÕp theo cña tr¾c ®Þa ®ã chÝnh lµ chuyÓn sang giai ®o¹n thi c«ng. Giai ®o¹n thi c«ng chÝnh lµ qu¸ tr×nh sö dông l­íi khèng chÕ tr¾c ®Þa phôc vô cho bè trÝ c«ng tr×nh vµ thi c«ng ë ngoµi thùc ®Þa c¶ vÒ mÆt b»ng vµ ®é cao nh»m ®¶m b¶o c«ng tr×nh ®­îc chÝnh x¸c vµ theo ®óng thiÕt kÕ ®Ò ra. B¶n thiÕt kÕ tuyÕn ®· thèng nhÊt trong phßng trø¬c ®©y ®­îc chuyÓn ra thùc ®Þa theo c¸c sè liÖu vµ b×nh ®å tæng thÓ cña khu vùc. Tõ c¸c sè liÖu täa ®é c¸c ®iÓm ®Æc tr­ng ®· ®­îc x¸c ®Þnh trø¬c chóng ta tiÕn hµnh bè trÝ trªn thùc ®Þa, ®o ®¹c vµ kiÓm tra so víi täa ®é c¸c ®iÓm ®· thiÕt kÕ, tõ ®ã ®­a ra ph­¬ng ¸n hîp lý nhÊt ®Ó ®¶m b¶o cho c«ng tr×nh ®¹t ®é chÝnh x¸c cao nhÊt, còng nh­ cã biÖn ph¸p kh¾c phôc víi nh÷ng sù cè co thÓ s¶y ra trong qu¸ tr×nh thi c«ng. 1.2.3 Giai ®o¹n khai th¸c sö dông c«ng tr×nh C«ng t¸c tr¾c ®Þa trong thêi kú nµy lµ thµnh lËp m¹ng l­íi quan tr¾c chuyÓn dÞch, biÕn d¹ng ®Ó theo dâi vµ ®¸nh gi¸ sù æn ®Þnh cña c«ng tr×nh trong thêi kú ®i vµo vËn hµnh. ViÖc thµnh lËp c¸c m¹ng l­íi quan tr¾c vµ thêi gian quan tr¾c ®­îc phô thuéc vµo tõng lo¹i c«ng tr×nh, ®Æc ®iÓm cña c«ng tr×nh vµ tÝnh cÊp thiÕt cña c«ng tr×nh. 1.3. yªu cÇu ®é chÝnh x¸c cña c«ng t¸c tr¾c ®Þa trong giai ®o¹n kh¶o s¸t vµ thiÕt kÕ c«ng tr×nh. Mét trong nh÷ng nhiÖm vô chñ yÕu cña c«ng t¸c tr¾c ®Þa trong giai ®o¹n kh¶o s¸t vµ thiÕt kÕ c«ng tr×nh chÝnh lµ ®Ó ®o vÏ b¶n ®å tû lÖ lín trªn khu vùc x©y dùng, vµ lùa chän ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ hîp lý nhÊt cho x©y dùng c«ng tr×nh x. Do ®ã viÖc ®ßi hái yªu cÇu vÒ ®é chÝnh x¸c c¶ vÒ mÆt b»ng lÉn ®é cao lµ vÊn ®Ò ®Æt lªn hµng ®Çu cña c«ng t¸c tr¾c ®Þa trong giai ®o¹n nµy. 1.3.1 §é chÝnh x¸c vÒ mÆt b»ng 1. L­íi khèng chÕ mÆt b»ng trªn khu vùc x©y dùng c«ng tr×nh th­êng thµnh lËp ®Õn tû lÖ 1:500. L­íi ®­îc ph©n cÊp thµnh nhiÒu bËc cã thÓ tãm t¾t nh­ sau: L­íi mÆt b»ng vµ ®é cao nhµ n­íc (L­íi tam gi¸c, l­íi ®a gi¸c h¹ng II IV; l­íi thñy chuÈn h¹ng II IV) L­íi chªm dµy khu vùc (L­íi gi¶i tÝch hoÆc ®a gi¸c cÊp 1,2; thñy chuÈn kü thuËt) L­íi khèng chÕ ®o vÏ (§­êng chuyÒn kin vÜ, l­íi tam gi¸c nhá, l­íi giao héi…) 2. MËt ®é ®iÓm khèng chÕ Theo quy ph¹m, mËt ®é ®iÓm trung b×nh c¸c ®iÓm khèng chÕ nhµ n­íc tõ h¹ng I IV ®­îc quy ®Þnh nh­ sau: - Trªn khu vùc ®o vÏ b¶n ®å tû lÖ 1:5000 th× cø 20 30 km2 cÇn cã mét ®iÓm khèng chÕ mÆt b»ng vµ 10 20 km2 cÇn cã mét ®iÓm khèng chÕ ®é cao. - Trªn khu vùc cÇn ®o vÏ b¶n ®å tû lÖ 1:2000; 1:1000; 1:500 th× cø 5 15 km2 cÇn mét ®iÓm khèng chÕ mÆt b»ng vµ 5 7 km2 cÇn cã mét ®iÓm khèng chÕ ®é cao. §Æc biÖt trªn c¸c khu vùc hÑp cã d¹ng kÐo dµi th× cø 5 km2 cÇn cã mét ®iÓm khèng chÕ mÆt b»ng. 3. §é chÝnh x¸c l­íi khèng chÕ Tiªu chuÈn ®é chÝnh x¸c cña l­íi khèng chÕ mÆt b»ng ®­îc xem xÐt trong hai tr­êng hîp sau: - Tr­êng hîp 1: NÕu l­íi khèng chÕ mÆt b»ng chØ thµnh lËp víi môc ®Ých ®o vÏ ®Þa h×nh nãi chung th× tiªu chuÈn ®¸nh gi¸ ®é chÝnh x¸c lµ “sai sè trung ph­¬ng vÞ trÝ ®iÓm cÊp khèng chÕ cuèi cïng so víi ®iÓm khèng chÕ c¬ së” hay cßn gäi lµ “sai sè tuyÖt ®èi vÞ trÝ ®iÓm”. Quy ph¹m quy ®Þnh: Sai sè vÞ trÝ ®iÓm cña l­íi khèng chÕ ®o vÏ so víi ®iÓm khèng chÕ nhµ n­íc kh«ng ®­îc v­ît qu¸ 0.2mm trªn b¶n ®å, tøc lµ Mp 0.2mm.M. §èi víi vïng c©y rËm r¹p th× yªu cÇu ®é chÝnh x¸c nµy gi¶m ®i 1.5 lÇn, tøc lµ Mp 0.3mm.M ( ë ®©y M lµ mÉu sè tû lÖ b¶n ®å cÇn thµnh lËp) - Tr­êng hîp 2: nÕu l­íi khèng chÕ mÆt b»ng ®­îc thµnh lËp ®Ó phôc vô cho thi c«ng c¸c c«ng tr×nh th× tiªu chuÈn ®Ó ®¸nh gi¸ ®é chÝnh x¸c lµ “sai sè trung ph­¬ng t­¬ng hç cña hai ®iÓm l©n cËn nhau thuéc cÊp khèng chÕ cuèi cïng” hoÆc “sai sè trung ph­¬ng vÞ trÝ t­¬ng hç gi÷a hai ®iÓm trªn kho¶ng c¸ch nµo ®ã”. 4. C«ng thøc tÝnh mét sè d¹ng l­íi + L­íi tam gi¸c ®o gãc: §èi víi l­íi tam gi¸c ®o gãc cÇn cè g¾ng thiÕt kÕ c¸c tam gi¸c gÇn víi tam gi¸c ®Òu. Trong tr­êng hîp ®Æc biÖt míi thiÕt kÕ c¸c tam gi¸c cã gãc nhän ®Õn 200, cßn c¸c gãc 1400. Ch¼ng h¹n dÞch vÞ däc cña chuçi tam gi¸c gÇn ®Òu, sau khi b×nh sai l­íi theo c¸c ®iÒu kiÖn h×nh ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: m L =L Trong ®ã: n – sè c¹nh trung gian trªn trªn ®­êng nèi ®iÓm ®Çu vµ ®iÓm cuèi cña chuçi. - sai sè trung ph­¬ng t­¬ng ®èi c¹nh ®¸y m- sai sè trung ph­¬ng ®o gãc, dÊu “ +” tr­íc 3n ®­îc lÊy khi sè l­îng tam gi¸c lµ ch½n, cßn dÊu “ –” khi sè l­îng tam gi¸c lÎ. DÞch vÞ ngang trong chuçi tam gi¸c nh­ trªn ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: - Khi sè l­îng tam gi¸c trong chuçi lµ ch½n m q = - Khi sè tam gi¸c trong chuçi lµ lÎ m q = Trong ®ã m sai sè trung ph­¬ng gãc ®Þnh h­íng cña c¹nh gèc + L­íi tam gi¸c ®o c¹nh: C¸c chØ tiªu c¬ b¶n cña l­íi nµy ®­îc nªu trong b¶ng sau: C¸c chØ tiªu c¬ b¶n H¹ng IV CÊp 1 CÊp 2 ChiÒu dµi c¹nh(km) 1 5 0.5 6 0.25 3 Sai sè t­¬ng ®èi giíi h¹n x¸c ®Þnh chiÒu dµi c¹nh 1:50000 1:20000 1:10000 Gãc nhá nhÊt trong tam gi¸c (0) 20 20 20 Gãc nhá nhÊt trong tø gi¸c (0) 25 25 25 Sè tam gi¸c gi÷a c¸c c¹nh gèc 6 8 10 + L­íi ®­êng chuyÒn Tïy thuéc vµo diÖn tÝch vµ h×nh d¹ng kÝch th­íc ®o, vµo vÞ trÝ c¸c ®iÓm gèc mµ thiÕt kÕ l­íi ®­êng chuyÒn d­íi d¹ng ®­êng chuyÒn phï hîp, l­íi ®­êng chuyÒn víi c¸c ®iÓm nót hoÆc vßng khÐp. ViÖc ®¸nh gi¸ b¶n thiÕt kÕ l­íi ®­êng chuyÒn bao gåm: x¸c ®Þnh sai sè täa ®é c¸c ®iÓm nót, sai sè khÐp t­¬ng ®èi cña ®­êng chuyÒn, sau ®ã so s¸nh chóng víi c¸c h¹n sai t­¬ng øng. C«ng thøc ­íc tÝnh gÇn ®óng tuyÕn ®­êng chuyÒn ®¬n phï hîp d¹ng bÊt kú tÝnh theo c«ng thøc M2 = Trong ®ã : D0,1 lµ kho¶ng c¸ch tõ tõng ®Ønh ®Õn ®iÓm träng t©m c¶u ®­êng chuyÒn Sai sè khÐp giíi h¹n ®­êng chuyÒn tÝnh theo c«ng thøc Víi lµ chiÒu dµi tuyÕn ®­êng chuyÒn T lµ mÉu sè sai sè t­¬ng ®èi cho phÐp cña ®­êng chuyÒn cÊp h¹ng t­¬ng øng 1.3.2 §é chÝnh x¸c vÒ ®é cao §é chÝnh x¸c vµ mËt ®é ®iÓm ®é cao ®­îc tÝnh to¸n kh«ng nh÷ng nh»m tháa m·n cho c«ng t¸c ®o vÏ trong tÊt c¶ c¸c gia ®o¹n thiÕt kÕ mµ cßn ph¶i ®¶m b¶o yªu cÇu cña c«ng t¸c bè trÝ c«ng tr×nh. + §¶m b¶o yªu cÇu c«ng t¸c ®o vÏ §Ó ®¶m b¶o yªu cÇu c«ng t¸c ®o vÏ ®Þa h×nh c«ng tr×nh, sai sè ®é cao c¸c ®iÓm cña l­íi ®­îc x¸c ®Þnh theo kho¶ng cao ®Òu gi÷a c¸c ®­êng ®ång møc dùa vµo c«ng thøc m H = h Trong ®ã: m H sai sè trung ph­¬ng tæng hîp c¸c bËc l­íi khèng chÕ ®é cao. h lµ kho¶ng cao ®Òu gi÷a c¸c ®­êng ®ång møc + §¶m b¶o c«ng t¸c bè trÝ c«ng tr×nh Khi ­íc tÝnh ®é chÝnh x¸c vµ mËt ®é ®iÓm cña c¸c cÊp khèng chÕ ®é cao, cÇn xuÊt ph¸t tõ yªu cÇu cao nhÊt vÒ ®é chÝnh x¸c cña c«ng t¸c bè trÝ vÒ ®é cao trªn mÆt b»ng x©y dùng. Trong c«ng t¸c nµy ®é chÝnh x¸c th­êng ®­îc quy ®Þnh: sai sè ®é cao cña mèc thñy chuÈn ë vÞ trÝ yÕu nhÊt cña l­íi sau b×nh sai so víi ®iÓm gèc cña khu vùc kh«ng v­ît qu¸ 30mm. ch­¬ng 2 c¸c ph­¬ng ph¸p thµnh lËp l­íi khèng chÕ thi c«ng trong c«ng tr×nh giao th«ng 2.1 vai trß cña l­íi khèng chÕ thi c«ng vµ c¸c d¹ng l­íi khèng chÕ thi c«ng L­íi khèng chÕ thi c«ng ®­îc thµnh lËp trong giai ®o¹n thi c«ng x©y dùng c«ng tr×nh, ®­îc thµnh lËp víi môc ®Ých lµ c¬ së vÒ mÆt b»ng, ®é cao ®Ó chuyÓn b¶n thiÕt kÕ ra thùc ®Þa vµ phôc vô cho c¸c giai ®o¹n kh¸c nhau cña qu¸ tr×nh thi c«ng x©y dùng c«ng tr×nh. L­íi ph¶i ®­îc thèng nhÊt thµnh lËp trong hÖ täa ®é c«ng tr×nh, ph¶I ®­îc ®o nèi víi mèc tr¾c ®Þa Nhµ N­íc, mèc tr¾c ®Þa ®Þa ph­¬ng hoÆc c¸c mèc ®· cã trong giai ®o¹n tr­íc ®©y. Sù sai lÖch vÒ täa ®é, sù biÕn d¹ng vÒ chiÒu dµi c¸c c¹nh cña l­íi thi c«ng ph¶i n»m trong giíi h¹n cho phÐp cña qu¸ tr×nh thiÕt kÕ vµ thi c«ng c«ng tr×nh. 2.1.1 Mét sè ®Æc ®iÓm cña l­íi thi c«ng c«ng tr×nh Quy tr×nh thiÕt kÕ vµ x©y dùng mét sè c«ng tr×nh bÊt kú ®Òu ph¶i tr¶i qua c¸c giai ®o¹n sau ®©y: - Kh¶o s¸t vµ thiÕt kÕ c«ng tr×nh - Thi c«ng x©y dùng c«ng tr×nh - §­a c«ng tr×nh ®i vµo sö dông C«ng t¸c tr¾c ®Þa phôc vô cho x©y dùng c«ng tr×nh còng chia thµnh c¸c néi dung sau : +C«ng t¸c ®Þa trong giai ®o¹n kh¶o s¸t thiÕt kÕ c«ng tr×nh bao gåm viÖc thµnh lËp l­íi khèng chÕ cho ®o vÏ b¶n ®å ®Þa h×nh c«ng tr×nh c¸c lo¹i tû lÖ nh»m cung cÊp c¸c lo¹i tµi liÖu cho viÖc thiÕt kÕ c«ng tr×nh . +C«ng t¸c tr¾c ®Þa trong giai ®o¹n thi c«ng c«ng tr×nh bao gåm : ViÖc lËp l­íi tr¾c ®Þa phôc vô thi c«ng vµ bè trÝ c«ng tr×nh ë ngoµi thùc ®Þa c¶ vÒ mÆt b»ng vµ ®é cao nh»m ®¶m b¶o c«ng tr×nh ®­îc chÝnh x¸c cao vµ theo ®óng thiÕt kÕ. +C«ng t¸c tr¾c ®Þa trong thêi kú c«ng tr×nh ®­a vµo sö dông . Trong thêi kú nµy c«ng t¸c tr¾c ®Þa lµ thµnh lËp m¹ng l­íi quan s¸t biÕn d¹ng ®Ó theo dâi vµ ®¸nh gi¸ tÝnh æn ®Þnh cña c«ng tr×nh. Nh­ vËy ta thÊy r»ng l­íi khèng chÕ thi c«ng trong tr¾c ®Þa c«ng tr×nh lµ mét lo¹i l­íi tr¾c ®Þa chuyªn dông. §­îc thµnh lËp víi môc ®Ých lµm c¬ së mÆt b»ng, ®é cao ®Ó chuyÓn b¶n thiÕt kÕ ra ngoµi thùc ®Þa phôc vô cho c¸c giai ®o¹n thi c«ng kh¸c nhau cña qu¸ tr×nh x©y dùng c«ng tr×nh. Trong giai ®o¹n ®Çu m¹ng l­íi tr¾c ®Þa ®­îc dïng ®Ó kh¶o s¸t thiÕt kÕ, sau ®ã còng trªn c¬ së nµy lµ m¹ng l­íi khèng chÕ mÆt b»ng vµ ®é cao sÏ ®ù¬c dïng lµm c¬ së ®Ó chuyÓn b¶n thiÕt kÕ ra ngoµi thùc ®Þa vµ thùc hiÖn c«ng t¸c ®o vÏ hoµn c«ng còng nh­ kiÓm tra kÕt qu¶ hoµn c«ng vµ thiÕt kÕ c«ng tr×nh. Tõ ®ã ta cã thÓ thÊy r»ng so víi c¸c m¹ng l­íi tr¾c ®Þa dïng cho ®o vÏ b¶n ®å th× m¹ng l­íi tr¾c ®Þa dïng cho thi c«ng c«ng tr×nh cã mét sè ®Æc ®iÓm nçi bËt sau: +L­íi khèng chÕ thi c«ng lµ mét hÖ thèng l­íi bao gåm nhiÒu bËc, ®­îc thµnh lËp theo nguyªn t¾c tõ tæng thÓ ®Õn côc bé, mçi bËc l­íi phôc vô cho tõng giai ®o¹n kh¸c nhau trong qu¸ tr×ng thi c«ng mét nhãm h¹ng môc c«ng tr×nh . +Do ®Æc ®iÓm yªu cÇu ®é chÝnh x¸c cÇn bè trÝ c«ng tr×nh t¨ng dÇn theo tiÕn tr×nh x©y dùng nªn yªu cÇu ®é chÝnh x¸c ®èi víi c¸c bËc l­íi còng t¨ng dÇn tõ bËc tr­íc tíi bËc sau. +§å h×nh vµ ph­¬ng ph¸p thµnh lËp l­íi phï hîp víi ®Æc ®iÓm kü thuËt c«ng tr×nh vµ thuËn lîi cho c«ng t¸c bè trÝ, ®o vÏ hoµn c«ng ë c¸c giai ®o¹n tiÕp theo. +L­íi khèng chÕ thi c«ng c«ng tr×nh th­êng cã ph¹m vi khèng chÕ nhá, mËt ®é khèng chÕ dµy ®Æc, yªu cÇu ®é chÝnh x¸c cao th­êng kh«ng thuËn lîi cho c«ng t¸c ®o ng¾m vµ b¶o qu¶n l©u dµi c¸c ®iÓm mèc khèng chÕ, ®iÒu kiÖn thi c«ng chËt hÑp sÏ t¹o ra nh÷ng khã kh¨n trong qu¸ tr×nh thµnh lËp l­íi, ®o ®¹c c«ng tr×nh. Do ¶nh h­ëng cña ®iÒu kiÖn x©y dùng lªn c¸c c¹nh cña l­íi khèng chÕ thi c«ng th­êng ng¾n rÊt khã ®¹t ®­îc mét d¹ng ®å h×nh lý t­ëng theo lý thuyÕt ®Ò ra. Ngoµi ra m«i tr­êng x©y dùng vµ sù ho¹t ®éng cña c¸c ph­¬ng tiÖn tham gia thi c«ng còng lµm ¶nh h­ëng rÊt nhiÒu tíi ®é chÝnh x¸c thµnh lËp l­íi thi c«ng x©y dùng hay ®é chÝnh x¸c bè trÝ c«ng tr×nh. Trong nh÷ng ®iÒu kiÖn nh­ vËy ta ph¶i lùa chän sè bËc cña l­íi vµ ph­¬ng ph¸p ph¸t triÓn l­íi hîp lý ®Ó ®¶m b¶o sè liÖu tr¾c ®Þa trong qu¸ tr×nh thi c«ng. Tõ nh÷ng ®Æc ®iÓm cña l­íi ta thÊy r»ng do tÝnh chÊt ®a d¹ng cña c¸c c«ng tr×nh x©y dùng mµ l­íi khèng chÕ thi c«ng còng rÊt ®a d¹ng . Tuú thuéc vµo tÝnh chÊt quan träng cña tõng c«ng tr×nh, ®iÒu kiÖn ®Þa h×nh, ®iÒu kiÖn thi c«ng mµ d¹ng l­íi tr¾c ®Þa thi c«ng ph¶i ®­îc x©y dùng mét c¸ch linh ho¹t nh»m ®¸p øng ®­îc nh÷ng yªu cÇu trong qu¸ tr×nh thi c«ng c¸c c«ng tr×nh. V× vËy l­íi thi c«ng ph¶i ®­îc x©y dùng vµ sö lý theo nguyªn t¾c sau: +L­íi thi c«ng lµ m¹ng l­íi ®éc lËp, côc bé ( ®Ó tr¸nh ¶nh h­ëng cña sai sè sè liÖu gèc ) +TÊt c¶ c¸c bËc l­íi thi c«ng ph¶i ®­îc tÝnh to¹ ®é (®é cao) trong hÖ thèng nhÊt ®· ®­îc chän lùa trong giai ®o¹n kh¶o sat c«ng tr×nh. Nh÷ng nguyªn t¾c nªu trªn ®¶m b¶o cho l­íi thi c«ng kh«ng bÞ biÕn d¹ng do ¶nh h­ëng cña sai sè sè liÖu gèc, ®ång thêi l­íi ®­îc ®Þnh vÞ trong mét hÖ täa ®é chung. 2.1.2 C¸c d¹ng l­íi khèng chÕ thi c«ng C¸c d¹ng l­íi khèng chÕ mÆt b»ng trong thi c«ng c«ng tr×nh ®­îc thµnh lËp trong giai ®o¹n x©y dùng c«ng tr×nh vµ lµ c¬ së tr¾c ®Þa cho c«ng t¸c bè trÝ tæng thÓ , bè trÝ chi tiÕt vµ ®o vÏ hoµn c«ng c«ng tr×nh. L­íi khèng chÕ thi c«ng cã thÓ thµnh lËp d­íi d¹ng: -L­íi ®o gãc -L­íi ®o c¹nh -L­íi ®o gãc - c¹nh -L­íi GPS Tuú thuéc vµo nh÷ng môc ®Ých , yªu cÇu ®Æc ®iÓm cô thÓ cña tõng lo¹i c«ng tr×nh mµ l­íi khèng chÕ thi c«ng ®­îc thµnh lËp theo ph­¬ng ph¸p kh¸c nhau nh»m ®¶m b¶o tèt nhÊt cho viÖc x©y dùng c«ng tr×nh. Cho nªn yªu cÇu ®Æt ra lµ ph¶i c¨n cø vµo ®é chÝnh x¸c nµo ®Ó x¸c ®Þnh ®é chÝnh x¸c cña l­íi khèng chÕ thi c«ng, khi lùa chän ph¶i xem xÐt tíi ®iÒu kiÖn thùc tÕ hiÖn tr­êng thi c«ng, tr×nh tù thi c«ng vµ kh¶ n¨ng øng dông c¸c ®iÓm khèng chÕ trong c«ng t¸c bè trÝ. §èi víi mét sè yÕu tè nµo ®ã cña c«ng tr×nh tuy yªu cÇu vÒ ®é chÝnh x¸c rÊt cao vÒ vÞ trÝ t­¬ng hç nh­ng khi bè trÝ cã thÓ lîi dông quan hÖ h×nh häc gi÷a chóng ®Ó x¸c ®Þnh ®é chÝnh x¸c cÇn thiÕt. Sau khi ®É x¸c ®Þnh yªu cÇu ®é chÝnh x¸c cña c«ng tÊc bè tri, dùa trªn c¬ së ®ã ®Ó x¸c ®Þnh ®é chÝnh x¸c cña l­íi khèng chÕ thi c«ng,vÝ dô: §èi víi c«ng tr×nh giao th«ng,thuû lîi… C¸c ®iÓm bè trÝ thi c«ng c¸ch xa ®iÓm khèng chÕ kh«ng thuËn tiÖn cho viÖc bè trÝ nªn sai sè bè trÝ kh¸ lín. Khi bè trÝ cÇn phèi hîp chÆt chÏ víi thi c«ng x©y dùn, c«ng t¸c bè trÝ ph¶i ®­îc tiÕn hµnh ®¶m b¶o ®¸p øng yªu cÇu cña thi c«ng nªn kh«ng dïng ph­¬ng ph¸p ®o nhiÒu lÇn ®Ó n©ng cao ®é chÝnh x¸c. Trong qu¸ tr×nh thiÕt kÕ l­íi khèng chÕ thi c«ng cÇn thùc hiÖn theo nguyªn t¾c: ¶nh h­ëng cña sai sè ®iÓm khèng chÕ ®Õn vÞ trÝ ®iÓm bè trÝ so víi ¶nh h­ëng cña sai sè bè trÝ lµ nhá vµ cã thÓ bá qua ®Ó t¹o ®iÒu kiÖn thuËn lîi cho c«ng t¸c bè trÝ. 2.2 C¸c ph­¬ng ph¸p thµnh lËp l­íi khèng chÕ thi c«ng trong c«ng tr×nh d¹ng tuyÕn ®­êng Cïng víi sù ph¸t triÓn ngµy mét cña khoa häc kû thuËt, hiÖn nay viÖc thiÕt kÕ l­íi khèng chÕ thi c«ng ®­îc tiÕn hµnh dùa vµo hai ph­¬ng ph¸p chñ yÕu ®ã lµ: Ph­¬ng ph¸p thµnh lËp l­íi thi c«ng truyÒn thèng vµ Ph­¬ng ph¸p thµnh lËp l­íi thi c«ng b»ng c«ng nghÖ GPS. 2.2.1 Ph­¬ng ph¸p thµnh lËp l­íi thi c«ng truyÒn thèng L­íi tr¾c ®Þa phôc vô cho thi c«ng ®­îc thiÕt kÕ trùc tiÕp trªn tæng b×nh ®å khu vùc cÇn x©y dùng. C¸c th«ng sè kü thuËt cña l­íi phô thuéc vµo tõng d¹ng c«ng tr×nh, kÕt cÊu ®å h×nh l­íi ®­îc x©y dùng dùa vµo c¸c quy ®Þnh vµ kinh nghiÖm truyÒn thèng. + Khu vùc x©y dùng cÇn v­ît lµ l­íi tr¾c ®Þa ®¬n hoÆc kÐp + Khu vùc x©y dùng c«ng tr×nh c«ng nghiÖp lµ l­íi khèng chÕ thi c«ng cã d¹ng l­íi « vu«ng x©y dùng . + Khu vùc x©y dùng c«ng tr×nh cã d¹ng th¸p lµ l­íi tø gi¸c trung t©m. Ph­¬ng ph¸p thµnh lËp l­íi cã thÓ lµ ph­¬ng ph¸p ®o gãc, ®o c¹nh hoÆc ®o gãc- c¹nh kÕt hîp …Tuú thuéc vµo trang thiÕt bÞ mµ ®¬n vÞ thi c«ng hiÖn cã. Yªu cÇu vÒ ®é chÝnh x¸c cña m¹ng l­íi cÇn thµnh lËp phô thuéc vµo tõng d¹ng c«ng tr×nh . Tãm l¹i: ViÖc thµnh lËp l­íi thi c«ng c«ng tr×nh th­êng dùa vµo yªu cÇu vÒ ®é chÝnh x¸c, ®Æc ®iÓm thi c«ng cña c«ng tr×nh vµ c¸c d¹ng ®å h×nh mÉu ®· cã s½n tõ tr­íc ®Ó sö dông trong viÖc thµnh lËp l­íi. Ph­¬ng ph¸p nµy cã nh÷ng ­u, nh­îc ®iÓm sau: + ¦u ®iÓm: Cho phÐp thµnh lËp l­íi khèng chÕ cã tÝnh t­¬ng hç cao, trÞ ®o thõa nhiÒu nªn ®é chÝnh x¸c cao. Ngoµi ra ®å h×nh cña l­¬Ý rÊt chÆt chÏ nªn rÔ rµng kiÓm tra chÊt l­îng gãc ®o, c¹nh ë ngoµi thùc ®Þa. Bªn c¹nh ®ã ph­¬ng ph¸p nµy cã qu¸ tr×nh ®o ®¹c vµ thiÕt bÞ ®¬n gi¶n vµ tÝnh to¸n b×nh sai dÔ thùc hiÖn. + Nh­îc ®iÓm: L­íi thi c«ng ®­îc thµnh lËp theo ph­¬ng ph¸p truyÒn thèng ®ßi hái rÊt cao vÒ sù th«ng h­íng, trong giai ®o¹n ch­a gi¶i phãng mÆt b»ng ®Ó x©y dùng c«ng tr×nh, khu vùc ®åi nói, khu vùc d©n c­ sÏ khã kh¨n trong viÖc th«ng h­íng. 2.2.2 Ph­¬ng ph¸p thµnh lËp l­íi thi c«ng b»ng c«ng nghÖ GPS HiÖn nay c«ng nghÖ GPS ®­îc øng dông réng r·i trong c¸c lÜnh vùc tr¾c ®Þa, trong ®ã cã tr¾c ®Þa c«ng tr×nh, bëi v× c«ng nghÖ nµy cã nhiÒu yªu ®iÓm nçi bËt vµ ®¹t hiÖu qu¶ c«ng t¸c cao. Theo chØ tiªu thiÕt kÕ kü thuËt cña c¸c m¸y thu GPS hiÖn cã, cã thÓ øng dông c«ng nghÖ nµy ®Ó thµnh lËp c¸c m¹ng l­íi khèng chª thi c«ng c«ng tr×nh. L­íi GPS lµ l­íi tr¾c ®Þa kh«ng gian v× l­íi cho phÐp liªn kÕt c¸c ®iÓm trªn mÆt ®Êt th«ng qua c¸c ®iÓm ®· biÕt to¹ ®é ngoµi kh«ng gian lµ c¸c vÖ tinh nh©n t¹o. Khi thµnh lËp l­íi, ngoµi viÖc ®¶m b¶o c¸c ®iÒu kiÖn cÇn thiÕt ®èi víi l­íi GPS , cÇn l­u ý ®Ó c¸c ®iÓm ®­îc chän ph¶i thuËn lîi cho viÖc ph¸t triÓn bËc l­íi tiÕp theo vµ ®¶m b¶o sö dông cã hiÖu qu¶ trong thi c«ng c«ng tr×nh. TrÞ ®o trong l­íi chÝnh lµ kho¶ng c¸ch tõ c¸c ®iÓm quan s¸t trªn mÆt ®Êt ®Õn c¸c vÖ tinh. To¹ ®é quan s¸t ®­îc x¸c ®Þnh b»ng ph­¬ng ph¸p giao héi kho¶ng c¸ch tõ vÖ tinh ®Õn c¸c ®iÓm quan s¸t. Ph­¬ng ph¸p nµy cã nh÷ng ­u, nh­îc ®iÓm sau: +¦u ®iÓm : Ph­¬ng ph¸p thµnh lËp l­íi GPS cho phÐp ®Þnh vÞ víi ®é chÝnh x¸c cao, kh«ng lÖ thuéc vµo thêi tiÕt,kho¶ng c¸ch còng nh­ thêi ®iÓm ®o. Trong qu¸ tr×nh ®o ®¹c, ph­¬ng ph¸p kh«ng ®ßi hái th«ng h­íng gi÷a c¸c ®iÓm ®o víi nhau, sè l­îng ®o ®­îc sö lý nhanh chãng vµ thuËn lîi víi sù trî gióp cña phÇn mÒm chuyªn dông. +Nh­îc ®iÓm: ThiÕt bÞ m¸y mãc ®¾t tiÒn kh«ng ph¶i c¬ quan nµo còng cã thÓ mua ®­îc. Do m¸y mãc hiÖn ®¹i nªn c«ng nh©n, kü s­ ph¶i cã tr×nh ®é kü thuËt, tay nghÒ cao míi sö dông ®ù¬c. Do l­íi khèng chÕ trong thi c«ng c«ng tr×nh th­êng cã c¹nh ng¾n, yªu cÇu vÒ ®é chÝnh x¸c cao nªn sai sè trung ph­¬ng t­¬ng ®èi ®o c¹nh khã ®­îc ®¶m b¶o. 2.3 ph­¬ng ph¸p thiÕt kÕ vµ ­íc tÝnh l­íi khèng chÕ thi c«ng c«ng tr×nh giao th«ng §Æc ®iÓm cña l­íi tr¾c ®Þa thi c«ng lµ mét lo¹i l­íi tr¾c ®Þa chuyªn dông, ®å h×nh cña l­íi vµ ®é chÝnh x¸c cÇn thiÕt ®­îc x¸c ®Þnh tuú thuéc vµo ®é chÝnh x¸c cña c«ng tr×nh vµ d¹ng c«ng tr×nh cô thÓ. Do ®ã ®èi víi mét d¹ng l­íi tr¾c ®Þa thi c«ng ®­îc dïng cho tõng d¹ng c«ng tr×nh cÇn ph¶i tÝnh to¸n c¸c h¹n sai cho phÐp khi thµnh lËp l­íi tr¾c ®Þa thi c«ng. Yªu cÇu ®é chÝnh x¸c ®o vÏ b×nh ®å lµ sai sè trung ph­¬ng vÞ trÝ ®iÓm cña l­íi nhµ n­íc vµ l­íi t¨ng dµy kh«ng v­ît qu¸ 0.2mm trªn b¶n ®å ë khu vùc x©y dùng do ®ã ta cã: - Sai sè trung ph­¬ng x¸c ®Þnh vÞ trÝ ®iÓm khèng chÕ cÊp cuèi cïng ngoµi thùc ®Þa lÊy theo tû lÖ b¶n ®å . mp = 0.2mm M (I.19) Trong ®ã : mp – Sai sè tæng hîp vÞ trÝ ®iÓm cÊp cuèi cïng M - Lµ mÉu sè b¶n ®å cÇn thµnh lËp NÕu quan niÖm sai sè cña l­íi bËc cao sÏ lµ sè liÖu gèc cña l­íi bËc thÊp, th× ®Ó gi¶m sù biÕn d¹ng cña hÖ thèng l­íi khèng chÕ th× yªu cÇu cÇn ®¹t ra lµ sai sè cña l­íi bËc cao (mg) ph¶i nhá h¬n sai sè ®o (m®) cña l­íi bËc thÊp k lÇn, tøc lµ: mg = (I.20) Nh­ vËy, sai sè tæng hîp mo cña bËc l­íi thÊp ®ang xÐt sÏ lµ: (I.21) HoÆc mo= m® (I.22) Suy ra k = (I.23) Th«ng th­êng hÖ sè k ®­îc chän sao cho phï hîp víi yªu cÇu ®é chÝnh x¸c ®Ò ra. Ng­êi ta th­êng chän k=2. §èi víi tr­êng hîp l­íi khèng chÕ c¸c tuyÕn ®­êng giao th«ng s¬ ®å thµnh lËp l­íi bao gåm 3 cÊp ®ã lµ: -L­íi GPS h¹ng IV -L­íi ®­êng chuyÒn ®a gi¸c cÊp 2 -L­íi ®­êng chuyÒn kinh vÜ Nh­ vËy sè bËc khèng chÕ x¸c ®Þnh bÇng 3 trong tr­êng hîp nµy: m= m+ m+ m (I.24) Trong ®ã : mIV:Sai sè trung ph­¬ng tæng hîp x¸c ®Þnh vÞ trÝ ®iÓm khèng chÕ cña l­íi h¹ng IV mdg :Sai sè trung ph­¬ng tæng hîp x¸c ®Þnh vÞ trÝ ®iÓm khèng chÕ cña l­íi ®a gi¸c chªm dµy mkv:Sai sè trung ph­¬ng tæng hîp x¸c ®Þnh vÞ trÝ ®iÓm khèng chÕ chªm dµy Tõ c«ng thøc (I.2) ta cã: m IV = Thay vµo c«ng thøc ( I.6) ta ®­îc: mp = mkv (I.25) hay mkv = (I.26) khi chän k=2 ta cã: mdg = (I.27) mIV = (I.28) Thay c¸c gi¸ trÞ mp = 0.2mm500 vµo c¸c c«ng thøc trªn ta ®­îc (víi 500 lµ mÉu sè b¶n ®å tû lÖ lín nhÊt cÇn thµnh lËp ) mIV = 22mm mdg = 44mm mkv = 88mm C¸c gi¸ trÞ mi trªn ®©y lµ sai sè trung ph­¬ng ®iÓm yÕu nhÊt cña ®iÓm khèng chÕ cÊp thø i so víi ®iÓm ®­îc chän lµm gèc cña l­íi khèng chÕ cÊp trªn. §Ó chi tiÕt ho¸ c¸c tham sè nµy thµnh c¸c h¹n sai cô thÓ cho tõng cÊp khèng chÕ chóng ta cÇn ph¶i x¸c ®Þnh thªm mét sè yÕu tè sau ®©y. 1. §èi víi l­íi GPS h¹ng IV Ta tÝnh gi¸ trÞ: mth ( sai sè trung ph­¬ng t­¬ng hç cña hai ®iÓm kÒ nhau) mth = mIV (I.29) MÆt kh¸c : mth = (I.30) Trong ®ã: ms: lµ sè trung ph­¬ng t­¬ng ®èi x¸c ®Þnh chiÒu dµi c¹nh yÕu nhÊt trong l­íi m: lµ sai sè trung ph­¬ng vÞ c¹nh yÕu nhÊt trong l­íi kÕt, hîp 2 c«ng thøc (I.11), (I.12) vµ sö dông nguyªn t¾c ®ång ¶nh h­ëng ta tÝnh ®­îc ms=31mm m=11” NhËn xÐt: Nh­ vËy ®Ó ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c ®o vÏ b¶n ®å 1/500 dïng cho c«ng t¸c kh¶o s¸t thiÕt kÕ c«ng tr×nh giao th«ng th× m¹ng l­íi khèng chÕ ®o b»ng c«ng nghÖ GPS cã ®é chÝnh x¸c t­¬ng ®­¬ng h¹ng IV ph¶i ®¹t ®­îc c¸c tham sè sau ®©y. Sai sè trung ph­¬ng t­¬ng ®èi x¸c ®Þnh chiÒu dµi c¹nh lµ: Víi S =3km th×: = = Sai sè trung ph­¬ng t­¬ng ®èi x¸c ®Þnh vÞ trÝ ®iÓm yÕu lµ: mp =22mm Sai sè trung ph­¬ng t­¬ng ®èi x¸c ®Þnh ph­¬ng vÞ c¹nh lµ: m=11” 2. §èi víi l­íi ®­êng chuyÒn ®a gi¸c vµ khinh vÜ C¶ 2 cÊp khèng chÕ nµy ®Òu ®­îc thµnh lËp b»ng ph­¬ng ph¸p ®a gi¸c cã sö dông c¸c m¸y toµn ®¹c ®iÖn tö nªn viÖc tÝnh to¸n c¸c h¹n sai cña 2 cÊp khèng chÕ nµy nh­ sau: Tõ gi¸ trÞ m®g vµ mkv ta tÝnh sai sè trung ph­¬ng t­¬ng ®èi cho tõng cÊp khèng chÕ theo c«ng thøc sau: Sai sè khÐp cña tuyÕn ®a gi¸c cho phÐp lµ: fs®g=2mi (I.31) fs®g tuyÕn ®a gi¸c lµ:fs®g=2m®g=88mm fskv tuyÕn kinh vÜ lµ:fskv=2mkv=176mm Vµ ta tÝnh sai sè trung ph­¬ng t­¬ng ®èi cho phÐp cña tõng cÊp khèng chÕ lµ: = (I.32) (I.33) Trong ®ã: [S] tæng hîp chiÒu dµi cña c¸c c¹nh ®­êng chuyÒn gèi ®Çu lªn 2 ®iÓm ®­êng chuyÒn 2.3.1 §¶m b¶o ®é chÝnh x¸c khi bè trÝ c«ng tr×nh L­íi khèng chÕ thi c«ng cã 1 nhiªm vô rÊt quan träng lµ: Lµm c¬ së vÒ mÆt b»ng vµ ®é cao ®Ó bè chÝ ®­a b¶n vÏ ra thùc ®Þa, víi ®Æc thï cña viÖc x©y dùng c¸c tuyÕn ®­êng giao th«ng trong nhiÒu tr­êng hîp ng­êi ta x¸c ®Þnh c¬ së ®Ó bè trÝ c«ng tr×nh (c¸c ®iÓm tim tuyÕn vµ c¸c yÕu tè tuyÕn ®­êng ®­î thùc hiÖn tõ l­íi ®a gi¸c bËc 2. NÕu gäi mbt lµ sai sè bè trÝ 1 ®iÓm chi tiÕt trªn tuyÕn ®­êng vµ quan niÖm r»ng ®©y lµ ¶nh h­ëng tæng hîp cña sai sè ®o ®¹c khi bè trÝ ®iÓm vµ sai sè liÖu gèc g©y ra ta cã: m =mg2 +md2 (I.34) Trong ®ã : mg2 : lµ sai sè sè liÖu gèc ®­îc coi lµ sai sè ®iÓm yÕu nhÊt trong tuyÕn ®a gi¸c cÊp 2 md2 : lµ sai sè bè trÝ ®iÓm phô thuéc vµo ph­¬ng ph¸p bè trÝ Dùa vµo sai nguyªn t¾c sai sè liÖu gèc nhá kh«ng ®¸ng kÓ tøc lµ: mg khi ®ã mg = víi k=2 ta cã mbt2 =()2 +md2 (I.35) md= (I.36) Theo quy ph¹m kh¶o s¸t thiÕt kÕ tuyÕn ®­êng giao th«ng, th× gi¸ trÞ mbt khi bè trÝ c¸c yÕu tè cña tuyÕn ®­êng th× mbt Tõ ®©y chóng ta tÝnh ®­îc md =2.68 cm mg =cm Gi¸ trÞ mg lµ sai sè vÞ trÝ ®iÓm yÕu nhÊt cña tuyÕn ®­êng chuyÒn ®a gi¸c so víi c¸c ®iÓm GPS ®­îc chän lµm gèc . Trªn ®©y lµ c¸c c«ng thøc ®­îc dïng ®Ó tÝnh to¸n ®é chÝnh x¸c cho phÐp cho m¹ng l­íi khèng chÕ thi c«ng tuyÕn ®­êng vµ lµm c¬ së mÆt b»ng ®Ó chuyÓn c¸c ®iÓm trªn b¶n vÏ thiÕt kÕ ra thùc ®Þa. 2.3.2 Ph­¬ng ph¸p thiÕt kÕ 2.3.2.1 L­íi GPS h¹ng IV ViÖc thiÕt kÕ l­íi GPS ®­îc thùc hiÖn dùa trªn b¶n ®å tû lÖ nh­ ®· v¹ch ph­¬ng ¸n tuyÕn hoÆc c¸c ¶nh h­ëng hµng kh«ng tû lÖ 1/10.0001/25.000. HiÖn nay c«ng nghÖ GPS ®­îc øng dông réng r·i trong viÖc thµnh lËp l­íi kh«ng chÕ cña c¸c c«ng tr×nh giao th«ng, vÊn ®Ò ®Æt ra lµ lµ ph¶i sö dông c«ng nghÖ GPS mét c¸ch hîp lý vµ ®¹t hiÖu qu¶ cao. V× vËy khi thiÕt kÕ l­íi GPS cÇn thùc hiÖn mét sè c«ng viÖc sau: -ThiÕt kÕ l­íi Khi thiÕt kÕ l­íi GPS ph¶i x¸c ®Þnh râ kÕt qña ®o GPS ®· dïng thuéc hÖ to¹ ®é nµo, tøc lµ phÈi thiÕt kÕ l­íi GPS. L­íi bao gåm vÞ trÝ gèc, ph­¬ng vÞ gèc vµ kÝch th­íc gèc. Th«ng th­êng ng­êi ta chän ph­¬ng vÞ gèc lµ ph­¬ng vÞ khëi tÝnh ®· cho hoÆc ph­¬ng vÞ cña vÐc t¬ ®­êng ®¸y, kÝch th­íc gèc lµ c¹nh ®o b»ng m¸y ®o dµi, hoÆc kho¶ng c¸ch c¸c ®iÓm khëi tÝnh cã thÓ lÊy lu«n chiÒu dµi vÐc t¬ ®­êng ®¸y. VÞ trÝ gèc cña l­íi GPS th­êng ®­îc x¸c ®Þnh tõ to¹ ®é ®iÓm khëi tÝnh ®· cho. Do ®ã thiÕt kÕ l­íi GPS chñ yÕu lµ x¸c ®Þnh vÞ trÝ gèc cña l­íi. Trong x©y dùng c¸c c«ng tr×nh d¹ng tuyÕn hoÆc c¸c c«ng tr×nh cã ph¹m vi lín c¸c ®iÓm GPS th­êng n»m c¸ch nhau mét kho¶ng c¸ch kha xa thËm chÝ n»m ë hai hay nhiÒu mói kh¸c nhau, c¸c trÞ ®o khi chiÕu xuèng mÆt ph¼ng th× ®­îc hiÖu chØnh vÒ c¸c gi¸ trÞ chªnh cao. Sè hiÖu chØnh ®o chiÕu vÒ mÆt ph¼ng Gauss. Do ®ã to¹ ®é còng nh­ kho¶ng c¸ch c¸c ®iÓm kh«ng ®óng b»ng kho¶ng c¸ch thùc tÕ, nÕu dïng c¸c gi¸ trÞ to¹ ®é vµ kho¶ng c¸ch ®ã ®Ó lËp l­íi khèng chÕ còng nh­ bè trÝ c«ng tr×nh th× kh«ng ®¶m b¶o ®óng víi thiÕt kÕ . V× vËy cÇn thiÕt ph¶i chuyÓn to¹ ®é khèng chÕ cña c«ng tr×nh tõ hÖ to¹ ®é WGS-84 ( hÖ to¹ ®é quèc tÕ) vÕ hÖ to¹ ®é thi c«ng c«ng tr×nh th«ng qua bµi to¸n tÝnh chuyÓn. - C¸c ®iÒu kiÖn ®Æc tr­ng cña l­íi GPS. Sè ca tÝnh theo c«ng thøc : C= (I.37) Trong ®ã : C: sè ca ®o n: sè ®iÓm ®o trong l­íi m: sè lÇn ®Æt m¸y trung b×nh ë mçi ®iÓm Trong l­íi cã : - Tæng sè ®­êng ®¸y jT = C.N (n-1)/2 - Tæng ®­êng ®¸y cÇn thiÕt jct = n-1 - Sè ®­êng ®¸y ®éc lËp jdl = c(n-1) - Sè ®­êng ®¸y d­ jd = c(n-1)- (n-1) Theo c¸c c«ng thøc trªn cã thÓ x¸c ®Þnh c¸c yÕu tè ®Æc tr­ng chñ yÕu cña kÕt cÊu ®å h×nh l­íi GPS. ThiÕt kÕ l­íi GPS tr­íc tiªn ph¶i ®Ò ra ph­¬ng ¸n thµnh lËp l­íi ®ã lµ ®å h×nh l­íi, ph­¬ng thøc liªn kÕt chñ yÕu, kho¶ng c¸ch l­íi, ph©n bè vÝ trÝ ®iÓm sau ®ã lËp kÕ ho¹ch ®o ngo¹i nghiÖp vµ ­íc tÝnh ®é chÝnh x¸c cña l­íi thiÕt kÕ. - Trong thiÕt kÕ ®å h×nh l­íi GPS v× ®o ®ång bé GPS kh«ng cÇn ph¶i nhh×n th«ng h­íng nªn thiÕt kÕ ®å h×nh l­íi GPS ph¶i cã tÝnh linh ho¹t cao. ThiÕt kÕ ®å h×nh l­íi GPS chñ yÕu lµ tïy thuéc vµo yªu cÇu sö dông, kinh phÝ, thêi gian, nh©n lùc, lo¹i h×nh, sè l­îng m¸y thu vµ ®iÒu kiÖn ®¶m b¶o hËu cÇn. C¨n cø vµo môc ®Ých sö dông, th«ng th­êng cã 4 ph­¬ng thøc c¬ b¶n thµnh lËp l­íi ®ã lµ: Liªn kÕt ®iÓm, liªn kÕt c¹nh, liªn kÕt l­íi vµ liªn kÕt hçn hîp c¹nh - ®iÓm. Ngoµi ra cßn cã liªn kÕt h×nh sao, liªn kÕt ®­êng chuyÒn phï hîp vµ liªn kÕt chuçi tam gi¸c. Lùa chän ph­¬ng thøc nµo lµ tïy thuéc vµo yªu cÇu ®é chÝnh x¸c cña c«ng tr×nh, ®iÒu kiÖn gi· ngo¹i vµ sè l­îng m¸y thu GPS. Chóng ta ®i t×m hiÓu qua vÒ c¸c ph­¬ng thøc liªn kÕt l­íi tr×nh bay ë trªn: a. Ph­¬ng thøc liªn kÕt ®iÓm Liªn kÕt ®iÓm lµ d¹ng liªn kÕt cã ®å h×nh ®ång bé kÒ nhau bëi mét ®iÓm chung, c­êng ®é ®å h×nh liªn kÕt ®iÓm lµ rÊt yÕu kh«ng cã hoÆc cùc kú Ýt ®iÒu kiÖn khÐp h×nh kh«ng ®ång bé. D¹ng liªn kÕt ®iÓm th­êng kh«ng ®­îc sö dông ®¬n ®éc. §å h×nh d¹ng liªn kÕt ®iÓm b. Ph­¬ng thøc liªn kÕt c¹nh Liªn kÕt c¹nh lµ d¹ng liªn kÕt gi÷a c¸c ®å h×nh ®ång bëi mét c¹nh chung. L­íi ®­îc thµnh lËp theo d¹ng nµy cã c­êng ®é ®å h×nh t­¬ng ®èi cao cã nhiÒu c¹nh ®o lÆp vµ ®iÒu kiÖn khÐp ®å h×nh kh«ng ®ång bé. Víi sè l­îng m¸y thu nh­ nhau, sè thêi ®o¹n ®o sÔ t¨ng lªn nhiÒu so víi ph­¬ng thøc liªn kÕt ®iÓm. §å h×nh d¹ng liªn kÕt c¹nh c. Ph­¬ng thøc liªn kÕt l­íi Liªn kÕt l­íi lµ d¹ng liªn kÕt ®å h×nh ®ång bé bëi hai ®iÓm chung trë lªn. Trong ph­¬ng thøc nµy cÇn ph¶i cã 4 m¸y thu trë lªn. HiÓn nhiªn l­íi ®­îc thµnh lËp theo ph­¬ng thøc nµy cã c­êng ®é ®å h×nh vµ ®é tin cËy cao nh­ng tèn kinh phÝ vµ thêi gian nhiÒu h¬n, th­êng chØ thÝch hîp víi l­íi khèng chÕ yªu cÇu ®é chÝnh x¸c cao. d. Ph­¬ng thøc liªn kÕt c¹nh – ®iÓm Liªn kÕt c¹nh - ®iÓm lµ d¹ng kÕt hîp ph­¬ng thøc liªn kÕt c¹nh vµ ph­¬ng thøc liªn kÕt ®iÓm ®Ó thµnh lËp l­íi GPS. Ph­¬ng thøc nµy cã thÓ b¶o ®¶m c­êng ®é ®å h×nh, n©ng cao tin cËy cña l­íi, võa cã thÓ gi¶m khèi l­îng c«ng t¸c ngo¹i nghiÖp, h¹ gi¸ thµnh. §©y lµ ph­¬ng thøc t­¬ng ®èi lý t­ëng ®Ó thµnh lËp l­íi. e. Ph­¬ng thøc liªn kÕt chuçi tam gi¸c( ®a gi¸c) Chuçi tam gi¸c lµ d¹ng liªn kÕt liªn tiÕp bëi ®iÓm hoÆc c¹nh gi÷a c¸c chuçi tam gi¸c ®o toµn bé. Thµnh lËp l­íi GPS – theo ph­¬ng thøc nµy rÊt thÝch hîp cho khu ®o hÑp kÐo dµi nh­ khi kh¶o s¸t tuyÕn ®­êng bé, ®­êng s¾t. §å h×nh liªn kÕt d¹ng chuçi tam gi¸c f. Ph­¬ng thøc liªn kÕt l­íi ®­êng chuyÒn L­íi GPS ®­îc t¹o thµnh bëi sù liªn kÕt cã c¸c ®å h×nh ®ång bé d¹ng kÐo dµi nh­ ®­êng chuyÒn, c¸c c¹nh ®éc lËp nªn t¹o thµnh c¸c d¹ng khÐp kÝn ®Ó kiÓm tra ®é chÝnh x¸c cña ®iÓm GPS. L­íi GPS d¹ng nµy øng dông thÝch hîp khi yªu cÇu ®é chÝnh x¸c thÊp. Ph­¬ng thøc nµy cã thÓ kÕt hîp víi ph­¬ng thøc liªn kÕt ®iÓm. g. Ph­¬ng thøc liªn kÕt l­íi d¹ng h×nh sao D¹ng h×nh häc cña h×nh sao rÊt ®¬n gi¶n, c¸c c¹nh ®o trùc tiÕp kh«ng t¹o thµnh ®å h×nh khÐp kÝn nµo. Do ®ã kh¶ n¨ng kiÓm tra vµ ph¸t hiÖn sai sè th« cßn kÐm h¬n ph­¬ng thøc liªn kÕt ®iÓm. Nh­ng thµnh lËp l­íi theo ph­¬ng thøc nµy chØ cÇn 2 m¸y thu lµ ®­îc. NÕu cã 3 m¸y thu th× mét m¸y ®Æt ë tr¹m gi÷a, hai m¸y kh¸c cã thÓ ®o lu«n l­u mµ kh«ng bÞ h¹n chÕ bëi ®iÒu kiÖn ®o ®ång bé. Täa ®é cña ®iÓm ®o ®ù¬c lµ täa ®é trong hÖ WGS- 84, täa ®é cña mçi ®iÓm cÇn ph¶i sö dông c¸c tham sè chuyÓn ®æi ®Ó tiÕn hµnh chuyÓn ®æi. 2.3.2.2 L­íi ®a gi¸c chªm dÇy bËc 2 ViÖc thiÕt kÕ l­íi dùa trªn b¶n ®å tû lÖ trung b×nh 1/50001/10000 (nÕu cã) hoÆc thiÕt kÕ trùc tiÕp ë trªn thùc ®Þa, khi tiÕn hµnh thiÕt kÕ l­íi ®a gi¸c cÇn phÈi l­u ý c¸c tham sè. ChiÒu dµi c¹nh trung b×nh tõ 200500m tuú theo ®Æc ®iÓm ®Þa h×nh. Sè l­îng c¹nh kh«ng qu¸ 15 c¹nh Gãc kh«ng nhá h¬n 300 2.3.2.3. L­íi ®­êng chuyÒn kinh vÜ §­îc thiÕt kÕ chñ yÕu trªn thùc ®Þa, khi thiÕt kÕ l­íi ®­êng chuyÒn kinh vÜ cÇn ph¶i chó ý c¸c tham sè kû thuËt cho phÐp lµ: ChiÒu dµi giíi h¹n ®­êng chuyÒn (km) + ë khu vùc kh«ng x©y dùng :1.2 km + Sai sè trung ph­¬ng t­¬ng ®èi ®o c¹nh :1/2000 + Sai sè trung ph­¬ng ®o gãc : 30” + Sai sè khÐp gãc cho phÐp : 45”( n lµ sè ®o gãc) 2.3.3 Ph­¬ng ph¸p ­íc tÝnh ®é chÝnh x¸c l­íi khèng chÕ thi c«ng tuyÕn ®­êng 1. §èi víi l­íi GPS Cã hai ph­¬ng ph¸p ®Ó ­íc tÝnh ®é chÝnh x¸c cña l­íi ®ã lµ ph­¬ng ph¸p ­íc tÝnh gÇn ®óng vµ ph­¬ng ph¸p ­íc tÝnh chÆt chÏ. Ph­¬ng ph¸p ­íc tÝnh gÇn ®óng cã tÝnh trùc quan râ rÖt, nh­ng ph­¬ng ph¸p nµy l¹i cã nh­îc ®iÓm chñ yÕu lµ khã tù ®éng ho¸ qu¸ tr×nh tÝnh to¸n. Ngµy nay trong lÜnh vùc s¶n suÊt ph­¬ng ph¸p b×nh sai gi¸n tiÕp ®­îc sö dông nhiÒu vµ cho ®é chÝnh x¸c cao, trong ph­¬ng ph¸p nµy ng­êi ta dÔ dµng lËp ®­îc hÖ ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh, cø mçi trÞ ®o cÇn lËp mét ph­¬ng tr×nh. Do vËy viÖc sö dông ph­¬ng ph¸p ­íc tÝnh chÆt chÏ ®Ó ®¸nh gi¸ vÞ trÝ ®iÓm trong m¹ng l­íi GPS cµng cã lîi, chÝnh v× vËy t«i chän ph­¬ng ¸n ­íc tÝnh chÆt chÏ trªn c¬ së b×nh sai gi¸n tiÕp ®Ó thµnh lËp ch­¬ng tr×nh ­íc tÝnh ®é chÝnh x¸c l­íi GPS. a. Chän Èn sè vµ thiÕt lËp c«ng thøc tÝnh ®é chÝnh x¸c. C¨n cø vµo s¬ ®å thiÕt kÕ, ta cã sè l­îng trÞ ®o ®éc lËp vµ dù kiÕn sai sè trung ph­¬ng cña nã. Tõ s¬ ®å thiÕt kÕ ta tÝnh ®­îc sè trÞ ®o cÇn thiÕt trong b×nh sai gi¸n tiÕp cã bao nhiªu trÞ ®o cÇn thiÕt th× cã bÊy nhiªu Èn sè. Trong l­íi mÆt b»ng Èn sè ®­îc chän chÝnh lµ to¹ ®é X,Y cña c¸c ®iÓm cÇn x¸c ®Þnh. NÕu trong m¹ng l­íi tiÕn hµnh ®o n trÞ ®éc lµ L’1;L’2…..L’n ,víi c¸c sai sè trung ph­¬ng t­¬ng øng lµ m1,m2…mn ®Ó x¸c ®Þnh t Èn sè lµ X1’ X2…Xn ta sÏ x¸c lËp ®­îc n quan hÖ hµm sè biÓu diÔn gi¸ trÞ b×nh sai cña c¸c ®¹i l­îng ®o víi t gi¸ trÞ Èn sè cÇn x¸c ®Þnh nãi trªn. Chóng ta cã thÓ biÓu diÔn gi¸ trÞ ®ã qua hµm sau: L1= F (X1,X2,…Xn ) ( víi i= 1.2,…,n ) ( I.38) Èn sè Xi th­êng lµ to¹ ®é c¸c ®iÓm cÇn x¸c ®Þnh, chóng ta biÓu diÔn trÞ b×nh sai Li b»ng tæng tù do L’i vµ sè hiÖu chØnh Vi Li = L’I + Vi ( I.39) C¸c Èn sè Xj (j= 1.2,…,t) cã thÓ biÓu diÔn qua gi¸ trÞ gÇn ®óng cña Èn sè vµ sè hiÖu chØnh cña Èn sè: Xj = Xoj + Xj KÕt hîp c¸c ®¼ng thøc trªn tõ ph­¬ng tr×nh (I.39) ta cã ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh d¹ng sau: Vi =ai1 x1 + ai2x2 +…….ai1x1 +l1 (I.40 ) Trong ®ã Sij = (i=1,2,…,n;i=1,2,..,t ) Ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh d­íi d¹ng ma trËn cã d¹ng V=AX+L (I.41) Trong ®ã: A: Lµ ma trËn hÖ sè : (I.42) V : Lµ vÐc t¬ sè hiÖu chØnh, L lµ vÐc t¬ sè h¹ng tù do, X lµ vÐc t¬ Èn sè V= ; L= : X= (I.43) Víi sai sè ®o dù kiÕn ta lËp ®­îc ma trËn träng sè cã d¹ng P= víi pi = Tõ ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh vµ ma trËn träng sè P ta lËp ®­îc ph­¬ng tr×nh chuÈn d¹ng : (ATPA)X + ATPL=0 (I.44) Tõ ®ã ta lËp ®­îc ma trËn nghÞch ®¶o cña ma trËn hÖ ph­¬ng tr×nh chuÈn Q = (ATPA)-1 (I.45) Ma trËn Q cã d¹ng sau: Q = (I.46) §Ó tÝnh träng sè ®¶o cña hµm, tr­íc hÕt ta ph¶i lËp hµm träng sè cho c¸c yÕu tè cÇn ®¸nh gi¸ ®é chÝnh x¸c . Hµm träng sè lµ hµm cña c¸c trÞ b×nh sai sè cã d¹ng tæng qu¸t nh­ sau : FT =(f1,f2,…fi) (I.47) Tõ ®ã tÝnh ®­îc träng sè ®¶o cña hµm theo c«ng thøc sau: =FTQF (I.48) Trong ®ã:Q lµ ma trËn Tõ träng sè ®¶o cña hµm , ta tÝnh ®­îc sai sè trung ph­¬ng cña hµm theo c«ng thøc sau : MF= hoÆc MF= (I.49) Trong ®ã : lµ sai sè träng sè ®¬n vÞ ®­îc chän theo dù kiÕn ®o. Sau khi tÝnh to¸n song ta tiÕn hµnh tÝnh to¸n ®é chÝnh x¸c cña c¸c yÕu tè trong m¹ng l­íi ®o víi sai sè trung ph­¬ng cña Èn sè ®­îc tÝnh theo c«ng thøc : mxi= myi = tõ ®ã tÝnh ®­îc sai sè trung ph­¬ng vÞ trÝ ®iÓm: mpi= = Trong ®ã Qj lµ phÇn tö thø j trªn ®­êng chÐo chÝnh cña ma trËn nghÞch ®¶o cña ma trËn hÖ sè ph­¬ng tr×nh chuÈn . b.LËp ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh chiÒu dµi c¹nh. -Ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh : Trong l­íi GPS trÞ ®o chñ yÕu lµ hÖ to¹ ®é gi÷a c¸c ®iÓm cÇn xÐt do ®ã ta ph¶i lËp ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh cho chiÒu dµi c¹nh. Gi¶ sö t¹i ®iÓm bÊt k× I vµ k, xÐt chiÒu dµi Sik gi÷a hai diÓm i vµ k trong m¹ng l­íi , ta gäi I lµ ®iÓm ®Çu k lµ ®iÓm cuèi (hoÆc ng­îc l¹i). NÕu ta kÝ hiÖu xi,yi,xk,yk lµ to¹ ®é b×nh sai cña chiÒu dµi c¹nh ®­îc viÕt nh­ sau : Sik= (I.50) Theo c¸ch kÝ hiÖu hÖ to¹ ®é gÇn ®óng vµ sè hiÖu chØnh cã thÓ viÕt ph­¬ng tr×nh (2.28) d­íi d¹ng sau: S’ik+Vsik= (I.51) Trong ®ã : Xi0, Yi0, Xk0, Yk0, lµ to¹ ®é gÇn ®óng cña hai ®iÓm cÇn x¸c ®Þnh i, k, k, k, i,i lµ c¸c sè hiÖu chØnh to¹ ®é gÇn ®óng . Víi c¸c sè hiÖu chØnh k, k, i,i cã gi¸ trÞ nhá, ta cã thÓ triÓn khai vÕ ph¶i cña ph­¬ng tr×nh trªn vÒ d¹ng tuyÕn tÝnh. (I.52) - LËp hµm träng sè chiÒu dµi c¹nh: §Ó ®¸nh gi¸ ®é chÝnh x¸c chiÒu dµi c¹nh vµ ®Ó lµm c¬ së cho ®¸nh gi¸ vÞ trÝ ®iÓm t­¬ng hç gi÷a c¸c ®iÓm ta lËp hµm träng sè cho chiÒu dµi c¹nh nh­ sau: Gi÷a hai ®iÓm i,k bÊt kú trong l­íi to¹ ®é b×nh sai Xi ,Yi, Xk , Yk ta ®· lËp ®­îc ph­¬ng tr×nh chiÒu dµi c¹nh. Tõ ph­¬ng tr×nh trªn ta x¸c ®Þnh ®­îc hÖ sè hµm träng sè fi b»ng c¸c ®¹o hµm riªng cã gi¸ trÞ sau: = -cos = -sin = cos = sin (I.53) Nh­ vËy vÐc t¬ n»m trong sè chiÒu dµi c¹nh t­¬ng øng víi c¸c Èn sè Xi ,Yi, Xk , Yk Fsik = (I.54) Tõ vÐc t¬ hµm träng sè ta tÝnh ®­îc träng sè ®¶o cña chiÒu dµi c¹nh i, k theo c«ng thøc = FSTqFS (I.55) Trong ®ã q lµ ma trËn con (44) chøa hÖ sè Qij cña c¸c ®iÓm i,k trong ma trËn Q=(ATPA) . Sai sè trung ph­¬ng chiÒu dµi c¹nh : mS = m (I.56) Trong ®ã m lµ sai sè trung ph­¬ng träng sè ®¬n vÞ - LËp ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh gãc ph­¬ng vÞ : T­¬ng øng víi mçi cÆp ®o gi÷a hai ®iÓm i,k trong l­íi GPS ta còng cã trÞ ®o ph­¬ng vÞ, ta lËp ®­îc mét ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh gãc ph­¬ng vÞ d¹ng: (I.57) Trong ®ã aik, bik ®­îc tÝnh theo c«ng thøc sau: aik = ,bik = , -aik = , bik = (I.58) Tõ hµm sè trªn ta lËp hµm träng sè ph­¬ng vÞ ®Ó ®¸nh gi¸ ®é chÝnh x¸c ph­¬ng vÞ c¹nh gi÷a hai ®iÓm i,k cã d¹ng sau : (I.59) Ta cã vÐc t¬ hµm träng sè ph­¬ng vÞ c¹nh t­¬ng øng víi c¸c Èn sè Xi ,Yi, Xk , Yk F= (I.60) Tõ F ta tÝnh ®­îc träng sè ®¶o cña ph­¬ng vÞ c¹nh nh­ sau : q (I.61) Träng sè ®¶o ph­¬ng vÞ c¹nh ®­îc tÝnh m= (I.62) Träng sè cña c¸c trÞ ®o trong l­íi GPS :Sai sè trung ph­¬ng chiÒu dµi c¹nh vµ sai sè trung ph­¬ng ph­¬ng vÞ c¹nh trong l­íi GPS th­êng ®­îc tÝnh theo 2 c«ng thøc cã d¹ng tæng qu¸t sau: m (mm) hoÆc ms = a+ bs (mm) m = (” ) hoÆc m = ( ” ) Trong ®ã : s: lµ kho¶ng c¸ch gi÷a hai ®iÓm GPS tÝnh b»ng km, chóng ta hiÓu ®é chÝnh x¸c ®ã lµ 1 lÇn ®o ( trong mét vßng ®o ®ång bé ) a: lµ h»ng sè cè ®Þnh b: lµ hÖ sè tû lÖ Tõ ®ã ta tÝnh sai sè trung ph­¬ng cña c¸c trÞ ®o vµ träng sè t­¬ng øng cña c¸c trÞ ®o ®­îc tÝnh theo c«ng thøc tæng qu¸t : Pi = +Trong sè trÞ ®o c¹nh : Psi víi msi = Trong ®ã : n lµ sè lÇn ®o trªn mét c¹nh. ( m lµ sai sè trung ph­¬ng ®o c¹nh + Träng sè trÞ ®o ph­¬ng vÞ : P= víi m= Trong ®ã : n lµ sè lÇn ®o trªn mét c¹nh (m)2 = lµ sai sè trung ph­¬ng ®o ph­¬ng vÞ . 2. L­íi ®a gi¸c . Cã thÓ thùc hiÖn hai c¸ch ­íc tÝnh sau : a.­íc tÝnh b»ng ph­¬ng ph¸p chÆt chÏ . Ph­¬ng ph¸p nµy sö dông c¸c ch­¬ng tr×nh m¸y tÝnh lËp s½n ®Ó x¸c ®Þnh ®­îc c¸c yÕu tè cÇn thiÕt ®¸nh gi¸ cho mét l­íi ®­êng chuyÒn bao gåm : Sai sè trung ph­¬ng vÞ trÝ ®iÓm yÕu nhÊt : myn Sai sè trung ph­¬ng t­¬ng ®èi x¸c ®Þnh c¹nh yÕu nhÊt ()yn Sai sè trung ph­¬ng c¹nh yÕu nhÊt : m Ngoµi c¸c tham sè trªn ®o d­îc b»ng ch­¬ng tr×nh lËp s½n ta tÝnh thªm ®¹i l­îng thùc tÕ mµ ®­êng truyÒn ®¹y ®­îc , so s¸nh c¸c h¹n sai cho phÐp ®· ®­îc tÝnh ë phÇn trªn * Ph­¬ng ph¸p tÝnh §èi víi m¸y toµn ®¹c ®iÖn tö th«ng th­êng theo lý lÞch m¸y th× : ms = a + b. 10-6 ,D Trong ®ã : D lµ chiÒu dµi c¹nh ®o ms lµ sai sè trung ph­¬ng ®o 1 c¹nh Dùa vµo c¸c tham sè a,b cña m¸y toµn ®¹c ®iÖn tö . Ta cã thÓ tÝnh ®­îc gi¸ trÞ ms cho tr­êng hîp c¹nh trung b×nh cña tuyÕn ®­êng chuyÒn . ngoµi ra theo lý lÞch m¸y hoÆc( theo kÕt qu¶ kiÓm nghiÖm) chóng ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®­îc sai sè trung ph­¬ng ®o gãc m cña thiÕt bÞ ,tõ ®©y chóng ta tÝnh sai sè ®iÓm cuèi ®­êng chuyÒn so víi ®iÓm ®Çu ®­êng chuyÒn theo c«ng thøc : M2 = n.ms2 + Trong ®ã : D0,i lµ kho¶ng c¸ch tõ ®iÓm thø i ®Õn ®iÓm träng t©m cña tuyÕn . n lµ sè c¹nh trong ®­êng chuyÒn . Xi,TT = Xi – XTT Yi,TT =Yi – YTT Trong ®ã XTT : lµ to¹ ®é träng t©m cña tuyÕn XTT = YTT = Víi ni lµ sè ®iÓm tuyÕn ®­êng chuyÒn Sau ®ã chóng ta tÝnh sai sè khÐp cña tuyÕn ®­êng chuyÒn Fs = 2M Sai sè trung ph­¬ng t­¬ng ®èi cña tuyÕn ®­êng chuyÒn tÝnh theo c«ng thøc Trong ®ã : lµ tæng chiÒu dµi c¹nh tuyÕn ®­êng chuyÒn §­îc dïng ®Ó so s¸nh víi kÕt qu¶ tÝnh to¸n h¹n sai cho phÐp. b. TuyÕn ®­êng chuyÒn kinh vÜ sö dông ph­¬ng ph¸p ­íc tÝnh Tõ gi¸ trÞ mkv ®­îc tÝnh theo c«ng thøc trªn sö dông c¸c c«ng thøc ta tÝnh ®­îc M=2 mkv råi sö dông nguyªn t¾c ®ång ¶nh h­ëng ta cã : (I.63) Ta cã thÓ tÝnh ®­îc gi¸ trÞ ms, m cÇn thiÕt ®Ó ®o ®Æc tuyÕn d­êng chuyÒn kinh vÜ vµ gi¸ trÞ : = Trªn ®©y lµ c¬ së ®Ó ­íc tÝnh ®é chÝnh x¸c cña l­íi khèng chÕ thi c«ng c«ng tr×nh, tõ c¬ së ®é chÝnh x¸c nµy chóng ta cã thÓ lùa chän m¸y mãc, ph­¬ng ph¸p ®o, c¸c h¹n sai sè ®o ®¹c cÇn thiÕt ®Ó cã thÓ thµnh lËp ®­îc m¹ng l­íi khèng chÕ thi c«ng ®ñ ®é chÝnh x¸c phô thuéc c«ng t¸c kh¶o s¸t thiÕt kÕ vµ thi c«ng tuyÕn ®­êng.