Геодезические лазерные приборы для инженерно-геодезических работ
При выполнении целого ряда инженерно-геодезических работ зачастую наиболее удобным является использование не традиционных оптических нивелиров и теодолитов, а лазерных приборов, задающих опорную линию или плоскость. К таким видам работ можно отнести детальную разбивку осей, вынесение отметок при возведении сооружений, геодезический контроль по высоте земляных, асфальтовых или бетонных площадок и полов, междуэтажных перекрытий, навесных потолков и витражей, а также контроль направлений при прокладке траншей, туннелей, насыпей, трубопроводов, коллекторов. Эти приборы также используются при установке в проектное положение несущих конструкций (свай, колонн, стеновых панелей и т. д.).
Лазерные геодезические приборы применяют как с визуальной, так и фотоэлектрической индикацией лазерного пучка. Приборы с визуальной индикацией целесообразно использовать в условиях плохой освещенности, когда необходимо при одной установке прибора выполнить большой объем работы в тех случаях, если использование обычных геодезических инструментов затруднено, например, при работах над водной поверхностью, в помещениях и в узких траншеях и т. п. Как показывает опыт использования этих приборов, повышается не только производительность, но и качество монтажных и инженерно-геодезических работ, а также снижается количество обслуживающего персонала.
Достоинство лазерных приборов — возможность задавать с их помощью вещественную линию, соответствующую визирной оси обычных геодезических инструментов. Недостатки — необходимость в источниках питания, а также из-за высокой плотности световой энергии в лазерном пучке при работе с ними следует соблюдать дополнительные меры предосторожности (см. 1.8).
Как правило, конструктивно лазер устанавливают в геодезическом приборе так, чтобы пучок излучения, выходящий из лазера, направлялся с помощью оптических элементов параллельно визирной оси зрительной трубы, служащей для наведения пучка. Перед выходным отверстием лазера для уменьшения угловой расходимости пучка лазерного излучения и его фокусировки устанавливают оптическую систему.
По методу формирования лазерного пучка и конструктивным признакам лазерные приборы можно разделить на несколько групп приборы задающие световую линию; световую плоскость в ограниченном секторе; световую плоскость в пределах окружности на основании сканирования и универсальные, т. е. задающие одновременно световую плоскость либо несколько световых плоскостей и линий.
Кроме того, выпускаются специализированные лазерные приборы, предназначенные для прокладки трубопроводов, аналогов которым среди традиционных приборов нет. К таким приборам можно отнести, например, лазерный прибор Dialgrade 1280/1285.
В последние годы выпускают в основном лазерные нивелиры и теодолиты, которые задают световую плоскость и линию. Большинство из них является самоустанавливающимися, т. е. снабжены оптическим компенсатором, который автоматически обеспечивает заданный угол наклона световой линии или плоскости. Нивелиры, не имеющие компенсатора, снабжаются цилиндрическим уровнем. Некоторые из них снабжены оптическими элементами в виде цилиндрических линз. Пучок, проходя через такой объектив, трансформируется и приобретает веерообразную форму.
В свою очередь лазерные нивелиры можно условно разделить на приборы для выполнения внутренних работ и приборы для выполнения наружных работ, они отличаются функциональными возможностями и мощностью пучка лазерного излучения.
В нивелирах, предназначенных для внутренних работ, предусмотрена возможность задания горизонтальной и вертикальной плоскости. Для работ по вертикальному проецированию и разбивке перпендикуляров в некоторых моделях установлена призма, делящая луч на два перпендикулярных направления. Чтобы задать световую плоскость в пределах 360°, обычно сканируют пучком лазерного излучения с помощью оптико-механических устройств, например электродвигателя, на выходном конце вала которого установлен отражательный элемент.
Лазерный прибор ЛВ-2
Одним из первых лазерных геодезических приборов, который был разработан в СССР, можно назвать лазерный прибор ЛВ-2. В 1965 г. этот прибор был использован в Москве для контроля положения горнопроходческого щита во время строительства туннеля для р. Неглинной.
Схема определения координат щита
Положение щита относительно проектного направления определялось путем визуального взятия отсчетов по экранам. Помимо линейного смещения щита по осям Х и У (рис. 5.13), в процессе работы контролировались углы разворота щита α и β по осям X и У: tgα = (∆х1 — ∆x2)/L; tgβ = (∆y1 — ∆y2)/L, где ∆x1; ∆x2; ∆y1; ∆y2 — приращения координат по осям X и У при измерениях по первому и второму экранам, мм; L — расстояние между экранами, мм.
Применения лазерных приборов
В настоящее время уже накоплен значительный опыт применения лазерных приборов, обеспечивающих визуальный контроль положения горнопроходческого щита при прокладке туннелей не только на прямолинейных, но и на криволинейных участках.
Уклонофиксатор Dialgrade 1280/1285
При укладке трубы лазерный прибор может быть установлен на дне траншеи или колодца, а лазерному пучку задается требуемый уклон, неизменность положения которого контролируется во время работы. Положение начала и конца трубы контролируется с помощью самоцентрирующихся полупрозрачных визирных марок, устанавливаемых внутри трубы (рис. 5.15). Подробнее...
Лазерный уклонофиксатор (целеуказатель) ТР-L4 Topcon
На рис. 5.16 показан лазерный целеуказатель (уклонофиксатор) ТР-L4, который, как и другие уклонофиксаторы TP-L4AV, TP-L4B, ТР-L4BG, TP-L4G, имеет функцию автоматического нивелирования и может задавать раздельно лазерные пучки в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
Съемка подкрановых путей
Лазерные геодезические приборы также применяются для съемки подкрановых путей. Для обеспечения бесперебойной работы мостовых кранов в цехах промышленных предприятий периодически производят геодезическую съемку подкрановых путей, заключающуюся в определении планового и высотного положения рельсов.
Использование лазерных приборов при выполнении разбивочных работ
Довольно эффективным является использование лазерных приборов при выполнении разбивочных работ. При выполнении детальных разбивочных работ в строительстве относительно лазерного пучка геодезического прибора выносят в натуру точки планового и проектного положения конструкций, фиксируют положение разбивочной оси или горизонта.
