Procédé pour le relèvement des profils de terrassement, et installation pour la mise
en oeuvre de ce procédé.
La présente invention a pour objet un procédé de relèvement des profils de terrassement et plus spécialement des profils excavés dans les tunnels, les galeries de mines et autres galeries souterraines, et même les tranchées, ainsi qu'une installation pour la mise en ceu- vre de ce procédé.
Jusqu'ici, pour déterminer le profil des parois s d'une galerie souterraine et, par suite, la superficie de la section excavée, il fallait recourir:
soit à un relevé par mesure directe de la distance des parois de la galerie dans la section considérée définie par un plan vertical perpendiculaire à l'axe longitudinal de la galerie, par rapport à un point donné, situé dans le plan du profil et de préférance coïn- cidant avec l'intersection de l'axe de la galerie avec ce plan; ces mesures, qui s'effectue.nt se lon un plus ;
ou moins grand nombre de direc- tions autour du point fixe, ne peuvent donner qu'un résultat approché du fait même de leur discontinuité et ce, sans tenir compte des erreurs matérielles dans la mesure des dis tances s des parois à ce point fixe;
soit à un relevé direct d'une figure homo thétique du pourtour de la section considérée, en utilisant à cet effet, par exemple, une pige , constituée par une tige extensible reliée méeaniquement à un dispositif photographique placé an centre de la galerie.
On con- coit en effet que, si l'extrémité de la tige est déplacée sur le pourtour de la section à relever et dans le plan vertical correspondant à cette section, il est possible de reconstituer celleci à une échelle donnée.
c'e procédé est théoriquement parfait puisque la mesure intéresse tous les points du profil dans toutes les directions par rapport au centre de la galerie, mais son application est délicate étant donné les difficultés de mise en station de l'appareil, la portée pratiquement limitée de la tige extensible, la durée des opérations et la complication mécanique d'un appareil devant êt-re utilisé sur un chantier.
Le procédé suivant la présente invention consiste en ce que, dans le plan correspondant au profil à lever, on projette dans la direction des parois de l'ouvrage des rayons lumineux dont on photographie la trace sur lesdites parois, ce qui permet d'obtenir une image homothétique du profil considéré.
Si l'on dispose dans le plan vertical du profil un repère de longueur connue, cette image pourra être appréciée et restituée à l'échelle désirée par projection.
L'invention a également pour objet une installation pour la mise en oeuvre du procédé précité, cette installation étant earaeté- risée en ce qu'elle comprend un projecteur de lumière monté sur un support de façon à pouvoir être réglé en direction et en hauteur, ledit projecteur étant agencé de manière à pouvoir projeter, dans le plan du profil à relever, des rayons lumineux atteignant exclusivement chacun des points du profil.
On pourra déterminer, par tout moyen approprié, la surface de l'image correspondant à la section levée par ce procédé; on pourra, par exemple, uiliser un planimètre, ou encore mesurer la variation de flux lumineux sur un écran étalonné quand l'image sera projetée sur cet écran.
Comme on le voit, le procédé selon l'invention permet de substituer aux attachements relevés topographiquement sur le terrain et restitués graphiquement un document indiscutable éliminant toutes causes d'erreurs ma sérielles des opérateurs, dessinateurs et calculateurs ayant à connaître de cette question.
Le dessin annexé représente deux exemples de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Dans ce dessin:
La fig. 1 est une coupe longitudinale d'un projecteur rotatif, le pied ou support n'étant pas figure
La fig. 2 est un schéma illtlstrant un exemple de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, utilisant ce projecteur.
La fig. 3 est une coupe longitudinale d'un projecteur projetant une nappe radiale de rayons lumineux ayant une ouverture angulaire de 360".
Dans les fig. 1 et 2, 1 désigne un projecteur, monté de façon amovible sur un collier la, lui-même monté sur un décolletage 2a d'une lunette tubulaire 2, de manière à pouvoir tourner autour de l'axe géométrique oey de la lunette et émettant un faiseeau de rayons lumineux parallèles entre eux et perpendiculaires à l'axe xy. L'ensemble constitué par le projecteur 1 et la lunette 2 est solidarisé avec une colonne 3, laquelle peut être montée en position verticale sur un trépied de théodolite 4, par exemple, de manière à pouvoir assurer le réglage de l'axe xy en hauteur et en direction.
Comme le montre la fig. 1, le projecteur comprend une source lumineuse électrique 5, alimentée à très basse tension et placée au foyer d'un miroir concave 6, formé par une portion de cylindre à base parabolique, dont l'axe uv est disposé dans un plan perpendi oculaire à l'axe xy de la lunette 2.
Les bords opposés du miroir parabolique sont rabattus en 6a de manière que les lignes 6b limitant ces bords soient parallèles entre elles et perpendiculaires au plan de la figure.
Dans ces conditions, on conçoit que le faisceau lumineux émis par le miroir aura une section transversale rectangulaire de faible largeur et dont les grands côtés seront perpendiculaires à l'axe xy.
Le e courant électrique est amené à la source lumineuse 5, dune part, par la niasse de l'ensemble de l'appareil, et, d'autre part, par une bague conductrice 7, montée dans une gorge isolée électriquement de la masse et ménagée sur la paroi extérieure de la lunette 2; un contact à pression 8, entraîné par la rotation du projecteur 1 autour de l'axe ay, relie la source lumineuse 5 à la bagne 7, laquelle est reliée à une prise de courant 9 alimentée par une source de courant montée sur le support 3.
Le projecteur pourrait également être constitué par un dispositif optique tournant donnant un faisceau cylindrique de diamètre approprié projetant un spot sur la paroi.
Le projecteur étant mis en station dans une galerie à l'emplacement de la section à mesurer, l'opérateur agit sur le réglage assu rant la verticalité dudit support 3 grâce au niveau 11, oriente la lunette 2 selon la direction de l'axe de la galerie (ou parallèlement à celui-ci) et bloque l'ensemble projecteurlunette dans la position voulue.
Quand on fait tourner le projecteur, à l'aide du bouton 10, autour de l'axe xy de la lunette, les rayons émis par ledit projecteur éclairent successivement tous les points du profil à relever, dans un plan vertical perpendiculaire à l'axe de la galerie et passant par Ut.
Si, comme le montre le schéma de la fig. 2, on dispose un appareil photographique 12 à une distance convenable du projecteur, d'un côté ou de l'autre de celui-ci, distance dépendant du champ focal de l'appareil photographique, et ce, de telle manière que l'axe opti que de l'appareil soit dirigé soit dans l'axe xy de la lunette, soit parallèlement à cet axe, l'image photographique t1, tu... t, de la trace des rayons T1, ..... T,, émis par le projecteur tournant, sur les parois, sera une figure homothétique du profil à relever.
Si, dans la paroi du miroir cylindrique 6, il a été ménagé, sur une ligne parallèle à l'axe de la lunette, deux trous 13, de très petit diamètre (fig. 1), leur distance D à l'axe xij de la lunette est fixée mécaniquement une fois pour toutes, les rayons passant par ce trou matérialisant, sur l'image photographique, une circonférence de diamètre connu. L'image de cette circonférence permettra de détermi uer l'échelle du relevé photographique du profil considéré.
On remarquera que si le projecteur est utilisé dans une galerie de petite section, il n'est pas nécessaire de placer l'axe xy en concordance avec l'axe de la galerie; il n'est pas non plus nécessaire de placer l'axe optique de l'appareil photographique dans l'axe de la lunette et, par suite, de la galerie; il suffit que les axes du projecteur et de l'appareil photographique soient disposés parallèlement entre eux, et perpendiculairement au plan du profil à lever.
On remarquera encore qu'avec cette dispo sition, il est possible de relever les profils de plusieurs sections différentes sans avoir besoin de déplacer l'apparail photographique, mais seulement le projecteur.
Les nouvelles mises en station de ce dernier pourront être faites en procédant par visées inverses par la lunette 2 sur l'appareil photographique 12. Les photos obtenues successive- ment pourront être restituées à l'échelle com- mune désirée, par agrandissement.
Inversement, il est possible de matérialiser l'axe Yy par un faisceau lumineux en utilisant à cet effet la lunette dont l'extrémité opposée à l'appareil photographique est éclairée par une lampe appropriée, pour mettre en station l'appareil photographique quand le projecteur est lui-même mis en place.
Le repérage des profils photographiés peut être réalisé en disposant dans le champ de l'appareil un écran translucide portant des indications qui caractérisent le profil interessé: distance de l'origine, date, nivellement de repérage, etc.
Ce qui vient d'être dit concernant l'utilisation du projecteur représenté par la fig. 1 s'applique mutatis mutandis au projecteur représenté par la fig. 3.
Ce projecteur comprend une source lumineuse 14, disposée à l'intérieur d'une lanterne de projection 15, dont l'axe longitudinal rij peut être orienté dans la direction voulue (axe de la galerie ou base des profils à lever). La partie arrière de l'appareil de projection forme cache par rapport à l'appareil de prise de vues, la mise à L'échelle des photographies obtenues étant facilitée par le fait que l'on connaît les dimensions de ce cache 16.
Le dispositif optique du projecteur est constitué par des lentilles annulaires du type connu sons le nom de lentilles de Presnel 17, émettant une nappe de rayons lumineux 18, perpendiculaires à l'axe longitudinal xy de la lanterne de projection.
L'optique du projecteur est encore améliorée par des réflecteurs concaves de forme annulaire 19, disposés de part et d'autre de la source lumineuse et centrés sur l'axe xy.
La a partie avant du projecteur pourrait être libre; mais dans la fig. 3, elle est obturée par une pièce 20 couvrant le projecteur et portant en son centre un collimateur 21 dont l'optique permet de projeter et de mettre au point sur le front de taille de la galerie, par exemple, deux traits se coupant à angle droit et dont l'intersection eoincide avec l'axe xy, l'un de ces traits étant placé dans un plan passant par ledit axe, et l'autre étant perpendiculaire au premier.
L'ensemble du projecteur ainsi conçu est fixé dans un collier 22, monté sur un pied 23 analogue à ceux utilisés pour supporter un appareil de prise de vues, c'est-à-dire permet tant d'orienter le projecteur en direction et en hauteur. Pour disposer l'axe x,j du projecteur horizontalement, celui-ci porte un veau 24.
Pour faciliter la mise en direction de l'ap- pareil, sur la faee supérieure du projecteur, dans l'alignement d'un trou 25 ménagé dans le cache 16, on dispose un guidon 26.
La tige-support 27 du projecteur est munie d'une vis de blocage 28, assurant la position relative du projecteur 15 et du collier 22.
Le procédé décrit pourrait être utilisé pour le relèvement des profils de talus. Dans ce cas, il est nécessaire que l'axe de la lunette du projecteur et l'axe de l'appareil photographique soient alignés par rapport à la base servant d'origine au lever des profils successifs à relever.
REVENDICATIONS:
I. Procédé pour le relèvement des profils de terrassement, notamment des profils exca- vés dans les tunnels, les galeries de mines et autres galeries souterraines ainsi que les tran chées, caractérisé en ce que, dans le plan correspondant au profil à lever, on projette dans la direction des parois de l'ouvrage des rayons lumineux dont on photographie la trace sur lesdites parois, ce qui permet d'obtenir une image homothétique dudit profil.
Method for raising the earthwork profiles, and installation for setting
implementation of this process.
The object of the present invention is a method for raising earthwork profiles and more especially profiles excavated in tunnels, mine galleries and other underground galleries, and even trenches, as well as an installation for laying the earthwork. of this process.
Until now, to determine the profile of the walls of an underground gallery and, consequently, the area of the excavated section, it was necessary to use:
either to a reading by direct measurement of the distance from the walls of the gallery in the section considered defined by a vertical plane perpendicular to the longitudinal axis of the gallery, with respect to a given point, located in the plane of the profile and preferably coinciding with the intersection of the axis of the gallery with this plane; these measures, which are carried out according to a plus;
or a smaller number of directions around the fixed point, can only give an approximate result by the very fact of their discontinuity, without taking into account the material errors in the measurement of the distances s of the walls at this fixed point;
or to a direct survey of a homo thetic figure of the periphery of the section considered, using for this purpose, for example, a rod, constituted by an extensible rod mechanically connected to a photographic device placed in the center of the gallery.
It will in fact be seen that, if the end of the rod is moved around the periphery of the section to be raised and in the vertical plane corresponding to this section, it is possible to reconstitute the latter on a given scale.
This method is theoretically perfect since the measurement concerns all the points of the profile in all directions with respect to the center of the gallery, but its application is delicate given the difficulties of setting up the device, the range practically limited of the extendable rod, the duration of operations and the mechanical complication of a device to be used on a construction site.
The method according to the present invention consists in that, in the plane corresponding to the profile to be surveyed, light rays are projected in the direction of the walls of the structure, the traces of which are photographed on said walls, which makes it possible to obtain a homothetic image of the profile considered.
If a mark of known length is placed in the vertical plane of the profile, this image can be assessed and restored to the desired scale by projection.
The subject of the invention is also an installation for carrying out the aforementioned method, this installation being facilitated in that it comprises a light projector mounted on a support so as to be able to be adjusted in direction and in height, said projector being arranged so as to be able to project, in the plane of the profile to be raised, light rays reaching exclusively each of the points of the profile.
The area of the image corresponding to the section raised by this method can be determined by any suitable means; it is possible, for example, to use a planimeter, or to measure the variation in luminous flux on a calibrated screen when the image is projected on this screen.
As can be seen, the method according to the invention makes it possible to replace the attachments surveyed topographically in the field and graphically restored with an indisputable document eliminating all causes of my serial errors of operators, designers and computers having to know this question.
The appended drawing represents two examples of implementation of the method according to the invention. In this drawing:
Fig. 1 is a longitudinal section of a rotating projector, the foot or support not being shown
Fig. 2 is a diagram illustrating an example of implementation of the method according to the invention, using this projector.
Fig. 3 is a longitudinal section of a projector projecting a radial sheet of light rays having an angular opening of 360 ".
In fig. 1 and 2, 1 designates a projector, removably mounted on a collar 1a, itself mounted on a turning 2a of a tubular bezel 2, so as to be able to rotate around the geometric axis oey of the bezel and emitting a beam of light rays parallel to each other and perpendicular to the xy axis. The assembly formed by the projector 1 and the telescope 2 is secured to a column 3, which can be mounted in a vertical position on a theodolite tripod 4, for example, so as to be able to adjust the xy axis in height and in direction.
As shown in fig. 1, the projector comprises an electric light source 5, supplied at very low voltage and placed at the focus of a concave mirror 6, formed by a portion of a cylinder with a parabolic base, the uv axis of which is arranged in a plane perpendicular to the eye. the xy axis of the telescope 2.
The opposite edges of the parabolic mirror are folded down at 6a so that the lines 6b limiting these edges are mutually parallel and perpendicular to the plane of the figure.
Under these conditions, it is understood that the light beam emitted by the mirror will have a rectangular cross section of small width and the long sides of which will be perpendicular to the xy axis.
The electric current is brought to the light source 5, on the one hand, by the mass of the whole of the apparatus, and, on the other hand, by a conductive ring 7, mounted in a groove electrically isolated from the mass and provided on the outer wall of the bezel 2; a pressure contact 8, driven by the rotation of the projector 1 around the axis ay, connects the light source 5 to the prison 7, which is connected to a socket 9 supplied by a current source mounted on the support 3 .
The projector could also be constituted by a rotating optical device giving a cylindrical beam of suitable diameter projecting a spot on the wall.
The projector being placed in a gallery at the location of the section to be measured, the operator acts on the adjustment ensuring the verticality of said support 3 thanks to the level 11, orients the telescope 2 in the direction of the axis of gallery (or parallel to it) and locks the projector-lens assembly in the desired position.
When the projector is rotated, using button 10, around the xy axis of the telescope, the rays emitted by said projector successively illuminate all the points of the profile to be surveyed, in a vertical plane perpendicular to the axis from the gallery and passing through Ut.
If, as shown in the diagram in fig. 2, a camera 12 is placed at a suitable distance from the projector, on one side or the other thereof, a distance depending on the focal field of the camera, in such a manner that the axis opti that the device is directed either in the xy axis of the telescope, or parallel to this axis, the photographic image t1, tu ... t, of the trace of the rays T1, ..... T, , emitted by the rotating projector, on the walls, will be a homothetic figure of the profile to be raised.
If, in the wall of the cylindrical mirror 6, two holes 13 of very small diameter have been formed on a line parallel to the axis of the telescope (fig. 1), their distance D from the axis xij of the telescope is mechanically fixed once and for all, the rays passing through this hole materializing, on the photographic image, a circumference of known diameter. The image of this circumference will make it possible to determine the scale of the photographic survey of the profile considered.
It will be noted that if the projector is used in a gallery of small section, it is not necessary to place the xy axis in agreement with the axis of the gallery; it is also not necessary to place the optical axis of the camera in the axis of the telescope and, consequently, of the gallery; it suffices for the axes of the projector and of the camera to be arranged parallel to each other, and perpendicular to the plane of the profile to be surveyed.
It will also be noted that with this arrangement, it is possible to raise the profiles of several different sections without having to move the photographic apparatus, but only the projector.
The new station settings of the latter can be made by proceeding by reverse sightings through the telescope 2 on the camera 12. The photos obtained successively can be restored to the desired common scale, by enlargement.
Conversely, it is possible to materialize the Yy axis by a light beam by using for this purpose the telescope whose end opposite to the camera is illuminated by a suitable lamp, to put the camera in station when the projector is itself set up.
The identification of the photographed profiles can be carried out by placing in the field of the device a translucent screen bearing indications which characterize the profile concerned: distance from the origin, date, leveling of registration, etc.
What has just been said concerning the use of the projector represented by FIG. 1 applies mutatis mutandis to the projector shown in FIG. 3.
This projector comprises a light source 14, disposed inside a projection lantern 15, the longitudinal axis of which rij can be oriented in the desired direction (axis of the gallery or base of the profiles to be lifted). The rear part of the projection apparatus forms a mask relative to the camera, the scaling of the photographs obtained being facilitated by the fact that we know the dimensions of this mask 16.
The optical device of the projector consists of annular lenses of the type known under the name of Presnel lenses 17, emitting a sheet of light rays 18, perpendicular to the longitudinal axis xy of the projection lantern.
The optics of the projector are further improved by concave annular reflectors 19, arranged on either side of the light source and centered on the xy axis.
The front part of the projector could be free; but in fig. 3, it is closed by a part 20 covering the projector and carrying in its center a collimator 21 whose optics make it possible to project and focus on the working face of the gallery, for example, two lines intersecting at an angle straight and whose intersection eoincides with the xy axis, one of these lines being placed in a plane passing through said axis, and the other being perpendicular to the first.
The entire projector thus designed is fixed in a collar 22, mounted on a foot 23 similar to those used to support a camera, that is to say allows both to orient the projector in direction and in height. To arrange the x, j axis of the projector horizontally, it carries a calf 24.
To facilitate the positioning of the apparatus, on the upper face of the projector, in alignment with a hole 25 made in the cover 16, a handlebar 26 is placed.
The projector support rod 27 is provided with a locking screw 28, ensuring the relative position of the projector 15 and the collar 22.
The method described could be used for raising the slope profiles. In this case, it is necessary for the axis of the projector telescope and the axis of the camera to be aligned with respect to the base serving as the origin for raising the successive profiles to be raised.
CLAIMS:
I. Process for raising earthwork profiles, in particular profiles excavated in tunnels, mine galleries and other underground galleries as well as trenches, characterized in that, in the plane corresponding to the profile to be surveyed, one projects in the direction of the walls of the structure light rays, the trace of which is photographed on said walls, which makes it possible to obtain a homothetic image of said profile.