L'alignement d'un tunnel construit à partir de deux extrémités et se rejoignant quelque part au milieu est obtenu grâce à des méthodes d'arpentage à l'ancienne.

Si le tunnel pénètre à la surface, l'arpentage les stations sont établies avec précision à la surface de la Terre à chaque extrémité du tunnel. De nos jours, des techniques de levé GPS seraient très probablement utilisées pour cela.

Une fois les stations de levé de surface établies, les stations de levé sont établies sous terre, au fur et à mesure que le tunnel progresse de chaque extrémité.

Avant l’utilisation des lasers et des appareils électroniques de mesure de la distance, des théodolites & mesures à ruban étaient utilisés pour effectuer des mesures d’arpentage afin que des coordonnées puissent être attribuées à chaque station d’arpentage souterraine. De nos jours, les stations totales ont tendance à être utilisées pour entreprendre les mesures.

Pour s'assurer que l'alignement du tunnel est correct, des gyrothéodolites seront utilisés périodiquement pour vérifier la position des stations d'arpentage souterraines. Celles-ci utilisent un gyroscope pour déterminer l'orientation du nord géographique.

Si le tunnel ne traverse pas la surface, des puits verticaux doivent d'abord être construits par lesquels les personnes et l'équipement peuvent être abaissés pour accéder au puits. Contrairement aux tunnels qui traversent la surface, où les gens peuvent marcher de la surface dans le tunnel souterrain, les lignes et les stations d'arpentage ne peuvent pas être prises directement sous terre.

Pour établir la première station d'arpentage souterraine, deux plombs à plomb doivent être abaissé, au moins un arbre. À partir de la surface, les coordonnées de chaque fil à plomb peuvent être déterminées. Cela donne un plan d'arpentage qui peut être transféré sous terre. À partir de là, la première station d'arpentage souterraine sera établie et le reste de la technique d'arpentage souterrain sera le même que pour un tunnel qui traverse la surface.

Ce n'est pas une réponse facile ... cela dépend.

En gros, cela dépend de la longueur du tunnel.

Pour un tunnel court, disons 5 km, il s'agit juste de créer une grille sur la surface, en haut du tunnel pour donner des coordonnées aux deux entrées. Plus tard, le guidage du tunnel se fait par des stations totales (théodolites anciennement) par plusieurs méthodes: méthodologie de traversée anglaise (placer des repères sur des paires, faire une traversée jusqu'à l'avant du tunnel en disons, par repères et revenir en arrière sur ceux qui ne sont toujours pas utilisés ... le problème en est le virage à l'avant, mais pour 5 km c'est ok), traversée anglaise plus axe (c'est la même idée plus une traversée ouverte sur l'axe du tunnel, ça on permet une meilleure compensation et de meilleurs résultats), des grilles de traversées (au lieu de faire des observations sur juste traversée, les observations sont faites sur de petites grilles de repères à 4 points ... celle-là est la meilleure et la plus précise méthodologie)

Pour un long tunnel, la traversée anglaise ne suffit pas et vous devez utiliser la 2ème et 3ème méthodologie.

Quoi qu'il en soit ... L'étude de celui-ci doit être faite avant de commencer, car vous pouvez trouver quelques surprises ... Par exemple, sur l'Eurotunnel, cette question a été posée lors de la construction, et à quelques kilomètres , l'écart était énorme (> 50 cm) dans les deux entrées (France et Angleterre). Cette déviation a été corrigée pendant le tunnel restant.

Il y a un autre facteur qui n'est pas pris en compte, que ce n'est pas seulement la direction ... Dans les longs tunnels (> 25 km) la "gravité" (aplomb) il n'est pas le même, donc, si vous suivez le niveau des deux entrées, le tunnel ne correspondra pas au niveau, et celui-ci devrait être corrigé par rapport au système que vous utilisez (normalement ellipsoïde).

Les gyrothéodolites sont ok pour connaître le Nord, mais ils ne peuvent pas garantir les coordonnées, juste l'alignement. Donc, si vos coordonnées ne correspondent pas à un gyrothéodolite ... que ferez-vous?

@Fred ... le système "à plomb" pour les tunnels c'est juste quand on y accède par puits et quand il n'y a aucun moyen de placer des repères ou des plombs optiques. C'est très imprécis et risqué si vous savez comment «sonder». Les puits verticaux sont corrects lorsque vous avez une petite couverture et que vous avez un tunnel sans eau sur le dessus (tunnels sous-marins ou sous-marins).

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Les méthodes d'arpentage sont la norme depuis des centaines d'années et fonctionnent raisonnablement bien. L'utilisation du positionnement laser donne des précisions d'environ 1 ppm ou un millimètre par kilomètre. Il existe également des informations obtenues des aléseuses elles-mêmes (à l'aide d'inclinomètres, etc.) pour donner une précision supplémentaire. la compétence de l'arpenteur est probablement le facteur limitant dans la plupart des cas.

Le plus gros problème est de ne pas savoir où vous êtes, c'est d'aligner l'ennuyeuse pour s'assurer qu'elle aille où tu veux. En conséquence, les machines de forage sont de plus en plus équipées d'un certain nombre de systèmes de contrôle de position pour les guider.

Il y a eu beaucoup d'études sur les meilleures méthodes de levé de tunnel, donc je suggère qu'une bonne bibliothèque d'ingénierie serait en mesure de vous fournir un certain nombre d’études de cas et de méthodes qui ont été utilisées.