การใช้กล้องระดับ (Auto Level) ในการควบคุมความลาดของระบบระบายน้ำ

ระบบระบายน้ำเป็นโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญอย่างยิ่งในงานก่อสร้างทุกประเภท ตั้งแต่โครงการขนาดเล็กไปจนถึงโครงการขนาดใหญ่ เพื่อป้องกันน้ำท่วมขังและจัดการน้ำผิวดินได้อย่างมีประสิทธิภาพ และหัวใจสำคัญที่ทำให้ระบบระบายน้ำทำงานได้อย่างสมบูรณ์คือ "ความลาด (Slope)" ที่ถูกต้องตามหลักวิศวกรรม หากความลาดน้อยเกินไป น้ำจะไหลช้าจนเกิดการตกตะกอนและอุดตัน หากความลาดมากเกินไป น้ำจะไหลแรงเกินไปจนกัดเซาะโครงสร้างได้ ดังนั้น การควบคุมความลาดให้แม่นยำจึงเป็นสิ่งสำคัญ และ กล้องระดับ (Auto Level) คือเครื่องมือที่ขาดไม่ได้ในงานนี้ บทความนี้จะเจาะลึกถึงวิธีการใช้กล้องระดับเพื่อควบคุมความลาดของระบบระบายน้ำอย่างละเอียด

หลักการพื้นฐานของความลาดและกล้องระดับ

• ความลาด (Slope): ความลาดคืออัตราส่วนของความแตกต่างของระดับความสูง (Vertical Change) ต่อระยะทางในแนวราบ (Horizontal Distance)

  $$\text{Slope} (\%) = \frac{\text{Vertical Change}}{\text{Horizontal Distance}} \times 100$$

• กล้องระดับ (Auto Level): กล้องระดับเป็นเครื่องมือที่ใช้ในการหาความแตกต่างของระดับความสูงระหว่างจุดสองจุด โดยใช้หลักการของเส้นแนวเล็งที่ขนานกับแนวระดับอ้างอิงเสมอ (Horizontal Line of Sight)

ขั้นตอนการใช้กล้องระดับในการควบคุมความลาด

สมมติว่าคุณต้องการก่อสร้างท่อระบายน้ำจากจุด A ไปยังจุด B โดยมีระยะทางในแนวราบ 50 เมตร และต้องการให้ท่อมีความลาด 1% (หรือ 0.01 เมตรต่อเมตร) และระดับความสูงของจุดเริ่มต้น (จุด A) เท่ากับ 100.000 เมตร

ขั้นตอนที่ 1: ตั้งกล้องและหาค่า HI (Height of Instrument)

1. ตั้งกล้อง: ตั้งกล้องระดับบนขาตั้งให้มั่นคงในตำแหน่งที่สามารถมองเห็นไม้สต๊าฟได้ทั้งที่จุด A และจุด B โดยแนะนำให้ตั้งกล้องอยู่กึ่งกลางระหว่างจุด A และ B เพื่อลดความคลาดเคลื่อนจากความโค้งของโลกและข้อผิดพลาดของกล้อง
2. ปรับระดับกล้อง: ปรับระดับกล้องให้ได้ระดับด้วยลูกน้ำฟองกลมอย่างระมัดระวัง
3. หาค่า HI: เล็งกล้องไปยังไม้สต๊าฟที่ตั้งอยู่บนจุด A (จุดเริ่มต้น) อ่านค่าที่ไม้สต๊าฟได้ เช่น 1.500 เมตร
   • คำนวณค่า HI (Height of Instrument) โดยใช้สูตร:

     $$\text{HI} = \text{ระดับความสูงของจุด A} + \text{ค่าที่อ่านได้จากไม้สต๊าฟที่จุด A}$$ $$\text{HI} = 100.000 + 1.500 = 101.500 \text{ เมตร}$$

ขั้นตอนที่ 2: คำนวณระดับความสูงที่ต้องการของจุด B

1. คำนวณความแตกต่างของระดับ:
   • ความลาด 1% (0.01) หมายถึงทุกระยะทาง 1 เมตร ระดับจะลดลง 0.01 เมตร
   • ระยะทางในแนวราบจาก A ไป B คือ 50 เมตร
   • ดังนั้น ความแตกต่างของระดับ (ค่าลดลง) คือ:

     $$\text{ความแตกต่างของระดับ} = \text{ความลาด} \times \text{ระยะทาง}$$ $$\text{ความแตกต่างของระดับ} = 0.01 \times 50 = 0.500 \text{ เมตร}$$

2. คำนวณระดับความสูงของจุด B:
   • ระดับความสูงที่ต้องการของจุด B คือ:

     $$\text{ระดับความสูงของจุด B} = \text{ระดับความสูงของจุด A} - \text{ความแตกต่างของระดับ}$$ $$\text{ระดับความสูงของจุด B} = 100.000 - 0.500 = 99.500 \text{ เมตร}$$

ขั้นตอนที่ 3: คำนวณค่าที่อ่านได้บนไม้สต๊าฟที่จุด B

นี่คือค่าที่คุณต้องการควบคุมในหน้างานจริง

1. คำนวณค่าที่ต้องการอ่านจากไม้สต๊าฟ:
   • คำนวณค่าที่ต้องการอ่านจากไม้สต๊าฟที่จุด B โดยใช้สูตร:

     $$\text{ค่าที่ต้องการอ่าน} = \text{HI} - \text{ระดับความสูงที่ต้องการของจุด B}$$ $$\text{ค่าที่ต้องการอ่าน} = 101.500 - 99.500 = 2.000 \text{ เมตร}$$

ขั้นตอนที่ 4: การทำงานภาคสนาม

1. ปักไม้สต๊าฟที่จุด B: ให้ผู้ช่วยนำไม้สต๊าฟไปตั้งบนจุด B ซึ่งเป็นตำแหน่งที่ปลายท่อระบายน้ำจะอยู่
2. ปรับระดับปลายท่อ: ช่างก่อสร้างจะขุดหรือถมดินเพื่อปรับระดับปลายท่อที่จุด B โดยให้เล็งไม้สต๊าฟที่จุด B และปรับระดับปลายท่อ (หรือตัวท่อ) จนกระทั่งอ่านค่าบนไม้สต๊าฟได้เท่ากับ 2.000 เมตร ตามที่คำนวณไว้ในขั้นตอนที่ 3
3. วางท่อ: เมื่อระดับปลายท่อถูกต้องแล้ว จึงทำการวางท่อระบายน้ำโดยให้คงความลาดตามที่ต้องการตลอดแนว

เคล็ดลับและข้อควรระวัง

• ความแม่นยำของไม้สต๊าฟ: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าผู้ถือไม้สต๊าฟตั้งไม้สต๊าฟตรงในแนวดิ่งเสมอ โดยใช้ลูกน้ำฟองกลมบนไม้สต๊าฟ
• ระยะการตั้งกล้อง: หากตั้งกล้องไม่กึ่งกลางระหว่างจุด A และ B ควรตรวจสอบความคลาดเคลื่อนและปรับแก้ค่าที่อ่านได้ (แต่สำหรับการทำงานทั่วไป การตั้งกล้องกึ่งกลางเป็นวิธีที่ดีที่สุด)
• การอ้างอิงระดับ: ในงานใหญ่ ควรมีการอ้างอิงระดับจากหมุดหลักฐาน (Benchmark) ที่มีระดับอ้างอิงที่แน่นอน
• การคำนวณ: ตรวจสอบการคำนวณซ้ำหลายครั้ง เพื่อป้องกันความผิดพลาดก่อนลงมือทำงานภาคสนาม
• การระบายน้ำ: ควรคำนึงถึงชนิดของดินและวัสดุที่ใช้ในการวางท่อ เพื่อป้องกันการทรุดตัวหรือการเคลื่อนตัวของท่อในระยะยาว

สรุป

กล้องระดับ (Auto Level) เป็นเครื่องมือที่เรียบง่ายแต่ทรงประสิทธิภาพอย่างยิ่งในการควบคุมความลาดของระบบระบายน้ำ การทำความเข้าใจหลักการคำนวณและขั้นตอนการทำงานภาคสนามอย่างถูกต้อง จะช่วยให้ช่างสำรวจและวิศวกรสามารถควบคุมการก่อสร้างระบบระบายน้ำให้ได้ตามมาตรฐานที่กำหนด ป้องกันปัญหาน้ำท่วมขัง และสร้างโครงสร้างพื้นฐานที่ยั่งยืนและมีประสิทธิภาพในที่สุด