Tunnel Survey ด้วย Total Station: 5 ขั้นตอนคุมแนวอุโมงค์ให้ทะลุตรงจุด

อุโมงค์ลอดถนน ท่อร้อยสายไฟฟ้าใต้ดิน หรืออุโมงค์ระบายน้ำขนาดเล็ก มีจุดร่วมเดียวกันคือ ช่างสำรวจมองไม่เห็นปลายทางจนกว่าหัวเจาะจะทะลุออกอีกฝั่ง ความคลาดเคลื่อนเชิงมุมเพียงไม่กี่ฟิลิปดา (Arc Second) ที่ปากอุโมงค์ จะถูกขยายเป็นระยะเยื้องระดับเซนติเมตรเมื่อขุดลึกเข้าไปหลายร้อยเมตร งานสำรวจอุโมงค์ (Tunnel Survey) ด้วยกล้องประมวลผลรวม (Total Station) จึงต้องวางระบบให้ถูกตั้งแต่วันแรก และออกแบบให้ตรวจสอบย้อนกลับได้ทุกขั้นตอน แนวทางทั้ง 5 ขั้นตอนต่อไปนี้เรียบเรียงจากแนวปฏิบัติที่ใช้กันจริงในงานอุโมงค์ขนาดเล็กถึงขนาดกลาง ซึ่งผู้รับเหมาและช่างสำรวจสามารถนำไปปรับใช้กับหน้างานของตนเองได้ทันที

1. เตรียมกล้องและโครงข่ายหมุดควบคุมบนดิน (Surface Control Network)

ทุกพิกัดในอุโมงค์อ้างอิงมาจากบนดิน ขั้นแรกจึงต้องเดินวงรอบปิด (Closed Loop Traverse) เชื่อมหมุดควบคุมบริเวณปากอุโมงค์ทั้งสองฝั่งเข้าเป็นโครงข่ายเดียวกัน กล้องที่ใช้ควรมีความละเอียดเชิงมุมในช่วง 1"-3" ส่วนระบบวัดระยะ (EDM) โหมดปริซึมของผู้ผลิตหลักในตลาดมีความถูกต้องอยู่ในช่วง ±(1.5-2 มม. + 2 ppm) ซึ่งเพียงพอสำหรับงานอุโมงค์ทั่วไป ก่อนเข้าไซต์ควรทดสอบภาคสนามตามแนวทาง ISO 17123-5 เพื่อยืนยันว่ากล้องยังทำค่าได้ตามสเปกจริง การวัดมุมทุกสถานีให้ส่องสองหน้ากล้อง (Two-Face Measurement) และตั้งกล้องแบบบังคับศูนย์ (Forced Centering) ผ่านฐานสามเกลียว (Tribrach) เพื่อตัดความคลาดเคลื่อนจากการตั้งศูนย์ซ้ำ เกณฑ์ปิดมุมของวงรอบกำหนดตามชั้นงานควบคุมในรูป c√n โดย n คือจำนวนมุมในวงรอบ เช่น งานควบคุมชั้นสามที่หลายโครงการอ้างอิงจากแนวทาง USACE EM 1110-1-1005 นิยมใช้ค่า c ราว 10" ข้อควรระวังสำคัญคือ ตำแหน่งหมุดต้องพ้นแนวทรุดตัวจากการขุดและแรงสั่นสะเทือนของเครื่องจักร มิฉะนั้นโครงข่ายทั้งระบบจะเคลื่อนไปพร้อมกันโดยไม่มีสัญญาณเตือน

2. ถ่ายพิกัดและอาซิมุทลงปากอุโมงค์ (Coordinate & Azimuth Transfer)

หัวใจของขั้นตอนนี้คือการส่งทั้งตำแหน่ง (Coordinate) และทิศทางอ้างอิง (Azimuth) จากโครงข่ายบนดินเข้าสู่แนวขุดโดยเสียความถูกต้องน้อยที่สุด สำหรับอุโมงค์ลอดตื้นที่เปิดบ่อทำงาน (Shaft) ให้ตั้งกล้องบริเวณปากบ่อที่มองเห็นหมุดอ้างอิงบนดินอย่างน้อย 2 หมุด แล้วถ่ายค่าลงหมุดคู่แรกในแนวอุโมงค์ด้วยการส่องสองหน้ากล้องทุกครั้ง หลักคิดที่ต้องยึดไว้คือ เส้นฐานอ้างอิง (Baseline) ในอุโมงค์ยิ่งสั้น ความคลาดเคลื่อนเชิงมุมยิ่งถูกขยายมากเมื่อยิงต่อออกไป จึงต้องวางหมุดคู่แรกให้ห่างกันมากที่สุดเท่าที่พื้นที่อนุญาต หลังถ่ายค่าเสร็จให้เล็งกลับหมุดอ้างอิง (Backsight Check) ทุกครั้ง ค่ามุมต้องคืนภายในเกณฑ์ 2C ของกล้องรุ่นนั้น ข้อควรระวังคือแสงแดดและอุณหภูมิที่ต่างกันมากระหว่างปากบ่อกับก้นบ่อทำให้เกิดการหักเหของแนวเล็ง (Refraction) ควรเลือกถ่ายค่าช่วงเช้าหรือช่วงที่อุณหภูมิสองระดับใกล้เคียงกัน

3. เดินวงรอบใต้ดิน (Underground Traverse) อย่างมีวินัย

วงรอบในอุโมงค์เป็นวงรอบเปิด (Open Traverse) โดยธรรมชาติ ไม่มีหมุดปลายทางให้ปิดค่าจนกว่าจะทะลุ ความคลาดเคลื่อนเชิงมุมทุกค่าจึงสะสมโดยตรวจไม่พบหน้างาน ประเมินผลกระทบได้จากสมการ

e = L × (θ" / 206,265)

เมื่อ e คือระยะเยื้องด้านข้าง (เมตร) L คือระยะขุด (เมตร) และ θ" คือความคลาดเคลื่อนเชิงมุมสะสม (ฟิลิปดา) ตัวอย่างเช่น มุมเพี้ยนสะสมเพียง 5" ที่ระยะ 300 เมตร จะเยื้องประมาณ 7.3 มม. แต่หากปล่อยให้เพี้ยนถึง 30" ระยะเยื้องจะโตเป็นกว่า 4 ซม. ทันที แนวปฏิบัติที่ลดการสะสมได้จริงคือ ใช้ขายึดผนัง (Wall Bracket) หรือการตั้งกล้องแบบบังคับศูนย์ทุกสถานี ใช้ปริซึมชุดเดิมตลอดวงรอบเพื่อคงค่าคงที่ปริซึม (Prism Constant) เดียวกัน วางแนวเล็งให้ห่างผนังอย่างน้อย 0.3-0.5 เมตร เพื่อเลี่ยงการหักเหจากอากาศร้อนใกล้ผนัง จัดสถานีแบบสลับฟันปลาให้ขาวงรอบยาวที่สุด และส่องสองหน้ากล้องพร้อมตรวจค่า 2C ทุกสถานี หากค่าต่างสองหน้าเกินสเปกกล้องให้วัดซ้ำทันที อย่าเก็บปัญหาไว้ลึกกว่าเดิม อีกจุดที่พลาดบ่อยคือค่าแก้บรรยากาศ (Atmospheric Correction) ต้องวัดอุณหภูมิและความดันในอุโมงค์จริง ไม่ใช่ใช้ค่าบนดิน เพราะสองสภาพแวดล้อมต่างกันได้หลาย ppm

4. ให้แนวและระดับระหว่างขุด (Line & Grade Control)

เมื่อวงรอบเดินหน้าไปพร้อมการขุด งานประจำวันคือการแปลงพิกัดเป็นแนวให้ทีมขุดทำงานต่อได้ วิธีที่นิยมคือกำหนดเส้นอ้างอิง (Reference Line) ด้วยหมุดคู่บนผนังหรือเพดาน แล้วให้ระยะเยื้อง (Offset) จากแนวออกแบบเป็นตัวเลขที่หัวหน้างานขุดใช้ได้ทันที ส่วนค่าระดับถ่ายด้วยวิธีตรีโกณมิติ (Trigonometric Leveling) จากสถานีวงรอบ หรือถ่ายระดับแยกอีกสายเพื่อสอบกัน เกณฑ์ความคลาดเคลื่อนของแนวขุดขึ้นกับข้อกำหนดโครงการ โดยอุโมงค์ขนาดเล็กระยะสั้นมักกำหนดกันในช่วง ±25-50 มม. สิ่งที่ต้องระวังเป็นพิเศษคือ หมุดอ้างอิงบนผนังอุโมงค์ไม่ใช่หมุดถาวร ผนังขยับได้ตามแรงดันดินและการสั่นจากการขุด จึงต้องตรวจซ้ำจากสถานีวงรอบหลักเป็นรอบเวลา เช่น ทุกช่วงความก้าวหน้า 30-50 เมตร หรือทุกครั้งหลังหยุดงานหลายวัน

5. ตรวจสอบก่อนทะลุและเก็บข้อมูล As-Built

ช่วง 20-30 เมตรสุดท้ายก่อนถึงจุดทะลุคือช่วงที่ควรลงทุนเวลามากที่สุด ให้เดินวงรอบทวนกลับ (Re-Run) จากหน้างานปัจจุบันย้อนออกไปยังหมุดปากอุโมงค์อีกครั้ง เทียบพิกัดสถานีเดิมทุกจุด หากค่าต่างอยู่ในเกณฑ์จึงเดินหน้าต่อ เมื่อทะลุแล้วให้วัดปิดเข้าโครงข่ายบนดินฝั่งตรงข้ามทันที ค่าปิดที่ได้คือผลสอบจริงของทั้งระบบ นำไปเทียบเกณฑ์โครงการและบันทึกไว้เป็นหลักฐานส่งมอบ จากนั้นเก็บหน้าตัดตามจริง (As-Built Section) เป็นระยะตามข้อกำหนด ข้อควรระวังในขั้นนี้คือความรีบ เพราะทุกฝ่ายอยากปิดงาน การข้ามขั้นตอนทวนสอบช่วงท้ายคือสาเหตุคลาสสิกของงานแก้ที่แพงที่สุดในโครงการ