5 ปัญหาถ่ายระดับในอุโมงค์ด้วยกล้องระดับ Auto Level และวิธีแก้

งานถ่ายระดับในอุโมงค์ ไม่ว่าจะเป็นอุโมงค์ระบายน้ำ อุโมงค์สาธารณูปโภค หรืออุโมงค์ทางลอด ใช้กล้องระดับ (Auto Level) แบบเดียวกับงานบนดิน แต่สภาพแวดล้อมต่างกันมาก ทั้งแสงน้อย พื้นที่แคบ หมุดอยู่บนเพดาน และอุณหภูมิกับความชื้นไม่คงที่ ปัญหาที่เกิดจึงมักไม่ได้มาจากตัวกล้อง แต่มาจากวิธีวัดที่ยกมาจากงานบนดินโดยไม่ปรับให้เข้ากับอุโมงค์ บทความนี้รวม 5 ปัญหาที่พบบ่อยในงานถ่ายระดับในอุโมงค์ พร้อมอาการ สาเหตุ สูตรที่เกี่ยวข้อง และวิธีแก้

1. ปัญหาที่ 1: แสงไม่พอจนอ่านไม้สต๊าฟผิด

อาการ: ค่าอ่านคลาดเป็นหลักเซนติเมตรหรือเดซิเมตรเป็นบางจุด หรือผู้อ่านต้องเดาค่าเพราะมองขีดบนไม้สต๊าฟไม่ชัด สาเหตุคือแสงในอุโมงค์ไม่สม่ำเสมอ และไฟฉายที่ส่องตรงทำให้ไม้สต๊าฟสะท้อนแสงจ้าจนตัวเลขกลืนกัน

• วิธีแก้: ส่องไม้สต๊าฟจากด้านข้างแบบเฉียงด้วยไฟที่ให้แสงกระจาย ไม่ส่องตรงหน้าไม้ และใช้ไฟส่องเส้นสายใยถ้ากล้องมีฟังก์ชันนี้
• วิธีตรวจ: อ่านสามสายทุกครั้ง ค่ากลางควรใกล้กับ (สายบน + สายล่าง) / 2 ถ้าต่างกันเกิน 1–2 มม. ให้อ่านซ้ำ
• ข้อควรระวัง: เลนส์ที่เพิ่งนำเข้าอุโมงค์จากภายนอกอาจเกิดฝ้า ควรรอให้กล้องปรับตัวกับอุณหภูมิและความชื้นก่อนเริ่มอ่านค่า

การให้ผู้ถือไม้สต๊าฟส่งสัญญาณด้วยไฟเมื่อไม้ตั้งดิ่งพร้อมอ่าน ช่วยลดการสื่อสารด้วยเสียงซึ่งมักไม่ชัดในอุโมงค์ที่มีเสียงเครื่องจักร และลดโอกาสอ่านค่าขณะไม้ยังไม่นิ่ง

2. ปัญหาที่ 2: คำนวณผิดเมื่อหมุดอยู่บนเพดาน

อาการ: ค่าระดับของหมุดบนเพดานหรือผนังด้านบนผิดไปเป็นสองเท่าของค่าอ่าน สาเหตุคือการอ่านไม้สต๊าฟคว่ำ (Inverted Staff) ที่ตั้งชนหมุดเพดาน แล้วคำนวณด้วยสูตรเดียวกับไม้สต๊าฟตั้งปกติ

RL_{เพดาน} = HI + R_คว่ำ

• ความหมาย: HI คือระดับแนวเล็ง และ R_คว่ำ คือค่าอ่านบนไม้สต๊าฟที่ตั้งกลับหัว หมุดเพดานอยู่สูงกว่าแนวเล็ง จึงต้องบวกค่าอ่าน ไม่ใช่ลบ
• วิธีแก้: กำหนดรูปแบบบันทึกที่ชัด เช่น บันทึกค่าอ่านไม้สต๊าฟคว่ำเป็นค่าติดลบ แล้วใช้สูตร RL = HI − ค่าอ่าน ได้ตลอดทั้งเล่ม ทีมทุกคนต้องใช้รูปแบบเดียวกัน
• การตรวจ: สูตรตรวจ ΣBS − ΣFS = RL_{สุดท้าย} − RL_แรก ยังใช้ได้ ถ้าใส่เครื่องหมายของค่าอ่านคว่ำให้ถูกต้องสม่ำเสมอ

3. ปัญหาที่ 3: ระยะเล็งสั้นและจำนวนการตั้งกล้องมาก

อาการ: ค่าปิดของแนวระดับในอุโมงค์มากกว่างานบนดินที่ระยะเท่ากัน สาเหตุคืออุโมงค์โค้งหรือแคบทำให้ระยะเล็งสั้น ต้องตั้งกล้องหลายครั้ง และความคลาดเคลื่อนสุ่มสะสมตามจำนวนการตั้งกล้อง

σ_รวม ≈ σ_ตั้ง × √n

• ตัวอย่าง: ถ้าความคลาดเคลื่อนต่อการตั้งกล้องราว 0.3 มม. และต้องตั้งกล้อง 40 ครั้ง ความคลาดเคลื่อนรวมจะประมาณ 1.9 มม. ตัวเลขเป็นค่าตัวอย่าง
• วิธีแก้: วางแผนตำแหน่งตั้งกล้องล่วงหน้าเพื่อใช้ระยะเล็งให้ยาวที่สุดเท่าที่แนวเล็งยังโล่งและอ่านได้ชัด และคุมระยะหน้าหลังให้เท่ากัน
• ใช้ไม้สต๊าฟสองอันอย่างถูกวิธี: ให้จำนวนการตั้งกล้องในแต่ละช่วงเป็นเลขคู่ เพื่อให้ความคลาดเคลื่อนจุดศูนย์ของไม้สต๊าฟแต่ละอันตัดกัน

ในอุโมงค์ที่เป็นทางโค้ง ระยะเล็งถูกจำกัดด้วยผนังด้านใน ควรวางกล้องค่อนไปทางผนังด้านนอกของโค้งเพื่อให้เห็นไม้สต๊าฟได้ไกลขึ้น และระวังไม่ให้แนวเล็งเฉียดผนังจนได้รับผลจากอุณหภูมิของผนัง

4. ปัญหาที่ 4: อุณหภูมิและการระบายอากาศทำให้แนวเล็งเบี่ยง

อาการ: ค่าที่อ่านซ้ำในตำแหน่งเดิมเปลี่ยนไปตามเวลา หรือภาพไม้สต๊าฟสั่นทั้งที่ไม่มีลมแรง สาเหตุคืออุณหภูมิอากาศในอุโมงค์ไม่สม่ำเสมอ บริเวณใกล้ผนัง ท่อระบายอากาศ หรือเครื่องจักรที่ร้อน ทำให้แสงหักเห (Refraction) แตกต่างกันตามแนวเล็ง

• วิธีแก้: ให้แนวเล็งอยู่ห่างจากผนัง พื้น และท่อระบายอากาศ หลีกเลี่ยงการเล็งผ่านบริเวณที่มีเครื่องจักรทำงาน และวัดในช่วงที่ระบบระบายอากาศทำงานคงที่
• คุมระยะหน้าหลัง: ระยะหน้าหลังที่เท่ากันช่วยให้ผลของการหักเหตัดกันได้ส่วนหนึ่ง โดยเฉพาะเมื่อสภาพอากาศสองฝั่งของกล้องใกล้เคียงกัน
• บันทึกสภาพ: จดอุณหภูมิ ตำแหน่งท่อลม และกิจกรรมของเครื่องจักรไว้ในสมุดสนาม เพื่อใช้อธิบายค่าที่ผิดปกติภายหลัง

5. ปัญหาที่ 5: หมุดในอุโมงค์ไม่มั่นคง และแรงสั่นสะเทือน

อาการ: ค่าระดับของหมุดชุดเดียวกันที่วัดต่างวันไม่ตรงกัน หรือภาพในกล้องสั่นตลอดเวลา สาเหตุคือหมุดที่ติดบนผนังหรือพื้นอุโมงค์อาจขยับตามการทรุดตัวของโครงสร้างในช่วงก่อสร้าง และแรงสั่นจากเครื่องจักรขุดเจาะหรือการจราจรทำให้ตัวชดเชยสั่น

• วิธีแก้: เชื่อมหมุดในอุโมงค์กับหมุดหลักฐานที่ปากอุโมงค์หรือบนผิวดินเป็นระยะ และถือว่าหมุดในอุโมงค์เป็นหมุดชั่วคราวที่ต้องตรวจซ้ำเสมอ
• ช่วงแรงสั่น: รอให้ภาพนิ่งก่อนอ่าน หรือวัดในช่วงที่เครื่องจักรหยุด และแตะขาตั้งเบา ๆ เพื่อตรวจว่าตัวชดเชยคืนตำแหน่งเดิม
• ตรวจกล้อง: ทำ Two-Peg Test ก่อนเริ่มงานแต่ละช่วง และทดสอบความแม่นยำตามแนวทาง ISO 17123-2 เป็นระยะ เพราะความชื้นและฝุ่นในอุโมงค์เร่งการเสื่อมของกล้อง

สำหรับอุโมงค์ที่ขุดจากสองฝั่งมาบรรจบกัน ค่าระดับของทั้งสองฝั่งต้องอ้างอิงหมุดหลักฐานชุดเดียวกันบนผิวดิน และควรตรวจค่าระดับที่ถ่ายลงปล่องทั้งสองฝั่งเทียบกันก่อนถึงจุดบรรจบ เพื่อไม่ให้พบความต่างของระดับเมื่อสายเกินไป

เกณฑ์ค่าปิดของแนวระดับในอุโมงค์ควรกำหนดในรูป ±k√K มม. ตามข้อกำหนดของโครงการหรือแนวทาง FGCS และควรคำนึงถึงจำนวนการตั้งกล้องที่มากกว่างานบนดินตั้งแต่ตอนวางแผน ผู้ผลิตกล้องระดับทั่วไประบุความแม่นยำงานระดับไป-กลับต่อ 1 กม. ในช่วงราว ±0.7–2.5 มม. ตามรุ่น ซึ่งเพียงพอสำหรับงานอุโมงค์ส่วนใหญ่ถ้าคุมปัจจัยข้างต้นได้