2.3.3.2. Особые случаи технического нивелирования

Под особыми случаями нивелирования понимают такие случаи, когда топографические условия местности не позволяют применить принятые ППГР способы нивелирования в полном объеме, например, на участках пересечения трассой крутых склонов (оврагов), где крутизна склона затрудняет установку нивелиров в рабочее положение, а глубина превышает высоту нивелирных реек. К таким примерам относятся и участки пересечения трассой водных преград, заболоченных участков местности и т.п. В сложившихся обстоятельствах методика нивелирования должна учитывать специфические условия такой топографии местности.

Передача отметок через водные преграды.

1 случай. Ширина водоема или реки не превышает 300 м. В этом случае поступают следующим образом.

От нивелируемых точек А и В, расположенных на противоположных берегах водоема или реки, по перпендикулярам к линии АВ откладывают расстояния длиной 10 – 20 м и отмечают положения точек 1 и 2 (рис. 24).

После этого приступают к опреде-лению искомого превышения между точками А и В. Для этого устанавливают нивелир в точке 1, визируют на рейку, установленную на ближайшей точке А, и берут отсчеты по черной и красной сторонам рейки. Затем наводят зритель-ную трубу на рейку, установленную на противоположном берегу в точке В, и берут отсчеты также по черной и красной сторонам рейки.

За окончательное значение превы-шения принимается среднее арифмети-ческое

h_ср = .

Такая методика нивелирования позволяет максимально учитывать погрешности вертикальной атмосферной рефракции при прохождении визирного луча над водной поверхностью, фокусировки прибора и установки визирной оси в горизонтальное положение. Нивелирование следует производить утром – через 1 ч после восхода Солнца и до 9 ч, а во второй половине дня – после 16 ч и до за 1 ч до захода Солнца.

2 случай. Ширина водоема или реки превышает 300 м. В этом случае задача решается аналогичным вышерассмотренным способом, однако отсчет N, соответствующий горизонтальному положению визирной оси, из-за дальности расстояния определяется путем вычислений (рис. 25). Для этого на рейке закрепляются две подвижные марки М так, чтобы искомый отсчет N был расположен между ними. Ширина и цвет марок зависит от расстояния между нивелируемыми точками и освещенности рейки и составляет 2 – 6 см. В процессе нивелирования при визировании на точку В, установленную на противоположном берегу, по сигналу наблюдателя реечник закрепляет марки на рейке и отмечает их положение N_В и N_Н.

N_B

N_H

x

L > 300 м В

Рис. 25. Схема нивелирования через водоемы

После этого наблюдатель, наклоняя элевационным винтом зритель-ную трубу, последовательно совмещает среднюю нить сетки с серединой верхней и нижней марок (см. рис. 25), отмечая при этом число n_B и n_H делений отклонения пузырька уровня от середины ампулы. Отсюда находят искомый отсчет N по рейке, соответствующий горизонтальному положению визирной оси, который будет равен сумме положения (отсчета) N_Н нижней марки и величины х, определяемой из пропорции

, или х = . (24)

3 случай. В зимний период нивелирование осуществляется по льду. Если сроки выполнения работ и позволяют географические условия местности нивелирование выполняют в зимний период по льду. Для этого во льду вырубают ямки и вмораживают в них деревянные колышки, на которые в процессе нивелирования устанавливают рейки.

4. случай. Передача отметки через водные преграды по урезу воды. В некоторых случаях, когда особой точности в определении отметок не требуется, нивелирование через водные преграды осуществляют по урезу воды. Теоретически поверхность водоемов в спокойном состоянии занимает горизонтальное положение. Это условие относится и к рекам, но только в поперечном направлении и на прямолинейных участках ее. Однако на практике абсолютного покоя водной поверхности не существует. Поэтому при использовании этого способа передачи отметки через водные преграды необходимо искусственным путем создавать условия покоя водной поверхности или постараться максимально уменьшить влияние этого явления на точность нивелирования. Для этого на обоих берегах устраивают искусственные заливчики-заводи 1 и чем дальше от водоема, тем лучше, и забивают в них колышки 2 (рис. 26).

Для определения этим способом отметки точки В, расположенной на противоположном берегу, поступают следующим образом.

Рис. 26. Схема передачи отметки через водные преграды по урезу воды

а) вид реки сверху; б) вид поперечного сечения левого берега

Сначала при помощи миллиметровой линейки по общему сигналу одновременно измеряют высоту n и m колышек 2 над поверхностью воды заводей 1 (см. рис. 26,б). Затем при помощи нивелира определяют превышение h_Л левого колышка над точкой А и превышение h_П точки В

над правым колышком. Отсюда урез воды Н_i на левой стороне реки будет равен

Н_i = Н_А + h_Л + n. (25)

Далее, считая что урез воды на правой стороне равен урезу воды на левой стороне, отметка искомой точки В будет равна

Н_В = Н_i + m + h_П. (26)

5 случай. Передача отметки через водные преграды при помощи гидростатического нивелирования.

Как известно , гидростатическое нивелирование обеспечивает определение отметок с любой точностью и в принципе может быть использовано при передаче отметок через разного рода препятствия, в том числе и водоемы. Однако применение гидростатического нивелира при производстве нивелирования на больших расстояниях связанно с большим объемом подготовительных работ. Поэтому оно применяется только в исключительных случаях.

Нивелирование через заболоченные участки. При пересечении трассой заболоченных территорий необходимо учитывать характер подстилающей поверхности на данном участке местности (рис. 27).

Настил

Колья под штатив Колья под подмостки

нивелира наблюдателя

Рис. 27. Схема установки нивелира на зыбкой поверхности

Если встречаются трудно проходимые болота, то способы нивелиро-вания таких участков аналогичны способам передачи отметок через вод-ные преграды. Если при этом на болоте встречается хоть редкая, но мешающая нивелированию растительность, то нивелирование выполняется зимой.

Если встречаются проходимые болота или участки местности с зыбучей поверхностью, то нивелирование выполняют нивелирами с компенсаторами, а при использовании уровенных нивелиров нивелиро-вание выполняют два наблюдателя: один берет отсчеты по задней рейке, другой – по передней. При этом для устойчивости прибора под ножки штатива забивают толстые колья, а вокруг устраивают подмостки, исключающие влияние перемещений наблюдателя при визировании на заднюю и переднюю рейки (см. рис. 27).

Передача отметок через крутые и глубокие овраги, нивелирование самих оврагов.

При пересечении трассой крутых и глубоких оврагов, как правило, последовательное перемещение с прибором через них не представляется возможным. В этом случае сначала передается отметка с одной стороны оврага на другой, а затем нивелируется сам овраг (рис. 28).

В стороне от трассы в точке 1 устанавливают нивелир, а рейки ставят на пикете 31 и на противоположной стороне оврага, на точке пк 31+81.

Взяв отсчеты на заднюю и переднюю рейки, вычисляют превышение точки пк 31+81 над пикетом 31 и тем самым передают отметку на противоположную сторону оврага. Затем задний реечник устанавливает рейку на точку пк 31+19. Эта точка нивелируется как промежуточная и ее отметка определяется по горизонту прибора на станции 1. После этого прибор переносят на станцию 2, рейка на точке пк 31+19 остается на месте, а передняя переносится на точку пк 31+62. Взяв отсчеты по рейкам, установленным в точках пк 31+19 и пк 31+62, вычисляют превышение точки пк 31+62 над точкой пк 31+19 и соответственно отметку этой точки.

Рис. 28. Схема нивелирования крутых оврагов

Далее задний реечник переходит на точку пк 31+38, которая нивелируется как промежуточная и ее отметка определяется по горизонту прибора на станции 2. После этого переносят нивелир на станцию 3. Задний реечник переносит рейку на точку пк 31+55, а передний остается на месте. Взяв отсчеты по этим рейкам, определяют превышение точки пк 31+55 над точкой пк 31+62 и соответственно отметку этой точки. Затем переходят с нивелиром на станцию 4, а рейки устанавливают на задней точке пк 31+81 и и передней – пк 32+21. Получив отсчеты по установленным рейкам, вычисляют превышение точки пк 32+21 над точкой пк 31+81 и ее отметку. После этого задний реечник устанавливает рейку на точку пк 32+00, которая нивелируется как промежуточная и ее отметка вычисляется по горизонту прибора на станции 4.

В тех случаях, когда крутизна склонов не позволяет использовать нивелир, нивелирование производят ватерпасовкой, которая позволяет одновременно определять и превышения и горизонтальные проложения между точками (см. 4.3).