§ 83. Нивелирование III и IV классов

Организация работ по нивелированию. Нивелирные сети III и IV клас­сов развиваются внутри полигонов высшего класса в виде отдельных ходов либо систем ходов с узловыми точками и служат для высотного обосно­вания топографических съемок и решения инженерных задач.

Организация нивелирования включает в себя составление проекта, рекогносцировку местности, закладку нивелирных знаков (реперов и марок), поверки и исследования приборов, производство полевых ра­бот, обработку результатов полевых наблюдений и вычисление высот пунктов нивелирования.

Проектирование выполняется на картах масштаба 1:100 ООО и круп­нее. На карту наносятся направления проектируемых нивелирных хо­дов, а также выполненные ранее работы по нивелированию всех клас­сов и пункты плановых геодезических сетей. Техническим проектом устанавливаются перечень работ, их объем и смета, порядок выполне­ния и технические указания по производству работ.

В процессе рекогносцировки местности проверяется сохранность исходных пунктов, выбираются места закладки реперов и уточняется проект. Нивелирные знаки закладываются в местах, где может быть обеспечена их неподвижность, долговременная сохранность и удобство пользования.

Нивелирование III и ^классов выполняют приборами, удовлетворяю­щими следующим требованиям: увеличение трубы — не менее 30^х и 25^х соответственно, цена деления контактного цилиндрического уровня — не более 25 — 30" на 2 мм. Этим требованиям отвечают точные нивели­ры Н-3, 2Н-ЗЛ, Н-ЗК, 2Н-ЗКЛ и ЗН-2КЛ. При нивелировании III класса могут быть использованы ранее выпускавшиеся отечественные ниве­лиры НА-1, НС-3 и зарубежные — N1007, N1025 (ФРГ), №-ВЗ, №-В4, N1- В5, №-В6 (Венгрия) и др., а при нивелировании IV класса — кроме того, нивелир НС-4.

Нивелирование выполняют с помощью штриховых инварных реек (при нивелировании III класса с использованием нивелиров с плоскопа­раллельной пластиной) или шашечных 3-метровых двусторонних реек типа РН-3. Перед началом работ нивелиры и рейки исследуют и пове­ряют. Случайные погрешности дециметровых и метровых интервалов реек не должны превышать: для III класса — 0,5 мм, IV класса — 1,0 мм.

Рассмотрим порядок производства полевых работ по нивелированию III и IV классов, выполняемому нивелирами типа Н-3 (Н-ЗК) с исполь­зованием двухсторонних шашечных реек.

Производство нивелирования III класса. Нивелирование III класса выполняют способом из середины в прямом и обратном направлениях секциями по 20 — 30 км. Расстояние от нивелира до реек измеряют тон­ким тросом, просмоленной бечевой или другими способами. Нормаль­ная длина визирного луча составляет 75 м. Неравенство плеч на стан­циях должно быть не более 2 м, а накопление их по секции — не более 5 м. Высота визирного луча над подстилающей поверхностью должна быть не менее 0,3 м. При работе на станции нивелир защищают от сол­нечных лучей с помощью зонта. Рейки устанавливают на костыли или башмаки в отвесное положение по круглому уровню.

Нивелирование выполняют в периоды спокойных и четких изобра­жений. В солнечные летние дни из-за сильного влияния рефракции не следует проводить нивелирование в течение 1 — 1,5 ч после восхода и перед заходом солнца.

Нивелирование на станции выполняют в следующем порядке.

1. Нивелир устанавливают в рабочее положение по круглому уров­ню и наводят зрительную трубу на черную сторону задней рейки Р₁ (рис. 101). Элевационным винтом приводят пузырек цилиндрического уровня в нуль-пункт и берут отсчеты по среднему (а_ч) и дальномерным штрихам (а_ч', а_ч"). При работе нивелиром с компенсатором наблюдения выполняют сразу после визирования на рейку.

2. Визируют на черную сторону рейки Р₂ и, выполнив те же дей­ствия, берут отсчеты Ь_ц, Ь'_ч, Ь"_ч.

3. По сигналу наблюдателя реечники поворачивают рейки красной стороной, после чего наблюдатель производит отсчеты сначала по пе­редней Р₂, а затем по задней рейке Р₁, но только по среднему штриху (Ь*р. ^ак_Р)•

Результаты измерений заносят в журнал установленной формы. На каждой станции выполняют вычисления и контроль наблюдений, для чего: а) по отсчетам по дальномерным штрихам подсчитывают расстоя­ние от нивелира до реек:

Г1ИМ 15. ГШКЕТРШЕСКОЕ НИВЕЛИРОВАНИЕ

сравнивают их с результатами непосредственного измерения тросом (бечевой) и вычисляют неравенство плеч Ай = й₃ — с(_Л;

б) для контроля сравнивают среднее из отсчетов по дальномерным штрихам с отсчетом по среднему штриху той же рейки, которые могут различаться не более чем на 3 мм, т. е.

Н -I- А*

— — а_ч < ±3 мм,

в) вычисляют превышения по черной и красной сторонам реек:

Если расхождение между значениями превышения, полученными по черной и красной стороне реек с учетом разницы пяток пары реек, не превышает 3 мм, то за окончательное значение превышения прини­мается среднее арифметическое

4. После этого нивелир переносят на следующую станцию II, а зад­ний реечник из точки 1 переходит с рейкой Р₁ в точку 3, которая явля­ется передней для станции II. Измерения выполняют по той же про­грамме.

При перерывах нивелирование следует заканчивать на постоянном репере или на трех костылях (кольях), являющихся точками последних двух станций. Колья забивают в дно ям глубиной 0,3 м и присыпают землей. После перерыва вновь измеряют превышение на последней стан­ции, а при необходимости и на предпоследней. Если превышение изме­нилось не более чем на 3 мм, то ход продолжают. В противном случае нивелирование по секции выполняют заново от постоянного знака.

Привязка нивелирных ходов к реперам и маркам производится с целью включения точек хода в общегосударственную нивелирную сеть, а так­же для контроля нивелирования. При привязке хода к грунтовым и стен­ным реперам рейку устанавливают на головку репера. При привязке к стенной марке, находящейся обычно выше горизонта прибора, исполь­зуют подвесную рейку, отсчетам по которой придается знак «минус».

По мере прокладки нивелирных ходов составляют их схему, на ко­торой показывают все реперы и марки, местные предметы, на которые переданы отметки, превышения по основным и привязочным ходам, длины ходов и число станций.

Обработка результатов нивелирования включает проверку вычисле­ний в полевых журналах, выполнение постраничного контроля, состав­ление ведомости превышений, исправленных за длину среднего метра пары реек, определение высотной невязки, увязку превышений и вы­числение отметок точек хода.

Высотная невязка в нивелирном ходе, опирающемся на два исход­ных пункта, определяется из выражения:

Щ|И III. ГЕЩИ1Ш1Е ДЪЕВИИ

/_л=2л-(Я_тоя-Я„_0Ч), (147)

где Ел — сумма средних превышений в ходе, определенных из нивели­рования в прямом и обратном направлениях; Н_кон , Н_нач отметки, соответственно, конечного и начального пунктов хода.

Согласно инструкции допустимая высотная невязка в нивелирных ходах III класса не должна превышать величины

/^=10 ммЛ, (148)

где I — длина хода, км.

Если фактическая невязка не превышает допустимую, т. е. /_л < , то проводят уравнивание нивелирной сети одним из строгих способов, основанных на принципе метода наименьших квадратов. По исправлен­ным превышениям вычисляют отметки постоянных и временных репе­ров и значения их заносят в каталог высот пунктов нивелирования.

Нивелирование IV класса. Нивелирование IV класса выполняют в одном направлении между пунктами, высоты которых определены нивелированием II и III классов. Нормальная длина визирного луча принимается равной 100 м. Расстояния от нивелира до реек измеряют шагами; неравенство плеч на станции не должно быть более 5 м, а на­копление в секции — 10 м. Высота визирного луча над подстилающей поверхностью должна быть не менее 0,2 м. При нивелировании на за­болоченной местности рекомендуется применять нивелиры с компен­саторами.

Порядок работы при проложении нивелирных ходов IV класса в ос­новном тот же, что и при нивелировании III класса. При выполнении наблюдений на станции для учета неравенства плеч дополнительно берут отсчеты по черным сторонам реек по одному из дальномерных штрихов.

Расхождение значений превышения на станции, определяемых по черным и красным сторонам реек, допускается до 5 мм с учетом разно­сти пяток пары реек.

Допустимая высотная невязка в нивелирных ходах IV класса опре­деляется из выражения

=20 мм у[Е.

Нивелирование сети IV класса с достаточным числом исходных пунктов допускается уравнивать упрощенным способом.