12. Понятие о государственной нивелирной сети. Репера и марки. Привязка трассы к реперам и маркам.

Государственная нивелирная сеть создана проложением ходов геометрического нивелирования I, II, III и IV классов.

При нивелировании I класса используют наиболее высокоточные нивелиры и совершенные методы. Протяженность ходов, прокладываемых вдоль дорог, может достигать нескольких сотен километров. Погрешность в определении превышений допускают не более 1 мм на 1 км расстояния. Нивелирную сеть II класса строят из полигонов, опирающихся на пункты нивелирования I класса. Погрешность в превышениях допускают не более 5 мм на 1 км расстояния. Нивелирные сети III класса развивают внутри полигонов II класса. Погрешность в превышении на 1км расстояния допускают не более 10 мм. Нивелирование IV класса является сгущением нивелирной сети III класса. Каждый нивелирный ход IV класса должен опираться на пункты нивелирования старших классов (I, II, III) или образовывать замкнутые полигоны. Погрешность в определении превышения на 1 км расстояния не должна быть более 20 мм. Нивелирные линии всех классов закрепляют на местности через каждые 5–7 км хода нивелирными знаками, которые называют реперами и марками. Стенные реперы и марки изготавливают из чугуна и закладывают в стены водонапорных башен, каменных зданий, устои мостов и т. д.

Основное различие их состоит в том, что стенной репер имеет выступ, на который устанавливают рейку, а стенная марка содержит в диске отверстие, в которое вставляют иглу для подвешивания на ней специальной рейки. При отсутствии сооружений около линий хода, пригодных для закладки стенных реперов и марок, закладывают грунтовые реперы. Грунтовый репер представляет собой металлическую трубу, снизу заделанную в бетонный монолит, а сверху к ней приваривается марка. Глубина заложения репера должна быть больше глубины промерзания грунта. На расстоянии одного метра от репера устанавливается железобетонный опознавательный знак с охранной плитой, обращенной в сторону репера. Репер – знак геодезического пункта с известной абсолютной высотой. На лицевой стороне столба записывают аббревиатуру организации, ПК и высоту точки. Фундаментальные реперы представляют собой железобетонные пилоны. Такие реперы закладываются в грунт на расстоянии 50 — 80 километров друг от друга на всех нивелирных линиях 1-го класса, наиболее важных линиях 2-го класса и рядом с главными морскими водомерными установками. Другой вид реперов — рядовые: они закладываются через 5 — 7 километров на нивелирных линиях уже любых классов. Рядовые реперы, в свою очередь, могут быть грунтовыми, которые устанавливаются в земле, стенными, которые закладываются в стены капитальных сооружений, и скальными, закладываемыми в скальный грунт. Наконец, существуют и вековые реперы, которые закладываются в точках пересечения нивелирных линий 1-го класса. Фундаментальные и грунтовые реперы образуют на территории страны государственную нивелирную сеть и используются при изучении разности уровней морей, различных изыскательских работах и в качестве опорных пунктов для определения высот промежуточных точек земной поверхности во время топографических съёмок. В России на Дальнем Востоке используется Балтийская система высот. В конце 1980-х годов производилась передача отметки Кронштадтского футштока на побережье дальневосточных морей, ожидаемая ошибка составила приблизительно 1 метр.

Марка нивелирная — пункт нивелирной сети, служащий для закрепления точки, высота которой над уровнем моря определена путём нивелирования. Марка представляет собой литой металлический диск диаметром от 8 до 10 сантиметров, вмонтированный в стену постоянного (обычно каменного) здания или моста. В центре диска расположено отверстие диаметром около 2 мм, которое и определяет положение марки. На марке отливается её номер, а также название организации, проведшей нивелирные работы. В отличие от репера марка может быть деформационной. В Российской Федерации высота нивелирной марки (отверстия в её центре) определяется относительно нуля Кронштадтского футштока, и приводится в соответствующих каталогах. Деформационная марка — марка, закрепленная на части конструкции сооружения (фундамент, колонна, стена), с целью измерения осадки, крена или сдвига фундамента.

Привязку трассы к реперам и маркам государственной нивелирной сети обычно производят в начале и конце трассы автомобильной дорог. Высотную привязку трассы производят двойным нивелирным ходом либо нивелированием в два нивелира с допускаемой невязкой не более ±50>/1 мм (где Ь — длина двойного нивелирного хода в км). При привязке трассы к реперам и маркам рейки устанавливают на специальные металлические башмаки, костыли или на твердые местные предметы (камни, корни деревьев и т. д.). Если вблизи трассы нет реперов или марок государственной ниве­лирной сети, привязку ведут лишь к притрассовым реперам в начале, в конце и вдоль трассы в условных высотах. Привязку к реперам государственной нивелирной сети, обычно размещаемым невысоко над поверхностью земли, осуществляют в обычном порядке.

Привязка к маркам, размещаемым на высоте порядка 2—2,5 м над поверхностью земли, имеет некоторые специфические особенности. Ее производят двумя способами. Первый способ состоит в том, что в отверстие марки вставляют стальной штифт, на который подвешивают специальную подвесную рейку длиной 1,2 м с сантиметровыми делениями. Во втором способе, наиболее часто применяемом на практике, в отверстие марки вставляют гвоздь либо юстировочную шпильку нивелира и перевернув обычную нивелирную рейку (желательно телескопическую), прикладывают ее пяткой к гвоздю или шпильке.

Далее, установив нивелир приблизительно в середине между маркой и первой связующей точкой нивелирного хода берут «отсчет назад» (-а) на марку и «отсчет вперед» b на связующую точку. Нивелирование трасс автомобильных дорог обычно осуществляют в два нивелира. Первый нивелировщик (как правило, более опытный) берет отсчеты на все связующие и промежуточные точки, а второй — только на связующие. В конце каждого рабочего дня вычисляют превы­шения между связующими точками, (или их высоты) и сравнивают ре­зультаты между собой. Привязка трассы к марке некоторыми связующими точками государственной нивелирной сети обнаруживают недопустимые расхождения в результатах первого и второго нивелирования, то между этими точками осуществляют третье (контрольное) нивелирование.

При геометрическом нивелировании трасс автомобильных дорог в два нивелира отсчеты берут только по черным сторонам реек. Для удобства обработки результатов нивелирования и обеспечения достаточно высокой производительности нивелирования отсчеты целесообразно брать с округлением до 5 мм. Допустимую невязку геометрического нивелирования по трассе автомобильных дорог принимают ± 100 4ь, мм (где Ь — длина двойного нивелирного хода, км). В населенных пунктах, на пересечениях дорог, на участках мостовых переходов, а также при привязке трассы к пунктам государственной нивелирной сети допускае­мую невязку принимают равной ±50мм. В ходе нивелирования трассы ведут полевой журнал нивелирования, куда записывают задние, передние и промежуточные отсчеты. Записи ведут карандашом, четким почерком, при этом пользоваться резинкой для исправления отсчетов не допускается. Каждую страницу журнала нивелирования всегда начинают задним, а заканчивают передним отсчетом на очередную связующую точку или на репер. На каждой странице полевого журнала делают постраничный контроль. Высоты промежуточных точек в постраничном контроле не участвуют. Вычисление высот связующих и промежуточных точек, как правило, ведут через горизонт прибора. Полученные невязки геометрического нивелирования трасс автомобильных дорог, если они не превышают допустимых значений, распределяют поровну с обратным знаком между пикетами.