5.3. Высотные геодезические сети

Для создания планов и карт значительной территории земельного участка необходимо строить на всю эту территорию не только плановые, но и высотные опорные геодезические сети, которые обеспечат высотную основу всех видов геодезических работ.

Высотной основой геодезических работ являются нивелирные сети.

Нивелирная сеть – это совокупность закрепленных на местности нивелирных пунктов, абсолютные высоты которых определены в Балтийской системе высот.

Нивелирные сети подразделяются на:

• государственную нивелирную сеть РФ;

• нивелирные сети сгущения;

• высотные съемочные сети.

Нивелирные сети, также как и плановые, строятся по принципу перехода от общего к частному, то есть первоначально на обширной территории строят сети с редкими пунктами, но превышения и отметки точек определяют с высокой точностью. Затем от этих нивелирных пунктов уже при меньшей точности измерений строят нивелирные сеты сгущения, переходя постепенно к пунктам непосредственного высотного съемочного обоснования.

Высотные геодезические сети могут создаваться методами геометрического и тригонометрического нивелирования, а иногда - барометрическим нивелированием.

5.3.1. Нивелирная сеть страны. Классификация нивелирных сетей

Государственная нивелирная сеть страны (ГНС) является главной высотной основой топографических съемок всех масштабов и геодезических измерений, проводимых для удовлетворения потребностей народного хозяйства и обороны страны.

В зависимости от точности определения высот и решаемых задач государственная нивелирная сеть РФ делится на сети I, II, III, IV классов.

Нивелирные сети I и II классов предназначаются для создания единой сети высот на всей территории страны и решения различных научных проблем: для изучения вековых движений суши, определения разностей высот морей и океанов, изучения фигуры физической поверхности земли и др. Нивелирные сети III и IV классов являются сетями сгущения.

Нивелирная сеть I класса (рисунок 5.8) строится по заранее обусловленным направлениям, преимущественно вдоль железных и шоссейных дорог, и связывается с основными морскими водомерными постами. Линии I класса образуют полигоны периметром 3000-4000 км. Высоты определяют геометрическим нивелированием с применением наиболее точных приборов и методов наблюдения. Эти работы повторяют через каждые 25 лет.

Н ивелирные сети II класса (рисунок 5.8) опираются на реперы (знаки) нивелирования I класса и образуют полигоны периметром 500-600 км. В районах, не обеспеченных ходами нивелирования I класса, сети II класса могут создаваться самостоятельно в виде смежных полигонов с таким же периметром. Ходы нивелирования II класса прокладывают вдоль железных, шоссейных и улучшенных грунтовых дорог, а также вдоль больших рек. Линии II класса должны быть связаны с морскими водомерными постами, а также с основными водомерными постами на больших реках.

Таблица 5.4 – Характеристика государственной нивелирной сети

по классам точности

Класс	Максимальная длина визирного луча, м	Допустимая невязка в полигоне, мм	Виды ходов	Типы реперов и расстояние между ними
I	50		Полигоны периметром 3000-4000 км	Фундаментальные реперы через 50-80 км. Грунтовые или стенные реперы через 5-15 км
II	65		Полигоны периметром 500-600 км	Фундаментальные реперы через 50-80 км. Грунтовые или стенные реперы через 5-7 км
III	75		Полигоны периметром 150-200 км	Грунтовые или стенные реперы через 5-7 км
IV	100		Отдельные ходы или системы ходов до 60 км	Грунтовые или стенные реперы через 5-7 км

Нивелирные сети III класса развиваются внутри полигонов I и II классов в виде отдельных ходов или в виде систем пересекающихся ходов с таким расчетом, чтобы разбить каждый полигон нивелирования II класса на 4-9 полигонов с периметром 150-200 км. При необходимости обеспечения топографических съемок и других инженерно-геодезических работ периметр полигонов III класса может быть сокращен до 60 км.

Нивелирные сети IV класса строятся внутри полигонов старших классов в виде одиночных ходов и систем пересекающихся в узловых точках ходов. Нивелирные ходы IV класса служат непосредственным высотным обоснованием для всех топографических съемок местности, а также вместе с ходами III класса обеспечивают передачу высот на все пункты триангуляции и полигонометрии, расположенные на участке съемки.

Основные показатели государственной нивелирной сети РФ по классам точности приведены в таблице 5.4.

Государственная нивелирная сеть РФ закрепляется специальными высотными знаками - реперами (рисунок 5.9). Нивелирные сети I и II классов через каждые 50-80 км и в узловых точках закрепляются особо устойчивыми фундаментальными реперами. Кроме того, через каждые 5-15 км на линиях нивелирования I класса и 5-7 км на линиях нивелирования II, III, IV классов закладывают грунтовые или стенные реперы. Стенные реперы закладывают в фундаментах кирпичных или бетонных зданий, а также в отвесных стенах выходов скальных пород.

Стенной репер (рисунок 5.9 а) отливается из чугуна. На его передней торцовой части помещаются начальные буквы организации, выполняющей работы. Отверстия для закладки репера в стенах и фундаментах зданий и сооружений пробиваются шлямбуром, отбойным молотком или высверливаются механическим буром. Размеры отверстия: по диаметру - 4 см, по глубине - 12 см. После промывки отверстие заполняется цементным раствором пластичной консистенции (1:2), в который вдавливают репер так, чтобы торцовая часть его выступала наружу на 5 см. Аналогичным образом стенной репер закладывается и в скальную породу. Вводить в эксплуатацию стенной репер следует через 3 дня после его закладки. В качестве внешнего оформления стенного репера служит охранная плита, отливаемая из чугуна или силумина и имеющая надпись рельефными буквами «Геодезический пункт. Охраняется государством». Охранная плита прикрепляется к стене здания (сооружения) рядом со стенным репером или над ним с помощью зацементированных в стену болтов.

Фундаментальный репер (рисунок 5.9 б) представляет собой монолитное железобетонное сооружение с фундаментом 150х150х40 см. Верхняя часть репера должна располагаться на 1 м ниже земной поверхности, а нижняя его часть (основание фундамента) - на 1 м ниже границы наибольшего промерзания грунта. При изготовлении репера в его верхнем торце располагают марку. Над репером на глубине 30 см укладывается опознавательная плита диаметром 50 см.

Внешним оформлением фундаментального репера служит железобетонный опознавательный столб с охранной плитой, устанавливаемый в 1,5 м от репера в направлении наименее вероятного заезда на репер случайного транспорта. Опознавательный столб состоит из железобетонного пилона сечением 16х16 см, длиной 2,1 м и бетонного якоря диаметром 50 см, толщиной 20 см (или размером 50х50х20 см). Верхний конец опознавательного столба должен иметь скосы на две грани. К одной из плоскостей верхней части столба при его изготовлении прикрепляется на болтах охранная плита, которая должна быть обращена в сторону репера. Глубина закладки опознавательного столба должна быть такой, чтобы верхняя грань его бетонного якоря располагалась на 80 см ниже земной поверхности. Надземная часть опознавательного столба окрашивается масляной краской яркого цвета. Канава вокруг репера не делается.

Грунтовый репер типа 4 (рисунок 5.9 в) применяется в южной части зоны с сезонным промерзанием грунтов, ограничиваемой с севера линией Ужгород - Харьков - Актюбинск - Караганда - Семипалатинск - оз. Зайсан. Репер состоит из железобетонного пилона сечением 16х16 см и бетонного якоря диаметром 50 см и толщиной 20 см (или размером 50х50х20 см) с отверстием в середине размером 20х20 см для установки в него пилона. При изготовлении железобетонного пилона в его верхнем торце располагают марку, а к одной из плоскостей верхней его части прикрепляют на болтах охранную плиту. Длина пилона принимается такой, чтобы его верхняя часть располагалась на 50 см выше земной поверхности, а основание - на 20 см ниже границы наибольшего промерзания грунта. Надземная часть репера окрашивается масляной краской ярких цветов (оранжевый, желтый, красный).

Внешним оформлением грунтового репера типа 4, помимо выступающей его части, служит кольцевая канава диаметром 1,5 м (по ее оси) и сечением: по нижнему основанию - 10 см, по верхнему - 60 см, по высоте - 30 см. Часть грунта из канавы укладывается вокруг выступающей части репера в виде кургана.

Грунтовый репер типа 5 (рисунок 5.9 г) применяется в северной части зоны сезонного промерзания грунтов (к северу от указанной выше границы). Сечение железобетонного пилона принимается равным 16х16 см. Пилон может быть заменен отрезком асбоцементной трубы той же длины и диаметром 14-16 см, заполненной бетоном. Верхняя часть репера, несущая марку, должна располагаться на 50 см ниже земной поверхности, а нижняя его часть (основание якоря) - на 50 см ниже границы наибольшего промерзания грунта. Диаметр (или сторона) бетонного якоря для данного типа репера принимается равным 60 см, а его высота - 20 см.

Внешним оформлением грунтового репера типа 5 служит железобетонный опознавательный столб с охранной плитой, который изготавливается и устанавливается по требованиям для закладки фундаментальных реперов.

В северных труднодоступных районах зоны с сезонным промерзанием грунтов разрешается железобетонные пилоны в реперах типа 5 заменять металлическими трубами той же длины, диаметром 60 мм при толщине стенок не менее 3 мм (грунтовый репер типа 6). Опознавательные столбы также делают из труб диаметром 60 мм и длиной 2,5 м. К верхней части трубы привариваются металлические пластины, к которым на болтах прикрепляется охранная плита. Нижняя часть трубы должна иметь бетонный якорь размером 50х50х20 см или диаметром 35 см и высотой 50 см. К верхней части трубы приваривается заглушка, труба покрывается антикоррозийным материалом и окрашивается масляной краской яркого цвета.