книги из ГПНТБ / Климов О.Д. Основы инженерных изысканий учеб. пособие

Р а з д е л ч е т в е р т ы й

ИНЖЕНЕРНО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ

Г л а в а VIII

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИЗЫСКАНИЯХ ТРАСС

ИПЛОЩАДОК

§51. НАЗНАЧЕНИЕ II СОСТАВ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ

Инженерно-геодезические изыскания проводятся для получения материалов, необходимых при проектировании и строительстве инженерных сооружений.

Кинженерно-геодезическим изысканиям относятся:

1)изучение топографических условий района будущего строи­ тельства;

2)сбор и анализ материалов ранее выполненных геодезических работ: триангуляций, полигонометрии, нивелирных и съемочных сетей, топографических съемок;

3) создание новых плановых и высотных геодезических сетей;

4)создание съемочного обоснования;

5)топографические съемки;

6)трассировочные работы;

7)различные разбивочные и съемочные работы при других видах изысканий: инженерно-геологических, гидрогеологических, гидро­ логических и т. д.

Инженерно-геодезические изыскания ведутся с соблюдением

требований и рекомендаций нормативных документов Главного

о топографо-геодезической изученности территории, должно быть дано обоснование предполагаемых видов геодезических и топографи­ ческих работ, дан проект основных геодезических работ с расчетом точности, рекомендована методика измерений, инструменты и оче­ редность работ. К программе прилагаются схемы и картограммы, дающие возможность установить местоположение объекта и основное содержание и объем топографо-геодезических работ.

172

§ 52. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВЫБОРУ ПОЛОЖЕНИЯ СООРУЖЕНИЯ НА МЕСТНОСТИ

Каждое вновь построенное сооружение должно отвечать ком­ плексу экономических и технических требований, которые должны учитываться при изысканиях сооружения. Такой учет ведется по линии всех видов изысканий: экономических, геологических, гидро­ геологических и геодезических; он заключается в соблюдении опре­ деленных нормативов и требований, приводимых в соответствующих инструкциях и указаниях.

1.Трассы линейных сооружений

Входе инженерно-геодезических изысканий линейных сооруже­ ний в первую очередь решается вопрос о плановом и высотном

Рис. 98. Элементы плана трассы

положении трассы. В плане трасса должна быть по возможности прямолинейной, так как всякое отклонение от прямолинейности приводит к ее удлинению и увеличению строительных и эксплуа­ тационных затрат.

В продольном профиле трассы должен обеспечиваться опреде­ ленный допустимый уклон. В условиях реальной местности одновре­ менное соблюдение требований плана и профиля обычно встречает затруднения, поэтому приходится сознательно идти на искривления трассы для обхода ситуационных препятствий, участков с большими уклонами рельефа и неблагоприятными геологическими и гидрогео­

гаются кривыми (рис. 98).

Степень искривления трассы определяется величинами назна­ чаемых углов поворота. Углом поворота трассы называют угол ф, образованный при вершине (ВУ) полигонального угла продолжением направления предыдущей стороны и направлением последующей стороны.

На трассах магистральных железных дорог (I и II категории), магистральных трубопроводов и ЛЭП рекомендуется, чтобы углы поворота ф не превышали 15—20°. Это приводит к незначительному удлинению линии будущей дороги или трубопровода.

Сопряжение прямолинейных участков трасс железных и автомо­ бильных дорог, трубопроводов делается при помощи круговых кривых. Требования в отношении радиусов горизонтальных круго­ вых кривых касаются преимущественно их минимально допустимых

173

значений, хотя очень большие радиусы также нежелательны. На же­ лезных дорогах минимально допустимыми являются радиусы 400— 200 м, на автодорогах минимально допустимые значения радиусов колеблются (в зависимости от категории дороги) от 600 до 60 м, на каналах радиусы закруглений не должны быть меньше пятикрат­ ной ширины канала (ирригационные каналы) или шестикратной длины судна (судоходные каналы), на трассах трубопроводов — порядка lOOOd, где d — диаметр трубопровода.

На железных и автомобильных дорогах, при радиусах кривых соответственно меньше 3000 и 1500 м, для более плавного и безопас­ ного прохождения транспортом кривых устраивают сложные кри­ вые — круговые с переходными.

Важнейший элемент профиля трассы — ее продольный уклон. Выдержать при трассировании заданный продольный уклон, осо­ бенно в сложной пересеченной местности, трудно, приходится не только значительно отступать от прямолинейного следования трассы, но и сознательно увеличивать длину трассы. Необходимость развития трассы чаще всего возникает в горной и предгорной местности.

На трассах магистральных железных дорог ( І и II категории) уклон обычно не должен превышать 12°/00, а на дорогах местного значения 20°/00; на горных дорогах, где применяется усиленная кратная тяга, уклоны могут достигать 30°/00. На автомобильных дорогах предельные уклоны изменяются от 40 до 90°/00. На участках дорожных трасс, расположенных на горизонтальных кривых, при­ веденные выше значения уклонов полагается уменьшить (смягчить).

Особенно малые значения уклонов применяются на трассах ирригационных и водопроводных каналов. Уклоны здесь назначают из расчета получения так называемых неразмываемых и незаиляемых скоростей течения воды по каналу. При этом уклоны оказываются порядка 0,01—0,20°/о о- На трассах напорных трубопроводов уклоны могут быть весьма значительными, а на ЛЭП они практически не регламентированы.

Для плавного сопряжения отдельных элементов профиля (подъ­ емы, горизонтальные площадки, спуски), а также для улучшения условий видимости на некоторых видах трасс, например дорожных, устраивают вертикальные кривые. Радиусы вертикальных кривых, в зависимости от вида сооружения и направления кривой (выпуклая, вогнутая), колеблются в широких пределах — от 10 000 до 200 м.

В табл. 18 помещены основные требования к выбору и проекти­ рованию трасс линейных сооружений.

2. Площадочные сооружения

Размеры площадочных сооружений подвержены весьма большим колебаниям. Особенно значительны площади, занимаемые городами и большими населенными пунктами. Несколько меньшие размеры

176

имеют промышленные объекты, аэропорты, гидроузлы. Малые площадки встречаются часто, в том числе на линейных сооружениях, например площадки подстанций ЛЭП, площадки головных сооруже­ ний, насосных и компрессорных станций на магистральных нефте- и газопроводах, места пересечений сооружений с водными препят­ ствиями, площадки разъездов и станций на железных дорогах, участки добычи строительных материалов и многие другие площадки, различные по размерам и назначению.

Каждая площадка, предназначаемая для строительства сооруже­ ния, должна отвечать определенным техническим требованиям. Эти требования хотя и присущи определенным видам инженерных сооружений, все же можно назвать ряд общих положений, справедли­ вых для большинства сооружений площадочного тина, которыми следует руководствоваться при выборе участка под строительство сооружения.

Размеры площадки должны соответствовать размерам проекти­ руемого сооружения, с учетом перспективы его расширения в буду­ щем. Рельеф площадки должен быть таким, чтобы в последующем беспрепятственно, без больших планировочных и дренажных работ, мог быть осуществлен отвод поверхностных вод. В этом смысле большие уклоны рельефа так же нежелательны, как и малые. В част­ ности, для площадок промышленных предприятий рекомендуется иметь уклоны от 5 до 60°/оо> на аэродромных участках — от 3 до 20°/00, на территориях железнодорожных станций — не более 1,5°/00.

Территория площадки может быть и открытой, и залесенной. В последнем случае часть или вся площадь при строительстве осво­ бождается от леса.

Площадка не должна затапливаться водами близрасположенных водотоков в период прохождения половодья или паводка. Отметки производственных и жилых зданий должны назначаться не менее чем на 0,5—1 м выше расчетного горизонта высоких вод; за расчет­ ный принимается уровень с вероятностью превышения 1 или 2%.

При выборе площадок (створов) гидроузлов и мостовых пере­ ходов главное внимание обращается на. ширину долины реки и свой­ ства грунтов основания. Обычно предпочтение отдается участкам, где ширина поймы меньше, так как это сокращает размеры сооруже­ ния, а следовательно, и объемы строительных работ. Геологическое строение участка должно гарантировать полную устойчивость соору­ жения без применения сложных, дорогостоящих оснований.

При проектировании гидротехнических сооружений кроме высо­ кой прочности грунт должен обладать малым коэффициентом фильтра­ ции, не иметь нарушений в залегании пластов при определенной их ориентации по отношению к створу плотины.

На участке будущего строительства не должны иметь место физико-геологические процессы (суффозия, просадочные явления, оползни). Подземные воды не должны быть агрессивными, в против­ ном случае необходимо предусмотреть меры по защите бетона и ме­ талла от разрушающего воздействия воды.

Промышленные предприятия и населенные пункты нуждаются в больших количествах воды, поэтому при выборе места для таких сооружений важно предусмотреть наличие водных источников. Эти объекты в периоды строительства и эксплуатации нуждаются в хоро­ ших подъездных дорогах — железных и автомобильных, в снабже­ нии газом, электроэнергией, топливом, водой, в бассейнах для сброса технических и других вод.

Вблизи обособленно расположенных промышленных объектов, аэропортов, гидроузлов должен быть участок свободной территории

Во всех случаях отводимые под строительство площадки должны занимать минимальные площади и по возможности располагаться на участках, мало пригодных для сельскохозяйственных культур.

Дополнительные сведения о некоторых требованиях к различным видам площадных сооружений можно найти в табл. 19.

Г л а в а IX

ИЗЫСКАНИЯ ТРАСС ЛИНЕЙНЫХ

. СООРУЖЕНИЙ

§ 53. СОСТАВ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИИ

НА РАЗНЫХ СТАДИЯХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ДОРОГ

Проектирование линейных сооружений обычно ведется в две стадии: технический проект, рабочее проектирование. Для каждой стадии проектирования ведутся различные по составу, требованиям и точности инженерно-геодезические изыскания. Характер изыска­ ний также меняется в зависимости от вида линейного сооружения.

Учитывая, что процесс геодезических изысканий на трассах магистральных дорог несколько более сложный, чем на других видах линейных сооружений, рассмотрим его подробней, а порядок изы­ сканий других видов сооружений — с позиций присущих им спе­ цифических особенностей.

1. Изыскания для составления технике-экономического обоснования

Инженерно-геодезические изыскания дорог начинаются во внестадийный период, т. е. при разработке технико-экономического обоснования (ТЭО). Основная задача этого периода изысканий — наиболее полное выявление возможных принципиальных направле­ ний трассы на местности с учетом рельефа, ситуации, гидрографии, геологии, гидрогеологии, физико-геологических явлений.

180

Изыскания для составления ТЭО дороги обычно ведутся только на крупных и сложных объектах и носят преимущественно каме­ ральный характер. В этот период ведутся экономические, инженерно­ геологические, гидрологические и геодезические изыскания. Исход­ ные данные получают из архивных, литературных, картографических и других источников, а также на основе материалов экономических обследований района тяготения; они позволяют дать оценку народно­ хозяйственного значения проектируемой дороги, определить условия

еестроительства и главнейшие параметры.

Сучетом инженерно-геологических и других характеристик района по мелкомасштабным картам (м. 1 : 1 000 000—1 : 100 000)

между опорными пунктами (грузообразующие центры) и фиксиро­ ванными точками (контурные и высотные точки местности, через

которые трасса обязательно должна пройти) намечают варианты будущего расположения дороги; по каждому варианту для пред­ варительного сравнения составляют сокращенные продольные профили.

В отдельных случаях для проработки ТЭО производится каме­ ральное трассирование и полевые обследования. Полевые работы выполняются на этом этапе, как правило, аэрометодами с минималь­ ным объемом наземных геодезических измерений.

Для трассирования используют приближенные маршрутные фото­ схемы, которые составляют или по материалам специального залета или по имеющимся аэроснимкам прошлых лет, предназначавшихся для государственного картографирования или других задач. Наи­ более удобный масштаб фотосхем 1 : 25 000, а для изучения слож­ ных, ограниченных участков трассы (перевальные участки, участки мостовых переходов, площадки станций) составляют фотосхемы в масштабе 1 : 10 000.

В качестве плановой основы при составлении фотосхем исполь­ зуют пункты государственной геодезической сети, пункты полевой привязки — опознаки; для упрощенной плановой привязки марш­ рутной аэрофотосъемки используют метод изолированных базисов, сущность которого состоит в следующем.

На отдельных снимках маршрута, через 10—20 стереопар, между

№

■ошибкой 1 : 1000—1 : 1500 и их астрономические азимуты или дирекционные углы с ошибкой 1—2'. Такая система позволяет при небольшом объеме полевых работ привести аэроснимки маршрута к единому масштабу, а при развитии фототриангуляционной сети существенно уменьшить ее продольный и поперечный сдвиги.

2. Изыскания для составления технического проекта

Изыскания на стадии технического проекта ведутся по линии всех видов изысканий, включая экономические. Они должны дать возможность выбрать основной вариант трассы на местности, соору­ жений на будущей дороге.

Основное содержание геодезических изысканий этого периода сводится к камеральному трассированию и отбору вариантов для полевого обследования, полевому обследованию и выбору вариантов трассы дороги по избранному направлению, к топографическим съемкам по отдельным участкам трассы (площадок станций, перехо­ дов через водные препятствия), к камеральной обработке материалов.

Изыскания начинаются с подготовительных работ, которые включают: изучение материалов, собранных на стадии ТЭО, сбор дополнительных картографических и аэрофотосъемочных материа­ лов, сбор сведений о плановой и высотной основе вдоль трассы.

Поскольку трасса дороги может располагаться на землях кол­ хозов, совхозов, пересекать реки, автомобильные и железные дороги, каналы, ЛЭП, то возникает необходимость согласований с местными Советами депутатов трудящихся, с соответствующими министер­ ствами и ведомствами на предмет отвода земель под будущее строи­ тельство дороги.

Ширина полосы отвода на перегонах дорог колеблется, в зави­ симости от высоты насыпи или глубины выемки, в пределах 30— 60 м. На станциях и разъездах железных дорог ширина полосы отвода зависит от проектируемого числа приемо-отправочных путей, ■от наличия технических и производственных зданий, станционных поселков и в каждом конкретном случае определяется особо.

Выбору основного варианта трассы в условиях равнинной или всхолмленной местности должно предшествовать камеральное трас­ сирование по картам (м. 1 : 10 000 — 1 : 25 000) или стереомоде­ лям. Если в связи с отсутствием необходимых картографических или аэрофотосъемочных материалов камеральное трассирование не про­ водилось, то в поле прокладывают магистральные ходы * с марш­ рутной съемкой полосы вдоль трассы на ширину 300—100 м, а на сложных участках и участках горной местности, где неизбежны ■большие объемы строительных работ, производят предварительную укладку нескольких конкурирующих вариантов трассы.

* Магистральный ход — нивелир-тѳодолитный, высотно-теодолитный или тахеометрический ход, прокладываемый вблизи намеченного варианта трассы и являющийся основой маршрутной топографической съемки.

182

В это же время, кроме основной трассы, прокладывают трассы подъездных дорог к населенным пунктам, железнодорожным стан­ циям, к пристаням.

Масштабы топографических съемок вдоль магистрального хода зависят от сложности снимаемых участков. В равнинной местности

На этой стадии широко используются аэрофототопографические методы составления маршрутных топографических планов на основе материалов специальной аэрофотосъемки, выполняемой в масшта­ бах 1 : 12 000 — 1 : 17 000. Планово-высотной основой такой съемки служат магистральные ходы с системой поперечников, пункты госу­ дарственной опорной сети, а в необжитых и труднодоступных райо­ нах — изолированные планово-высотные поперечники или поли­ гоны и данные аэронивелирования. В некоторых случаях для обосно­ вания аэрофотосъемки используют данные, получаемые с существу­ ющих на район изысканий карт масштабов 1 : 25 000 и 1 : 10 000.

3. Изыскания для рабочего проектирования

Инженерно-геодезические изыскания для рабочего проектирова­ ния ведутся с целью дальнейшего уточнения и контроля положения будущей дороги. На этой стадии основными элементами работы являются: вынос камеральной трассы в натуру и ее укладка на местности; поиски местных улучшающих вариантов; съемки пере­ сечений, площадок под здания, поперечных профилей, месторожде­ ний строительных материалов; камеральная обработка.

На стадии рабочего проектирования материалы аэрофотосъемки используются в ограниченном объеме.

Окончательно уложенная и закрепленная на местности дорожная трасса сдается по акту строительной организации.

§ 54. КАМЕРАЛЬНОЕ ТРАССИРОВАНИЕ ПО КАРТАМ

На стадии ТЭО выявляются принципиальные варианты напра­ вления дороги, которые на мелкомасштабной карте (м. 1 : 1 000 000) отмечают отрезками прямых, соединяющих опорные пункты и фик­ сированные точки трассы (рис. 100). Дальнейшее уточнение положе­ ния трассы производят на стадии технического проекта и достигается оно изучением рельефа местности, ситуации и геологических усло­ вий вдоль трассы, а также камеральным трассированием линии по карте более крупного масштаба.

183