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

Трассирование ведется по картам масштаба 1 : 25 000 или 1 : 50 000, а при отсутствии таковых — на карте масштаба 1 : 100 000, имеющейся на всю территорию СССР. Трассу прокладывают участ­ ками между фиксированными точками, руководствуясь заданным уклоном трассирования ітр. Уклон трассирования задается с учетом характера рельефа и проектируемой категории дороги.

и высоте h сечения рельефа находят заложение I, соответствующее заданному уклону

£тр ' ^

Например, для карты масштаба 1 : 50 000 при h = 10 м и іт =

-20°/00

По найденному значению заложения I можно выделить на карте участки, принципиально отличающиеся по характеру трассирова­ ния — так называемые участки вольного и напряженного ходов. Напряженным ходом называют участки местности длиной не менее 3 —5 км, для которых осредненный (не учитывающий отдельных — частных колебаний рельефа) уклон гмест больше заданного уклона і1р трассирования. Там, где гмест < ітр — участки вольного хода.

184

На участках вольного хода трассу намечают по желаемому крат­ чайшему направлению, обходя лишь контурные преграды и участки с неподходящими геологическими условиями. При этом углы пово­ рота трассы располагают против препятствий так, чтобы препят­ ствие оказывалось внутри угла. Для того чтобы удлинение трассы

было минимальным, углы поворота трассы не должны превышать

15-25°.

Назначив радиусы круговых кривых и произведя разбивку пи­ кетажа по отметкам, снятым с карты, строят в масштабе карты или в более крупном масштабе продольный профиль и на него наносят

проектную линию. На основе анализа продольного профиля дают оценку варианта, а в случае необходимости трассируют другие варианты.

На участках напряженного хода описанный способ трассирова­ ния не пригоден, так как не будет выдержан заданный уклон трас­ сирования. Для соблюдения уклона необходимо произвести развитие линии, для чего на карте предварительно намечают линию нулевых работ, а затем, руководствуясь ее положением, определяют поло­ жение трассы.

Линия нулевых работ — это такой вариант расположения трассы, при котором заданный проектный уклон дороги выдерживается без устройства насыпей и выемок.

Линию нулевых работ на участках напряженного хода намечают раствором циркуля, равным I, последовательно засекая соседние горизонтали и соединяя найденные точки отрезками прямых (на рис. 101 пунктирные линии).

Очевидно, что линия нулевых работ еще не может быть осью будущей дороги, так как эта линия состоит из большого числа корот­ ких звеньев, сопряжение которых кривыми невозможно из-за огра­ ничений минимальных значений радиусов. Поэтому линию нулевых работ приходится заменять участками более длинных прямых или,

185

иными словами, спрямлять. Спрямление неизбежно ведет к отсту­ плению от линии нулевых работ и к появлению определенных объемов земляных работ. Однако если спрямление выполнено с небольшими отступлениями от линии нулевых работ, то и объемы возникающих земляных работ невелики.

Укладку линии нулевых работ на карте рекомендуется начинать с участков напряженного хода и вести ее к участкам вольного хода, где трассирование обычно не вызывает особых затруднений.

После спрямления линии нулевых работ измеряют транспорти­ ром углы поворота трассы и, пользуясь специальным шаблоном (рис. 102) или циркулем и соблюдая нормативные ограничения, назначают радиусы R круговых кривых. Затем по трассе разбивают пикетаж. Он может быть сокращенным — через пять или два пи­ кета — и находят интерполированием по горизонталям отметки всех пикетов и точек перелома рельефа по трассе. По отметкам и пикетажу строят продольный (черный) профиль, а затем, руководствуясь тех­ ническими нормами, проектируют профиль дороги (красный про­ филь) .

При выборе наилучшего варианта трассы руководствуются не только положением линии нулевых работ. При этом, стремясь к мак­ симальной прямолинейности трассы, учитывают также перспектив­ ные размеры перевозок, и в случае, если они значительные, отдают предпочтение вариантам более спрямленных трасс, даже если это требует значительного увеличения объемов работ. При малых раз­ мерах грузовых и пассажирских перевозок предпочтение отдают трассам с минимальными объемами работ.

§ 55. ТРАССИРОВАНИЕ ПО СТЕРЕОМОДЕЛИ МЕСТНОСТИ

Трассирование по стереомодели позволяет получить подробный профиль и план трассы без предварительного составления топогра­ фических планов. Однако, несмотря на ряд преимуществ и примеров успешного примерения метода, он еще находится в стадии становле­ ния и не всегда обеспечивает требуемую точность изысканий.

Трассирование по стереомодели можно вести с использованием приборов дифференцированного’ или универсального метода.

В первом случае сначала по материалам аэрофотосъемочного залета составляют уточненные маршрутные фотосхемы участками по 5—6 снимков, которые изготовляют из приведенных к заданному масштабу снимков и монтируют их через один. Трансформирование снимков выполняют на основе данных аэрорадионивелирования. На смонтированные таким образом фотосхемы наносят точки с из­ вестными отметками, для чего используют материалы аэрорадиони­ велирования и отметки опорных и фиксированных точек трассы, получаемые с карт. Затем приступают к трассированию: при этом рассматривают модель местности под стереоскопом и используют оставшиеся снимки. Трассирование производят так же, как на участ­

186

ках вольного хода при трассировании по карте. Трассу дороги укла­ дывают между фиксированными и опорными пунктами с учетом ситуации, геологических и геоморфологических особенностей мест­ ности; продольные профили по вариантам трассы обычно не соста­ вляют, а объемы земляных работ определяют упрощенно, используя выборочный метод; при этом объемы на каждом километре трассы подсчитывают в зависимости от формы рельефа, по которой трасса проходит.

В сложной, пересеченной местности трассирование по стерео­ модели ведется с использованием топографического стереометра типа СТД-2 на стереопарах, ориентированных по четырем или шести точкам. Полученная стереомодель местности дает возможность после нескольких попыток запроектировать план и профиль дороги с уче­ том имеющихся контурных и высотных препятствий.

При трассировании на универсальных стереофотограмметрических приборах в зависимости от стадии работ используют мультиплексы или приборы типа стереографа, стереопроектора, стереопланиграфа,. оборудованные специальными приспособлениями для определения элементов трассы по стереомодели. Так, для получения модели местности на значительном протяжении и определения положения линии нулевых работ (наклонный разрез) мультиплекс оснащается специальными фильтрами и столиком с наклоняемым экраном. Стереопроектор, снабженный дополнительным координатографом и комплексом электромеханических устройств, позволяет выполнять трассирование по стереомодели полуавтоматически, с получением всех необходимых элементов трассы на планшете или в цифровой форме.

Впоследние годы трассирование по стереомодели используется

всочетании с расчетами по выбору оптимальных трасс на ЭВМ при комплексной автоматизации проектно-изыскательских работ.

§ 56. ПОЛЕВОЕ ТРАССИРОВАНИЕ

Полевое трассирование ведется преимущественно на стадии рабочего проектирования. Задача полевого трассирования — завер­ шающие поиски местных улучшений трассы и окончательная ееукладка и закрепление на местности.

Приемы полевого трассирования меняются в зависимости от со­ става материалов, какими располагает изыскатель к моменту начала работ. Обычно это материалы камерального трассирования по кар­ там или стереомоделям, или результаты камеральной укладки трассы на полосе маршрутной съемки, составленной на основе проложения магистрального хода. Если на предыдущей стадии проек­ тирования названные материалы не были составлены, то производят полевое инструментальное трассирование.

В последнее время основная форма полевого трассирования — использование материалов камерального трассирования. В этом случае перенос трассы с карты на местность производят на основе-

187

данных привязки трассы к имеющимся пунктам геодезической основы или, при отсутствии таковых, к четким устойчивым во вре­ мени контурам местности.

Данные переноса для трассы на местность получают в подгото­ вительный период, предшествующий полевому. Эти данные могут представлять собой полярные или приямоугольные координаты для выноса углов поворота или промежуточных — створных точек трассы от геодезических пунктов плановой основы, или элементы прямой угловой или линейной засечки, отдельные расстояния от контуров местности до точек на трассе. Во всех случаях предпочтение следует отдавать выносу точек трассы от пунктов геодезической основы, как более надежному и точному. Именно по этим соображениям перенос трассы с использованием точек ранее проложенного маги­ стрального хода считается наиболее удобным и целесообразным.

В поле работу начинают с отыскания необходимых геодезических или контурных точек, от которых производят требуемые построения углов, откладывают длины линий, производят вешение; найденные точки фиксируют вехами. Поскольку перенос оси трассы на мест­ ность ведется в основном по графическим данным, то точность такого выноса в первую очередь определяется масштабом использованного плана или фотосхемы и составляет 1 —5 м. Эти ошибки ведут к тому, что запроектированные прямолинейные участки трассы оказываются на местности не прямолинейными. Отмеченное несоответствие устра­ няют небольшими перемещениями найденных точек (вех) вправо или влево по ходу трассы. Отдельные перемещения участков трассы делают с целью улучшения условий ее прохождения, в частности для уменьшения преодолеваемых уклонов рельефа, для обхода обна­ руженных участков с неблагоприятными условиями и т. п. О достиг­ нутом улучшении в положении трассы судят на основе сравнения ранее построенного (камерального) профиля с вновь полученным.

Углы поворота и створные точки окончательно уложенной на местности трассы закрепляют: углы поворота — деревянными или железобетонными столбами, промежуточные точки на прямолиней­

Между закрепленными вершинами углов (ВУ) поворота трассы прокладывают нивелир-теодолитную магистраль, т. е. теодолитный и нивелирный ходы.

Углы поворота по магистрали измеряют с точностью, характе­ ризующейся средней квадратической ошибкой 0,5', для чего исполь­ зуют теодолиты типа Т-30. Каждый угол измеряют одним приемом; между полуприемами лимб теодолита смещают примерно на 90°; это дает возможность надежно контролировать измеряемый угол; более грубый контроль осуществляется с использованием буссоли. Наблюдения направлений ведут на вертикально поставленные вехи.

Длины линий измеряют с точностью, характеризуемой средней

188

квадратической относительной ошибкой 1 : 1000—1 : 3000; при этом используют оптические дальномеры ДН-04, ДНР-06 или сталь­ ные 20или 50-метровые ленты. Длинные линии предварительно провешивают; вехи ставят через 100—200 м; дальномерами длинные линии измеряют по частям. На участках трассы, имеющих наклон более 2°, в непосредственно измеренные длины вводят поправки за наклон. Контроль при измерении линий ведется на основе сравне­ ния непосредственно измеренного расстояния между углами поворота и расстояния, полученного по данным разбивки пикетажа.

Кроме названных элементов работы, при полевом трассировании ведется разбивка пикетажа, главных точек кривых, поперечников; нивелирование точек трассы, съемка полосы, привязка трассы к пунк­ там геодезической основы.

2. Разбивка пикетажа

Разбивка пикетажа обычно ведется при помощи стальной лентыПикеты разбивают через 100 м и закрепляют кольями со сторожками; на сторожках подписывают номера пикетов. Для более детального отображения профиля местности дополнительно фиксируют (сторож­ ками) плюсовые точки (например, пк 35 + 73,0). Плюсовые точки — это характерные перегибы рельефа или контурные точки, которые не совпадают с расположением пикетов.

При разбивке пикетажа на наклонных участках вводят поправки за наклон. Чтобы избежать измерения углов наклона и вычисления поправок (для учета их при разбивке пикетажа), изыскатели часто на наклонных участках ведут разбивку пикетажа, удерживая ленту (рулетку) горизонтально и проектируя отвесом на землю припод­ нятый конец мерного прибора.

Процесс разбивки пикетажа несколько осложняется вблизи углов поворота, где размещаются круговые кривые. Пикетаж дол­ жен разбиваться по кривой, но последнее невозможно, поэтому пикеты, как и ранее, закрепляют на прямых, а уже затем переносят их на кривую.

Кроме пикетов, на закруглениях трассы должны быть обозначены главные точки кривой; начало (нк), середина (ск) и конец (кк).

Для разбивки пикетажа в пределах кривой и обозначения глав­ ных точек приходится производить несложные подготовительные расчеты. Сначала по измеренному значению угла ср поворота трассы и принятому радиусу R из таблиц круговых кривых выбирают элементы кривой: тангенс Т, длину кривой К, биссектрису Б и домер Д. Затем по известному пикетажному значению вершины угла (ВУ) рассчитывают пикетажные наименования главных точек кривой (рис. 103) и, найдя их на местности, закрепляют. При этом начало и конец кривой находят промером лентой от уже закреплен­ ного ближайшего пикета, а середину кривой — отложением расстоя­ ния Б по биссектрисе угла поворота.

189

пикетажное наименовение В У и от нее отмеряют недостающее до бли­

190

при малых (до 5 м) величинах у намечают на глаз, а при больших значениях ординаты направление перпендикуляра задают при по­ мощи эккера или теодолита.

На участках трассы, проходящих по косогору, т. е. когда имеется явно выраженный поперечный уклон рельефа, перпендикулярно оси трассы разбивают поперечники; на кривых поперечники строят нормально к касательной в данной точке. Их разбивают на пикетах и на плюсовых точках. Длины поперечников должны быть несколько

больше размеров предполагаемых в этом месте земляных сооруже­ ний, т. е. земляного полотна, насыпи или выемки, водоотводящих устройств. Практически поперечники разбивают на 10—30 м в каж­ дую сторону от оси трассы.

В процессе разбивки пикетажа ведут пикетажный журнал, в ко­ тором показывают все основные элементы трассы, пункты геодези^ ческой основы, ситуацию, а отчасти и рельеф, в полосе шириной по 100 м с каждой стороны от оси будущей дороги. Все эти данные, необходимые для полноценного проектирования, в последующем помещают в соответствующих графах продольного профиля.

Пикетажный журнал (рис. 105) ведут на листах клетчатой бу­ маги; зарисовку ситуации и других элементов нагрузки ведут

191

в ічасштабе 1 : 2000. Ось трассы на страницах журнала показывают в виде прямой линии, повороты трассы обозначают стрелками с ука­ занием направления и величины угла. Пикеты, главные точки кри­ вых, пересечения с осями существующих линейных сооружений фиксируют при помощи ленты с точностью до 1 см; положение плю­ совых точек, поперечников, мест пересечений временных и постоян­ ных водотоков отмечают с точностью до 1 м; съемку границ сельско­ хозяйственных угодий, по которым проходит трасса, и других эле­ ментов ситуации с нечеткими границами ведут глазомерно, иногда с использованием линейных промеров.

Разбивку пикетажа ведут по той же линии, что и непосред­ ственный промер между вершинами углов при проложении теодо­ литного хода. В этой связи можно осуществлять контроль каждой линии. Для этого непосредственный промер L между соседними вер­ шинами углов сравнивают с разностью пикетажных значений тех же вершин, но добавив к последней домер Д на задней вершине, т. е. находят

М - L - (ПКБУ„+1 - ПКЯ У„) + Д п.

Конечное назначение разбивки пикетажа по трассе — временное закрепление сравнительно густой сети точек на местности, по ко­ торым затем проводят нивелирование для составления продольного и поперечного профилей. Поскольку с момента завершения изысканий до начала строительства проходит довольно большой отрезок вре­ мени, то разбитый ранее и закрепленный кольями пикетаж по про­ шествии одного года или более оказывается практически утрачен­ ным; при подготовке к строительству его приходится полностью восстанавливать, пользуясь знаками крепления углов поворота, отдельными привязками к постоянным предметам местности или пунктам геодезической основы.

В этой связи все чаще и чаще при изысканиях предлагают приме­ нять так называемый беспикетный способ, при применении которого фиксируют на местности не каждый стометровый пикет, а только точки, расположенные на характерных формах рельефа и важных для проектирования элементах ситуации. Такой подход к получе­ нию продольного профиля трассы, особенно в равнинной местности, отчасти сокращает число отмечаемых на местности, а затем и ниве­ лируемых точек и, что особенно важно, позволяет отказаться от традиционного использования стальной ленты и перейти на при­ менение более удобных оптических дальномеров.

192

В итоге проведенных таким образом работ на местности будет определено положение не целых пикетов, а только плюсовых точек. Однако это не снижает качества получаемого профиля и точности подсчета объемов земляных работ по трассе.

3. Нивелирование точек трассы

Для составления продольного и поперечных профилей по трассе и определения отметок постоянных и временных реперов, устана­ вливаемых вдоль трассы, производят техническое нивелирование.

Нивелирование пикетажных точек трассы и реперов рекомен­ дуется вести двумя нивелирами: одним создают высотное обоснова­ ние трассы, поэтому им только передают отметки на связующие точки, на временные и постоянные реперы; вторым нивелиром определяют отметки всех промежуточных точек трассы и поперечников. Если нивелирование обоими нивелирами ведут одновременно, что всегда желательно, то связующие точки в обоих ходах должны быть об­ щими. Это позволяет надежно контролировать превышения на стан­ ции и в ходе.

Нивелирование по ходу обычно ведут методом «из середины», устанавливая равенство плеч глазомерно. Расстояние до связующих точек обычно принимают равным 100—200 м; в пересеченной мест­ ности и в условиях плохой видимости (в знойные дни) это расстоя­ ние сокращают. Поскольку при нивелировании равенство расстоя­ ний до промежуточных точек обычно не соблюдается, а до связующих точек оно выдерживается лишь приближенно, необходимо особое внимание обращать на выполнение основного условия: угол і между осью цилиндрического уровня и визирной осью инструмента не дол­ жен превышать 20".

Если нивелирование по трассе производят одним нивелиром, то превышения между связующими и всеми пикетными точками должны определяться по черным и красным сторонам реек, а при работе с односторонними рейками — при двух горизонтах инстру­ мента.

При передаче высот через широкие реки наблюдения выполняют или по специальной программе, или пользуются уровнем воды, полагая, что урезы воды у противоположных берегов на прямоли­ нейных участках реки имеют одинаковые отметки.

Для нивелирных работ на трассе применяют технические ниве­ лиры типа НТ, НС4, имеющие увеличение трубы порядка 20—25 * и цену деления уровня около 25"; целесообразно отдавать предпочте­ ние нивелирам с самоустанавливающейся линией визирования. Рейки применяются шашечные, трехметровые, двусторонние; в пересе­ ченной местности удобны четырехметровые складные рейки.

Полевой контроль нивелирования выполняют на станции и в ходе между реперами с известными отметками. Расхождения между пре­ вышениями, полученными на станции из наблюдений двумя нивели­ рами или по двум сторонам реек, не должны превышать 7—10 мм.