7.4.Экономические изыскания

Экономические изыскания выполняют с целью получить характеристику хозяйственно-экономического состояния района будущего строительства, экономическое обоснование проекта и составить проект хозяйственного преобразования территории в связи с возведением проектируемого сооружения. Эти изыскания проводят на основании материалов перспективного планирования центральных и местных органов, также используются материалы ведомственного планирования.

Экономические изыскания играют решающую роль при выборе площадки под строительство. При этом исследуются вопросы близости площадки к источникам сырья, наличие существующих транспортных и подземных сетей, местных строительных материалов, материально-технической базы, энергии, воды и т. п.

Экономические изыскания делят на комплексные, проблемные, титульные, внутриобъектные.

Комплексные экономические изыскания выполняют при решении комплекса вопросов, связанных с будущим сооружением.

Проблемные экономические изыскания рассматривают несколько вариантов решения одной и той же хозяйственной задачи и выбор оптимального в экономическом отношении варианта. Комплексные и проблемные изыскания выполняют на стадии технико-экономического обоснования.

Титульные (объектные) экономические изыскания проводятся для определенного объекта с учетом конкретного размещения на местности, их выполняют на стадии технического проекта.

В процессе предварительных технических изысканий возникает несколько вариантов, а окончательное решение принимается на основе сравнения экономических показателей по каждому варианту. Такое сравнение называют внутриобъектными изысканиями.

Для строительства линейных сооружений возникает необходимость в экономическом трассировании, т. е. в выборе трассы на основании сравнения стоимостных показателей нескольких вариантов.

Большое значение имеют экономические изыскания при проектировании городов и рабочих поселков. Наиболее значительны они на стадии разработки генерального проекта планировки.

К экономическим изысканиям относятся расчеты, связанные с определение наиболее выгодного расположения сооружения на местности. Для этого вычисляют прямые затраты, которые складываются из стоимости рабочей силы, стройматериалов, транспорта, электроэнергии и других расходов, а также дополнительные, которые в отдельных случаях могут достигать 50% прямых затрат.

Дополнительные затраты для каждого возводимого сооружения идут на покрытие ущерба, связанного с отчуждением территории при изъятии ее под строительство из того фонда, где она ранее находилась. Самые большие дополнительные затраты возникают при создании водохранилищ.

В экономических изысканиях существенное место отводится оценке экономической эффективности капитальных вложений, для этого сравнивают два варианта будущего сооружения, определяя капитальные и эксплуатационные затраты. Затем подсчитывают экономическую эффективность, она определяется расчетным сроком, в течение которого дополнительные вложения окупаются сбережениями на себестоимости продукции. Наиболее эффективными считают те варианты затрат, срок окупаемости которых не превышает заданный нормативный срок. Сопоставлением расчетного срока окупаемости с нормативным оценивается экономичность вариантов и принимается решение о выборе одного из них.

При проведении изысканий во всех случаях стараются обеспечить минимум затрат.

35Инженерно-геологические изыскания направлены на изучение общих физико-географических (рельеф, климат, гидрографию, гидрологию и др.), геоморфологических (строение рельефа и его формирование), гидрогеологических факторов, геологического строения, геологических процессов и их интенсивности, физико-механических свойств горных пород, влияющих на прочность и устойчивость оснований сооружений.

Для составления геологических карт используют результаты геологической съемки, геофизических и геохимических исследований, результаты изучения образцов горных пород, руд, флоры и фауны, гидрологических и инженерно-геологических наблюдений, опробывания полезных ископаемых, проходки горных выработок и буровых скважин.

Гидрогеологические изыскания заключаются в изучении водно-технических свойств грунтов (влажность, влагоемкость, водоотдача, водопроницаемость), а также свойства подземных вод, скорости и направление их течения, определяют типы (верховодка, собственно грунтовая и межпластовая вода) и глубины залегания грунтовых вод. Режим грунтовых вод характеризуется изменениями во времени уровня, температуры, химического и газового состава.

Полевые гидрогеологические работы заключаются в опытных откачках, нагнетаниях, наливах, определении направления и скорости движения грунтовых вод. К гидрогеологическим работам относят и стационарные наблюдения за режимом грунтовых вод.

Выполняют эти изыскания геологи в тесном взаимодействии с геодезистами.

Инженерно-геологические и гидрогеологические карты составляют на основе топографических карт.

Для составления карт используют результаты геологической съемки, геофизических (электро-, магнито-, сейсмо- и гравиметрическая разведка) и геохимических исследований, результаты изучения образцов горных пород, руд, флоры и фауны, гидрологических и инженерно-геологических наблюдений, опробывания полезных ископаемых, проходки горных выработок и буровых скважин.

Буровые работы выполняют для определения параметров, нужных для подсчета запасов полезных ископаемых; изучения геологических разрезов; дают возможность выявления последовательности залегания пластов, их мощности, состава, плотности, влажности, водоносности, а также отбора образцов пород, проб воды и испытания грунтов.

Привязка обнажений, скважин, шурфов и других выработок производится по имеющимся топографическим картам наиболее крупного масштаба, фотопланами фотосхемам или инструментально к пунктам геодезической сети. Отметки устьев выработок определяют по карте или методом барометрического нивелирования. При поисково-разведочных работах перенос в натуру проекта выработок и их привязка осуществляется по четким контурным точкам на топографических картах и фотопланах или от пунктов геодезической опорной сети (засечками, полярным методом, проложением теодолитных и тахеометричесих ходов). Погрешности привязки определяют масштабом карты. Отметки устьев выработок находят с погрешностью 1-2 м. Перенос в натуру и привязка выработок в плановом положении – с погрешностью не более 1 м, в высотном – 0,3; 0,5; 1 м и более в зависимости от назначения горных выработок. Обычно отметки устьев выработок определяются методами тригонометрического или геометрического нивелирования с погрешностью порядка 0,3 м.

Геодезическое обеспечение электроразведки состоит в разбивке на местности профиля или системы параллельных профилей, закреплении на местности точек наблюдений. Плановая погрешность – 2 мм в масштабе карты, высотная – 2% от глубины залегания опорного горизонта.

К геодезическим работам при магнитной разведке можно отнести маршрутную съемку при поисковых работах, точность измерения расстояний допускается порядка 1:50. В случае обнаружения аномалий ведется площадная съемка, прокладывают систему параллельных маршрутов. Плановая привязка выполняется с точностью 1-2 мм в масштабе карты, высоты не определяются.

Геодезическое обеспечение сейсморазведки состоит в разбивке на местности профилей с закреплением на них точек взрыва и точек расположения сейсмоприемников, также производится определение координат и высот этих точек, составлении вертикальных разрезов по линии профиля. Погрешность в положении профиля по отсчетной карте относительно пунктов плановой геодезической основы не должна превышать 2 мм, а в высотном положении в зависимости от скорости распространения волн от 3 см при v=200 м/с до 1 м при v=5000 м/с.

Геодезические работы при гравиметрической съемке заключаются в определении координат и высот пунктов наблюдений, учете влияния рельефа местности и подготовке топографической основы для составления гравиметрических карт. Для введения поправки за рельеф на площадке вокруг гравиметрического пункта выполняют нивелирование.

Инженерно-гидрологические изыскания. Данный вид изысканий необходим для проектирования гидротехнических сооружений; водоснабжения населенных мест, промышленных предприятий, электростанций; мостовых переходов; переходов через реки трубопроводов и других линейных сооружений; рыбного хозяйства; водного транспорта; защиты территорий от наводнений и подтоплений, а также для создания зон отдыха, для научных целей (исследование водного обмена в водоемах, гидрохимические и гидробиологические исследования).

Основной частью гидрологических изысканий являются гидрометрические работы, которые выполняются на гидрологических постах и станциях.

Геодезическое обеспечение гидрологических изысканий состоит:

– в устройстве водомерных постов и организации наблюдений за уровнями воды реках, озерах и искусственных водоемах;

– в выполнении крупномасштабных съемочных (русловые съемки) и нивелирных работ на территории водомерных постов и гидрометеостанций, на створах плотин и участках переходов через реки;

– в выполнении промерных работ (глубина, направление и скорость течения, координирование точек промеров);

– в определении уклонов рек;

– в определении водосборных площадей, площадей живых сечений и площадей затопления;

– определение расходов воды в реках и объемов водохранилищ;

– изучение наносов твердого стока (речных наносов).

Важной задачей геодезиста является определение проектных отметок моста, высоты плотины и др.

37 Состав геодезических работ

Строительство зданий и сооружений производится по проектам, представляющим собой систему чертежей, расчетов, показателей и текстового материала по обоснованию принятых решений и требований к технологическим процессам.

Запрещается выполнение строительно-монтажных работ без утвержденных проектов организации строительства и проекта производства работ.

Элементы геодезического обеспечения строительно-монтажных работ отражают в разделе «Строительные решения» технических проектов зданий и сооружений или же они включаются в проект производства геодезических работ (ППГР).

В состав геодезических работ, выполняемых непосредственно в период строительства зданий и сооружений, входят следующие виды работ:

– определение проектного положения объекта строительства (зданий и сооружений) на местности;

– создание геодезической разбивочной сети (основы) для строительства;

– геодезические разбивочные и привязочные работы в процессе строительства в соответствии с рабочей документацией;

– геодезический контроль точности геометрических параметров зданий и сооружений в процессе строительства;

– исполнительные геодезические съемки (текущие и окончательные) планового и высотного положения зданий (сооружений) и инженерных коммуникаций;

– геодезические наблюдения за деформациями оснований и конструкций зданий (сооружений);

– специальные стереофотограмметрические съемки по определению

геометрических размеров элементов зданий, сооружений, технологических установок, архитектурных и градостроительных форм;

– геодезические работы при монтаже оборудования, выверке подкрановых путей и проверке планово-высотного положения и вертикальности элементов зданий и сооружений;

– геодезические работы по определению в натуре скрытых подземных сооружений при ремонтных работах и др.;

– составление исполнительной геодезической документации.

Разработке проектов организации и производства геодезических работ предшествует техническое задание на проектирование, которое составляется на основе технико-экономического обоснования.

Исходными данными для разработки проекта объекта строительства является следующая документация:

По трассам линейных сооружений

1. Технический отчет о проведенных инженерно-геодезических изысканиях.

2. Инженерно-топографические планы полосы местности вдоль трасс и площадок для проектирования сооружений по трассе (мостовых переходов, станций и др.) и поселений в масштабах 1:500 –1:2000.

3. Продольные и поперечные профили проектируемых трасс и существующих железных и автомобильных дорог.

4. Акты согласований (по дополнительному требованию заказчика).

Для разработки рабочей документации заказчику для целей реконструкции и технического перевооружения предприятий дополнительно должны быть представлены:

По трассам линейных сооружений

1. План трассы, включая планы топографической съемки на сложных участках, в масштабах 1:500 –1:1000.

2. Абрисы привязок характерных точек трассы к элементам ситуации.

3. Ведомость координат и высот закрепительных знаков трассы.

4. Схемы закрепленной трассы.

45Элементы геодезических разбивочных работ

Вынос в натуру проектных углов и длин линий. Разбивочные работы по существу сводятся к фиксации на местности точек, определяющих проектную геометрию сооружения. Плановое положение этих точек может быть определено с помощью построения на местности проектного угла от исходной стороны и отложения проектного расстояния от исходного пункта.

При построении проектного угла одна точка (вершина угла) и исходное направление обычно бывают заданы. Необходимо на местности отыскать второе направление, которое образовывало бы с исходным проектный угол  (рис. 8.2). В нашем случае ВА – исходное направление, В – вершина проектируемого угла.

Работы ведут в следующем порядке. Установив теодолит в точку В, наводят зрительную трубу на точку А и берут отсчет по лимбу. Далее прибавляют к этому отсчету проектный угол  и, открепив алидаду, устанавливают вычисленный отсчет. Теперь визирная ось зрительной трубы теодолита указывает второе искомое направление. В этом направлении на соответствующем проекту расстоянии фиксируют на местности точку С₁. Аналогичные действия выполняют при другом круге теодолита и отмечают на местности вторую точку С₂. Из положения двух точек берут среднее (точка С, рис. 8.2), принимая угол ABC за проектный.

Стандартные геодезические приборы, изготовленные серийно, по точности предназначены для выполнения измерений, а не построений. В результате точ­ность отложения разбивочных элементов этими приборами оказывается ниже, чем точность из­мерений с использованием этих приборов. Поэтому, если необходимо построить проектный угол с повышенной точностью, то поступают следующим образом.

Построенный в натуре угол измеряют несколькими приемами и определяют его более точное значение ^. Число приемов измерения угла можно определить по приближенной формуле

,

–номинальная для данного теодолита средняя квадратическая погрешность измеренного угла; – требуемая средняя квадратическая погрешность отложения угла.

Например, для того, чтобы отложить угол со средней квадpатической погрешностью 2" теодолитом 2Т5, надо его измерить шестью приемами.

Измерив построенный в натуре угол, вычисляют поправку , которую необходимо ввести для уточнения построенного угла.

Зная проектное расстояние ВС=l, вычисляют линейную поправку СС' =  l. Из геометрии построений) следует, что

,

где  и выражены в секундах.

Далее откладывают от точки С перпендикулярно к линии ВС величину вычисленной поправки и фиксируют точкуС'. Угол ABC' и будет равен проектному углу с заданной точностью. Для контроля угол ABC' измеряют. Если полученное значение отличается от проектного на допускаемую величину, то работу заканчивают. В противном случае требуется дальнейшее уточнение.

Для построения проектной длины линии необходимо от исходной точки отложить в заданном направлении расстояние, горизонтальное проложение которого равно проектному значению. Надо помнить, что в проекте задается именно горизонтальное проложение. Поправки в линию за компарирование, температуру и наклон местности необходимо вводить непосредственно в процессе ее построения. Но это затрудняет работу, особенно при необходимости вынесения линии с высокой точностью. Поэтому часто поступают таким же образом, как и при построении углов, т. е. используют способ редукции.

На местности от исходной точки А сначала откладывают и закрепляют приближенное значение проектного расстояния (точка В' ). Это расстояние с необходимой точностью измеряют компарированными мерными приборами или точными дальномерами, учитывая все поправки.

Вычислив длину закрепленного отрезка, сравнивают его с проектным значением, находят линейную поправку и откладывают ее с соответствующим знаком от конечной точкиВ' отрезка. Затем, для контроля, построенную линию АВ измеряют.

Точность построения проектного расстояния в способе редукции в основном зависит от точности линейных измерений расстояния АВ'. Исходя из требуемой точности определения проектного расстояния, выбирают приборы для измерений [6].

Если проектное расстояние откладывается непосредственно на местности, то поправки за компарирование, температуру и наклон местности вводят со знаками, обратными тем, которые учитывают при измерении линий согласно табл. 8.1.

Например, если при выносе в натуру проектной линии использовался мерный прибор, длина которого при температуре измерения была меньше его номинальной длины. В этом случае отложенная линия будет короче проектной, и, следовательно, поправку надо вводить со знаком «плюс». Если этот прибор использовать для измерения линии, то поправку надо вводить со знаком «минус», так как при измерении укороченным мерным прибором результат получится большим, чем следует. Если же мерный прибор при температуре измерения имеет дли­ну, большую номинальной, то при измерении линии поправка будет иметь знак «плюс», при отложении — «минус».

При измерении линии на наклонной местности поправка за наклон, для приведения ее длины к горизонту, вводится со знаком «минус», так как наклонное расстояние всегда больше горизонталь­ного приложения.

Все размеры в проекте приведены в виде горизонтальных проложений. Поэтому при отложении проектного размера на наклонной местности откладывают расстояние равное горизонтальному проложению плюс поправка за наклон.

В зависимости от требуемой точности для отложения проектных расстояний используют стальные мерные приборы, лазерные рулетки, светодальномеры, электронные тахеометры.

Вынос в натуру проектных отметок, линий и плоскостей заданного проектного уклона. Все отметки, указанные в проекте сооружения, даются от уровня «чистого пола» или какого-либо другого условного уровня. Поэтому предварительно их необходимо перевычислить в систему, в кото­рой даны высоты исходных реперов.

Для выноса в натуру точки с проектной отметкойН_пр устанавли­вают нивелир примерно посредине между репером с известной отметкой H_Рп и выносимой точкой (рис. 8.3). На исходном репере и выносимой точке устанавливают рейки, взяв отсчет a по рейке на исходном репере, определяют горизонт прибора

.

Для контроля желательно аналогичным образом проверить зна­чение Н_ГИ по другому исходному реперу.

Рис. 8.3. Схема выноса в натуру проектной отметки

Чтобы установить точку на проектную отметку Н_ГИ, необходи­мо знать величину отсчета в по рейке на определяемой точке. Можно записать, что

. (8.4)

Вычислив отсчет в, рейку в точке на проектной поверхности поднимают или опускают до тех пор, пока отсчет по среднему штриху зрительной трубы нивелира не будет равен вычисленному. В этот момент пятка рейки будет соответствовать проектной высоте. Ее фиксируют в натуре, забивая колышек, ввинчивая болт или проведя черту на строительной конструкции.

Для контроля, нивелируя обычным способом, определяют фактическую отметку вынесенной точки и сравнивают ее с проектной. В случае недопустимых расхождений работу выполняют заново.

Если необходимо передать проектные отметки точек, лежащих в одной вертикальной плоскости (на стенах, колоннах и т. п.), то поступают следующим образом. На вертикальной плоскости отмечают проекцию среднего штриха сетки, т. е. фиксируют горизонт прибора. Затем, отмеряя вверх или вниз от этой линии соответствующее превышение, отмечают проектную отметку точки.

Для построения в натуре линий проектных уклонов используют нивелиры, теодолиты, а также лазерные приборы. Сначала конечные точки линии АВ (рис. 8.4) устанавливают на проектные отметки. Если дана отметка только одной точки, например А, и проектный уклон i, то отметку другой точки В можно вычислить по формуле

,

где – расстояниеАВ; i – уклон.

На точках А и В устанавливают нивелирные рейки. Затем, наклоняя нивелир двумя подъемными винтами (или элевационным винтом), методом приближений добиваются, чтобы отсчеты по рейкам стали одинаковыми. В этом случае визирная линия зрительной трубы нивелира будет иметь проектный уклон.

Далее устанавливают рейку в створе линии АВ (например, через 5 м), добиваясь, чтобы отсчет по ней был равен отсчету на конечные точки. Пятка рейки будет определять точку линии проектного уклона. Эти точки фиксируют колышками соответствующей высоты.

При использовании теодолита его устанавливают в начальной точке с проектной отметкой и измеряют высоту прибора

На вертикальном круге с учетом места нуля устанавливают отсчет в градусной мере, равный проектному уклону. Линия визирования зрительной трубы теодолита будет фиксировать угол наклона , соответствующий проектному уклону. Затем, отметив на рейке или вехе высоту прибора, выполняют те же операции, что и при использовании нивелира.

С меньшей точностью линию проектного уклона (например точки А, В, С) можно вынести при помощи трех визирок оди­наковой длины

Две визирки задают опорную линию заданного уклона. В эту линию глазомерно вводят третью визирку, основание которой бу­дет фиксировать точку линии проектного уклона.

Для вынесения в натуру проектной плоскости устанавливают на проектные отметки точки А, В, С, D. Действуя подъемными винтами нивелира, добиваются методом приближений, чтобы отсчеты на всех четырех точках были равны между собой, т. е. чтобы линия визирования была параллельна заданной проектной плоскости. При установке на тот же отсчет рейки в любой точке внутри фигуры АВСД пятка ее будет лежать в проектной плоскости.

37

Трассирование. Первоначально варианта трассы намечают по топографической карте или плане, стремятся приблизить трассу к уже имеющимся железным и автомобильным дорогам. При камеральном трассировании точность определения расстояний и координат составляет в среднем 0,5 мм на плане, т.е. зависит от масштаба плана. Погрешность определения высотного положения (отметки) относительно горизонталей зависит от неровностей рельефа и величины углов наклона местности: составит 1/8h при углах наклона до 2° и 1/6h – свыше, где h – высота сечения рельефа.

Для магистральных трубопроводов применяют аэрофотосъемку масштаба 1:10000 – 1:2000, разбивают геодезическое обоснование и выполняют планово-высотную привязку и дешифрирование снимков. Одновременно проводится инженерно–геологическая съемка, с целью выявления заболоченных, засоленных или загрязненных сточными водами участков.По фотопланам масштаба 1:5000 – 1:10000 и по материалам геодезической съемки намечают наиболее выгодную трассу.

На полевом этапе изысканий уточняют положение трассы на местности и закрепляют ее основные точки, выбирают место переходов и площадки станций. Трассу располагают вдоль участков со спокойным рельефом и грунтами, легко поддающимися разработке, учитывают коррозийность грунтов и уровень грунтовых вод.

Лучше всего трубопровод располагать по пологому водоразделу параллельно проезжим дорогам с углами поворота до 30˚.

Для составления рабочих чертежей проводится полевое трассирование с измерением и закреплением углов поворота, разбивкой и нивелированием пикетажа, съемкой пересечений и переходов.

51

При съемке подземных и надземных коммуникаций должны быть выявлены для нанесения на план (согласно БНБ 1.02.01-96):

– по водопроводу: ось трубопровода, углы поворота, вводы в здания, выпуски, центры люков колодцев, водозаборные и питьевые колонки, пожарные гидранты и поливочные краны;

– по канализации: ось коммуникации, безколодезные повороты, центры люков колодцев и камер, выводы из домов, решетки водоприемников, аварийные выпуски.

Известны следующие методы съемки:

1. исполнительная съемка коммуникации до засыпки траншей;

2. шурфование;

3. аэрофотосъемка для магистральных нефте- и газопроводов;

4. индуктивный метод.

Исполнительная съемка уложенной подземной коммуникации производится в незасыпанной траншее, т.е. сразу же после окончания строительства, реконструкции, ремонта. Это метод дает наибольшую точность.

В последнее время для выявления местоположения подземных коммуникаций применяют специальные индуктивные приборы – трубокабелеискатели. Их используют в период эксплуатации, т. е. когда коммуникации скрыты и на поверхности земли существуют лишь смотровые и ре­гулировочные сооружения. Существует много специализированных электронных приборов – трассоискатели, кабелеискатели, искатели трубопроводов и т.д, которые позволяют определить местоположение и глубину заложения подземной коммуникации.

Принцип действия приборов поиска подземных коммуникаций основан на законе электромагнитной индукции и заключается в об­наружении переменного магнитного поля, существующего вокруг токонесущих кабелей, или искусственно создаваемого вокруг оты­скиваемых металлических трубопроводов.

Точность индуктивного метода зависит от разрешающей способности применяемого прибора, установки антенны приемного устройства в за­данное положение, влияния внешних помех. Установлено, что в зоне уверенного прослушивания сигналов средние квадратические погрешности определения положения подземной коммуникации (в см) характеризуются величинами: в плане – m_пл=7,5h, по высоте – m_h =13 h, где h – глубина залегания коммуникации в метрах.

44При съемке подземных и надземных коммуникаций должны быть выявлены для нанесения на план (согласно БНБ 1.02.01-96):

– по водопроводу: ось трубопровода, углы поворота, вводы в здания, выпуски, центры люков колодцев, водозаборные и питьевые колонки, пожарные гидранты и поливочные краны;

– по канализации: ось коммуникации, безколодезные повороты, центры люков колодцев и камер, выводы из домов, решетки водоприемников, аварийные выпуски.

Известны следующие методы съемки:

5. исполнительная съемка коммуникации до засыпки траншей;

6. шурфование;

7. аэрофотосъемка для магистральных нефте- и газопроводов;

8. индуктивный метод.

Исполнительная съемка уложенной подземной коммуникации производится в незасыпанной траншее, т.е. сразу же после окончания строительства, реконструкции, ремонта. Это метод дает наибольшую точность.

В последнее время для выявления местоположения подземных коммуникаций применяют специальные индуктивные приборы – трубокабелеискатели. Их используют в период эксплуатации, т. е. когда коммуникации скрыты и на поверхности земли существуют лишь смотровые и ре­гулировочные сооружения. Существует много специализированных электронных приборов – трассоискатели, кабелеискатели, искатели трубопроводов и т.д, которые позволяют определить местоположение и глубину заложения подземной коммуникации.

Принцип действия приборов поиска подземных коммуникаций основан на законе электромагнитной индукции и заключается в об­наружении переменного магнитного поля, существующего вокруг токонесущих кабелей, или искусственно создаваемого вокруг оты­скиваемых металлических трубопроводов.

Точность индуктивного метода зависит от разрешающей способности применяемого прибора, установки антенны приемного устройства в за­данное положение, влияния внешних помех. Установлено, что в зоне уверенного прослушивания сигналов средние квадратические погрешности определения положения подземной коммуникации (в см) характеризуются величинами: в плане – m_пл=7,5h, по высоте – m_h =13 h, где h – глубина залегания коммуникации в метрах.

38Камеральное трассирование

Состав работ при камеральном трассировании следующий:

1. 1. Проложение трассы по карте.

2. 2. Измерение углов поворота и подбор радиусов кривых

3. Вычисление основных элементов кривых.

4. Вычисление пикетажных значений главных точек кривых и разбивка пикетажа.

5. Составление ведомости углов поворота, прямых и кривых.

3. 6. Составление плана и профилей трассы (продольного и поперечного).

Камеральное трассирование линейных сооружений можно выполнить способом попыток или способом построения линии заданного уклона.

Способ попыток применяется только в равнинной местности и заключается в следующем. Между фиксированными точками намечают по карте кратчайшую трассу и составляют по ней продольный профиль местности. Затем по продольному профилю выявляют участки, в которых целесообразно сдвинуть трассу влево или вправо, чтобы отметки местности ближе подходили к проектным отметкам. Измененные участки вновь трассируют и составляют новый улучшенный профиль.

Способ построения линии заданного уклона предполагает построение на топографической карте линии нулевых работ. Линия строится следующим образом: из начальной точки трассы, придерживаясь заданного направления, раствором циркуля равным заложению засекают ближайшую горизонталь. Из полученной точки засекают соседнюю горизонталь тем же раствором и так далее. При пересечении оврагов или рек вниз к тальвегу не спускаются, а переходят на другую сторону, стараются пересекать препятствия приблизительно перпендикулярно направлению реки или оврагу.

В местах, где расстояние между горизонталями больше принятого заложения, точки выбирают произвольно.

Заложение равно .

Для карты масштаба 1:25000 с высотой сечения рельефа и заданного проектного уклона трассы, получим следующие значения заложений:

- на местности ,

- на карте .

Заложение необходимо для построения линии равных уклонов. Данная линия представляет собой ломаную линию и называют ее линией «нулевых работ», так как именно по этой линии для соблюдения проектного уклона не надо будет делать ни выемок, ни насыпей.

На карте в заданном направлении можно построить несколько вариантов линии «нулевых работ». Она очень извилистая и поэтому производят ее спрямление. После спрямления на углах поворота разбивают круговые, переходные вертикальные кривые, а также пикетаж по трассе.

На топографической карте можно запроектировать несколько вариантов трасс (рис.20), из которых затем выбирают окончательный вариант.

По горизонталям определяют отметки пикетов и характерных точек и составляют продольный профиль трассы. На продольном профиле проектируют проектную «красную» линию, выполняют расчеты уклонов по каждому участку «красной» линии, вычисляют проектные отметки по бровке земляного полотна, расстояния до точек «нулевых работ» и их отметки.

Затем выполняются подсчет объема земляных работ; в тех местах, где получаются большие объемы земляных работ, трассу несколько смещают и перепроектируют данный участок.

Относительная ошибка определения на карте линии заданного уклона подсчитывается по формуле

, (88)

так как , то.

Согласно требованиям инструкции средняя квадратическая ошибка взаимного положения горизонталей на карте , отсюда.

Если , то будет соответствовать заданному уклону в пределах от 0,016 до 0,024.

Автоматизировать трассировочные работы позволяет програмный комплекс CREDO, в котором на основе цифровой модели местности проектируют трассу линейного сооружения; осуществляют поиск оптимального варианта трассы; построение профилей и т.д.

Полевое трассирование

Полевое трассирование производится на окончательной стадии проектирования линейных сооружений и включает в себя следующие виды работ:

1. Вынесение проекта трассы в натуру. Вешение линий.

2. Определение углов поворота

3. Линейные измерения и разбивка пикетажа с ведением пикетажного журнала

4. Разбивка кривых (круговых, переходных, вертикальных)

5. Нивелирование трассы

6. Закрепление трассы

7. Привязка трассы к пунктам геодезической основы

8. Съемочные работы

9. Обработка полевого материала. Составление плана трассы, продольного и поперечных профилей.

Вынесение проекта трассы в натуру. Вешение линий. Проект трассы, разработанный в камеральных условиях, выносится на местность, по данным привязки углов поворота к пунктам геодезической основы или к ближайшим четким контурам местности.

На данном этапе работу начинают с тщательной рекогносцировки местности и выявления вблизи трассы геодезических пунктов или точек четких контуров.

Сначала определяется местоположение соседних углов поворота по данным их привязки, а затем в створе этого направления устанавливается ряд вех и обследуется намеченное направление.

В зависимости от того, как трасса пересекает водотоки, овраги, существующие магистрали и другие препятствия иногда приходится смещать провешенную линию или передвигать углы поворота. Так поступают для того, чтобы более удобно разместить элементы плана и профиля трассы и обеспечить минимальный объем земляных работ.

Окончательное положение углов поворота закрепляют.

Могут возникнуть случаи, когда между углами поворота нет видимости, тогда направление трассы определяется одним из способов:

а) если вблизи трассы имеется исходный геодезический пункт, то трассу задают от направления с вершины угла поворота на этот пункт;

б) в вершине угла поворота определяют азимут направления на хорошо видимый земной предмет (астрономическим способом или гиротеодолитом) и от этого направления задают трассу по ее дирекционному углу.

в) направление трассы может задаваться по магнитному азимуту.

Определение углов поворота. При трассировании измеряют правые по ходу углы одним приемом с точностью 0,5^΄, то есть теодолитом типа Т30.

Угол поворота образуется продолжением предыдущего и нового направлений трассы. В зависимости от положения угла относительно продолжения предыдущего направления трассы различают угол поворота вправо Уг.п.п. (рис. 21,а) и угол поворота влево Уг.п.п. (рис.21,б). Для контроля угловых измерений одновременно определяют по буссоли магнитные азимуты сторон трассы.

Если расстояние между соседними вершинами гораздо больше 500 м, то устанавливаются створные точки, которые разбиваются при вешении линии через 100 метров.

Проверку правильности положения створной точки осуществляют отложением угла 180º при КЛ и КП теодолита.

39

Разбивка круговых кривых и пикетажа. Разбивка круговой кривой заключается в вынесении на местность главных точек кривой: начала, середины и конца кривой (НК, СК, КК).

Основными элементами круговой кривой являются:

1) тангенс Т – это кусочек касательной от вершины угла до начала или до конца кривой;

2) кривая (длина кривой) К – расстояние по кривой от НК до КК через СК;

3) биссектриса Б – кусочек биссектрисы угла от вершины до середины кривой;

4) домер Д – это величина на которую кривая короче, чем два тангенса.

Начало круговой кривой (НК) определяют на местности отложением величины тангенса Т от вершины угла в сторону начала трассы, а при отложении тангенса по направлению трассы получим конец круговой кривой (КК).

При отложении по биссектрисе измеренного угла величины Б получим на местности середину круговой кривой (СК).

Вычисление пикетажных значений главных точек кривых начинают с вычисления пикетажа вершин углов поворота (ПК ВУ):

;и т.д.

Затем вычисляют пикетажные значения начала, середины и конца кривой.

Основные формулы:

ПКНК = ПКВУ – Т

ПКСК = ПКНК + ½ К (90)

ПККК = ПКНК + К

Контрольные формулы:

ПКСК = ПККК – ½ К

ПККК = ПКВУ + Т – Д (91)

Начало кривой на местности можно найти либо путем отложения от ближайшего закрепленного пикета расстояния, вычисленного по пикетажу либо путем отложения от ВУ в обратном направлении величины тангенса Т.

Середину кривой находят на местности, откладывая расстояние равное биссектрисе Б по направлению половины угла хода.

При разбивке на местности конца круговой кривой от вершины угла в сторону продолжения трассы откладывают величину домера Д и считая, что конец домера имеет пикетажное значение вершины угла продолжают дальнейшую разбивку целых пикетов. В этом случае местоположение конца круговой кривой (КК) определяют от ближайшего пикета или отложив от вершины угла по направлению трассы величину тангенса Т.

При разбивке пикетажа мерной лентой должна быть обеспечена предельная относительная ошибка измерений.

- для равнинной местности – 1:1000,

- для горной местности - 1:500 .

Для более полной характеристики местности разбивают поперечные профили в обе стороны от трассы на расстоянии 15 – 30 метров и более.

Поперечные профили разбивают на таком расстоянии друг от друга, чтобы местность между ними имела однообразный уклон. Если уклон более чем 0,2 (200‰) ≈ 11˚, то в этом случае продольные профили разбивают на всех пикетажных и всех плюсовых точках.

Одновременно с разбивкой пикетажа ведется пикетажный журнал (рис. 23) – это тетрадь в клетку. Посередине страницы вертикальной линией показывается ось трассы. На оси, в некотором масштабе (1 клетка – 20 метров), снизу вверх наносят все пикетные и плюсовые точки, вершины углов поворота, поперечные профили, границы препятствий и ситуации приблизительно на 50 м от оси.

В горных районах или населенных пунктах можно вместо пикетажного журнала составлять абрис. В этом случае не вытягивают ось трассы в прямую линию, а изображают ее ломаной. Стараются показать ось трассы в соответствии с расположением на местности, и относительно ее показывают ситуацию.

41Способ прямоугольных координат. В этом способе положение точек 1, 2, 3, …. на кривой через равные промежутки k определяется прямоугольными координатами x₁, y₁ , x₂ , y₂ , …, при этом за ось абсцисс принимают линию тангенса, а за начало координат – начало (НК) и конец кривой (КК).

,

,

где угол .

От начала кривой по тангенсу в сторону вершины угла откладывается соответствующая вычисленная абсцисса х. В конце отложенного расстояния строится угол равный 90˚ и по полученному направлению откладывается ордината y. В данном способе разбивка ведется и от начала и конца кривой к середине, что повышает точность разбивки.

Способ прямоугольных координат применяется при выносе пикетов на кривую, при выполнении съемочных и разбивочных работ.

Достоинство способа заключается в том, что каждая точка кривой определяется независимыми промерами и при переходе от одной определяемой точки к другой погрешности не накапливаются.

Способ углов. В этом способе используется математическое положение, что углы с вершиной в какой-либо точке круговой кривой, образованные касательной и секущей и заключающие одинаковые дуги, равны половине соответствующего угла.

Разбивку кривой осуществляют следующим образом. В начале кривой устанавливают теодолит и от линии тангенса задают угол равный расстояниеb, откладывая вдоль полученного направления длину хорды, равную шагу разбивки (5,10,20 м). Найденную точку закрепляют. От того же направления теодолитом строят второй угол равный . От точкиB откладывают следующую длину хорды b так, чтобы ее конец лежал в коллимационой плоскости теодолита, фиксируя на местности точку С кривой и т.д.

Недостаток способа заключается в том, что каждая последующая точка определяется относительно предыдущей и с возрастанием длины кривой точность детальной разбивки быстро падает.

Способ продолженных хорд. Разбивку кривой этим способом ведут без теодолита. В основу положен способ линейных засечек. По радиусу R и принятой длине хорды находят отрезки d и y, называемые промежуточным и крайним перемещениям. ;

,Положение первой разбивочной точки В можно определить способом прямоугольных координат или с отрезка тангенса AN = b линейной засечкой радиусами-векторами AВ = b и NВ = y. Закрепив точку В, на продолжении створа AВ откладывают длину хорды b и отрезками C'C = d и BC' = b засекают на кривой точку С и т.д.

Точность данного способа не высока, его используют при разбивке коротких кривых. Недостаток способа тот же, что и у предыдущего. Применяется этот способ в стесненных условиях (в насыпи, выемке, в шахте) при невысокой точности разбивки.

Способ хорд (секущих). В этом способе точки кривой разбивают от хорды по прямоугольным координатам. Длину хорды выбирают большой (100 м и более), но с учетом, чтобы максимальная длина ординаты не превышала 2–3 м. В этом случае точность способа высока.

Направление первой хорды задают теодолитом из начальной точки кривой под углом к тангенсу равным . Этот угол можно вычислить или найти по таблицам Митина для радиуса кривой и принятого шага разбивки. В этих же таблицах находят величиныK - x и y для детальной разбивки участка кривой АВ от хорды. ,

Разбиваемые точки получают на местности отложением расстояний х по хорде, а расстояний у по перпендикулярам к хорде.

Абсциссы принимают равными: х₁ = 20 м, х₂ = 40 м и далее 60, 80, 100 м.

Теодолит переносят в точку В и от направления АВ откладывают угол , задавая направление второй хорды, от которой разбивают новый участок кривой.

Наряду со способом прямоугольных координат способ хорд является наиболее точным и применяется в стесненных условиях (в тоннелях, на дамбах и т.д.).

Способ вписанного многоугольника. Точки на кривой через равные промежутки определяются путем последовательного отложения хорды l и угла между соседними хордами β₂.

Местоположение точки 1 на кривой определяютют способом прямоугольных координат или углов. В ней устанавливают теодолит и строят угол равный β₂. Вдоль направления НК–1 откладывают хорду l, определяя на кривой точку 2, в которую переносят теодолит.

Вточке2 производят такие же построения. В данном способе часть точек разбивают от начала кривой, остальные от конца, что позволяет повысить точность. ,

,

где .

Благодаря высокой точности линейных и угловых измерений способ используется разбивки кривых в тоннелестроении, а также для выноса в натуру осей сооружений, имеющих в сечении окружность или многоугольник.

28ВЕРТИКАЛЬНАЯ ПЛАНИРОВКА.

СОСТАВЛЕНИЕ ПЛАНОВ ОРГАНИЗАЦИИ РЕЛЬЕФА И ЗЕМЛЯНЫХ МАСС.

Проектом верт. планировки называеться тех. док. предусматривающий преобразованиерельефа местности для инженерных целнй с учётом эконом., технич., геолог., эстетических факторов.

Проект состоит из двух чертежей: 1. план организации рельефа.

2. план земляных масс.

I. ПЛАН ОРГАНИЗАЦИИ РЕЛЬЕФА

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

1. На топоплане на левом берегу ручья спроектируем автоплощадку 120Х120 м Разбиваем территорию на квадраты со сторонами 10, 20, 40 или 50 м в зависимости от сложности рельефа.

2. Опеределяют фактические высоты вершин квадратов по горизонталям на топоплане М 1:500, 1:1000.

3. Определяем Н центра тяжести. Свойства Н(цт) заключаються в том, что любая плоскость, кроме всртикальной, проведенная черех Н(цт) обеспечивает баланс объема земляных работ в насыпи и выемке.

( Ёh(1) + 2Ёh(2) + 3Ёh(3) + 4Ёh(4) )

H(цт) = H(min) + ------------------------------------

4n

H(min) -- наименьшая высота вершины квадрата. h -- условная отметка n -- чилсо квадратов

4. Запнсывают Н(цт) на топоплане в центре участка. Вычисляют проектные отметки с учётом расстояний и уколнов.

5. Вычисляют рабочие отметки hi как разности между соответствующими проектными и фактическими отметками.

КОНТРОЛЬ: Проводят проектые горизонтали через 0.20 м, выполняя интерполяцию между проектными отметками вершин квадратов. Проектные горизонтали, кратные по высоте 10 метрам, проводят утолщенными линимями и подписывают сверху полностью все остальные - сокращенно.

6. Выполняют "вписывание" проектной площадки в окружающий рельеф местности с помощью откосов.

II. СОСТАВЛЕНИЕ ПЛАНА ЗЕМЛЯНЫХ МАСС.

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Объем земляных масс в пределах каждого квадрата:

V = (( Ёh(раб) ) / 4 ) * S(к) S(к) -- площадь квадрата

Остальные фигуры, обазованные линией нулевых работ, разбивают на треугольники:

V = ( Ёh(p) / 3 ) * S(т) S(т) -- площадь треугольника

При величине рабочих отметок, не превышающей 0.8 м, объем земляных масс

в пределах каждого квадрата можно вычислять по формуле В.И. Стрельчевского.

a^2 * (Ёh(в,н))^2

V(в,н) = -------------------

4 * Ё|h|

Все вычесления ведут в ведомости, где окончательно получают объёмы выемки и насыпи. Далее проверяют баланс земляных работ по формуле.

|V(в)| - |V(н)|

V = ----------------- * 100%

|V(в)| + |V(н)|

Номер | Площадь | h(ср) | ОБЪЁМ, м^2

фигуры | | | Выемка (-) | Насыпь (+)

~~~~~~~~~~~|~~~~~~~~~~|~~~~~~~~|~~~~~~~~~~~~~|~~~~~~~~~~~~~

... | ... | ... | ... | ...

| | | |

Sum Sum Sum

2 Плановые геодезические сети создаются методами триангуляции, полигонометрии и трилатерации.

• При построении геодезической сети методом триангуляции на местности закрепляют ряд точек, которые в своей совокупности образуют систему треугольников. В треугольниках измеряются все углы и некоторые стороны, которые наз базисными.

• Метод полигонометрии заключается в построении на местности ломанных линий, наз полигонометрическими ходами. Эти ходы прокладываются обычно между пунктами триангуляции. В полигонометрических ходах измеряются все углы поворота и длины всех сторон.

• При построении сети методом трилатерации на местности также строится сеть треугольников, в которых при помощи свето- и радиодальномеров измеряются все стороны.