«И. Г. Картавенков, М. Г. Глебко ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОДЕЗИЯ Методические указания для студентов специальностей 1-70 04 02 Теплогазоснабжение, вентиляция и охрана воздушного бассейна, 1-70 04 03 Водоснабжение, водоотведение и ...»

Построение точек 1, 2, 3 и т.д. выполняется так же, как и при выносе пикета на кривую. В этом способе каждая точка выносится (строится) независимо от предыдущих, что исключает накопление погрешностей. Вместе с этим быстрое возрастание от точки к точке длин ординат делает невозможным использование способа прямоугольных координат в стесненных для измерений условиях.

В настоящее время в практике инженерно-геодезических изысканий широко внедряются электронные тахеометры, цифровые нивелиры, спутниковые системы и снимки. Обработка результатов измерений ведется с помощью компьютеров.

Разработаны программы для автоматизированной системы проектирования (САПР) трасс линейных сооружений, генеральных планов на основе ЦММ.

Космические съемки расширяют и углубляют информацию о таких протяжных объектах, как магистральные дороги, трубопроводы, каналы, линии связи и электропередачи, при проектировании объектов на значительных площадях. Перечисленное позволяет сократить сроки и менять технологии инженерно-геодезических изысканий и геодезических работ в строительстве.

Литература: [1, С. 378–389; 2, С. 368– 378; 3, С. 258–265; 4, С. 136– 141; 6, С. 288– 302; 10, С. 22–28 и др.].

Наряду с планом трассы, вторым ее основным элементом является продольный профиль – вертикальный разрез по проектируемой оси (линии) линейного сооружения.

В продольном профиле трассы должен обеспечиваться определенный допустимый уклон. Продольный профиль трассы состоит из линий различных уклонов, сопрягающимися между собой вертикальными кривыми. На некоторых трассах (канализации, электропередач) горизонтальные и вертикальные кривые не проектируют. На самотечных каналах и трубопроводах необходимо выдерживать проектные уклоны при допустимых скоростях течения воды.

К высотным параметрам трассы относятся продольные уклоны, длины элементов в профиле («шаг проектирования») и радиусы вертикальных кривых.

Для одних сооружений (самотечные трубопроводы, каналы) наиболее важно выдержать продольные уклоны, а для других (напорные трубопроводы, линии связи и электропередачи) уклоны местности мало влияют на проект трассы и ее стремятся выбрать наиболее короткой, расположенной в благоприятных условиях.

Радиусы вертикальных кривых в зависимости от вида линейного сооружения и направления кривой (выпуклая, вогнутая) колеблются от 25000 до 100 м.

Для составления продольного профиля и последующего проектирования оси линейного сооружения на завершающем этапе изысканий производят техническое нивелирование.

Нивелир устанавливают посередине между пикетами и связующими точками. После этого производят отсчеты по черной и красной сторонам реек, стоящих на этих точках. Отсчеты последовательно записывают в журнал и выполняют контрольные вычисления на станции. Иногда плюсовые точки, ось и концы поперечника, а также главные точки кривой нивелируют, отсчитывая только по черной стороне задней рейки, перемещенной в перечисленные точки. Отметки таких точек вычисляют через горизонт прибора (инструмента).

Необходимым условием полевого трассирования является связь трассы с реперами государственной сети. В этом случае допустимое значение невязки в превышениях определяется зависимостью fh 50 мм L, где L – длина трассы в километрах.

Невязка вычисляется после выполнения в журнале нивелирования постраничного и общего контроля в разомкнутом или замкнутом ходе (полигоне), в последнем она равна сумме всех средних превышений станций.

Если невязка укладывается в инструктивный допуск, ее устраняют, вводя поправки (v) с обратным знаком невязки в средние превышения. Средние превышения и поправки вычисляют до 1 мм.

После этого с контролем вычисляют и записывают в журнале или ведомости отметки всех пикетов, связующих и плюсовых точек Hn+1 = Hn + + hср(n,n+1) + v. В замкнутом ходе контролем правильности вычисления отметок служит правило «от чего отошли, к тому и пришли».

По данным нивелирного и пикетажного журналов составляют продольный профиль трассы и профили поперечников. Для этого сначала строят профильную сетку, которая в зависимости от типа линейного сооружения имеет различную разграфку.

Пример составления продольного профиля поверхности земли и проектного профиля оси трассы приведен в конце указаний.

Проектные данные используют для вычисления объемов земляных работ и расчета необходимых объемов строительных материалов (песка, щебенки, асфальта, труб).

Литература: [1, С. 203–208 и С. 261–268; 2, С. 127–128 и С. 241–248;

3, С. 265–275; 4, С. 141–143; 6, С. 302–308; 9, С. 490–512; 10, С. 28–33 и др.].

Составной частью генерального плана строительства является проект вертикальной планировки, имеющей целью преобразования естественных форм рельефа и создания необходимых условий для эксплуатации и реконструкции зданий и линейных сооружений.

Основой для проектирования вертикальной планировки служат топографические планы или цифровые модели местности крупных масштабов 1:2000 – 1:200, полученные и составленные по результатам нивелирования стройплощадки или трассы по квадратам, параллельным магистралям (линиям) или магистрали и ее поперечникам, а также полигонам, прокладываемым, как правило, по водоразделам и тальвегам.

Нивелирование поверхности дает возможность увеличить точность съемки равнинного рельефа применением геометрического нивелирования густой сети точек. Этот вид работ находит широкое применение при строительстве аэродромов, площадок атомных электростанций, рисовых чеков, при застройке населенных пунктов, промышленных сооружений и в других случаях.

Полевые работы состоят в построении на местности сети точек и производстве угловых, линейных и высотных измерений для определения их координат (X; Y; Н) в местной (локальной) системе строительного объекта. Параллельно производится съемка контуров местности, методами, рассмотренными в разделах 2 и 3 настоящих указаний.

Чаще всего опорой для производства нивелирования служит сеть основных квадратов, сторона которых может быть 100 или 200 м. Основные квадраты разбивают на заполняющие со сторонами 10 – 20 м. Вершины основных квадратов закрепляют столбами, а заполняющих – кольями. Кроме вершин квадратов, закрепляют также плюсовые точки (перегибы рельефа) на сторонах и внутри квадратов.

Построение сетки квадратов выполняют при помощи электронного тахеометра или теодолита и ленты по двум взаимно перпендикулярным линиям, точка пересечения которых располагается внутри участка. По этим двум линиям разбивают вершины основных квадратов, а в полученных вершинах перпендикулярно к линиям – поперечники. На поперечниках откладывают заданные стороны квадратов. В результате образуется сеть квадратов. Далее строят заполняющие квадраты, закрепляя их вершины.

На небольших площадках часто достаточно построить один основной квадрат или прямоугольник, на сторонах которых строят заполняющие квадраты или прямоугольники с заданными сторонами. Прямые углы строят способом от нуля одним приемом с точностью 0,5, а горизонтальные проложения откладывают с точностью 5 см.

По сторонам основных фигур прокладывают планово-высотные ходы, опирающиеся на пункты геодезических сетей. В результате обработки измерений в таких ходах получают координаты вершин основных квадратов, которые являются исходными данными для определения вершин заполняющих фигур.

Фигуры со сторонами 100 – 200 м нивелируют каждую в отдельности примерно из середины и производят отсчеты по рейкам, установленным в их вершинах, и на плюсовых точках. Отсчеты записывают на схеме (абрисе) сети фигур, как и результаты съемки ситуации.

Каждая смежная сторона квадрата или прямоугольника нивелируется дважды, а поэтому контроль отсчетов можно выполнить, сравнивая разности горизонтов на смежных станциях или через суммы, накрест лежащих отсчетов по смежной стороне. Расхождения в суммах и разностях горизонтов прибора не должны превышать 5 мм, что соответствует требованиям к техническому нивелированию.

После контроля отсчетов вычисляют превышения по сторонам квадратов и их уравнивают по внешнему контуру и створам, опирающимся на внешний контур. Отметки вершин основных квадратов вычисляют так, как это указано ранее (см. тему 4.2.).

Если на небольшом участке местности построена самостоятельная сеть со сторонами 10 – 20 м, то предварительно на одну из вершин основной фигуры передается отметка с пунктов высотного обоснования. Отметки вершин заполняющих фигур вычисляют через горизонт прибора, так как в этом случае нивелирование выполняют с одной станции.

С целью построения топографического плана на бумагу в заданном масштабе наносят сеть квадратов или прямоугольников, против вершин которых выписывают отметки, округленные до сотых долей метра. По данным абриса строят контуры местности, после чего методом интерполирования проводят горизонтали. План оформляется в цветах в соответствии с действующими условными знаками. Горизонтали показываются коричневым цветом и каждая кратная 1 м сечения рельефа (утолщенная) подписывается (например, 131).

Топографический план служит основой проектирования плоской (горизонтальной) или наклонной поверхности искусственного рельефа (плана организации рельефа) и расчета (объемов) перемещаемых земляных масс (картограмма земляных работ).

С целью графического изображения картограммы на бумагу в заданном масштабе наносят сеть квадратов, против вершин которых записывают отметки (отметки земли) с топографического плана.

Если рельеф участка должен быть спланирован горизонтальной площадкой (плоскостью) под условие нулевого баланса земляных работ, проектная (красная) отметка такой площадки вычисляется с округлением до сотых долей метра по формуле:

где п – число квадратов;

[Н1] – сумма отметок вершин, входящих в один квадрат;

[H2],[H3],[H4] – соответственно суммы отметок вершин, общих для двух, трех и четырех квадратов.

Найденная проектная отметка записывается над каждой отметкой (черной) поверхности земли. Разность этих отметок (hi = Нпр – Нi) называют рабочей отметкой, которую красным цветом записывают под отметкой земли в каждом углу соответствующего квадрата. Если на одной стороне квадрата окажется две рабочие отметки с разными знаками, то это указывает на то, что на этой стороне квадрата находится точка нулевых работ. Положение такой точки на стороне квадрата находится аналитически так же, как и при построении проектного продольного профиля оси трассы. Иногда точки нулевых работ допускается находить путем интерполирования по интуиции (на глаз).

Точки нулевых работ последовательно соединяют отрезками прямых, которые образуют ломаную линию. Ломаная линия (линия нулевых работ, показывается красным цветом) разделит площадку на элементарные фигуры (треугольники, квадраты, трапеции, пятиугольники) в которых грунт будет выниматься или насыпаться. Насыпь отображается желтым, а выемка красным цветом.

Подсчет объемов земляных масс выполняется на картограмме земляных работ для каждой элементарной фигуры в отдельности или в ведомости, что позволяет найти объем земляных масс, как для насыпи (VН), так и для выемки (VВ).

Объем земляных масс насыпи и выемки для полных квадратов вычисляют как для четырехгранного призматоида по формуле:

где hi – рабочие отметки в углах квадрата (м), S – площадь квадрата (м2).

В ряде случаев используются приближенный способ определения объемов призм по формуле Vi = Si·hср, где Si– площадь основания фигуры, а hср – средняя рабочая отметка углов элементарной фигуры, включая и точки нулевых работ, где hj = 0.

Подсчитать значения объемов земляных масс удобнее по специальной компьютерной программе или в ведомости с использованием более строгих формул. Оценкой точности результатов вычислений и проектирования служит относительная погрешность в виде зависимости 100 % (VН – VВ): Vср 5 %.

На практике предпочитают, чтобы объем выемок несколько превышал объем насыпей, так как вывести лишний плодородный грунт легче, чем отыскать и купить резервный грунт для насыпи.

При решении подобных задач в инженерной геодезии пользуются приближенными числами, а поэтому их округляют и в промежуточных вычислениях удерживают не более двух значащих цифр, по сравнению с наименее точными, данным числом. Окончательный результат округляют.

Литература: [1, С. 268–333; 2, гл. 15–17 и 20–22; 3, С. 276–323 и 344– 366; 4, С. 143–178; 6, С. 308–319; 9, С. 278–373 и 534–556; 10, С. 34– и 74–80; 14, С. 8–27].

Разбивочные работы в строительстве являются одним из основных видов инженерно-геодезической деятельности. Выполняют их для определения на местности планового и высотного положения характерных точек, линий и плоскостей строящегося объекта в соответствии с рабочими чертежами проекта.

Для выполнения детальных разбивочных работ создаются и закрепляются опорные плановые и высотные разбивочные сети. Такая разбивочная сеть должна быть связана в плане и по высоте с ближайшими пунктами и реперами государственной или городской геодезической сети.

Работы по построению геодезической разбивочной основы строительной площадки должны выполняться согласно проектной документации, составленной на основе и в масштабе генерального плана и содержащей разбивочные чертежи, каталоги координат и отметок исходных пунктов и проектных координат и отметок, пунктов разбивочной основы, чертежи геодезических знаков, пояснительную записку с обоснованием точности построения разбивочной основы для строительства всего объекта или только отдельной очереди строительства.

Допустимые средние квадратические погрешности измерений (линий, углов, превышений) при создании разбивочной сети регламентированы в ТКП 45-1.03-26-2006, где даны и рекомендации по условиям обеспечения точности линейных измерений соответствующими приборами и приспособлениями.

Непосредственную разбивку сооружений выполняют в три этапа. На первом этапе производят основные разбивочные работы. По данным привязки от пунктов на местности определяют положение главных или основных разбивочных осей и закрепляют их.

На втором этапе, начиная с отрывки котлованов и возведения фундаментов, проводят детальную разбивку сооружений. От закрепленных точек главных и основных осей разбивают продольные и поперечные оси отдельных строительных элементов и частей сооружения, одновременно определяя уровень чистого пола, первого пола. Для вынесения в натуру отметки от уровня чистого пола перевычисляют в абсолютную систему высот.

Детальная разбивка производится точнее, чем разбивка главных и основных осей, потому, что она определяет взаимное расположение элементов сооружений.

Третий этап заключается в разбивке технологических (монтажных) осей оборудования. На этом этапе требуется наибольшая точность.

По завершению каждого этапа строительства сооружения выполняются контрольные измерения, пооперационный контроль строительномонтажных работ и исполнительные съемки.

При строительстве зданий и сооружений выше девяти этажей, а также других технически сложных и крупных объектов, составляется проект производства геодезических работ (ППГР). Его содержание и порядок разработки детально отражены в упомянутом техническом кодексе установившейся практики [14, с. 7–8 и др.].

Нормы и принципы расчета точности разбивочных работ отражаются в пояснительной записке ППГР и будут изложены на лекции, как и вынос в натуру проектных углов, линий, отметок, линий и плоскостей проектного уклона.

Материал в основном изложен в учебной и нормативной, а более обстоятельно – в дополнительной литературе. Трудности самостоятельного изучения обусловлены тем, что студенты пока не имеют необходимых специальных знаний. Поэтому при изучении инженерной геодезии ставится пока узкая задача – уяснить сущность геодезических расчетов, выполняемых при проектировании планово-высотной геодезической основы на строительной площадке и определении исходных данных для производства геодезических разбивочных работ.

Практические навыки выполнения геодезических расчетов при подготовке исходных данных для разбивки сооружений и проектировании планировки студенты приобретают в ходе выполнения индивидуальных заданий.

Изучению методов геодезического обеспечения строительства должно быть уделено большое внимание. Инженерная подготовка территории, вертикальная планировка, разработка котлованов, возведение фундаментов, монтаж технологического оборудования и строительных конструкций, оценка соответствия геометрических параметров сооружения в целом и отдельных его частей проекту требуют постоянного применения геодезических методов.

Современное крупносборное строительство характеризуется многообразием объемно-планировочных и конструктивных решений сооружения, ведется в различных условиях с применением разных технологий. В результате изучения тем должны быть получены твердые знания методов выполнения геодезических работ в процессе строительства объекта независимо от типа. Поэтому при изучении данных тем необходимо сосредоточить внимание на уяснении принципиальной сущности методов геодезических измерений и построений, выполняемых в процессе строительства, и условий, обеспечивающих соответствие геометрических параметров возводимых элементов, конструкций и частей сооружения проектным требованиям.

При этом надо усвоить методику и правила выполнения:

1) линейных измерений при выносе в натуру проектных значений отрезков от разбивочных осей и определении действительных размеров возведенных элементов и габаритов сооружений, расстояний между этими элементами, их соответствия проектам;

2) угловых измерений при выносе в натуру осей сооружения от пунктов разбивочной основы, определении планового положения возведенных частей зданий;

3) высотных измерений при выносе проектных отметок точек от пунктов высотной разбивочной основы и определении отметок возведенных конструкций;

4) вертикальных измерений при передаче точек разбивочных осей на монтажные горизонты, выверке вертикальности высотных сооружений;

5) выверок положения в плане и по высоте колонн, конструкций стен и перекрытий, подкрановых балок, рельсовых путей и др.

Литература: [1, С. 357–373; 2, гл. 19; 3, С. 244–258; 4, С. 175–179;

9, С. 464–478; 10, С. 4–14; 13, С. 29–31].

Рассматриваемая тема является логическим продолжением третьего раздела – топографические съемки и темы 4.1 – трассирование инженерных сооружений линейного типа.

До начала полевых работ по съемке существующих линейных подземных и надземных инженерных коммуникаций должны быть собраны исполнительные чертежи, инженерно-топографические и кадастровые планы, проектные, инвентаризационные и другие материалы о наличии, технических характеристиках и планово-высотном положении названных сооружений.

Рекогносцировка сетей производится для отыскания на местности по внешним признакам местоположения и назначения подземных инженерных коммуникаций.

Съемка подземных коммуникаций выполняется одновременно с топографической съемкой методами и средствами, принятыми для горизонтальной и высотной съемки застроенных территорий с точек планововысотного обоснования.

При съемке магистральных трубопроводов, предназначенных для транспортировки на дальние расстояния нефти, нефтяных продуктов, газа и воды следует помнить, что они состоят из подводящих трубопроводов и установленных на них свеч и задвижек, а также головных и линейных сооружений и промежуточных станций. Трассы магистральных каналов и трубопроводов целесообразно снимать с применением аэрофотоматериалов.

Определение положения подземной коммуникации при помощи приборов поиска, например, ИТ-5 или ТПК-1, может быть выполнено контактным и бесконтактным способами. Контактный способ является наиболее точным. В этом способе генератор в удобном месте подключается непосредственно к искомой коммуникации. На расстоянии 8 – 10 м по направлению, перпендикулярному коммуникации, генератор заземляют. После соответствующей настройки генератора и включения приемного устройства начинают поиск.

Точность индуктивного метода поиска подземных коммуникаций зависит от разрешающей способности применяемого прибора, установки антенны приемного устройства в заданное положение, влияние внешних помех. Средние квадратические погрешности определения положения подземной коммуникации (в см) характеризуется величинами: в плане – mпл = = 7,5h, по высоте – mn = 13h, где h – глубина залегания коммуникации, м.

Средние погрешности в положении на планах скрытых точек подземных сооружений, определенных с помощью приборов поиска, относительно ближайших капитальных зданий и точек съемочного обоснования не должна превышать 0,7 мм в масштабе плана.

При отсутствии приборов поиска, положение скрытых коммуникаций определяют шурфованием. Шурфы располагают перпендикулярно оси коммуникации через 30 – 100 м в зависимости от масштаба съемки (1:500 – 1:5000).

Ширина полосы съемки определяется заказчиком и его техническим заданием на выполнение работ.

Литература: [1, С. 334–356; 2, С. 345–367; 3, С. 324–343; 4, С. 179– 188; 6, С. 317–318; 9, С. 381–404; 10, С. 81–87; 13, С. 32–36; 14, С. 40–45].

Цель изучения темы – получить представление о геодезических методах измерения осадок, смещений и кренов конструкций и сооружений для оценки их состояния, предупреждения разрушающих деформаций. Рекомендуется обратить внимание на эффективность фотограмметрических и сканерных методов измерения деформаций сооружений.

Тема в основном изучается самостоятельно. Принципиальный подход к решению задач, составляющих предмет темы, дается в установочной лекции. Для более подробного изучения темы рекомендуется обратиться к дополнительной литературе, но в первую очередь – нормативно-техническим документам (ГОСТ, СНБ, СНиП, ТКП).

Литература: [1, С. 453– 456; 2, С. 449–458; 3, С. 411–423; 9, С. 761– 767; 14, С. 45–46].

Технику безопасности труда при геодезических разбивочных работах нет необходимости разъяснять, так как студенты 3-го курса заочной формы обучения должны работать по специальности, а, следовательно, и проходить вводный инструктаж и инструктаж на рабочем месте.

Однако, студентам следует обратить внимание на необходимость соблюдения мер предосторожности при работе на строительной площадке с использованием геодезических приборов с лазерным лучом, а также при работе на компьютерах в камеральных условиях.

РАЗДЕЛ 5. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО ТЕХНОЛОГИИ

ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАБОТ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

И ЭКСПЛУАТАЦИИ ЛИНЕЙНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Методы съемки подземных трубопроводов в период эксплуатации, точность съемки. Поиск подземных коммуникаций индукционными приборами.

Геодезические работы при обследовании подводных переходов газопроводов.

Камеральное и полевое трассирование трубопроводов. Система автоматизированного проектирования и выбора трасс. Особенности геодезического проектирования теплотрасс и газопроводов, систем водоснабжения и водоотведения.

Геодезические разбивочные работы при строительстве трубопроводов.

Перенесение в натуру трасс трубопроводов от опорной сети и местных предметов. Закрепление осей подземных коммуникаций и сооружений. Разбивка оси трубопровода в плане и по высоте. Детальная разбивка осей при устройстве траншей и котлованов. Укладка труб по заданному уклону: при помощи постоянных и ходовых визирок, по маякам, по уровню. Применение лазерных приборов при строительстве трубопроводов. Понятие о разбивке надземных трубопроводов, вводах и выводах подземных коммуникаций в здания, монтаж внутренних систем трубопроводов. Понятие об устройстве дюкеров и бестраншейной прокладке трубопроводов. Охрана труда при геодезических работах.

Литература: [1, С. 357–408; 2, С. 248–256; 3, С. 393–411; 4, С. 175– 179; 6, С. 294–311; 9, С. 231–263 и 584–601; 10, С. 3–33 и 61–80; 11, С. 160– 259; 14, С. 27–31 и 36–39].

Рассматриваемая тема призвана обобщить только некоторые особенности строительства и эксплуатации линейных сооружений, которые не в полной мере отражены и усвоены при изучении предыдущих тем.

Подземные трубопроводы подразделяются на напорные и самотечные. Напорные трубопроводы – это тепловые сети, газопровод, нефтепровод и водопровод. Самотечные – промышленная, бытовая и ливневая канализация, дренаж. В городах районного подчинения и иных населенных пунктах распределительная водопроводная сеть чаще всего является самотечной, где движение воды по трубам обеспечивается за счет разности уровней воды в водонапорной башне и места ее потребления.

При съемке подземных и наземных линейных объектов должны быть отражены:

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

– по газопроводу – ось трубопроводов, углы поворотов, места входов в здания, места выходов на поверхность, центры люков колодцев и крышек киверов, газорегуляторные пункты;

– по теплосети – ось трубопроводов, углы поворотов, вводы и выводы в здания, центры люков камер, места выхода на поверхность;

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

В колодцах и камерах подлежат нивелированию:

– в самотечных сетях – дно лотка; в перепадных колодцах, кроме того – высота низа входящей трубы, в колодцах-отстойниках – дно колодца, низ входящей и выходящей трубы;

– в каналах и коллекторах – верх и низ каналов (коллекторов).

При детальном обследовании коммуникаций и их съемке составляются эскизы камер, колодцев и опор. Указываются диаметры труб и их материал.

Самотечные трубопроводы требуют, чтобы погрешности отметок соседних колодцев не превышали 1 см, а в напорных – до 3 см.

При поиске инженерных подземных коммуникаций, их планового положения и глубины заложения, используется индукционный метод с помощью приборов поиска. На застроенных территориях, где в одном направлении проходит несколько коммуникаций, индукционным методом можно определить лишь их полосу прохождения. Здесь определение положения отдельных коммуникаций выполняют в камерах, колодцах, вводах и выводах в здания, а также шурфованием.

Газопроводы, пересекающие водные препятствия, прокладываются в две нитки: основная и резервная. Их следует обследовать не реже двух раз в год. Если будут нарушены технические требования по эксплуатации, то их устраняют. При этом выполняются инженерно-геодезические работы.

По линии, через опознавательные знаки газопроводов, с одного из берегов разбивается пикетаж через реку на другой берег. С целью составления плана в масштабе 1:1000 выполняется топографическая съемка береговых участков с высотой сечения рельефа 0,5 м.

Под водой геодезические работы выполняются с помощью водолазов.

Определение положения промерных точек в створе водотока производится при помощи мерного троса или угловыми засечками двумя теодолитами, а скорость течения – вертушкой. Промер глубин осуществляется ручным лотом или эхолотом. Плановое положение трубы и ее глубина в дне водотока определяется при помощи подводного трассоискателя типа ПТИ–1М.

По материалам выполненных работ строится продольный профиль обеих ниток газопровода. На обнаруженные оголенные участки укладывают мешки со щебнем, с таким расчетом, чтобы верхняя часть трубы была на 0,5 м ниже дна водотока.

После укладки мешков производится послеремонтное обследование подводного газопровода. Протяженность магистральных газопроводов и нефтепроводов в Республике Беларусь соответственно составляет 6,4 и 2,9 тыс. км, а площадь республики – 206,7 тыс. км2 при средней отметке над уровнем Балтийского моря 160 м.

За время эксплуатации трубы подвергаются коррозии, имеются дефекты сварки стыков и механические повреждения подземных прокладок, металлические трубы постепенно истираются. Поэтому требуется постоянная проверка не только внешнего, но и внутреннего их состояния.

Для этой цели в трубу вставляется поршень-дефектоскоп (снаряд), снабженный компьютером, который под давлением жидкости или газа продвигается вдоль трубы. Магниты поршня намагничивают трубу, его датчики воспринимают магнитное поле и передают информацию о дефектных участках в компьютер. На образующей трубы через 2 км установлены маркеры, которые воспринимаются диагностическим устройством и фиксируются компьютером. После прохождения дефектоскопом участка трубопровода информация распечатывается с указанием мест повреждений и расстояний до них от ближайших маркеров.

Так как маркеры установлены рядом с опознавательными знаками, то геодезические работы будут заключаться в определении координат опознавательных знаков, их восстановлению в случае уничтожения, и координат дефектных мест. Такие работы следует выполнять с помощью электронных тахеометров или спутниковых систем позицирования. После создания на территории Республики постоянно действующих станций позицирования кинематический метод спутниковых измерений будет преобладающим в геодезии.

Одним из главных требований, предъявляемых при проектировании и выполнении разбивочных работ подземных трубопроводов, является строгое обеспечение нормативных расстояний между их осями и ближайшими зданиями, сооружениями и подземными сетями, как в плане, так и по высоте, а также в соблюдении минимальных уклонов. Например, минимальные горизонтальные расстояния от оси газопровода до соответствующих осей составляют: водопровода, канализации и теплосети – 1 м; газопровода – 0,5 м.

В это же время минимальные вертикальные расстояния установлены: водопровод, канализация и газопровод – 0,15 м; теплосеть – 0,2 м.

Тепловые сети прокладывают чаще всего под землей в проходных или непроходных каналах (железобетонных коробах). Допускается безканальная прокладка в теплоизоляции для труб диаметром меньше 400 м.

Каналы тепловых сетей заглубляют на 1,5 – 2,0 м ниже поверхности земли.

В сетях через 150 – 200 м устраивают «П»-образные компенсаторы. Независимо от направления движения теплоносителя и способа прокладки для сбора конденсата уклон сетей должен составлять не менее 2 ‰. Без уклона теплотрасса прокладывается по мостам, при пересечении других коммуникаций и в подвалах. При пересечении железных дорог, рек и оврагов прокладка тепловых сетей должна быть надземной.

Водопровод прокладывается ниже глубины сезонного промерзания на 0,3 – 0,5 м с минимальным уклоном 1 ‰. Колодцы проектируют и устраивают через 100 м.

Магистральные и распределительные газопроводы закладываются на глубину не менее 0,8 м от поверхности земли до верха трубы. Допускается укладка двух и более ниток газопроводов в одной траншеи на одном или разных уровнях с минимальным уклоном 2 ‰ для сбора и удаления конденсированной воды.

Сети канализации закладываются ниже глубины сезонного промерзания. В местах присоединения труб к основному коллектору, поворота трассы, изменения диаметров труб и уклонов устраивают колодцы. На прямых участках смотровые колодцы устраивают через 50 – 100 м. Вертикальных и горизонтальных кривых не проектируют.

Проектирование и монтаж самотечных трубопроводов требует выдерживания уклонов, которые должны соответствовать диаметрам труб: 200 мм – 0,005 ‰, 250 – 600 мм – от 0,004 до 0,0016 ‰, 1250 мм и больше – 0,0005 ‰.

В отличие от самотечной канализации, а она проектируется в одну сторону, напорные трубопроводы можно проектировать с разносторонними уклонами, что приведет к сокращению объемов земляных работ.

На переломах проектной линии магистральных трубопроводов необходима вставка вертикальных кривых большого радиуса. Значения элементов вертикальных кривых, а также прямоугольные координаты для их разбивки выбирают из таблиц или вычисляют из зависимостей:

где R – радиус кривой, i1и i2 – уклоны сопрягаемых участков проектной линии.

Разбивку вертикальных кривых выполняют по способу прямоугольных координат, задаваясь значениями абсцисс X и вычисляя ординату по приближенной формуле.

Значения биссектрисы и ординат вводят в виде поправки в проектные отметки профиля со знаком «плюс» – для вогнутых и «минус» – для выпуклых вертикальных кривых.

Для выполнения разбивочных работ осуществляется геодезическая подготовка проекта, которая включает создание разбивочных чертежей, а в необходимых случаях и разработку проекта производства геодезических работ.

Для составления разбивочных чертежей необходимо иметь: генеральный план; рабочие чертежи сооружения в масштабах 1:200 – 1:500;

проект вертикальной планировки; планы и профили коммуникаций; план основной геодезической сети.

Разбивочный чертеж содержит необходимые угловые и линейные величины, которые откладывают на местности при выполнении разбивок.

На чертеж наносят ближайшие пункты геодезической основы, закоординированные точки и углы сооружений в процессе топографических съемок.

На углах поворота трасс указывают координаты, а между колодцами (камерами) – расстояния. Данные для разбивочного чертежа могут быть получены аналитическим, графическим или графоаналитическим способом.

Разбивку поворотных точек трассы и колодцев коммуникаций внутри кварталов производят от красных линий застройки, строительной сетки, углов зданий, центров люков существующих колодцев и коверов. Количество засечек на каждую определяемую точку должно быть не менее трех.

При отсутствии контуров местности прокладывается планововысотный ход, точки которого закрепляются. От этих точек откладывают вычисленные горизонтальные проложения и углы.

На прямолинейных участках трассы промежуточные колодцы определяют по створу, а узловые колодцы определяют на местности (разбивают) через 400 – 500 м.

При разбивке трассы в плане предъявляют больше требований к ее прямолинейности, по сравнению с продольным перемещением.

Детальную разбивку колодцев и переходов магистральных трубопроводов осуществляют в соответствии с проектом, но одновременно с восстановлением и закреплением углов поворота, пикетажа трассы и детальной разбивки кривых. Одновременно выполняют нивелирование и контрольные измерения. Точки крепления выносят за пределы зоны земляных работ, примерно 4 – 8 м в обе стороны от оси трассы.

Траншеи для укладки труб выполняют с вертикальными стенками или откосами. Крутизну откоса характеризуют дробью 1 : m = h : d, где h – глубина траншеи, а d – горизонтальное проложение между нижней и верхней бровками. Во втором случае на местности через каждые 10 м закрепляют не только ось траншеи, но и грани нижней и верхней бровки.

При рытье траншей контроль выемки грунта по высоте осуществляют с помощью визирок. В начале траншеи перпендикулярно ей устанавливают постоянные визирки. Их высота должна быть равной переносной визирке, когда ее верх находится на проектной отметке. Грунт в траншее не добирают на величину 5 – 10 см до проектных отметок. После этого на пикетах, в местах изменения уклонов и устройства колодцев строят лавочную обноску и способом визирок вынимают грунт до проектных отметок.

На обноски переносят тахеометром ось трубопровода, которая закрепляется гвоздями, а между ними натягивается проволока. Ось трубы проецируется на дно траншеи.

Укладка труб по заданному уклону может выполняться с помощью визирок, по маякам, уровню, с помощью нивелира и реек, а также лазерных приборов. Луч лазера позволяет создать на трассе опорную линию заданного направления и уклона, по которой определяют действительную ось траншеи и ее глубину, а также производят монтаж труб.

При переходе трубопроводов через реки, овраги и другие препятствия могут устраиваться дюкеры. Дюкер состоит из входной и выходной камеры на разных берегах и трубопровода, уложенного в траншею, выкопанную в дне препятствия.

При устройстве дюкера на каждом берегу закрепляют ось дюкера и устанавливают реперы. В масштабах 1:500 – 1:2000 составляется план места перехода. При этом определяют отметки уровней воды нивелированием по кольям, установленным на разных створах для определения уклона реки. По каждому створу определяют отметки дна реки. Работы выполняют в полосе 70 – 120 м по обе стороны от оси трубопровода.

Завершив подготовительные работы, по дну препятствия копают траншею глубиной до 1,5 м. Прямолинейность траншеи обеспечивается с помощью лазерного визира или тахеометра. После этого трубопровод опускается в траншею со льда или понтонов, или протягивается в траншеи механической тягой. В последнем случае, для наблюдений за местонахождением трубопровода под водой, к его передней части приваривают визирную цель.

Трубу в траншее закрывают грунтом, бутовым камнем или щебнем в мешках до уровня дна реки. После этого выполняют исполнительную съемку, пользуясь помощью водолазов или аквалангистов.

При пересечении трассой автомобильных и железных дорог, других магистральных трасс, а иногда и зданий производится бестраншейная прокладка трубопроводов. Она может выполняться: проколом (до 50 м), продавливанием в грунт и щитовой проходкой по типу строительства метро.

Контроль планового положения трубопровода в случае прокола производят с помощью светящихся визирных целей.

Разбивка надземных трубопроводов начинается с установки фундаментов под опоры. Центры фундаментов разбивают от геодезической основы, как и колодцы подземных коммуникаций. Возле каждого фундамента строят обноску, куда и выносят продольную и поперечные оси трубопровода. Эти оси используют при сооружении опалубки и установки анкерных болтов.

При строительстве зданий под насосные станции, компрессоры и водонапорные башни, разбивочные работы выполняются известными в инженерной геодезии способами, приборами и принадлежностями.

Говоря об эксплуатации зданий и сооружений, нельзя забывать об их устойчивости, которая может быть нарушена вследствие смещений и деформаций отдельных узлов. Деформация – это изменение формы и размеров тела под воздействием сил. Если здание равномерно опускается, то такое явление не приведет к возникновению трещин и сдвигов в нем, но при этом могут быть деформированы вводы и выходы коммуникаций.

Вопросы и задачи для самостоятельной работы (Разделы 4 – 5) 1. Назовите состав и задачи инженерных изысканий.

2. Назовите требования к методу, масштабу топографической съемки и высоте сечения рельефа в зависимости от назначения и характера рельефа.

3. Назовите состав геодезических работ, выполняемых при изысканиях сооружений линейного типа.

4. Как разбивают пикетаж, выбирают углы поворота и радиусы кривых, плюсовые точки и поперечники?

5. Как определяют элементы круговой кривой и положение главных точек кривой на местности?

6. Рассчитайте пикетажные значения главных точек круговой кривой, если пикетажное значение вершины угла поворота ПК 4 + 20,45, измеренный угол трассы 160°, радиус кривой 150 м.

7. Как вынести пикет на кривую? Приведите формулы и опишите методику полевых работ.

8. Какие точки трассы называют связующими и промежуточными?

Как их нивелируют и вычисляют отметки этих точек?

9. Как вычисляют и используют при разбивке пикетажа горизонтальных и вертикальных кривых величину домера?

10. Для чего и какими методами создают разбивочную основу для строительства?

11. Изобразите на рисунке основные схемы построения плановой разбивочной сети строительной площадки.

12. Как вынести на местность проектную отметку с помощью нивелира, теодолита и электронного тахеометра?

13. Как построить на местности линию и плоскость проектного уклона с помощью нивелира и теодолита?

14. Назовите способы плановой разбивки сооружений и области их преимущественного применения. Изобразите на рисунке разбивочные элементы.

15. Изобразите на рисунке схему полярного способа разбивки сооружений и поясните способы определения разбивочных величин.

16. Изобразите на рисунке схему разбивки сооружений способом прямой угловой засечки и поясните, как определяют разбивочные углы.

17. Изобразите на рисунке схемы разбивки сооружений способами прямоугольных координат и линейной засечки. В каких случаях эффективно использование этих способов, и как строят прямые углы?

18. Какие геодезические расчеты выполняют при проектировании горизонтальной и наклонной площадки под условием соблюдения баланса земляных работ?

19. Для какой цели и на основании каких планово-картографических материалов производят вертикальную планировку территории строительства?

20. Какие геодезические расчеты и работы выполняют при отрывке котлована?

21. Какие геодезические работы выполняют при возведении свайных фундаментов?

22. Как передают отметку на дно глубокого котлована с помощью нивелира?

23. Какими методами строят плановую и высотную основу на монтажном горизонте?

24. В чем сущность способа вертикального проецирования, применяемого для передачи осей по вертикали на монтажный горизонт с помощью прибора вертикального визирования?

25. В чем сущность способа наклонного проецирования, применяемого для передачи осей по вертикали с помощью тахеометра?

26. С какой целью проводят исполнительные съемки, что показывается на исполнительном плане трассы газопровода?

27. С какой целью выполняют геодезические наблюдения за деформациями зданий и сооружений? Чем деформация отличается от равномерной осадки?

28. Как и с какой точностью определяют геодезическими методами осадки зданий и сооружений? Что служит высотной основой для измерения осадок сооружения?

29. Рассчитайте величину осадки сооружения, если при геометрическом нивелировании отсчеты по рейкам, установленным на фундаментальном (глубинном) репере и осадочной марке, получились равными: в первом цикле наблюдения – 2595 и 2444; во втором (через год) цикле – 2803 и 2640.

30. Какие способы и приборы применяют для измерения горизонтальных смещений (сдвигов) элементов конструкций зданий и сооружений?

31. Рассчитайте величину сдвига (смещения) и его направление некоторой точки сооружения, если ее координаты, определенные методом микро-триангуляции, в первом и во втором циклах наблюдений получились: Х1 = 114,110; Y1 = 236,918; Х2 = 114,219; Y2 = 236,994 (м).

32. Как и с какой точностью измеряют геодезическими методами крен зданий и сооружений?

33. Рассчитайте среднюю квадратическую погрешность передачи отметки на дно глубокого котлована с помощью нивелира, рейки и опущенной отвесно в котлован рулетки (погрешностями в отметке строительного репера, поправках за температуру, компарирование и др. пренебречь; средняя квадратическая погрешность отсчета по рейке 3 мм, по рулетке 2 мм).

34. Как выверяют вертикальность колонн в процессе их монтажа?

35. Как контролируют монтаж фундаментных блоков по высоте и в плане?

36. Как контролируют возведение фундаментов под колонны, и что показывается на исполнительной схеме?

37. Как выверяют положение подкрановых балок и рельс по высоте?

38. Рассчитайте среднюю квадратическую погрешность переноса базового знака на перекрытие монтажного горизонта способом вертикального проецирования, если точность фиксации отвесной линии прибором вертикального проецирования 2", а высота монтажного горизонта равна числу (м), составленному из двух последних цифр учебного шифра студента плюс 10 м (погрешностями за центрировку прибора и фиксацию точки на перекрытии пренебречь).

39. Рассчитать среднюю квадратическую погрешность передачи отметки на монтажный горизонт с помощью нивелира, если погрешность отсчета по рейке и рулетке равна 2 мм (погрешностями в отметке исходного строительного репера, поправках за температуру и компарирование реек и рулетки пренебречь).

40. Изобразите на рисунке горизонталями основные формы рельефа.

41. Как на топографическом плане провести линию проектного уклона? Рассчитайте заложение, соответствующее проектному уклону 30 ‰ если масштаб плана 1:1000, а высота сечения рельефа 0,5 м.

42. Достаточна ли точность графического определения проектного расстояния по плану масштаба 1:500, если допустимая погрешность 3 см?

43. Какие геодезические расчеты, и в какой последовательности выполняют при составлении картограммы земляных работ на основе топографического плана участка?

44. Рассчитайте длину наклонного отрезка, откладываемого на местности, если длина горизонтального проложения, определенная из решения обратной геодезической задачи, равна 32,12 м, превышение между точками 2,0 м (поправки за компарирование рулетки и температуру пренебрегаемо малы).

45. Определите отметку точки между горизонталями, если отметка нижележащей горизонтали 110,0 м, вышележащей горизонтали 115,0 м, заложение 2 см, расстояние от точки до нижележащей горизонтали 0,8 см.

46. Определите рабочую отметку точки, лежащей между горизонталями, если ее проектная отметка 112,2 м, а отметки горизонталей ниже- и вышележащей равны, соответственно, 112,0 м и 113,0 м, заложение 1 см, расстояние от точки до нижележащей горизонтали 0,6 см.

47. Определите рабочую отметку точки продольного профиля, лежащей на 1 см выше проектной линии, если вертикальный масштаб профиля 1:200.

48. Как с проекта вертикальной планировки горизонтальной площадки перенести на местность линии нулевых работ?

49. Какие методы планово-высотного обоснования применяют чаще всего для обеспечения строительства подземных коммуникаций?

50. Какие способы применяют при плановой съемке смотровых колодцев канализации? Назовите области преимущественного применения способов.

51. Для вынесения на местность с помощью нивелира линии заданного уклона вычислите отсчет по нивелирной рейке, соответствующий концу линии с уклоном – 8 ‰; длина линии 60 м, отсчет по рейке на начальной точке линии 2252.

52. Рассчитайте по результатам геометрического нивелирования отметку дна котлована, если отметка репера 119.119 м, отсчеты на станции 1:

по рейке, стоящей на репере, – 1212, а по рулетке, опущенной отвесно в котлован нулем вниз, – 4,315 м; отсчеты на станции 2: по рейке на дне котлована – 1238 и по рулетке – 1,030 м.

53. Какие расчеты и работы выполняют, чтобы обозначить на местности проектный контур водохранилища?

54. Опишите методику определения разбивочных элементов и порядок работы при перенесении в натуру проектного положения смотрового колодца способом линейной засечки и прямоугольных координат.

55. Опишите методику определения разбивочных элементов и порядок работы при перенесении в натуру проектного положения трассы трубопровода способом проложения теодолитного хода.

56. Рассчитайте проектную отметку середины выпуклой вертикальной кривой радиуса 500 м, если встречные уклоны напорного трубопровода соответственно равны 0,020 и – 0,040 ‰, а проектная отметка начала кривой составляет 121,21 м.

57. Разработка и содержание проекта производства геодезических работ.

58. Детальные разбивочные работы на исходном и монтажном горизонтах.

59. Исполнительные съемки тепловых трасс и водопроводов.

60. Рассчитать угловую величину крена вытяжной трубы высотой 50 м, если линейная величина крена, найденная способом проецирования, равна 100 мм. В допуске ли величина крена?

ЛИТЕРАТУРА

1. Подшивалов, В.П. Инженерная геодезия: учебник / В.П. Подшивалов, М.С. Нестеренок. – Минск : Вышэйшая школа, 2011. – 463 с.

2. Инженерная геодезия: учебник для вузов / Под ред. Д.Ш. Михелева.– М. :

Академия, 2001. – 464 с.

3. Курс инженерной геодезии: учебник для вузов / Под ред. В.Е. Новака.– М. :

Недра,1989. – 430 с.

4. Нестеренок, М.С. Инженерная геодезия: учебник для вузов / М.С. Нестеренок. – Минск : Вышэйшая школа, 1986. – 186 с.

5. Лабораторный практикум по инженерной геодезии: учеб. пособие для вузов / В.Ф. Лукьянов. – М. : Недра, 1990. –334 с.

6. Хейфец, Б.С. Практикум по инженерной геодезии / Б.С.Хейфец, Б.Б. Данилевич. –2 изд., перераб. и доп. – М. : Недра, 1979. – 332 с.

7. Дегтярев, А.М. Геодезическое обеспечение строительства: учеб.-метод. комплекс / А.М. Дегтярев. – Новополоцк : ПГУ, 2005. – 172 с.

8. Головань, Г.Е. Инженерная геодезия. Общая часть: учеб.-метод. комплекс / Г.Е. Головань, П.Ф. Парадня, В.А. Бондаренко. – Новополоцк : ПГУ, 2011. – 192 с.

9. Справочное руководство по инженерно-геодезическим работам / Под ред.

В.Д. Большакова, Г.П. Левчука. – М. : Недра, 1980. – 781 с.

10. Михайлов, В.И. Геодезия при строительстве трубопроводов и водохозяйственных объектов: метод. пособие / В.И. Михайлов. – Минск : БНТУ, 2006. – 92 с.

11. Пискунов, М.Е. Геодезия при строительстве газовых, водопроводных и канализационных сетей и сооружений / М.Е. Пискунов, В.Н. Крылов. – М. : Стройиздат, 1998. – 271 с.

12. Шерстюков, А.Д. Справочное пособие по геодезическим работам при возведении гидротехнических сооружений / А.Д. Шерстюков, А.И. Балашов. – М. : Недра, 1990. – 312 с.

13. Инженерные изыскания для строительства СНБ 1.02.01–96. – Минск : Минстройархитектуры, 1996. – 114 с.

14. Геодезические работы в строительстве. Правила проведения: ТКП 45-1.03-26, 2006. – Минск : Минстройархитектуры, 2006. – 66 с.

Пример последовательности выполнения задачи по составлению профиля трассы дороги и проектирование На основании журнала технического нивелирования и пикетажного журнала (табл. 2, рис. 2) составить продольный профиль части трассы и поперечный – на пикете 5 плюс 40 (ПК5+40). Причем студенты, фамилии которых начинаются с букв А, Б, …, К, строят продольный профиль и на нем проектируют от ПК0 до ПК5+40. Студенты, фамилии которых начинаются с букв Л, М, …, Я, строят продольный профиль и на нем проектируют от ПК5 до ПК10. Те и другие полностью обрабатывают журнал нивелирования и пикетажный журнал.

Отметку исходного репера (п.п. 2319) следует принять условно: количество сотен метров равно единице, а количество десятков и единиц метров составляют две последние цифры шифра студента. В дробной части отметки (мм), что и в целой части. Для варианта 13 это запишется 113,113м.

Величину первого (правого) и второго (левого) углов поворота трассы студент получает индивидуально: к 2059 (для всех) прибавляется столько градусов, сколько букв в фамилии; второй угол равен 3001 минус число букв в имени.

Дата Время_ Погода ПК0-…ПК9-…ПК Направление (дирекционный угол или румб) трассы от ПК0 до начала кривой (угла поворота № 1) принять равным направлению линии 1-2 из ведомости вычисления координат (см. задание2).

Задание 3 состоит из четырех частей:

заполнение недостающими цифрами измеренных величин и вычисления отметок в журнале нивелирования, а в пикетажном журнале – элементов круговых кривых;

построение продольного (1:2000) и поперечного профилей (1:200) на миллиметровой бумаге;

проектирование по продольному профилю. В этой части задания следует запроектировать 2 – 4 линии разных уклонов (по усмотрению студента) с таким расчетом, чтобы объемы насыпей и выемок были примерно равными;

оформление профилей и задания в целом.

При заполнении колонок 3 и 4 и вычислении превышений в колонках 6 и 7 журнала, следует помнить, что это техническое нивелирование, а поэтому пятки реек и вычисленные дважды превышения будут расходиться на одно и то же число, но не более как на 5 мм.

Средние превышения и поправки в них следует вычислять до целых миллиметров.

Правильность арифметических вычислений в колонках 3 – 4 и 6 – производится с помощью постраничного контроля. При этом в колонках 3 – 4 суммируются по каждой странице отсчеты по рейкам без учета пяток реек (здесь числа 4681 – 4686).

Невязка вычисляется как сумма средних превышений в колонках 8 – 9, а правильность ее вычисления осуществляется общим контролем по замкнутому ходу (полигону) ПК0 – ПК1 – ПК2 –…– ПК9 – ПК10(ПК0) в конце журнала, без учета цифры на первой станции (103), а поэтому в это превышение поправка не вводится.

В примере невязка не должна превысить 50 мм, так как длина хода (L) один километр.

Невязка ликвидируется путем введения поправок в средние превышения. Поправка имеет знак, противоположный знаку невязки, и записывается над средним превышением. Сумма введенных поправок равна невязке, но с обратным знаком.

Выполнив и проконтролировав все предыдущие действия, вычисляют отметку нулевого пикета. Отметка ПК0 равна отметке исходного репера 2319 плюс превышение на первой станции. Для варианта 13 это будет 113,113 – 0,103 = 113,010 (Н – ПК0).

Прибавляя к этой отметке средние превышения, исправленные поправками (с учетом знаков плюс или минус), получают отметки всех пикетов, связующих и плюсовых точек. Таким образом на станции 16 получим отметку ПК10(ПК0) 113,010м.

Отметки промежуточных точек и точек поперечника на ПК5+40 вычисляют через горизонт инструмента (прибора) (см. табл. 2).

Составление продольного профиля трассы дороги. Продольный профиль строят по данным пикетажного и нивелирного журналов на листе миллиметровой бумаги размером 30 40 см. Сначала профиль составляют карандашом тонкими линиями, затем оформляют тушью. На рисунке приведен образец части профиля, составленного по одному из вариантов.

Профиль составляют в такой последовательности:

1. В нижней левой части листа сначала вычерчивают профильную сетку.

Верхняя линия профильной сетки называется линией условного горизонта. Ее следует вычертить выше нижнего края листа (на 12 – 13 см) на утолщенной (сантиметровой) горизонтальной линии миллиметровой бумаги; начало линии условного горизонта А располагают на одной из утолщенных вертикальных линий миллиметровки в 10 см от левого края листа. Отступив от точки А влево на 5 мм, вычерчивают и заполняют профильную сетку – систему горизонтальных граф, размеры и названия которых приведены на рисунке 3.

2. По данным пикетажного и нивелирного журналов заполняют графу «Расстояния», откладывая в ней горизонтальные расстояния в масштабе 1:2000.

Плановое положение всех пикетов и плюсовых точек фиксируют в этой графе вертикальными отрезками (перегородками). Вертикальные отрезки, обозначающие пикеты, в масштабе 1:2000 проводятся через каждые 5 см. Они и должны совпадать с утолщенными вертикальными линиями миллиметровки. Под нижней линией графы расстояний, называемой линией пикетажа, подписывают номера пикетов. Пикетажные плюсовые точки обозначают тоже вертикальными отрезками соответственно их расстоянию от предыдущего пикета. Между вертикальными отрезками в графе 5 записывают горизонтальные расстояния между каждыми двумя соседними точками профиля (см. отрезок ПК1 – ПК2 на рис. 3).

Если между соседними пикетами плюсовых точек нет, то расстояние 100 м в графе расстояний не записывают.

3. В графу «Отметки поверхности земли» профиля записывают из графы 11 нивелирного журнала высоты пронивелированных точек с округлением до 0,01 м.

4. По фактическим высотам поверхности земли строят профиль трассы в вертикальном масштабе 1:200 выше линии условного горизонта, который выбирают в зависимости от фактических высот. Линия условного горизонта должна быть кратной 10 м и притом такой, чтобы самая низкая точка профиля была выше линии условного горизонта не менее, чем на 4 см.

Эту высоту записывают левее начальной точки А линии условного горизонта. Выше следует нанести вертикальную масштабную линию, подписав на ней высоты через 2 м, начиная от высоты условного горизонта.

Все пронивелированные точки отмечают на перпендикулярах к линии условного горизонта по их высотам, пользуясь разметкой высот на вертикальной масштабной линии. Нанесенные точки соединяют прямыми отрезками и получают профиль земли.

5. Графы 1 и 6 заполняют по данным пикетажного журнала. В графе 1, посредине ее, проводят ось дороги, условно развернутую в прямую линию, и в масштабе 1:2000 строят план притрассовой полосы местности.

Вместе с изображением условных знаков угодий помещают поясняющие надписи: «луг», «выгон», «пашня», и т.п. Короткими стрелками показывают направления основных скатов местности.

Рис. 3. Образец оформления продольного профиля В графе 6 ниже линии пикетажа на расстоянии 20 мм от нее проводят красным цветом условную ось дороги в плане. Рассчитанные для обеих кривых, пикетажные значения НК и КК в масштабе 1:2000 отмечают точками на линии пикетажа, опускают от них перпендикуляр на проведенную ось дороги. Вдоль перпендикуляров записывают расстояния от начала и конца кривой до ближайших заднего и переднего пикетов.

Кривые условно обозначают скобами, обращенными при поворотах трассы вправо – выпуклостью вверх, а при поворотах ее влево – выпуклостью вниз; скобы делают высотой (глубиной) 5 мм. Под каждой кривой записывают значения ее элементов:, R, K, T, Б, Д. Над серединой каждого прямого участка трассы выписывают его длину, а под ним – дирекционный угол или румб.

Для нанесения километрового указателя на ПК0 от линии пикетажа опускают вниз перпендикуляр длиной 35 мм, нижние 5 мм из которых будут служить диаметром окружности (правую половину ее при оформлении профиля заливают тушью).

6. Примерно в 1,5 см над линией профиля показывают положение реперов.

Для этого проводят вертикальные отрезки длиной около 2 см, вдоль которых, слева и справа, записывают прямоугольные координаты репера относительно трассы.

Над горизонтальной чертой сверху указывают номер репера и его отметку.

7. Заглавную и другие надписи на профиле выполняют в соответствии с образцом (см. рис. 3).

Построение поперечного профиля трассы. Поперечный профиль располагают правее продольного. Горизонтальный и вертикальный его масштабы, принимают одинаковыми (1:200).

1. Для поперечного профиля вычерчивают и заполняют только две графы: «Высоты поверхности земли» и «Расстояния».

Обозначение точек поперечника, например ПК2–П+20, ПК2–Л+ соответствует их положению вправо 20 м и влево 14 м от ПК2. Их соответственно отмечают в графе 5 расстояний, а обозначения подписывают под нижней линией графы расстояний. Расстояния между соседними точками поперечного профиля записывают в графе расстояний.

2. По отметкам поверхности земли строится линия поперечного профиля. Отметка его линии условного горизонта может быть взята та же, что и на продольном профиле.

3. Над поперечным профилем подписывают его название «Поперечный профиль на ПК2»; под чертежом указывают масштабы его построения и фамилию автора.

Построение проектного профиля дороги:

1. Проектный профиль дороги наносят в соответствии с заданием. Все сопутствующие расчеты можно, но не обязательно показать в тетради контрольной.

2. В графе 3 уклонов обозначают точки перелома (изменений уклона) проектной линии вертикальными отрезками, а диагональю слева направо – направление уклона между точками перелома.

Для горизонтальных отрезков трассы посередине графы проводят горизонтальную черту. Под диагональю или горизонтальной чертой указывают длину проектного участка линии в метрах.

3. Вычисляют проектные высоты точек ПК0, ПК1+80, ПК4 и ПК5, в которых запроектированы переломы проектной линии. В начале трассы на ПК0, на котором запроектирована насыпь высотой 0,50 м, записывают проектную высоту, равную фактической высоте поверхности на ПК0 плюс 0,50 м. Проектные высоты остальных точек вычисляют по формуле:

где Hn – определяемая проектная высота;

Hn-1 – известная проектная высота предыдущей точки;

i – проектный уклон;

d – горизонтальное расстояние от предыдущей точки до определяемой.

Вычисленные проектные высоты округляют до сотых долей метра и записывают в графу 2 проектных высот.

4. По вычисленным проектным высотам точек переломов проектную линию наносят на профиль красным цветом.

5. Проектные высоты промежуточных точек каждого участка проектной линии последовательно вычисляют по формуле:

т.е. проектная высота следующей точки равна проектной высоте предыдущей точки плюс (минус) превышение idj, = hj, равное произведению проектного уклона на расстояние между предыдущей и следующей точками.

Контроль вычислений: проектная высота конечной точки данной проектной линии должна совпасть с ранее вычисленной ее проектной высотой.

6. Вычисляют высоту поверхности земли в точке ПК1+80, если нивелированием на местности она не определялась. Для этого определяют уклон поверхности земли на отрезке от ПК1+44 до ПК2:

где h – разность фактических высот поверхности земли на ПК2 и в плюсовой точке ПК1+44, между которыми находится ПК1+80;

d – горизонтальное расстояние между этими точками.

По вычисленному уклону от ПК1+44 до ПК1+80 и горизонтальному расстоянию d ' находят превышение h'= id ' и искомую отметку НПК1+80, которую записывают в графе 4 профиля.

7. Для всех пикетных и плюсовых точек, а также основных элементов кривых (НК, СК, КК) профиля вычисляют рабочую отметку (высоту насыпи или глубину выемки) как разность проектной высоты земляного полотна и фактической высоты поверхности земли. Для выемок рабочие отметки записывают под проектной линией (см. рис. 3), для насыпей – над ней. Над точками пересечений линии земли с проектной линией, называемыми точками нулевых работ (или переходными), записывают рабочие отметки.

8. Из точки нулевых работ опускают перпендикуляр на линию условного горизонта и вычисляют горизонтальные расстояния x и y до этой точки от ближайших пикетов или плюсовых точек профиля (рис. 4) по формулам:

где h1 и h2 – рабочие отметки для задней и передней точек профиля, между которыми находится точка нулевых работ;

d – расстояние между этими точками.

Рис. 4. Вычисление расстояний до точки нулевых работ Эти формулы можно принимать для расчетов положения линии нулевых работ картограммы земляных работ, выполняя задание 3.

Расстояния x и y записывают на профиле над линией условного горизонта слева и справа от ординаты точки нулевых работ.

Высоту Н точки нулевых работ вычисляют по формуле для нахождения проектных высот и, округлив ее до сотых долей метра, записывают в скобках в графе «Проектные высоты оси» или вдоль перпендикуляра, опущенного с точки нулевых работ на линию условного горизонта (ордината).

Оформление профилей. Все надписи и лини на профиле выполняют тушью тонкими линиями. Красной тушью оформляют проектную линию и все рабочие отметки (кроме нулевых), ось дороги в графе 1, все линии и цифры в графе уклонов, разделительную линию между графами 2 и 3, проектные высоты, все линии и надписи в графе 6 (кроме номеров пикетов).

Синей тушью показывают перпендикуляры из точек нулевых работ на линию условного горизонта, рабочие отметки 0,00, высоты точек нулевых работ, горизонтальные расстояния x и y, а также линию пикетажа (нижнюю линию графы 5).

Все остальные линии, надписи и цифры выполняют черной тушью.

Насыпи окрашивают оранжевым цветом, а выемки – желтым.

Вычисление координат точек углов поворота Вычисление координат точек углов поворота строительной площадки является одним из необходимых этапов составления плана строительной площадки. Однако этот этап складывается из уравнивания измеренных горизонтальных углов, вычисления дирекционных углов и приращений координат, уравнивания приращений и вычисления координат.

Первичную обработку результатов линейных и угловых измерений (полевой контроль и оценку их пригодности для последующих вычислений), выполняют непосредственно в полевых журналах. При первичной обработке вычисляют среднее значение из ряда измерений одной и той же величины, определяют допустимость отклонений. Например, в нашем случае (табл. 1) вычисляют сначала значение угла из полуприема.

Журнал измерения горизонтальных углов и линий В журнале значения в скобках – номера отсчетов и вычислений их записи и вычислений.

На основании журнала запишем:

Так как контроль по углам из полуприемов выполнен (разность (допуск) не более 1 ), то вычисляем среднее из них:

Для определения горизонтального проложения d измеренного наклонного расстояния D в нашем примере (колонка 8 табл. 3) сначала вычисляют среднее из двукратно измеренного расстояния:

В нашем примере в линии III-4 значение угла наклона 6°51, следовательно, d = Dср* cos = 147,45* cos6°51 = 147,45*0,99286 = 146,40 м.

Согласно п. 10.1.14 [14, ТКП] и п. 3.5.13 [13, СНБ] поправки за наклон линии вводятся при углах наклона более 1,5°. При меньших значениях углов наклона за горизонтальное проложение принимается среднеарифметическое из двух измеренных расстояний.

Далее из граф 5 и 8 журнала в ведомость (см. табл. 1) выписывают средние значения углов и горизонтальные проложения.

При обработке измерений с использованием микрокалькуляторов записи ведут в ведомости (табл. 2).

Ведомость вычисления координат точек теодолитного хода В графу 1 вписывают названия или номера точек. Вписывают исходные данные: в соответствующие строки графы 3 начальный дирекционный угол, а в графы 7 и 8 – координаты начального пункта (исходные данные в таблице выделены жирным шрифтом). Вписывают результаты измерений: измеренные углы – в графу 2, горизонтальные проложения сторон хода – в графу 4. Далее выполняют уравнивание углов.

Уравнивание углов. Подсчитывают сумму измеренных углов. Теоретически эта сумма в замкнутом теодолитном ходе должна быть равна:

где n число измеренных углов.

Вычисляют фактическую (практическую) сумму измеренных углов Расхождение фактической суммы углов от ее теоретического значения дает угловую невязку хода:

Вычисленную угловую невязку сравнивают с допустимой:

Если угловая невязка по абсолютной величине меньше допустимой, что указывает на доброкачественность угловых измерений и правильность вычислений, то невязку f распределяют поровну во все измеренные углы со знаком, противоположным знаку невязки. Полученные при этом поправки вписывают над измеренными углами в графу 2 (см. табл.2). Невязка редко делится на число углов без остатка. Поэтому поправки округляют, вводя большие в углы с более короткими сторонами. При этом сумма поправок должна равняться невязке с обратным знаком: = f.

Исходными данными в нашем примере являются координаты пункта III (хнач, yнач) и дирекционные углы начального II – III направления (нач).

По уравненным углам вычисляют дирекционные углы. Исходным (начальным) дирекционным углом в рассматриваемом примере служит II-III начального направления линии II-III.

Вычисление дирекционных углов. Дирекционные углы вычисляют, используя начальный дирекционный угол нач и измеренные углы i, исправленные поправками, по формулам:

где индексы i = 1, 2, …, n, соответствуют, номерам углов и сторон.

В нашем случае измерены правые углы и, например, для вычисления дирекционного направления III- Контролем правильности вычислений служит равенство вычисленного и заданного значений конечного дирекционного угла.

Вычисление приращений координат выполняют по дирекционным углам и длинам сторон хода (графы 5 и 6 в табл. 2), используя формулы находят координатные (линейные) невязки В нашем случае хнач = хкон, yнач = yкон и, следовательно, невязки ходит допустимой (обычно, 1 2000), то невязки fx и fy распределяют (см. записи курсивом в графах 5 и 6), в виде поправок к приращениям координат, пропорционально длинам сторон, но со знаками, противоположными знакам невязок:

Например, для вычисления поправки в приращение II-III Суммы поправок должны равняться невязкам с обратным знаком:

Поправки вычисляют до миллиметров, а округляют до сантиметров.

Если из-за выполненных округлений равенства нарушаются, поправки, вычисленные по формулам (6), несколько изменяют, добиваясь соблюдения равенств.

Вычисление координат точек теодолитного хода выполняют по формулам (см. графы 7 и 8):

В нашем случае для вычисления координат пункта III, используя координаты пункта II (924,64 м и 872,48 м) Вычислив координаты точек хода, контролируют правильность вычислений вычисленные в конце ведомости координаты начальной точки хода должны равняться исходным (заданным).

Некоторые особенности имеются при вычислении координат и дирекционных углов в разомкнутых ходах (полигонах).

В заключение заметим, что при аналитических расчетах разбивочных элементов (проектных длин и углов) следует использовать координаты из колонок 7 и 8 таблицы 2, так как в ней измеренные углы и линии уравнены раздельно, и они не будут совпадать с их значениями в колонках 2 и упомянутой таблицы.

Дата Время09.00 Погода облачно Ход теодолитный от II до II Наблюдал Иванов И.И.

II-III= 100 52, Дата _ Согласно п. 10.1.14 [14, ТКП] и п. 3.5.13 [13, СНБ] поправки за наклон линии вводятся при углах наклона более 1,