Инженерно-геодезические изыскания для линейного строительства

При изменениях трасс значительного  протяжения в случае отсутствия карт и планов необходимых масштабов  выполняют аэровизуальное обследование трасс и маршрутную аэрофотосъёмку. На стадии разработки технического проекта  и рабочих чертей осуществляют сложный комплекс работ.

Технический проект. По намеченным вариантам трассы проводят наземную или аэровизуальную рекогносцировку, а при необходимости прокладывают магистральные ходы. Определяют наиболее рациональное положение трассы, представляют обзорную карту масштаба 1:100 000, по каждому варианту – план трассы на карте масштаба 1:25 000 или крупнее и подробный продольный профиль трассы.

Рабочие чертежи. Вынос на местность и закрепление в  натуре трассы, утверждённой в техническом проекте (определяют в натуре положение углов поворота и выполняют трассировочные работы: вешение линий, измерение углов и сторон хода, разбивку пикетажа и поперечников, нивелирование, закрепление трассы, а также крупномасштабную съёмку переходов, пересечений, примыканий, мест со сложным рельефом и т.д.).

К пикетажу привязывают все  геологические выработки, точки  геофизической разведки и гидрометрических измерений.

Полевое трассирование начинают с рекогносцировки, при котором изучают состояние геодезической основы и полосы трассы. Затем переносят камеральный проект в натуру. В первую очередь методом полярных координат, линейных засечек и т. п. определяют и закрепляют на местности углы поворота трассы, используя для этого плановые геодезические сети и твердые контуры, имеющиеся на карте и местности вблизи углов поворота.

Следующий этап – и провешивание прямолинейных участков между углами поворота трассы (вехи устанавливают через 100-150 м) и детальное обследование, в результате которого учитывают все особенности местности, по которой будет проходить дорога, и находят оптимальный вариант трассы.

Следует обратить внимание на долговременное закрепление углов  поворота, чтобы они сохранились  до начала строительства, кроме того, долговременными знаками закрепляют ряд других точек, таких как примыкание к существующим дорогам, места перехода через препятствие и др. На каждую закрепленную точку составляют абрис с указанием ее положения относительно долговременных местных предметов.

Следующий этап – измерение углов поворота трассы и расстояния между их вершинами. Углы поворота трассы Ө, Ө' (рис. 8) — горизонтальные углы между старыми и новыми направлениями трассы. Ө — правый, а Ө'— левый углы поворота, индексом i обозначают номер вершины на рисунке 8, а

Рис. 8. Схема трассы линейного сооружения (о)

и главные точки и элементы кривой (б)

 

Углы β1,β2 измеряют так же, как и в теодолитном ходе, среднеквадратическая ошибка измерения угла не должна превышать 0,5'.

Расстояния между вершинами  трассы измеряют стальной мерной лентой или дальномером с относительной ошибкой 1:2000. Поправки за наклон линии вводят при углах наклона v > 2°. Трассу с измеренными расстояниями и углами и привязанную к пунктам геодезической основы называют магистралью, ее можно рассматривать как теодолитный ход, позволяющий определять дирекционные углы и координаты вершин.

При измерении сторон от начала магистрали откладывают отрезки  длиной 100 м горизонтального проложения, концы отрезков закрепляют пикетами (колышек длиной 15-25 см забивают вровень  с землей, рядом забивают сторожок длиной 40-50 см, выступающий над землей на 15-20 см, на сторожке подписывают номер  пикетной точки, например ПК 15, это соответствует расстоянию 1500 м от начала магистрали).

Кроме пикетных точек на магистрали отмечают характерные точки  рельефа, контуров и вершин углов  поворота трассы, называемые плюсовыми, их положение определяют от ближайших  предыдущих пикетов, например, точка  ПК 15 + 17,0 расположена на расстоянии 17,0 м по магистрали от ПК 15. При Углах наклона v > 2° к отложенному расстоянию D прибавляют поправку

На поворотах трассы между  прямолинейными участками разбивают  сопрягающие кривые, чаще всего дуги окружностей. Радиус закругления зависит категории дороги. Имеется пять категорий автомобильных дорог, радиусы закруглений для которых равны 1000, 600,400, 250,125 м соответственно.

На рис. 8, б дуга окружности ABC с центром в точке 0 и радиусом R вписана в угол поворота трассы. Кривые и прямые касаются в точке A - начале кривой (НК) и в точке С — конце кривой (КК). Биссектриса ОВугля пересекает кривую в точке В — середине кривой (СК). Точки НК, СК, КК называют главными точками круговой кривой. Расстояние от вершины угла до точки касания называют тангенсом (Т), расстояние ABC между точками касания по кривой называют длиной кривой (К) и расстояние от вершины углами середины кривой называют биссектрисой (Б); разность Δ = 2Т - К называют домером (D). Значения Т, К, Б, D называют главными элементами (параметрами) кривой, их значения зависят от радиуса R и угла поворота Ө. На рисунке 8,б

(1)

Пикетажное наименование главных точек кривой вычисляют  по формулам контроль:

ПК(НК) = ПК (ВУ) - Т; (2)

ПК (КК) = ПК (НК) + К;

ПК (СК) = ПК (НК) + К/2

контроль:

ПК (КК) = ПК(ВУ) + Т - Д;

ПК (СК) = ПК(КК) - К/2    

Вычисление пикетажных наименований главных точек кривой выполняет  до сантиметров.

На местности при малых  значениях тангенса для нахождения НК и КК от вершины угла по обе стороны по трассе откладывают тангенс кривой Т. СК находят, отложив от вершины угла по его биссектрисе величину Б. При больших тангенсах НК и КК находят, отложив от ближайших к ним пикетов расстояния, равные разностям пикетажа выносимой в натуру точки и ближайшего пикета. Например, если ПК(НК) = 7 + 24,17, то от ПК7 откладывают по трассе 24,17 м и получают положение НК.

Отложив от ВУ значение Г, получают КК. Зная пикетажное наименование ПК(КК), вычисленное по второй и четвертой формулам (2), положение следующего пикета находят, отложив от КК разность пикетажного наименования следующего пикета и ПК(КК). Например, ПК(КК) = 9 + 37,42 м. ПК10 получают, отложив от КК отрезок d'= 100,00 - 37,42 м = 62,58 м.

Для получения сведений о  рельефе в поперечном трассе направлении  строят поперечные профили длиной 15-30 м. На таких профилях вправо и влево от трассы намечают характерные точки рельефа, а при их отсутствии фиксируют точки через 5-10 м. Поперечные профили должны отражать особенности рельефа в полосе трассы; при углах наклона 10° и больше поперечные профили строят на каждом пикете и плюсовых точках. Все сведения о пикетаже отражают в пикетажном журнале.

На участках со сложными геологическими условиями, в местах перехода через препятствие, на площадках  под строительство придорожных  сооружений и т. п. создают планы в масштабе 1:500, 1:1000.

4. Нивелирование  и съёмочные работы

Нивелирование трассы. По пикетным точкам и поперечникам, а также по установленным вдоль трассы постоянным и временным реперам выполняют техническое нивелирование. По трассе техническое нивелирование проводят, как правило, двумя нивелирами. Первым прибором нивелируют все пикетные и плюсовые точки, геологические выработки, постоянные и временные реперы. Вторым прибором нивелируют только реперы, связующие точки, а также поперечники. Километровые пикеты и реперы обязательно берут как связующие точки, а также поперечники. километровые пикеты и реперы обязательно берут как связующие точки.

Одиночное нивелирование  допускается только на небольших  трассах или её вариантах длиной не более 50 км, когда ход опирается  на реперы или нивелирные точки основной трассы. Такое нивелирование ведут  по двусторонним рейкам.

Съёмочные работы. При полевом  трассировании выполняют топографическую  съёмку отдельных участков и площадок в крупном масштабе (1:500 – 1:2000). Съёмке подлежат переходы через водотоки, горные ущелья и перевалы, места пересечений существующих магистралей, участки со сложным геологическим строением, площадки под станции и различные службы, водосборные бассейны и др.

В равнинной и залесенной местности топографическую съёмку проводят по поперечникам.

Таблица 3. Методы топографических  съёмок по трассе

Метод съёмки	Характер местности	Планово-высотная основа
Нивелирование поперечников	Равнинная и залесенная	Точки трассы, магистральные теодолитные оды и сеть поперечников
Тахеометрическая	Сильно пересечённая открытая и горная	Замкнутые теодолитные ходы и микротриангуляция
Фототеодолитная	Труднодоступные высокие  обрывистые склоны и берега водотоков, прижимы	Магистральный ход, базисные точки и контрольные пункты
Мензульная	Незастроенная открытая со сложной ситуацией	Аналитическая сеть, опирающаяся на трассу
Тахеометрическая и нивелирование	То же, небольшие равнинные площадки	Теодолитные ходы
Теодолитная  сочетании  с мензульной или нивелированием	Застроенная территория	То же

 

 

5. Привязочные  работы

Для вычисления координат  вершин углов поворота и абсолютных отметок точек, а также для контроля работ трассу большого протяжения привязывают в начале, в конце и через определённые промежутки к пунктам триангуляции или полигонометрии и к реперам или маркам нивелирной сети. Точность привязочных работ должна быть не ниже точности проложения трассы.

При удалении геодезических  пунктов от трассы до 3 км привязку следует  производить не реже чем через каждые  25 км трассы, при удалении пунктов 3-10 км – через 50 км.

Если геодезические пункты значительно удалены от трассы или  совсем отсутствуют, то астрономическими методами или с помощью гидротеодолита через некоторые расстояния определяют азимут стороны трассы. Между этими азимутами увязывают углы магистрали с учётом поправки на сближение меридианов, что в значительной мере уменьшает поперечный сдвиг трассы. Азимуты следует определять через 30-35 сторон хода.

Высотную привязку к пунктам  нивелирной сети следует выполнять  не реже чем через 60 км.

6. Отчётные материалы

По окончании полевых  и камеральных работ на стадии технического проекта составляют техническую  документацию, в которую входят пояснительная  записка и приложения к ней (графические  и текстовые).

В пояснительную записку  входят: задание на изыскания, история  вопроса, обоснование изысканий  объекта, сведения о геодезической  и топографической изученности, состав полевого подразделения, инструменты и оборудование, техника безопасности; краткая характеристика природных условий района строительства (общая часть).  Затем в пояснительной записке помещают материалы по трассированию линий: методику и объёмы выполненных полевых и камеральных работ, точность измерений, опорные и промежуточные пункты, общую характеристику и обоснование направления трассы, и вариантов, выбор варианта, выводы и рекомендации; описание и обоснование укладки трассы, пересекаемые водотоки, особенности пересекаемых естественных и искусственных препятствий и участков, сложных для строительства; характеристику строительных площадок.

За материалами по трассированию  линий следуют материалы аэроизысканий: применение аэрометодов, методика и  объёмы выполненных работ; организация  аэроизысканий, технические условия и задание на лётно-съёмочные работы; выполнение аэрозалётов, план-задание на лётно-съёмочные работы; выполнение аэрозалётов планово-высотная основа, привязка опознаков; камеральное и полевое дешифрование, стереофотограмметрические работы, развитие сетей пространственной фототриангуляции, методы уравнивания сетей, создание фотосхем и фотопланов, перечень полученной документации; трассирование по аэрофотоматеиалам, вынос проекта трассы на местность.

Заканчивается пояснительная  записка материалами сдачи на местности предварительной трассы и знаков закрепления представителю заказчика, актами о приёмке и объёмах выполненных работ.

Графические приложения содержат: обзорные карты и ситуационные планы масштабов 1:500 000 – 1:25 000; план трассы и прилегающей полосы с расположением строительных площадок и коммуникаций масштабов 1:25 000 – 1:10 000; то же для горных районов в тех же масштабах; планы подъездных дорог и коммуникаций масштаба 1:5 000 (для ЛЭП не надо); планы отдельных участков масштабов 1:2 000 – 1:500; планы болот и оврагов, пересекаемых трассой, масштаба 1:2000; сводный план бассейнов отдельных водотокв масштаба 1:5000; генеральные планы переходов средних рек масштабов 1:5000 – 1:2000 и детальные планы масштаба 1:1000: то же для больших рек масштабов 1:10000 – 1:5000 и 1:2000; планы вариантов переходов в тех же масштабах; детальные планы участков с трудными условиями рельефа, стеснённых мест  и др. масштабов 1:5000 – 1:1000; планы (эскизы) привязок углов поворота масштаба 1:500; схемы планово-высотной основы и привязок масштаба 1:2000; продольные профили трассы и отдельно вариантов (горизонтальный масштаб 1:10000, вертикальных – 1:1000), то же, с масштабами 1:5000 и 1:500; поперечные профили характерных мест масштабов 1:100 и 1:200.