2. ГЕОДЕЗИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СТРОИТЕЛЬСТВА ПОДЗЕМНЫХ КОММУНИКАЦИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СПУТНИКОВОЙ ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ АППАРАТУРЫ
2.1. Топографо-геодезические работы с применением спутниковой геодезической аппаратуры
GPS измерения обладают множеством преимуществ перед другими методами определения координат точек. Среди достоинств данного способа определения координат выделяются такие как: быстрое получение результатов (иногда даже в режиме реального времени), возможность определения координат в светлое и темное время суток, возможность эксплуатации в сложных метеорологических условиях (во многом зависит от конкретной модели применяемой спутниковой системы), возможность вычислений при большом расстоянии между исходными и определяемыми точками, находящимися вне визуальной досягаемости. Есть и недостатки, связанные с ухудшением качества результатов при работе в зоне высоких помех, рядом с сильными источниками электромагнитного излучения, а так же в условиях значительной ограниченной видимости небесной полусферы [10].
Топографическая съемка производится тахеометрическими методами или с использованием спутниковой аппаратуры ГЛОНАСС/GPS (Navstar). Все работы производятся в условной, местной или государственной системе координат. Топографо-геодезические работы выполняются в масштабах 1:200, 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000 или 1:10000.
2.2. Проектирование съёмки, выполняемой посредством спутниковых определений
Работы по съёмке ситуации и рельефа с применением спутниковой технологии проектируют для тех случаев топографо-геодезической практики, когда проведение таких работ с использованием данной технологии выгодно и технико-экономически обосновано. Обычно съёмка ситуации и рельефа с применением спутниковой технологии используется для достаточно открытых территорий в широком спектре характера рельефа, возможно, при наличии невысоких построек.
Вопрос о технической возможности наблюдений спутников для съёмки ситуации и рельефа конкретного объекта решают путём изучения объекта по карте до начала проектных работ. В процессе этой работы на объекте выявляют имеющиеся на местности естественные и искусственно созданные объекты, препятствующие прохождению радиосигналов от спутников, и при этом устанавливают техническую возможность ведения спутниковых наблюдений.
В процессе проектировочных работ необходимо выполнить общие требования по проектированию, в соответствии с рядом нижеследующих требований, относящихся к применению спутниковой аппаратуры для создания съемочного обоснования:
- Определить тип и эксплуатационные характеристики спутниковой аппаратуры, которую надлежит использовать для производства работ;
- В соответствии с заданным масштабом съёмки и высотой сечения рельефа выбрать метод спутниковых определений для выполнения привязки (т.е. получения данных, необходимых для приведения результатов съёмки в систему координат и высот пунктов геодезической основы), и выбрать метод этой привязки;
- Указать метод спутниковых определений для производства съёмки ситуации и рельефа;
- Выбрать по материалам топографо-геодезической изученности объекта работ пункты геодезической основы для привязки;
- Подготовить рабочую программу полевых работ по привязке к пунктам геодезической основы;
- Подготовить рабочую программу полевых работ по съёмке ситуации и рельефа объекта;
- Уточнить рабочие программы полевых работ;
- Запланировать проверку готовности аппаратуры и исполнителей к проведению работ на объекте;
- Запланировать проведение вычислительной обработки результатов наблюдений спутников.
Методы спутниковых определений по дальности и точности обеспечивают возможность проведения съёмочных работ непосредственно на основе государственной геодезической и нивелирной сети. Поэтому проведение съёмочных работ этими методами исключает необходимость создания и использования геодезических сетей сгущения, съёмочного обоснования и его сгущения, за исключением случаев, когда при съёмке ситуации и рельефа использование в качестве точек установки базовой станции пунктов государственной геодезической и нивелирной сети по причинам организационного характера нецелесообразно.
Геодезическая основа, используемая в качестве опоры для проведения съёмки ситуации и рельефа, должна удовлетворять требованиям по беспрепятственному и помехоустойчивому прохождению радиосигналов.
В качестве исходных пунктов для привязки следует использовать все пункты геодезической основы, находящиеся в пределах объекта, и ближайшие к объекту за его пределами, но не менее 4 пунктов с известными плановыми координатами и не менее 5 пунктам с известными высотами.
При проектировании съемочного обоснования для съёмки конкретного объекта в требуемом масштабе с заданной высотой сечения рельефа необходимо выбрать метод спутниковых определений — статический, быстрый статический или метод реоккупации.
На данной территории будет проводиться съемка в масштабе 1:5000, поэтому используется рекомендация по применению методов развития съёмочного обоснования и методов спутниковых определений для различных масштабов съёмки и высот сечения рельефа.
| Масштаб съёмки; высота сечения рельефа | Плановое обоснование | Планово-высотное или высотное обоснование | ||
| Метод развития съёмочного обоснования с использованием спутниковой технологии | Метод спутниковых определений | Метод развития съёмочного обоснования с использованием спутниковой технологии | Метод спутниковых определений | |
| 1:5000; 1 м | определение висячих пунктов | быстрый статический или реоккупация | построение сети | быстрый статический или реоккупация |
Рабочая программа полевых работ по развитию съёмочного обоснования с применением спутниковой технологии должна в своей основе представлять перечень сеансов, каждый из которых включает приёмы, выполняемые на пунктах объекта работ. Рабочая программа полевых работ должна включать следующие данные:
— Название объекта работ.
— Вид развиваемого съёмочного обоснования (плановое, высотное или планово-высотное).
— Масштаб и высоты сечения рельефа проектируемых съёмочных работ.
— Перечень используемой аппаратуры и программного обеспечения.
— Применяемые методы спутниковых определений.
— Значения продолжительности приёма для планируемых к применению методов спутниковых определений и различного числа наблюдаемых спутников.
— Значения интервала регистрации данных наблюдений спутников для планируемых к применению методов спутниковых определений.
— Указания по порядку ведения полевых работ на объекте методами спутниковых определений, включающие:
1) номера сеансов;
2) номера приёмников, используемых на тех или иных пунктах геодезической основы или съёмочного обоснования для выполнения приёма, с указанием названий этих пунктов и пометкой номеров приёмников, принимаемых в сеансах в качестве базовых станций;
3) методы спутниковых определений, применяемые для выполнения тех или иных сеансов.
Если на объекте планируют использование более 2-х приёмников, и проектируют ведение работ сеансами, включающими наблюдения на 3-х и более пунктах, то при составлении программы полевых работ необходимо намечать для каждого сеанса в качестве независимо определяемых линий такие линии, ломаная из соединения которых не пересекает сама себя в точках соединения линий и не замыкается.
В качестве примера на рис. 1 показана схема, иллюстрирующая проект независимого определения 3-х линий из сеанса, выполняемого на 4-х пунктах. Для независимого определения линий 1-3, 1-4, 2-4 необходимо выполнить ещё один сеанс на этих пунктах. Как видно на рисунке, и в этом случае ломаная из соединения этих линий не пересекает сама себя в точках соединения линий и не замыкается [8].
Рис. 2.1. Схема, иллюстрирующая проект независимого определения 3-х линий из сеанса, выполняемого на 4-х пунктах
Для производства съёмки ситуации и рельефа рекомендуется использовать способ «стой-иди», являющийся разновидностью кинематического метода спутниковых определений.
Для производства съёмки ситуации и рельефа в качестве пунктов установки базовой станции необходимо проектировать использование любых задействованных для привязки пунктов геодезической основы с таким расчётом, чтобы расстояния от них до съёмочных пикетов, на которых в ходе работ размещается подвижная станция, были минимальны. При этом следует, пользуясь картой объекта, разбить объект на участки, отнесённые к определённым пунктам геодезической основы, с соблюдением данного требования. При разбиении необходимо обеспечить перекрытие участков для масштаба съемки 1:5000 с высотой сечения рельефа 1 м. на ширину не менее 80 метров, стараясь придерживаться заметных контуров местности.
2.3. Рекогносцировка при съёмке ситуации и рельефа с применением спутниковой технологии
В ходе рекогносцировки объекта, предусмотренной на стадии проектирования съёмки, должно быть выполнено следующее:
Должны быть обследованы пункты геодезической основы и установлена их фактическая пригодность для производства наблюдений спутников. Пункты, непригодные для производства работ, должны быть отбракованы. В случае ограниченности числа пригодных для производства наблюдений спутников пунктов геодезической основы, имеющихся на объекте, должны быть намечены меры по обеспечению возможности производства наблюдений на этих пунктах (подъём антенны приёмника, вынесение точки установки антенны с определением элементов приведения).
В случае необходимости, закрепляются пункты съёмочного обоснования знаками долговременного типа, в качестве которых применяют
-бетонный пилон (рис. 2.а), в верхний конец которого заделан кованый гвоздь, а в нижнюю часть для лучшего скрепления с грунтом вцементированы два металлических штыря;
-бетонный монолит (рис.2б) в виде усечённой четырёхгранной пирамиды, с вмонтированным в верхнюю часть кованым гвоздём;
-стальная труба (рис.2в), отрезок рельса или уголкового стального профиля с железобетонным якорем внизу и металлической пластиной для надписи вверху.
Рис. 2.2 Типы знаков долговременного закрепления пунктов съёмочного обоснования
В ходе рекогносцировки необходимо вести журнал, в котором для каждого намеченного к использованию пункта геодезической основы и для каждого участка съёмки должны фиксироваться азимуты и высоты границ нахождения препятствий, если их высота над горизонтом более 150. При этом высота препятствий над горизонтом должна определяться с учётом предполагаемой высоты расположения антенны приёмника.
2.4. Подготовка к производству съёмочных работ
Этап подготовки к производству работ складывается из следующего:
1) выполнения требований эксплуатационной документации по подготовке аппаратуры к работе;
2) проверки готовности аппаратуры и исполнителей к осуществлению работ по рабочей программе полевых работ;
3) проведения операций по прогнозированию спутникового созвездия.
Выполнение требований эксплуатационной документации по подготовке аппаратуры к работе при съёмке ситуации и рельефа должно вестись в соответствии с инструкциями по эксплуатации аппаратуры (или заменяющими их документами, входящими в комплект аппаратуры).
2.5. Производство съёмочных работ
Съёмочные работы следует производить в соответствии с техническим проектом по рабочей программе полевых работ, откорректированной по результатам рекогносцировки. При этом, выполняя привязку, необходимо реализовать как метод привязки, предусмотренный проектом, так и метод спутниковых определений: — быстрый статический, метод реоккупации или статический, — указанные в программе полевых работ для тех или иных сеансов, а, выполняя съемку, — кинематический метод спутниковых определений (способ «стой-иди»).
При съёмке ситуации и рельефа укрупнённо полевые работы на объекте складываются из доставки приёмников и оборудования на пункты геодезической основы, выполнения привязки сеансами в соответствии с рабочей программой полевых работ по привязке и съёмке ситуации и рельефа в соответствии с рабочей программой полевых съёмочных работ по съёмке ситуации и рельефа. Осуществляя съёмку на каждом участке, подвижной станцией необходимо выполнить приём инициализации и приёмы на всех съёмочных пикетах, а базовой станцией — один приём, по времени охватывающий все приёмы, выполняемые подвижной станцией.
При производстве съёмки на каждом участке, приём, осуществляемый базовой станцией, следует выполнять в течение всего времени производства работ подвижной станцией на этом участке.
Для осуществления работ на каждом участке необходимо выполнить следующие действия:
— Провести развёртывание аппаратуры, входящей в комплект подвижной станции так, как это рекомендовано эксплуатационной документацией для способа «стой-иди», и определить высоту антенны.
— Подготовить приёмник к работе, как указано в эксплуатационной документации.
— Установить режим «стой-иди».
— Установить режим регистрации данных наблюдений спутников.
— Пользуясь клавиатурой, ввести в запоминающее устройство значение высоты антенны.
— Выполнить инициализацию, как описано в эксплуатационной документации применяемого приёмника, и, не выходя из режима «стой-иди», выключить режим регистрации данных наблюдения спутников.
— Установить приёмник на съёмочный пикет.
— Установить режим регистрации данных наблюдения спутников.
— Пользуясь клавиатурой, ввести в запоминающее устройство значение номера пикета, значение высоты антенны и необходимую семантическую информацию.
— Выполнить регистрацию данных наблюдения спутников в течение времени, указанного в рабочей программе полевых работ, и, не выходя из режима «стой-иди», выключить режим регистрации данных.
— Повторить эти действия по подпунктам на всех пикетах участка съёмки.
— Выключить приёмник и выполнить свёртывание аппаратуры.
Поскольку применение способа «стой-иди» требует непрерывного наблюдения необходимого числа спутников во всё время выполнения съёмки на участке после каждой инициализации, то, как при выполнении приёма на пикете, так и при переходе от пикета к пикету необходимо избегать потерь связи.
Если при выполнении съёмки участка происходит потеря связи, то для продолжения съёмки необходимо, исключив причины потери связи, выполнить указания по вышеуказанным пунктам для оставшихся пикетов участка.
Выполнение полевых работ при съёмке необходимо сочетать с камеральной обработкой материалов съёмки, в ходе которой должно быть выполнено следующее:
1) проверка полевых журналов и составление подробной схемы привязки;
2) вычисление координат и высот всех пикетов;
3) отображение в программе на ПК точек геодезической основы и пикетных точек, проведение горизонталей и нанесение ситуации.
В результате выполнения съёмки должны быть представлены следующие материалы:
1) абрисы;
2) полевые журналы;
3) план выполненной съёмки;
4) схема привязки к геодезической основе;
5) формуляр топографического плана;
6) акты контроля и приёмки работ.
2.6. Подготовка отчётных материалов по результатам съёмки ситуации и рельефа с применением спутниковой технологии
Подготовка отчётных материалов по результатам съёмки ситуации и рельефа с применением спутниковой технологии выполняется с целью составления технического отчёта по работам, произведённым на объекте.
Отчётные материалы должны быть составлены в полном соответствии с требованиями действующих инструкций.
Отчётные материалы должны с исчерпывающей полнотой характеризовать методы, качество выполненных работ и все особенности технологии их исполнения.
Отчётные материалы брошюруют как составную часть комплексного технического отчёта по объекту.
Отчётные материалы по результатам съёмки ситуации и рельефа с применением спутниковой технологии должны содержать:
1) общие сведения (название организации и год производства каждого вида работ; перечень инструкций и других нормативных актов, которыми руководствовались при выполнении соответствующих работ; физико-географические условия и административная принадлежность района работ; содержание и назначение работ; масштаб съёмки; сечение рельефа; метод съёмки);
2) характеристику имеющейся геодезической основы (принятая система координат и высот; плотность пунктов; постройка знаков и типы центров; точность и методы измерений; приборы; методы уравнивания; сохранность геодезических пунктов по результатам обследования);
3) сведения о съёмке ситуации и рельефа (метод; масштаб; сечение рельефа; основа, на которой произведены работы);
4) сведения о камеральных работах (составление оригинала плана; характеристика приборов и их точность; оценка качества работ; контроль и приёмка работ).
2.7. Проектирование газопровода
Результаты топографо-геодезических работ передаются в строительную организацию, где производится геодезическая подготовка проекта для перенесения его в натуру. Геодезическая подготовка проекта предусматривает аналитический расчет элементов проекта, геодезическую привязку проекта, составление разбивочных чертежей, разработку проекта производства геодезических работ.
Проект сооружения составляют на топографических планах крупных масштабов. Определяют расположение проектируемого сооружения относительно окружающих объектов и сторон света. Кроме того, топографический план определяет систему координат, задающую положение характерных точек проектируемого сооружения в этой системе.
Аналитический расчет элементов проекта заключается в нахождении по значениям проектных размеров и углов в принятой системе проектных координат основных точек сооружений, элементов планирования и благоустройства (осей проездов, коммуникаций, дорог и т.д.). Для этого используют основные чертежи проекта: генеральный план, рабочие чертежи; план организации рельефа; планы и профили дорог, подземных коммуникаций [11].
Привязкой проекта называют расчеты геодезических данных (разбивочных элементов), по которым проект выносят в натуру от пунктов разбивочной геодезической основы или опорных капитальных строений. Разбивочными элементами служат расстояния, углы и превышения, выбор и расчет которых зависят от принятого способа разбивки.
Результаты геодезической подготовки проекта отображают на разбивочных чертежах. Разбивочный чертеж является основным документом, по которому в натуре выполняются разбивочные работы. На разбивочном чертеже показывают: контуры выносимых зданий и сооружений, их размеры и расположение осей, пункты разбивочной основы, разбивочные элементы.
2.8. Вынос в натуру точек газопровода
Разбивочные работы являются одним из основных видов инженерно-геодезической деятельности. Выполняют их для определения на местности планового и высотного положения характерных точек и плоскостей строящегося газопровода в соответствии с рабочими чертежами проекта.
Указанные в проекте сооружения координаты, углы, расстояния и превышения называют проектными.
Вынос проекта в натуру применяется после завершения всех работ по планированию газопровода, перед началом строительства или прокладкой коммуникации. С помощью этого проверяются и устраняются возможные ошибки в предварительных расчетах или чертежах. Появляется возможность заранее предусмотреть нежелательные ситуации, увидев еще до начала непосредственного строительства газопровода все недостатки и преимущества будущего объекта.
Вынос проекта на местность осуществляется путем вынесения поворотных точек. На местности вынос обозначают колышками, изготовленными из металла или дерева.
Рис.2.3. Вынос в натуру главных осей сооружения.
Перед выносом в натуру точек газокомпрессорной станции газопровода необходимо разбить оси сооружения.
Различают главные, основные и промежуточные (детальные) оси.
Главными осями линейных сооружений (дороги, каналы и т.д.) служат продольные оси этих сооружений.
Основные оси определяют форму и габаритные размеры коммуникации.
Промежуточные, или детальные, оси — это оси отдельных элементов коммуникации.
При вынесении осей в натуру обязательно следует составить геодезический разбивочный чертеж. Весь процесс разбивки сооружения определяется общим геодезическим правилом перехода от общего к частному. Процесс осуществляется в несколько этапов.
Сначала необходимо при помощи GPS-систем определить на местности положение основных и главных разбивочных осей, которые в свою очередь определяют положение всего сооружения на местности, т.е. его размеры и ориентирование относительно сторон света и существующих контуров местности, и закрепить их.
Далее от закрепленных точек главных и основных осей начинается детальная разбивка продольных и поперечных осей отдельных строительных элементов и частей коммуникации в разных направлениях, которая определяет взаимное положение отдельных элементов и конструкций газопровода, одновременно определяя уровень проектных высот.
Детальная разбивка производится значительно точнее, чем разбивка главных осей, поскольку она определяет взаимное расположение элементов коммуникации, а разбивка главных осей — лишь общее положение сооружения и его ориентирование.
Если главные оси могут быть определены на местности со средней квадратической погрешностью 3-5 см, а иногда и грубее, то детальные оси разбивают со средней квадратической погрешностью 2-3 мм и точнее.
И завершающим этапом является вынос технологических осей оборудования. Точность работ последнего этапа должна быть особо высокой (в отдельных случаях — доли миллиметра).
Нормы точности на разбивочные работы задаются в проекте или в нормативных документах (СНиП, ГОСТ, ведомственных инструкциях).
Перенос осей обычно осуществляют с помощью метода вертикального или наклонного проектирования с применением электронных тахеометров и нивелиров. Впоследствии по соответствующим отметкам сооружений и зданий, а также осей осуществляется строительство.
Вынос в натуру проектов подземных коммуникаций следует выполнять от пунктов геодезической разбивочной сети способами: полярным, створов, графоаналитическим, засечек и перпендикуляров.
Пункты геодезической разбивочной сети следует создавать с учетом возможности их использования в процессе строительства и эксплуатации подземных сооружений. На застроенной территории в качестве пунктов разбивочной основы следует использовать пункты постоянного съемочного обоснования (углы капитальных зданий и сооружений, опоры линий электропередач, центры люков колодцев подземных коммуникаций и другие четко обозначенные предметы местности).
При выносе в натуру планового положения газопровода на местности следует закреплять места соединений и подключений, углы поворота, колодцы, места пересечения с другими подземными коммуникациями, а также прямолинейные участки не реже чем через 100 м.
Рассмотрим этапы построения в натуре проектного угла и определения расстояний для закрепления пунктов при помощи теодолита и дальномера.
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 β (рис.4).
Рис.2.4 Схема построения в натуре проектного угла
Здесь ВА — исходное направление, В — вершина проектируемого угла.
Работы ведут в следующем порядке. Устанавливают теодолит в точку В. Наводят зрительную трубу на точку А и берут отсчет по лимбу. Далее прибавляют к этому отсчету проектный угол β и, открепив алидаду, устанавливают вычисленный отсчет. Теперь визирная ось зрительной трубы теодолита указывает второе искомое направление. Это направление на соответствующем проекту расстоянии фиксируют на местности в точке С1. Аналогичные действия выполняют при другом круге теодолита и отмечают на местности вторую точку С2. Из положения двух точек берут среднее (точку С), 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, поступают следующим образом.
Построенный в натуре угол измеряют несколькими приемами и определяют его более точное значение β’.
Точность построения на местности проектного угла зависит от инструментальных погрешностей, погрешностей собственно измерения (визирования и отсчета по лимбу), а также погрешностей из-за влияния внешних условий. Погрешности центрирования, редукции и исходных данных (погрешности в положении пунктов А и В) на точность отложения проектного угла влияния не оказывают, что позволяет учитывать их отдельно. В этом заключается еще одна особенность разбивочных работ. Однако эти погрешности вызывают смещение на местности направления ВС и выносимой точки С.
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 (рис. 5) сначала откладывают и закрепляют приближенное значение проектного расстояния Ɩпр (точка В’).
Рис.2.5 Схема отложения проектной длины линии
Это расстояние с необходимой точностью измеряют компарированными мерными приборами или точными дальномерами, учитывая все поправки. Вычислив длину закрепленного отрезка Ɩизм, сравнивают его с проектным значением, находят линейную поправку
∆Ɩ = Ɩпр— Ɩизм
и откладывают ее с соответствующим знаком от конечной точки В’ отрезка. Затем для контроля построенную линию АВ измеряют.
Точность построения проектного расстояния Ɩпр в способе редукции в основном зависит от точности линейных измерений расстояния АВ’. Исходя из требуемой точности определения проектного расстояния, выбирают приборы для измерений.
2.9. Методы перенесения трасс в натуру
До начала полевых работ строительной организации должны передаваться рабочие чертежи с проектными данными о подземных сетях.
Перенесение в натуру проекта трассы может осуществляться различными методами, выбор которых зависит от характера застройки, протяженности трассы, заданной точности и наличия пунктов опорной геодезической сети и точек постоянного съемочного обоснования.
С использованием электронного тахеометра определяемые расстояния могут быть увеличены до 1000 м., а с помощью лазерной рулетки — до 100-200м.
Метод полярных координат с использованием электронного тахеометра (рисунок 6). Выполняется от двух пунктов исходной геодезической основы, координаты которых известны. На местности, с использованием электронного тахеометра откладывается угол, указанный в проекте, между базисной линией АВ и направлением на определяемую точку Р и расстояние S.
Рисунок 2.6. Метод полярных координат
Метод угловой засечки (рисунок 7). Выполняется от двух пунктов исходной геодезической основы, координаты которых известны. На местности, с использованием электронного тахеометра измеряются углы β1 и β2. Таким образом из решения треугольника фиксируется положение точки.
Рисунок 2.7. Метод угловой засечки
Способ линейных засечек рекомендуется использовать при выносе точек трассы, близко расположенных к пунктам геодезической сети или капитальной застройке. Выполняется от двух пунктов исходной геодезической основы, координаты которых известны. Число засечек должно быть не менее трех. Длины засечек не должны превышать длины мерного прибора.
Угол при вершине засечки должен быть не менее 30 и не более 120°.
Рисунок 2.8. Метод линейной засечки
Разбивку методом перпендикуляров рекомендуется использовать в случае расположения трассы вдоль направления опорной геодезической сети, специально проложенного теодолитного хода или створной линии между зданиями. При этом величина створа по продолжению здания должна быть не более половины длины здания, но в любом случае не должна превышать 60 м. Длины перпендикуляров не должны превышать 4 м, более длинные перпендикуляры подкрепляются засечками.
Метод перпендикуляров (рисунок 9) реализуется следующим образом: на местности измеряется расстояние S1, затем строится перпендикуляр к базисной линии по направлению к определяемой точке и измеряется расстояние S2.
Метод створов (рисунок 10) — применяется, когда определяемая точка лежит в створе базисной линии рекомендуется использовать при наличии большого числа точек с известными координатами или опорных зданий.900
Для выноса в натуру точки достаточно измерить одно расстояние S от любого исходного пункта.
Рисунок 2.9. Метод перпендикуляров
Рисунок 2.10. Метод створов
Точность перенесения проекта трассы в натуру зависит от масштаба плана, от точности нанесения самой трассы на план, от погрешности в получении искомых значений и деформации плана.
Вынос трассы в натуру аналитическим методом осуществляют от пунктов (точек):
опорной геодезической сети;
красных линий;
теодолитных ходов;
строительной сетки.
Для перенесения трассы в натуру необходимы:
план трассы в координатах;
схема расположения пунктов опорной геодезической сети;
данные о местоположении закрепленных красных линий и точек теодолитных ходов;
разбивочный чертеж.
Перенесение точек трассы в натуру осуществляют электронным тахеометром или теодолитом и мерной лентой или рулеткой. По координатам точек поворота трассы и координатам пунктов геодезической основы вычисляют необходимые данные для перенесения трассы, длины полярных расстояний, а по разности вычисленных дирекционных углов — углы поворота на искомые точки по формулам:
tg b1 = Dy/Dx;
L = Dy/sin b1 = Dx/cos b1;
L = Dy cosec b1 = Dx sec b1.
Промежуточные точки трассы выносят как створные. [5]
Ось трассы, углы поворота и места пересечения их с существующими подземными сетями и сооружениями в натуре закрепляют штырями, кольями и т.д., а их положение фиксируют параллельными выносками или створными знаками.
Точки трассы закрепляют створными выносками.
Детальную разбивку проектного положения трассы в натуре выполняют до начала производства земляных работ в следующем порядке:
восстанавливают углы поворота, пикетаж, кривые;
сгущают при необходимости сеть рабочих реперов;
проводят контрольные измерения линий и повторное нивелирование;
разбивают и закрепляют положение колодцев, компенсаторы, переходы [6].
Схему трассы с описанием местоположения реперов, точек закрепления трассы и необходимые проектные данные передают строительной организации.
Подготовка данных и разбивка осуществляются только для основной прокладки.
На местности осуществляется вынесение всех поворотов, ответвлений прокладок от основной трассы.
Допустимые отклонения от проектных значений при перенесении в натуру осей подземных сетей и сооружений в плане — величины одинаковые для всех прокладок и характеризуются ошибкой ± 0,1 м при аналитических методах разбивки и ± 0,2 м.
Допустимые отклонения в высотном отношении не должны превышать для газопроводов ± 2 см.
2.10. Исполнительная съемка вновь построенных подземных коммуникаций
Исполнительная геодезическая съемка подземных инженерных коммуникаций для составления исполнительных чертежей выполняется в процессе их строительства до засыпки траншей и котлованов. Целью исполнительной съемки является определение точности вынесения проекта в натуру и выявление всех отклонений от проекта, допущенных в процессе строительства. Это достигается путем определения фактических координат характерных точек построенных сооружений.
При исполнительной съемке подземных инженерных коммуникаций определению подлежат плановые и высотные положения углов поворота, места изменения уклонов коммуникации, диаметров труб, места присоединения ответвлений, пересечения с другими коммуникациями, а также другие видимые точки и точки на прямых участках не реже, чем через 50м. Материал диаметр трубопроводов определяется визуально с участием представителя строительной организации.
По газопроводной коммуникации съемке и определению подлежат колодцы, коверы, контрольные трубки, регуляторы давления, гидравлические затворы, аварийные выпуски, водоразборные колонки, гидранты. Определяются отметки верха труб, обечаек колодцев (если установлены),дна колодца, верха и низа камеры а также диаметры труб, и их назначение. При этом должны быть собраны сведения о количестве прокладок, отверстий, о материале труб, колодцев, каналов, о давлении в газовых сетях.
Обязательной съемке подлежат все подземные сооружения, пересекающие или идущие параллельно прокладке, вскрытые траншеей. Одновременно со съемкой указанных элементов инженерных коммуникаций выполняется съемка текущих изменений в границах участка, отведенного под строительство.
В состав исполнительной съемки входит съемка твердых контуров в полосе строительства подземной коммуникации.
Исполнительная съемка может вестись как тахеометром, так и GPS приемником. В основном тахеометр при исполнительной съемке используется в случае затруднения работы GPS в связи с нахождением его вблизи высоких деревьев и других препятствий, мешающих прохождению спутниковых сигналов, или сильных электро- магнитных шумов, способных вызвать большие погрешности в результатах измерений.
При производстве работ рекомендуется присваивать единую нумерацию колодцев, камер и др.
Плановое положение всех подземных коммуникаций и относящихся к ним сооружений на застроенной территории определяется от твердых точек капитальной застройки, от пунктов опорной геодезической сети и точек постоянного съемочного обоснования
При съемке колодцев производятся обмеры внутреннего и внешнего габаритов сооружения и его конструктивных элементов, определяется расположение труб и фасонных частей с привязкой к отвесной линии, проходящей через центр крышки колодца. При этом должны быть установлены: назначение, конструкция колодцев, камер, коллекторов, распределительных шкафов и киосков, диаметры труб, характеристика имеющейся арматуры, внутренние габариты колодцев и других конструктивных элементов подземных сооружений.
Для газовых сетей фиксируется расположение стыков относительно люков колодцев или камер с указанием типа стыка.
Все подлежащие съемке элементы подземной инженерной сети последовательно, по ходу съемки, нумеруются в абрисах и журналах.
При съемке элементов подземных инженерных коммуникаций обязательным условием является контрольное измерение расстояний между ними.
Предельные ошибки определения элементов подземной инженерной сети в плане не должны быть более 0,2 м.
Определяются высоты верха трубопроводов, поверхности земли (бровки траншей) в характерных местах, углов поворота и точек изменения уклонов подземных коммуникаций, обечаек смотровых люков и всех остальных точек, заснятых в плане.
Кроме того, определяются высоты элементов всех существующих инженерных коммуникаций, вскрытых в траншеях при строительстве.
По окончанию производства полевых работ руководителем группы (сектора) осуществляется приемка полевых материалов.
В состав полевых материалов контрольной съемки входят: электронный файл с полевыми измерениями, фотографиями и абрис.
В абрисе должны быть отражены:
бланк телефонограммы с информацией об объекте и заказе;
схема планово-высотного обоснования;
схема основной трассы, с указанием всех снятых точек и их характеристик;
размеры колодцев, камер и их элементов;
информация об использовании приборов: наименование прибора, серийный номер, ФИО исполнителя, название коммуникации, результаты поверок прибора, участки трассы, по которым не было возможности выполнить съемку, с указанием причины.
Вывод:
GPS измерения при топографо-геодезических работах обладают множеством преимуществ перед другими методами определения координат точек: быстрота получения результатов, определение координат в любое время дня и в любых условиях, возможность вычислений при большом расстоянии между исходными и определяемыми точками, находящимися вне визуальной досягаемости. До съемки ситуации рельефа решается вопрос о возможности наблюдений спутников путем изучения объекта по карте.
Проведение съёмочных работ спутниковыми методами исключает необходимость создания и использования геодезических сетей сгущения, съёмочного обоснования и его сгущения, за исключением случаев, когда при съёмке ситуации и рельефа использование в качестве точек установки базовой станции пунктов государственной геодезической и нивелирной сети по причинам организационного характера нецелесообразно.
Для съемки в масштабе 1:5000 и высотой сечения рельефа 1 м плановое обоснование желательно определять методом определения висячих пунктов. Для создания планово- высотного или высотного обоснования применяется быстрый статический метод или метод реоккупации.
До начала топографической съемки необходимо обследование пунктов геодезической основы, непригодные пункты для производства работ должны быть отбракованы, при необходимости закрепляются новые пункты.
Опираясь на пункты геодезической основы, производится топографическая съемка преимущественно кинематическим методом спутниковых определений. Параллельно со съемкой производится камеральная обработка материалов. В результате выполнения съемки предоставляются абрисы, полевые журналы, план выполненной съёмки, схема привязки к геодезической основе, формуляр топографического плана, акты контроля и приёмки работ.
Все результаты передаются в строительную организацию, где производится геодезическая подготовка проекта для перенесения его в натуру.
Перед началом строительства производится вынос проекта в натуру. Для отдельных сооружений при подземной коммуникации, таких как контрольный пункт газопровода, производится разбивка осей, которые разделяются на главные, основные и промежуточные.
Вынос в натуру поворотных точек газопровода может выполняться с помощью теодолита и дальномера или же с помощью тахеометра разными методами: методом полярных координат, методом угловой засечки, методом линейной засечки, методом перпендикуляров и методом створов.
При вынесении в натуру детального положения трассы восстанавливают углы поворота, пикетаж, кривые, сгущают при необходимости сеть рабочих реперов, разбивают и закрепляют положение колодцев, компенсаторы, переходы. Допустимые отклонения в высотном отношении для газопроводов не должны превышать ± 2 см.
В процессе их строительства газопровода до засыпки траншей и котлованов производится так же исполнительная съемка для определения точности вынесения проекта в натуру и выявления всех отклонений от проекта, допущенных в процессе строительства. Это достигается путем определения фактических координат характерных точек построенных сооружений. В основном исполнительную съемку выполняют при помощи GPS, а в случаях, когда съемка с помощью GPS приемника бывает затруднена, применяется тахеометр.