Островський А.Л., Мороз О.І., Тарнавський В.Л. Геодезія, частина II

Подождите немного. Документ загружается.

Складений на основі топографічних карг попередній (наближений)

проект уточнюють на основі рекогностування - геодезичної розвідки, яку

виконують безпосередньо в полі шляхом огляду на місцевості помічених на

карті ліній нівелювання.

Головні завдання рекогностування, це:

1. Остаточний вибір ліній нівелювання;

2. Остаточний вибір місць закладання реперів;

3. Остаточний вибір типів нівелірних знаків, якими закріплюють

мережу.

Рівень фунтових вод у місцях закладання реперів повинен бути не

ближче

3 м

від поверхні землі.

Взагалі, з метою забезпечення довголіття зберігання реперів місця їх

закладання вибирають, по-можливості, на підвищеннях рельєфу із крупно-

зернистими, слабко зволоженими фунтами.

Рекомендують закладати репери в скельні породи та капітальні

кам'яні, бетонні

залізобетонні будови та споруди.

Пошуки реперів, включених у попередній проект, припиняють тільки

з дозволу керівника робіт, після чого складають акт утрати знаку. Репери,

які не вдалося відшукати, втраченими не рахують. Причинами втрати мо-

жуть бути: знищення репера, знесення споруди, у яку він був закладений,

втрата головки репера, деформація трубчатого репера і т.д.

Після закінчення робіт рекогностувальник здає такі головні доку-

менти: погоджену схему ліній нівелювання, їх довжини; погоджені схеми

зв'язку з існуючими лініями (прив'язування); описи місць закладання репе-

рів і зариси; типи реперів, що будуть закладені; список обстежених та відре-

монтованих реперів і акти на втрачені й незнайдені репери; результати

геологічного обстеження; пояснювальну записку.

Поданий список документів дає читачу достатнє уявлення про ро-

боту, що виконується рекогностувальником.

На основі рекогностування попередній проект уточнюють. Скла-

дають кошторис на виконання робіт. Розрахунок коштів виконують у від-

повідності з об'ємом робіт, нормами виробітку та категоріями складності

виконання робіт. Зокрема, у кошторисі подають загальну вартість робіт, а

також окремо вартість матеріалів, виготовлення нівелірних знаків, закла-

дання знаків, власне нівелювання, попередніх розрахунків та зрівноваження

мереж.

Діюча Інструкція з геометричного нівелювання рекомендує у випад-

ках, коли проектують тільки лінії нівелювання III та IV класів, рекогносту-

вальні роботи виконувати одночасно із закладанням знаків. Зрозуміло, що в

цьому випадку попередньо складений проект тільки наближено визначає

вартість запроектованих робіт. Водночас це не має принципового значення,

оскільки завдяки сучасній організації праці комплексна бригада, що вико-

нує закладання та рекогностування, отримує заробітну платню за кінцевий

результат.

даному випадку - це кількість закладених реперів.

1.1.5. Нівелірні знаки

Нівелірні знаки - це репери (грунтові, скельні й стінні) та марки

(тільки стінні). Так можна класифікувати знаки, якщо мати на увазі об'єкти,

в які вони закладаються.

Головною відмінністю між репером і маркою є те місце (точка), ви-

сота якої визначається. У реперів такою точкою є верхній виступ сферичної

головки репера. Марка має круглий отвір, центр отвору і є та точка, висота

якої визначена.

Згідно за фізико-географічними особливостями окремих регіонів

країни, існують різноманітні нівелірні знаки. Нараховують більше десятка

різних типів реперів. У залежності від важливості та специфічних призна-

чень реперів їх можна поділити на [6]:

1. Вікові (грунтові та скельні);

2. Фундаментальні, що у свою чергу поділяються на грунтові (залі-

зобетонні, азбестоцементні, трубчаті (металеві) та скельні;

3. Звичайні (ґрунтові та стінні);

4. Тимчасові.

Вікові та фундаментальні репери закладають тільки на лініях І та ІІ

класу (в місцях перетину цих ліній та на геодинамічних полігонах). Вікові

репери дозволяють вивчати вертикальні рухи земної кори, оскільки вони

закладаються в корінні породи. Фундаментальні репери забезпечують

багаторічне зберігання висотної основи та дозволяють вивчати рухи земної

поверхні. їх закладають на лініях І та II класу не рідше, ніж через 60 км, а в

сейсмічних районах - через 40 км. Фундаментальні репери закладають

також поблизу морських, основних річкових та озерних рівневих постів.

Звичайні репери закладають на лініях І, II, III та IV класів. Зазна-

чимо, що називати ці репери "звичайними" не прийнято. їх просто назива-

ють ґрунтовими, стінними. Це означає, що вони не вікові і не фундамен-

тальні.

Призначення тимчасових реперів зрозуміле із самої назви - вони

дають можливість закріпити на місцевості точки на короткий проміжок часу

(день, місяць, тощо).

Ґрунтові репери закладають наступними способами:

1. Котлованним. Цей спосіб застосовують у місцях, недоступних

для використання механізмів.

2. Свердловинним. Для цього використовують бурові машини.

3. Забиванням безанкерних реперів палезабивними механізмами.

4. Загвинчуванням метачевих труб у піщаних та заболочених ра-

йонах.

Стінні та скельні репери закладають, як правило, бурінням із засто-

суванням свердел та бурів.

Уся територія України знаходиться в зоні сезонного промерзання

фунтів. Тому більш детально розглянемо будову ґрунтових реперів для та-

Рис. 1.1.4. Ґрунтовий репер.

Догляд за зберіган-

ням геодезичних знаків по-

кладають на землях:

• населених пунк-

тів та державних

- на виконавчі

комітети район-

них та міських

Рад народних де-

путатів;

• якими користу-

ються підприємс-

тва, організації та

заклади - на ці

підприємства,

організації та за-

клади.

Виконавець робіт

після закладання реперів

здає їх на зберігання міс-

цевим органам влади та

підприємствам згідно відпо-

відного акту.

1.2. Припади, що використовують для геометричного

нівелювання III, IV класів

1.2.1. Головні вимоги до нівелірів, що використовують для

нівелювання III, IV класів

Найважливішими показниками, якими оцінюють якість нівелірів, е:

• для нівелірів із циліндричним рівнем - збільшення зорової труби

Гта ціна поділки рівня г,

• для нівелірів із компенсаторами - збільшення зорової труби Г та

похибка самовстановлення лінії візування в горизонтальний стан

т,.

Глухий нівелір із рівнем та елеваційним гвинтом придатний для

нівелювання Ш класу, якшо:

• збільшення труби Г (крат), не менше 30

;

• ціна поділки циліндричного, контактного рівня г, (2 мм) не біль-

ше 30".

У свою чергу, нівелір із компенсатором також придатний для ніве-

лювання Ш класу, якщо:

• збільшення труби Г(крат), не менше ЗО*;

• похибка самовстановлення лінії візування т

, (кутові секунди) не

більше 0,5".

Під час нівелювання III класу застосовують нівеліри з рівнем Н2,

НА-1, Н-3, НВ, №-030, а також нівеліри з компенсатором Н-ЗК, №-007,

ІМіВ-3,4,5,6, НИК-2. Ці нівеліри мають вищезгадані, або більш високі

показники точності. Слід відзначити, що нівеліри Н2, НА-1, НВ (СРСР) та

№-030, N1-007 фірми "Каті 2еіз5" (Ієна), N18-3,4,5,6 (Угорщина) уже не

випускають, але ще широко використовують на виробництві.

Глухий нівелір із рівнем придатний для нівелювання IV класу,

якщо:

• збільшення труби Г (крат) не менше 25

;

• ціна поділки циліндричного контактного рівня г(2 мм) не більше

30".

Нівелір із компенсатором придатний для нівелювання IV класу, якщо:

• збільшення труби Г (крат), не менше 25

та похибка самовста-

новлення лінії візування (кутові секунди) не більше 0,5".

Під час нівелювання IV класу застосовують нівеліри з рівнем Н-3,

НВ, N1-030, а також нівеліри з компенсатором Н-ЗК, НСЗ, НС4, ІМіВ-3,4,5,6

(Угорщина) і N1-025 (фірма "КагІ 2еі5з"), НИК-2. Зазначимо, що нівеліри

НСЗ, НС4, N1-025 також уже не випускають. Якості вказаних нівелірів е

достатні для того, щоб застосовувати їх для нівелювання ІУ-го класу.

Нижче, у таблиці 1.2.1, подані дані про сучасні нівеліри, що випус-

каються найбільш відомими у світі фірмами-виробниками. В Україні сучас-

ні нівеліри для нівелювання III. IV класів, які нічим не поступаються закор-

донним. виготовляє Ізюмськнй приладобудівний завод (Харківська

область).

Таблиця 1.2.

Основні технічні характеристики сучасних нівелірів,

що виробляють фірми-лідери геодезичного приладобудування

о. а

Є *

'ІЗ

к >>

Є-

5 1 «

Ці

-е-

Є 5

.а =

і г

Г О

£ *

•8

ІТ >>

І §

І "

2 2

3«

о я

Ізюмський

приладобудівний

завод. Україна

НИК-2

31,3

0,5

0,4"

Пряме зображення

Автоматичні нівеліри

Уральський

оптично-

мекашчний

завод

м. Єкатеринбург,

Росія

ЗНЗКЛ

ЗН2КЛ

ЗН5Л

ЗО

1,2

0,8

1,2

не

подана

15"

2У1

діапазон роботи

компенсатора

15'

точність

насадним

зптичннм мікрометром

мм на км

з футляром 2,6

з футляром 2,5

НЛ-30

Лазерні нівеліри

точність ЗО" 1,5

РИ-39

5оккіа,

Японія

2,0

Прецизійні нівеліри

рівневии

2 мм

0,2

діапазон мікрометра

10 км

жала мікрометра

0,1

мм

4,8

В1С-31

ВІС-41

Прецизійні автоматичні нівеліри

2,3

0,3"

0,8/0,5

компенсатор ±10'

з плоско-паралельною

пластиною

0,5

3,2

С41

Автоматичні нівеліри

0,9

0,5"

2.5

діапазон роботи

компенсатора

12'

горизонтальний

чуг-І»

1,0

КагІ

2ЄІ55,

сьогодні

ТгітЬІе (СШЛ)

Закінчення таблиці 1.2.ГГ.

Цифрові нівеліри 1

Оіпі 10

1,3-1.5

0,2"

0,3/1,5

1 V» 1

Оіпі 20

1 &..І

Автоматичні нівеліри 1

1ЧІ 10

25,32,

36,41,

1.5

0.5" 0,7

оптичний режим

№ 30

1.5

0,5"

0,7

оптичний режим

№ 40

.. 1,5

0,5"

0,7

оптичний режим

Иі 50

1,5

0.5" 0,7

оптичний режим

Кпі ЮТ

Ріпі 11/1П

Ріпі 21

Тотальні нівелірні станції

1.5

0,2"

1,3/1,5

0,2"

0.5"

0.3

1.0

1,5

0,3/1,0

0,7/1,7

інвар., електронний

режим електронний

режим оптичний

режим

подана точність для

електр. і оптичного

режиму

ї.5

3,1

3,0

Иі 1

1.4

0,1" 0,2

Оріон

N12

3,3

(1,8-1,0)

М22 32

3,3

(1,8;1,3;1,0)

0,2"

0.5"

0,3/0,7

1,0

з плоско-пара-

лельною пластиною

5.2

змінні короткофо-

кусні лінзи

змінні коротко-

фокусні лінзи

2.1

1,9

У наш час рівневі нівеліри заміняють нівелірами з компенсаторами і

фірми-виробники називають їх автоматичними. Насправді, у таких ніве-

лірах, завдяки компенсаторам, автоматизовано тільки встановлення візирної

лінії в горизонтальний стан. Найбільшим досягненням у створенні нівелірів

є цифрові (електронні) нівеліри. Ці прилади практично повністю авто-

матизують процес нівелювання, оскільки в иих також автоматизовано про-

цес відлічування кодових рейок. Найновіші нівеліри отримали назву

тотальні станції (Іоіаі - загальний, сумарний). Вони дозволяють з високою

точністю визначати не тільки перевищення та висоти, але і планове

положення точок місцевості. Такі сучасні, цифрові нівеліри заслуговують

окремого розгляду.

1.2.2. Головні вимоги до нівелірних рейок

Під час нівелювання III класу використовують дерев'яні шашкові або

інварні штрихові рейки. У гірських районах слід використовувати тільки

інварні рейки та нівеліри із плоско-паралельною пластинкою.

На шашкові трьохметрові двосторонні рейки нанесені сантиметрові

поділки. На чорних сторонах комплекту рейок нулі збігаються з п'ятками

рейок; на червоних з п'ятками рейок збігаються відліки більші за 4000 мм;

відлік на червоній стороні однієї рейки відрізняється від відліку на червоній

стороні другої на 100 мм (наприклад: на одній відлік 4687, на другій - 4787

мм). Під час прив'язування до стінних марок використовують підвісні

рейки довжиною 1,2 м із такими ж поділками, як і на триметрових рейках.

Нуль на підвісній рейці повинен збігатися із центром отвору для штифта, на

якому рейку підвішують до стінної марки. Допускають и інші методи при-

в'язування до таких марок, наприклад, заміною підвісної рейки металевого

лінійкою з міліметровими поділками, або на стіні відмічають проекції

середньої та віддалемірннх ниток труби нівеліра, а віддаль по вертикалі від

центру отвору марки до проекцій ниток вимірюють перевіреною сталевою

рулеткою або лінійкою. Випадкові похибки дециметрових і метрових

інтервалів рейок, що використовують для нівелювання Ш класу, не повинні

перевитрати 0,5 мм. Виняток складають три нижні дециметри рейок,

оскільки проходження світлового променя над поверхнею землі нижче

трьох дециметрів під час нівелювання Ш класу не допускається.

Нівелювання IV класу виконують тільки дерев'яними шашковими

рейками, такими, як і під час нівелювання III класу, проте випадкові похиб-

ки дециметрових та метрових інтервалів цих рейок не мають перевищувати

1 мм. Рейки досліджують за допомогою контрольної лінійки.

У наш час широке застосування мають (на рівні з дерев'яними)

металеві (переважно алюмінієві), скляні і пластикові рейки. До того ж на

рейках наносять не тільки метричні поділки (І см, 5 мм), але й кодові. Саме

кодові рейки використовують під час роботи із цифровими (електронними)

нівелірами.

1.2.3.

Будова, перевірки та дослідження нівелірів із рівнями

Будова нівелірів із рівнями відома з курсу "Топографія" та з цілого

ряду підручників [3,7,8,11,29]. Проте, нам здається корисним нагадати, що

існує відмінність між візирною віссю нівелірів із рівнями та візирною лінією

нівелірів із компенсаторами [17].

Візирною віссю будемо називати пряму, що проходить через центр

сітки ниток та центр об'єктива (через задню головну точку об'єктива).

Циліндричні

рівень

Виправні.

циліндричні

.....

Зорова тру

Навідний

гвинт труби

Закріпний

гвинт труби

Об 'сктив

гвинти

Рис-12.1. Загальний вигляд нівеліра Н-3.

Візирною лінією будемо називати пряму, що проходить через центр

об'єктива (його передню головну точку) та проекцію центра сітки ниток на

рейці. У нівелірах із компенсаторами візирна вісь є також, але вона дещо

нахилена, якраз тоді, коли візирна лінія встановлена компенсатором у

горизонтальний стан.

На рис. 1.2.1 подано загальний вигляд нівеліра Н-3, найбільш поши-

реного й придатного для нівелювання Ш та IV класів.

Під час отримання нівеліра та рейок виконавець повинен детально їх

оглянути та впевнитись у відсутності будь-яких пошкоджень. Перед по-

чатком польових робіт нівеліри досліджують та перевіряють у такій послі-

довності:

1. Визначення коефіцієнта ниткового віддалеміра.

2. Перевірка сферичного рівня.

3. Перевірка відсутності коливання верхньої частини нівеліра під

час її обертання навколо вертикальної осі.

Іеревірка правильності встановлення сітки ниток.

5. Перевірка циліндричного рівня.

Розглянемо детально ці перевірки та дослідження.

1. Визначення коефіцієнта ниткового віддалеміра.

Під час дослідження коефіцієнтів К ниткового віддалеміра у

нівелірів Н-3, Н-10 та інших вибирають рівну поверхню і забивають два

кілки на віддалі £> (приблизно 50 м один від другого), а у верхні зрізи кілків

забивають цвяхи з округлими головками. Над одним із кілків встановлюють

(центрують) нівелір, над другим - рейку. Віддаль між кілками вимірюють

стрічкою або рулеткою з точністю до

см.

Після приведення нівеліра в робочий стан беруть три пари відліків

верхньої (В) та нижньої (Н) віддалемірних ниток. Кожну пару відліків бе-

руть на різних висотах нівеліра. Приклад визначення коефіцієнта К подано

в таблиці 1.2.2.

Таблиця 1.2.2

Визначення коефіцієнта К віддалеміра нівеліра

Н-3 № 754І, О = 50,40 м.

Нитки

Відліки

віддалемірних ниток

Різниця відліків

(.Н-В), мм

1001

502

1503

502

1143

504

1647

504

0930

503

Н 1433

503

К = 50400/503,0 = 100,2

Середня різниця 503,0

Якщо зорова труба маг постійну віддалеміра С (вибирають з пас-

порта), тоді коефіцієнт віддалеміра обчислюють за формулою:

П-С

К=

Ц С

. (1.2.1)

{Н-В\

сер

Коли С- 0, формула набуває вигляду:

{Н-В\

(1.2.2)

сер

Коефіцієнт віддалеміра не повинен відрізнятись від 100 більше, ніж

на !%.

Під час обчислення довжини секції нівелірного ходу, якщо постійна

віддалеміра

С не

дорівнює нулю, користуються формулою:

І.

Щ1

)

2пС, (1.2.3)

де \

та І

- різниці відліків віддалемірних ниток (мм) під час візування на

задню та передню рейки; п - число станцій в секції. Якщо відліки взяті

верхньою (В)

та

середньою (С) нитками, то суму 1(1

) подвоюють.

Перевірка

сферичного рівня.

Вісь сферичного рівня повинна бути паралельною до вертикальної

осі обертання нівеліра. Цю перевірку виконують так: підіймальними

гвинтами приводять бульбашку сферичного рівня в нуль-пункт. Повертають

нівелір навколо вертикальної осі на 180°. Якщо бульбашка відхиляється від

нуль-пункту більше, ніж на 'А радіуса кола, яким позначено нуль-пункт,

тоді бульбашку приводять у вихідний стан: виправними гвинтами рівня на

половину

дуги відхилення,

на другу половину - підіймальними гвинтами.

Під час

деох-трьох

таких дій

бульбашка рівня під час повороту

нівеліра на 180° залишається в

нуль-пункті. Після цього виправні

гвинти рівня повинні бути надійно

закріплені.

3. Перевірка правильності

обертання

труби навколо верти-

кальної осі.

Перевірку відсутності коли-

вання верхньої частини нівеліра

під час обертання його навколо

вертикальної осі виконують за до-

помогою циліндричного рівня.

Досліджуючи нівеліри Н-3, на кор-

пус труби встановлюють допо-

міжний циліндричний рівень з ці-

ною поділок 10-15" на 2 мм. Вста-

новлюють нівелір на кам'яному

Рис. 1.2.2. Схема перевірки

правильності обертання труби навколо

вертикальної осі.