Парамонова Е.Г., Юнусов А.Г. Геодезические работы в мелиоративном строительстве

Подождите немного. Документ загружается.

положение дрен более равномерно регулирует водный режим

осушаемого участка.

Размещение осушительной сети по территории осушаемого

участка бывает систематическое (равномерно по всей пло-

щади) или выборочное (только в низинах, западинах). Вы-

борочная сеть проектируется по местным понижениям, пересе-

кая все депрессии рельефа, засыпка и выравнивание которых по

экономическим и техническим соображениям нецелесообразны.

Наиболее часто для устройства закрытых осушительных сис-

тем-дренажей применяют гончарные трубки диаметром 40—

300 мм. Длина их 333 мм из расчета укладки трех трубок на

1 пог. м. дрены, толщина трубок в зависимости от диаметра

колеблется от 10 до 20 мм. Трубки укладывают на дно траншеи

встык друг к другу, чтобы водопропускные отверстия (зазоры)

в стыке не превышали 1—2 мм [33]. Оптимальное расстояние

между дренами и их глубину определяют, исходя из природных

условий и проектируемого хозяйственного использования осу-

шаемой площади, и так, чтобы система устойчиво понижала

грунтовые воды до требуемой нормы осушения. Уклоны дрен

чаще всего -соответствуют естественному уклону поверхности

дренируемого участка, но если уклон местности менее 0,002, то

дренам придают искусственные уклоны путем заглубления

устья по сравнению с вершиной.

Трассу коллекторов и дрен на местности разбивают через

20 м, закрепляя пикет и сторожок с соответствующим наимено-

ванием. К строительству закрытого дренажа приступают только

после полной разбивки и высотной увязки всей дренажной си-

стемы.

При разработке траншей не допускаются участки с обратным

уклоном дна, а длина горизонтальных (безуклонных) участков

не должна превышать 5 м. Разработку траншеи одноковшовым

экскаватором выполняют с недобором грунта до проектных

отметок на 5 см, последующая доработка производится вруч-

ную. Фактические отметки выполненного дна траншеи могут от-

личаться от проектных для дрен не более чем на ±1,5 см, для

коллекторов ±3 см [33]. Контроль выполняют нивелированием

дна траншеи через 2—3 м по длине дрены при уклонах меньших

0,004, а при больших уклонах через 5 м. Если же укладка

труб сопровождается недопустимыми погрешностями в уклоне,

то хмогут образовываться участки с обратным уклоном, в кото-

рых происходит застой воды и заиливание дрен, а при укладке

труб выше глубины промерзания грунта возможны разрушения

труб и выход участков дренажной сети из строя раньше, чем

планируется ремонт.

Правильно уложенные трубы работают десятилетиями. При-

мером могут служить гончарные дрены в дренажной системе

осушительных болот в Ленинских Горках, работающие почти

столетие.

§ 2. Состав топографо-геодезических работ

в зависимости от стадии проектирования

Возникновению на местности любых инженерных сооружений

(промышленных и сельскохозяйственных зданий и сооружении,

оросительных и осушительных систем и др.) предшествуют

этапы изысканий, проектирования, перенесения проекта в нату-

ру и строительства.

При изысканиях, которые имеют целью обеспечение проекти-

рования исходными материалами, изучаются геологические и

гидрогеологические, гидрологические, почвенно-мелиоративные,

геоботанические, культурно-технические, экономические, гидро-

технические и топографические условия района предполагаемого

строительства.

В результате геодезических- работ, выполненных на этапе

изысканий, получают следующие материалы: 1) топографиче-

ские планы (карты) местности; 2) продольные и поперечные

профили трасс сооружений линейного типа; 3) каталоги коор-

динат и высот точек инженерно-геологических изысканий;

4) каталоги координат и

высот пунктов геодезической'сети.

Разработка проекта мелиоративных систем в зависимости

от размеров площади, подлежащей мелиорации, стоимости,

проводимых работ, сложности и новизны решений технических

задач при строительстве выполняется в одну или две стадии.

При двухстадийном проектировании составляются технический

проект и рабочие чертежи, при одностадийном проектирова-

нии— техно-рабочий проект.

Непосредственно строительству мелиоративных систем пред-

шествуют геодезические разбиврчные работы, т. е. вынос в нату-

ру основных осей мелиоративной сети и гидротехнических со-

оружений и закрепление их на местности соответствующими

знаками. В процессе строительства выполняют контрольные из-

мерения, которые вместе с разбивочными работами обеспечи-

вают сохранение размеров, форм и положения в пространстве

запроектированных объектов.

Виды и характер топографо-геодезических работ зависят от

стадий проектирования.,

При составлении схемы шщ технико-экономического обосно-

вания используются топографические карты масштабов

1 : 100

ООО

и 1 : 200

ООО.

При схематическом проектировании от-

дельных крупных сооружений (каналов, плотин, водохранилищ,

участков лиманного орошения) используется топографическая

основа масштабов 1 : 10 000—1 : 50 000. Собранный планово-кар-

тографический и геодезический материал анализируется, и де-

лается заключение о пригодности- этих материалов для даль-

нейшего использования при проектировании либо о необходи-

мости проведения дополнительных топографо-геодезических

работ.

-9

Следует отметить, что мелиоративные системы проектируют

комплексно во взаимной увязке с организацией сельскохозяйст-

венного производства.

Двухстадийное проектирование. Для обоснования техниче-

ского проекта в соответствии с Указаниями [32] выполняются

топографические съемки массивов орошения и осушения, пло-

щадок под плотины и гидротехнические сооружения, рек и

водохранилищ и др. Если на район работ имеются планы съе-

мок прошлых лет и они устарели не более чем на 50%, то про-

водится их корректировка. Кроме того, выполняются специаль-

ные работы по трассировке магистральных» каналов, напорных

трубопроводов, дамб обвалований, нагорных, проводящих и

ловчих каналов, коллекторов и др. Полевые трассировочный

работы не производятся, если имеются планы с высотой сечения

рельефа горизонталями через 0,5 или 1,0 м.

Если в районе работ имеются реконструируемые участки ка-

налов, коллекторов, ручьев, то проводятся промерные работы с

разбивкой створных поперечных профилей и организуются во-

домерные посты.

К специальным видам работ относится планово-высотная

привязка геологических выработок, -почвенных шурфов и т. п., а

также отбивка зон затопления.

По результатам полевых изысканий на стадии технического

проекта группе проектировщиков представляются: а) крупно-

масштабный топографический план с нанесенной мелиоратив-

ной системой (трассы каналов, коллекторов и др.); б) продоль-

ные и поперечные профили трассируемых каналов, коллекто-

ров, водоприемников, напорных трубопроводов, водоводов,

дамб обвалования; в) копии крупномасштабных планов (1:500—

1:2000) площадок под плотины, гидротехнические сооружения

(акведуки, дюкеры, насосные станции и др.), напорные трубо-

проводы на бетонных фундаментах; г) копии планов чаши

водохранилищ в масштабах 1 : 2000—1 : 25 000 в зависимости от

площади зеркала воды; д) продольные и поперечные профили

по створу плотины и смежных створов.

После рассмотрения технического проекта и утверждения

оптимального варианта приступают к стадии рабочих чертежей.

На этой стадии уточняют расположение каналов, коллекторов,

трубопроводов, дамб обвалования, дорог, размещение инженер-

ных сооружений и т. д. Для этого выполняют топографические

съемки массивов осушения (орошения), площадок под гидро-

технические сооружения, производственные и жилые здания,

для которых на стадии технического проекта не было необходи-

мости в съемке. Если топографические планы, которые исполь-

зовали для технического проекта, устарели, то проводят полевую

корректировку.

Из специальных видов работ выполняют вынос в натуру

осей основных линейных сооружений мелиоративной системы

(каналов, коллекторов, трубопроводов, дамб обвалования, на-

горных каналов, дрен и др.) с закреплением углов поворота,

створных знаков, главных точек кривых деревянными столбами,

трубками или уголковым железом на бетоне.

На водоприемниках разбивают дополнительные русловые

поперечные профили, нивелируют, сгущают их на реконструи-

руемых каналах до 100—200 м.

Под вертикальную планировку орошаемых земель проводят

нивелирование по квадратам.

Выполняют отбивку на местности зоны затопления, если эта

работа не выполнялась на стадии технического проекта.

По результатам полевых изысканий для мелиоративного

строительства в стадии рабочих чертежей группе проектиров-

щиков передают: а) топографический план массива, на котором

показаны трассы регулируемых водоприемников, каналов, кол-

лекторов, напорных трубопроводов, водоводов, дорог и соору-

жений на мелиоративной сети с разбивкой пикетажа и указа-

нием закрепительных знаков; б) топографические планы участ-

ков или профили, составленные по результатам нивелирования

по квадратам; в) копии планов крупномасштабных съемок пло-

щадок под плотины, гидротехнические сооружения, полос ши-

риной до 300 м вдоль трасс каналов и напорных трубопроводов

при сложных топографических условиях; г) продольные и по-

перечные профили регулируемых водоприемников, каналов,

коллекторов, водопроводов и др.

Одностадийное проектирование. Для размещения мелиора-

тивной системы на участках открытой, равнинной местности, за-

болоченной поверхностными водами, легко проходимой пло-

щадью до 1500 га составляют одностадийный (техно-рабочий)

проект [32]. При этом к топографо-геодезическим материалам

предъявляют те же требования, что и для стадий технического

проекта и рабочих чертежей.

§ 3. Характеристика точности

топографических планов

Точность положения контурной точки на плане. При состав-

лении топографического плана в результате накопления погреш-

ностей отдельных технологических процессов (полевых измере-

ний, графических построений, и т. д.) положение контурных

точек получает сдвиг относительно истинного положения. Если

в среднем направления сдвига принять равновероятными и по-

грешности координат равными, т. е.

= m

то средняя квадратическая погрешность m

положения контур-

ной точки на плане можно выразить формулой

y 2.

Согласно исследованиям [8], [18], положение контурных то-

чек на плане характеризуется различной погрешностью. Так,

величина средней квадратической погрешности m

в зависимо-

сти от четкости контуров местности колеблется от 0,3 мм на

плане застроенной территории с капитальной застройкой до

0,7 мм на планах застроенной и незастроенной территории с

нечеткими очертаниями контуров местности и горных районов.

Предельная погрешность Д* положения контурной точки на

плане принимается равной удвоенной средней квадратической

погрешности, т. е.

Д, = 2m

Точность расстояний и направлений между точками плана.

Из-за погрешностей положения точек на плане, расстояния и

направления между этими точками на плане также будут иметь

погрешности независимо от способа определения.

Средняя квадратическая погрешность расстояния m

между

удаленными на значительное расстояние точками на плане в

зависимости QT средних квадратических погрешностей положе-

ния точек m

и m

на плане^определяется по формуле [8]

Если определяется расстояние между контурными точками, то

средние квадратические погрешности положения их можно при-

равнять, т. е.

тогда средняя квадратическая погрешность расстояния

= m

Если положения контурных точек на плане коррелированы,

то средняя квадратическая погрешность расстояния m

опреде-

ляется по формуле [19]

= m

— г

где г

— коэффициент автокорреляции координат контурной

точки, который увеличивается с уменьшением расстояния меж-

ду точками и может быть принят равным 0,4—0,6 для близле-

жащих точек.

Например, имеется план на незастроенную территорию с чет-

кими очертаниями контуров, т. е. примем погрешность m

= 0,5 мм

на плане; положение точек независимо, так как их съемка* вы-

полнена с разных точек съемочного обоснования

(/*

= 0), тогда

= m

= 0,5 мм на плане.

Следовательно, предельная погрешность расстояния A

=l мм

на плане.

Средняя квадратическая погрешность направления (дирек-

ционного угла) Ша линии длиной S между контурными точками,

положение которых некоррелировано, определится по формуле

; = ^L3438'. (1.1)

Для близлежащих контурных точек средняя квадратическая

погрешность дирекционного угла [19]

= ^3438'VU=T~ (1.2)

Формулы (1.1), (1.2) показывают, что средняя квадратиче-

ская погрешность дирекционного угла уменьшается с увеличе-

нием расстояния между точками. Поэтому при привязке проек-

та мелиоративной системы к пунктам геодезического обоснова-

ния за исходное направление необходимо принимать то, которое

имеет большую длину.

Например, при S = 8 см на плане и m

= 0,5 мм на плане по

формуле (1.1) найдем

< = -^3400'= 21',

Предельная погрешность определения дирекционного угла

= 2т

ТОЧНОСТЬ определения по горизонталям плана высот, превы-

шений и уклонов. Точность изображения рельефа на топогра-

фических планах характеризуется средней квадратической по-

грешностью положения точки на горизонтали по высоте т

Для различных условий местности многими авторами предло-

жены формулы для определения т

Так, проф. Н. Г. Видуев предложил для вычисления средней

квадратической погрешности положения горизонтали -по высоте

формулу

= (0,19ft + 16- Ю-

Mi) м, (1.3)

где h — высота сечения рельефа; М — знаменатель численного

масштаба плана; i — средний уклон местности.

Проф. В. Д. Большаков для вычисления средней квадрати-

ческой погрешности т

определения высоты точки по горизон-

талям плана предложил формулу

< =

н +' (VhMi)

+ (1.4)

пик \ I J

где Af, i, h — те же величины, что и в формуле (1.3); пг

Нтк

—

погрешность определения отметок пикетов; ni

— погрешность

положения горизонтали на плане;

со

— коэффициент, колеблю-

щийся в пределах 0,010—0,015 для местности с углом наклона

АО 4°; I — среднее расстояние между пикетами.

Исследования, выполненные на кафедре геодезии Белорус-

ской СХА, показали, что

= 0,07

-f (0,00055 tg vMf + m*, (1.5)

где v — угол наклона местности; — погрешность, вызванная

обобщением рельефа местности. Для масштаба 1 : 1000 т© =•

= 0,08 м, для масштаба 1 : 2000 т^ =0,11 м, для масштаба

1 : 5000 m® =0,13 м.

Результаты вычислений по этим формулам получаются при-

мерно одного порядка.

Если точка расположена между горизонталями и высота ее

определяется путем интерполирования, то средняя квадратиче-

ская погрешность высоты этой точки может быть приравнена

погрешности определения высоты горизонтали согласно иссле-

дованиям, выполненным на кафедре геодезии МИИЗ. Тогда

средняя квадратическая погрешность гпн определения превышения

по разностям высот точек Я

и Нi, взятых с плана, может быть

получена по формуле

при

= гп

^ = т

Ну

и если допустить, что определения высот

точек не коррелированы, то

= m

y 2.

Согласно исследованиям [18], в общем случае справедливо

среднюю квадратическую погрешность m

вычислять по формуле

= т

уГ2(1 — г

) ,

где г

— коэффициент корреляции высот точек, который зави-

сит от расстояния 5 между точками с высотами Н\ и Н

. Так,

при ах, т. е. при максимальном расстоянии между пике-

тами, которое допускается инструкцией по производству топо-

графических съемок, г

следует учитывать; при S>/

ax практи-

чески г

—0.

Уклон i определяется по формуле

Средняя квадратическая погрешность уклона т

- в общем

случае определяется по формуле

При этом правило учета г

прежнее.

Формула (1.6) показывает, что точность определения уклона

уменьшается с уменьшением расстояния S. Поэтому при равных

= У

н, +

___ Н

— Н

(1.6)

заложениях между горизонталями (однородном уклоне) для

повышения точности его определяют через одну-две горизон-

тали.

Копии топографических планов обладают большими погреш-

ностями, чем оригиналы планов.

§ 4. Корректировку планов съемок

прошлых лет

Топографические планы съемок прошлых лет с течением вре-

мени стареют и тем значительнее, чем больше времени проходит

с момента съемки. Для приведения их содержания в соответст-

вие с современным состоянием местности проводится полевая

корректировка (обновление). Корректировка проводится в слу-

чае, если она дешевле новой съемки и если работы по коррек-

тировке практически сохраняют точность корректируемого

плана.

Корректировка целесообразна в случаях, когда изменения

ситуации не превышают 40—50%, при больших изменениях то-

пографический план составляется заново.

Под точностью плана понимают среднюю квадратическую

погрешность положения контурной точки на плане относитель-

но ближайшего пункта геодезического обоснования. Поэтому

некачественный план невозможно исправить корректировкой, но

неудачно выбранный способ корректировки может привести к

недопустимой потере точности корректируемого плана. Практи-

чески планы считаются равноточными, если показатели их точ-

ности отличаются один от другого не более чем на. 10%. Напри-

мер, если точность корректируемого плана характеризуется

погрешностью, равной 0,5 мм на плане, а в результате коррек-

тировки погрешность положения контурных точек оказалась

0,55 мм, то откорректированный план считается равноточным

корректируемому или, иначе, точность откорректированного пла-

на обладает 10%-ным «критерием незначимости» по сравнению

с точностью исходного плана. Поэтому, чтобы не превысить

10%-ный «критерий незн-ачимости», погрешности измерений при

корректировке могут составлять величину т

из

м, т. е. должно

выполняться условие (1,1 m

f = т] + т^

зм

, откуда следует, что

га

зм = 0,46 т

т. е. погрешность измерений при корректировке

не должна превышать ^0,5 величины погрешности, которой

характеризуется точность корректируемого длана. Следователь-

но, при корректировке планов разных масштабов и различных

точностей подход к точности измерений должен быть разным.

Точность откорректированных планов в значительной мере

зависит от точности съемочного обоснования, в качестве кото-

рого могут быть: пункты геодезических сетей и ходов; контур-

ные точки, четко выраженные на корректируемом плане и хоро-

шо опознаваемые на местности (пересечения дорог и канав под

углами, близкими к "90°; углы изгородей и отдельных строений;

колодцы, а также точки, пблученные промерами вдоль прямо-

линейного контура).

Наиболее просто и с полным сохранением точности коррек-

тируемого плана выполняется корректировка, если съемка опи-

рается на пункты имеющейся геодезической сети достаточной

густоты. Если при корректировке в качестве съемочного обосно-

вания используются четкие контурные точки, то после однократ-

ной корректировки происходит потеря точности корректируемо-

го плана примерно на 10%.

Использование четких контурных точек* в качестве исход-

ных— вынужденная мера, вызванная тем, что на территории

работ утрачены пункты геодезической сети или сеть настолько

редка, чтр съемочные ходы, проложенные между пунктами этой

сети, в значительной мере не используются при съемке и стои-

мость корректировки удорожается.

Полевую корректировку выполняют методами топографи-

ческой съемки при -помощи мензулы, теодолита или только мер-

ного прибора (ленты) с использованием эккера.

Мензула применяется в благоприятную погоду для коррек-

тировки в открытой местности на больших массивах и при зна-

чительных изменениях ситуации и рельефа. Преимущества этого

способа состоят в том, что все изменения ситуации наносят на

корректируемый план непосредственно в поле с большой деталь-

ностью, а в случае отсутствия изменений съемку сразу прекра-

щают. При мензульной съемке исполнитель оовобождается от

значительного количества полевых записей (ведения абриса)

и сокращается объем камеральных работ, кроме того, работа

выполняется при меньшем составе бригады.

Теодолитная съемка (проложение ходов, построение засе-

чек, полярный способ) используется при большой разбросанно-

сти участков с изменившейся ситуацией и неблагоприятных по-

годных условиях.

Корректировку при помощи только мерной ленты и эккера

проводят, если на местности произошли небольшие изменения

отдельных контуров ситуации, разбросанных по всей террито-

рии, и если съемку изменившейся ситуации возможно выпол-

нить относительно линий, опирающихся на пункты теодезиче-

ской сети или четкие контурные точки.

При использовании контурных точек в качестве исходных

необходимо убедиться в правильности их отображения на плане

путем 'проверки расстояний до других точек дальномером или

лентой (с погрешностью, не превышающей точность масшта-

ба— 0,1 мм на плане), измерения направления (угла) на мест-

ности и на плане. При этом, если расхождения результатов

измерений расстояний на местности и на плане не превышают

величины предельной погрешности положения контурной точки

на плане (см. § 3), то такие точки могут быть использованы в

качестве исходных.

Технологическая схема работ по корректировке планов съе-

мок прошлых лет методами наземной съемки предусматривает

следующие виды работ: 1) подготовительные; 2) рекогносциров-

ку^ (сличение плана с местностью); 3) построение съемочного

обоснования там, где в этом есть необходимость; 4) съемку из-

менившейся ситуации и рельефа; 5) оформление материалов

корректировки.

Каждый из перечисленных видов работ имеет свои особен-

ности. Так, при подготовительных работах определяют степень

деформации корректируемого плана. Для этой цели вычисляют

коэффициент деформаций в двух взаимно перпендикулярных

направлениях по формуле

где /о — номинальное (теоретическое) расстояние на плане, на-

пример, длина нескольких сторон квадратов координатной сетки;

/ — фактическое расстояние, измеренное на плане.

В связи с необходимостью учета деформации бумаги прихо-

дится решать следующие задачи.

Задача 1. Измерением на местности получено горизонтальное проложе-

ние линии /о. Определить длину этой линии /, что.бы отложить (построить)

ее на деформированном плане. Вычисления выполняют по формуле

1 = /

о —

oQ-

Задача 2. При подготовке исходных данных для перенесения проекта

в натуру по деформированному плану 'измерено расстояние между точ-

ками /. Определить /о— расстояние, которое нужно отложить или исполь-

зовать при контроде на местности с учетом деформации. Вычисления выпол-

няют по формуле

= ' + '<7.

Сличение плана с местностью,— один из ответственных эта-

пов работы при корректировке. По заранее намеченным марш-

рутам сличают корректируемый план с местностью, при необхо-

димости выполняют контрольные измерения между контурными

точками. Контур считается изменившимся, если новое его поло-

жение отходит от прежнего- более чем на удвоенную погреш-

ность положения контурной точки на плане. Правильность

отображения рельефа устанавливается визуально.

Одновременно определяется наличие и состояние пунктов

ранее построенной геодезической сети.

Результаты рекогносцировки позволяют принять решение о

способах корректировки или о. целесообразности новой съемки.

При корректировке методом теодолитной съемки съемочное

обоснование получают путем проложения теодолитных ходов,

которые опираются на имеющиеся пункты геодезической сети