Элементов оросительных и осушительных систем

10.1. Полевое и камеральное трассирование

Направление трасс оросительных и осушительных каналов старшего порядка (магистральные, распределительные, транспортирующие, нагорные) в нескольких вариантах выбирают по планам и картам масштабов 1:5000 – 10000 с высотой сечения рельефа 0,5 – 2,5 м.

При выполнении камерального трассирования намечают уклоны трассы канала, примерное местоположение гидротехнических сооружений и насосных станций, рассчитывают габариты канала и вычисляют объемы земляных работ для каждого варианта по формуле:

,

где S₁; S₂ – площади поперечных сечений канала; h₁; h₂ – глубина канала на первом и втором поперечных сечениях; d – расстояние между поперечными сечениями канала; m – коэффициент откоса.

Площадь P поперечного сечения канала определяется из формулы

P=(b+mh),

где b – ширина канала по дну; h – глубина канала.

Окончательный вариант трассы канала принимается после обследования всех вариантов на местности.

По полученным графически с карты координатам вершин углов поворота трассы вычисляют длины ее прямых участков по формуле

.

В процессе полевого трассирования устья канала по трассе прокладывают теодолитный ход, разбивают пикетаж и кривые. Трассу привязывают к пунктам опорной геодезической сети; вне зоны земляных работ, на расстоянии 5 км друг от друга, закладывают грунтовые реперы.

Все вершины углов поворота, а также пикеты через каждые 500 м закрепляют створными знаками на расстоянии 20 – 50 м от трассы; на каждом пикете и в характерных местах рельефа разбивают поперечники. Разбивку трасс осушителей, распределителей, межхозяйственных и других каналов младшего порядка производят по измеренным на карте длинам и углам, составленным с осью основного канала.

Оси гидротехнических сооружений выносят на местность также от точек, лежащих на оси канала. На рис. приведены данные разбивки створных знаков, закрепляющих оси камер дюкера и точки его излома в профиле.

Все пункты уложенной на местности трассы канала нивелируют по программе ІV класса. По результатам нивелирования составляют профиль (горизонтальный масштаб 1:5000 – 1:10000, вертикальный – 1:100), на котором намечают проектные линии дна канала и нормального горизонта воды, дамбы, места и вид гидротехнических сооружений, указывают типовое сечение канала и приводят результаты подсчета объемов земляных работ.

Рис.

10.2. Геодезические работы при перенесении проекта в натуру

Цель геодезических разбивочных работ – определить на местности положение запроектированных на топографическом плане сооружений. Разбивочные работы делятся на основные и детальные.

Основные разбивочные работы заключаются в переносе и закреплении в натуре основных осей сооружений (осушительных и оросительных каналов, плотин и др.), нанесенных на топографический план крупного масштаба.

Детальные разбивки производят от основных осей, определяя в плане и по высоте положение отдельных точек и габаритов сооружения в целом. Порядок и способы разбивочных работ рассмотрим на примере перенесения на местность проекта осушения болота. На рис. изображены в плане каналы магистральный ЕКF и распределительные: Н₁О₁; Н₂О₂…, запроектированные для осушения болота и отвода воды в реку.

В первую очередь на местность выносят оси магистральных, а затем распределительных каналов. Положение каналов на местности определяют проложением по их осям теодолитных ходов между точками поворота, которые закрепляют на местности столбами. Длины горизонтальных проложений отмеряют в натуре мерной лентой. Углы поворота осей каналов (например, ЕКF=150°) строят на местности с помощью теодолита в следующем порядке:

1. Устанавливают теодолит над точкой поворота К в рабочее положение и на лимбе горизонтального круга устанавливают отсчет, равный величине угла поворота (150°). Затем ориентируют лимб на заднюю по ходу точку поворота Е.

2. Открепляют алидаду и устанавливают отсчет на лимбе горизонтального круга 0°00´.

3. По направлению визирной оси трубы выставляют веху F. Повторяют построение угла при другом положении вертикального круга и снова выставляют веху F₁ на таком же расстоянии от точки К, что и веха F. Если вехи F и F₁ не будут совмещены в одной точке, то окончательно выставляют веху посередине между ними.

Вынесенные в натуру линии по оси канала, затем провешивают и по ним разбивают пикетаж. На пикетных и промежуточных точках строят поперечники перпендикулярно к оси канала.

По разбитому пикетажу производят продольное и поперечное нивелирование. По результатам нивелирования составляют профиль и вычисляют проектную линию дна оси канала (рис.). На профиле указывают все необходимые данные для детальной разбивки канала в плане и по высоте: отметки, глубины выемок, размеры ширины канала по дну и верху и др.

Так как все знаки временного характера, которыми закрепляют углы поворота и пикетные точки и которые располагаются в полосе строительства канала, будут уничтожены в процессе земляных работ, то их закрепляют за пределами земляных работ. Для этого от закрепляемой точки перпендикулярно к оси канала отмеряют по обе стороны от нее отрезки до вспомогательных точек, закрепленных столбиками и расположенными вне зоны земляных работ.

Привязку изображают на абрисе со всеми данными измерения.

Разбивочные работы при сооружении каналов сводятся к перенесению на местность границ выемок, закреплению их временными знаками и определению направления откосов с помощью специальных шаблонов. Работы по разбивке насыпей и выемок были рассмотрены при изучении дисциплины «Инженерное обустройство территорий».

Для детальной разбивки канала в плане от его оси по перпендикулярным направлениям откладывают расстояния в обе стороны до правой и левой бровок канала. Длина откладываемых расстояний от оси канала до бровок равняется половине ширины дна канала плюс заложение откоса канала (рис.). Если откос одинарный (1:1), то заложение откоса равняется глубине канала в данной точке; при откосах полуторных (1:1,5) и двойных (1:2) заложения откосов соответственно равняются полуторной и двойной глубине выемки. Границы выемок на местности обозначают вехами и по линии бровок прокапывают канавки.

По мере выработки выемки определяют нивелиром отметки пикетных точек на продольной оси канала. Для этого передают отметки от рабочих реперов, устанавливаемых вдоль строящихся каналов, на дно канала в местах пикетных точек.

На рисунке показана передача отметки на дно канала в пикетной точке 11 от рабочего репера (Rp) с отметкой 75,200 м. Нивелир установлен между репером и точкой 11, приведен в рабочее положение, и взяты отсчеты по рейкам: на репере 0,300 м и на пикетной точке 2, 150 м.

По этим данным вычисляют ГИ=75,200+0,300=75,500 м и отметку дна канала в точке 11 – Н₁₁=75,500-2,150=73,350 м. Отметка пикетной точки 11 на дне канала (73,350 м) получилась больше, чем проектная в той же точке (73,000 м). Поэтому дно канала надо углубить на 0,350 м. Для этого в точке забивают колышек на такую высоту, чтобы отсчет по рейке на нем получился равным 2,500 м, при котором отметка колышка будет равна проектной (75,500-2,500=73,000 м). Излишняя выемка грунта от проектной отметки при рытье каналов не допускается. Если выемку грунта ведут экскаватором, то обеспечивают недобор грунта на 10 – 20 см. Остальной слой выбирают планировочными машинами или вручную. Проектный уклон дна канала на всех промежуточных точках между пикетными, через 10 – 20 м друг от друга, закрепляют тремя визирками (вертикальная планка имеет размеры 100×10×2 см, поперечная 40×10×2 см). При помощи визирок строят линию заданного уклона (рис.). Боковые откосы канала зачищают также по визиркам.

Объем земляных работ по рытью каналов вычисляют по поперечным сечениям (профилям) канала и расстояниям между ними. В таблице приведено вычисление объема земляных работ для нескольких поперечных профилей.

Таблица

№ пикетных точек	Площади поперечных сечений (S), м2	Средние площади (Sср.), м2	Расстояния между смежными сечениями (d), м	Объем V = Sср.·d, м3
ПК 11	8,59
		9,54	60,00	572,4
ПК11+60	10,49
		9,95	40,00	398,0
ПК12	9,41
		10,89	30,00	326,7
ПК12+30	12,37
		11,84	20,00	236,8
ПК12+50	11,30
		9,52	50,00	476,0
ПК13	7,74
		и т.д.

 

Геодезические работы при сооружении лотковой оросительной сети имеют целью обеспечить правильность монтажа сборных конструкций: лотковых звеньев, свайных опор и их фундаментов (см. рис.). Соответственно повышаются и требования точности, предъявляемые к разбивкам элементов сети этого вида. При выносе в натуру поперечных сечений каналов допустимые погрешности определяются точностью земляных работ – величиной порядка ±50 мм. Разбивка лоткового канала должна быть выполнена с ошибками, не превышающими ±20 мм в плане и ±10 мм по высоте.

Через каждые 8 м трассы (длина одного лоткового звена) разбиваются поперечные оси фундаментов свайных опор; проектное расстояние между их центрами должно быть выдержано с точностью ± 5 мм; с такой же ошибкой должно быть обеспечено положение плиты фундамента по высоте.

От центров фундаментов производится разбивка котлованов, дно которых планируется с точностью ±20 мм. На установленную по периметру котлована обноску теодолитом переносят оси фундаментов. Монтаж свайных опор также контролируется теодолитом: уклонение верха опоры от вертикали допускается не более ±15 мм.

Исполнительная съемка смонтированной лотковой оросительной сети состоит в проверке створности осей свайных опор и контрольной нивелировке уложенных на опорах седел.

Геодезические работы по переносу в натуру проекта закрытой дренажной сети начинаются с полевого трассирования коллекторов. Вдоль оси каждого из них (ось будущей траншеи) разбивают пикетаж с таким расчетом, чтобы пикеты совпали с устьями дрен, т.е. примерно через 20 м. Согласно пикетажу по трассе коллекторов разбивают центры смотровых колодцев и по углам, заданным в проекте, выносят направления отдельных дрен. От этих дрен линейными промерами разбивают оси промежуточных дрен. Допустимое отклонение действительного расстояния между дренами от проектного составляет ±1,0 м, а расхождение параллельных дрен на концах не должно превышать 1:500 длины дрены.

По осям дрен через 20 м разбивают пикетаж, после чего трассы дрен и коллекторов нивелируют с точностью ІV класса.

Параллельно оси каждой траншеи разбивают линию с уклоном, равным проектному уклону коллектора. Вдоль этой линии через каждые 10 м на одинаковой высоте по нивелиру забивают колья с натянутой проволокой, называемой копирным тросом. Отметка верхушки каждого столба должна быть равна отметке соответствующей точки дна траншеи плюс постоянное расстояние ℓ от штриха А на рукоятке ковша до режущей кромки зубьев ковша экскаватора (рис.). Контроль за соблюдением проектного уклона дна траншеи во время работы экскаватора осуществляется по совпадению штриха А с копирным тросом.

По окончании строительства закрытого дренажа производится исполнительное нивелирование коллекторов, дрен и открытых проводящих каналов. Отклонение фактических отметок концов труб от проектных должно находиться в пределах ±15 мм для дрен и ±30 мм для коллекторов. На рис. представлен исполнительный профиль транспортирующего собирателя.

 

 

Рис.

В некоторых, редких, случаях высоты, переносимые с проекта в натуру, могут определяться по горизонталям с учетом возможных погрешностей. Эти погрешности могут быть как в плане, так и по высоте.

Плановое положение проектных точек на местности в зависимости от требуемой точности, наличия геодезических приборов, густоты геодезической сети, особенностей проекта и топографических условий местности определяют одним из следующих способов: полярных или прямоугольных координат, прямой засечки, линейной засечки, промеров по створу, проектного теодолитного хода.
Основанием для выноса на местность проектных элементов мелиоративной системы служит проект выноса в натуру (разбивочный чертеж), в котором имеется координатная сетка, показаны пункты геодезической сети, контуры ситуации, все элементы проектируемой системы, пикетаж по осям трасс линейных сооружений.

Полевые геодезические работы, при переносе проекта в натуру, состоят в плановых и высотных измерениях от исходных точек до искомых в натуре точек будущего сооружения, по тем данным, которые получены с плана путем вычислений или графически. Во всех случаях геодезические работы нужно вести так, чтобы положение намеченной точки в плане и по высоте получалось с хорошим контролем, т. е. дважды.

Рассмотрим способы вынесения проектных точек в плане. Полярный способ требует наличия в натуре опорной точки с известными координатами и исходной линии. По плану графически или аналитически предварительно должны быть определены угол между данной на месте исходной линией и длина линии от опорной точки до проектной точки. Положение проектной точки Н (рис. 21, а) определяется относительно исходных точек 1, 2 или 3 разбивочной сети по проектным элементам: расстоянию 1), углам ‚З или
В зависимости от того, какой из способов (аналитический или графический) был применен при подготовке исходных данных, проектное расстояние и угол определяют либо из решения обратной геодезической задачи, либо графическими измерениями по плану.
14з-за неизбежных погрешностей Тр (отложения линии IУ) н
построения угла ‚З проектная точка Н займет положение 1 (рис. 21,6). Тогда общая погрешкость положения проектной точки Н относительно исходной точки 2 будет яi. С некоторой степенью приближения можно

написать, что = IУ вiп

и тогда

Тр’=’/ТЬВ2 (

Полученная формула может быть использована для приближенного под- счета необходимой точности угловых и линейных измерений при заданной (назначенной) погрешности положения точки ]У

Пример. Известнопроектное расстояние))‘‘200 м. Определить средние квадратические погрешности линейных и угловых измерений при условии, что погрешность положения проектной точки mр,- может быть порядка 0,2 м.
Примем при этом, что влияние погрешностей линейных и угловых измерений на погрешность положения точки ЛТ будет одинаковым, т.е.

Тогда получим IтIЛт =‚/22
оТкУда/-—2

Нотак как я 0,2 м, то яiО,14 м. Следовательно относительная погрешность измеренной линии 1) должна быть не более

т_р/р = 0,14/200 1/1400,

а погрешность угловых измерений не более

Т’3аiс 1/1400.

По полученным величинам погрешностей угловых и линейных измерений выбирают соответствующую технологию геодезических измерений и геодезические приборы необходимой точности.
Это позволяет рассчитать ожидаемую погрешность в положении проектной точки на местности относительно пунктов геодезической (разбивочной) сети, если не учитывается погрешность положения исходного пункта.
Тогда необходимо учесть и влияние погрешности например, исходного пункта 2, то формула приближенного подсчета Т приметвид

ТТ +Т+(ё)2IУ2

р

где т₂ средняя квадратическая погрешность положения исходного пункта;лг средняя квадратическая погрешность измерения линии IУ;
— средняя квадратическая погрешность отложения проектного угла; величина ρ составляет 3438’.
При отсутствии вблизи места выноса в натуру проекта пунктов геодезической сети можноиспользоватьв качестве исходных четкиеконтуры. В этом случае проектное расстояние и угол определяют графически по плану.
Рассмотрим на примере учетпогрешностей, влияющихна точность положенияпроектной точки N (см. рис. 21, а), когда она выносится по графическим данным от четких контурных точек 1 и 2. Пусть имеем про-

Рис. Схемы перенесения проектной точки на местность способом полярных координат

 

Положение определенной таким образом точки на месте может иметь погрешность от ошибки в передаче направления и от ошибки в измерении линии. Первая погрешность зависит главным образом от точности отсчетного устройства теодолита. При одноминутной точности она может дать боковое перемещение точки, равное 1:3437 длины линии, т. е. на линию в 343,7 м ошибка будет равна 0,1 м. Ошибка в длине линии зависит от способа измерения линии. При измерении линии 20-метровой лентой с натяжением от руки, на ровной местности, может достигнуть 1:3000 длины всей линии, т. е. на ту же линию в 343,7 м – тоже около 0,1 м.

Общая ошибка в плане положения проектной точки в данном примере получится равной м. При необходимости повысить точность определения на месте положения искомой точки нужно повысить точность теодолита – 30″, 10″ и т. д. и точность измерения линии. Полученные результаты обязательно нужно проверить повторными измерениями. Повысить точность построения проектного угла при отсутствии теодолита нужной точности можно следующим образом.

Если на местности необходимо построить угол с повышенной точностью (рис. 30), то поступают следующим образом:

1. При любом положении зрительной трубы откладывают проектный угол одним полуприемом и закрепляют точку С'. Полученный угол β' не точен, так как при его построении неучтена коллимационная ошибка и точность его построения соответствует точности отсчетного устройства применяемого теодолита.

2. Полученный угол ВАС' измеряют с повышенной (заданной) точностью несколькими приемами. Число приемов n рассчитывается, исходя из требуемой точности построения угла β и точности отсчитывания t угломерного прибора. Если принять среднюю квадратическую ошибку измерения угла одним полным приемом равной t, то средняя квадратическая ошибка угла, измеренного n приемами, будет

М=± откуда n= .

3. Находят разность ∆β=β'-β_пр. между n раз измеренным и проектным углами.

4. Вычисляют величину смещения С'С=АС'·Δβ.

 

В

С'

Δβ С

β

 

β'

 

А

Рис. 30

 

5. На перпендикуляре к АС' откладывают вычисленный отрезок СС' и получают искомую точку С, а следовательно и угол, с требуемой точностью.

6. Построенный угол измеряют для контроля построения.

Для повышения точности построения углов в любом случае необходимо стремиться выбирать, возможно, более длинные расстояния АВ и АС, а визирование осуществлять на шпильки или гвозди, вбиваемые в колышки.

В тех случаях, когда из-за каких-либо местных препятствий нельзя произвести непосредственного измерения линий, но видимость с точек на точки имеется, следует применять способ угловых засечек. Этот способ основан на построении взаимно пересекающихся направлений по углам между этими направлениями и исходной линией, координаты концов которой известны. Искомая точка получится как точка пересечения построенных направлений, каждое из которых в натуре должно быть отмечено двумя точками вблизи точки ожидаемого их пересечения. Желательно такие засечки делать не только с двух исходных точек, а с трех, или следует повторить все действия с двух точек. При точности определения углов засечки в 0′,5, при средних размерах линий засечек в 60 – 70 м, можно ожидать ошибку в положении определяемой точки в 2 – 3 см.

Способ перпендикуляров применяется в тех случаях, когда на месте имеется исходная линия с точно обозначенными концами и искомые точки можно определять с этой линии короткими, но точными перпендикулярами.

Высотное расположение сооружения (основание плотины, дно канала, дно котлована, верх дамбы и др.) устанавливается нивелированием от ранее заложенных реперов в районе сооружения. Эти задачи называются: вынесение точки с заданной отметкой, построение линии заданного уклона, построение плоскости заданного уклона и др. Они были изучены студентами в дисциплине «Инженерное оборудование территорий».

10.3. Геодезический контроль планировочных работ

При перенесении в натуру проекта вертикальной планировки орошаемых площадей в соответствии с данными проекта вертикальной планировки в каждой вершине квадрата забивают кол с указанием величины и знака рабочей отметки. После выполнения землеройными механизмами планировочных работ производится их геодезический контроль путем нивелирования участка по выбранным точкам. Так, например, при планировке участка горизонтальной плоскостью должна быть выдержана заданная проектная отметка, а отсчет по рейке, установленной в любой точке участка, должен быть равен некоторой постоянной величине ΔH (рис.).

 

 

Рис.

Если по условиям рельефа достаточно выполнить только частичную планировку площади, производится планировка трасс временных оросителей. Для этого по трассе оросителя разбивают и нивелируют по программе IV класса основные (через 100 м) и промежуточные (через 20 м) пикеты. По результатам нивелирования составляют профиль трассы в горизонтальном масштабе 1:2000 и вертикальном 1:100 – 1:150. Проектную линию наносят на профиль между основными пикетами («маяками») с таким расчетом, чтобы ликвидировать обратные уклоны, обеспечить единообразный уклон в одном направлении, минимум земляных работ и их нулевой баланс. При этом проектная отметка первого маяка должна быть не менее чем на 5 см ниже отметки нормального горизонта воды в распределителе; выполнение этого условия необходимо для поступления воды во временный ороситель.

В настоящее время в гидромелиоративном строительстве все большее применение находят автоматизированные способы геодезического контроля вертикальной планировки с помощью лазерных систем (см. курс лекций «Инженерное обустройство территорий»). Сущность одного из таких устройств состоит в следующем.

В точке А планируемого участка (рис.) устанавливается излучатель 1, создающий опорную плоскость путем вращения лазерного луча 2 по всему горизонту. На каждом землеройном механизме, работающем на участке планировки, устанавливается приемное устройство 3 (фотоприемник). Высота фотоприемника ΔH устанавливается на основе следующих формул:

ΔH=H_оп.-H_пр., H_оп.=H_реп.+a,

где H_реп. – отметка репера; H_пр. – проектная отметка участка; H_оп. – отметка опорной поверхности; a – отсчет по рейке на репере.

По аналогии с нивелированием правильность работы землеройных машин обеспечивается, если на всех точках участка фотоприемником будет фиксироваться постоянная высота ΔH лазерного луча над проектной поверхностью. Применение лазерного контроля значительно повышает эффективность планировочных работ.

Рис. 31. Принцип контроля земляных работ с помощью визирок:
а – при отсыпке насыпи; б – при разработке канала

 

По отметке дна канала выносят проектные отметки в двух точках и устанавливают в них опорные визирки. Последние располагают в начале разрабатываемого участка на расстоянии 20—50 м друг от друга. Верхняя грань планок визирок должна располагаться на одинаковой высоте 1 1,5 м. Контроль осуществляется с помощью ходовой визирки визированием на себя. Высота ходовой визирки также должна быть равна 1.
Разработку траншей экскаватором с обратной лопатой контролируют по визиркам, устанавливаемым через 20—50 м параллельно оси траншеи на расстояния, равном половине расстояния между внутренними гранями гусениц экскаватора. Машинист экскаватора контролирует глубину копания по черте на рукояти, вертикально поставленной в проверяемой точке. Линия визирования, соединяющая верхние грани опорных визирок, должна проходить через черту на рукояти. Поэтому верхний срез визирки должен находиться на отметке
Н = + 1
где Н, — проектная отметка дна траншеи в точке установки визирки;
1 высота от нижней поверхности ковша экскаватора до метки на рукояти.
При строительстве закрытых трубопроводов и дренажей с применением многоковшовых или роторных экскаваторов на местности разбивают ось траншеи и закрепляют ее вешками. Для контроля глубины копания на поверхности рядом с осью устанавливают визирки или через каждые 20 м копья, на которых указывают глубину траншеи. Перед укладкой труб планировку дна траншеи проверяют нивелированием или с помощью визирок. После укладки труб проводят контрольное нивелирование по верху труб и только затем бульдозером засыпают траншею грунтом.

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: