Тема 4.3. Геодезические работы, выполняемые при проектировании и строительстве мелиоративных объектов

4.3.1. Сведения о мелиоративных системах и содержание топографо-геодезических работ

Современное мелиоративное строительство тесно связано с множе­ством технических, природных, экономических и социальных факторов. Оно не только улучшает условия организации сельскохозяйственного производства и создает условия для повышения производительности сельскохозяйственных машин, но и способствует социальному преобра­зованию села.

При землеустройстве комплексно решаются задачи по проектиро­ванию полей и участков, по мелиорации, планировке сельских населенных мест, дорожному строительству и др.

Объектами мелиоративного и водохозяйственного строительства являются массивы орошаемых и осушаемых земель, водоемы, основ­ные магистральные каналы, коллекторы и другие сооружения. Располо­жение массивов мелиорируемых земель, их конфигурация и границы увязываются с угодьями прилегающих территорий и их инженерным оборудованием. На территории массивов, предназначенных к ороше­нию или осушению, проектирование сети каналов и других элементов подчиняется техническим нормам и правилам, которые применяют при мелиорации земель.

Мелиоративные мероприятия подразделяются на гидромелиоратив­ные, которые связаны с отводом воды (осушение, обвалование) или подачей воды (орошение, водоснабжение), и на агромелиоративные, выполняемые для усиления водопроницаемости, влагоемкости пахотно­го слоя и улучшения условий для поверхностного стока воды.

Составными элементами оросительной сети являются: орошаемый участок земли, источник орошения (река, водохранилище), ороситель­ная сеть (регулирующая, проводящая, сборная), гидротехнические сооружения и эксплуатационные устройства.

Проектирование по хозяйствам ведут на планах масштаба 1:10000, а обзорный проектный план составляют в более мелком масштабе.

Для обеспечения водозабора дождевальными системами из рек и речек строят искусственные водоемы, основными элементами строительства которых являются земляные плотины и водоспуски.

При орошении водозабор может быть самотечным или механиче­ским (насосной станцией). По конструкции оросительная сеть бывает открытой, закрытой и комбинированной.

В открытой самотечной оросительной системе (рис. 4.13) Проводящая сеть состоит из магистрального канала, межхозяйственных, хозяйственных, внутрихозяйственных распределителей различных порядков. Применение самотечного полива оптимально при уклонах от 0,002 до 0,01, в особых случаях до 0,02. Дальнейшее увеличение уклона вызывает эрозию почв,

 

Рисунок 4.13 - Схема оросительной системы

Трассы каналов проектируют по границам хозяйств, севооборотных массивов, полей. При этом магистральный канал проектируют по возможности прямо­линейным, с наименьшим уклоном, по водораздельным точкам территории, чтобы обеспечить обслуживание возможно большей площади орошения.

Для распределения воды по полям, поливным участкам в пределах их границ размещают регулирующую сеть, которая состоит из временных оросителей, выводных и поливных борозд.

В последние годы все более широкое распространение получают закрытые оросительные системы с поливным дождеванием. Орошение дождеванием допустимо на местности с уклоном до 0,05.

Общим требованием к размещению постоянных каналов на орошаемой территории является создание условий не только для полива, но и для применения машинно-тракторных агрегатов при полевых работах, а это означает, что участки должны быть в виде прямоугольников со сторонами до 200 и 600 м или прямоугольных трапеций с шириной или длиной поля, кратной ширине захвата дождевальной машины.

Проектные уклоны трубопроводов закрытой оросительной сети назначают, исходя из оптимальных условий их эксплуатации. Поэтому для обеспечения слива воды в коллекторнодренажную сеть сбросные трубопроводы проектируют с уклоном не менее 0,005.

В зависимости от топографических условий местности, характера грунта устраивают лотковую оросительную систему. Бетонные или железобетонные лотки длиной 2 - 8 м укладывают на подготовленный грунт или опоры. При строительстве лотков-каналов на свайных или стоечных опорах положение каждой из них в пространстве контролируется геодезическими методами.

В районах орошения проектируют лесные полосы вдоль каналов оросительной и водоотводной сетей, границ землепользовании, полей севооборотов, не совмещенных с каналом постоянных дорог.

При транспортировании оросительной воды к полям подземными переводами лесополосы и полевые дороги размещают вдоль трубопроводов, но так, чтобы земля под трубопроводом была свободна от насаждений.

Составными элементами осушительных систем (рис.4.14) являются: осушаемый земельный массив, водоприемник (река, озеро, овраг), проводящая сеть для отвода собираемых вод, рeгyлирующая сеть каналов и дрен для сбора и отвода в проводящую сеть избыточных поверхностных вод на осушаемом участке, ограждающая

сеть каналов и защитных валов, гидротехнические сооружения и др.

 

Рисунок 4.14 - Схема осушительной системы

Осушительные системы бывают открытыми и закрытыми. Магист­ральные каналы различных порядков и коллекторы проводящей сети проектируют таким образом, чтобы поля получались с приемлемой длиной гона для работы машинно-тракторных агрегатов вдоль длинных сторон полей (500 - 1500 м) и чтобы открытые каналы не делили поля на участки менее 40 - 50 га. Наибольший экономический эффект дают закрытые осушительные системы, регулирующая сеть которых состоит из дрен-осушителей или закрытых собирателей и служит для удаления избытков воды из корнеобитаемого слоя почвы. Регулирующая сеть, которая располагается с обеих сторон проводящей, сбрасывает поступающую в нее воду в проводящую сеть, имеющую коллекторы и каналы различных порядков.

Трассу магистрального канала, предназначенного для транспортирования избытка воды в водоприемники, располагают по самым низким точкам осушаемой территории. Магистральный канал проектируют по возможности прямолинейным с уклоном в пределах
0,0005 - 0,002. Регулирующую сеть проектируют по данным дополнительных изысканий, выполненных после планировки поверхности участка. При этом длина коллекторов проектируется не более 600 м, при больших уклонах - до 1000 м, а дрен и закрытых собирателей, соответственно - 150 и 200м.

Схема расположения дрен в плане по отношению к уклону может быть поперечной и продольной. При уклонах более 0,005 рекомендуется поперечная схема. При малых уклонах мест­ности продольное расположение дрен более равномерно регулирует водный режим осушаемого участка.

Оптимальное расстояние между дренами и их глубину определяют, исходя из природных условий и проектируемого хозяйственного использования осушаемой территории.

Уклоны дрен чаще всего соответствуют 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 наименованием. К строительству закрытого дренажа приступают только после полной разбивки и высотной увязки всей дренажной системы.

Геодезические работы на мелиорируемой территории предшеству­ют, сопровождают и завершают процесс мелиоративного строительст­ва и состоят из: создания на территории строительства планового и высотного геодезического обоснования; производства топографической съемки; нивелирования трассы и поверхности участков для вертикальной планировки; составления планов (карт) и профилей; съемки водохранилищ, рек и нивелирование их уровней; проектирования, трассировки линейных сооружений, разбивки элементов оросительных и осушительных систем; осущест­вления геодезического контроля за строительством сооружений и их состоянием в процессе эксплуатации.

На основании полученного в результате съемки крупномасштабно­го топографического плана проектируют строительство мелиоративной системы и гидротехнических сооружений

Для обеспечения топографических съемок, трассировок и разбивочных работ при строительстве мелиоративных систем государственную геодезическую сеть дополняют пунктами сетей сгущения и съемочных сетей в соответствии с действующими инструкциями, ведомственными указаниями и нормами.

Пункты геодезической сети при мелиоративном строительстве располагают с учетом наиболее полного их использования при топографической съемке, проектировании, перенесении проектов в натуру, строительстве сооружений и контроле их в процессе эксплуатации.

Геодезическая подготовка к проведению осушительных работ заключается в разбивке на местности отводящей осушительной сети, проверке высот реперов и марок и др. При этом на местности обозначают проектные трассы каналов, закрытых коллекторов с указанием их начала, поворотов и конца. В поле составляют абрисы привязки осей каналов и коллекторов
к пунктам геодезической сети или четким контурным точкам и ситуации.

 

Трассировочные работы

Трассировочные работы заключаются в первую очередь - в определении на местности оптимального положения трассы и во вторую очередь - в размещении на ней сооружений. Возможные конкурирующие варианты обычно изучаются на мелкомасштабной топографической основе. Выбор окончательного варианта производится, как правило, после полевого обследования намеченных вариантов.

Строительство осушительных и оросительных каналов включает следующие процессы: разбивку осей, подготовку трассы, подготовку технических данных, разработку выемки, разравнивание кавальеров, крепление дна и откосов. При трассировании канала определяют
положение начала канала, точек углов поворотов, конец канала, намечают площадки для гидротехнических и других сооружений.

При проектировании разных сооружений, как правило, предусматривается камеральное и полевое трассирование.

Камеральное трассирование каналов. На этапе предварительных изысканий его выполняют по имеющимся планово-картографическим материалам. По результатам камерального трассирования канала производят расчеты его габаритов, объема земляных работ по вариантам, уклонов трассы канала, выбирают местоположение и конструкции гидротехнических сооружений. По этим же материалам устанавливаются общие проектные решения и дается технико-экономическое обоснование выбранного варианта трассы.

При камеральном трассировании применяют либо способ попыток, либо построение линий заданного уклона.

Способ попыток заключается в том, что по намеченному на топографическом плане направлению выбирают кратчайшую трассу и со­ставляют по ней профиль местности с проектом красной линии. Затем трассу или часть ее сдвигают вправо или влево до тех пор, пока проект­ные отметки точек трассы будут близкими высотам точек земной по­верхности.

Способ построения на топографическом плане линии заданного уклона сводится к вычислению величины заложения s по заданному углу наклона v или уклону i при известной высоте сечения рельефа h по формуле

 

.

В камеральных условиях по материалам камерального трассирова­ния составляют схему расположения трассы с указанием пикетажа, направления прямых участков, подготавливают исходные данные для перенесения на местность вершин углов поворота, схему пунктов геодезической сети и др.

При наличии аэроснимков местности линию заданного уклона можно трассировать по стереомоделям при помощи фотограмметриче­ских приборов. Имея цифровую модель полосы местности по трассе сооружения, на ЭВМ по специальной программе производят подсчет объема работ, а из сравнения вариантов трассы выбирают оптимальный и получают исходные данные для разбивки трассы на местности. Математические методы обработки на ЭВМ могут преду­сматривать различные критерии оптимальности: минимальное время строительства, минимальные затраты, максимальную эксплуатацион­ную надежность и др.

Полевое трассирование каналов. Перенесение трассы канала в на­туру по заданному направлению заключается в определении на местности положения начала трассы, вершин углов поворота и конца трассы в соответствии с техническим проектом. При этом за начало счета пикетов ПК 0 на оросительных каналах принимается место водозабора, на осушительных - водоприемник. Пикетаж по трассе разбивается через 50 или 100 м стальной лентой, 50-метровой рулеткой или тросиком с относительной погрешностью не более 1:1000.

 

Рисунок 4.15

Положение каждого пикета на местности закрепляют колышком со сторожком, а плюсовых (характерных точек рельефа и контуров ситуации) - сторожком. Также отмечаются устья и истоки каналов следующих младших порядков, места установки трубчатых переездов.

На местности положение оси трассы закрепляют знаками (столбами, трубами или уголковым железом), при этом на прямолинейных участках знаки устанавливают в пределах прямой видимости через 400- 500 м с указанием на них пикетажного обозначения. Вершины
углов поворота трассы закрепляют двумя знаками, устанавливаемыми на продолжениях тангенсов, на биссектрисе или створами (рис.4.15) с указанием на знаках номера угла поворота, пикетажного обозначения вершины угла и расстояния от знака до угла. Знаки для их
сохранности устанавливают за пределами полосы разработки грунта
на расстоянии 0,5 - 1 м от будущей бровки канала.

В зависимости от топографических условий местности и наличия мерных приборов расстояния между вершинами углов поворотов измеряют стальной лентой, 50-метровой рулеткой, оптическими или электронными дальномерами со средней квадратической относительной погрешностью 1:1000 - 1:2000. Вдоль трассы канала через 5 – 7 км устанавливают грунтовые реперы, через 3 км - дополнительные строительные реперы, а на трассах каналов осушительной системы через 1 км - временные реперы. Кроме этого на створах сооружений устанавливают реперы независимо от расстояния до ближайшего репера на трассе канала. Для контроля за строительными работами устанавливают через 500м выносные столбы рядом с осью трассы.

Реперы устанавливают на нераспахиваемых землях, обочинах дорог, минеральных островках на болотах, где обеспечивается coxpaнность их на длительный период.

При разбивке пикетажа по трассе на углах поворота учитывается
длина кривой, радиус которой приводится в техническом задании. Для разбивки кривой в главных точках (начало, середина и конец кривой) по измеренному углу поворота трассы φ и радиусу кривой R вычисляют элементы кривой - тангенс (Т), длину кривой (К),
биссектрису (Б), домер (Д). Полученные значения записывают в пикетажном журнале около соответствующего угла. Положение главных точек на местности закрепляют.

 

 

Рисунок 4.16 - Трассирование

Для получения характеристик поперечных уклонов местности на трассе разбивают поперечные профили, чаще перпендикулярно к оси трассы.

Полевое трассирование каналов по заданному уклону заключается в том, что от начальной точки ПК 0, плановое положение которой уже определено, при помощи нивелира определяют высотное положе­ние ряда точек, соответствующее проектным высотам трассы канала. Проектную высоту ПК 0 определяют от ближайшего репера. Затем по направлению трассирования примерно в 100 - 150м от ПК 0 устанавливают нивелир возможно ближе к оси трассы (рис. 4.16, а), определяют по рейке, установленной на ПК 0, отсчеты ν₀ для определения превышения, а по дальномерным штрихам сетки ни­тей - для определения расстояния d₁. Примерно на таком же расстоянии от нивелира по ходу трассы устанавливают рейку, например в точке 6. Нивелировщик берет отсчеты по основному штриху ν′₆ и по дальномерным штрихам сетки нитей для определения расстояния d₂.

Расстояние между рейками используют для вычисления величины снижения трассы канала по формуле , в которой i - проектный уклон.

Пусть, например, получилось d₁ = 123м, d₂ = 132м. Отсчеты по основному штриху

ν₀ =1369 мм и ν′₆ =1547 мм. Проектный уклон канала i = 0,0011. Тогда превышение между ПК 0 и точкой б, соот­ветствующее проектному уклону, будет h=0,275 м. Следовательно,

отсчет ν₆ по рейке на точке 6, соответствующий этому превышению, должен быть

ν₆=1369+275 = 1644 мм. В связи с этим рейку перемещают по поперечному склону вверх или вниз до тех пор, пока по рейке получится отсчет ν₆= 1644мм, в этом месте забивают кол и уточняют расстояние по нитяному дальномеру. Полученное расстояние до точки 6 записывают как пикетажное обозначение, т.е. ПК2+55 м. Если на линии ПК0 - точка 6 имеются характерные изменения рельефа, то намечают дополнительные точки 1, 2, 3,... На этой станции нивелира от­счеты, соответствующие проектным высотам точек 1, 2, 3,..., будут находиться в пределах от 1369 мм на ПК 0 до 1644 мм на точке 6. Определив среднее из этих отсчетов 1506 мм, но нему находят на местности положение промежуточных точек 1, 2, 3,.... которые
и показывают в первом приближении положение оси трассы канала местности.

Проектные высоты следующих точек определяют по формуле

,

в которой - проектная высота предыдущей точки; i – проектный уклон; d - расстояние от предыдущей точки трассы до последующей, высоту которой определяют. На следующей станции продолжают работу, принимая за исходную высоту точки 6 и т. д.

Когда часть трассы установлена и закреплена на местноести вешками, в случае необходимости производят спрямление трассы с выбором места угла поворота с таким расчетом, чтобы от намеченной прямой промежуточные точки 1, 2, 3,... (рис. 4.16) располагались по обе стороны примерно на одинаковом расстоянии от нее. При этом вначале угол 1 закрепляют вехой, а после выбора положение угла 2 закрепляют знаком и устанавливают веху. По оси закрепленной на местности трассы прокладывают теодолитный ход для ее привязки к пунктам геодезической сети и производят разбивку пикетажа. По измеренному углу поворота и назначенному радиусу кривой вычисляют ее необходимые элементы для разбивки главных точек кривой и выноса пикетов на кривую.

По результатам нивелирования трассы составляют продольный и поперечный профили трассы. При трассировании каналов, коллекто­ров, водоприемников, напорных трубопроводов, водопроводов, дамб обвалования продольный профиль составляют в масштабах - гори­зонтальный 1:5000—1:10000, вертикальный 1:100, поперечные про­фили при их длине до 50м - 1:100, при большей длине - 1:200, а вертикальный 1:100.

При трассировании линий магистральных водопроводов (трубопро­водов), обеспечивающих сельскохозяйственное водоснабжение, места пересечения трассой существующих и проектируемых сооружений наносят на план и профиль с указанием вида сооружения, размеров и отметок его элементов.

При наличии на осушаемой территории поверхностных вод и высокого уровня грунтовых вод выполняется предварительное осушение. Трассы траншей предварительного осушения разрабатывают параллельно трассам закрытых коллекторов или дрен на расстоянии

4 - 5 м от них, а до этого на местности обозначают трассы кабелей связи и других подземных инженерных сетей.

12Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: