 |
Наземные геодезические работы при строительстве подземных сооружений
|
|
|
|
К наземным геодезическим работам при строительстве подземных сооружений относятся:
- Тоннельная триангуляция;
- Основная полигонометрия на дневной поверхности;
- Подходная полигонометрия;
- Высотное обоснование на дневной поверхности;
-Разбивка на дневной поверхности трассы и подземных коммуникаций;
-Разбивка надшахтных сооружений и поверхностных зданий;
- Наблюдения за деформацией поверхностных сооружений [29].
При строительстве тоннелей значительной протяженности или подземных сооружений, располагающихся на большой площади, обязательно наличие триангуляции или полигонометрии, ее заменяющей.
Городские триангуляционные сети используются для построения триангуляционных цепей или ходов полигонометрии взамен триангуляции, обеспечивающих сооружение отдельных линий метрополитена. При отсутствии в городе триангуляции последняя создается с учетом дальнейшего ее развития для строительства перспективных линий метрополитена.
При построении цепи треугольников, обеспечивающей сооружение данной линии метрополитена, как правило, используются знаки городской триангуляции. Сгущение производится с расчетом обеспечения трассы пунктами не реже чем через 3 км.
Не рекомендуется располагать пункты в пределах зоны возможной деформации, а также в удалении от трассы более 2 км.
Для тоннелей небольшой протяженности и подземных сооружений, располагающихся на незначительной площади, возможно создание планового обоснования в виде основной полигонометрии или аналитической сети.
В застроенных районах применяются знаки типа, показанного на рис.4
Рис. 4. Закрепление капитального грунтового полигонометрического знака с колпаком
|
|
|
Для обеспечения требуемой точности сбоек встречных тоннелей и правильной организации основных геодезических работ в каждой цепи триангуляции или в ходе полигонометрии взамен триангуляции рекомендуется подсчитать среднюю квадратическую ошибку взаимного определения конечных точек.
Проект триангуляции составляется на плане или карте крупного масштаба, на которых должны быть показаны: проектируемая трасса, места расположения стволов, порталов, боковых штреков-штолен и все имеющиеся пункты ранее выполненных триангуляций.
Основная полигонометрия на поверхности прокладывается вдоль трасс метрополитенов и тоннелей различного назначения с целью обеспечения опорными пунктами:
а) трассирования тоннелей;
б) перенесения проекта сооружений в натуру;
в) сбоек тоннелей в плане.
Основная полигонометрия прокладывается в виде сети замкнутых полигонов или одиночных ходов между пунктами триангуляции; при этом длины полигонометрических ходов должны быть в пределах 3 - 4 км. Линейная привязка к пунктам триангуляции чаще чем через 3 км разрешается при условии, если ошибки в определении пунктов триангуляции не внесут заметного искажения в результаты полевых измерений.
Основная полигонометрия может служить в качестве самостоятельного планового геодезического обоснования для строительства тоннелей небольшой протяженности (до 1 км).
При проектировании, рекогносцировке и производстве полевых измерений основной полигонометрии необходимо учитывать и соблюдать следующее:
а) при строительстве метрополитенов основную полигонометрию прокладывать в виде сети замкнутых полигонов;
б) ходы должны иметь наименьшее количество изломов и, по возможности, прокладываться параллельно трассе. Перемычки (ходы, поперечные направлению трассы) должны иметь минимальную длину;
в) ходы основной полигонометрии прокладывать по возможности между пунктами триангуляции, имеющими непосредственную взаимную связь;
|
|
|
г) длины ходов между узловыми точками не должны превышать 1 км;
д) при рекогносцировке необходимо предусматривать дополнительные передачи дирекционных углов с пунктов триангуляции на стороны полигонометрической сети лучами значительной длины;
е) средняя длина линии должна быть порядка 250 м, наименьшая - не короче 150 м, наибольшая: для метрополитена - не свыше 300 м, а вне городов - не свыше 500 м;
ж) для метрополитенов и тоннелей длиной свыше 0,5 км относительная невязка в периметре хода не должна превышать 1: 30000 - 1: 35000, а для тоннелей длиной менее 0,5 км - 1: 20000;
з) средняя квадратическая ошибка измеренного угла не должна превышать ± 3²;
и) коэффициент случайного влияния при измерении линий (m) не должен превышать ± 0,0003, а коэффициент систематического влияния 
не должен быть более 0,00001;
к) измерения углов и линий основной полигонометрии производятся дважды, в разное время и в различных условиях. Вторые наблюдения рекомендуется производить другими наблюдателями и инструментами.
На участках строительства метрополитена открытым способом основная полигонометрия прокладывается в соответствии с рекомендациями.
Для обеспечения разбивочных работ производится сгущение сети ходами с длинами сторон порядка 50 - 70 м.
При закладке знаков должна быть предусмотрена сохранность их на протяжении строительства, для чего рекогносцировщик должен детально изучить проект организации работ по сооружению тоннелей.
При измерении углов и линий по ходам сгущения руководствуются допусками, установленными для подходной полигонометрии.
По окончании полевых и вычислительных работ составляется подробный технический отчет, в котором должны быть даны:
а) описание условий рекогносцировки;
б) характеристика частоты и способов привязки к пунктам триангуляции;
в) характеристика заложенных знаков, их распределение по типам, данные об использованных знаках городской полигонометрии;
г) перечень применявшихся инструментов, описание методики угловых и линейных измерений и результаты оценки их точности;
д) описание методики уравновешивания сети и результаты вычислений (угловые невязки, невязки в координатах и относительные);
|
|
|
е) оценка точности окончательных результатов, соответствие их техническим требованиям.
Если основная полигонометрия является самостоятельной основой для строительства тоннелей, в отчете должны быть приведены также:
а) расчетное обоснование принятого способа работ;
б) анализ точности исходных данных;
в) обоснование принятых зоны проекций Гаусса и уровенной плоскости.
Здесь же должны быть даны указания о введении поправок в элементы подходной и подземной полигонометрии;
г) общее заключение о пригодности исполненной полигонометрии для обеспечения требуемой точности всех горностроительных работ и особенно точности сбоек встречных тоннелей.
Для создания высотной геодезической основы на поверхности при строительстве метрополитена, а также при сооружении внегородских тоннелей протяженностью свыше 2 км (а в горной местности - свыше 1 км) производится нивелирование II класса.
Нивелирование II класса базируется на марках и реперах городского нивелирования I и II классов и представляет собою сеть замкнутых полигонов, охватывающую полосу шириной не менее пятикратной глубины заложения тоннелей, примерно симметричную относительно оси трассы.
Нивелирные опорные ходы III класса прокладываются:
а) для передачи отметок к стволам, скважинам и предпортальным выработкам;
б) для обеспечения высотной основой тоннелей, сооружаемых открытым способом работ;
в) для сгущения высотной основы II класса в районе наблюдений за деформацией поверхностных сооружений;
г) как самостоятельная высотная основа при строительстве тоннелей протяженностью не свыше 2 км, а в горной местности - не свыше 1 км.
Нивелирные опорные ходы III класса прокладываются в прямом и обратном направлениях.
Нивелирные ходы III класса прокладываются между реперами II класса и реперами опорных ходов III класса и служат главным образом для определения отметок деформационных реперов.
Нивелирные ходы III класса прокладываются в одном направлении.
|
|
|
Проект нивелирной сети для строительства метрополитена составляется на плане. На этот план предварительно наносят проект трассы, а также все реперы и марки городского нивелирования, расположенные в районе трассы.
При составлении проекта нивелирной сети для строительства метрополитенов следует руководствоваться следующими положениями:
а) расстояние между марками и реперами, определенными нивелированием высших разрядов, должно быть не более 2 км;
б) длины ходов между узловыми реперами не должны превышать 1 км;
в) расстояние между реперами должно быть не более 200 м, а в малозастроенной части - не более 300 м.
г) около строительных площадок, а также в районах сложных узлов строительства расстояния между реперами уменьшаются до 100 м. Составленный проект нивелирной сети уточняется рекогносцировкой в натуре.
В районах строительных площадок, стволов, порталов и боковых штреков-штолен должно быть закреплено не менее двух знаков высотной основы.
Стенные реперы закладываются в стенах зданий или устоях инженерных сооружений не менее чем за три дня до начала нивелирования.
Грунтовые реперы закрепляются по типу полигонометрических знаков.
Местоположения заложенных реперов зарисовываются, привязываются и наносятся на план.
Перенесение оси трассы в натуру производится:
а) для метрополитенов - в местах расположения вестибюлей по специальным заданиям проектировщиков и руководства;
б) для внегородских тоннелей - в местах расположения открытых выемок, порталов, шурфов и стволов шахт, на оползневых участках тоннелей, по специальным заданиям проектировщиков и руководства.
Во всех случаях, когда закрепляемая в натуре трасса метрополитена не будет использована для строительных работ, следует применять графический метод перенесения.
При высоких требованиях к точности перенесения или при отсутствии застройки применяют аналитический метод с использованием пунктов геодезической основы.
В необходимых случаях вынесенные в натуру точки зарисовываются, привязываются к пунктам местности и закрепляются постоянными или временными знаками.
Вынесенные в натуру точки должны быть связаны между собою контрольными измерениями. Возможна также графическая проверка этой выноски по крупномасштабным планам.
Если количество или расположение пунктов геодезической основы не обеспечивает перенесение оси трассы в натуру, производится прокладка дополнительных ходов методом подходной полигонометрии или методом рабочего обоснования (в зависимости от требуемой точности разбивки).
В местах расположения вестибюлей или других наземных сооружений метрополитена производится перенесение в натуру красных линий городской планировки. При наличии отклонений в принятой для строительства системе координат от городской системы производится согласование с геодезической организацией городского Совета.
|
|
|
В случаях необходимости получения координат углов зданий опорной городской застройки определение их производится полярным методом или способом угловых засечек.
При обоих способах определения координат точек должен быть обеспечен контроль.
Сгущение точек оси трассы, перенесенных в натуру от пунктов геодезической основы, производится: на прямых участках - с помощью створов и на кривых - методом ординат от линий тангенсов или по хордам.
При разбивке в пересеченной или горной местности может потребоваться прокладка теодолитных ходов по оси трассы между несколькими «твердыми» точками, перенесенными от пунктов геодезической основы. Углы и линии в натуре откладываются согласно проектным данным. При этом в длины линий должны быть введены поправки за наклон.
Чтобы избежать значительного накопления ошибок, рекомендуется разбивку вести от каждой «твердой» точки до середины соответствующего участка.
В современное время для геодезической съёмки используются электронные тахеометры. Одним из главных достоинств их использования является отсутствие необходимости ведения специального журнала для записи расстояний и углов, как при работе с теодолитом, поскольку тахеометрическая съемка требует только ведения абриса. Номера пикетов, расстояния и углы сохраняются автоматически в памяти инструмента геодезического, и при изменении места его расположения необходимо будет только внести сведения о новой станции и пронумеровать пикет, после чего при нажатии специальной кнопки тахеометр сам произведет все измерения.
Также тахеометр позволяет производить расчет горизонтального положения автоматически – дисплей устройства показывает горизонтальные и вертикальные углы, наклонное расстояние, превышение и горизонтальное положение, а режимы отображения информации могут быть изменены при первой же необходимости.
Тахеометр обладает функцией «выноса в натуру», то есть установку устройства на место с уже определенными координатами, после чего он «ориентируется» - посредством задания дирекционного угла или координат точки ориентирования, вводятся данные о точке выноса, и прибор показывает расстояние до объекта и угол, на который его следует развернуть.
Кроме того, удобна для использования возможность определения собственного пространственного положение тахеометра с помощью обратной засечки, применяемая при карьерных работах. Она заключается в том, что при первой установке прибор снимает координаты нужных точек по краям карьера, а после завершения работ обратной засечкой определяются координаты точки стояния, и производится новая съемка дна.
Клавиатура тахеометра может быть двух видов: алфавитно-цифровой или цифровой, с количеством клавиш, в среднем, от 10 до 30. Некоторые приборы могут иметь клавиатуры обоих видов с разных сторон или специальные QWERTY-клавиатуры, совместимые с персональными компьютерами или ноутбуками.
Ресурс памяти электронного тахеометра – до 10000 точек, в комплекте прилагается соответствующее программное обеспечение, а в случае необходимости могут быть дополнительно приобретены программы для создания не только пространственной модели рельефа, но и дополнения ее данными о новых объектах.
Существуют тахеометры и для особых погодных условий, например, адаптированные для проведения замеров в зонах особо пониженных температур, однако их стоимость, соответственно, выше.
Геодезические измерения на станции метро «Российская» производились электронным тахеометром Sokkia SET 530R (Рис. 5).
Рис. 5. Электронный тахеометр Sokkia SET 530R
Данный тахеометр оборудован цифровым дальномером, который позволяет измерять расстояния (до 150 м) без использования отражателя, позволяет выполнять измерения на точки, на которые невозможно или опасно устанавливать отражатель. Узкий видимый лазерный луч имеет малый диаметр, что позволяет производить измерения сквозь препятствия (листву, деревья, заборы).
Переключение режима «без отражателя» - «призма» - «пленка» осуществляется одной кнопкой. Питание электронного тахеометра осуществляется от Li-lon аккумулятора (вес около 100г). Управление осуществляется 15 клавишами. Можно использовать беспроводную клавиатуру SF 14, имеющую 37 клавиш.
Управление клавиатурой, изменение и сохранение одной кнопкой и возможность установки карт-ридера аналогичны серии 10.
В комплектацию входят: тахеометр на трегере, 2 аккумулятора, з/у, чехол и инструмент для юстировки, кабель ПК, ПО для перекачки данных, руководство на русском языке, кейс для транспортировки.
|
|
|
