Стадіях проектування доріг

Склад інженерно-геодезичних вишукувань на різних

Проектування лінійних споруд ведется в дві стадії: технічний проект, робоче проектування. Для кожної стадії проектування ведуться різні по складу, вимогам і точності інженерно-геодезичні вишукування. Характер вишукувань також міняється в залежності від виду лінійної споруди.

Враховуючи, що процес геодезичних вишукувань на трасах магістральних доріг більш складний, ніж на інших видах лінійних споруд, розглянемо його детально, а порядок інших видів споруд – з позицій їх специфічних особливостей.

Інженерно-геодезичні вишукування доріг починаються у внестадійний період, тобто при розробці техніко-економічного обгрунтування (ТЕО). Головна задача цього періоду вишукувань – найбільш повне виявлення можливих принципових напрямків траси на місцевості з врахуванням рел’єфу, ситуації, гідрографії, геології, гідрогеології, фізико-геологічних явищ.

Вишукування для складання ТЕО доріг ведуться тільки на великих і складних об’єктах і носять переважно камеральний характер. В цей період ведуться економічні, інженерно-геологічні, гідрологічні і геодезичні вишукування. Вихідні дані отримують із архівних, літературних, картографічних і інших джерел, а також на основі матеріалів економічних досліджень району тяжіння; вони дозволяють дати оцінку народногосподарському значенню доріг, що проектуються, визначити умови її будівництва і основні параметри.

З врахуванням інженерно-геодезичних і інших характеристик району по маломасштабних картах (м.1:1000000 – 1:100000) між опорними пунктами (Грузоутворюючі центри) і фіксованими точками (контурні і висотні точки місцевості, через які траса обов’язково повинна пройти) помічають варіанти майбутнього розташування дороги, по кожному варіанту для попереднього порівняння чскладають скорочені продольні профілі.

В окремих випадках для проработки ТЕО проводять камеральне трасування і польові дослідження. Польові роботи виконуються на цьому етапі, як правило, аерометодами з мінімальним об’ємом наземних геодезичних вимірів.

Для трасування використовують приближені маршрутні фотосхеми, які складають по матеріалах спеціального зальоту, або по аерознімках минулих років, які використовують для державного картографування чи інших задач. Найбільш зручний масштаб фотосхем 1:25000, а для вивчення складних ділянок траси (ділянки перевалів, мостових переходів, площадки станцій) складають фотосхеми в масштабі 1: 10000.

В якості планової основи при складанні фотосхем використовують пункти державної геодезичної мережі, пунки польової прив’язки - для спрощення планової прив’язки маршрутної аерофотозйомки використовують метод ізольованих базисів, сутність якого в слідуючому.

На окремих знімках маршруту, через 10-20 стереопар, між чіткими, добре контурами вибирають базиси;

на місцевості вимірюють довжини базисів з відносною помилкою 1:1000 – 1:1500 і їх астрономічні азимути чи дирекціні кути з помилкою 1-2´. Така система дозволяє при невеликоміу об’ємі польових робіт привести аерознімки маршруту до єдиного масштабу, а при розвитку фототриангуляційної мережі значно зменшити її повздовжний і поперечний зсуви.

Вишукування на стадії технічного проекту ведуть полінії всіх видів вишукувань, включаючу економічні. Вони повинні дати можливість вибрати основний варіант траси на місцевості, споруд на можливій дорозі.

Основний зміст геодезичних вишукувань цього періоду зводиться до камерального трасування і відбору варіантів для польового обстеження, польового обстеження і вибору варіантів траси дороги по вибраному напрямку, до топографічних з’йомок по окремих ділянках траси (площадок станцій, переходів через подні перекоди), до камеральної обробки матеріалів.

Вишукування починаються з підготовчих робіт, які включають: вивчення матеріалів зібраних на стадії ТЕО, збір додаткових картографічних і аерофотозйомочних матеріалів, збір відомостей про планові і висотній основі вздовж траси.

Поскільки траса дороги може розташовуватись на землях колгоспів, перетинати ріки, автомобільні і залізничні дороги, канали, ЛЕП, є необхідність узгодження з місцевими владами, міністерствами, відомствами на предмет відвода земель під майбутнеє будівництво дороги.

Ширина смуги відводу на пперегонах доріг коливається в залежності від висоти насипу чи глибини виїмки, в межах 30-60 м. На станціях і роз’їздах залізних доріг ширина смуги відводу залежить від проектуємого числа приймально-відправочних колій, від наявності технічних і виробничих споруд, станційних селищ і в кожному конкретному випадку визначається окремо.

Вибору основного варіанта траси в умовах долинної чи холмистої місцевості повинно передувати камеральне трасування по картах (м.1:10000 – 1:25000) чи стереомоделях. Якщо в зв’язку з відсутністю необхідних картографічних чи аерофотоз’йомних матеріалів камеральне трасування не проводилось, то в полі прокладають магістральні ходи з маршрутною з’йомкою смуги вздовж траси на ширину 300-100 м., а на складних ділянках і на ділянках гірської місцевості, де великі об’єми будівельних робіт, проводять попередню укладку декількох конкуруючих варіантів траси.

В цей же час, крім основної траси, прокладаюють траси під’їзних шляхів до населених пунктів, залізничних станцій, пристаням.

Масштаби топографічних з’йомок вздовж магістрального ходу залежать від складності ділянок. В долинні місцевості зйомка ведеться в масштабі 1:10000, в холмистій місцевості в масштабі 1:5000, в гористі - 1:2000. Площі, відведені під селища, а також місця перетинів з іншими магістралями знімаються в масштабі 1:2000; переходи через малі і тимчасові водотоки – від 1:10000 до 1:1000.

На цій стадії широко використовуються аерофототопографічні методи складання маршрутних топографічних планів на основі матеріалів спеціальної аерофотозйомки, виконуваної в масштабах 1:12000 – 1:17000. Планово-висотною основою такої зйомки служать магістральні ходи з системою попереччиків, пункти державної опорної мережі, а в необжитих і важкодоступних районах – ізольовані планово-висотні поперечники чи полігони і дані аеронівелювання. В деяких випадках для обгрунтування аерофотозйомки використовують дані, отримані з існуючих на район вишукування карт масштабом 1:25000 і 1:10000.

Інженерно-геодезичні вишукування для робочого проектування ведуться з метою подальшого уточнення і контролю положення майбутньої дороги. На цій стадії основними елементами роботи є: виніс камеральеої траси в натуру і її укладка на місцевості; пошук місцевих покращуючих маріантів; зйомки перетинів, майданчиків під споруди, поперечних профілів, родовщ будівельних матеріалів, камеральна обробка.

На стадії робочого проектування матеріали аерофотозйомки використовуються в обмеженому об’ємі.

Укладена і закріплена на місцевості дорождна траса здається по акту будівельній організації.

Камеральне трасування по картах.

На стадії ТЕО виявляються принципові варіанти напрямку дороги, які на мілкомасштабній карті (м.1:1000000) відмічаються відрізками прямих, що з’єднують опорні пункти і фіксовані точки траси.

Подальше уточнення положення траси проводять на стадії технічного проекту за допомогою вивчення рел’єфа місцевості, ситуації і геологічних умов вздовж траси, а також камеральним трасуванням лінії по карті більш великого масштабу.

Трасування ведеться по картах масштабу 1:25000 чи 1:50000, а при відсутності таких – на карті масштабу 1:100000. Трасу прокладають ділянками між фікосованими точками, керуючись заданим уклоном трасування і_тр. Уклін трасування задається з врахуванням характеру рельєфу і категорії дороги, що проектується.

По уклону трасування, відомому масштабу (1: т) карти і висоті h рельєфу знаходять l, відповідне заданому уклону

Наприклад, для карти масштаба 1:50000 при h = 10 м і і _тр = 20^о/_оо

По знайденому значенню l, можна виділити на карті ділянки, принципово відмінні по характеру трасування, так звані ділянки вільного і напруженого ходів. Напруженим ходом називаються ділянки місцевості довжиною не менше 3-5 км., для яких опосередкований (не враховуючий окремих – часних коливань рельєфа) уклон і _місць більше заданого уклону і _тр трасування. Там, де і _місць < і _тр ділянки вільного ходу.

На ділянках вільного ходу трасу помічають по найменшому напрямку, обходячи тільки контурні перешкоди і ділянки з непідходящими геологічними умовами. При цьому кути поворотів траси розташовують проти перешкод так, щоби перешкода була всередени кута. Для того, щоби подовження траси було мінімальним, кути повороту траси нге повинні перевищувати 15-25^о.

Намітивши радіуси кругових кривих і зробивши розбивку пікетажа по відмітках, знятих з карти, будують в масштабі карти чи в більш великому масштабі продольний профіль і на нього наносять проектну лінію. На основі аналізу продольного профілю дають оцвнку варіанта, а у випадку необхідності трасують інші варіанти.

На ділянках напруженого ходу описаний спосіб трасування не можна застосувати, так як не буде витриман заданий уклін трасування. Для дотримання уклону необхідно провести розвиток лінії, для чого на карті попередньо намічають ліні.ю нульових робіт, а потім стосовно її положення. Визначають положення траси.

Лінія нульових робіт – це такий варіант розташування траси, при якому заданий проектний уклін дороги витримується без насипів і виїмок.

Лінію нульових робіт на ділянках напруженого ходу намічають циркуля, який дорівнює l, послідовно засікаючи сусідні горизонталі із’єднуючи знайдені точки відрізками прямих (на рис. Пунктирні лінії).

Очевидно, що лінія нульовитх робіт ще не може бути віссю майбутньої дороги, так як ця лінія складається з великого числа коротких, яких кривими неможливо через мінімальних значень радіусів. Тому лінію нульових робіт заміняють ділянками більш довгих прямих, чи спрямляти. Випрямлення веде до відступу від лінії нульових робіт і до появи деяких об’ємів земляних робіт. Однак, якщо випрямлення виконано з невеликим відхиленням від лінії нульових робіт, то і об’єми таких робіт невеликі.

Укладку лінії нульових робіт на карті рекомендовано починати з напруженого ходу і вести її до ділянок вільного ходжу, де трасування не визиває утруднень.

Після спрямлення лінії нульовитх робіт, вимірюються транспортиром кути повороту траси і використовуючи спеціальний шаблон чи циркуль (враховуючи нормативи), визначають радіуси R кругових кривих.Потім по трасі розбивають пікетаж. Він може бути скороченим –через п’ять чи 2 пікетажа і знаходять інтерполіруванням по горизонталям відмітки всіх пікетів і точок рельефа по трасі. По відматках і пікетажу будують повздовжний (чорний) профіль, а потім, керуючись технічними нормами, проектують профіль дороги (червоний профіль).

При виборі найращого варіанту траси керуються не тільки положенням лінії нульових робіт. Добиваючись максимальної прямолінійності траси, враховують перспективні розміри перевезень, і в випадку, якщо вони значні, віддають перевагу варіантам більш спрямлених трас, навіть якщо це потребує значного збільшення об’ємів робіт. При малих розмірах вантажних і пасажирських перевезень перевага віддається трасам з мінімальними об’ємами робіт.

Польове трасування

Польове трасування ведеться переважно на стадії робочого проектування. Задача польового трасування –завершуючи пошуки місцевого покращення траси і кінцева її укладка і закріплення на місцевості.

Прийоми польового трасування змінюються в залежності від складу матеріалів, які є на момент робіт. Звичайно це матеріали камерального трасування по картах чи стереомоделях, чи результати камеральної укладки траси на смузі маршрутної зйомки, складеної на основі прокладення магістрального ходу. Якщо на попередній стадії проектування названі матеріали не були складені, то проводиться польове інструментальне трасування.

Останнісм часом основна форма польового трасування – використання матеріалів камерального трасування. В цьому випадкеу перенос траси з карти на мсцевість проводять на основі даних прив’язки траси до пунктів геодезичної основи, або при їх відсутності, до чітких стійких в часі контурам місцевості.

Дані переносу для траси на місцевість отримують в підготовчий період, передуючий польовому. Ці дані можуть предсталяти собою полярні чи прямокутні координати для виносу кутів поворота чи проміжкових -, точок траси від геодезичних пунктів планової основи, або елементи прямої кутової чи лінійної засічки, окремі відстані від контурів місцевості до точок на трасі. У всіх випадках перевага віддається виносу точок траси від пунктів геодезичної основи, як більш надійному і точному. Саме тому перенос траси з використанням точок раніше прокладеного магістрального ходу рахується найбілш зручним.

В полі роботи починають з вишукування необхідних геодехичних чи контурних точок, від яких проводять необхідну побудову кутів, відкладаючи довжину ліній, проводять; знайдені точки фіксують віхами. Поскільки перенос вісі траси на місцевість ведеться в основному по графічних даних, точність такого виносу, в першу чергу визначається масштабом використовуваного плану чи фотосхеми і складає 1-5 м. Ці помилки ведуть до того, що запроектовані прямолінійні ділянки траси виявляються на місцевості не прямолінійними. Відміченен неспівпадіння невеликим переміщенням знайдених точок (віх) вправо чи вліво по ходу траси. Окремі переміщення ділянок траси розблять з метою покращення умов її проходження, а саме, для зменшення уклонів рельєфа, для обхода ділянок з умовами і т.п. Зрівнюючи з раніше побудованим (камеральним) профілем з отримани, судять про поліпшення в положенні траси.

Кути поворота і точки укладеної на місцевості траси закріплюють: кути поворотів – дерев’яними чи залізобетоннними стовпами, проміжкові точки – на прямолініійних ділянках траси –кілками зі сторожками.

Планова основа траси

Між закріпленими вершинами кутів (ВК) поворота траси прокладають нівелір-теодолітну магістраль, тобто теодолітний і нівелірний ходи.

Кути повороту по магістралі вимірюють з точністю, хо характеризується середньою квадратичною помилкою 0,5, для чоговикористовують теодоліти типу Т-30. Колжний кут вимірюють одним прийомом.; між намівприйомами лімб теодоліту зміщують приблизно на 90^о. Це дає можливість надійно контролювати вимірюваний кут; більш глибокий контроль здійснюється з використанням буссолі.

Напрямків ведуть на вертикально поставлені віхи. Довжини ліній виміряють з точністю, що характеризується середньою квадратичною відносною помилкою 1:1000 – 1:3000; при цьому використовують оптичні дальноміри ДН-04, ДНР-06 чи сталеві 20- або 50-метрові стрічки. Довгі лінії попередньо провішують. Віхи ставлять через 100-200 м. Дальноміром довгі лінії міряють по частинах. На ділянках траси, що мають нахил більше 2^о, в безпосередньо виміряні довжини вводять поправки на нахил. Контроль при вимірюванні ліній ведеться на основі порівняння безпосередньо виміряної відстані між кутами поворотуі відстані, отриманої за даними робивки пікетажу.

Крім названих елементів роботи, при половому трасуванні ведеться розбивка пікетажу, головних точок кривих поперечників; нівелювання точок траси зйомка смуги, прив’язка траси до пунктів геодезичної основи.

Розмічування пікетажу

Розмічування пікетажу ведеться за допомогою сталевої стрічки. Пікети розбивають через 100 м. І закріплюють кілками зі сторлжками, на стородках підписують номери пікетів. Для більш детальнго відображення профілю місцевості додатково фіксуютьь (сторжками) плюсові точки (наприклад, пк 35+73,0). Плюсові точки – це характерні перегини рельєфа чи контурні точки, які не співпадають з розташуванням пікетів.

При розмічуванні пікетажу на нахилених ділянках вводять поправки на нахил. Щоби не робити вимірювання кутів нахилу і обчислення поправок (для їх обліку при розбивці пікетажу) часто на нахилених ділянках ведуть розбивку пікетажа, утримуючи стрічку (рулетку) горизонтально і проектуючи на землю припіднятий кінець мірного прилада.

Процес розмічування пікетажа ускладнюється поруч кутів поворота, де розміщуюються кругові криві. Пікетаж повинен розбиватись по кривій, але останнє неможливо, тому пікети, як і раніше, закріплююють на прямих, а вже потім переносять їх на криву.

Крім пікетів, на закругленнях траси повинні бути визначені головні точки кривої; початок (пк), середина (ск) і кінець (кк).

Для розмічування пікетажу в межах кривої і визначення головних точок необхідно провести нескладні підготовчі розрахунки. Спочатку по виміряному значенню кута повороту траси і прийнятому радіусу R із таблицькругових кривих вибирають елементи кривої: тангенс Т, довжину кривої К, бісектрису Б і домер Д. Потім по відомомому пікетажномузначенню вершини кута (ВК) розраховують пікетажні найменування головних точок кривої (рис.103), і винайшовши їх на місцевості, закріплюють. При цьому початок і кінець кривої знаходять проміром стрічкою від вже закріпленого найближчого пікету, а середину кривої – відкладенням відстані Б по бісектрисі кута повороту.

Розмічення пікетів від ВК до іншій торкаючій починають з відкладання від ВК домера Д; знайденій точці присвоюють пікетажне найменування ВК і від неї відміряють відстань, що недостає до найближчого цілого пікета (на рис. 75,00 м до ПК 23); пікет закріплюють, а розмічування продовжують далі в напрямку до слідуючого кута поворота. По ходу розмічування, знаючи пікетажне значення кк, знаходять і закріплюють кінець кривої.

Розмічені таким чином пікети встановленими на торкаючих, а вони повинні знаходитись на вісі траси, тобто на кривій. Для того, щоб пікети зайняли відповідне їм положення, переносять їх з торкаючих (тангенсів) на криву. Цей перенос виконують методом прямокутних координат за допомогою спеціальних таблиць. Користуватись таблицею просто: по прийнятому радіусу кривої R (1000 м) і довжині К ділянки кривої від НК (або від кк кривої) до виносимого пікету (для ПК 18 … К = 64 м; для ПК 19… К + 164 м) вибирають із таблиці значення (К-х) – крива без абсциси і у –ординату. Для пікетів 18 і 19 значення (К-х) відповідно дорівнюють 0,05 і 0,74 м, а у – 2,05 і 13,42 м. Криву без абсциси (К-х) відкладають за допомогою рулетки чи стрічки від пікету, тимчасово закріпленого на торкаючій, в бік, протилежний ВК, тобто до початку (чи до кінця) кривої, а у відкладають із знайденої точки по перепендикуляру до торкаючої.

Перпендикуляр до торкаючої при малих (до 5 м) величинах у намічають на око, а при великих значеннях ординати напрямок перпендикуляра задають за допомогою еккера чи теодоліту.

На ділянках траси, що проходить по косогору, тобто коли є явно виращений поперечний ухил рельєфу, перепендикулярно вісі траси розмічують поперечники: на кривих поперечники будують нормально до торкаючої в даній точці. Їх розмічують на пікетах і на плюсових точках. Довжини поперечників повинні бути декілька більших розмірів

В цьому місці земляних споруд, тобто земляного полотна, насипу чи виїмки, водовідводних пристроїв. Практично поперечники розмічують на 10-30 м в кожний бік від вісі траси.

В процесі розмічування пікетажа ведуть пікетажний журнал, в якому показують всі основні елементи траси, пункти геодезичної основи, ситуацію, а частково і рельєф, в смузі шириною по 100 м. з кожного боку від вісі майбутньої дороги. Всі ці дані, необхідні для повноцінного проектування, в майбцтньому поміщають в відповідних графах повздовжного профілю.

Пікетажний журнал (рис.) ведуть на аркушах в клітинку; замальовку ситуації і інших елементів нагрузки ведуть в масштабі 1:2000. Віс траси на сторінках журналу показують у вигляді прямої лінії, повороти траси обозначають стрілками з вказанням напрямку і величини кута. Пікети, головні точки, перетини з вісями існуючих лінійних споруд фіксують за допомогою стрічки з точністю до 1 см. Положення плюсавих точок, поперечників, місць перетину тимчасових і постійних водотоків відмічають з точністю до 1 м.; зйомку границь сільгоспугідь, по яких проходить траса, і інших елементів ситуації з нечіткими границями ведуть глазовимірно, іноді з застосуванням лінійних промірів.

Розбивку пікетажа ведуть по тій же лінії, що і безпосередній промір між вершинами кутів при прокладенні теодолітного ходу. В цьому зв’язку можна здійснювати контроль кожної лінії. Для цього безпосередній промір між сусідніми вершинами кутів порівніють з різницею пікетажних значень тих же вершин, але додавши до останньої домір Д на задній вершині, тобто знаходять

Кінечне призначення розмічування пікетажа по трасі – тимчасове закріплення густої сітки точок на місцевості, по яких потім проводять нівелювання для складання повздовжного і поперечного профілів. Оскільки з моменту завершення вишукувань до початку будівництва проходить великий відрізок часу, то розмічений раніше і закріплений кілками пікетаж по закінченні одного року чи більше, прктично втрачається; при підготовці до будівництва його необхідно повністю встановлювати, користуючись знаками кріплень кутів повороту, окремими прив’язками до постійних предметів місцевості або пунктам геодезичної основи.

В цьому зв’язку все частіше при вишукуваннях запропоновують застосовувати так званий безпікетний спосіб, при застосуванні якого фіксують на місцевості не кожний стометровий пікет, а тільки точки, що розташовані на характерних формах рельєфу і важливих для проектування елементах ситуації. Такий підхід до отримання повздовжного профіля траси, особливо в рівнинній місцевості, дещо скорочує число точок, відмічаються на місцевості, а потім нівелюються, а особливо важливо, дозволяє відказатись від традиційного використання сталевої стрічки і перейти до застосування більш зручних оптичних дальномірів..

При проведенні таким чином робіт на місцевості буде визначено положення не цілих пікетів, а тільки позитивних точок. Однак, це не знижує якості профіля, що отримується і точності підрахнку об’ємів земляних робіт по трасі.

Дата добавления: 2014-01-07