Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

В данном дипломном проекте предусматривается выполнение инженерно-геодезических изысканий по трассе нефтепровода, проходящего по территории Сандовского района Тверской области и Пестовского района Новгородской области, в соответствии с техзаданием ОАО «Гипротрубопровод».

Инженерно-геодезические изыскания выполняются на основании договора заключённого между ОАО «Гипротрубопровод» и ООО «Центр гидро-экологических исследований».

Балтийская трубопроводная система предназначена для перекачивания нефти Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции к порту Приморск на побережье Финского залива, для дальнейшей транспортировки на экспорт.

Цель работ - получение необходимых материалов изысканий для разработки документации по прокладке второй очереди нефтепроводной системы БТС (Балтийская Трубопроводная Система) на участке Магистрального Нефтепровода (в дальнейшем МН) «Ярославль-Кириши-Приморск» 204-224 км, и на участке МН «Ярославль-Кириши КНОС (Киришский Нефте-Органический Синтез)» 204-224 км. Протяженность участка - 40 км. Проложение трассы будет согласовано со всеми заинтересованными районными организациями, юридически оформлено в землеустроительные дела по выбору трассы и утверждено главой областной администрации.

Cтворы переходов через реки должны быть выбраны на прямолинейных устойчивых участках русел пересекаемых рек. Переходы через автомобильные и железные дороги, пересечения с наземными и подземными коммуникациями необходимо согласовать с владельцами этих коммуникаций для получения от них технических условий пересечения. По трассе проектируемого нефтепровода будет выполнен комплекс топографо-геодезических, инженерно-геологических и гидрологических работ.

Топографо-геодезические работы включают: сгущение планово-высотного обоснования, используя пункты триангуляции и грунтовые реперы существующей Государственной геодезической сети в районе объекта, для дальнейшей инструментальной съемки М 1:5000 по всей трассе (включая съёмку подземных коммуникаций), тахеометрическую съемку участков переходов небольших автодорог и водных преград в М 1:1000, а также съемку М 1:500 на участке перехода через железную дорогу. Камеральную обработку, трассирование и вынос в натуру с закреплением на местности вершин углов поворота и створных знаков проектируемой трассы МН.

Инженерно-геологические работы включают: рекогносцировочные работы по проектируемой трассе; бурение скважин с отбором образцов грунта; лабораторные исследования грунтов и химический анализ воды; геофизические работы на переходах через естественные и искусственные преграды ВЭЗ (вертикальное электрическое зондирование), а также работы по комплексу электрохимической защиты.

Гидрометеорологические исследования включают полевые промерные работы в русле рек, в границах топографической съемки. Камеральные работы состоят из сбора исходных данных, гидрологических расчетов горизонтов воды, исследования русловых деформаций по материалам прошлых лет.

Лабораторные работы предстоит выполнить в лаборатории ЗАО «ЛенТИСИз». Комплексные инженерно-технические изыскания выполнить согласно действующим СНиПам и ГОСТам. Разрешение на производство работ выдано инспекцией Госгеонадзора за №……. от ……. 2004 г.

Реконструируемый участок трассы начинается с 204 км и идет в северо-западном направлении до 224 км (НПС «Быково»). Проектом предусмотрено проектирование двух лупингов: правого по МН «Ярославль-Кириши-Приморск» и левого по МН «Ярославль-Кириши (КНОС)» Правый лупинг проектируется в 10-15 м справа от ВЛ-10 кВ по ходу нефти; левый лупинг проектируется в 14-23 м слева от трубы МН «Ярославль-Кириши-Приморск». Лупингом (от английского слова loop - петля, обвод) называется линейная часть нефтепровода, когда параллельно основной сооружают, на отдельных участках, дополнительно одну, две или три нитки нефтепровода того же или иного диаметра.

На 214 км трасса пересекает железную дорогу Сонково-Пестово и далее идет вдоль нее на расстоянии 0,15-0,5 км. Трассу пересекают две автодороги областного значения Сандово - Тювтово и Быково - Высокое.

1. Физико-географическая и экономическая характеристика района работ

1.1 Административная принадлежность

Административный центр - г. Тверь. Территория 84,1 тыс. кв. км (более 0,5% территории Российской Федерации). Численность населения на 1 января 2004 г. составляла 1590,6 тыс. человек (городское - 73,5%, сельское - 26,5%), плотность населения - 17,1 человек на 1 кв. км. Район работ расположен в северной части Тверской области на 58°30' северной широты и 35°50' восточной долготы. С севера на юг Тверская область протянулась на 250 км, с запада на восток на 450 км. Область граничит с Новгородской, Вологодской, Ярославской, Московской, Смоленской и Псковской областями.

1.2 Рельеф

Район работ расположен в северо-западной части Тверской области, относимой к геоморфологической области пологоволнистых и плоских равнин. Формирование рельефа началось, когда стабилизировались континентальные условия. Участок представляет собой пологоволнистую и плоскую озерно-ледниковую равнину верхневалдайского оледенения. Формирование равнины связано с аккумуляцией маломощных осадков при регрессии обширного озерного бассейна, сформировавшегося здесь после отступления поздневалдайского ледника. Рельеф поверхности однообразно плоский, местами пологоволнистый, изредка наблюдаются невысокие холмы (4-7 м высотой, 0,2-0,4 км шириной у основания). Поверхность слабо наклонена на северо-запад, относительные превышения 2-3 метра, крутизна склонов около 1-3^о. Трасса проходит по участку озерно-ледниковой равнины. Поверхность слабоволнистая, с превышением холмов до 2 метров, равнина состоит из мелкозернистых песков, супесей, суглинков.

1.3 Грунты и почвы

Основную роль в формировании инженерно-геологических условий данного региона сыграли многократные оледенения, оставившие после себя мощные толщи ледниковых отложений. В пределах изучаемой территории поверхности имеют наибольшее распространение ледниковые позднеплейстоценовые, озерно-ледниковые, аллювиальные и болотные современные отложения.

· Болотные отложения представлены торфом буро-коричневым, темно-коричневым, среднего и хорошего разложения. Мощность торфа достигает 4,5 м.

· Аллювиальные отложения слагают поймы мелких рек и ручьев. Они представлены песками мелкими и пылеватыми, супесями, пластичными и суглинками серого, коричнево-серого цвета.

· Озерно-ледниковые отложения залегают с поверхности и перекрывают ледниковые отложения. Они представлены, в основном, суглинками легкими пылеватыми и тяжелыми пылеватыми, коричнево-серыми, с тонкими прослоями супесей, песков, с включениями гравия и гальки. Консистенция суглинков от мягко-пластичной до твёрдой. Вскрытая мощность составляет 0,5 - 5,5 м.

· Ледниковые отложения валдайского времени встречаются и залегают под чехлом озерно-ледниковых отложений. В литологическом отношении они представлены суглинками буро-коричневого и кирпично-красного цвета с прослоями песка, с включениями гравия и гальки, а также песками пылеватыми средней плотности. На контакте с вышележащими отложениями, они имеют тугопластичную консистенцию, а ниже приобретают полутвердую консистенцию.

В исследованном районе осадочная поверхность представлена песчано-глинистыми породами верхнего отдела Юрского периода.

Тверская область обладает значительными запасами полезных ископаемых: песчано-гравийные материалы, пески строительные и силикатные, легкоплавкие и огнеупорные глины, известняки различного назначения, торф, пресные и минерализованные подземные воды, бурый уголь. Наиболее значительны запасы торфа (около 2,5 млрд. тонн). По масштабам добычи область занимает одно из ведущих мест в России. В промышленном масштабе освоено 48 месторождений торфа общей площадью около 320 тыс. га. Регион славится подземными минеральными водами, которые используются в качестве лечебно-столовых, а также для водолечения на курортах области.

геодезический топографическая съёмка трассирование

1.4 Климат

Климат, на территории области района работ, умеренно континентальный, пояс достаточного увлажнения. Температура воздуха: Средняя годовая температура воздуха 4,0 - 4,1єС

Зима умеренно-холодная длится около 4,5 месяцев, с середины ноября по март месяц. Температура воздуха днем от - 9-13єС, ночью -12 -14С. Абсолютный минимум достигает -48єС.

Весна в области начинается в конце марта в начале апреля. Весна прохладная с неустойчивой погодой и характеризуется частыми холодами, а иногда и устанавливается снежный покров.

Лето наступает в середине мая, когда среднее суточная температура воздуха 10єС и продолжается около 4 месяцев. Летом нередки похолодания, вызываемые вторжениями холодного воздуха арктического происхождения. Преобладающие температуры воздуха летом: днем 16-19С, максимальная 34С, ночью 11 -14С.

Осень продолжается с середины сентября по середину ноября. В первой половине сравнительно теплая с переменчивой погодой, вторая половина более прохладная с преобладанием пасмурной погоды.

Ветровой режим рассматриваемой территории определяется общей циркуляцией атмосферы, а также характером подстилающей поверхности. Так, например, лес значительно уменьшает скорость ветра и, наоборот, на открытых пространствах при наличии крупных водоёмов скорость ветра увеличивается. На рассматриваемой территории резко выражена сезонная смена полей давления, воздушная циркуляция имеет муссонный характер.

Ветры в течение года преобладают западные, юго-западные, южные со средней скоростью ветра 4-6 м/сек. Повторяемость сильных ветров зимой составляет 6-9%, летом - 1%. В залесённой местности повторяемость слабых ветров даже зимой составляет 85%, а летом превышает 90%. Умеренные ветры здесь редки, зимой повторяемость их не превышает 14%, а летом - 8%.

Влажность воздуха характеризуется, величиной упругости водяного пара и относительной влажностью. Как и температура воздуха эти характеристики имеют отчетливо выраженный годовой и суточной ход и подвержены изменениям под влиянием физико-географических особенностей местности.

В холодный период упругость водяного пара увеличивается в направлении с востока на запад, а в теплый период-с севера на восток. Наименьшие значения упругости водяного пара отмечаются зимой. Начиная с марта, упругость водяного пара быстро увеличивается и достигает максимума в июне-июле.

Вследствие преобладания воздушных морских масс влажность воздуха велика в течение всего года. Число дней, когда влажность воздуха в течение суток выше 80%, составляет в среднем за год 130 - 140. Дни с влажностью 30% и менее довольно редки и составляют в сумме за год 4-12 дней. Наиболее высока влажность воздуха в холодный период, с ноября по январь. В эти месяцы приход солнечного тепла минимальный и испарение очень мало, относительная влажность в течение суток держится выше 85%. Относительная влажность воздуха летом составляет 68-75%, а годовое количество осадков 550 - 600 мм в год.

Холодный период длится с ноября по март, а теплый - с апреля по октябрь. В теплый период выпадает 70% и более от годового количества осадков, в холодный соответственно 30% и менее. За холодный период количество осадков колеблется от 150 до 200 мм, а за теплый период 400 - 500 мм.

Устойчивый снежный покров образуется в начале декабря. В конце февраля снежный покров достигает максимальной высоты и составляет около 46 см, а в районе п. Сандово - 40 см. Продолжительность устойчивого снежного покрова колеблется до 130 - 150 дней.

1.5 Гидрография

Уникальность экологической значимости тверской области связана с ее расположением на водоразделе морей: Каспийского, Балтийского и Черного. На территории области находятся истоки Волги, Западной Двины, Мсты, недалеко находится Днепр. Обширные лесные и болотные массивы защищают истоки рек от антропогенного воздействия.

Трассу проектируемого нефтепровода пересекают две речки - Ратыня и Саванка шириной 1 - 1,5 м и глубиной 0,5-0,6 м, а также ручей.

На территории области расположено более 550 крупных озер, в их числе - озеро Селигер, протекает около 1000 больших и малых рек общей протяженностью свыше 20 тыс. км. В области 9 водохранилищ искусственного происхождения.

1.6 Растительность

Леса преимущественно смешанные (сосна, ель, берёза, ольха и др.). Хвойные (сосново-еловые) или лиственные (берёзо-ольховые) леса встречаются небольшими массивами. Высота лиственных деревьев 6 - 20 м, толщина стволов 0,2 - 0,4 м; в хвойных лесах высота деревьев 15 - 25 м, толщина 0,15 - 0,30 м. Вдоль МН есть просека доступная для движения вездеходов и грузового автотранспорта.

1.7 Дорожная сеть

В области района работ не очень хорошо развита транспортная сеть. Через ее территорию проходят железная дорога Сонково-Пестово, и автомобильные дороги, связывающие Сандово-Тювтово и Быково-Высокое (асфальтированные дороги шириной 4 метра). Автомобильные дороги с твердым покрытием имеют протяженность 600 км, остальные грунтовые и полевые.

Относительно экономической и физико-географической характеристики района, можно определить категории трудности по видам работ. Эти категории используются в дальнейшем при определении затрат труда, и приведены в организационно-сметной части дипломного проекта. Так как район постепенно прогрессирует и развивается, то производство топографо-геодезических работ ему просто необходимо. Также в процессе производства не должно возникнуть особых проблем с организацией работ, транспортировкой и размещением базы.

1.8 Населённые пункты

Центры посёлков городского типа, такие как Сандово и Быково довольно разреженно застроены 1-3 этажными каменными и деревянными домами, улицы прямые и широкие, асфальтированные. Среди сельских и деревенских населённых пунктов, таких как Нивицы, Матвейково, Савано, Харовичи, Березницы, преобладают хутора; сёла небольшие (50-200 жителей), с редкой застройкой. Дома каменные, реже глинобитные с деревянным каркасом, 1-2 этажные. Многие приусадебные участки обнесены живыми изгородями, сильно ограничивающими обзор местности. Все населённые пункты электрифицированы, посёлки обеспечены водопроводом, в деревнях почти в каждом дворе имеется колодец.

2. Топографо-геодезическая изученность района работ

2.1 Технология строительства трубопроводов

Строительство магистрального трубопровода требует различных технологий и технологических схем. Важными особенностями при строительстве являются характеристики местности (топографические, ландшафтные, грунтовые, гидрогеологические, гидрологические, климатические) вдоль самой трассы трубопровода. Причём они могут быть настолько существенными, что требует либо полного технического переоснащения строительных подразделений, либо использование специализированных подразделений, выполняющих определённый вид работ.

Природные условия при строительстве МН разделены на группы:

· равнины

· пустыни

· болота

· вечномёрзлые грунты

· горы

· водные преграды

Данный объект работ находится в основном на равнинной местности, а также содержит в меньшей степени болота и водные преграды. Каждая из групп требует применения особой технологии строительства, специальной техники, без применения которой строительство становиться совершенно нетехнологичным. Строительство трубопровода на равнинной местности сложенной плотными грунтами, осуществляется наиболее просто по сравнению со строительством на местности остальных групп.

Подготовка проводится вдоль всей трассы в полосе, ширина которой нормируется строительными нормами СН 452 - 73. При подготовке трассы к работе основных строительных подразделений наиболее важными являются три вида работ: устройство проезда вдоль трассы, создание начального профиля трассы и вырубка леса, если он имеется в полосе отвода. Под начальным профилем трассы понимается поверхность грунта вдоль трассы, спланированная таким образом, что по ней могут безостановочно двигаться основные строительные подразделения.

При укладке трубопровода необходимо сначала выполнить изоляцию стыков, а затем опустить в траншею. Все операции подъёма производятся с помощью мягких полотенец - захватов во избежание повреждения изоляции.

Магистральные нефтепроводы укладывают подземным, наземным и надземным способами. Наиболее широко применяется подземный способ (рис. 1):

Рис. 1. Укладка подземного нефтепровода (диаметр 1020 мм, сталь марки 17Г1С)

Трубопровод укладывают в траншею на заданную глубину (обычно не менее чем на 0,8 м от поверхности земли до верхней образующей трубы), а при переходе через водные преграды - не менее 0,5 м от уровня возможного размыва. Высоту засыпки трубопровода определяют согласно строительным нормам и правилам или техническим условиям с учётом обеспечения упругого радиуса изгиба трубы для конкретного рельефа местности, теплотехнических требований, необходимости использования минерального грунта для балластировки или удержания труб от всплытия на обводнённых участках. Для балластировки труб используются также армобетонные грузы, чугунные грузы, и анкерные устройства.

Подземная прокладка наиболее экономична, даёт возможность более полноценно использовать охранную полосу земли в сельскохозяйственном отношении. Вместе с тем на многолетнемёрзлых грунтах III и IV категорий по просадочности, на участках горных выработок со значительными смещениями грунта, в районах активных оползней и в ряде других случаев при сложных природно-геологических условиях эта прокладка неприемлема [19].

Уклоны трубопровода проектируют преимущественно параллельно рельефу местности, из-за геологических и других факторов.

При изысканиях трассы трубопровода надо иметь в виду, что рядом с ней должна располагаться линия связи и вблизи проходить грунтовая дорога. Полоса отвода вдоль трассы устанавливается шириной 15 - 20 м, в лесу делают просеку шириной 12 м. Если трубопровод укладывают в две нитки, то разрыв между ними устанавливается шириной 10 м и соответственно расширяется полоса отвода.

Для проектирования мест пересечений трубопроводом рек, оврагов, каналов, дорог дополнительно требуется подробная съёмка этих мест в М 1:500 или 1:1 000 и детальная инженерно - геологическая разведка.

Переход выбирают на прямолинейном плесовом участке реки, перпендикулярно к динамической оси потока, в наиболее узком месте русла и поймы с устойчивыми, сложенными из мягких пород берегами. Следует избегать оползневых и заболоченных мест, а также неустойчивых, интенсивно подмывающихся берегов, и берегов сильно крутых, обрывистых.

Пересечение трубопроводом ж/д и а/д магистралей осуществляется под прямым углом, участок перехода снимают в М 1:500. Трубопровод прокладывают в одну нитку, но кожух состоит из стальных труб.

Одновременно с трассированием трубопровода производят изыскания и съёмку площадок головных сооружений и промежуточных станций. Примерное положение площадок задаётся автором проекта по карте. Выбранные площадки снимают в М 1:500. На равнинной местности съёмку проводят нивелированием по квадратам, при сложном рельефе - тахеометрическим методом. Геодезическое обоснование на площадках создают в виде нивелирных и теодолитных ходов (с точностью полигонометрии 1 разряда), которые привязывают к основной трассе. На каждой площадке устанавливают 1 - 2 железобетонных репера.

Перед строительством трубопровода восстанавливают и закрепляют углы поворота, пикетаж трассы, детально разбивают кривые, сгущают сеть рабочих реперов (не реже чем через 1 км), проводят контрольные измерения линий и повторное нивелирование.

Для производства земляных работ необходима детальная разбивка траншеи, причём характер этой разбивки зависит от того, одноковшовым или многоковшовым экскаватором будут выполняться эти работы. Для одноковшового экскаватора примерно через 10 м намечают на местности от закреплённой оси обе бровки траншеи и указывают глубину последней. Для правильной работы многоковшового экскаватора разбивают линию, параллельную оси трубопровода и отстоящую от неё на величину, равную половине расстояния между внутренними гранями гусениц экскаватора. Эта линия закрепляется через 5 - 10 м кольями, которые должны быть хорошо видны водителю. В результате при направлении грани соответствующей гусеницы вдоль линии кольев экскаватора будет двигаться строго по намеченной трассе.

Наиболее быстрые и надёжные результаты укладки подводных трубопроводов даёт способ протаскивания дюкера по дну, но в этом случае необходима на одном из берегов ровная площадка длиной не менее ширины реки. На этой площадке сооружают лоток с уклоном в сторону реки, ось которого совмещают с осью трубопровода. Смонтированный дюкер с деревянными направляющими (или роликами) укладывают в лоток. В головном конце дюкера приваривают скобу с металлическим тросом. Затем по сигналу лебёдкой или трактором начинают медленно протягивать трубопровод через реку. Трубопровод поступает в воду и скользит по дну траншеи до противоположного берега. Наблюдения за положением трубопровода под водой, ведут теодолитом с берега, для чего к головной части приваривают маяк на жёсткой штанге. Кроме того, за трубопроводом наблюдают водолазы [13].

По окончании укладки производят исполнительную съёмку.

Как показывает практика, в трубопроводах больших диаметров, построенных в сложных климатических условиях и слабых грунтах, вследствие изменения внутреннего давления происходит продольное и поперечное смещение труб и их выпучивание, величина которого иногда составляет несколько метров. Поэтому необходимо систематическое наблюдение за деформациями сложных участков трубопроводов, для этой цели создают геодезическое обоснование (полигонометрический и нивелирный ходы), обеспечивающее точность наблюдений порядка 1 - 2 см.

2.2 Планово-высотное обоснование

Работы будут проводиться на участке полосы местности шириной всего 500 м, то непосредственно на данном участке работ пункты Государственной геодезической сети отсутствуют, и находятся на некотором расстоянии от него.

Сведения о геодезических работах выполненных на прилегающей к объекту территории содержатся в «Каталоге координат геодезических пунктов на листе карты масштаба 1:100 000 О-37-49 (п. Сандово)», 1983 г. и «Сводном каталоге высот пунктов нивелирования на листе карты масштаба 1:100 000 О-37-49 (п. Сандово)», 1983 г.

Уменьшенный фрагмент листа карты указанной номенклатуры изображен на рис. 2, где видно район проектируемых работ [11].



Рис. 2. Схема района работ

Плановое обоснование

На территории объекта были выполнены следующие работы по развитию плановой Государственной геодезической сети:

Триангуляция 2 класса Сандовского объекта Тверской области проложенная в 1968-1973 г. Предприятием №10 ГУГК.

На листе карты масштаба 1:100 000 О-37-49, в юго-западной её части, расположены 2 пункта триангуляции 2 класса: пункты Семытинка и Аннинское.

Триангуляция 3 класса Сандовского объекта, проложенная в 1973-1978 г. Предприятием №10 ГУГК.

В центральной части листа карты масштаба 1:100 000 О-37-49, вблизи границ объекта расположены следующие пункты данной работы: Бибиково, Рековка, Ладожское, Заручевье, Березовик, Ельничное, Лукино, Кресты, Харовичи, Новое Иванцево, Котинкино, Мухино, и Кониково.

При выполнении работы по настоящему объекту все названные пункты обследуются, так как некоторые из них, наиболее близко расположенные к объекту (пункты триангуляции 3 класса: Бибиково, Березовик, Ельничное, Новое Иванцево, Лукино, Кресты, Харовичи, Мухино и Кониково) планируется использовать для создания планового обоснования методом GPS.

Таблица характеристик точности сети триангуляции 2 и 3 классов

Таблица 1

Характеристики	2 класс	3 класс
СКО измеренных углов	± 1.0 ?	± 1.5 ?
СКО уравненных углов	± 0.65 ?	± 0.97 ?
Максимальные невязки треугольника	4?	6?
Относительные ошибки сторон исходных слабых	1/300000 1/200000	1/200000 1/120000
Углы треугольника	30?	30?
Способ измерения углов	Во всех комбинациях	Круговые приемы

Высотное обоснование

Нивелирование III класса, выполненное в 1976-77 гг. Предприятием №10 ГУГК на территории вблизи п. Сандово.

Грунтовые реперы: №/№1,2,3,4 и 5, высоты которых получены из нивелирования III класса, послужат исходными для уравнивания ходов нивелирования на данном объекте.

Высоты всех пунктов, включенных в сеть нивелирования III класса, вычислены в Балтийской системе высот 1977 года и приведены в «Каталоге высот пунктов нивелирования III класса п. Сандово».

Выводы

Исходя из уже выполненных работ можно сделать вывод что, исходное плановое обоснование будет состоять из девяти пунктов триангуляции 3 класса, от которых планируется определить координаты десяти временных точек (пять пар) вдоль проектируемого линейного объекта, полученных в результате спутниковых наблюдений, для развития ходов полигонометрии 1 разряда с последующей съёмкой полосы местности в разных масштабах, а также для развития на территории будущих работ ходов нивелирования IV класса будут использованы грунтовые реперы высоты, которых получены из нивелирования III класса.

3. Инженерно-геодезические работы при проектировании магистрального нефтепровода

3.1 Программа производства инженерно-геодезических изысканий

Территория для проведения инженерно-геодезических работ находиться в Сандовском районе Тверской области и Пестовском районе Новгородской области. За начало трассы принят 204 км, за конец трассы 224 км по МН Ярославль - Кириши - Приморск. Протяжённость участка работ составляет 202=40 км. В данном проекте опорную геодезическую сеть сгущают методами GPS, а потом создают съемочное обоснование в качестве ходов полигонометрии 1 разряда.

Показатели по трассе и ведомость предполагаемых угодий приведена в таблице 2.

Таблица 2

№№ П/П	Показатели по трассе и пересекаемые угодья	Единица измерения	Длина участка угодий	Категория сложности
1	Луг (выгон)	км	3	II
2	Пашня	км	2	II
3	Лес заболоченный	км	25	III
4	Лес густой сухой	км	5	III
5	Болото	км	5	III
6	Всего по трассе:	км	5	II
		км	35	III
7	Реки, ручьи
	- шириной до 1 м	Шт.	1
	- шириной 1 - 3 м	Шт.	2
8	Водотоки всего:	Шт.	3
9	Автодороги II кат.	Шт.	3
10	Автодороги III кат.	Шт.	4
11	Автодороги IV кат.	Шт.	2
12	Автодороги, всего:	Шт.	9
13	Железная дорога	Шт.	1
14	Всего пересечений		13
15	Противопожарные мероприятия	Шт./ км	2/3

В предполевой период заказчиком, будут определены места пересечек новых ниток с естественными и искусственными препятствиями и проработаны планы работ. Окончательное прохождение трассы будет определено после проведения предварительных трассировочных работ и согласовано с представителями БНП (Балтийского Нефтепровода) и ОАО «Гипротрубопровод». На основании согласования будет проведена окончательная трассировка новых ниток МН с выносом и закреплением углов поворота, створных знаков и временных реперов. Высотное обоснование будет развито ходами нивелирования IV класса от существующих реперов нивелирования III класса, высоты которых будут получены в Госгеонадзоре (система высот - Балтийская 1977 г.). За исходные плановые пункты приняты пункты триангуляции, координаты получены в Госгеонадзоре.

Горизонтальная съёмка поверхности (ситуации) будет проведена электронными тахеометрами «Leica TCR 307» и «Leica TCR 407» в масштабе 1:5 000, ширина технического коридора 500 м., сечение горизонталей через 1.0 м., система координат - Государственная 1963 г.

В процессе изысканий объёмы работ корректируются и согласовываются с заказчиком, так же выделяются более сложные участки по ходу изысканий. Особое внимание обратить на наличие уклонов в сторону жилых посёлков и промышленных предприятий с целью своевременного определения объёмов работ по противопожарным мероприятиям. При прохождении трассы в лесном массиве на плане будет приведена характеристика пород деревьев с указанием диаметра, высоты и густоты деревьев.

Относительно объёмов работ трассы магистрального нефтепровод в них входят: съемка действующих и новых площадок СКЗ (станция катодной защиты) 5Ч2 га=10 га в масштабе 1:1 000? переходов через реки, ручьи и овраги в том же масштабе 4Ч2 га=8 га? а так же съемка трассы в пересечении с автомобильными дорогами II, III и IV категорий в том же масштабе 8Ч4 га=32 га и железными дорогами в масштабе 1: 500 8 га.

На всех площадках снятых на пересечениях с естественными и искусственными препятствиями, сечение рельефа принять через 0,5 м. Планы трассы и площадок оформляются с координатной сеткой и ориентацией на север, все границы съёмок масштаба 1:1 000 и 1:500 наносятся на план 1:5 000.

При пересечении подземных и надземных коммуникаций будут отображены сведения необходимые для разработки рабочей документации (глубины заложения, диаметры, материал, высоты подвеса и провиса проводов, их количество, направление, расстояние до ближайших опор, владельцы коммуникаций и их адрес, километраж и категория дорог и другое). Высоты подвесов проводов определяются инструментально на двух опорах ограничивающих пролёт, а также определяется высота провиса провода над осью трассы.

На всех этапах инженерно - геодезических изысканий заказчику будут выданы все промежуточные материалы по данному проекту.

3.2 Сгущение существующей сети методом GPS

Для сгущения плановой сети GPS методом необходимо использование приёмной GPS аппаратуры, соответствующих процедур и программного обеспечения. Глобальная Система Позиционирования (Global Positioning System-GPS) - это спутниковая система определения местоположения, работающая под контролем Министерства Обороны США. GPS позволяет круглосуточно, при любых погодных условиях получать информацию о времени и определять координаты объектов в любой точке Земного шара. Использование GPS имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными методами создания обоснования:

· не требуется прямой видимости между пунктами;

· точность GPS-определений мало зависит от погодных условий (дождя, снега, высокой или низкой температуры, а также влажности);

· GPS позволяет значительно сократить сроки проведения работ по сравнению с традиционными методами;

· GPS обеспечивает получение результатов в единой всемирной системе координат;

· GPS результаты представляются в цифровом виде и могут быть легко экспортированы в картографические или географические информационные (ГИС) системы.

Для создания планового обоснования будут использоваться пункты триангуляции 3 класса: Бибиково, Березовик, Ельничное, Новое Иванцево, Лукино, Кресты, Харовичи, Мухино и Кониково (фрагмент части схемы изображён на рис. 3) с координатами, взятыми в Северо-Западной Территориальной инспекции Госгеонадзора и ОАО «Гипротрубопроводе».

Рис. 3. Фрагмент схемы сети триангуляции и планово-высотного обоснования

Технология определения координат десяти точек планового обоснования с помощью трех приёмников GPS, заключается в том, что они последовательно, по особой технологии, устанавливаются, для наблюдений сигналов спутников, над выбранными пунктами триангуляции и точками, координаты которых мы должны определить (рис. 4)

Рис. 4. Оператор с приёмником серии TRIMBLE 4600 LS

До начала полевых работ необходимо произвести рекогносцировку местности, которая позволит:

· отыскать и восстановить необходимые пункты для полевой бригады;

· отметить наличие препятствий, которые могут повлиять на график наблюдений или вызвать необходимость изменения местоположения создаваемых опорных пунктов;

· получить от владельцев собственности разрешение на проведение работ по проекту на территории принадлежащих им участков;

· определить наиболее оптимальный путь для проведения работ в любую погоду и в любое время суток;

· оценить время и отметить наиболее удобные подъезды, требуемые для перемещения между станциями [26].



Рис. 5. Операторы с приёмником серии TRIMBLE 4600 LS

На рис. 5 видно, что приёмник приподнят над точкой обоснования для того чтобы избежать помех из-за окружающих предметов (деревьев, кустов, бетонного столба) и рельефа местности, которые могут повлиять на качество измерений и приём сигналов со спутников.

Проектирование сети методом GPS

Для создания опорной геодезической сети чрезвычайно важно спланировать её с хорошей геометрией засечки, т.е. чтобы один спутник расположился в зените, а остальные вокруг его. При проектировании сети необходимо составить схему станций с учётом как опорных, так и определяемых пунктов, на которых должны выполняться наблюдения. Поскольку расстояние между пунктами является важным фактором, схему следует выполнить в масштабе. Также, необходимо составить график проведения наблюдений с учётом как периода наблюдений для каждой станции, так и времени, которое требуется для перемещения между станциями.

Необходимо создать проект в программном обеспечении GPSurvey. При этом автоматически создаются подкаталоги, которые потребуются для дальнейших операций по проекту, и осуществляется инициализация базы данных нового проекта [26].

Проверка доступности спутников

Съемочное обоснование планируется создать методом одночастотной быстро-статической съемки с использованием приемников серии TRIMBLE 4600 LS. Перед выходом в поле с помощью модуля Quick Plan/Plan (быстрое планирование / планирование) программного обеспечения GPSurvey, который предоставляет следующие возможности, нужно спланировать сессии полевых наблюдений:

· создание сессии полевых наблюдений и определение всех станций, на которых необходимо провести наблюдения;

· ввод информации из диаграмм препятствий, которые были составлены пользователем во время посещения каждой станции съёмки;

· вычисление периодов полевых наблюдений для определения времени, когда наиболее минимален PDOP (наилучшее время наблюдений) и время перерывов.

Периоды (время) наблюдений при быстро - статической съемке:

Таблица 3

	Количество наблюдаемых спутников
	4	5	6
Время наблюдений при длине базисной линии (расстояние от исходных пунктов) 10 км	30 минут	25 минут	20 минут

Точность спутниковых определений приёмником серии TRIMBLE 4600 LS:

Точность определения в плане: 10 мм + 2 p.p.m. (2 мм на 1 км);

Точность определения по высоте: 20 мм + 5 p.p.m. (5 мм на 1 км).

В результате спутниковых наблюдений превышения между точками сети сгущения определяются относительно эллипсоида WGS-84, и для приведения отметок к нормальной системе высот потребуются данные гравиметрических измерений, которые повлекут за собой дополнительные затраты не предусмотренные проектом. Поэтому отметки необходимых точек планируется определить в результате проложения ходов нивелирования IV класса от существующих реперов III класса, где предельная невязка хода составит 20L (L - длина нивелирного хода в километрах), так как реперы III класса находятся в близи района работ (рис. 6).

3.3 Геодезическое обеспечение полосы съёмки и требования к нему

Полигонометрия 1 разряда

Для обеспечения полосы съемки на основе пунктов опорной геодезической сети (определённых методом GPS) развивается съёмочная геодезическая сеть. Плановая съёмочная сеть строится в виде разомкнутых ходов по методике полигонометрии 1 разряда (рис. 6). Относительная невязка такого хода не должна превышать 1/10 000, угловая невязка - 10»n, где n - число углов в ходе. Предельная длина отдельного хода при измерении линий светодальномерами не должна превышать 15 км при числе сторон n = 25. Хода должны опираться на два исходных геодезических пункта с измерением не менее чем двух примычных углов. Существующие геодезические пункты, расположенные по трассе нефтепровода включаются в развиваемую геодезическую сеть. Проложение замкнутых ходов, опирающихся на один исходный пункт, и висячих ходов не допускается [25].

Рис. 6. Схема сети триангуляции и планово-высотного обоснования

Высоты точек ходов полигонометрии должны быть определены из геометрического или тригонометрического нивелирования.

Зенитные расстояния измеряют обязательно по сторонам ходов полигонометрии, если для определения высот всех пунктов не предусмотрено геометрическое нивелирование. При выполнении тригонометрического нивелирования пункты с высотами, полученными геометрическим нивелированием, должны располагаться, в полигонометрии 1 и 2 разрядов, не реже чем через 5 сторон.

Координаты всех пунктов геодезических сетей вычисляются в единой системе геодезических координат. Прямоугольные координаты пунктов геодезической сети вычисляют на плоскости проекции Гаусса-Крюгера в шестиградусных зонах. Осевыми меридианами 6?-х зон являются 21?, 27?, …, 177?. Началом координат в каждой зоне являются точки пересечения осевого меридиана с экватором; значения ординаты на осевом меридиане принимается равным 500 км. В районах съемок масштаба 1: 10 000 ? 1: 500 для всех пунктов геодезической сети вычисляют также прямоугольные координаты в 3°-х зонах. Осевыми меридианами 3°-х зон являются 18?, 21?, 24°, …, 177?, 180° [26].

В полигонометрии 1 разряда измерение углов должно выполняться, как правило, с применением трёх штативной системы.

Количество приемов в зависимости от способа измерения:

Таблица 4

Полигонометрия	Способ измерения
	Во всех комбинациях	Круговые приемы
1 разряд	6 12	3 6
2 разряд	4 8	2 4

Таблица характеристик точности сети полигонометрии:

Таблица 5

Наименование элемента полигонометрии	Значения
	1 разряд	2 разряд
Длина диагонали хода	5 км	3 км
Длина хода между исходными и узловыми точками	3 км	2 км
Периметр полигона (не более)	15 км	9 км
Длины сторон хода (км)
Наибольшая	0,80	0,55
Наименьшая	0,12	0,08
Оптимальная	0,30	0,20
Число сторон в ходе не более	15	15
Относительная ошибка хода не более	1 / 10000	1 / 5000
СКО измерения угла по невязкам (в ходах и полигонах) не более	± 5?	± 10?
Угловая невязка хода или полигона не более (n - число углов в ходе)	10?vn	20?vn

Средние погрешности планового положения пунктов (точек) съемочной сети относительно пунктов опорной геодезической сети не должны превышать в масштабе плана: на открытой местности - 0,1 мм; а на местности, закрытой древесной и кустарниковой растительностью - 0,15 мм.

Для проложения ходов полигонометрии планируется использовать электронные тахеометры (Leica TCR 307, Leica TCR 407).

Программа измерений на пункте должна включать измерение: горизонтальных углов тремя приёмами с перестановкой лимба между приёмами; зенитных расстояний; наклонных дальностей и горизонтальных проложений - одним приёмом в прямом и обратном направлениях. Cредняя квадратическая погрешность измерения горизонтального угла не более 5».

Точки съемочной сети, потребность в которых ограничена одним полевым сезоном, закрепляются на местности временными центрами, в качестве которых обычно используются: штыри, обрезки железных труб, металлические костыли, деревянные колья, а также гвозди, вбитые в деревянные столбы.

Предрасчёт точности хода полигонометрии 1 разряда

Учитывая то, что объект работ находиться на краю шестиградусной зоны (с номенклатурой листа карты М 1:100 000 О-37-49) то для приведения (редуцирования) расстояний измеренных в поле, к расстояниям на плоскости проекции Гаусса необходимо воспользоваться формулой перехода:

(3.1)

где:

Y - удалённость от условного осевого меридиана данной зоны (км);

R - радиус Земли, равный 6 370 (км);

S - измеренное расстояние (м);

Результат получиться в метрах.

Посчитав по данной формуле, при удалении от условного осевого меридиана на 150 км, поправка получилась равной 0,28 м на 1 км линии. Поправка оказалась довольно существенной, поэтому при уравнивании ходов полигонометрии 1 разряда, в каждую измеренную линию проектом предусматривается ввести свои значения поправок.

Для предрасчёта точности наиболее удалённой точки хода полигонометрии 1 разряда была использована программа «XYH».

Программа «XYH» составлена на кафедре инженерной геодезии СПГГИ (ТУ) им. Г.В. Плеханова в феврале - марте 1996 года для персональных компьютеров типа IBM любого поколения и предназначена для параметрического уравнивания и предрасчёта точности плановых и высотных маркшейдерско-геодезических сетей.

В плановых сетях измеренными величинами являются направления (ориентирные поправки не исключаются), стороны и гиростороны (дирекционные углы) в любых сочетаниях, а в высотных - превышения. Все измерения, в общем виде, считаются неравноточными.

Программа работает с реальными названиями (номерами), и поэтому не требует специальной вычислительной перенумерации.

Исходные данные набираются по особым правилам (указаны в инструкции), любым текстовым редактором, пишущим в формате ASCII (WD, Lexicon, NCEDIT и др.), что является как достоинством (упрощен набор и редактирование данных), так и недостатком (требуется иметь минимальные знания редактора).

Программа написана на языке GW - basic, в котором оперативная память ограничена 64Кб, для экономии памяти программа разбита на 12 модулей. В процессе работы различные модули записывают на диск некоторые промежуточные файлы, которые считываются следующим модулем для продолжения работы (исходные координаты или высоты, измерения; матрица весов, уравнений поправок, нормальных уравнений; уравненные координаты или высоты определяемых пунктов). Файл уравненных координат определяемых пунктов может быть использован в дальнейшем для коррекции исходных данных, если предварительные координаты заданы очень грубо или обнаружились грубые ошибки (нарушена линеаризация уравнений поправок).

Все 12 модулей компилированы (compile) через среду Turbobasic (созданы непосредственно выполнимые exe - файлы).

Программа позволяет в режиме предрасчёта точности:

а) найти СКО положения всех определяемых пунктов (m_X и m_Y для плановых сетей) и (m_H для высотных);

б) получить сортированные по возрастанию, элементы контролируемости измерений (выявляемости ошибок).

в) найти параметры эллипса ошибок (в том числе m_S и m - СКО сторон и дирекционных углов для плановых сетей) и СКО превышений m_h (взаимного положения двух пунктов) для высотных;

В режиме уравнивания программа позволяет:

а) проконтролировать качество сети в целом (обобщенный ²-контроль) (см. [pvv], [pvv]_доп=²);

б) оценить качество каждого измерения по поправкам (индивидуальный Vi - контроль) (программа выдает на экран или принтер 10 максимальных поправок, сортированных по параметру Vi/Vдоп для направлений, сторон, гиросторон, превышений);

в) в случае грубых искажений (при [pvv]>[pvv] доп), узнать предполагаемые величины ошибок (см. графу - Vi/dii).

Программа, снабженная подробной инструкцией (Help), широко используется в учебном процессе СПГГИ (ТУ) на различных курсах и дисциплинах студентами специальностей ПГ, ГК и ГГ.

Возможности программы «XYH» по числу исходных и измеренных данных, несмотря на ограничения памяти (каждая матриц или массив не может занимать более 64К), вполне достаточны для решения большинства учебных и исследовательских задач.

Предрасчёт точности хода полигонометрии 1 разряда.

Приближенные координаты и СКО

Таблица 6

Название	X	Y
	X, м	Mx, м	Y, м	My, м
59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 76 77 78 79 80 81 82 83	6471.00 6385.00 6083.00 5908.00 5708.00 5535.00 5255.00 5059.00 4811.00 4454.00 4289.00 4121.00 3799.00 3618.00 3538.00 3412.00 3250.00 3158.00 2877.00 2801.00 2724.00 2538.00 2412.00 2248.00	0.006 0.008 0.011 0.013 0.015 0.017 0.020 0.021 0.022 0.023 0.023 0.023 0.023 0.021 0.020 0.019 0.018 0.017 0.015 0.013 0.010 0.010 0.006 0.006	9692.00 9798.00 9923.00 10026.00 10112.00 10190.00 10351.00 10459.00 10586.00 10740.00 10813.00 10932.00 11097.00 11326.00 11442.00 11541.00 11596.00 11681.00 11755.00 11854.00 11952.00 11980.00 12111.00 12144.00	0.005 0.007 0.015 0.019 0.024 0.027 0.032 0.034 0.036 0.038 0.039 0.039 0.037 0.037 0.036 0.034 0.031 0.028 0.021 0.019 0.017 0.012 0.009 0.005

ET=2.154 (P=0.95) N изм= 77 r= 3

Таблица 7. Анализ контролируемости направлений

Точка стояния	Точка визир.	М изм., сек.	Dii
72 72 67 67 73 73 66 66 76 107	73 71 68 66 72 74 65 67 74 106	5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0	0.02 0.02 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.08

Таблица 8. Анализ контролируемости сторон

Точка стояния	Точка визирован.	М изм., мм.	Dii
72 80 78 79 71 83 59 82 77 107	73 81 79 80 72 108 60 83 78 59	2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0	0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.03 0.03

Из расчётов можно увидеть (таблица 6), что наиболее удалёнными и слабыми точками в ходе полигонометрии 1 разряда от пункта 106 до пункта 109 (рис. 6) являются две точки: точка 69 и точка 70, расположенные в середине хода, с ошибками Mx, 0.023 (м) и My, 0.039 (м) каждая.

Нивелирование IV класса

Высоты пунктов (точек) съёмочной сети определяются нивелированием IV класса от существующих реперов нивелирования более высокого - III класса (см. рис. 6).

Нивелирная сеть IV класса строится в виде отдельных ходов, или в виде систем ходов с узловыми пунктами. Отдельный нивелирный ход должен опираться на два исходных пункта. Проектом предусматривается, при проложении нивелирных ходов, совмещать линии нивелирования с ходами полигонометрии 1 разряда.

Перед началом полевых работ необходимо произвести все исследования, поверки и юстировки нивелиров согласно инструкции [15].

Нивелирование IV класса разрешается выполнять нивелирами типа Н-З и равноточными им по ГОСТ 10528-76. Рейки для нивелирования IV класса следует применять типа РН-З по ГОСТ 11158-83. Случайные погрешности дециметровых делений реек не должны превышать 1 мм. Нивелирование должно производиться из середины при оптимальном расстоянии от реек до 100 м. В случае использования нивелира с 30-кратным и более увеличением трубы при спокойном изображении допускается увеличивать длину визирного луча до 150 м. Отсчёты по рейкам надлежит выполнять по средней и одной из крайних нитей - по чёрной стороне реек и по средней нити - по красной стороне реек.

Неравенство плеч на станции до 5 м, а их накопление в секции до 10 м. Высота визирного луча над поверхностью земли (или над препятствием) должна быть не менее 0,2 м.

Во время наблюдений прибор защищают от солнечных лучей или дождя зонтом. Результаты наблюдений на станциях записывают в журнал установленной формы. Расхождение значений превышений на станции, определённых по чёрной и красной сторонам реек не должно превышать 5 мм [9].

Другие характеристики можно увидеть в таблице 6.

Основные характеристики нивелирных ходов:

Таблица 6

Показатели	Класс нивелирования
	III	IV
Максимальная длина отдельного хода между исходными пунктами, км: - на застроенной территории - на незастроенной территории	15 20	2 4
Максимальная длина хода между узловыми пунктами, км: - на застроенной территории - на незастроенной территории	10 15	1 2
Максимальное расстояние между реперами (по линии нивелирования), км: - на застроенной территории - на незастроенной территории	0,3 0,5-2	0,3 0,5-2
Предельная невязка хода (полигона), мм	10L	20L

Примечание:

L - длина нивелирного хода (полигона), выраженная в километрах.

3.4 Обработка результатов измерений при создании сетей

Обработка результатов полевых измерений при создании планово-высотной сети, должна производиться с применением современных средств вычислительной техники.

Хода полигонометрии 1 разряда допускается уравнивать упрощёнными способами. При этом результаты вычислений значений углов следует округлять до целых секунд, а величины длин линий и координат до 1 мм. С фрагментом окна, при уравнивании в программе CREDO DAT, можно ознакомиться, посмотрев на рис. 7.

Программы для автоматизированной обработки результатов измерений при создании (развитии) планово-высотных геодезических сетей должны предусматривать печать:

- исходной информации;

- результатов счёта;

- оценки точности измерений.

При обработке результатов измерений в геодезических сетях следует использовать программные средства камеральной обработки, имеющие соответствующие паспорта, в соответствии с Положением о Федеральном фонде программных средств массового применения в строительстве (утверждённым приказом Госстроя России от 18.09.97 г. №17-78) или сертификаты.

Комплекс программных продуктов CREDO (о котором идёт речь), разрабатывается и распространяется научно-производственным объединением «Кредо-диалог» (г. Минск., Республика Беларусь), с 1989 года.

Программа CREDO DAT 3.0 - инженерная геодезия, дата выхода версии ноябрь 2000 года.

Рис. 7. Рабочее окно программы CREDO_DAT

Программы CREDO_DAT предназначена для автоматизация камеральной обработки инженерно-геодезических данных при инженерных изысканиях промышленных и гражданских объектов, разведке недр, геодезическом обеспечении строительства и кадастра.

Исходные данные: файлы электронных регистраторов (тахеометров) и GPS/GNSS систем, рукописные журналы измерения углов, линий и превышений, координаты и высоты исходных точек, рабочие схемы сетей и расчётов, растровые файлы картографических материалов.

Основные функции:

· импорт данных, полученных с электронных регистраторов и тахеометров в форматах Sokkia (SDR2x), Nikon (300, DTM400-710, RDF), Geodimeter (ARE, JOB), Leica (GRE, GSI, IDEX), Topcon (GTS6, GTS7), Zeiss (R4, R5, Rec500, Rec-E), УОМ3 (2Та5, 3Та5);

· импорт координат (Х, У, Z), данных измерений из текстовых файлов в произвольных форматах, настраиваемый пользователем;

· табличное редактирование данных, работа с буфером обмена для станций, ходов и отдельных измерений, работа с блоками данных, использование интерактивных графических операций;

· предварительная обработка измерений. Учёт различных поправок - атмосферных, за влияние кривизны Земли и рефракции, переход на поверхность относимости, на плоскость в выбираемых и настраиваемых пользователем проекциях;

· выявление локализации и нейтрализации грубых ошибок в линейных угловых измерениях и нивелировании автоматически (Lp - метрика) и в диалоговом режиме (трассирование);

· строгое совместное уравнивание по методу наименьших квадратов линейно-угловых сетей геодезической опоры разных форм, классов и методов создания с развёрнутой оценкой точности, включающей эллипсы ошибок;