Проект инженерно-геодезических изысканий при проектировании магистрального нефтепровода Ярославль-Кириши-Приморск

· уравнивание систем и ходов геометрического нивелирования;

· обработка тахеометрической съёмки с формированием топографических объектов и их атрибутов по данным полевого кодирования;

· проектирование опорных геодезических сетей. Выбор оптимальной схемы сети, необходимых и достаточных измерений, подбор точности измерений;

· настройка выходных документов под стандарты предприятия пользователя с использованием генератора отчётов;

· оформление в компоновщике чертежей и печать графических документов и планшетов;

· расчёт и печать ведомостей обратных геодезических задач в различных видах.

Дополнительно в составе системы могут поставляться следующие задачи:

- расчёт и выпуск ведомости площади земельного участка;

- формирование каталогов и схем при инвентаризации земель;

- трансформации под разными условиями геоцентрических, геодезических, прямоугольных координат в системах WGS-84, ПЗ-90, СК-95, СК-42, СК-63 и местных;

- обработка астроопределений по часовому углу и высоте Солнца, часовому углу Полярной.

По результатам мы получим каталоги и ведомости измерений координат и отметок; чертежи и планшеты; файлы форматов DXF, MIF/MID (MapInfo), Shape-file (Arcview); файлы формата CREDO (TOP/ABR); текстовые файлы настраиваемых пользователем форматов.

Характеристика интерфейса: табличный и графический интерфейс соответствует стандарту WINDOWS. Все операции выполняются в интерактивном режиме работы с динамической визуализацией хода выполнения и результатов выполняемых операций.

Достоинства системы:

- отсутствие ограничений на объём обрабатываемой информации в сетях и при съёмке;

- отсутствие ограничений на формы и методы обрабатываемых сетей геодезической опоры;

- русский язык;

- графическая иллюстрация процессов обработки;

- развитый аппарат поиска и выделения грубых ошибок.

Появление новых геодезических приборов, а также программного обеспечения для обработки полевых измерений, упростило работу геодезиста, как в полевых, так и в камеральных условиях. Кроме того, программно-аппаратные комплексы значительно экономят время и повышают производительность труда.

3.5 Съёмки

Требования к топографической съёмке магистральных нефтепроводов

К съемке под строительство трубопроводов предъявляют следующие требования:

1. при выполнении топографической съёмки составляют списки пересечений технологических сооружений и коммуникаций с нефтепроводом и собирают уточняющую информацию (места пересечений нефтепровода с подземными, наземными, воздушными коммуникациями и ручьями, начало и конец болот, оголений, мест коррозии, нарушений изоляции). Длина участков оголений, провисов, нарушений изоляции, мест коррозии определяется с точностью до 1 м с указанием характеристик нарушения (по изоляции: плотно или не плотно прилегает, наличие нарушений изоленты, их площадь и протяженность по трубе);

2. для выполнения противопожарных мероприятий определить расстояние до населенных пунктов и уклон земной поверхности;

3. указать землепользователей с разбивкой по угодьям и привязкой к трассе;

4. получить данные о местонахождении ближайших к трассе существующих карьеров грунта, песка, ПГС и о стоимости 1 м³ у владельцев карьеров;

5. на каждом берегу реки заложить по два грунтовых репера, на пересечениях нефтепровода с ж/д и автодорогами по одному реперу, также заложить по реперу через два км по ходу трассы МН;

6. обратить особое внимание на выявление озер в пределах съемки и дать их урезы и глубины;

7. при согласовании (совместно с Заказчиком) пересечений трассы с действующими коммуникациями получить технические условия на их пересечения;

8. дать описание местоположения перехода, указать ближайшие к переходу населенные пункты и автомобильные дороги с целью оценки возможности подъезда строительной техники.

Уточняющая информация включает следующие сведения:

1). при пересечении с автомобильной дорогой:

- наименование (начальный и конечный пункты, выходы дороги по рамкам дешифрируемой площади); организация, обслуживающая переход; характеристика покрытия; наличие защитного кожуха, его длина; наличие предупредительных знаков; наличие смотровых колодцев; наличие насыпи и ее высота; характеристика местности; расстояние в километрах до ближайшего населенного пункта;

2). при пересечении с железной дорогой:

- наименование; владелец; количество рельс; километраж по железной дороге; ближайшая станция; наличие защитного кожуха, его длина; наличие смотровых колодцев; наличие предупредительных знаков; характеристика местности; подъездная дорога; расстояние в километрах до ближайшего населенного пункта;

3). при пересечении с электрокабелем или кабелем связи:

- способ пересечения (под, над); глубина залегания в точке пересечения; расстояние между пересекающимися коммуникациями; наличие опознавательных знаков; наличие оборудованного переезда для вдольтрассового проезда; наличие кожухов; владелец; расстояние в километрах до ближайшего населенного пункта; количество проводов; характеристика местности;

4). при пересечении с ЛЭП или линией связи:

- владелец; напряжение; количество проводов; расстояние до столба слева (справа); высота до нижнего и верхнего провода; характеристика местности; расстояние в километрах до ближайшего населенного пункта;

5). при пересечении с трубопроводом:

- наименование трубопровода; способ пересечения (под, над); расстояние между пересекающимися коммуникациями; наличие опознавательных знаков; наличие оборудованного переезда для вдольтрассового проезда; наличие кожухов; владелец; характеристика местности; количество труб в одной траншее;

6). при пересечении с реками и ручьями:

- ширина, глубина, уровень воды, скорость течения; материал нефтепровода;

7). при пересечении с болотами:

- начало, конец, глубина, тип болота (категория);

Топографическая съёмка магистральных нефтепроводов

Тахеометрическую съёмку трассы и переходов необходимо провести с точек планово-высотного обоснования электронными тахеометрами: «Leica TCR 307» №685951 и Leica TCR 407» №115854. Высоту инструмента измерить рулеткой, с точностью 2 мм.

В тахеометрах 400-ой серии предусмотрена автоматическая корреляция измерений за коллимационную ошибку, места зенита, кривизну земли и рефракцию. Новый русифицированный графический дисплей, благодаря наличию подогрева, позволяет работать при температуре до -32^oС, а в арктическом исполнении до -42 ^oС. Удобная клавиатура обеспечивает быстрый доступ к любому пункту меню с возможностью ввода как буквенной, так и цифровой информации.

При помощи электронного уровня и лазерного центрира приборы серии 400 легко устанавливаются на станции, причем в центрире предусмотрена возможность настройки интенсивности лазера. Все тахеометры серии 400 оснащены компенсатором.

Электронные тахеометры серии TCR 400 - приборы для измерения расстояний с безотражательным дальномером. Видимый красный лазер имеет малый угол расхождения - размер лазерного пятна на расстоянии 80 м составляет 2Ч1,5 см. Ось лазерного луча совпадает с визирной осью.

Рис. 7. Электронный тахеометр Leica TCR 407

Особенности:

· Уникальный дисплей

· Безотражательный режим работы TCR

· Бесконечные наводящие винты

· Лазерный отвес

· 2^Х осевой компенсатор

Съемку планируется выполнить в поперечной равноугольной цилиндрической проекции Гаусса-Крюгера, вычисляемой в трёхградусной зоне в системе координат 1963 г. и Балтийской системе высот 1977 г. с сечением рельефа 0,5 м, в масштабе 1:5 000 по всей длине трассы МН, а на пересечениях трассы с различными линейными объектами участки местности будут засняты в более крупных масштабах, так например:

- при пересечении трассы МН с ж/д снимать в М 1:500 участок местности в границах по 200 м от оси ж/д в обе стороны, и по 100 м от оси проектируемого нефтепровода (итого 8 га);

- при пересечении с авто/д снимать в М 1:1 000 участок в границах по 100 м от оси а/д в обе стороны, и по 100 м от оси МН (всего 4 га);

- при пересечении с реками и ручьями в М 1:1 000 участок в границах по 200 м от уреза, и по 100 м в обе стороны по ходу течения нефти (итого 8 га);

- на пересечениях с ЛЭП и линиями связи в М 1:000 участок в границах по 50 м во все четыре стороны (1 га);

- при съёмке задвижек и ПКУ (пункт контрольного управления) в границах 200 X 200 м, М 1:1 000 (2 га);

- при съёмке вантузов и СКЗ в границах 100 X 100 м, М 1:1 000 (1 га);

- в качестве противопожарных мероприятий снимаются в М 1:2 000 границы близлежащих деревень, хуторов, приусадебных участков и др.

При съемке отображаются все элементы трубопроводов и ЛЭП, (ПКУ, узлы задвижек, одиночные задвижки, вантузы, манометрические вентили, перемычки, СКЗ (смотри рис. 8), КИК (контрольно-измерительная колонка), установленные аншлаги, как на трубе так и на границах охраняемых зон, анодные зоны и ЛЭП к ним и т.п.). Все объекты определяются по их назначению, принадлежности и подписываются. Рельеф местности изображается горизонталями и отметками высот.

Съемка контуров выполняется согласно СП 11-104-97. Контура площадью менее 0.1 см в плане снимают одной точкой. Съемка водотоков проводится по обоим берегам, а полевые и проселочные дороги снимают по оси с указанием ширины, покрытия и направления.

Предметами съемки также являются: наземные сооружения всех видов и назначений, отдельные постройки, подземные коммуникации и все объекты относящиеся к ним, выработки, все виды естественных и искусственных водных объектов, контуры земельных участков, и т.д., отдельно стоящие деревья, кусты, лесные массивы с определением породы, средней высоты, толщины и расстоянием между деревьями и др.

Съёмка подземных коммуникаций

Введение

Современное строительство, проектирование и реконструкция городов, посёлков, промышленных предприятий и нефтепроводов требуют точных данных о размещении в плане и по высоте всего комплекса подземных коммуникаций с указанием их технических характеристик. Это вызывает необходимость проведения большого объёма инженерно-геодезических работ по съёмке и составлению специальных инженерно-топографических планов подземных коммуникаций. Отсутствие таких планов может привести к ошибочным проектным решениям и к большому количеству аварий и повреждений при проведении земляных работ.

Основной задачей съёмки подземных коммуникаций является определение их планово-высотного положения и установление основных технических характеристик [22].

Подготовительные работы

Перед началом полевых работ должны быть собраны, тщательно изучены и проанализированы все имеющиеся материалы технической документации и топографические материалы съёмок прошлых лет. Материалы могут находиться в архивах проектно-изыскательских организаций, занимавшихся изысканиями и проектированием данного объекта, в эксплуатирующей организации, в городских геодезических службах при отделах городских архитектур и в органах Государственного геодезического надзора.

При сборе данных о выполненных ранее съёмках необходимо установить организацию, производившую съёмку, метод съёмки, масштаб съёмки, принятое сечение рельефа, методы создания и точность планово-высотного съёмочного обоснования, номенклатуру планшетов, состояние планов и копий с них. На карту топографо-геодезической изученности района наносят границы съёмок разных лет и масштабов и все закреплённые пункты геодезического обоснования, которые могут быть использованы при последующих работах.

Характеристика собранного материала приводится в пояснительной записке, в которой даётся также заключение о возможности использования существующих материалов. При отсутствии ранее выполненных съёмок или неудовлетворительном их качестве, съёмка производится вновь в соответствии с требованиями «Инструкции по топографической съёмке в масштабах 1:5 000 - 1:500» (ГУГК, 1973 г.) [22].

Рекогносцировка

Полевые работы начинаются с рекогносцировки местности, в процессе которой уточняют общую схему подземных коммуникаций, уточняют объём и характер предстоящих работ по определению планово-высотного положения подземных коммуникаций с помощью трассокабелеискателей, шурфованию, обследованию и съёмке.

Рекогносцировка проводится совместно с представителями эксплуатирующих организаций, знающими расположение сетей. В процессе рекогносцировки местоположение коммуникаций определяют по внешним (косвенным) признакам или с помощью специальных приборов поиска - трассокабелеискателей.

Наличие подземных сетей на местности характеризуют следующие признаки:

· на нефтепроводах - вантузы, задвижки, камеры, наземные выходы, нефтераспределительные пункты;

· на водопроводных сетях - водозаборные устройства, насосные станции, очистные сооружения, водонапорные башни, колодцы, водоразборные устройства, пожарные гидранты, аварийные выпуски;

· в канализации - колодцы, ливнеприёмники, выпуски, станции перекачки, очистные сооружения;

· на газопроводах - колодцы, камеры, коверы, контрольные трубки, наземные выходы, вводы в здания, газораспределительные пункты;

· на теплосети - камеры, местные котельные, ТЭЦ, отсутствие снежного покрова над трассой в зимнее время;

· в сетях слабого тока - колодцы, выходы кабеля на поверхность, распределительные шкафы и коробки, следы нарушения покрытия, просадки грунта;

· на силовых кабелях - электроподстанции, трансформаторные и распределительные пункты, предупредительные специальные наземные знаки, вводы в здания, просадка грунта, кабелеуказатели.

Отрекогносцированные на местности скрытые узлы закрепляют кольями и окапывают. Точки подземных коммуникаций, попавшие под дорожное покрытие, отмечают краской на асфальте, стенах зданий и т.п. При рекогносцировке намечают места, где необходимо будет произвести шурфование, а также направление, где потребуется работа со специальными приборами поиска - трассокабелеискателями для поиска подземных коммуникаций, не имеющих выхода на дневную поверхность [22].

Общие принципы действия приборов поиска

Трассокабелеискатели состоят из трёх основных узлов: генератора звуковой частоты, приёмного устройства с поисковым контуром (антенной) и индикаторной частью (потенциометром или головными телефонами). Они рассчитаны на определение планового положения и глубины залегания металлических трубопроводов и кабельных линий, а также других подземных коммуникаций.

В принципе действия приборов поиска скрытых коммуникаций и сооружений, так же как и приборов, предназначенных для определения мест повреждения кабеля, лежит закон электромагнитной индукции, на основе которого обнаруживают переменное магнитное поле, искусственно создаваемое вокруг исследуемого проводника (трубопровода или кабеля).

Индуктивные методы поиска значительно облегчают съёмки подземных токопроводящих коммуникаций. Однако применение этих методов требует проведения больших подготовительных работ по изучению имеющихся планов и схем подземных коммуникаций, проектной документации и выявлению выходов коммуникаций на местность [11].

Для контроля исполнительную съёмку подземных коммуникаций необходимо выполнять в процессе строительства, в открытых траншеях.

Проверка трассокабелеискателей перед работой

Перед выездом на трассу приборы поиска подземных коммуникаций подлежат предварительному осмотру и проверке. Проверяют наличие блоков, узлов и деталей комплекта по внутренней описи. Осматривают состояние источников питания, соединительных проводов, разъёмов, функциональных блоков и их органов контроля и управления.

Осмотр передающего и приёмного блоков заключается в проверке вводов и клемм для подключения питания и нагрузки, исправности выключателей, тумблеров, кнопок, переключателей, измерительных приборов и контрольных лампочек.

Проверка исправности генератора. Для этого соединяют аккумуляторную батарею с генератором. Подключение производится при выключенном генераторе. Включают генератор тока, при этом индикаторная лампочка должна зажечься, а ампервольтметр, если он имеется, должен показывать напряжение тока на выходе генератора. Если генератор переключается на импульсную работу, то индикаторная лампочка должна ритмично мигать, свидетельствуя, что на выход генератора поступают импульсы тока звуковой частоты.

Проверка работы приёмного устройства. Для этого штекер телефона включают в гнездо усилителя, соединяют усилитель приёмного устройства с поисковым контуром, включают тумблер питания усилителя и вращают регулятор усиления вправо до упора. Если поднести поисковый контур к включённому генератору на расстояние 1-2 м, в телефонах должен быть слышен тон генератора, а стрелка прибора отклонится вправо.

При удалении антенны приёмных устройств от генераторов уровень сигнала будет уменьшаться, а при приближении - увеличиваться.

Следует иметь в виду, что изменение положения антенны относительно направления на генератор также вызывает изменение уровня сигнала.

Работу приёмного устройства можно проверить и без генератора. Поисковый контур следует поднести к шнуру электропроводки, находящемуся под переменным током. При этом в телефоне будет прослушиваться ток промышленной частоты 50 Гц.

Если приёмное устройство не работает или работает слабо, следует заменить источник питания усилителя.

По завершении проверки и настройки, блоки и узлы трассокабелеискателя выключают, разъединяют и укладывают в предназначенные для упаковки места [22].

Планово-высотная съёмка подземных коммуникаций

Съёмку скрытых подземных коммуникаций вдоль трассы проектируемого нефтепровода, предлагаю выполнить индукционным методом с помощью трассокабелеискателя английской фирмы RadioDetection - RD 400, с подключением генератора при необходимости. Сравнительные технические характеристики вместе с наглядными изображениями данного прибора поиска (рис. 9-10) и прибора отечественного производства ИТ-5, можно увидеть на (рис. 11).



Рис. 9. Приемник RD400PDL-2

Приемник RD400PDL-2 снабжен влагозащищенным динамиком, двумя встроенными горизонтальными антеннами для поиска в режиме «максимума» и одной вертикальной антенной для режима «минимума» с функцией согласования отраженного сигнала, сенсорным регулятором усиления чувствительности антенн.

Таблица 7

Режим	Частота	Глубина поиска, м
		Хорошие условия	Плохие условия
Power	50Гц	3	2
Radio	14-26Гц	5	5
CD	640 или 420Гц	5	2
8	8,192кГц	5	2
33	32,468кГц	5	2
Lf	512 или 640Гц	2	2
FF	8Гц и 8кГц	5	2
Точность поиска	±5% от глубины
Пределы определения глубины	3 м ± 5%

Многочастотный генератор RD400HCTx-2 - предназначен для подачи в линию коммуникаций испытательных сигналов на различных частотах, включая 2 назначаемых пользователем с выходной мощностью до 5 Вт в трех режимах (прямое подключение, индуктивный сигнал через сигнальные клещи, индуктивный сигнал через грунт). Наличие жидкокристаллического дисплея и удобной панели управления позволяет быстро и качественно произвести поиск трассы пролегания кабеля и мест его повреждения.

Все процессы измерений полностью автоматизированы.

Рис. 10. Многочастотный генератор RD400HCTx-2

Рис. 11. Трассоискатель ИТ-5

Приемник включает антенный контур, который может фиксироваться под углами 0, 45, 90° по отношению к разъемной штанге. Приемник, генератор и антенный корпус заключены в пластмассовые корпусы. Искатель трубопроводов ИТ-5 отличается от аналогичных отечественных и зарубежных приборов более узкой шириной полосы пропускания, меньшей массой, большей продолжительностью непрерывной работы от встроенной батареи.

Технические характеристики:

· Глубина обнаружения, не более 10 м?

· Рабочая частота приемника 50 и 1000Гц?

· Рабочая частота генератора (1000+100) Гц?

· Ширина полосы пропускания приемника, не более 40Гц

Основные преимущества RD 400 перед трассокабелеискателем ИТ-5:

1) Намного больший и разнообразный диапазон рабочих частот приёмника и генератора, изменение которых в процессе поиска подземных коммуникаций позволяет быстрее и легче отыскать последнюю;

2) Отсутствие головных телефонов, провода которых доставляют неудобства и путаются, задевая об ветки деревьев и кустов, при работе на залесённых участках;

3) Удобное меню управления и бульшая чувствительность встроенной антенны.

Исходя из приведённых преимуществ я остановил выбор на электронном индукционном трассокабелеискателе RD 400.

Различают исполнительную съёмку коммуникаций и съёмку существующих коммуникаций. Съёмка существующих подземных коммуникаций производится, в основном, одновременно с топографической съёмкой участка местности, но бывают случаи специальных выездов на объект, уже после выполнения полевых работ, так-как в их процессе не все прокладки были выявлены в натуре, чтобы этого не допускать необходимо стремиться обнаружить и разобраться в разнообразии подземных сетей, правильно определить их местоположение, направление, назначение, глубину залегания и прочие характеристики прямо в поле.

Съёмке подлежат центры люков, колодцев и камер, выходы на поверхность труб и кабелей у ввода в здания или сооружения или в местах разрытий, коверы, водоразборные колонки, распределительные шкафы, трансформаторные будки и другие сооружения, технологически связанные с существующими подземными коммуникациями. Надо будет заснять углы поворота подземных сетей, точки на прямолинейных участках через 50 - 70 м, главные точки кривых, места изменения уклонов, диаметров труб, места ответвлений, присоединений и др.

Плановое положение подземных коммуникаций определяют от точек съёмочного обоснования или от твёрдых точек зданий и сооружений. Используют методы съёмок: линейных засечек, способ перпендикуляров, полярным способом, способом створов.

При съёмке способом линейных засечек делают не менее трёх линейных промеров от твёрдых контуров (зданий и сооружений) или от точек, выбранных в створе съёмочной линии. Длина засечек не должна превышать длины мерного прибора, а углы засечек не должны быть менее 30 и более 120.

При съёмке способом перпендикуляров длина перпендикуляра измеряется металлической рулеткой или лентой. Длина перпендикуляра не должна превышать 4 м в масштабе 1:500, и 6 м в масштабе 1:1 000.

Более длинные перпендикуляры подкрепляются линейными засечками, длина которых не должна превышать длины мерного прибора (20-50 м).

При полярном способе снимают, используя тахеометр. Координирование выполняют с точек теодолитных ходов. Расстояние до определяемых точек не должно превышать 50 м.

При съёмке способом створа ленту или рулетку укладывают по линии створа между створными точками, выбранными между пунктами геодезической основы, закоординированными углами кварталов или опорных зданий и точками, намеченными при помощи тахеометра через 20 м при съёмке в масштабе 1:500 и через 40 м при съёмке в масштабе 1:1 000. Створные точки определяются промерами. Расхождения между результатами прямого и обратного измерений не должны превышать 1:2 000.

Высотное положение трубы нефтепровода определяется на пикетах, в местах пересечения нефтепроводов с другими коммуникациями, на четко выраженных перегибах рельефа измерением глубины залегания щупом с определением отметки поверхности земли в месте штыревания с точек хода геометрического или тригонометрического нивелирования. Дополнительно на пикетах берутся отметки окружающей поверхности, а при наличии открытой траншеи-отметки дна. Высоты пикетных точек определяются с точек хода нивелирования со средней погрешностью не более 10 см.

Определение направлений линий ранее уложенных коммуникаций между колодцами, а также без колодезных коммуникаций производится с помощью электронного прибора поиска - трассокабелеискателя, а там где этот прибор применить невозможно - шурфованием. Определить местоположение скрытых подземных сетей приборами поиска можно с использованием генератора или без него [20].

Поиск подземных сетей при использовании генератора выполняется контактным или бесконтактным способом. При контактном способе генератор подключается непосредственно к трубопроводу, и используют заземлители, в случае же бесконтактного способа генератор устанавливается над прослушиваемой коммуникацией параллельно ей.

Контактным способом определяется местоположение:

· металлических трубопроводов; кабелей связи, когда необходимо выделить один кабель, залегающий в общей траншее;

· неметаллических трубопроводов путём использования электропроводящих свойств жидкости.

При бесконтактном способе определяются:

· положение металлических трубопроводов или кабельной связи, если подсоединение генератора к ним затруднено;

· наличие трубопроводов и кабелей в местах, связанных с производством земляных работ.

Без генератора определяется местоположение силовых кабелей, кабелей связи и металлических трубопроводов в зоне действия блуждающих токов.

При контактном способе место заземления генератора выбирается примерно в 10 м от места подключения, перпендикулярно к предполагаемому направлению трассы. Заземлителем может быть штырь из комплекта прибора или любое металлическое сооружение, контактирующее с землёй, не имеющее контакта с подземной коммуникацией. Другим проводом генератор соединяется с исследуемой трассой.

Поиск подземной прокладки осуществляется приёмным устройством, которое располагается над предполагаемым местом проложения трассы.

В зависимости от угла поворота антенны относительно оси трассы может прослушиваться:

· максимальное звучание сигнала при расположении поискового контура перпендикулярно к оси трассы - поиск по максимуму (рис. 12 а);

· минимальное звучание сигнала при расположении оси антенны поискового контура параллельно к оси трассы - поиск по минимуму (рис. 12 б);

Рис. 12. Методы максимума (а) и минимума (б)

Поиск по минимуму звукового сигнала применяется для уточнения оси трассы после того, как зона возможного положения её, определена по максимуму сигнала.

В районе разветвления прокладок местность прослушивается по кругу радиусом 2-3 м с тем, чтобы выявить направление трассы.

При определении глубины залегания коммуникации (рис. 13) ось антенны поисков контура располагается под углом 45 к поверхности земли, контур устанавливается перпендикулярно к направлению трассы и удаляется до полного исчезновения сигнала. Расстояние от оси трассы до положения минимума звукового сигнала соответствует глубине залегания коммуникации. Определение повторяется с противоположной стороны трассы. За окончательное принимается среднее значение из двух определений [20].

Рис. 13. Определение глубины залегания коммуникации

Сведения о поиске подземных коммуникаций отражаются в отчёте или в формуляре планшета (плана).

Допуски

Средние погрешности в положении выходов на поверхность земли, углов поворота и других точек существующих подземных коммуникаций и сооружений при относительно ближайших пунктов съёмочного обоснования не должны превышать 0,5 мм в масштабе плана.

Определение высотного положения трубопроводов в колодцах относительно реперов государственных нивелирных сетей должно производиться со средней квадратической погрешностью:

0,04 м для самотёчных сетей с уклонами менее 0,001;

0,05 м для самотёчных сетей с уклонами более 0,001 и напорных сетей.

Определение высотного положения существующих коммуникаций, не имеющих выходов на поверхность земли, должно производиться со средней квадратической погрешностью 0,20 м при глубине трасс до 2,5 м и 0,30 - при бульших глубинах.

На кабельных прокладках высотные отметки верха кабеля в открытых траншеях определяют с точностью 0,04 м относительно реперов государственной сети, а на кабельных прокладках, не имеющих выходов на поверхность земли, с точностью 0,10 м[20].

Составление планов и профилей подземных коммуникаций

По результатам съёмок подземных коммуникаций составляют планы в масштабах 1:5 000 - 1:500 для целей проектирования, строительства и эксплуатации сооружений.

К планам подземных коммуникаций относятся топографические планы, основной контурной нагрузкой которых являются подземные коммуникации и сооружения, имеющие непосредственное отношение к ним.

Планы подземных коммуникаций могут создаваться совмещённые и раздельные:

· при создании совмещённых планов все группы подземных коммуникаций наносятся на оригиналы топо-планов местности. Совмещённые планы могут создаваться только при негустой сети подземных коммуникаций, чтобы обеспечить хорошую читаемость и наглядность всех изображаемых на плане коммуникаций;

· раздельные планы создаются при большой насыщенности снимаемой территории контурами застройки и подземными коммуникациями на разгруженных дубликатах топо-планов, на которых могут быть нанесены сразу все коммуникации [22].

Планы подземных коммуникаций могут также составляться в виде цифровой модели подземных сетей, например в программном комплексе CREDO TER или AutoCAD. Цифровая модель подземных коммуникаций используется для различных инженерных расчётов, и может быть преобразована в графическое изображение путём вывода на плоттер.

Продольный профиль трубы нефтепровода составляется по наклонным расстояниям, в программе CREDO-DAT. На профиль залегания трубопровода наносятся пикеты замеров, пересечения, арматура нефтепровода, участки оголения и другое.

3.6 Создание цифровой модели местности (ЦММ)

Перед проектированием новой трассы МН необходимо сначала отрисовать то, что заснято в поле, то есть - создать цифровую модель местности. В распоряжении полевых бригад будут находиться три ноутбука с установленным программным комплексом CREDO, для камеральной обработки полевых измерений.

Цифровую модель местности (цмм), включающую в себя математическое представление поверхности (модель рельефа) и объектов на местности - зданий, дорог, коммуникаций и т.д. формирует CREDO_TER. ЦММ является основой для проектирования площадных и линейных объектов. Использование цмм обеспечивает многовариантность проектирования и практически исключает необходимость проведения повторных полевых изысканий под новое или уточнённое проектное решение.

Подготовка данных для формирования цмм осуществляется конвертерами, использующими настраиваемый классификатор и открытый обменный формат. При помощи конвертеров производится обмен данными через файлы ASCII обменного формата и формата DXF с любыми системами сбора и использования топографических данных, импорт данных из дигитализации, сканирования, наземной съёмки или из других систем сбора топографической информации, экспорт данных созданной цмм в другие системы.

Цифровая модель рельефа представляет собой сетку треугольников, которые строятся по зонам, выделяющим характерные участки поверхности. Цифровая модель ситуации формируется из площадных, линейных, точечных объектов (рис. 14). Семантическая информация об объектах местности выражается условными знаками и текстовой информацией. Библиотека и классификатор условных знаков открыты для дополнений и изменений в соответствии с запросами пользователя.

Обеспечивается многослойность модели, что даёт возможность совмещать существующую местность и проектные решения, представлять на цмм при помощи изолиний и условных знаков любую не топографическую информацию.

Функции системы обеспечивают расчёт объёмов насыпи и выемки в произвольном контуре, по сетке квадратов или с привязкой к пикетажу трассы, что позволяет определять объёмы выполненных земляных работ по исполнительным съёмкам, рассчитать проектные объёмы и т.д.

Кроме того, система CREDO_TER представляет пользователю возможность создавать (укладывать), импортировать и редактировать любое количество трасс простой конфигурации, состоящих из прямых, круговых и полных переходных кривых. Данные по таким трассам (продольные и поперечные профили) экспортируются в системы автоматизированного проектирования линейных сооружений. Экспорт осуществляется в системы проектирования нефти и газопроводов GAZNET, проектирования автомобильных дорог (CAD_CREDO, проектирования водопровода и канализации (КасКад), а так же в формат DXF для вывода чертежей продольного и поперечных профилей на печать.

Выходные результаты можно представить в виде чертежей (DXF файлов), ведомостей и таблиц и экспортировать в 3D DXF формате или в ASCII кодах.

Дальнейшая обработка цифровой модели местности производиться в системе AutoCAD. В программу введено много новых компонентов, которые без всяких усилий со стороны пользователя значительно ускоряют выполнение множества типовых операций. Помимо внутренних компонентов программы, много функций, напрямую связанных с работой пользователя.

3.7 Трассирование линейных сооружений

Понятие трассы

Комплекс инженерно - изыскательских работ по выбору трассы, отвечающий всем требованиям технических условий и требующий наименьших затрат на её возведение и эксплуатацию, называется трассированием. Оптимальную трассу находят путём технико-экономического сравнения конкурирующих вариантов.

Когда трасса определяется по топографическим планам, аэрофотоматериалам и цифровым моделям местности, то трассирование называют камеральным; если она выбирается непосредственно на местности, то - полевым.

Трассой называется ось проектируемого линейного сооружения, обозначенная на местности, нанесённая на топографическую карту или заданная координатами основных точек в цифровой модели местности. Трасса представляет собой сложную пространственную линию. В плане она состоит из прямых участков разного направления, сопрягающихся между собой горизонтальными кривыми постоянного и переменного радиуса кривизны. В продольном профиле трасса состоит из линий различного уклона, соединяющихся между собой вертикальными кривыми.

Так как уклоны трасс обычно небольшие, то для наглядности их изображения вертикальный масштаб продольного профиля обычно делают в 10 раз крупнее, чем горизонтальный (например, горизонтальный масштаб 1: 5 000, вертикальный - 1: 500) [19].

Среди множества трасс, которыми можно соединить две или несколько конечных точек, могут быть лучшие и худшие. В связи с этим качественная характеристика трассы должна опираться на количественные показатели.

Параметры трассирования

Трасса должна удовлетворять определённым требованиям, которые устанавливаются техническими условиями на её проектирование.

Для одних сооружений (самотёчные трубопроводы, каналы) наиболее важно выдержать высотные параметры (продольные уклоны). Для других, например напорные трубопроводы - как в данном случае, уклоны местности мало влияют на проект трассы, и её стремятся выбрать наиболее короткой, расположенной в благоприятных условиях.

Факторы, в какой-либо степени влияющие на положение будущей трассы, можно подразделить на три группы:

1) обеспечивающие наилучшие условия для эксплуатационной надёжности трубопровода;

2) определяющие условия строительства, наиболее рациональное использование материальных ресурсов;

3) необходимые расходы, связанные с эксплуатацией будущего трубопровода.

При расчёте конкретной оптимальной трассы за исходные данные принимают: кратчайшее расстояние между начальной и конечной его точками; диаметр и толщину стенки труб; число компрессорных или насосных станций; топографические, гидрологические и инженерно-геологические условия; число и размеры препятствий вдоль трассы (реки, болота, озёра, ж/д и автомобильные дороги); наличие транспортных коммуникаций, населённых пунктов и др. В короткий срок необходимо все их рассмотреть и отобрать наиболее важные, чтобы учесть в период проработки генерального направления, а затем при детализации трассы.

В настоящее время разработана и широко применяется в практике методика выбора оптимальных трасс МН, созданная на основе математических методов и средств вычислительной техники. Для выбора трассы строят цифровую модель местности. Конфигурация модели может быть различной формы, она определяется областью поиска, числом дуг как путей возможной прокладки трубопровода в пределах каждого элемента модели местности и оперативной памятью ЭВМ.

Поиск трассы осуществляется как многошаговый процесс прослеживания трассы по цифровой модели местности. Одно из преимуществ описанной выше методики нахождения оптимальной трассы-возможность одновременно сочетать выбор линейной части с нахождением наиболее целесообразных точек размещения площадочных сооружений.

Трассирование в равнинной местности

Положение трассы в равнинных районах определяется контурными препятствиями, т.е. ситуацией. В плане стремятся иметь прямую трассу, ведя трассирование вдоль существующего нефтепровода. Однако встречающиеся препятствия в виде водотоков, болот, больших оврагов и др. заставляют отклонять трассу в ту или иную сторону. Каждый угол поворота даёт некоторое удлинение трассы.

Для получения наиболее короткой трассы придерживаются следующих правил:

1). Углы поворота стремятся иметь по возможности не более 20 - 30, чтобы заметно не удлинять трассу;

2). Трассу прокладывают по прямой от одного контурного препятствия к другому. Необходимость отклонения трассы от прямой и назначения угла поворота должна быть обоснована;

3). Вершину угла поворота выбирают против середины препятствия с таким расчётом, чтобы трасса огибала это препятствие [13].

Полевое трассирование

Рекогносцировочные (трассировочные) работы заключаются в исследовании местности, определении вершин углов поворотов трассы, мест пересечения с ЛЭП, автодорогами, ручьями, реками, оврагами и подземными коммуникациями. В ходе рекогносцировочных работ надо установить соответствие проектируемых трасс лупингов существующему «МН Ярославль-Кириши-Приморск». По наиболее сложным пересечениям предварительные материалы необходимо согласовать с представителями ОАО «Гипротрубопровод».

Полевое трассирование включает следующие виды работ:

1). Вынесение проекта трассы в натуру;

Проект трассы, разработанный в камеральных условиях, выносится в натуру электронным тахеометром по координатам вычисленным камерально или по данным привязки углов поворота к пунктам геодезической основы, к чётким ближайшим контурам.

2). Разбивка главных точек кривых;

На углах поворота трасс трубопроводов производят вставки кривых и пересчёт по ним пикетажа. В качестве таких кривых обычно применяют дуги окружностей больших радиусов (круговые кривые).

Угол поворота Q, определяемый в натуре; радиус кривой R, назначаемый в зависимости от условий местности и категории линии; длина касательных АС - ВС - Т, называемая тангенсом; длина кривой АFВ = К; длина биссектрисы CF = Б; величина домера Д.

Так как в точках начала А и конца В круговой кривой касательные АС и ВС перпендикулярны к направлению радиуса R, то, следовательно, центральный угол АОВ равен углу поворота Q трассы и линия СО является биссектрисой этого угла. Из прямоугольного треугольника АОС имеем:

Формулы:

; (3.7.3.1.)

; (3.7.3.2.)

где угол Q выражен в градусах;

; (3.7.3.3.)

или

; (3.7.3.4.)

Точки начала, конца и середины кривой называются главными точками кривой. На местности разбивку пикетажа ведут по тангенсу до вершины угла поворота. Пикетное значение (ПК) начала НК, конца КК и середины СК кривой находят из выражений:

ПК НК = ПК ВУ - Т

ПК КК = ПК НК + К (3.7.3.5.)

ПК СК = ПК НК + К/2

где ПК ВУ - пикетажное значение вершины угла поворота.

Контрольными формулами являются

ПК КК = ПК ВУ + Т - Д (3.7.3.6.)

ПК СК = ПК КК - К/2

Начало кривой НК в натуре находят путём откладывания от ближайшего закреплённого пикета расстояния, вычисленного по пикетажному значению. Эту же точку получим, если отложить от вершины угла в обратном направлении величину тангенса Т (см. рис. 16).

Для дальнейшей разбивки пикетажа по новому направлению трассы откладывают от вершины угла ВУ величину домера Д, считая, что его конец имеет тот же пикетаж, что и вершина угла. От конца домера отмеряют расстояние, являющееся дополнением пикетажного значения вершины угла до ближайшего числа, кратного длине мерного прибора, и от полученной точки обычным путём продолжают разбивать пикеты и плюсовые точки, в том числе и конец кривой КК по его пикетажному значению.

Для нахождения на местности середины кривой СК угол хода делят пополам и по этому направлению откладывают длину биссектрисы Б.

Определяем с какой точностью необходимо знать углы поворота трассы, чтобы основные элементы кривой были получены со средней квадратической относительной ошибкой порядка 1:2 000. Из формулы тангенса согласно теории ошибок:

Формулы:

; (3.7.3.7.)

или

; (3.7.3.8.)

откуда

 (3.7.3.9.)

Одновременно с разбивкой пикетажа ведётся пикетажный журнал. В нём показывают ось трассы в виде прямой линии посередине страницы, на которой в некотором масштабе (обычно одна клетка равна 20 м) наносят все пикетные и плюсовые точки, углы поворота, поперечные профили, границы препятствий и ситуацию примерно на 50 м в обе стороны от оси.

Запись в пикетажном журнале ведётся снизу вверх, чтобы правая и левая стороны страницы соответствовали правой и левой сторонам трассы по ходу пикетажа. Углы поворота в журнале показывают в виде стрелок, направленных вправо или влево от средней осевой линии в зависимости от того, в какую сторону поворачивает трасса. Около углов поворота выписывают принятые элементы кривых: угол поворота с указанием правый или левый; радиус; тангенс; кривая; биссектриса; домер; здесь же подсчитывают пикетажные наименования начала и конца кривой.

3). Закрепление трассы;

Трасса должна быть надёжно закреплена, чтобы её легко можно было найти и восстановить перед строительством. Пикеты и плюсовые точки закрепляют кольями (точкой и сторожком) и окапывают канавой. Все опорные пункты трассы, фиксированные точки, вершины углов поворота и створные точки, места переходов через крупные препятствия и примыкания дополнительно закрепляют деревянными или железобетонными столбами и составляют абрис привязки их к местным предметам.

Переход через реку закрепляют двумя столбами по оси на каждом берегу, один из столбов устанавливают у русла, второй - на границе затопления высоких вод.

Точку примыкания трассы и пересечения закрепляют створной плоскостью, т.е. двумя столбами, установленными в створе с этой точкой и расположенными по одну или по разные стороны от примыкания с измерением расстояния между ними.

На углах поворота столбы обычно ставят с внешней стороны угла по направлению биссектрисы на расстоянии около 1 м от закреплённой вершины. На переходах и пересечениях знаки крепления устанавливают по оси рядом с теми точками или вместо тех точек, которые они закрепляют. Положение оси на столбе фиксируется гвоздём.

Знаки маркируют спиртовым маркером или масляной краской. При этом на угловых столбах надписи делают на стороне, обращённой к вершине угла; на створных точках - на стороне, обращённой к меньшему пикету.

К пикетажу трассы привязывают все инженерно - геологические выработки, точки геофизической разведки, створы гидрометрических измерений.

4). Основными документами полевого трассирования являются:

пояснительная записка с обоснованием выноса проекта в натуру и согласованием трассы;

крупномасштабные планы переходов, пересечений, станций и других площадок и участков;

ведомости искусственных сооружений, пересекаемых трассой линейных сооружений, сноса сооружений и др.;

каталоги высот реперов, координат углов поворота, схемы геодезических сетей, чертежи центров и знаков;

план и продольный профиль трассы; поперечные профили;

схематические планы отвода земель;

ведомости закрепления трассы, прямых и кривых, уравнивания ходов, вычислений координат [13].

Предварительные наблюдения наносятся на план М 1:5 000, где будут прорисованы новые нитки лупингов МН. На основании этого плана трасса выносится в натуру с закреплением на местности деревянными столбами и вешками. Вершины углов и створные знаки привязывают к местным предметам, находящимся вне зоны строительных работ, т.е. на расстоянии не менее 15 м от проектируемой трассы нефтепровода. После завершения всех изысканий, трассу сдают заказчику, в подтверждение чего составляется АКТ сдачи - приемки трассы.

3.8 Схема согласования

Перед проектированием заказчику необходимо пройти сложную, многоступенчатую систему предварительного согласования места размещения объекта строительства с органами управления, надзора и службами местной администрации.

Заключение

В дипломном проекте были рассмотрены геодезические работы, планируемые на территории Садовского района Тверской области и Пестовского района Новгородской области.

Целью этих работ является развитие плановых и высотных сетей для топографических съёмок в разных масштабах, обработка и вынос в натуру проекта трассы нефтепровода.

В дальнейшем материалы по данным видам работ могут служить основой для выполнения различных инженерно-геодезических работ на данной территории.

Применение электронных тахеометров, безусловно, облегчит и ускорит процесс производства топографо-геодезических работ.

Весь объём проектируемых работ, согласно выше приведённых расчётов, предполагается выполнить в течение 2-х месяцев комплексной бригадой из 4-х ИТР и 8-и рабочих. В проекте рассчитана сметная стоимость, предусмотрены мероприятия по охране труда и технике безопасности на геодезических работах.

Библиографический список

1. «Единые нормы времени и расценки на изыскательские работы. Инженерно-геодезические изыскания. Ч. 1.» М., «Стройиздат», 1980 г. - 344 с.

2. «Единые нормы выработки (времени) на геодезические и топографические работы» Ч1, полевые работы. М., «Экономика», 1989 г. - 317 с.

3. «Инструкция по топографической съёмке в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500» М., «Недра», 1985 г. - 152 с..

4. «Нормы расхода материалов». М., «МосЦТИСИЗ», 1988 г. - 106 с

5. Прокофьев Ф.И. «Охрана труда в геодезии» М., «Недра» 1981 г.

6. «Правила по технике безопасности на топографо-геодезических работах» М., «Недра», 1991 г. - 303 с.

7. «Правила закладки центров и реперов на пунктах геодезической и нивелирной сетей». М., «Картгеоцентр - Геоиздат». 1993 г. - 104 с.

8. «Сборник цен на изыскательские работы для капитального строительства». М., «Стройиздат». 1982 г. - 568 с.

9. «СНиП 1.02.07-87 (свод норм и правил), инженерные изыскания для строительства». М., 1988 г. - 104 с.

10. Сибаров Ю.Г. и др. «Охрана труда в вычислительных центрах: Учеб. пособие для сред. спец. учеб. заведений». - М., 1985 г. - 190 с.

11. Справочное руководство по инженерно-геодезическим работам (под ред. Большакова В.Д. и Левчука Г.П.). М., Недра, 1980 г.

12. Субботин И.Е., Мазницкий А.С. Справочник по инженерно-геодезическим изысканиям для линейного строительства. Киев. Будiвельник. 1984 г.

13. «Сооружение магистральных трубопроводов», П.П. Бородавкин, В.Л. Березин. М., Недра, 1987 г.

14. Прикладная геодезия: основные методы и принципы инженерно-геодезических работ (под редакцией Г.П. Левчука) М. Недра, 1981 г.

15. Инструкция по нивелированию I, II, III, IV классов. М. «Недра» 1990 г.

16. Гражданская оборона на железнодорожном транспорте. М., «Транспорт», 1987 г.

17. Охрана окружающей среды (под редакцией С.В. Белова), М. Высшая школа, 1991 г.

18. Конституция Российской Федерации (официальный текст), С-Пб 2001 г.

19. Фриман Р.Э., Иванов С.А., Бородавкин П.П. Магистральные трубопроводы. М. «Недра» 1976 г. 160 с.

20. Инструкция по съёмке и составлению планов подземных коммуникаций. М. «Недра» 1978 г. 44 с.

21. Руководство по съёмке и составлению планов подземных коммуникаций и сооружений. М. «Стройиздат» 1979 г. 76 с.

22. Руководство по по топографическим съёмкам в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500». М., «Недра», 1975 г. - 150 с.

23. Инструкция по полигонометрии и трилатерации. М. «Недра», 1976 г. - 104 с.

24. Справочник укрупнённых базовых цен на инженерно-геодезические изыскания для строительства. «Минстрой России». 1997 г. 44 с.

25. Инструкция о построении государственной геодезической сети СССР. М. «Недра», 1966 г. - 341 с.

26. Серапинас Б.Б. Спутниковые системы позиционирования. Москва. ИКФ «Каталог», 2002 г. 106 с.

Размещено на Allbest.ru