Тахеометры оснащены буквенно-цифровой клавиатурой, что позволяет пользователю быстрее и удобнее осуществлять ввод в прибор необходимой информации. Это обеспечивает быстрый доступ к основным функциям прибора и быстрый ввод данных, кодов и имен точек.

Передачу данных в компьютер (из компьютера) можно производить как при помощи специализированной программы, поставляемой с тахеометром, так и программой HyperTerminal, входящей в стандартную поставку операционной системы Windows. Форматы данных измерений читаются и обрабатываются распространенными графическими программными пакетами (например - CREDO). Тахеометр передает файлы измерений в формате Nicon. Возможна передача как измеренных данных, так и вычисленных координат точек.

Для улучшения качества работ и сроков их выполнения параллельно с использованием тахеометра можно использовать GPS-технологии, которые могут расширить возможности съёмки, исключив необходимость прокладывания ходов, что значительно увеличивает производительность. При этом геодезисты имеют более “гибкие” условия производства топографической съёмки в зависимости от района работ. Например, GPS-измерения выполняются на открытых участках, в то время как для съёмки участков с густой растительностью или закрытым небосводом могут использоваться традиционные средства измерений.

Технология может оказаться полезной и при разбивке и выносе в натуру требуемых объектов на больших строительных площадках, где здания могут быть помехой в использовании GPS или традиционных технологий. Таким образом, пользователь может применять наиболее подходящую методику выполнения работ, используя один и тот же накопитель информации и job-файл. Это значительно сокращает время работ и минимизирует ошибки.

Также для сгущения сети в кратчайшие сроки и с минимальными трудозатратами может использоваться тахеометр Trimble S6 (для создания опорной сети) и GPS-приёмники Trimble R7/5700 или R8/5800 для привязки опорной сети к пунктам ГГС [15].

1.7 Программное обеспечение используемое при обработке результатов измерений и построения цифровой модели местности

Для обработки геодезических измерений и выполнения камеральных работ используется множество программных пакетов, которые, как правило, разрабатываются компаниями-производителями геодезических приборов и инструментов. Одной из таких программ является программный пакет для обработки геодезических измерений LEICA Geo Office.

Программа основана на интуитивном графическом интерфейсе Windows™ с многозадачной средой, что делает ее очень простой в изучении и использовании. Диалоговое окно программы LEICA Geo Office представлено на рисунке 1.

LEICA Geo Office содержит следующие стандартные функции:

1) управление данными;

2) настраиваемый импорт и экспорт данных;

3) средства для GNSS, TPS и нивелиров;

4) визуализация и редактирование;

5) простое создание отчетов.

Стандартные функции могут быть расширены мощными дополнительными модулями:

1) обработка GPS/ГЛОНАСС-измерений;

2) преобразование координат;

3) импорт данных в RINEX формате;

4) уравнивание сети;

5) экспорт данных в GIS/CAD форматах;

6) обработка данных нивелирования;

7) создание цифровой 3D-модели местности;

8) Расчет объемов между 3D-моделями поверхностей.

Рисунок 1. Диалоговое окно программы LEICA Geo Office

Различные компоненты управления данными проекта, системы координат, спутниковые антенны, шаблоны для создания отчетов и многое другое делают логичными все преобразования и предельно простыми отчетные материалы. Настраиваемый импорт и экспорт данных. Импорт данных можно осуществлять с карт памяти CompactFlash, напрямую из инструментов, а также из текстовых файловых или через сеть Internet. Экспорт результатов вместе с кодами и атрибутами точек, линий и других объектов можно выполнять в любые программы CAD, GIS и другие картографические системы.

Создание кодового листа, диспетчер данных, редактор форматов и загрузчик обновления встроенного программного обеспечения (ПО) - вот основные средства для GPS/ГЛОНАСС-приемников, тахеометров и нивелиров. Мощные, простые в использовании, настраиваемые для любой задачи.

Различные графические инструменты и другие вспомогательные функции дают возможность редактирования любой точки, линии и т.п. Окно визуализации и редактирования программы LEICA Geo Office изображено на рисунке 2.

Программа обеспечивает постоянный контроль качества на всех этапах работы для любых элементов. Если точка измерена неоднократно, то ее координаты усредняются.

Основанный на HTML-формате генератор отчетов позволяет быстро настроить вид и выбрать самые необходимые данные.

Достаточно один раз настроить LEICA Geo Office, чтобы потом использовать его на всех этапах обработки данных. Параметры оценки точности, порядок обработки, панели инструментов и соответствующие экраны отображения информации, форматы ввода и вывода, маски импорта и экспорта текстовых данных - все может быть настроено очень быстро и легко.

Рисунок 2. Окно визуализации и редактирования программы LEICA Geo Office

Модуль Пост- обработки GPS/ГЛОНАСС- измерений обрабатывает все типы "сырых" данных GPS/ГЛОНАСС. Одно из основных приложений - классическая обработка базовых линий в геодезических опорных сетях. Модуль также используется для определения точек траекторий на периоды отсутствия радиомодемной связи, когда RTK поправки не передавались. Помимо проверки целостности в момент проведения самих измерений с помощью GPS 1200 пользователь может контролировать весь процесс постобработки в LEICA Geo Office - что и как должно быть обработано. Для вычисления базовых линий можно использовать настройки по умолчанию, чтобы провести весь процесс в полностью автоматизированном режиме. Для критических линий или специальных исследований обработка может быть проведена вручную. Этот режим очень хорош для опытных пользователей, которые могут создать свои собственные настройки и сценарии обработки данных. Диспетчер результатов содержит множество графических средств для анализа и создания отчетов, которые позволяют более детально рассмотреть полученный результат перед его окончательной записью в файл.

В LEICA Geo Office есть полный набор библиотек и функций по определению систем координат и преобразованию из одной системы в другую: библиотеки эллипсоидов, проекций и моделей геоидов, а также шесть различных методов преобразования дают вам большие возможности выбора технологии трансформирования для наилучшей обработки вашего проекта. Преобразование эллипсоидальных высот в ортометрические и наоборот с использованием импортированных и пользовательских моделей геоида. Специальная возможность LEICA Geo Office - это поддержка специфических локальных систем координат, которые основаны на параметрах преобразования из WGS84 или ПЗ-90 в локальную систему координат. В модуле преобразования координат вы можете работать в любой системе координат, WGS84, ПЗ-90 или локальной, и преобразовывать координаты из одной системы в другую.

Модуль импорта данных в RINEX формате позволяет импортировать для обработки в LEICA Geo Office измерения, полученные с помощью GNSS приемников других производителей, в RINEX формате (Receiver INdependant EXchange format), ставшем стандартным форматом обмена данными спутниковых наблюдений.

Модуль уравнивания сетей позволяет комбинировать все типы данных, полученных от различных инструментов - GNSS-приемников, TPS (тахеометров) и нивелиров, или, наоборот, уравнять их отдельно по методу наименьших квадратов для поиска наилучшего решения и проверки совмещения с уже известными координатами контрольных точек. Мощная статическая отбраковка позволяет находить грубые ошибки и просчеты. Модуль Уравнивания сетей базируется на программном ядре MOVE3 со встроенными строгими алгоритмами уравнивания. Программа уравнивает трехмерные спутниковые сети, двумерные и трехмерные тахеометрические сети, а также нивелирные сети высотного обоснования. Уравнивание может быть как отдельным по типу сети, так и совместным. Еще одно достоинство модуля Уравнивания сетей - это возможность создать и анализировать будущую сеть для оценки ее дальнейшего применения до выхода в поле, закладки пунктов и выполнения измерений. Окно уравнивания сетей программы LEICA Geo Office представлено на рисунке 3.

Рисунок 3. Окно уравнивания сетей программы LEICA Geo Office

Модуль Экспорта данных в GIS/CAD форматах позволяет извлечь точки, включая тематические коды, из проекта LEICA Geo Office и сформировать файлы в форматах AutoCAD DWG, MicroStation DGN, MapInfo MIF или DXF, которые могут быть импортированы в любую Геоинформационную Систему (ГИС).

С помощью Диспетчера результатов можно проанализировать полученные результаты нивелирования и сгенерировать общий отчет по уравниванию. Затем полученные данные можно сохранить или экспортировать в необходимый формат [16].

В современном мире проектирования существует масса графических и цифровых программ по инженерному моделированию. Наиболее популярными из всех существующих являются следующие графические программы:

1) АutoCAD;

2) DWG Viewer;

3) Конвертер Advanced PDF to JPG;

4) FotoSketcher;

5) Flash Banner Creator;

6) DWG to TIFF command line;

7) OverCAD Dwg Compare;

8) VeCAD DLL/OCX.

Компания Autodesk разрабатывает передовые 2D и 3D - технологии для визуализации, моделирования и проектирования.

Программа AutoCAD, созданная этой компанией является лидирующей в мире основой программного обеспечения систем автоматизированного проектирования (САПР), предназначенной для промышленного производства, архитектуры и строительства, моделирования инфраструктуры, анимации и графики. Для AutoCAD существуют множество надстроек, которые позволяют удовлетворить требования самого широкого и различного круга клиентов.

AutoCAD была разработана в 1982 году под временным названием MicroCAD. Первая версия AutoCAD произвела настоящий переворот в автоматизированном проектировании. Сегодня AutoCAD переводится на 18 языков мира, ее применяют в своей повседневной работе миллионы проектировщиков и дизайнеров во всем мире.

АutoCAD является прикладной системой автоматизации начертательно-графических работ. Также AutoCAD служит для многих программ по САПР графическим основанием, на котором задается геометрическое описание проекта. По экспертным оценкам, свыше 70% чертежей разработанных в автоматизированном режиме, построены на основе AutoCAD.

AutoCAD с его возможными расширениями позволяет выполнить следующие операции:

1) графическое моделирование - AutoCAD позволяет без профессиональных навыков программирования, моделировать 3D пространственные объекты и процессы;

2) создание и ведение цифровой (информационной) базы данных проектов и чертежей;

3) параметризацию чертежей - построение конструкций и деталей с новыми величинами и размерами на основе один раз созданного чертежа (модели);

4) создание презентационных иллюстраций и мультфильмов;

5) перевод архивов бумажной документации в электронный вид (векторизация) [17].

Бесплатный DWG Viewer открывает и показывает такие форматы как AutoCAD DWG, DXF, DWF, а также защищённый CSF. Чертёжный файл можно легко просмотреть при использовании полного приближения (zoom)/ панорамирования/окуляра/разделением слоев. Данная программа преобразует большое количество страниц tif формата в большое количество страниц формата pdf. Данная программа также преобразует jpg в pdf, jpg в tif, bmp в pdf, bmp в png, jpg в png, jpg в bmp. Кроме того, а также поддерживает tif сжатие, Packbits, LZW, CCITT G.

Конвертер Advanced PDF to JPG - преобразует PDF файлы в изображения формата JPG, GIF, PNG, BMP, TIFF. Конвертер Advanced PDF to JPG - это идеальная программа для архивирования PDF документов. Настоящий документ находится в полной сохранности.

Программа OverCAD Dwg Compare позволяет находить различия между версиями AutoCAD рисунков и отображать их в графическом режиме. Особенности программы OverCAD Dwg Compare: находит различия между двумя просмотрами рисунков AutoCAD - отображает различия в AutoCAD, используя контрастные цвета для добавленных и удаленных объектов.

VeCAD DLL/OCX является уникальной программой, которая использует связи с внешней базой данных. Доступ ко всем параметрам любого объекта, программно или через диалоги. Поддерживает шрифты Windows TTF и AutoCAD SHP. Поддерживает образцы AutoCAD (PAT) и типы линий (LIN). Поддерживаемые форматы: AutoCAD DWG/ DXF, родные VEC форматы.

Кроме вышеизложенных графических программ используются многие другие программные пакеты и технологии. Примером таких программ является

технология, основанная на использовании программного обеспечения «PHOTOMOD» (Ракурс) и ГИС «Карта 2005» (КБ «Панорама»), предназначена для создания и обновления крупномасштабных цифровых планов городов и цифровых топографических карт масштаба 1: 25 000 и 1: 50 000 по материалам дистанционного зондирования.

Технология позволяет производить создание и обновление крупномасштабных цифровых планов городов, а также цифровых топографических карт масштаба 1: 25 000 и 1: 50 000.

Технология предусматривает выполнение полного цикла работ, связанных с созданием цифровых карт - от предварительной обработки исходных данных дистанционного зондирования до получения тиражного оттиска номенклатурного листа цифровой карты.

Помимо основных исходных материалов (цифровых изображений земной поверхности, каталогов координат точек и т.д.), могут использоваться различные картографические и справочные данные (цифровые слои и бумажные карты, схемы, справочники и т.д.) на картографируемую территорию, позволяющие упростить дешифрирование изображений и идентификацию атрибутивного описания создаваемых объектов цифровых карт [18].

Следующим этапом обработки геодезических измерений является создание цифровых карт.

Цифровая карта (цифровая карта местности) - компьютерная модель, содержащая данные и правила, описывающие положение и пространственно-логические взаимоотношения объектов местности.

Классификация цифровых карт по содержанию и назначению соответствует общей классификации карт, например: цифровая топографическая карта, цифровая авиационная карта, цифровая геологическая карта, цифровая кадастровая карта и другие.

Цифровая карта является основой информационного обеспечения автоматизированных картографических систем (АКС) и географических информационных систем (ГИС) и может являться результатом их работы.

Цифровые карты могут непосредственно восприниматься человеком, при визуализации электронных карт (на видеоэкранах) и компьютерных карт (на твёрдой основе), а могут использоваться как источник информации в машинных расчётах без визуализации в виде изображения.

Цифровые карты служат основой для изготовления обычных бумажных и компьютерных карт на твёрдой подложке.

Цифровые карты создаются следующими способами или их комбинацией (фактически способы сбора пространственной информации):

- оцифровка (цифрование) традиционных аналоговых картографических произведений (например, бумажных карт);

- фотограмметрическая обработка данных дистанционного зондирования;

- полевая съёмка (например, геодезическая тахеометрическая съёмка или съёмка с использованием приборов систем глобального спутникового позиционирования);

- камеральная обработка данных полевых съёмок и иные методы.

Так как модели, описывающие пространство (цифровые карты), весьма нетривиальны (в отличие, например, от растровых изображений), то для их хранения часто используют специализированные базы данных, а не одиночные файлы заданного формата.

Для обмена цифровыми картами между различными информационными системами используют специальные обменные форматы. Это могут быть или популярные форматы каких-либо производителей программного обеспечения (ПО) (например, DXF, MIF, SHP и др.), ставшие стандартом «де-факто», или международные стандарты (например, такой стандарт Open Geospatial Consortium (OGC), как GML) [19].

1.8 Разбивочные работы

1.8.1 Способы разбивочных работ

Выбор способа получения на местности планового положения точек зависит от вида геодезической сети на строительной площадке, особенностей местности и возводимого сооружения и других причин. Реализация того или иного способа заключается в основном в построении на местности заданных углов и расстояний. Для контроля положения вынесенной на местности точки ее координаты определяют другим независимым способом. Полевые разбивочные и контрольные работы выполняют по разбивочным чертежам, составленным по специальным расчетам, в которых исходными служат координаты опорных и проектных точек.

Выделяют следующие способы разбивочных работ:

1) способ бокового нивелирования;

2) способ полярных координат;

3) способ прямой угловой засечки;

4) способ обратной угловой засечки;

5) способ линейной засечки;

6) способ пересечения створов;

7) способ прямоугольных координат.

1 Способ бокового нивелирования часто применяют для выноса осей при детальной разбивке и для установки строительных конструкций в проектное положение. На рисунке 4 изображена схема бокового нивелирования. Пересечение К линии АВ с конструкцией определяют следующим образом. От точек А и В по перпендикуляру к АВ откладывают отрезки l и получают точки А', В' и линию А'В', параллельную АВ. Над точкой А' устанавливают теодолит, приводят его в рабочее положение и перекрестие нитей наводят на точку В'. К конструкции в горизонтальном положении устанавливают рейку и перемещают ее так, чтобы отсчет по ней был равен l. Пятка рейки даст положение точки К. Подобным образом определяют и положение точки К'.

Рисунок 4. Боковое нивелирование

Основными ошибками бокового нивелирования являются:

- ошибка разбивки параллельного створа;

- ошибка центрирования теодолита и визирной цели в точках A' и В';

- ошибки установки рейки;

- ошибки отсчета по рейке.

Общая средняя квадратическая ошибка:

(8)

2 Способ полярных координат широко применяется при разбивке зданий, сооружений и конструкций с пунктов полигонометрических и теодолитных ходов при малом расстоянии между исходными и выносимыми пунктами. Схема способа полярных координат изображена на рисунке 5. Положение точки К на местности определяют путем откладывания от твердой линии АВ угла в и по полученному направлению АК горизонтального проложения d. Угол в = бА - бAK, где бА, бАК - дирекционные углы линий АВ и АК соответственно.

Горизонтальное проложение d определяют по формулам:

. (9)

Для контроля положение точки К можно получить от опорной точки В, отложив от твердой линии ВА угол в' и по полученному направлению горизонтальное проложение d'.

Рисунок 5. Способ полярных координат

Средняя квадратическая ошибка выноса на местность точки К определяется формулой:

. (10)

3 В способе прямой угловой засечки положение проектной точки К, указанной на рисунке 6, определяют путем откладывания в опорных точках А и В от опорной линии АВ проектных углов в1 и в2. Базисом b является сторона разбивочной сетки или его измеренное значение. Проектные углы в1 и в2 вычисляют как разность дирекционных углов сторон, которые определяют из решения обратной геодезической задачи на плоскости по проектным координатам исходных пунктов и определяемой точки.

Рисунок 6. Способ прямой угловой засечки

Точность разбивки рассматриваемым способом зависит от ошибки самой засечки, исходных данных, центрирования теодолита и визирной цели, фиксации определяемой точки:

. (11)

4 В способе обратной угловой засечки на местности находят приближенное положение К' выносимой проектной точки К, изображенной на рисунке 7. Над точкой К' устанавливают теодолит и с требуемой точностью измеряют углы в1, в2 как минимум на три опорные точки с известными координатами. По формулам обратной угловой засечки вычисляют координаты точки К' и сравнивают их с проектными значениями. По разности координат определяют величины редукций Дх, Ду или угловой ? и линейный е элементы и смещают точку в проектное положение К.

Для контроля на точке К измеряют углы и по ним вычисляют координаты точки К и сравнивают их с проектными. При недопустимых расхождениях измерения повторяют.

Точность разбивки способом обратной угловой засечки зависит от ошибки засечки, исходных данных, центрирования теодолита и визирных целей, фиксации выносимой точки и редуцирования. При большом расстоянии от определяемой до исходных точек наиболее существенными будут влияние ошибок засечки и исходных данных.

5 В способе линейной засечки положение проектной точки К на местности определяют в пересечении проектных расстояний d1 и d2, его применяют в основном для разбивки осей строительных конструкций при d1 и d2 меньше длины мерного прибора. Одной рулеткой от А откладывают d1, а рулеткой от точки В отрезок d2. Пересечение отрезков d1 и d2 (при совмещении нулей рулеток с точками А и В) дает определяемую точку К, суть способа линейной засечки показана на рисунке 8.

6

Рисунок 7. Способ обратной угловой засечки

Рисунок 8. Линейная засечка

Средняя квадратическая ошибка линейной засечки при одинаковой точности откладывания отрезков и :

. (12)

6 В способе пересечения створов положение точки К определяют при пересечении створов Т1Т'1 и Т2Т'2. Створы на местности задают точками их пересечения с опорными сторонами. Положение точек T1, Т2 определяют горизонтальными проложениями d1 и d2 от опорной точки В по опорным линиям ВА и ВС, а точек Т'1, Т'2 -- d'1, d'2 от опорной точки Е по линиям EF и ED. Способ пересечения створов, изображенный на рисунке 9, обычно используют для выноса в натуру труднодоступных точек, когда использование других методов затруднено.

Рисунок 9. Пересечение створов

Преимущество этого способа в том, что створы T1 Т'1 и Т2 Т'2 и точку К легко восстановить, что обеспечивает оперативный контроль точки К в процессе строительства при минимальном объеме геодезических работ.

Средняя квадратическая ошибка положения точки К зависит от средних квадратических ошибок и определения створов и угла г, под которым эти створы пересекаются:

. (13)

7 Способ прямоугольных координат обычно применяют в случаях, когда геодезической основой является строительная сетка, изображенная на рисунке 10, ее вершины А, В, С, D закреплены на местности. Для выноса точки К (точка сооружения) по линии AD откладывай ют отрезок d1 = УК - УА и по перпендикулярному AD направлению отрезок d2 = Хк - ХА. Для построения отрезков и d2 теодолит устанавливают над точкой А и приводят его в рабочее положение. Перекрестие нитей зрительной трубы наводят на точку D и от точки А в створе линии AD, фиксируемой теодолитом, откладывают горизонтальное проложение d1 и получают точку Р. Теодолит переносят и устанавливают над точкой Р, приводят его в рабочее положение, откладывают прямой угол APР'. По направлению РР' от точки Р откладывают горизонтальное проложение d2, получают точку К, закрепляют ее.

Рисунок 10. Способ прямоугольных координат

Средняя квадратическая ошибка положения точки К выражается формулой:

. (14)

Основными элементами разбивочных работ являются вынесение на местность:

1) проектного направления линии или проектного угла;

2) проектной линии заданной длины;

3) планово-высотного положения проектной точки;

4) линии заданного уклона;

5) проектной плоскости.

Разбивочные работы выполняются тщательно проверенными и «отъюстированными приборами и специальными устройствами.

Проектные углы выносятся на местность теодолитом одним полным приемом (двумя полуприемами). Перенесение на местность длины проектной линии производят в зависимости от требуемой точности светодальномером, оптическим дальномером, нитяным дальномером, стальной лентой или рулеткой [20].

1.8.2 Пределы точности разбивочных работ

При перенесении проектов сооружении на местность и разбивочных работах устанавливают: пределы точности перенесения проектов, их главных осей и элементов относительно местных объектов; пределы точности соблюдения формы, размеров и размещения отдельных элементов, их частей и осей между собой и относительно главных осей сооружения или относительно опорной геодезической сети строительства. При перенесении проектов сооружении на местность пределы точности работ по размещению трассы и главных осей сооружения относительно местных объектов и элементов местности должны соответствовать проектным. Точность размещения отдельных частей и осей сооружения между собой и относительно главных осей и геодезической опорной сети должна соответствовать действующим строительным допускам. Восстановление отдельных элементов трассы автомобильной дороги, утраченных в период между изысканиями дороги и строительством, должно выполняться в соответствии с заданной точностью производства в проектно-изыскательских работах. Предельная погрешность измерения углов вдоль трассы , где п - число углов поворота трассы.

Точность развития опорных сетей строительства сооружений (главных осей каждого сооружения и его основных элементов) должна быть в 2 - 3 раза выше точности геодезических работ, выполняемых при строительстве.

Точность производства геодезических работ при перенесении проекта на местность должна быть в 2 - 3 раза выше точности проектирования.

Предельные ошибки уклонения точек трассы в сторону от створа при выносе трассы на местность не должны превышать 1: 2000 или DU = ± 50L, где L - протяжение трассы в километрах по прямой между сохранившимися осевыми и угловыми столбами, закрепляющими направление трассы (размерность DU при этом получается в сантиметрах). Создание геодезической разбивочной основы для строительства и геодезические измерения деформаций оснований, конструкций зданий (сооружений) и их частей в процессе строительства являются обязанностью заказчика. Производство геодезических работ в процессе строительства, геодезический контроль точности геометрических параметров зданий (сооружений) и исполнительные съемки входят в обязанности подрядчика. Геодезические работы являются неотъемлемой частью технологического процесса строительного производства, и их следует осуществлять по единому для данной строительной площадки графику, увязанному со сроками выполнения общестроительных, монтажных и специальных работ. При строительстве крупных и сложных объектов следует разрабатывать проекты производства геодезических работ в порядке, установленном для разработки проектов производства работ. До начала выполнения геодезических работ на строительной площадке рабочие чертежи, используемые при разбивочных работах, должны быть проверены в части взаимной увязки размеров, координат и отметок (высот) и разрешены к производству техническим надзором заказчика. Геодезические работы следует выполнять средствами измерений необходимой точности. Геодезические работы при строительстве линейных сооружений, монтаже подкрановых путей, вертикальной планировке следует выполнять преимущественно лазерными приборами. Геодезические приборы должны быть поверены и отъюстированы.

Геодезические работы следует выполнять после предусмотренной проектной документацией расчистки территории, освобождения ее от строений, подлежащих сносу, и, как правило, вертикальной планировки. Для перенесения координат геодезических пунктов на монтажные горизонты методом вертикального го проектирования следует использовать лифтовые шахты и 2 технологические или специальные отверстия в перекрытиях размером не менее 15Ч15 см, предусматриваемые рабочими чертежами. Геодезическую разбивочную основу для строительства следует создавать в виде сети закрепленных знаками геодезических пунктов, определяющих положение здания (сооружения) на местности и обеспечивающих выполнение дальнейших построений и измерений в процессе строительства с наименьшими затратами и необходимой точностью. Геодезическую разбивочную основу для строительства надлежит создавать с привязкой к имеющимся в районе строительства пунктам геодезических сетей. Работы по построению геодезической разбивочной основы для строительства следует выполнять по проекту (чертежу), составленному на основе генерального плана и стройгенплана объекта строительства. В составе проекта должны быть разбивочный чертеж, каталоги координат и отметок исходных пунктов и каталоги (ведомости) проектных координат и отметок, чертежи геодезических знаков, пояснительная записка с обоснованием точности построения геодезической разбивочной основы для строительства. Разработку проекта (чертежа) геодезической разбивочной основы для строительства следует выполнять в порядке и сроки, соответствующие принятым стадиям проектирования и очередям строительства. Чертеж геодезической разбивочной основы следует составлять в масштабе генерального плана строительной площадки. Геодезическую разбивочную основу для строительства следует создавать с учетом:

- проектного и существующего размещения зданий (сооружений) и инженерных сетей на строительной площадке;

- обеспечения сохранности и устойчивости знаков, закрепляющих пункты разбивочной основы;

- геологических, температурных, динамических процессов и других воздействий в районе строительства, которые могут оказать неблагоприятное влияние на качество построения разбивочной основы;

- использования создаваемой геодезической разбивочной основы в процессе эксплуатации построенного объекта, его расширения и реконструкции.

Разбивочная сеть строительной площадки создается для выноса в натуру основных или главных разбивочных осей здания (сооружения), а также при необходимости построения внешней разбивочной сети здания (сооружения), производства исполнительных съемок. Внешняя разбивочная сеть здания (сооружения) создается для перенесения в натуру и закрепления проектных параметров здания (сооружения), производства детальных разбивочных работ и исполнительных съемок. Плановую разбивочную сеть строительной площадки следует создавать в виде:

а) красных или других линий регулирования застройки;

б) строительной сетки, как правило, с размерами сторон 50, 100, 200 м, и других видов геодезических сетей.

Внешнюю разбивочную сеть здания (сооружения) следует создавать в виде геодезической сети, пункты которой закрепляют на местности основные (главные) разбивочные оси, а также углы здания (сооружения), образованные пересечением основных разбивочных осей. Нивелирные сети строительной площадки и внешней разбивочной сети здания (сооружения) необходимо создавать в виде нивелирных ходов, опирающихся не менее чем на два репера геодезической сети. Пункты нивелирной и плановой разбивочных сетей, как правило, следует совмещать. Построение геодезической разбивочной основы для строительства следует производить методами триангуляции, полигонометрии, геодезических ходов, засечек и другими методами. Закрепление пунктов геодезической разбивочной основы для строительства надлежит выполнять в соответствии с требованиями нормативных документов по геодезическому обеспечению строительства, утвержденных в установленном порядке. Места закладки геодезических знаков должны быть указаны на стройгенплане проекта организации строительства, а также на чертежах, необходимых для производства работ по планировке и застройке территории строительства. Места закладки геодезических знаков должны быть указаны на стройгенплане проекта организации строительства, а также на чертежах, необходимых для производства работ по планировке и застройке территории строительства. Заказчик обязан создать геодезическую разбивочную основу для строительства и не менее чем за 10 дней до начала выполнения строительно-монтажных работ передать поэтапно подрядчику техническую документацию на нее и закрепленные на площадке строительства пункты основы, в том числе:

1) знаки разбивочной сети строительной площадки;

2) плановые (осевые) знаки внешней разбивочной сети здания (сооружения) в количестве ни менее четырех на каждую ось, в том числе знаки, определяющие точки пересечения основных разбивочных осей всех углов здания (сооружения); количество разбивочных осей, закрепляемых осевыми знаками, следует определять с учетом конфигурации и размеров здания (сооружения); на местности следует закреплять основные разбивочные оси, определяющие габариты здания (сооружения), и оси в местах температурных (деформационных) швов, главные оси гидротехнических и сложных инженерных сооружений;

3) плановые (осевые) знаки линейных сооружений, определяющие ось, начало, конец трассы, колодцы (камеры), закрепленные на прямых участках не менее чем через 0,5 км и на углах поворота трассы.

Приемку геодезической разбивочной основы для строительства следует оформлять актом. Принятые знаки геодезической разбивочной основы в процессе строительства должны находиться под наблюдением за сохранностью и устойчивостью, и проверяться инструментально не реже двух раз в год (в весенний и осенне-зимний периоды) [21].

2. МАРКШЕЙДЕРСКО-ГЕОДЕЗИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СТРОИТЕЛЬСТВА ХВОСТОХРАНИЛИЩА ЗОЛОТОРУДНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ «СЕКИСОВСКОЕ»

2.1 Физико-географическое описание местности

2.1.1 Климат

Климат рассматриваемой территории резко-континентальный. Холодная зима, продолжительностью до 6 месяцев, и достаточно жаркое лето.

Характерной особенностью зимних месяцев является неустойчивость температуры воздуха.

В очень суровые зимы температура воздуха достигает на ровных открытых местах - 44єС - 50єС. Самый холодный месяц - январь, со средней месячной температурой воздуха - 18єС - 19єС, в некоторых местах - 27єС. Годовая амплитуда температуры воздуха равна 33 - 41єС.

По среднемноголетним данным устойчивый снежный покров образуется с 28 октября по 12 ноября, продолжительность периода с устойчивым снежным покровом составляет 135 - 180 дней. Средняя высота снежного покрова на открытых полях составляет 35 - 60 см.

Неравномерность залегания снежного покрова обуславливает неравномерную глубину промерзания почвы.

Максимальные летние температуры достигают 40 - 42єС при средних летних температурах 18 - 19єС. В течение лета здесь выпадает 150 - 300 мм осадков, а всего за год - около 600 мм.

Абсолютный максимум температуры воздуха + 42,0є С, абсолютный минимум - 48,0єС. Годовая амплитуда температур достигает 90,0єС, среднегодовая температура воздуха 1,9єС. Годовая сумма осадков за многолетний период 609 мм (все данные по результатам многолетних наблюдений метеостанции Секисовка, в настоящее время станция закрыта, действует метеопост). Большая их часть (68%) приходится на теплую половину года. Осадки летнего периода носят, как правило, ливневый характер. Годовая величина испарения с поверхности суши составляет 410 мм, с водной поверхности 672 мм.

Теплый период со средней суточной температурой выше 0єС длится 175 - 200 дней. Продолжительность дней со средней суточной температурой воздуха 0єС составляет 192 - 199 дней, 5єС - 159 - 167 дней, 10єС - 121 - 132 дней и 15єС - 74 - 87 дней. Безморозный период воздуха на открытых ровных участках длится до 90 - 115 дней, а на почве - 80 - 98 дней.

Запасы влаги в метровом слое почвы весной при температуре 10єС в среднем составляют 205 мм, влагообеспеченность - 1,0 - 1,5.

Годовой ход относительной влажности противоположен ходу температуры воздуха, т.е. с ростом температуры воздуха относительная влажность уменьшается. Наиболее высокой относительная влажность воздуха бывает в холодное время года. Средние месячные значения ее в это время (XМ-III) составляют 73 - 84% (метеорологическая станция Усть-Каменогорск), 69 - 82% (метеорологическая станция Шемонаиха). Среднегодовая относительная влажность воздуха за последние пять лет колебалась от 66% до 70%. В период с апреля по октябрь значения ее колеблются от 47 - 5 1 до 56 - 76% с минимумом в мае.

Для исследуемой территории характерны ветры, преимущественно юго-восточного и западного направлений. Средние скорости ветра равны 1,7 - 3,4 м/с. Однако в отдельных районах территории сильные ветры (15 м/с и более) не являются исключением, и среднее число дней за год с таким ветром достигает 18 - 20.

Метели и туманы здесь бывают чаще всего зимой, и среднее число дней в году с туманом составляет около 21, метелями - 8. Гроза регистрируется в среднем 24 дня в году и в основном в летние месяцы. Пыльные бури не так часты, число дней с пыльной бурей составляет 9,6 в году [22].

2.1.2 Рельеф

Рельеф участка - от мелкосопочного до среднегорного. На фоне сравнительно ровной поверхности выделяются небольшие поднятия гор Седуха, Церковка, Секисовка, Календарка с абсолютными отметками от 495 до 837 м. В районе поселка Секисовка абсолютные отметки варьируют в пределах 430 - 460 м.

Рельеф земельного участка под хвостохранилище представлен распластанным тальвегом с уклонами в направлении на юг, юго-восток и юго-запад. Нижняя часть тальвега заболочена. Основная территория участка имеет общий пологий уклон уклон 1 - 2є с севера на юг. Абсолютные отметки высот участка 455 - 475 м. Участок используется в качестве пашни, местами отмечены заросли кустарника. Элементы застройки отсутствуют.

2.1.3 Гидрография

Гидросеть района п. Секисовка представлена малой рекой Секисовкой, впадающей в реку Малоубинка и ее основными притоками: Волчовкой, Церковкой, Проскуткой, Малой Зайчихой. Река Малоубинка является в свою очередь притоком р. Убы.

Река Секисовка с ее притоками является основной водной артерией района.

На юге участка проектируемого хвостохранилища в нижней части тальвега образовалась переувлажненая поверхность, из которой сформировалась ложбина стока ручья, впадающая в речку Волчевку.

2.1.4 Почвы

Площадка хвостохранилища находится в горной лугово-степной подзоне горно-степной зоны.

Почвообразующими породами на участке хвостохранилища являются:

1 Элювий горных пород - представляет собой различные продукты выветривания и распада горных пород, оставшихся на месте. На них формируются горно-степные ксероморфные, горные черноземы выщелоченные, черноземы выщелоченные малоразвитые;

2 Элювиально-делювиальные отложения представляют собой результат сноса и переотложения элювиальных продуктов выветривания, слабыми потоками воды. На данных отложениях формируются неполноразвитые защебненные почвы;

3 Лессовидные отложения получили наибольшее распространение на территории участка. Это отложения буровато-желтого цвета с высоким содержанием пылеватых и илистых частиц. На них формируются черноземы выщелоченные мощные и среднемощные;

4 Аллювиальные отложения (речной аллювий) выделены в южной части р. Волчевка. Здесь формируются луговые черноземные почвы.

Зональными почвами на обследованном участке являются черноземы выщелоченные.

На рассматриваемом участке выделены почвенные разновидности, указанные в таблице 6.

Таблица 6

Почвенные разновидности участка работ

№ почвенного выдела	Название почв
1	2
1	Горные черноземы выщелоченные
2	Горные черноземы выщелоченные с горно-степными ксероморфными 10 - 30 % и выходами коренных пород 10 - 30%
3	Черноземы выщелоченные мощные
4	Черноземы выщелоченные среднемощные
5	Черноземы выщелоченные слабосмытые
1	2
6	Черноземы выщелоченные неполноразвитые
7	Черноземы выщелоченные малоразвитые
8	Луговато-черноземные намытые
9	Лугово-черноземные мощные
10	Лугово-черноземные среднемощные
11	Луговые черноземные
12	Луговые черноземные слабонамытые
13	Лугово-болотные черноземные
14	Овражно-балочный комплекс
15	Нарушенные земли
16	Отвал

Мощность гумусового горизонта колеблется в пределах 26 - 94 см. По механическому составу это среднеглинистые, средне-тяжелосуглинистые, и легкоглинистые разновидности.

Содержание гумуса у горно-степных ксероморфных почв в верхнем слое составляет 1,8%. Мощность гумусового слоя составляет 26 см.

Для горных черноземов выщелоченных мощность гумусового горизонта колеблется в пределах 36 - 82 см. Содержание гумуса в верхних горизонтах составляет 2,0 - 3,3%. Балл бонитета данных почв на контурах 30, 40 равен 28.

Содержание гумуса у черноземов выщелоченных мощных в верхних горизонтах колеблется в пределах 2,7 - 5,0% с постепенным уменьшением вниз по профилю до 0,6 - 1,5 %. Мощность гумусового горизонта колеблется в пределах 85 - 94 см.

Для среднемощных выщелоченных черноземов содержание гумуса составляет 2,7 - 3,7%. Мощность гумусового горизонта колеблется в пределах 63 - 80 см. Балл бонитета данных почв 45, 46, 42.

Содержание гумуса для черноземов выщелоченных слабосмытых содержание гумуса составляет 3,5 - 3,7%. Мощность гумусового горизонта колеблется в пределах 76 - 82 см. Балл бонитета данных почв равен 51.

Содержание гумуса у черноземов выщелоченных неполноразвитых в верхних горизонтах колеблется в пределах 2,3 - 2,9% с уменьшением вниз по профилю до 0,8 - 1,0%. Мощность гумусового горизонта колеблется в пределах 60 - 62 см. Балл бонитета на контуре 24 равен 37, на контуре 36 равен 26.

У черноземов выщелоченных малоразвитых содержание гумуса колеблется в пределах 1,6 - 3,0%. Балл бонитета данных почв на контурах 27, 33 равен 3, на контурах 31,35 равен 21.

Содержание гумуса для луговато-черноземных слабонамытых почв в верхнем горизонте 3,4% с резким уменьшением вниз по профилю. Балл бонитета данных почв равен 48.

Для лугово-черноземных мощных содержание гумуса в верхнем горизонте составляет 4,1 - 4,4% с уменьшением вниз по профилю до 0,2 - 0,8%. Балл бонитета данных почв на контурах 9 и 20 равен 58, на контуре 28 - 62.

Содержание гумуса для лугово-черноземных среднемощных почв в верхнем горизонте 3,2% с резким уменьшением вниз по профилю до 1,4%. Мощность гумусового горизонта составляет 68 см. Балл бонитета данных почв равен 45.

Для луговых черноземных почв содержание гумуса в верхнем горизонте составляет 3,8 - 5,0% с резким уменьшением вниз по профилю до 2,1 - 3,0%. Мощность гумусового горизонта колеблется в пределах 65 - 68 см. Балл бонитета данных почв контура 7 равен 71, контура 19 - 54, контура 41 - 45.

Содержание гумуса для луговых черноземных намытых почв в намытом слое содержание гумуса составляет 2,1%, в нижерасположенном горизонте «А» содержание гумуса достигает 4,0%, затем идет постепенное уменьшение до 2,7 %. Мощность намытого слоя составляет 44 см. Балл бонитета данных почв равен 31.

Для лугово-болотных черноземных содержание гумуса довольно высокое - 7,9 %.Профиль этих почв характеризуется наличием в верхней части 12 см полуразложившейся дернины, под которой залегает гумусовый темно-серый горизонт. С 33 см появляются признаки переувлажнения, в виде сизого оттенка глеевого горизонта. Балл бонитета этих почв равен 67.

Овражно-балочный комплекс приурочен к донной части ложбинообразного понижения. Поверхностный сток талых и дождевых вод образуетструйчатые размывы, которые, стягивая в себя большие размывы воды, быстро превращаются в овраг. Овраг длиной 240 - 260 м, шириной 12 - 20 м. глубиной до 2,0 м. глубиной оврага до 2,0 м. Плодородный слой и потенциально-плодородный слой отсутствуют.

У нарушенных земель почвенный покров в сильной степени нарушен. Гумусовый горизонт снят полностью. Почвообразующие породы обнажены. Балл бонитета принят по фоновым почвам и равен 9.

Отвал представляет собой смесь каменистой части, песка, пыли и ила. Содержание гумуса не превышает 0,9%. Балл бонитета принят по фоновым почвам и равен 9.

Расчетная норма снятия ПСП рекомендуется от 30 до 95 см, для ППС рекомендуется 15 -5 5 см.

На нарушенных землях представленные овражно-балочным комплексом нормы снятия ПСП и ППС отсутствуют.

Снятие и хранение ПСП и ППС на участке рекомендуется производить селективно [23].

2.1.5 Растительность

Большая часть территории обследованного участка находится под пашней. На сенокосах и пастбищных участках растительный покров представлен злаково-разнотравной ассоциацией. Она представлена: ежой сборной, житняком, вейником наземным, ковылем, тысячелистником, душицей, полынью, зопником, и др. Из кустарников встречаются: шиповник черноплодный, жимолость татарская, карагана степная, спирея зверобоелистная [27].

2.1.6 Инженерно-геологические и гидрогеологические условия

В геоморфологическом отношении площадка хвостохранилища находится в пределах межгорной долины на ее западном склоне. Поверхность площадки осложнена: возвышенностями, в южной части протекает ручей, берущий начало из родника. Территория, примыкающая к роднику, заболочена, имеет кочковатую поверхность, заросшую камышом.

Абсолютные отметки территории площадки изменяются от 450,0 до 481,0 м.

В геологическом строении принимают участие отложения Змеиногорского комплекса (ГС3-Р1) представленные гранодиоритами различной степени выветренности от глинистой коры выветривания до выветренных скальных пород. Сверху перекрыты четвертичными делювиально-пролювиальными (dрQ II-III) лессовидными глинами, тяжелыми суглинками, суглинками.

По совокупности геолого-литологического строения и физико-механических свойств грунтов, в пределах проектируемой площадки хвостохранилища выделено 5 инженерно-геологических элементов.

Лессовидные суглинки (I ИГЭ) залегающие выше уровня подземных вод.

Суглинки желтовато-коричневые, макропористые, слабослюдистые, карбонатизированные от твердой до тугопластичной консистенции вскрыты под почвенно-растительным слоем глубиной 0,5 - 1,5 м. Мощность их изменяется от 0,0 м в западной части площадки до 23,0 м в северной.

Показателями физических свойств классифицируется как тяжелые, пылеватые суглинки от твердой до тугопластичной консистенции с оптимальной влажностью 0,24.

Максимальная плотность сухого грунта - 1,56 г/см3. При замачивании проявили просадочные свойства от нагрузок соответствующих природному давлению. Возможная величина просадки достигает 25 см.

Модуль деформации, приведенный к полевому с учетом корректировочного коэффициента Мк = 2,0 равен 6,0 МПа при природной влажности, и 2,2 МПа при водонасыщении.

Содержание водорастворимых сульфатов 349,9 - 466,5 мг/кг, хлоридов 35,5 - 68,0 мг/кг.

К бетонам и железобетонам агрессивными свойствами не обладают.

По степени морозного пучения от непучинистых до среднепучинистых, в водонасыщенном состоянии сильнопучинистые.

Лессовидные суглинки, супеси непросадочные (II-ИГЭ) залегающие ниже уровня подземных вод и в зоне их капиллярного поднятия на глубине 0,7 - 18,3 м. Вскрытая мощность их составляет от 3 до 22,0 м. Распространены почти на всей территории проектируемого хвостохранилища.

Грунты классифицируется, как тяжелые суглинки, туго и текучепластичной консистенции, макропористые, Компрессионный модуль деформации равен 2,7 МПа, коэффициент сжимаемости равен 0,4-1МПа, полевой модуль деформации с поправочным коэффициентом mк = 4,0 равен 11,0 МПа.

Глины и суглинки (III-ИГЭ) буровато коричневого и красно-бурого цвета, слабослюдистые с включениями дресвы и щебня до 10 - 20%. Вскрыты в центральной и южной частях территории с глубины 1,5 - 31,0 м. Пройденная мощность 1,0 - 22,5 м.

Оптимальная влажность 0,25 максимальная плотность сухого грунта - 1,55 г/см3. Модуль деформации равен 8,0 МПа, коэффициент сжимаемости 0,1-1МПа.

Содержание водорастворимых сульфатов 362,2 мг/кг, хлоридов 48,6 мг/кг, к бетонам и железобетонам не агрессивные, к углеродистой стали слабоагрессивные.

Близкое залегание подземных вод от 0,5 до 2,0 м в центральной и восточной части площадки хвостохранилища и западной границы пускового комплекса, создает трудности при производстве строительных работ. Поэтому необходимо предусмотреть мероприятия по понижению уровня в виде устройства горизонтального дренажа. Рекомендуемая глубина заложения дрен 5,0 м. Для ускорения снижения уровня подземных вод в западной части хвостохранилища пускового комплекса по полосе с глубинами залегания подземных вод от 0,5 до 2,0 м рекомендуется заложить траншеи длинной 46 - 50 м, глубиной по 2 м ориентированных вниз по склону. Сброс дренажной воды отводится в углубленное русло ручья.

Группы грунтов по трудности разработки приведены в таблице 7.

Таблица 7

Группа грунтов по трудности разработки

Описание пород грунтов	Средняя плотность в природном залегании, кг/м3	Группа грунтов по трудности разработки
		Одноковшовый экскаватор	Бульдозер	Скрепер	Ручная разработка
Почвенно-растительный слой	1200	1	1	1	1
Суглинок лессовидный	1620	2	2	2	2
Глина	2000	3	2	3	3
Гранодиориты мелкозернистые сильновыветрелые	2300	5	-	-	6
Гранодиориты выветрелые после предварительного разрыхления	2300	6	-	-	6

Нормативная глубина сезонного промерзания для суглинков, глин составляет 1,9 м [24].

2.1.7 Заключение по природным условиям, влияющим на район строительства

Район строительства расположен в горностепной зоне и характеризуется резко континентальным климатом.

Рельеф участка от мелкосопочного до среднегорного. Уклоны площадки изменяются от 0,022 до 0,033 в направление на юг, юго-восток, и юго-запад.

В геоморфологическом отношении площадка хвостохранилища находится в пределах межгорной долины на ее западном склоне. Поверхность площадки осложнена: возвышенностями, в южной части протекает ручей, берущий начало из родника. Территория, примыкающая к роднику, заболочена, имеет кочковатую поверхность, заросшую камышом.

В геологическом строении принимают участие отложения Змеиногорского комплекса (ГС3-Р1) представленные гранодиоритами различной степени выветренности от глинистой коры выветривания до выветренных скальных пород. Сверху перекрыты четвертичными делювиально-пролювиальными (dрQ II-III) лессовидными глинами, тяжелыми суглинками, суглинками.

В инженерно-геологическом строении выделены грунты пяти разновидностей. Лессовидные суглинки вскрыты под почвенно-растительным слоем, мощность которых достигает до 23,0 м на северном участке. При замачивании проявили просадочные свойства от нагрузок соответствующих природному давлению.

На площадке хвостохранилища выделено два участка с I и II типом грунтовых условий по просадочности. Участок II типа занимает северную, северо-западную и северо-восточную часть, что составляет около 25% от всей площади, занятой хвостохранилищем, остальная часть отнесена к I типу грунтовых условий.

Подземные воды вскрыты в лессовидных суглинках на глубинах 2,3 - 10,7м.

Близкое залегание подземных вод от 0,5 до 2,0 м находится в центральной и восточной части площадки хвостохранилища. Подземные воды на этих участках образуют водоносный горизонт типа «верховодки». Это создает определенные трудности при производстве строительных работ. Требуется предусмотреть мероприятия по понижению уровня подземных вод.

Сейсмическая активность рассматриваемого района 6 баллов.

По рельефным условиям площадка хвостохранилища оценивается средней сложности.

По геологической характеристике сложность природных условий -средняя.

По опасным природным процессам - просадочность лессовидных пород 25% территории

По совокупности параметров, категория оценки сложности природных условий площадка строительства, принята средней сложности [25].

2.2 Геодезическое обеспечение района работ

2.2.1 Рекогносцировка местности

Перед началом любых видов геодезических работ по развитию высотного и планового обоснования необходимо в охране недр получить каталог координат государственных геодезических пунктов, имеющихся на данной территории работ.

На данный район имеется каталог координат трех пунктов триангуляции IV класса (Седуха, Церковка, Соловьевка), и шести пунктов полигонометрии 1 разряда (58582, 6506, 5887, 902, 971, 908). Все координаты даны в условной системе координат ВКТГУ и Балтийской системе высот.