Инженерно-геодезические изыскания при обустройстве Северо-Талаканского месторождения

(6)

где n - число сторон хода.

Используя принцип равных влияний погрешностей линейных и угловых измерений на СКП положения конечного пункта теодолитного хода (величину М), можно записать

Для измерения длин линий необходимо выбрать такой дальномер, чтобы выполнялось условие

(7)

С учетом (7) можно записать

(8)

Расчеты приведены в таблице 5.

г) Расчет влияния погрешностей угловых измерений.

Применяя принцип равных влияний угловых и линейных измерений СКП измеренного угла можно получить из выражения (6)

где с - переход к радианам, с=206265” ;

В связи с тем, что в запроектированном теодолитном ходе от начального до конечного пункта осуществляются привязки к промежуточным пунктам геодезической полигонометрической сети предрасчет точности выполняется по вышеприведенным формулам для 11 ходов. Данные предрасчета точности занесены в таблицу 5.

В качестве примера взяты расчеты для самого длинного хода № 6.

Для того чтобы проектируемый теодолитный ход соответствовал требованиям нормативных документов, линии следует измерять с точностью m_{s ср.}= 0,046 м, а углы с точностью m_{в ср}= 18”.

Исходя из проведенного предрасчета точности проектного хода, принимается оборудование для производства съемок.

Можно рекомендовать теодолит 30” точности (например 2Т30) и светодальномер СТ-5.



Таблица 5 - Предрасчет точности проектного хода

Ход	Точки хода	Длина, м	Число сторон	СКП положения конечной точки хода до уравнивания, М, м	СКП измерения длин линий [ms]2, м2	СКП измер. угла, mв, “	СКП отметки пункта в слабом месте хода после уравнивания, МН, м
1	1001, 2709, 2708	198,839	3	0,050	0,001	52	0,015
2	1001, 2001, ..., 6467	1138,257	6	0,285	0,041	42	0,068
3	6467, 2005, ..., 2008	922,753	5	0,231	0,027	45	0,060
4	2008, 2011, ..., 4497	1156,136	10	0,289	0,042	35	0,053
5	4497, 2026, 2027	360,718	3	0,090	0,004	52	0,030
6	2027, 2028, ..., 5009	2015,804	21	0,304	0,046	18	0,064
7	2050, 2701, ..., 2704	171,674	4	0,043	0,001	48	0,012
8	2704, 2705, ..., 2708	152,364	5	0,038	0,001	45	0,010
9	2704, 2715, ..., 2708	179,306	5	0,045	0,001	45	0,012
10	2008, 6213	318,059	2	0,080	0,003	57	0,033
11	2027, 5211	32,427	2	0,008	0,000	56	0,003

д) Оценка проекта передачи высот в ходе.

Для определения высот точек хода используется тригонометрическое нивелирование. Предельная погрешность определения высоты пункта в слабом месте теодолитно-высотного хода после уравнивания пред Д_Н = 2m_H=M_H.

Так как ход тригонометрического нивелирования опирается на пункты государственной геодезической сети, ошибками исходных данных можно пренебречь, в этом случае М_Н вычисляется по формуле

где L - длина хода;

S - средняя длина сторон хода;

н_ср - среднее значение угла наклона сторон хода.

Так как расстояния измерены светодальномером, то влиянием погрешностей линейных измерений можно пренебречь, тогда

Средняя длина сторон хода S определяется как среднеарифметическое значение для каждого из 11 запроектированных ходов, принимаем m_н равным 30”.

Результаты вычислений для всех ходов приведены в таблице 5.

Результаты предрасчета точности запроектированного хода сравнивались с требованиями нормативного документа [2]. Установлено, что ходы соответствует предъявляемым требованиям; расчетные погрешности меньше предельно допустимых, что свидетельствует о том, что проект может выноситься в натуру.

Оборудование

Определение координат пунктов полигонометрии №№ 1001 и 1010, а также точек долговременного закрепления №№ 2050 и 2060 предусматривается выполнять при помощи приборов спутниковой навигации GPS - Trimble 4600 LS.

Для выполнения планово-высотного обоснования съемки предусматривается использовать электронный тахеометр Nikon DTM - 352 W.

Расстояния предусматривается определять оптическим дальномером TruPulse 360.

Электронный тахеометр Nikon DTM-352 W разработан для производства широкого спектра геодезических и инженерных работ. Этот тахеометр разработан с учетом всех современных требований к геодезическим приборам: малый вес, большая память, высокая надежность, удобство и производительность работы.

Характеристики тахеометра Nikon DTM-352W:

• точность измерения углов - 5”;

• точность расстояний - 3 мм+2 м/км (2300 м по одной призме);

• увеличение - 33 крат;

• компенсатор - двухосевой;

• память до 10000 точек;

• двухсторонний дисплей;

• полная буквенно-цифровая клавиатура;

• расширенное программное обеспечение;

• влагозащищенность IPX6;

• емкость батареи - 27 ч работы (измерение углов и расстояний);

• русифицирован;

• вес - 5, 1 кг.

GPS приемник Trimble 4600 LS укомплектован собственно приемником 4600, антенной, элементами питания, кабелем приемником-PC, кабелем питания от внешней батареи, внешней батареей 7 Аh, зарядным устройством для внешнего питания и программным обеспечением Trimble Geomatics Office.

Технические характеристики GPS приемник Trimble 4600 LS представлены в таблице 6.

Таблица 6 - Технические характеристики GPS приемник Trimble 4600 LS

Параметр	Значение
Статическая съемка	Статика с быстрым стартом (Quick-Start); Одночастотная быстрая статика (L1 FastStatic)
Точность: В плане По высоте По азимуту	5 мм + 1 мм/км 10 мм + 2 мм/км 1" дуги + 5"/длину линии в км
Кинематическая съемка	Непрерывная кинематика (Continuous); Остановка-и-движение (Stop & Go)
Точность В плане По высоте	1см + 1мм/км 2см + 1мм/км
Сбор данных	Во внутреннюю память, в память дополнительного контроллера или на съемные РС-карты
Внутренняя память	1 Мб
Емкость памяти	на 64 часа работы при сборе L1 данных от 5 спутников с интервалом измерений 15 сек, на 4.5 часа с интервалом измерений 1сек, неограниченно при использовании РС-карт
Контроллер накопитель	Recon
Антенна	Микрополосковая, объединена с приемником
Интерфейс	Два RS232 порта для подключения контроллера, радиомодема или ПК
Питание	потребляемая мощность <1Вт
Батареи	32 часа непрерывной работы
Рабочие температуры	От -40°C до +65°C
Влажность	100%, полностью герметичен в воде не тонет
Размеры	22,1 x 11,8 см (диаметр x высота)
Вес	1,4 кг без батарей 1,7 кг с батареями

Дальномер оптический TruPulse 360 имеет характеристики, которые представлены в таблице 7.

Таблица 7 - Технические характеристики оптического дальномера TruPulse 360

Параметр	Значение
Дальность измерений расстояний (максимально)	2000 м
Точность измерения расстояний (стандартно)	0,3 м
Точность измерения углов	0.35є
Диапазон измерения углов	от 0є до 90є
Диапазон измерения азимута	от 0є до 360є
Дисплей	ЖК экран
Встроенный инклинометр	+
Точность измерения азимута	1°
Увеличение зрительной трубы	7 х
Угол поля зрения	4,5є
Точность измерения расстояний (цель с низким коэффициентом отражения)	0,1 м
Дальность измерений расстояний (стандартно)	от 0 до 1000 м
Встроенные режимы измерения	"Ближний объект", "Дальний объект", "Непрерывные измерения" и "Фильтр"
Питание	2хАА или 1 батарея типа CRV3
Время работы	Батареи типа АА - 7000 измерений, батарея типа CRV3 - 15000 измерений
Передача данных	Последовательный порт RS232 (стандартно), Bluetooth (дополнительно)
Диапазон рабочих температур	от -20°C до +60°C
Размеры	120 x 90 x 50 мм
Вес	0,22 кг

• Производство работ

• Для производства топографической съёмки будет создана планово-высотная съёмочная геодезическая сеть с привязкой к пунктам государственной геодезической сети: пункт Вышка, пп 5009, пп 5211, пп 4497, пп 6213, пп 6467, пп 1001, пп 1010, точкам долговременного закрепления (№№ 2060, 2050) методом проложения системы разомкнутых теодолитных ходов с использованием электронных тахеометров с регистрацией и накоплением результатов измерений, и однопризменных отражателей, одним приемом, состоящим из двух наведений на отражатели с тремя отсчетами в каждом наведении.

Точки долговременного закрепления №№ 2050, 2060 и пункты полигонометрии №№ 1001, 1010 были ранее определены при помощи приборов спутниковой навигации GPS от пунктов государственной геодезической сети Местной системы координат. Полевые наблюдения выполнялись с использованием спутниковых навигационно-геодезических приемников производства фирмы Trimble Navigation Limited (США) статическим методом. Наблюдения проводились подвижной станцией на точке одним приёмом продолжительностью 30-40 минут (согласно инструкции к 4600 LS Surveyor Operation Manual). Для сбора данных в поле использовались одночастотные геодезические приемники Trimble 4600 LS.

Точки съёмочного обоснования будут закреплены деревянными кольями и металлическими штырями высотой 0,4м. Точки будут заложены на глубину 0,3-0,5м. На залесённых и закустаренных участках предусматривается проводить рубку визирок на съёмочные пикеты.

Система координат - Местная. Система высот - Балтийская.

При производстве съемки учитываются требования нормативных документов [1, 2] к точности. А именно:

• Допустимые невязки измерений в геодезических ходах при изысканиях для строительства линейных сооружений должны приниматься следующими: для линейных объектов:

угловая невязка мин;

линейная - 1/2000;

высотная - , мм.

где n - число углов в ходе L - длина хода км.

2) Поправка за приведение длин линий к горизонту должна учитываться при величине угла наклона рельефа местности более 15.

3) Определение положения (координат) точек постоянного съемочного обоснования (углов капитальных зданий и сооружений центров люков смотровых колодцев опор линий электропередачи и др.) следует выполнять полярным способом с пунктов опорной геодезической сети и точек теодолитных ходов первого порядка. При этом расхождения (в минутах) между результатами измерений примыкающего угла в полуприемах не должны превышать величины =50/L, где L - расстояние в метрах до определенной точки которое не должно превышать длины мерного прибора (но не более 50 м).

Методика выполнения работ следующая.

При создании планово-высотного обоснования электронными тахеометрами нет необходимости в частом размещении съемочных точек обоснования [6]. Это связано с тем, что современные электронные тахеометры обеспечивают измерение горизонтальных расстояний до 1,5-5 км с обычной среднеквадратической погрешностью 5 мм ± 3 ррm и горизонтальных углов и зенитных расстояний со среднеквадратической погрешностью 4-6". Все это обеспечивает определение координат точек местности и их высот с необходимой точностью при размещении съемочных точек с шагом более 500 м. Поэтому размещение точек съемочного обоснования и их число определяются, прежде всего, условиями видимости снимаемой местности.

Создание планово-высотного обоснования и привязку его к пунктам государственной геодезической сети осуществляют в режиме "Полное последовательное измерение" тахеометра.

Отражатели, при измерении углов и расстояний между точками теодолитного хода, центрируются над центрами пунктов при помощи оптических центриров, обеспечивающих центрирование с точностью ±1мм. Тахеометр снабжен двух осевым компенсатором, который отслеживает наклон инструмента по осям X и Y, а поправки в отсчеты по горизонтальному и вертикальному кругам вычисляются и вводятся автоматически. Измерение расстояний производится при помощи электрооптического 3-х частотного дальномера, с использованием модулированного инфракрасного излучения.

Средняя квадратическая ошибка измерения углов не превышает 5'. Линии будут измерены с погрешностью не более 2,3 мм на 1км.

Схема планово-высотного обоснования представлена в приложении А.

Характеристики теодолитных ходов представлены в таблице 8. Фрагменты самого короткого и самого длинного ходов представлены на рисунках 6 и 7.

Таблица 8 - Характеристика теодолитных ходов

Ход	Точки хода	Длина, м	N	Fb доп.	Fx	Fy	Fs	[S]/Fs
1	1001, 2709, 2708	198,839	3	0°01'43,92"	0,044	0,044	0,062	3191
2	1001, 2001, ..., 6467	1138,257	6	0°02'26,97"	-0,067	-0,064	0,093	12294
3	6467, 2005, ..., 2008	922,753	5	0°02'14,16"	-0,004	-0,104	0,104	8898
4	2008, 2011, ..., 4497	1156,136	10	0°03'09,74"	-0,020	-0,236	0,236	4890
6	2027, 2028, ..., 5009	2015,804	21	0°04'34,95"	0,146	-0,360	0,389	5185
7	2050, 2701, ..., 2704	171,674	4	0°02'00,00"	-0,067	-0,008	0,067	2557
8	2704, 2705, ..., 2708	152,364	5	0°02'14,16"	-0,030	-0,011	0,032	4719
9	2704, 2715, ..., 2708	179,306	5	0°02'14,16"	-0,054	-0,019	0,057	3158
10	2008, 6213	318,059	2	0°01'14,16"	-0,005	-0,006	0,008	5172
11	2027, 5211	32,427	2	0°01'01,16"	-0,003	-0,002	0,005	5013

Рисунок 6- Фрагмент планово-высотного обоснования

(ход № 11 п. 6213 - п. 2007)

В связи с тем, что в данном проекте приняты масштабы съемки 1:2000, 1:1000 и 1:500 с высотой сечения рельефа 0,5 м и в соответствии с [2] для создания высотного обоснования применяется тригонометрическое нивелирования.

При этом длина ходов тригонометрического нивелирования в соответствии с [2] не должна превышать при топографических съемках с высотой сечения рельефа через 0,5 м 2 км.

Тригонометрическое нивелирование точек съемочной сети должно [2] производиться в прямом или обратном направлениях с измерением вертикальных углов теодолитом по средней нити одним приемом при двух положениях вертикального круга.

При этом расхождение между прямым и обратным превышениями для одной и той же линии при тригонометрическом нивелировании не должно быть [2] более 004S м где S - длина линии выраженная в сотнях метров.

Допустимые невязки в ходах и замкнутых полигонах тригонометрического нивелирования не должны превышать величины

, см

где S - длина хода в метрах

n - число линий в ходе или полигоне.

Высотная привязка точек теодолитных ходов (см. приложение А и табл. 8) будет производиться тригонометрическим нивелированием с этих же пунктов полигонометрии. Характеристики нивелирных ходов приведены в таблице 9.

Таблица 9 - Характеристики нивелирных ходов

Ход	Пункты	Длина	N	Fh доп.
1	1001, 2709, 2708	198,839	3	0,022
2	1001, 2001, ..., 6467	1138,257	6	0,053
3	6467, 2005, ..., 2008	922,753	5	0,048
4	2008, 2011, ..., 4497	1156,136	10	0,054
5	4497, 2026, 2027	360,718	3	0,030
6	2027, 2028, ..., 5009	2015,804	21	0,071
7	2050, 2701, ..., 2704	171,674	4	0,021
8	2704, 2705, ..., 2708	152,364	5	0,019
9	2704, 2715, ..., 2708	179,306	5	0,021
10	2008, 6213	318,059	2	0,028
11	2027, 5211	32,427	2	0,009

Производство топографической съемки

Произошедший в последние годы повсеместный переход на качественно новую технологию и методы системного автоматизированного проектирования объектов строительства предопределил и коренное изменение технологии изысканий с многократным увеличением объемов изыскательской информации, собираемой в поле для разработки проектов. В связи с этим, стала весьма острой проблема увеличения производительности полевых изыскательских работ, решение которой заключается в максимальной автоматизации процесса тахеометрических съемок, автоматизации обработки материалов полевых измерений, начиная с обработки полевых журналов, кончая автоматической подготовкой цифровой модели местности (ЦММ) и топографических планов на графопостроителях.

Автоматизация процесса тахеометрических съемок обеспечивается, в частности, внедрением в практику электронных тахеометров со встроенной памятью, позволяющей фиксировать информацию о более чем 3000 точек местности; электронных тахеометров с накопителями на магнитных носителях информации - электронными полевыми журналами.

Использование такого рода приборов позволяет исключить все рутинные промежуточные операции, свойственные обычным тахеометрическим съемкам, выполняемым с помощью оптических теодолитов или номограммных тахеометров, связанные со считыванием отсчетов, записью в полевые тахеометрические журналы, обработкой полевых журналов, ручной подготовкой топографических планов, дигитализацией планов при подготовке ЦММ. Все эти рутинные операции не только резко снижают производительность работ, но и неизбежно приводят к появлению определенного количества грубых ошибок и просчетов, т.е. к снижению качества конечной продукции.

Тахеометрические съемки выполняют с использованием основных правил производства обычных тахеометрических съемок. Однако тахеометрическим съемкам, производимым электронными тахеометрами, присущи некоторые специфические особенности.

Методика производства работ следующая.

На каждой съемочной точке обоснования осуществляют следующие операции:

• устанавливают электронный тахеометр и центрируют его над точкой;

• с помощью цилиндрического уровня горизонтального круга приводят прибор в рабочее положение;

• с помощью силового кабеля подключают аккумуляторную батарею и включают прибор (если тахеометр не имеет встроенной батареи);

• устанавливают опорное вертикальное направление (место зенита), ориентируя прибор на одну и ту же точку при двух положениях круга КЛ и КП, каждый раз нажимая кнопки "Z" и "Отсчет" на панели управления;

• устанавливают опорное горизонтальное направление (ориентируют прибор) при двух положениях круга КЛ и КП, каждый раз нажимая кнопки "Ok" и "Отсчет" на пульте управления;

• вводят в память тахеометра: Н₀ - высоту съемочной точки, А₀ - азимут (дирекционный угол) опорного направления, Х₀, Y₀ - координаты съемочной точки, К_п - коэффициент, учитывающий температуру и атмосферное давление, (i - l) - разность высоты прибора и отражателя, когда высота отражателя

• телескопической вехи (тахеометрической вехи) не равна высоте прибора. Обычно высоту отражателя тахеометрической вехи l принимают равной высоте прибора i.

Съемку реечных точек ведут в обычном порядке, но вместо реек используют тахеометрические вехи с одним отражателем. В ходе съемки подробностей местности ведут кодирование семантической информации.

Съемку реечных точек осуществляют в режиме тахеометра "Слежение".

Экспорт данных полевых измерений в память полевого или базового компьютера и последующую их окончательную обработку осуществляют с использованием соответствующего программного обеспечения.

Угловые и линейные измерения на объекте предусматривается выполнять электронным тахеометром Nikon DTM - 352W, с регистрацией и накоплением результатов измерений, с использованием однопризменных отражателей одним приемом, состоящим из двух наведений на отражатели с тремя отсчетами в каждом наведении.

Для получения плана трассы программой производства работ предусмотрена съёмка ситуации и рельефа местности в масштабе 1:5000 с высотой сечения рельефа через 1 м. Топографическая съёмка местности выполняется тахеометрическим методом.

На переходах трассы через автодорогу подход трассы к кустовой площадке «Западная», площадка проектируемой кустовой площадки и на участке местности от т. Д до проектируемой кустовой площадки выполнена съёмка в масштабе 1:1000.

В съёмку предусматривается включать все характерные точки рельефа и все существующие коммуникации в заданном районе.

Полученные полевые данные передаются на персональный компьютер.

Полевое трассирование

Целью полевого трассирования является вынос проекта трассы нефтепровода в натуру.

Суть полевого трассирования заключается в выносе и закреплении на местности углов поворота трассы.

Полевое трассирование выполнено по заданному направлению.

Начало трассы, вершины углов поворота и конец трассы закрепляется на местности металлическими штырями. Длины сторон измеряются оптическим дальномером с точностью 1:2000, а горизонтальные углы электронным тахеометром с точностью 1'.

Для контроля угловых и линейных измерений осуществляется привязка к ближайшим геодезическим пунктам не реже чем через 15 сторон.

Нулевой пикет соответствует местоположению начальной опоры трассы. Высотная привязка производится тригонометрическим нивелированием с этих же пунктов полигонометрии. Схема выноса углов трассы нефтепровода в натуру см. приложение Б.

Углы поворота трассы закрепляются выносными знаками.

Координатная привязка разведочных скважин

Определение координат устьев разведочных скважин предусматривается производить с пунктов планово-высотного обоснования.

Для этого применяются следующие способы: полярных координат, прямоугольных координат, угловых и линейных засечек, теодолитных ходов и створных засечек.

В данном проекте предусматривается проведение координатной привязки разведочных скважин способом угловых засечек тахеометром Nikon DTM - 352W, который предусмотрено использовать для всех видов работ на площадке изысканий.

Привязку предусматривается осуществлять с ближайших пунктов планово-высотного обоснования.

Определение объемов земляных работ для вертикального планирования кустовой площадки

Для определения объемов каждого вида земляных работ существуют различные методы и расчетные формулы. Целесообразность метода расчета выбирается в каждом конкретном случае с учетом рельефа местности, размеров, конфигурации и других особенностей сооружений, способов производства работ, а также исходя из требуемой точности подсчетов.

Подсчет объемов сводится к определению объемов различных геометрических фигур, определяющих форму рельефа. При этом делается допущение, что объем земли ограничен плоскостями, и отдельные неровности действительной поверхности грунта не влияют значительно на расчетный объем.

Исходным документом для подсчета объемов земляных работ при вертикальной планировке является картограмма земляных масс, представляющая собой план участка, на котором рельеф изображен горизонталями, с нанесенной сеткой квадратов и указанием черных, красных и рабочих отметок вершин квадратов, а также с изображением линии нулевых работ. Картограмма составляется при проектировании генерального плана геодезической службой проектно-изыскательской организации, однако перед началом планировочных работ производственникам часто приходится уточнять ее.

Средняя отметка планировки может быть задана в соответствии с потребностями строительства, но чаще всего она определяется из условия нулевого баланса, т. е. равенства земляных масс выемки и насыпи в пределах планируемой площадки.

Подсчет объемов земляных работ при вертикальной планировке на больших площадях может производиться по трехгранным или четырехгранным призмам. Для этого планируемый участок с нанесенными на нем горизонталями разбивают на ряд квадратов, которые затем разделяются диагоналями на прямоугольные треугольники. Сторона квадрата в зависимости от рельефа местности и точности подсчета принимается для пересеченного рельефа 10-50 м, а для спокойного рельефа - до 100 м. В углах каждого квадрата интерполяцией по горизонталям определяются и проставляются черные отметки - отметки от поверхности земли. Рабочие отметки со знаком (+) указывают на необходимость срезки грунта, т. е. на устройство выемки, а отметки со знаком (-) на необходимость устройства насыпи. Треугольники с рабочими отметками одинакового знака называют одноименными, а разных знаков - переходными.

Общий объем земляных работ при планировке площадок определяется как сумма всех частных объемов.

В программу тахеометра включена возможность вычисления площадей непосредственно по результатам измерений. Данная функция является весьма полезной на строительной площадке, когда возникает необходимость оперативно определить объемы земляных работ.

Принцип определения площади состоит в определении координат поворотных точек полигона, ограничивающего эту площадь. Далее программой тахеометра площадь сложной конфигурации разбивается на треугольники и по полученным координатам вычисляется площадь каждого треугольника. В результате искомая площадь будет являться результатом суммы площадей треугольников ее составляющих (см. рис. 8).

Методика работ следующая.

Для входа в режим Определения площадей необходимо на первой странице Основного меню измерений нажать функциональную клавиш) F2 -- «ПЛОЩ». В появившемся окне следует выбрать второй пункт -Вычисление площади. Выбор подтверждается нажатием кнопки «Еnter».

Рисунок 8 - Принцип определения площади территории сложной конфигурации электронным тахеометром

В появившемся окне находится список точек, определяющих границу определяемой территории. По умолчанию перед началом измерений он пуст. При этом площадь можно вычислить как по непосредственно определяемым точкам, так и по уже определенным точкам, взяв координаты этих точек из памяти.

Для извлечения координат известных точек следует нажать клавишу F1, для перехода к режиму измерений - F4. После перехода в режим определения точек, появится стандартное окно измерений. При наведении зрительной трубы тахеометра на первую точку, измерение выполняется нажатием клавиши F4- «НАБЛ». Результат измерения подтверждается нажатием клавиши F1. В результате подтверждения результата измерений на первую точку появляется окно, где напротив первой точки значится надпись «Рt_01», свидетельствующая о том, что измерение на первую точку произведено. Далее по аналогии выполняются измерения на вторую, третью и последующие точки. Таким образом, после определения координат последней точки границы определяемого участка, производится вычисление площади. Для вычисления площади следует нажать клавишу F2 в окне, которое появится после определения координат последней точки. Программная клавиша F2 в этом окне становится доступной после определения координат трех точек.

Поскольку электронный тахеометр в режиме измерения определяет три координаты точки (х, у, Н), то при вычислении объемов учитывается разность отметок определяемых точек до начала ведения работ на участке и на момент выполнения последней съемки.

Для подсчета объема земляных масс (составления картограммы земляных работ) необходимо иметь данные (отметки высот) до начала работ и после выполнения работ. Используя эти данные, на компьютере с помощью специальной программы рассчитывается объем земляных работ.



3. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

3.1 Общие сведения

Как уже отмечалось (см. п.2.1) в соответствии с [1, 2] в состав топографо-геодезических изысканий входит камеральная обработка материалов.

В состав камеральных работ входит обработка результатов измерений, построение топографических планов, карт, профилей.

Уравнивание планово-высотного обоснования предусматриватеся выполнять на компьютере с помощью программы CREDO_DAT.

На основе уравнивания будут составлены топографические планы местности масштаба 1:2000, 1:1000 в программном комплексе CREDO.

По трассе нефтепровода будут составлены продольные профили М 1:2000/200/200.

Перед началом обработки результатов измерений составляются ведомости координат и высот углов поворота трассы, пересечений с надземными коммуникациями и пересекаемых угодий .

В настоящее время существует множество программных продуктов, позволяющих производить обработку результатов геодезических измерений.

Наиболее популярными и распространенными являются Комплекс CREDO, проект IndorCAD, программа GEO.DTM, программный комплекс AllPlan и другие.

В данном дипломном проекте рассматривается использование программного комплекса CREDO. Выбор именно этого программного продукта обусловлен следующим.

Система CREDO_DAT_PLUS ("Геодезические работы CREDO_DAT") предназначена для полной обработки данных полевых измерений инженерно - геодезических и землеустроительных работ. Она позволяет:

• импортировать данные из файлов электронных тахеометров в форматах SOKKIA (SDR), GEODIMETER, LEICA, ZEISS, NIСON, TOPCON;

• импортировать координаты и " сырые " измерения из текстовых файлов в форматах, настраиваемых пользователем;

• вводить данные из рукописных (полевых) журналов и ведомостей;

• выполнять строгое уравнивание плановых и высотных геодезических построений (сетей) практически неограниченного объёма от 2 класса любой формы и всех принятых методов создания;

• обрабатывать наземные съёмки;

• выполнять различные расчётные задачи;

• выполнять различные преобразования прямоугольных координат;

• экспортировать результаты в файлы формата DXF (2D - чертежи и планшеты, 3D - экспорт в CAD и GIS системы), файлы формата KAT (рабочие каталоги объекта в системе CREDO_DAT), файлы обменного формата CREDO входные файлы системы CREDO_TER - TOP, ABR, текстовые форматы пользователя;

• экспорт данных по инвентаризации в Цифровую Модель Местности через файлы типа TOP и ABR открытого обменного формата. Такая возможность задачи позволяет непосредственно в ЦММ (CREDO_TER), формировать любые графические материалы (схемы, планы) и накапливать информацию для ведения земельного кадастра.

3.2 Общая последовательность обработки в CREDO

Перед началом работы в программе выполняется ее настройка в соответствии с условиями съемки.

Все задачи системы CREDO_DAT имеют общую базу данных по объекту.

В системе CREDO_DAT_PLUS данные готовятся в табличных редакторах или импортируются из внешних файлов в форматах электронных тахеометров разных типов. В системе нет функций, позволяющих принимать данные непосредственно с электронных тахеометров. Передача данных с тахеометров осуществляется с помощью программ, входящих в их программное обеспечение.

После импортирования данных с электронного тахеометра осуществляется настройка интерфейса с указанием необходимых сведений об объекте и параметрах съемки, для дальнейшего вывода этих данных в техническом отчете.

Самую большую часть экрана занимает рабочее окно, в котором подробно отображается фрагмент обрабатываемой местности и процессы, происходящие при работе с объектами.

В окне навигации отображается всё поле точек обрабатываемого объекта, конфигурация создаваемой сети планово - высотного обоснования, а также прямоугольник, в границах которого объект отображается в данный момент в рабочем окне. Окно навигации помогает ориентироваться на объекте, определить расположение рабочего окна, позволяет быстро сформировать удобную область отображения, менять размеры и положение фрагмента объекта для доступа к новым данным.

В информационном окне отображается текущая текстовая и цифровая информация:

• текущий масштаб изображения в рабочем окне;

• координаты X, Y текущего положения курсора;

• расстояние и дирекционный угол при построениях;

• имя и номер текущего обрабатываемого объекта;

• объём свободной оперативной памяти.

Обработка полевых геодезических измерений в модуле CREDO_DAT

При выполнении обработки в системе CREDO_DAT данных, полученных с электронного тахеометра NICON, решаются следующие основные задачи:

• импорт данных;

• обработка данных;

• экспорт результатов обработки.

При импорте данных с электронного тахеометра NICON заполняется карточка объекта - функция "ОБЪЕКТ/Карточка". Необходимый минимум информации: наименование объекта, масштаб (1:1000 или 1:5000), класс сети, который определяет допустимые среднеквадратические ошибки.

Посредством функции "ДАННЫЕ / Импорт файла", входим в операцию "Формат" и выбираем из выпадающего меню соответствующий тип прибора, в данном случае - " NICON DTM-352 W".

В процессе загрузки автоматически происходит предобработка, то есть вывод среднего из полуприёмов, приёмов, расчёт превышений и горизонтальных проложений, расчёт предварительных координат пунктов.

После завершения импорта данных на рабочем экране и в окне навигации появится отображение сети, которую следует проанализировать.

На этапе обработки данных измерений вначале выполняется анализ данных. Далее выбирается последовательно режим обработки: плановая сеть обрабатывается отдельно от высотной.

Журнал данных имеет следующий вид (см. рис. 9).

Рисунок 9 - Общий вид журнала данных в программе Credo_Dat

При этом каждый из ходов отображается при его выборе в дополнительном окне, с указанием всех пунктов хода, измеренных горизонтальных и вертикальных углах, расстояний.

Есть возможность производить операции по каждому ходу в отдельности или по всей базе одновременно. Для этого необходимо «галочками» отметить те элементы (ходы), для которых необходимо выполнить какое-либо действие.

После проверки данных производится уравнивание ходов. Для этого выбирается функцию "ОБРАБОТКА / Уравнивание". Указываются какие ходы уравнивать (выбор пункт меню "6.Все").

Таким образом, произойдёт уравнивание всех ходов.

Для просмотра сформированных в процессе уравнивания каталоги и ведомости используется операцию "Результат".

Таким образом, система полностью автоматизирована.

3.3 Построение цифровой модели местности (ЦММ)

Построение цифровой модели местности осуществляется в программе CREDO_TER.

Все полученные данные из CREDO_DAT экспортируются в CREDO_TER посредством функции " ДАННЫЕ / Экспорт ".

Работа данной программы похожа на некоторые другие графичесике редакторы: информация по объектам размещается на различных слоях, например как в AutoCad.

Активизируя операцию "Результат" можно просмотреть файл Taxeo_izm.TOP, сформированный в результате экспорта.

Таким образом, осуществляется построениеа ЦММ проектируемого объекта.

Цифровая модель местности (ЦММ) состоит из:

- цифровой модели рельефа, которая представляет собой нерегулярную сетку треугольников с применением структурных линий и выделением участков для моделирования форм с изломами поверхности по границам,

- цифровой модели ситуации, представленной площадными, линейными и точечными объектами, отображаемыми соответствующими условными знаками и текстовой информацией.

Данные можно экспортировать в другие графические редакторы.

Для создания планов топографической съемки ЦММ в данном проекте предусматривается экспортировать в программу AutoCad.

3.4 Составление продольных профилей

С использованием программного комплекса CREDO_LIN осуществляется построение продольных профилей линейных объектов.

В результате экспорта трассы в CREDO в рабочем каталоге формируется подкаталог. Необходимо открыть этот каталог и войти в пункт «Линейные изыскания».

При экспорте трассы автоматически заполняется карточка объекта, передаются геометрия трассы, данные нивелирования поперечных профилей. В пункте «Расчет геометрии оси трассы» формируется ведомость углов поворота.

В пунктах «Просмотр…» можно просмотреть продольный и поперечные профили. В пункте «Вычерчивание продольного профиля» можно сформировать чертеж продольного профиля рельефа.

Полученные профили, также как и ЦММ, можно экспортировать в другие графические редакторы.

Профиль запроектированной трассы представлен в приложении В.



3.5 Формирование технического отчета

В комплексе CREDO_DAT есть возможность создавать и хранить отчеты и ведомости. В системах комплекса CREDO ведомости формируются на базе указанных шаблонов и имеющихся данных (имен пунктов, координат, измеренных углов и т.д.).

Для формирования технического отчета выполняются следующие действия: выбирается команда «Установки / Шаблоны отчетов». В раскрывшемся окне «Шаблоны для выдачи ведомостей» в списке «Ведомость» выбирается строка с именем «Ведомость теодолитных ходов» и нажимается кнопка [Редактировать]. В раскрывшемся окне утилиты «Генератор отчетов» выбирается команда «Файл / Создать». В окне «Выбор подсистемы» выбирается Credo_Dat.

Данные отчета удобнее всего представлять в виде таблицы.

Кроме собственно данных по теодолитным (нивелирным) ходам в отчет включается информация об организации и ведомстве, название проекта. В общем виде шаблон технического отчета представлен на рисунке 10.

Рисунок 10 - Общий вид технического отчета

Все ведомости формируются по созданному шаблону.



4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

4.1 Стоимостные оценки топографо-геодезических работ

Стоимость производства работ является важнейшей экономической категорией.

В топографо-геодезическом производстве используют несколько стоимостных оценок: сметная стоимость, плановая себестоимость и фактическая стоимость работ.

Структура себестоимости топографо-геодезических работ (по элементам затрат, в % к итогу) следующая [5]: сырье и основные материалы - 3,5 %; вспомогательные и прочие материалы - 0,4 %; топливные и энергетические материалы - 1,5 %; малоценные предметы и спецодежда - 2,8 %; заработная плата - 49,2 %; начисления на заработную плату - 2,4 %; полевое довольствие - 5,4 %; амортизация - 5,2 %; транспорт - 27,8 %; прочие - 1,8 %. Таким образом, в себестоимости производства топографо-геодезических работ около половины занимают затраты на заработную плату и их характеризуют как трудоемкое производство.

В связи с этим в данном дипломном проекте для определения стоимости работ и их эффективности рассмотрены следующие вопросы: расчет сметной стоимости проекта, неденежная оценка целесообразности работ.

4.2 Расчет нормативной сметной стоимости комплекса геодезических работ при обустройстве Северо-Талаканского месторождения

Расчет нормативной сметной стоимости работ осуществляется на основании установленных объемов работ и расценок на единицу работ [7, 8].

Расчет сметной стоимости приведен в таблице 10.Таблица 10 - Расчет нормативной сметной стоимости комплекса геодезических работ

№ п/п	Наименование работ	Един. измер.	Объемы работ	Катег. трудности (зона)	№№ нормативов	Расценки на единицу работ, рубл.	Поправочные коэффициенты к расценкам	Всего на объем работ, рубл.
Полевые работы
1	Создание плановой опорной сети	пункт	4	ІІ	СБЦ Гл. 1 § 4	6426	0,4	10281,60
2	Создание высотной опорной сети	пункт	4	ІІ	СБЦ Гл. 1 § 4	1897	0,4	3035,20
3	Создание инженерно-топографических планов в масштабах 1:5000	га	40	І	СБЦ Гл. 2 § 3	191	-	7640,00
4	Создание инженерно-топографических планов в масштабах 1:1000	га	15,5	І	СБЦ Гл. 2 § 3	1555	-	24102,50
5	Рубка просек, визирок	км	5,2	І	СБЦ Гл. 7 § 30	302	-	1570,40
6	Изыскания трассы нефтепровода	км	5,2	І	СБЦ Гл. 3 § 9	3440	-	17888,00
7	Изыскания трассы нефтепровода	км	1,1	ІІ	СБЦ Гл. 3 § 9	4106	-	4516,60
8	Плановая и высотная привязка отдельных пунктов	пункт	1	І	СБЦ Гл. 7 § 9	136	-	136,00
9	Рубка просек, визирок при съемке в масштабе 1:5000	га	11	І	СБЦ Гл. 7 § 31	32	-	352,00
Всего за комплекс работ	69522,30
Поправочный коэффициент за исполнение изысканий в районах РФ, для которых установлен районный коэффициент	1.08
Всего с учетом коэффициентов	75084,08
Коэффициент за инфляцию	3.14
Всего в ценах на IV кв. 2012 г.	235764,02
Внутренний транспорт (10 %)	23576,40
Камеральные работы
10	Создание плановой опорной сети	пункт	4	ІІ	СБЦ Гл. 1 § 4	2538	-	10152,00
11	Создание высотной опорной сети	пункт	4	ІІ	СБЦ Гл. 1 § 4	428	-	1712,00
12	Создание инженерно-топографических планов в масштабах 1:5000	га	40	І	СБЦ Гл. 2 § 3	49	-	1960,00
13	Создание инженерно-топографических планов в масштабах 1:1000	га	15,5	І	СБЦ Гл. 2 § 3	439	-	6804,50
14	Изыскания трассы нефтепровода	км	5,2	І	СБЦ Гл. 3 § 9	1599	-	8314,80
15	Изыскания трассы нефтепровода	км	1,1	ІІ	СБЦ Гл. 3 § 9	1984	-	2182,40
Всего за комплекс работ	31125,70
Поправочный коэффициент за выполнение камеральных и картографических работ с использованием компьютерной техники	1.2
Всего с учетом коэффициентов	37350,84
Коэффициент за инфляцию	3,14
Всего в ценах на IV кв. 2012 г.	117281,64
ВСЕГО СМЕТНАЯ СТОИМОСТЬ	376622,06

Сметная стоимость выполнения комплекса геодезических работ составляет 376622,06 рублей.

4.3 Неденежная оценка целесообразности работ

В связи с тем, что нет возможности установить денежную экономическую эффективность топографо-геодезических работ в данном дипломной проекте применен косвенный метод оценки.

В связи с тем, что предусматривается промышленная эксплуатация нового нефтегазового месторождения, разработан проект его разведки и эксплуатации.

Все виды строительных работ сопровождаются геодезическими и топографо-геодезическими работами, что обуславливает необходимость комплекса инженерно-геодезических изысканий. В данном проекте осуществляемые виды работ предусматривается выполнять с помощью современного оборудования, которое позволяет ускорить процесс съемки и минимизирует трудовые затраты.

В связи с этим, запроектированные виды работ и выбранное оборудование можно считать наиболее целесообразными.



5. ВОПРОСЫ ОХРАНЫ ТРУДА И БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Все виды полевых топографо-геодезических работ должны производиться в строгом соответствии с требованиями по технике безопасности, содержащимися в технических инструкциях, технических проектах и Правилах по технике безопасности на топографо-геодезических работах [9].

Общие требования

К производству топографо-геодезических работ допускаются лица, прошедшие обучение по безопасности труда и инструктаж на рабочем месте по выполняемым видам работ. Рабочие и инженерно-технические работники должны проходить обязательные предварительные при поступлении на работу и периодические медицинские осмотры в установленном порядке.

Спецодежда, спецобувь и другие средства индивидуальной защиты, выдаваемые работникам, а также средства коллективной защиты и предметы лагерного снаряжения и оборудования должны соответствовать характеру и условиям выполняемой работы, отвечать требованиям действующих стандартов и обеспечивать безопасность труда. Для полевых подразделений, работающих в горных, лесных районах, а также при производстве работ в населенных пунктах, на аэродромах, строительно-монтажных объектах, автомобильных и железных дорогах и других объектах специального назначения спецодежда должна быть демаскирующей расцветки оранжевого или ярко-красного цветов.

Каждый работающий, заметивший опасность, угрожающую людям, сооружениям и имуществу, обязан принять неотложные меры для ее устранения и немедленно сообщить об этом своему непосредственному руководителю.

Выдаваемые в полевые бригады оборудование, инструменты и механизмы должны быть в исправном состоянии и иметь соответствующий сертификат или паспорт, подтверждающие их техническое состояние и соответствие выполняемому виду работ.

До начала полевых работ на предприятиях, в экспедициях и полевых партиях должны быть полностью решены вопросы организационно-технического порядка:

• обеспечение полевых подразделений транспортными средствами, материалами, инструментами, снаряжением, СИЗ и продовольствием на весь полевой сезон, а также их доставка на места работ;

• организация и обустройство полевых баз и подбаз на объектах работ с учетом природно-климатических условий района работ;

• разработка календарных планов и составление схем передвижения бригад по участкам работ с учетом времени производства работ и местных природно-климатических условий, с указанием мест переправ через реки, другие водные препятствия, труднопроходимые участки и участки повышенной опасности и т.п.;

• определение и утверждение состава полевых подразделений, назначение руководителей работ (бригад), а также ответственных лиц за эксплуатацию транспортных средств, буровых установок, механизмов и др.;

• разработка планов мероприятий по охране труда и пожарной безопасности на период организации и проведения полевых работ.

Мероприятия по охране труда и безопасности жизнедеятельности при производстве топографо-геодезических работ

Закладка центров полигонометрии и реперов в грунт должна выполняться после тщательной рекогносцировки, предусматривающей их расположение в наиболее безопасных местах.

Места закладки знаков в грунт в населенных пунктах должны быть согласованы с соответствующими управлениями городского хозяйства (горводопровод, электросеть и др.) с получением письменного разрешения. К разрешению должен быть приложен план (схема) с указанием расположения и глубины залегания коммуникаций.

В случае необходимости производства работ по закладке центров и реперов на проезжей части улиц и площадях города место работы должно быть огорожено и обеспечено дорожными знаками Госавтоинспекции "Прочие опасности" с обязательным согласованием мест закладки и времени производства работ с ГАИ, дорожно-мостовым управлением и административной комиссией исполкома.

Наружное оформление центров и реперов, закладываемых в грунт, не должно мешать свободному передвижению пешеходов и транспорта.

При закладке знаков полигонометрии в городах предпочтительнее вместо грунтовых закладывать стенные.

Если при закладке знаков в грунт обнаружится не указанный на плане (схеме) электрокабель, работу немедленно прекратить и вызвать к месту работы представителя кабельной сети для получения соответствующих указаний. Место закладки знака в этом случае следует изменить.

В связи с тем, что на участке ведения работ расположены существующие линии электропередачи необходимо соблюдение правил безопасности ведения работ на трассах и площадках электросетевого хозяйства.

Потенциальная возможность производственной опасности и вредности при съемке вышеназванных работ может возникнуть в пределах охранной зоны вдоль линий электропередач, связи и оси нефтегазопроводов. Охранной зоной в каждом конкретном случае является участок земли и пространства, заключенный между вертикальными плоскостями, отстоящими от крайних проводов линий электропередач и связи или от сети нефтегазопроводов и кабельных линий связи на расстоянии:

• для линий электропередач напряжением: до 1 кВ - 2 м; от 1 до 20 кВ включительно - 10 м; 35 кВ - 15 м; 110 кВ - 20 м;

• для кабельных и воздушных линий связи: наземных, подземных и воздушных линий - 2 м; для линий нефтегазопроводов - 200 м.

В пределах охранных зон без письменного разрешения предприятий, в ведении которых находятся линии электропередачи, связи и нефтегазопроводов, запрещается:

• перемещать и разрушать опознавательные и сигнальные знаки, контрольно-измерительные пункты;

• открывать и закрывать краны, задвижки, отключать и включать средства связи, энергоснабжения и телемеханики;

• прикасаться к металлическим и железобетонным опорам действующих линий электропередач и подходить к ним на расстояние ближе 10 м.

Производство топографо-геодезических работ вблизи воздушных линий электропередач и связи во время грозы и при ее приближении запрещается.

При выполнении любых топографо-геодезических работ на полотне автодороги на работниках бригад должны быть одеты сигнальные оранжевые жилеты.

При работе в населенных пунктах: при переходе с инструментом с одного места работы на другое разрешается, при отсутствии тротуара, идти по проезжей части улицы или автодороги навстречу движению транспорта. При пересечении проезжей части улицы работающие обязаны убедиться в полной безопасности перехода.

При производстве работ на проезжей части дорог руководитель бригады обязан выставлять рабочих-регулировщиков за 50 - 100 м с обеих сторон от места работы и обеспечивать их знаками ограничения скорости и т.п.

Во время производства работ на проезжей части дорог запрещается:

• оставлять на автодорогах без надзора геодезические инструменты и оборудование;

• использовать вместо вешек посторонние предметы, создавая этим аварийную обстановку в случаях провешивания линий по оси дороги;

• производить работы на автодорогах в туман, метель, грозу, при гололедице;

• во время перерывов в работе находиться на проезжей части дорог всех категорий.

Охрана труда и техника безопасности при проведении камеральных работ

В камеральные работы входит обработка результатов измерений и построение ЦММ с использованием персонального компьютера.

Общие требования безопасности:

а) перед допуском к работе лицо работающее с персональным компьютером должно пройти вводный инструктаж и инструктаж по технике безопасности;

б) проверка знаний безопасных приёмов и методов труда, а также правил пожарной безопасности проводится ежегодно;

в) нельзя использовать неисправные вилки и розетки для подключения устройств компьютера;

Требования к оснащению рабочего места:

а) монитор должен стоять так, чтобы прямые солнечные лучи из окна и свет от осветительных приборов не падали на экран и не били в глаза;

б) монитор следует разместить чуть выше уровня глаз на расстоянии 70 - 80 см.;

в) клавиатура должна быть расположена рядом с монитором таким образом, чтобы пользователь видел экран прямо перед собой;

г) освещённость комнаты, где расположены компьютеры, должна соответствовать санитарным нормам.

Требования безопасности и охраны труда во время работы:

- необходимо убедиться, что компьютер исправен, о чём свидетельствует нормальная загрузка операционной системы;

- каждый час необходимо делать перерывы на несколько минут с короткими физкультурными паузами;

- нельзя оставлять работающий компьютер без присмотра;

- нельзя вытирать пыль с экрана монитора при работающем компьютере;

- запрещается вскрывать корпус монитора или системного блока.

Требования безопасности в аварийных ситуациях:

• при неработоспособном состоянии одного из устройств компьютера (монитора, принтера или системного блока) необходимо немедленно выключить компьютер и известить дежурного электронщика;

• если при включении компьютера операционная система не загружается следует выключить компьютер и известить системного программиста;

• при появлении запаха гари или " постороннего " шума в работающем компьютере необходимо немедленно выключить компьютер и известить дежурного электронщика.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В дипломном проекте обоснована необходимость проведения комплекса геодезических работ по сопровождению обустройства Северо-Талканского месторожджения, расположенного в юго-западной части Якутии.

Приведена краткая характеристика района работ: физико-географическое положение, геодезическая изученность, общие сведения о проектируемом объекте.

На их основе разработан проект планово-высотного обоснования съемки, определен комплекс работ, выполнен предрасчет точности запроектированного планово-высотного обоснования и проведено сравнения с требованиями нормативных документов.

Установлено, что проект планово-высотного обоснования соответствует необходимой точности и может быть вынесен в натуру.

По каждому виду полевых работ приведено описание цели, методик выполнения, оборудования и его технических характеристик.

Применение для производства работ спутникового навигационно-геодезического приемника, электронного тахеометра и электрооптического дальномера позволяет не только повысить производительность и точность работ, но и снизить себестоимость выполнения соответствующих видов работ.

Полученные в результате полевых работ проектом предусматривается обрабатывать в программном комплексе Credo_Dat.

В результате полевых работ, запроектированных в данном проекте, будут получены уравненные теодолитные и нивелирные ходы, ведомости ходов, цифровая модель местности, продольный профиль трассы линии нефтепровода.

В работе произведен расчет сметной стоимости выполняемых работ и приведен комплекс мероприятий по охране труда в ходе выполнения проектных работ.

Обоснованный в проекте комплекс инженерно-геодезических изысканий позволяет качественно выполнить перечисленные работы, что позволит при строительстве и эксплуатации объектов Северо-Талаканского месторождения сократить до минимума затраты на геодезические работы.

Таким образом, в данном дипломном проекте обоснован полный комплекс работ геодезических изысканий при обустройстве Северо-Талаканского месторождения.