Подготовка разбивочных данных для выноса в натуру колодцев

Геодезические работы при строительстве подземных коммуникаций

Сбор планов и чертежей, отражающих плановое и высотное положение существующих подземных коммуникаций. Поиск и съемка существующих подземных коммуникаций, не обозначенных на планах.

При строительстве подземных коммуникаций (трубопроводов, электрических кабелей, линий связи и др.) необходимо иметь соответсвующую документацию (планы, чертежи), на которых должны быть размещены существующие подземные коммуникации.

При отсутствии инженерно-топографических планов или ис­полнительных чертежей, их недостаточной полноте или точнос­ти предусматривается съемка подземных и наземных инженер­ных коммуникаций. До начала полевых работ должны быть со­браны все документы, относящиеся к задачам съемки и установ­лена возможность их использования. Полевые работы начинают­ся с отыскания местности по внешним признакам местоположе­ния и назначения существующих подземных коммуникаций. При их обследовании определяют:

- по водопроводу: материал и наружный диаметр труб; назна­чение (хозяйственно-питьевой, производственный);

- по канализации: характеристику сети (самотечная напор­ная) и назначение (бытовая, производственная, дождевая); матери­ал и диаметр труб (внутренний - для самотечных и наружный - для напорных сетей);

- по теплосети: тип прокладки (канальная или безканальная), тип канала (проходной, полупроходной, непроходной); материал и внутренние размеры канала; количество и наружный диаметр труб;

— по газопроводу: наружный диаметр и материал труб; давле­ние газа (низкое, среднее, высокое).

Обследуются также кабельные сети электрические (с указа­нием напряжения), кабельные линии связи, линии подземного дренажа.

При съемке подземных и надземных коммуникаций должны быть выявлены для нанесения на план:

— по водопроводу: ось трубопровода, углы поворота, вводы в дома, выпуски, центры люков колодцев, водозаборные и питье­вые колонки, пожарные гидранты и поливочные краны;

- по канализации: ось коммуникации, безколодезные поворо­ты, центры люков колодцев и камер, выводы из домов, решетки дождеприемников, аварийные выпуски;

— по теплосети: оси трубопроводов, углы поворота, вводы в здания и выводы, центры люков камер, места выходов на поверх­ность;

— по газопроводу: ось трубопровода, углы поворотов, места входов в дома, места выходов на поверхность, центры люков ко­лодцев и крышек коверов, газорегуляторные пункты.

Техническое нивелирование подземных сооружений преду­сматривает определение отметки люков всех колодцев, земли или мощения возле колодца, труб в колодце, лотка, каналов.

1. Оформление в существующих организациях разрешений на производство земляных работ вдоль трассы проектируемой подземной прокладки

Под покрытием улиц и проездов современных благоустроенных городов и других населенных пунктов на определенной глубине находится большое количество коммуникаций (трубы водопро-вода, канализации, теплотрасс, газовых сетей, кабели электрические, телефонные, телевизионные и др.). Местоположение всех подземных прокладок должно быть взаимоувязано, что сильно осложняет проектирование каждого вида подземных коммуникаций и приводит к необходимости согласования их проекта с организациями, ответственными за безаварийную работу соответству-ющих действующих или проектируемых подземных сетей. Для обеспечения нормальной эксплуа-тации, ремонта существующих и проектировании новых подземных подземных сетей в городах составляют и при необходимости обновляют подробные планы подземных коммуникаций.

Перед началом земляных работ вдоль трассы проектируемой подземной прокладки в сущест-вующих организациях (горисполкомах, облисполкомах) необходимо получить письменное разре-шение.

1. Особенности пикетажно-нивелирных работ вдоль оси проектируемой трассы коммуникации

Окончательное трассирование трубопроводов, как прави­ло, выполняется на местности по линиям, выбранным из матери­алов камерального трассирования и утвержденным для оконча­тельных изысканий. Назначение полевого трассирования состо­ит в следующем:

1) окончательное установление и закрепление на местности трассы, к пикетным знакам которой привязываются оси всех сооружений трубопровода;

2) проведение дополнительных топографических съемок для строительства сооружений трубопровода;

3) проведение инженерно-геологических и гидрологических изысканий, сбор других данных, необходимых для составления рабочего проекта трассы.

До начала полевого трассирования (в подготовительный пе­риод) на основе изучения материалов предварительных изыска­ний составляют схему предстоящего расположения трассы на местности с разметкой пикетажных точек и определяют графи­чески и аналитически координаты вершин углов поворота трас­сы для выноса их на местность. В процессе детальной рекогнос­цировки, пользуясь такой схемой местности, определяют в нату­ре и обозначают вершины углов поворота, затем приступают к трассировочным работам: измеряют углы поворота трассы, выполняют вешение ее сто­рон и разбивку пикетажа и поперечников. Если предусмотре­ны дополнительные геодезические изыскания вдоль трассы, восстанавливают или сгущают сети пунктов планово-высотно­го съемочного обоснования. Через плановые пункты прокла­дывают теодолитные ходы, отметки реперов съемочного обоснования находят нивелированием III, IV классов или техничес­ким, в зависимости от требуемой точности предстоящих строи­тельных работ. Пикетажные знаки нивелируются с технической точностью, допустимые длины нивелир­ных ходов указаны в табл.1. Производится крупномасштаб­ная топографическая сьемка следующих объектов: переходов трассы через водотоки, дороги; мест примыкания трассы к со­оружениям; площадок под насосные станции, а также для раз­мещения водоочистных сооружений и т.д.

Таблица 1.

Допустимые погрешности отметки репера съемочного обоснования и длина нивелирного хода

Проект планового положения трассы переносят с карты, пла­на или материалов аэрофотосъемки на местность относительно ближайших геодезических пунктов и четких предметов местнос­ти, используя расстояния, измеренные по плану. При этом на местности закрепляют вершины углов поворота и ряд точек створа через 500—1000 м. Трассу обозначают вехами, которые устанав­ливают при помощи теодолита. В каждой вершине кроме угла поворота измеряют магнитный азимут прямого и обратного на­правления примыкающих сторон трассы. Расстояния между вер­шинами углов поворота могут измеряться светодальномерами, оптическими дальномерами или стальными лентами (рулетка­ми) с относительной погрешностью 1/1000 - 1/2000. Для полу­чения этих расстояний в горизонтальном положении при углах наклона ν ≥ 2° измеренные отрезки удлиняют на величину по­правки ΔD_ν за наклон.

На трассе производятся пикетажные работы. Под пикетом, с одной стороны, понимают горизонтальный отрезок трассы дли­ной 100 м, а с другой — колышек, закрепляющий на трассе пи­кетное расстояние. Пикетаж разбивают при помощи ленты Л3-20 в комплекте с шестью шпильками. Пикетные колышки вбивают почти вровень с поверхностью земли и от них на расстоянии 5— 10 см ставят сторожки, на которых подписывают номера пике тов ПКО, ПК1, т.е. расстояния в сотнях метров от начальной точки трассы ПКО.

Рис. 1. Схема пикетных точек и нивелирование точек трассы

На наклонных участках местности ленту удер­живают горизонтально или же удлиняют пикеты на величину поправки ΔD_ν. Кроме того, обозна­чают места заметных перегибов ре­льефа с указанием их расстояния от ближайшего предыдущего пикетно­го колышка, например ПК1+32, та­кие точки называют плюсовыми (рис.1).

На косогорах, а в некоторых слу­чаях и на горизонтальной местнос­ти, в обе стороны от трассы разбива­ют поперечники длиной по 25—50 м (например, поперечник на точке ПК2+40 обозначен точками П22 и П35, поскольку они расположены справа по ходу трассы на расстоя­нии 22 и 35 м от нее).

Наряду с разбивкой пикетажа ведут съемку притрассовой полосы местности преимущественно спосо­бом перпендикуляров, если расстоя­ние до 20—25 м, и глазомерно при необходимости съемки ситуации в более широкой полосе.

В пикетажном журнале (запол­няется снизу вверх) отмечают пи­кетные и плюсовые точки, пересе­каемые трассой, и близлежащие контуры ситуации, числовые дан­ные их съемки (рис. 2).

Рис.2. Схема пикетажного журнала

Рис.3. Разбивка пикетов на круговой кривой

При несложной ситуации масштаб зарисовок может быть близким к 1:2000, при усложнении ситуации его укрупняют.

На участке, где предусматривается круговая кривая, пике­тажные измерения трассы производятся по прямым через вер­шины углов поворота. На каждом повороте обозначают главные точки круговой кривой и исправляют пикетаж, так как длина трассы должна быть определена через ее кривые участки.

При достижении вершины угла поворота ВУ1 (рис. 3, а) землемерную ленту закрепляют шпильками 1 и 2 и отсчитывают пикетажное положение точки ВУ1, равное в нашем примере ПКЗ+51,35. При R = 500 м и θ = 37° 50' по специальным формулам и таблицам находят численные значе­ния Т, К, Д и Б и записывают в пикетажный журнал (см. рис. 2), причем криволинейный участок трассы условно показывают в журнале прямым, угол поворота обозначают стрелкой с указани­ем пикетного значения точки ВУ. Вычисляют пикетное положе­ние точек НК и КК - начало и конец круговой кривой. Записи в пикетажном журнале ведутся по следующей схеме:

Положение трассы в плане и по высоте окончательно согласо­вывается с местными органами власти, землепользования, орга­низациями, эксплуатирующими примыкающие к трассе или пе­ресекаемые подземные сооружения и линии электропередач, орга­нами по охране природной среды и др.

По данным полевого трассирования составляется продольный профиль трассы для ее рабочего проектирования. На топографи­ческих чертежах отображается плановое положение всех элемен­тов трубопровода, относящихся к нему сооружений и находя­щихся вблизи объектов.

1. Разбивочные работы при устройстве траншей и смотровых колодцев

В процессе рытья траншей для предстоящего строительства подземных коммуникаций уничтожаются все вре­менные знаки, обозначающие ось трассы и углы поворота. По­этому предусматривается восстановление осевых знаков на раз­личных стадиях строительства, для чего применяют дополни­тельные знаки, которые закрепляют, как правило, вне зоны зем­ляных работ с расчетом на быстрое, достаточно простое и надеж­ное восстановление утраченных точек. Рассмотрим створное за­крепление точек. Для закрепления и восстановления осевых то­чек трассы трубопровода (например, точки А на рис. 4) пользуются двумя пересекающимися створами 1-2-А и 3-4-А, знаки ко­торых 1 и 2, а также 3 и 4 должны быть простыми по конструк­ции и надеж-

Рис. 4. Створное закрепление на местности точек трассы трубопровода

но закрепленными вне зоны предстоящих земляных работ. При восстановлении осевую точку А находят в пересече­нии продолжений створов 1-2 и 3-4.

Осевая точка В находится между створными знаками 5 и 6, 7 и 8 в пересечении створов 5-6 и 7-8.

Углы между створными линиями не должны быть меньше 60° (угол β₁) или больше 120° (угол β₂).

Выбирая конструкцию створных знаков, следует учитывать их дополнительное назначение и длительность использования. Например, створные знаки могут использоваться в качестве стро­ительных реперов при монтаже труб и сооружений трубопрово­да, а также как опознавательные столбы в период эксплуата­ции. Применяются грунтовые и настенные створные знаки, их описание дано в теме 1.2. До начала строительства часть створных знаков должна быть определена плановыми координатами. С этой целью измеряют горизонтальный угол γ между линией АВ трассы и створом А-4-3 (см. рис.4), а также расстояния l₁ и l₂. Зная дирекционный угол участка оси АВ, нетрудно вычис­лить дирекционный угол линии А-4-3 и координаты створных знаков 4 и 3.

Высотная координата створных знаков определяется техни­ческим нивелированием относительно не менее двух ближай­ших притрассовых реперов высотного обоснования строитель­ных работ,

В процессе выполнения работ по закреплению осевых точек створными знаками составляется исполнительная схема в произ­вольном масштабе. На схеме указывают численные значения уг­ловых и линейных величин выполненных измерений, плановую и высотную координаты створных знаков. На схеме должны быть нанесены плановые и высотные пункты инженерно-геодезичес­кой разбивочной основы, относительно которых были вынесены в натуру осевые точки трассы трубопровода и подземных соору­жений. Должны быть показаны строительная обноска, которая предусматривается при строительстве фундаментов сооружений трубопровода, знаки закрепления строительно-монтажных осей сооружения.

Разбивочные работы при разработке траншей. В отличие от котлованов для строительства подземной части зданий тран­шеи для монтажа трубопроводов характеризуются значительной протяженностью при малой ширине, поэтому и разбивочные геоде­зические работы соответственно отличаются от описанных выше разбивочных работах. Но в целом разбивочные работы основаны на выполнении типичных геодезических измерений, называемых элементами геодезических разбивочных работ.

Для определения местоположения колодцев и траншей осе­вые точки трассы и центры колодцев восстанавливают на мест­ности промерами от створных знаков или в пересечении створов (см. рис. 4). Вынесенные точки закрепляют кольями. Верх­нюю бровку котлованов под концевые и поворотные колодцы разбивают (обозначают) относительно центра колодца на рассто­янии, равном половине проектной ширины котлована с учетом откоса и перпендикулярно к линии,

Рис. 5. Высотная разбивка траншеи и трубы:

а, б — разбивка дна траншея; в — контроль высотного положения трубы; 1 — осевая риска; 2 - постоянная визирка; 3 - полочка; 4 - трубная визирка

соединяющей два соседних колодца (продольной оси траншеи). Продольную ось траншеи на прямолинейном участке обозначают пикетными кольями через 5—10 м. Относительно пикетных кольев по перпендикулярам к оси трассы откладывают расстояния, равные половине проект­ной ширины траншеи на поверхности земли, и обозначают ко­лышками ее границы. Затем строят, если необходимо, строи­тельную обноску в виде П-образных деревянных конструкций (рис.5,а), которые помещают над центром колодцев и допол­нительно через 20-100 м при больших расстояние между колод­цами.

Во время рытья траншей и котлованов горизонтальную доску обноски снимают, после завершения основных земляных работ доску возвращают на место.

Опорные столбы обноски должны быть вкопаны в землю не ближе 1,5 м к краям траншеи или котлована. Горизон­тальная доска пришивается к столбам на высоте 0,4—0,6 м от поверхности земли. Продольную ось траншеи переносят на обноску при помощи теодолита, установленного под створ­ным или осевым знаком. Положение оси отмечают риской 1 (см. рис. 5, а), относительно осевой риски отмечают вспо­могательные оси. На доске краской подписывают номер ко­лодца, диаметр труб и наименование осей. Если в данном колодце меняется диаметр труб, то подписывают два диа­метра в виде дроби: в числителе указывают меньший, а в знаменателе — больший диаметр. Направление продольной оси трубы в траншее между центрами соседних колодцев обозначают при помощи стальной проволоки, подвешенной соосно с осевыми метками на обноске. Отвесные проекции прово­локи на дно траншеи задают при помощи нитяного отвеса, с той же целью пользуются визирками.

В комплект визирок входят две постоянные и третья - ходо­вая. Постоянная визирка 2 (см. рис. 5, в) укрепляется на дос­ке обноски так, чтобы ее высота над поверхностью земли равня­лась не менее 1 м. Горизонтальная планка визирки для лучшей видимости окрашивается в белый и красный цвета.

Постоянные визирки своими верхними гранями должны обо­значать наклонную линию, параллельную оси трубы при ее про­ектном уклоне в траншее. Для расчета высоты постоянных визи­рок сначала геометрическим нивелированием определяют отмет­ку полочки 3 на досках соседних обносок (см. рис.5, а) и используют проектные отметки низа трубы в точках А и В сосед­них колодцев. Определяют также удобную в работе длину ходо­вой визирки.

Пример. Определить длины l₁ и 1₂ постоянных визирок и длину l ходовой визирки, если отметки полочек М и N соседних досок обноски Н_м = 86,500 м; H_N = 87,255 м; проектные отметки низа трубы в соседних колодцах H_А = 83,400 м; Н_В = 84,400 м; рас­стояние между колодцами

d = 100,00 м; проектный уклон в на­правлении В-А i = -0,010.

Решение. По рис. 12.5, б находим, что высота AM полоч­ки М над низом трубы в точке А равна МА = Н_м — Н_А = 86,500 - 83,400 = 3,100 м; аналогично высота NB = H_N - H_B = 87,255 - 84,400 = 2,855 м. Длину ходовой визирки принимаем l = 3,500 м, тогда высоты постоянных визирок над полочками l₁ = 3,500 - 3,100 = 0,400 м; l₂ = 3,500 - 2,855 = 0,645 м.

Визирки применяются в основном для контроля зачистки дна траншеи на проектной глубине и недопущения ее перезаглубле­ния. С помощью визирок контролируют укладку в проектное положение труб напорных трубопроводов и труб самотечной ка­нализации при ее больших уклонах. При зачистке дна траншеи под самотечный трубопровод проектный уклон контролируют при помощи зрительной трубы нивелира или теодолита.

Подготовка разбивочных данных для выноса в натуру колодцев

Для подготовки разбивочных данных для выноса в натуру колодцев К1 и К5 (см. рис. 6)

Рис.6 Схема разбивочного чертежа для выноса в натуру трассы трубопровода

решаются обратные геодезические задачи для расстоя­ний до точки К1 от пунктов полигоно-метрии ПП10 и ПП11 и вычисляются горизонтальные углы β₁ = α₁ – α_10-11; β₂= α_10-11- α₂ .

Аналогичными расчетами подготавливаются данные для выноса в натуру точки К5:

β₃ =α₃ –α_2—25; β₄=α_25-20 –α₄. Местополо­жение на местности точек К1 и К5 определяется полярным спо­собом: теодолит центрируют над точкой ПП10 и задают поляр­ное направление ПП10-К1 под углом β₂, рулеткой откладывают расстояние l₁ и закрепляют точку К1 с контролем зрительной

трубой. Повторный вынос точки К1 выполняют от пункта ПП11 под полярным углом β₂ на расстоянии l₂. Допустимое несовпаде­ние результатов выноса точки К1 составляет 0,03-0,05 м. Ана­логично производится вынос в натуру центра колодца К5. Про­межуточные колодцы обозначаются колышками в створе К1-К5. Створ задают зрительной трубой теодолита, расстояния l_Ti между центрами колодцев измеряют с помощью стальной или лазерной рулеток.

Вынесенные точки привязывают промерами расстояний до ближайших постоянных предметов местности. Полученные чер­тежи "привязок" впоследствии используются для восстановле­ния местоположения точек трассы на разных стадиях ее строи­тельства. Пример привязочных схем показан на рис. 7.

Рис. 7. Разбивочный чертеж для выноса в натуру колодцев трубопровода относительно постоянных объектов местности

1. Требования к точности укладки труб напорных и самотечных трубопроводов, газопроводов, кабелей и других коммуникаций

При укладке труб напорных и самотечных трубопроводов, газопроводов, кабелей и других коммуникаций необходимо соблюдать основные требования к точности укладки. Наиболее высокие требования предъявляются к погрешности передачи проектных отметок для укладки труб самотечной канализации: не больше 5 мм при расстоянии между колодцами 45-50 м. Требуемая точность укладки по высоте са­мотечного трубопровода минимального уклона характеризуется допустимой погрешностью не более 10 мм,

Для укладки канализационных труб с проектным уклоном, боль­шим минимально допустимого, пользуются способом визирок, причем ходовую визирку снабжают пяточным выступом (брус­ком, присоединенным под прямым углом к основанию визирки), При укладке трубы в траншею ходовую визирку пяточным выступом

Рис. 8. Укладка трубопровода в траншею:

а — по визиркам: 1 — постоянная визирка; 2 — переносная визирка; 3 — трубопровод в траншее; б — по уровню: 1 — уровень; 2 — опорная подкладка; 3 — трубопровод

опирают на лоток переднего конца трубы и устанавливают отвесно (рис. 8). Если верхние планки двух постоянных и хо­довой визирок находятся на одной прямой линии, рассматривае­мой невооруженным глазом, то данный конец трубы практичес­ки совмещен с проектной отметкой. Поскольку трубы укладыва­ют последовательно, то присоединяемый (задний) конец трубы совмещается с предыдущей уложенной трубой посредством под­кладок или принудительно, и вся труба получает проектное по­ложение по высоте. Прямолинейность в плане укладки труб про­веряют относительно подвешенной осевой проволоки с помощью отвесов.

На участках трассы с минимально допустимыми уклонами точность визуального контроля (с помощью визирок) недостаточ­на для придания трубам заданного уклона с допустимыми откло­нениями до 10 мм. Поэтому все разбивочные работы выполняют при помощи зрительной трубы нивелира. Пользуются также ла­зерным лучом (лазерный визир, лазерная приставка к нивелиру и др.). Трубы самотечной канализации укладывают на бетонную подготовку, выровненную и имеющую проектную отметку поверхности, меньшую проектной отметки лотка трубы на тол­щину стенки последней, Для получения проектного положения бетонной подготовки на дно траншеи забивают металлические штыри-маяки под каждое звено или под два стыкуемых звена трубопровода. Верх штырей-маяков на заданную отметку уста­навливают при помощи нивелира. Трубы большого диаметра при уклоне 0,0005 необходимо укладывать в проектное положение по высоте с повышенной точностью (погрешности проектных от­меток допускаются до 1-2 мм на 10 м трассы). Для высокоточ­ной разбивки под каждое звено забивают устойчивые деревян­ные колышки и в их торцы ввинчивают шурупы-маяки. С помо­щью нивелира и рейки определяют высоту шурупа-маяка. На проектную высоту лотка трубы шуруп выставляют ввинчиванием или вывинчиванием с контро­лем по нивелиру. После этого бетонируют лоток труб.

Трубы самотечной канализации можно укладывать и при по­мощи рейки-уровня (ватерпаса). С этой целью корпус ватерпаса дополняется опорной подкладкой (см. рис. 8), высота h кото­рой рассчитывается по формуле h = il, где i — проектный уклон трубы; l-длина корпуса прибора между точками опирания на трубу. Подкладки могут использоваться сменяемыми или регу­лируемыми на величину высоты h, в зависимости от величины уклона i. Применение рассматриваемого уровня состоит в том, что его устанавливают на трубу, затем трубу наклоняют в положе­ние, при котором пузырек ампулы устанавливается в нуль-пунк­те, тогда лоток трубы принимает заданный уклон.

Детальная разбивка и укладка труб относительно лазерно­го луча. Лазерные геодезические приборы, испускающие луч, который можно зафиксировать зрительно на шкале нивелирной рейки или с помощью фотоэлектрической рейки, находят приме­нение при контроле разработки траншей и укладке в них труб. Укладку трубопровода и контроль за точностью укладки можно выполнить относительно лазерного луча двумя способами.

При первом способе на дне траншеи штырями обозначают две осевые точки в пределах прямолинейного участка длиной до 100-150 м. Верх штырей устанавливают на отметках линии, парал­лельной проектной линии лотка трубопровода. Лазерный прибор устанавливают в траншее под доской обноски и центрируют ось лазерного коллиматора по нити отвеса, проходящей через осе­вую риску обноски. Включив лазерное излучение, наводят пучок на нить отвеса соседней обноски, затем нивелирную рейку ставят поочередно на выставленные штыри и поворотами лазерного пучка в вертикальной плоскости добиваются равенства отсчетов по шкале рейки при каждой ее установке. В результате лазерный луч принимает положение, параллельное оси лотка труб. В раз­ных местах траншеи относительно лазерного луча ставят колыш­ки-маяки для зачистки дна траншеи, подготовки бетонного осно­вания, т.е. выполняются разбивки для одновременного выполне­ния различных подготовительных работ, среди которых заклю­чительной является создание бетонного основания. Трубы после­довательно опускают на подготовленное основание, а их проект­ное положение проверяется относительно лазерного луча.

При втором способе лазерный прибор устанавливают на вы­соте, равной проектной высоте геометрической оси трубопровода со стороны, в направлении которой будут последовательно укла­дываться в траншею трубы. Луч лазера направляют на марку, установленную в геометрическом центре торца последней смон­тированной трубы. До начала монтажа следующей трубы указан­ную центральную марку извлекают, трубоукладчиком опускают очередную трубу или секцию труб в подготовленную траншею, новую секцию присоединяют к предыдущей, а свободный конец новой секции с установленной центральной маркой перемещают в положение, при котором световое пятно ориентированного ла­зерного луча совмещается с центральной маркой, помещенной в свободное отверстие трубы. В этом положении трубу закрепля­ют, а центральную марку устанавливают в следующую подготав­ливаемую к укладке секцию.