Инженерно-геодезические изыскания для разработки проекта строительства объездной автодороги

ВОЕННО-КОСМИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ имени А.Ф. МОЖАЙСКОГО ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА Проект инженерно-геодезических изысканий участка объездной автодороги в городе Вельск Архангельской области.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Студент гр.4151 Первушин А. С Санкт-Петербург, 2010 г.

СОДЕРЖАНИЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ Введение

1. Предварительные изыскания

1.1 Общие сведения об объекте работ

1.2 Варианты камеральных проектов трассы

1.3 Полевые изыскания для уточнения трассы проектируемой автодороги

1.4 Уточнение предварительного проекта

2. Проект инженерно-геодезических изысканий

2.1 Программа инженерно-геодезических изысканий

2.2 Проект создания локальной спутниковой геодезической сети 1 разряда

2.3 Проект создания опорно-геодезической сети 2 разряда

2.4 Проект нивелирования пунктов опорной геодезической сети

2.5 Проект топографической съемки

3. Выполненные инженерно-геодезические изыскания

3.1 Локальная спутниковая геодезическая сеть

3.2 Опорная геодезическая сеть 2 разряда. Топографическая съемка

3.3 Камеральная обработка результатов инженерных изысканий

3.4 Вынос проекта в натуру и сдача трассы заказчику

4. Экономическая оценка применяемых технологий производства работ

4.1 Расчет затрат по новой технологии работ

4.2 Расчет затрат по старой технологии работ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ, А Техническое задание

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Заявление-разрешение на производство работ

ПРИЛОЖЕНИЕ В Метрологические свидетельства

ПРИЛОЖЕНИЕ Г Проект создания локальной спутниковой геодезической сети 1 разряда

ПРИЛОЖЕНИЕ Д Проект опорной геодезической сети 2 разряда

ПРИЛОЖЕНИЕ Е Проект нивелирования пунктов опорной геодезической сети 2 разряда

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж Проект топографической съемки ПРИЛОЖЕНИЕ И Отчет по вычисленным базовым линиям

ПРИЛОЖЕНИЕ К Отчет по замыканию полигонов

ПРИЛОЖЕНИЕ Л Отчет по GPS-калибровке

ПРИЛОЖЕНИЕ М Отчет по уравниванию ЛСГС

ПРИЛОЖЕНИЕ Н Акт приемки съемочной геодезической основы и закрепления трассы

ПРИЛОЖЕНИЕ О Кроки закрепления трассы

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ База, базовый приемник — стационарный спутниковый приемник на точке с известными координатами.

ВУ — вершина угла поворота.

ГГС — государственная геодезическая сеть.

ГИП — главный инженер проекта.

ГЛОНАСС — глобальная навигационная спутниковая система, Россия.

ИГД — исходные геодезические даты КК — конец криволинейного участка (конец кривой).

ЛСГС — локальная спутниковая геодезическая сеть.

НК — начало криволинейного участка (начало кривой).

ПВО — планово-высотное обоснование.

ПЗ-90 — «Параметры Земли 1990 г.», российская система геодезических параметров земли 1990 г.

ПК — пикет (точка) оси трассы, предназначенная для закрепления заданного интервала (обычно 100 м).

Ровер — мобильный спутниковый приемник, при помощи которого производится топографическая съемка или другие топогеодезические работы.

СК — середина криволинейного участка (середина кривой).

СК-63 — система координат 1963 года.

ТИГГН — территориальное управление государственного геодезического надзора.

ЦММ — цифровая модель местности.

ITRF — «IERS Terrestrial Reference Frame», международная земная отсчетная (геодезическая) основа, созданная и поддерживаемая международной Службой Вращения Земли (IERS).

GNSS — глобальная навигационная спутниковая система, включающая в себя как существующие навигационные системы (GPS и ГЛОНАСС), так и перспективные (COMPASS и GALILEO).

GPS — глобальная система позиционирования, США.

HDOP — фактор снижения точности положения в плане, коэффициент снижения точности, основанный на форме спутникового созвездия.

PDOP — фактор снижения точности позиционирования, PDOP²=HDOP²+VDOP².

PPK — кинематический режим спутникового определения координат «Кинематика с постобработкой».

RTK — кинематика в режиме реального времени.

Stop&Go — «Стой и иди», метод кинематических съемок (PPK и RTK).

TGO — Trimble Geomatics Office, программа обработки и уравнивания спутниковых и наземных геодезических измерений.

VDOP — фактор снижения точности положения по высоте.

HDOP — фактор снижения точности положения в плане.

WGS-84 — мировая система координат 1984 г.

Введение

В настоящее время в связи с увеличением транспортного потока возросла нагрузка на улицы городов, по которым проходят федеральные трассы. Транзитные города в полной степени ощущают все проблемы, связанные с постоянным увеличением транспортного легкового и, особенно, грузового потока. К таким проблемам относятся:

— постоянный рост человеческих жертв;

— ухудшение экологической обстановки, загазованность (проходя через населенные пункты, транспортный поток замедляется и уплотняется);

— ухудшение состояния городских улиц и т. д.

Крупные города решают эти проблемы строительством кольцевых автодорог, маленькие города не могут самостоятельно, без помощи федерального бюджета, профинансировать строительство кольцевых дорог. Решением проблем транзитных городов могут быть объездные автодороги, одновременно увеличивающие пропускную способность федеральных трасс и разгружающие городские улицы.

Строительство объездных автодорог требует высококачественного проектирования, основанного на подробных и точных инженерных изысканиях.

Таким образом, возникает проблема инженерно-геодезических изысканий трасс объездов. Одной из таких трасс является объездная автодорога в г. Вельск Архангельской области, находящемся на автодороге М-8, «Москва — Архангельск «Холмогоры», км715 — км737.

В моей работе я поставил следующие задачи:

— изучить нормативно техническую документацию по инженерно-геодезическому обеспечению изысканий автодорог;

— на примере конкретного объекта запланировать весь комплекс топогеодезических работ;

— выполнить эти работы;

— осуществить экономический анализ проекта.

1. Предварительные изыскания

1.1 Общие сведения об объекте работ Техническое задание на производство инженерно-геодезических изысканий для разработки проекта строительства.

Объектом моей работы является проектируемая объездная автодорога в городе Вельск, Архангельской области. Объездная автодорога необходима для увеличения пропускной способности существующей автомагистрали М-8 «Холмогоры» и разгрузки улиц города.

Автомобильная дорога М-8 «Холмогоры» на участке км715 — км737, имеющая постоянную полосу отвода, граничит с землями: н.п. Шиловская, с/х назначения (собственность РФ), лесного фонда (собственность РФ), ФГУ ГЗК «Архангельская». Проектируемая трасса строящейся автомобильной дороги проходит по землям: с/х назначения (собственность РФ), лесного фонда (собственность РФ), запаса (собственность РФ), аренды Грознова В. Н., ФГУ ГЗК «Архангельская», ОГУП Агрофирмы Вельская, ОАО РЖД, Управления автомобильными дорогами Архангельской области «Архангельскавтодор».

По техническому заданию (Приложение А) на выполнение инженерно-геодезических изысканий для разработки проекта строительства необходимо было выполнить следующие виды работ:

— создать планово-высотную съемочную геодезическую сеть;

— выполнить топографическую съемку и составить инженерно-топографический план полосы местности вдоль трассы в М 1:1000 с сечением рельефа горизонталями через 0,5 м;

— выполнить съемку участков водоотвода до обеспечения уклона не менее 5‰, описать водопропускные сооружения;

— выполнить съемку всех надземных и подземных коммуникаций, линий ЛЭП и ЛС, пересекающих трассу и попадающих в полосу съемки, с описаниями материалов опор, марок проводов и кабелей, отметок нижних и верхних проводов, глубины закладки и прочей дополнительной информации;

— выполнить привязку геологических выработок для нанесения на инженерно-топографические планы;

— закрепить трассу и сдать заказчику закрепления планового положения трассы и репера.

Полевые топографические работы были выполнены в январе-феврале 2009 года топографической партией под руководством начальника партии — В. В. Лазаря. Предварительные изыскания выполнены в декабре 2008 г.

Система координат — государственная 1963 г.

Система высот — Балтийская 1977 г.

Таблица 1 Виды и объемы выполненных работ

Полевые и камеральные работы выполнены в соответствии с требованиями [20, 21, 27].

Таблица 2 Основные технические параметры, принятые при изысканиях

Краткая физико-географическая характеристика района работ В административном отношении район работ расположен в Вельском районе, в южной части Архангельской области.

В орографическом отношении район строительства приурочен к северной части Московской синеклизы, которая является наиболее крупной, древней, отрицательной структурой Русской платформы.

Рельеф местности — равнинный с обилием рек и ручьёв. Местность представляет собой закрытую местами заболоченную равнину, расчлененную ручьями и речными долинами, загружена искусственными сооружениями: автомобильными и железными дорогами; мелиоративными каналами, подземными и надземными коммуникациями. Леса представлены хвойными, с преобладанием ели, и лиственными породами деревьев. Характер климата умеренно континентальный.

Физико-геологические процессы представлены сезонным промерзанием до 1,6 м и возможным морозным пучением грунтов активной зоны.

Климатическая характеристика Согласно СНиП 23−01−99 «Строительная климатология» строящаяся трасса автомобильной дороги М-8 «Холмогоры» от Москвы через Ярославль, Вологду до Архангельска км715+000 — км737+000 в Вельском районе Архангельской области располагается во II-В климатическом подрайоне с диапазоном температурных колебаний -36- +26С. Климат района расположения строящейся автодороги умеренно-континентальный, умеренно холодный. Важной особенностью климата является выраженное влияние Атлантики. Оно проявляется в увеличении влажности воздуха, в усилении циклонической деятельности, что обеспечивает выпадение значительного количества осадков в течение всего года. Действие циклонов особенно ощущается зимой и осенью, летом оно ослабевает. С циклонами связана пасмурная с осадками погода, теплая и нередко с оттепелями и прохладная летом.

Переход средней суточной температуры к отрицательным значениям наблюдается в третьей декаде октября. Снежный покров устанавливается в начале второй декады ноября. Осень обычно дождливая, среднемесячное количество осадков составляет 51−71мм. Осенью преобладают ветры южного направления.

Январь — самый холодный месяц зимы. Его средняя температура составляет -12,7^оС. Абсолютный минимум температур воздуха может достигать -50^оС. Осадков в виде снега за зиму в среднем выпадает 33 — 49 мм в месяц.

Продолжительность залегания снежного покрова достигает 155 дней. Наибольшая средняя толщина снежного покрова на открытом месте составляет 55 см, наблюденный максимум 77 см, на закрытой местности, наблюденный максимум 85 см. Снежный покров устойчив. Характерны частые метели, зимой преобладают ветры южного, юго-западного направления, средняя скорость которых составляет 4 — 4,5м/с. Весной переход средних суточных температур к положительным значениям наблюдается в начале апреля. Среднемесячное количество осадков составляет 37 — 50 мм. Снежный покров сходит в конце второй декады апреля. Самый теплый месяц лета июль, его средняя температура составляет +17.0^оС. Максимум температуры может достигать +36.0^оС. Среднемесячное количество осадков составляет 69−75мм. Летом выпадает небольшое количество осадков по сравнению с другими сезонами года. Летом преобладают ветры северного направления.

Климат территории характеризуется малым количеством солнечной радиации зимой, воздействием северных морей и интенсивным западным переносом воздушных масс. Поступление воздушных масс арктического происхождения в любое время года сопровождается холодными и сухими северо-восточными ветрами, приносящими резкие похолодания. Наиболее часто такие вторжения происходят летом.

Со стороны Сибири зимой нередко приходит континентальный воздух, принося сухую морозную погоду. Частая смена воздушных масс придает погоде в течение всего года большую неустойчивость.

Погодные факторы определяют следующие особенности проектирования, выноса проекта в натуру и содержания дорожного полотна в надлежащем состоянии:

— обеспечение ветрозащитных мероприятий с целью предотвращения снежных заносов полотна;

— проектирование дорожной одежды с учетом особенностей болотистых почв.

Топографо-геодезическая изученность района инженерных изысканий На стадии подготовительных работ получены:

— топографические карты масштаба 1:200 000, 1:10 000;

— выписка из каталога геодезических пунктов Северо-западного УГК.

1.2 Варианты камеральных проектов трассы В соответствии с изыскания трасс подразделяют на предварительные и окончательные. Предварительные изыскания проводят в основном камеральным путем по топографическим картам, материалам аэрофотосъемки, на которых намечают варианты трассы. Для каждого из вариантов по карте составляют продольный профиль, подсчитывают длины отдельных участков, число и сложность переходов через водные преграды, примерный объем работ.

Оптимальную трассу выявляют путем технико-экономического сравнения конкурирующих вариантов. В процессе полевого обследования местности уточняют положение оси будущего сооружения, снимают в крупном масштабе наиболее трудные участки: места переходов через крупные водотоки и озера, горные перевалы, места пересечений с существующими коммуникациями и др.

Окончательные изыскания представляют собой полевые изыскания вдоль выбранной и утверждённой трассы. Они включают закрепление на местности углов поворота трассы и полевые трассировочные работы. На основании полевых изысканий составляют проект трассы, состоящий из рабочих чертежей на все сооружения и пояснительной записки с обоснованиями, геодезическими данными и другими документами.

Для строительства объездной автодороги в г. Вельск была разработана трасса объезда. Главный инженер проекта на картах масштаба 1:25 000 обозначил предварительную трассу объезда, требующую уточнения. Трасса пересекает несколько автодорог районного и областного значения, две железные дороги, крупную реку Вель, несколько линий электропередач (от 10кВ до 220кВ). Так как картографические материалы значительно устарели, места пересечений необходимо было уточнить и в случае невыгодного пересечения изыскать новое оптимальное местоположение. По результатам предварительных изысканий необходимо было составить два варианта трассы, каждый из которых представить к защите по показателям эффективности. Для этого в декабре 2008 г. на место выехала бригада изыскателей из семи человек. Для уточнения были выбраны ключевые участки пересечения железных дорог, река Вель, линии электропередач и места начала и конца объезда от автодороги М-8. На выполнение этого задания отводилось шесть дней.

Было решено произвести съемку мест начала и конца объезда двумя бригадами по два человека с помощью электронных тахеометров, а железные дороги, реку и ЛЭП снимать спутниковыми приемниками.

Съемку примыканий объездной автодороги к существующей автомагистрали сразу же выполняли в масштабе 1:1000, так как в дальнейшем, независимо от выбранного варианта, начало и конец трассы объезда могли подвергнуться лишь незначительным изменениям.

1.3 Полевые изыскания для уточнения трассы проектируемой автодороги Создание планово-высотного обоснования для предварительных изысканий Как предварительные, так и окончательные изыскания, связаны с материальными затратами. Поэтому для их эффективного использования рационально использовать их результаты в дальнейшем. Чтобы наиболее полно использовать материалы предварительных изысканий в дальнейшем, целесообразно уже на начальном этапе создать планово-высотное обоснование (ПВО), достаточное для привязки теодолитных ходов и кинематических съемок к системе координат всего проекта и его вариантов.

Для производства изыскательских работ на обходе г. Вельска в Северо-западном территориальном управлении государственного геодезического надзора (ТИГГН) было получено разрешение (Приложение Б) на производство работ в местной системе координат СК-63, а также выписка из каталога пунктов ГГС в системе 63 и Балтийской системе высот 77 г. СК-

В результате поиска и обследования пунктов ГГС были найдены не все пункты, так как некоторые из них, скорее всего, были уничтожены в результате хозяйственной деятельности. Найденные пункты в количестве пяти были использованы для развития планово-высотного обоснования. Три исходных пункта находились в лесу, и требовалась рубка леса для спутниковых наблюдений. Поиск пунктов производился GPS-приемником Trimble R3, представляющим собой контроллер Trimble Recon со встроенным одночастотным приемником (Рис. 1). Размеры контроллера миниатюрны — он умещается на ладони. Одночастотная антенна Trimble A3 это упрощенная версия антенны Zephyr. Вся конструкция легка, компактна и при достаточной функциональности имеет очень низкую цену. Технические характеристики прибора приведены в табл. 3.

Рис. 1 Спутниковый геодезический приемник Trimble R3 и антенна Trimble A3

Таблица 3 Технические характеристики приемника Trimble R3

Конец трассы объездной автодороги соответствует началу строительных работ проекта «Капитальный ремонт автомобильной дороги М-8 «Холмогоры» от Москвы через Ярославль, Вологду до Архангельска участок км737 — км755, выполненного ООО «Проектно-изыскательский институт «Промтранспроект» в 2008 году, что позволяет использовать для нахождения пунктов параметры системы координат ранее созданного проекта TGO.

Методика поиска пунктов с использованием спутниковых приемников такова. В программе Trimble Digital Fieldbook, установленной на контроллере, необходимо создать новый проект. В свойствах проекта необходимо создать систему координат и высот. Порядок задания параметров системы координат и высот следующий:

— ввод параметров преобразования ИГД;

— ввод параметров картографической проекции;

— коррекция в плане;

— коррекция по высоте.

Также можно экспортировать проект, созданный в TGO. Вместе с проектом на контроллер будет передана система координат проекта. Для пересчета пунктов из СК-63 в WGS-84 и их поиска был применен созданный ранее проект TGO. Таким образом, для поиска пункта необходимо ввести в контроллер известные координаты и высоту из каталога. Точность автономного определения координат приемника Trimble R3 составляет около 6−8м. при нормальных условиях открытости горизонта и спутникового созвездия. Практически в зависимости от условий наблюдений можно рассчитывать на точность порядка 1,5−2м.

Для поиска пунктов можно применять и бытовые навигаторы (Garmin и др.), однако ввиду ограниченных возможностей по преобразованию координат в таких устройствах координаты пунктов необходимо вводить уже в виде B, L, H (WGS-84).

По вычисленным WGS-координатам было найдено 5 пунктов за 1 день. Приходя на пункт, приемник включали на запись для оценки открытости горизонта и возможности применения пункта в GPS-наблюдениях. Попутно с поиском пунктов осуществлялась привязка имеющихся картографических материалов.

Рис. 2 Спутниковый геодезический приемник Trimble R8 GNSS и контроллер TSC2

Для создания планово-высотного обоснования использовались двухчастотные спутниковые GNSS приемники Trimble R8 (4шт.) (Рис.2) и один одночастотный приемник Trimble R3. Обработка векторов и уравнивание выполнены в программе Trimble Geomatics Office 1.63.

Таблица 4 Технические характеристики приемника Trimble R8

В процессе работ по созданию ПВО была создана сеть замкнутых геометрических фигур с вершинами на точках ПВО, базовых точках и исходных пунктах. Точки ПВО, закрепленные временными знаками, использовались для теодолитных ходов в более-менее открытых местах, удобных для развития ходов, Длины ходов были в пределах 3−3,9 км. Для базовых точек кинематической съемки выбирались открытые места, обеспечивающие максимальную длину векторов до 3 км. При длине кинематического вектора более 3 км высотная ошибка пикета может превышать 2,3 см (точность по высоте для приемников Trimble R8 — 20мм+1мм/км для стандартных условий). Схема развития ПВО представлена на рис. 3.

Рис. 3 Схема развития ПВО на этапе предварительных изысканий Созданная сеть включала в себя только необходимые на данном этапе пункты ПВО. Обработка наблюдений показала необходимость рубки леса по горизонту на пунктах ГГС для дальнейших наблюдений. Тем не менее, полученная сеть наблюдений позволила сделать выводы о пригодности всех пяти пунктов в качестве исходных, а на основе выполненных работ были вычислены предварительные параметры ключа зоны СК-63 и оценены взаимные плановые и высотные ошибки всех исходных пунктов.

Съемка ключевых пересечений, начала и конца трассы На этапе предварительных изысканий наибольший объем данных для уточнения положения трассы был получен по материалам топографической съемки, выполненной GPS-приемниками в режиме кинематики с постобработкой (post processing kinematic — PPK) методом Stop&Go, сущность которого заключается в следующем.

В кинематике Stop&Go используются фазовые измерения от четырёх или более спутников, общих для ровера и базы. Для достижения точности на уровне сантиметра сначала нужно инициализировать измерения. Инициализация может быть достигнута различными способами.

При использовании одночастотных приёмников измерения инициализируют, устанавливая ровер на пункте с известными координатами, или на определяемой точке, или с помощью специальной штанги для инициализации. Штанга для инициализации задаёт жёсткую искусственную базовую линию.

При использовании для измерений в реальном времени двухчастотных приёмников, ровер устанавливается над определяемой точкой или над пунктом с известными координатами. Если ровер имеет возможность инициализации On-The-Fly (OTF) (непрерывная) и в поле зрения антенны имеются, по крайней мере, пять общих спутников, инициализация произойдёт в процессе перемещения ровера. Если используются двухчастотные приёмники для измерений с постобработкой, OTF инициализация предпринимается, независимо от того, установлена в приёмнике эта возможность или нет.

Если во время измерений число общих спутников станет меньше пяти, измерения должны быть повторно инициализированы после появления пяти или более спутников. При этом у топографа нет необходимости прокладывать теодолитный ход, не нужна видимость с прибора на вешку, не теряется время на установку прибора. Для того чтобы начать съемку, достаточно включить приемник на базовом пункте. За счет высокой мобильности и оптимального расходования людского ресурса (1 приемник — 1 человек) кинематическая съемка значительно превосходит по скорости и эффективности традиционную тахеометрическую съемку.

Пересечения трассы объезда с железными дорогами, рекой Вель и ЛЭП были сняты с помощью спутниковых приемников в режиме PPK. Съемку пересечений поделили на три расчёта с двухчастотными приемниками. Один топограф снимал железные дороги, второй в это же время реку Вель, третий топограф — ЛЭП. Все работали от одной базы на расстояниях, не превышающих 3 км. Съемку железной дороги, одного берега реки и одного пересечения ЛЭП выполнили за один день. При этом активно применялись средства оперативной связи. В результате проведённых работ найдены и оценены все пересечения проектируемой дороги (Рис. 4,5)

В результате съемки железных дорог были получены предварительные профили перехода. По предложенному ранее варианту перехода высота насыпи железной дороги достигала 7−8м, что для насыпи эстакады автодороги составило бы от 15 до 18 м.

Рис. 4 Съемка пересечений железных дорог и реки Вель спутниковыми приемниками. Старый вариант трассы показан оранжевым цветом, новый вариант — красным На второй день закончили съемку ЛЭП и второго берега реки. По результатам съемки ЛЭП проектная ось трассы была изменена. По предложенному ГИПом варианту трасса дважды пересекала коридор ЛЭП, состоящий из 4-х линий с напряжением 35кВ, одной линии 220кВ и 2 линий 10кВ, идущих на подстанцию «Вельск», и один раз отдельную ЛЭП 10кВ. По измененному варианту трасса обходит этот коридор и пересекает одну ЛЭП 35кВ и две ЛЭП 10кВ.

На третий день на автомашине установили спутниковую антенну и в режиме непрерывной кинематики выполнили съемку оси существующей автодороги, так как бригада, которая занималась съемкой места прихода трассы, не успевала снять весь запланированный объем. За 2 проезда по трассе (в обе стороны при разной конфигурации спутников) сняли ось проектируемой трассы длиной около 4,5 км за 1,5 часа. В тот же день в начале и конце трассы выполнили привязку точек полигонометрических ходов спутниковыми приемниками.

Рис. 5 Пересечение коридора ЛЭП первоначальным (оранжевый) и исправленным (красный) вариантами На съемке участков ухода и прихода трассы объезда применялись электронные тахеометры Nikon DTM-352 (NPL-352) и роботизированный Trimble S6. Съемку масштаба 1:1000 выполняли в ширину автодороги от лесополосы до лесополосы, не теряя времени на съемку рельефа. Также во время съемки проводилось обследование водопропускных труб и проблемных участков водоотвода. В дальнейшем на участках проблемного водоотвода необходимо было выполнить топографическую съемку в объёме, достаточном для определения направлений водоотвода. Работали бригадами по 2 человека.

Одновременно со съемкой полотна прокладывали полигонометрические хода, закрепленные временными знаками. Временные знаки представляли собой металлические штыри длиной 0,5−0,6 м, забитые в полотно автодороги на глубину 0,7−0,8 м. С целью предотвращения потери знаков в результате работы грейдеров, верхний край штыря находился ниже уровня обочины в яме глубиной 15−20см.

Точки полигонометрии располагались напротив дорожных знаков или объектов, позволяющих однозначно найти знак на местности (напротив опор ЛЭП, связи, вблизи водопропускных труб). Позже, на этапе окончательных изысканий все точки полигонометрических ходов были найдены и использованы для съемки рельефа вдоль трассы.

1.4 Уточнение предварительного проекта Результаты предварительных изысканий В результате предварительных изысканий были выявлены места нецелесообразного прохождения проектной трассы:

А). На начале трассы (по заданию 715км) находится деревня Шиловская. В деревне положен новый асфальт, ремонт проводили летом 2008 года. Однако плановая конфигурация существующей дороги не удовлетворяет требованиям к автодорогам II категории, а проектная ось проходит в стороне от уже имеющегося мостового перехода через р. Пежма и по выработанному карьеру. По результатам топосъемки на данном участке ось трассы провели практически по оси существующей дороги с незначительными спрямлениями. Топосъемка примыкания автодороги Шиловская — Прилуки к существующей магистрали позволила оптимально уложить кривую с заданным минимальным радиусом 800 м, используя 2 км этой автодороги, по сравнительно спокойному рельефу, минимально затрагивая бровку карьера.

Б) Первоначальное место пересечения железных дорог было выбрано исходя из минимальной длины эстакады. Однако в натуре насыпь железной дороги достигает в высоту 7−8м, вдоль железной дороги идет ЛЭП 35кВ, что существенно увеличивает объемы на строительстве эстакады. Топограф, производивший съемку этого пересечения в тот же день начал изыскивать новое место. Так как на контроллере GPS-приемника можно пользоваться инструментами элементарных расчетов (длина, превышение), на выбор возможного варианта ушли несколько минут. В данном месте проект ограничивался 1,5-километровым участком пересечения, вариантов могло быть только два. По введённым в контроллер координатам границ перехода топограф снял еще один участок железной дороги с насыпью не более 1,5−2м, с равнинным рельефом, по которому в дальнейшем и прошел окончательный вариант трассы.

В) После съемки реки Вель было установлено, что предложенная ГИПом трасса переходит реку в широком месте (около 120м), при наличии более узкого (80м) места западнее на 600 м. Также ГИП не учел того, что трасса проходит практически вдоль глубокого ручья, впадающего в реку в 20 м от намеченной трассы. Переход в новом месте позволяет существенно сэкономить на длине моста и, соответственно на стоимости всего объекта, а также вписался в нормативы по расстоянию до населенных пунктов, проходя посередине между деревнями Ельциновская и Ленино-Ульяновская на расстоянии 200 м до каждой из них.

Г) Съемка коридора ЛЭП выявила двойное пересечение проектной трассой высоковольтных ЛЭП, отсутствующих на старых планово-картографических материалах. По результатам крупномасштабной топографической съемки было изыскано новое место пересечения коридора в месте, где из шести линий после ухода четырех из них трасса будет пересекать только две.

Описанные места пересечений крайне важны для всей объездной дороги, так как накладывают взаимные ограничения по возможному плановому положению и конфигурации трассы.

Остальные пересечения были незначительно исправлены. В частности на пересечениях коридоров ЛЭП 35, 110 и 220кВ трасса укладывалась с учетом стоимости переустройства ЛЭП.

Описание проектируемой трассы Начало трассы ПК 0+00 соответствует км 714+757 существующего километража автомобильной дороги М-8 «Холмогоры» от Москвы через Ярославль, Вологду до Архангельска в Архангельской области. Начало строительных работ ПК 2+00 соответствует км 714+957. Конец трассы (строительных работ) ПК237+09,01 (км736+900) соответствует началу строительных работ проекта «Капитальный ремонт автомобильной дороги М-8 «Холмогоры» от Москвы через Ярославль, Вологду до Архангельска участок км737 — км755, выполненного ООО «Проектно-изыскательский институт «Промтранспроект» в 2008 году.

Протяженность трассы составила 23 709,01 м.

Протяженность участка строительства и реконструкции составила 23 509,01 м.

Трасса проложена с учетом нормативных величин радиусов кривых в плане для автодороги II технических категорий. В плановом отношении трасса имеет 17 углов поворота. Длина трассы составляет 23 709.01м. Сумма прямых вставок составляет 11 697,01 м, сумма круговых и переходных кривых составляет 12 012,00 м.

С ПК 0+00 по ПК 14+65.00 трасса проложена с максимальным приближением к оси существующей автодороги М-8, с незначительными спрямлениями.

На ПК15+34 проектная трасса сходит в левую сторону с земляного полотна автомобильной дороги М-8, а на ПК 26+87 выходит на земляное полотно дороги областного значения Шиловская — Прилуки. На данном участке радиус задан равным 800 м. На протяжении 1.5км, ось данной автодороги принимается за основу при укладке проектируемой трассы.

Далее, начиная с места схода на ПК41+31 вправо с дороги областного значения Шиловская — Прилуки и с учетом перехода через реку Вель, участок рассматривается как единый комплекс, на котором находятся места прохождения сложных участков:

Пересечение на ПК 54+46 с 2-х путной с железной дорогой на 101 км перегона Пежма — Вельск, с углом пересечения максимально приближенным к 90 градусам, а также минимальной высотой насыпи железной дороги, и отсутствием на переходе станции и путей маневрового движения поездов. На выбранном месте перехода высота насыпи составляет около 2 м.

Пересечение на ПК 66+56 с однопутной железной дорогой на 820 км перегона Верхняя Синега — Вельск выполнено с углом пересечения максимально приближенным к 90 градусам, а также минимальной высотой насыпи железной дороги, и отсутствием на переходе путей маневрового движения поездов. На выбранном месте перехода высота насыпи составляет около 2 м.

Пересечение на ПК71+06 автодороги Коноша-Вельск-Шангалы выбрано посередине между населенными пунктами дер. Ельциновская и дер. Ленино-Ульяновская, которые находятся по разные стороны от проектируемой оси. Расстояние от трассы до населенных пунктов около 200 м.

Опишем пересечение на ПК 78 реки Вель. Приоритетами этого пересечения являлись минимальная ширина реки по урезам, и угол самого пересечения, максимально приближенный к 90 градусов.

Все описанные выше 4 пересечения, которые накладывают взаимные ограничения и влияние друг на друга, обусловили выбранный оптимальный вариант укладки трассы. Минимальный радиус круговой кривой на данном участке составляет 1050 м.

После перехода через реку Вель, проектная трасса проходит в обход застроенной территории дер. Тарасовки, оставляя деревню с левой стороны. При этом на участке с ПК 67+00 по ПК95+00 трасса проходит по мелиоративным землям ОАО агрофирмы «Вельская».

На ПК97+89 проектная трасса под углом 79 градусов пересекает автодорогу областного значения Вельск-Хозьмино-Шабаново (на км2+600).

Далее с ПК96 по ПК110 проектная трасса пересекает энергетический коридор из 8 высоковольтных воздушных линий 220кВ, 35кВ, 110кВ, 10кВ. Трасса проходит между опор воздушных линий из условия обеспечения расстояния от бровки земляного полотна до основания опор, равного или большего высоте самой опоры.

На ПК 156+51 трасса под углом 31 градус пересекает существующую автодорогу областного значения Вельск — Ефремковская (на км 3+300).

В районе ПК 176 проектная трасса пересекает энергетический коридор из 2 высоковольтных воздушных линий 35кВ, 10кВ ПК196+14 трасса выходит на существующую дорогу М-8 «Холмогоры» и проложена с максимальным приближением к оси существующей автодороги, с незначительными спрямлениями.

Проектная трасса сходит: с существующего земляного полотна на участке ПК209+31- ПК213+11, ПК228+90-ПК229+00, ПК 232+70-ПК235+46

с проезжей части на участках:

ПК213+88-ПК214+42, ПК225+40-ПК226+76, ПК227+70-ПК229+36

Конец трассы (конец строительных работ) ПК 237+09.01 (км 736+900) соответствует началу строительных работ проекта «Капитальный ремонт автомобильной дороги М-8 «Холмогоры» от Москвы через Ярославль, Вологду до Архангельска участок км737 — км755, выполненного ООО «Проектно-изыскательский институт «Промтранспроект» в 2008 году.

В результате уточнения трассы объезда удалось сэкономить время на изыскания неудачного варианта трассы, предложенного ранее. Изысканный вариант в виде ЦММ с комментариями по трассе был отправлен на утверждение ГИПу, который в итоге дал согласие на проведение изысканий в коридоре уточненной трассы. В результате этого становится совершенно очевидным факт действенного вмешательства инженера-геодезиста в процесс окончательного выбора варианта трассы. Вооружённый современной техникой и средствами связи изыскатель может поставлять проектировщикам оперативную информацию, которая влияет на принятие окончательного решения по выбору наиболее оптимального варианта трассы.

2. ПРОЕКТ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ Окончательные изыскания представляют собой комплексное обследование полосы местности вдоль проектной трассы, включающее в себя топографическую съемку, геологические, экологические и гидрологические изыскания. Результатом окончательных изысканий является инженерный план трассы, созданный на основе ЦММ.

Точность инженерного плана напрямую зависит от точности ПВО, методов развития обоснования. На современном этапе ПВО практически всех линейных объектов строится в два уровня:

— ЛСГС с опорой на пункты ГГС и ГНС;

— полигонометрические и нивелирные ходы.

ЛСГС является не только опорой для дальнейшего развития обоснования, но также может служить и готовым обоснованием для спутниковых методов съемок (PPK и RTK).

Схема 1. Структура планово-высотного обоснования Позиционирование гидрологических, геологических и экологических изысканий также удобно осуществлять спутниковыми методами той или иной точности.

При производстве всего комплекса инженерных изысканий на объекте применялись поверенные приборы (Приложение В) и сертифицированное лицензионное программное обеспечение.

Порядок и методика проведения инженерно-геодезических изысканий определяются Программой инженерно-геодезических изысканий.

2.1 Программа инженерно-геодезических изысканий Программа инженерно-геодезических изысканий разработана на основании технического задания (Приложение А) на разработку проекта строительства и реконструкции автомобильной дороги М-8 «Холмогоры» от Москвы через Ярославль, Вологду до Архангельска км 715+000 — км 737+000 (Обход г. Вельска) в Архангельской области выданного ООО «Центр-Дорсервис» за подписью главного инженера В. А. Жукова.

Наименование объекта: «Строительство и реконструкция автомобильной дороги М-8 „Холмогоры“ от Москвы через Ярославль, Вологду до Архангельска на участке км 715+000 — км 737+000 (Обход г. Вельска) в Архангельской области».

Заказчик: ООО «Центр-Дорсервис».

Технические параметры проектируемой автодороги, физико-географические, климатические и прочие характеристики, топогеодезическая изученность описаны в главе 1 Предварительные изыскания.

Цель инженерно-геодезических изысканий — получение данных, необходимых для разработки проекта строительства и реконструкции участка автомобильной дороги М-8 «Холмогоры» от Москвы через Ярославль, Вологду до Архангельска км 715+000 — км 737+000 (Обход г. Вельска) в Архангельской области.

Задачи инженерно-геодезических изысканий — получение информации о состоянии автомобильной дороги, характере рельефа, ситуации, инженерных коммуникациях на объекте производства работ.

Инженерно — геодезические работы

Инженерно геодезические работы выполнить в соответствии с действующими нормативными документами: СНиП 11−02−96 «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения», СП 11−104−97 «Инженерно-геодезические изыскания для строительства», ПУЭ-2003г., СНиП 2.05.06−85 «Магистральные трубопроводы» и т. д. техническим заданием, выданным Главным инженером проекта и материалами согласований.

Сбор исходных данных. Подготовительные работы На стадии подготовительных работ получены:

— рабочий проект на строительство автомобильной дороги М-8 «Холмогоры» Москва-Архангельск через Ярославль, Вологду на участке км 715 — км 737 в Архангельской области;

— данные о составе и интенсивности движения на автомобильной дороге;

— данные о результатах диагностики транспортно-эксплуатационного состояния существующей автомобильной дороги;

— данные о результатах диагностики существующих искусственных сооружений;

— данные о статистике дорожно-транспортных происшествий на автомобильной дороге.

Полевые работы Инженерно — геодезические работы выполнить в системе координат 1963 года и Балтийской системе высот.

Запроектировать и создать локальную спутниковую геодезическую сеть (ЛСГС) 1 разряда. Для контроля полученных высот проложить контрольные нивелирные ходы. Знаки определить в начале и конце трассы. Места установки дополнительных знаков определить в результате рекогносцировки местности. Типы знаков — металлические штыри, пни диаметром не менее 25 см. Размещать точки необходимо, по возможности, в местах, позволяющих быстро отыскать их по линейным привязкам: напротив километровых знаков, дорожных знаков, в створе существующей ситуации. По возможности координировать местные предметы: кабельные столбики, центры люков, анкерные болты и т. д. которые могут сохранить свое местоположение в течение длительного времени.

В начале и конце трассы, а также не реже чем через 2 км, установить временные репера, в соответствии с СНиП 2.05.06−85, п. 5.13, максимально размещая их на местных предметах гарантирующих стабильное положение вне зоны строительных работ с соответствующей маркировкой.

Реперами могут служить:

— трубы диаметром не менее 50 мм с толщиной стенки не менее 3 мм и длиной 1.6−1.8м, обязательно с якорем. Знак репера установить на твердую основу. Верх репера должен возвышаться над поверхностью земли не более чем на 10−15см. Репер окопать квадратной канавой без насыпки кургана. Сторону квадрата принять 2 м;

— пни свежесрубленных деревьев диаметром не менее 25 см с соответствующим оформлением;

— марки, установленные на фундаментах и цоколях зданий, головки рельсов;

— оголовки мостов-труб;

— фундаменты опор линий электропередач и других фундаментальных сооружений.

От точек ЛСГС 1 разряда проложить полигонометрические хода 2 разряда и нивелирные хода технического нивелирования.

Максимальная длина полигонометрического хода 3,9 км. Допустимые невязки измерений в полигонометрических ходах принять:

— угловые -20″;

— линейные — 1/5000;

— максимальная ошибка положения точки — 0,1 м.

Нивелирные хода совмещать с полигонометрическими ходами. Допустимые невязки измерений в нивелирных ходах принять равными 50v L. Максимальную высотную ошибку точки принять равной 1/10 высоты сечения рельефа — 0,05 м.

Выполнить топографическую съемку в М 1:1000 с сечением рельефа 0,5 м минимальной шириной 100 м. На участках пересечений и сближения трасс с существующими коммуникациями и другими сооружениями ширину полосы съемки надлежит принимать с учетом обеспечения требований проектирования по их переустройству и переносу. На пересечениях и примыканиях с автодорогами ширину полосы съемки предусматривать с учетом обеспечения зоны видимости в соответствии с категорией дороги и расчетной скорости движения. На подходах к дороге, на всех въездах и выездах длина участка съемки не менее 150 м. По верху насыпи съемку выполнить поперечниками через 20−25м, на участках пучин и значительного разрушения существующего покрытия через 10 м. Выполнить топографическую съемку резервов, водоотводных канав. В местах застоя воды для обеспечения водоотвода выполнить дополнительную съемку. Съемке подлежит обустройство дороги, ситуация, параллельно следующие и пересекающие инженерные коммуникации, водотоки, границы землепользований, угодий, места разрушений выражающиеся в масштабе плана. Если у водопропускных сооружений стоит вода, необходимо трассировать канаву со съемкой шириной 20 м, длину определить на местности при уклоне дна канавы не менее 0,005.

Дополнительные требования к проведению топографической съемки:

— определить высоты основания опор, подвески нижнего и верхнего провода, указать номера опор;

— составить эскизы опор с указанием их номеров;

— при прохождении в непосредственной близости от существующих подземных коммуникаций определить на местности трассоискателем местоположение подземных коммуникаций с участием представителей эксплуатирующих организаций;

— определить глубину заложения подземных коммуникаций трассовым поисковым оборудование в местах пересечения и сближения с трассой в соответствии с таблицей 4 СНиПа 2.05.06−85;

— выполнить обмеры существующих искусственных сооружений с составлением эскизов и фотосъемкой;

— выполнить визуальную оценку состояния покрытия дорожной одежды в соответствии с ОДН 218.0.006−2002.

На всех планах показать существующие здания и сооружения, все наземные, надземные и подземные коммуникации, с выполнением эскизов и замеров опор (ЛЭП, ЛЭС, и т. д.) с указанием материала, диаметров, глубин заложения и направления течения подземных коммуникаций. Указать границы землепользователей, его адрес. Характеристику леса (порода деревьев, высота и диаметр ствола). Все существующие инженерные сети (наземные, надземные и подземные), находящиеся в районе производства работ, после наложения их на планы, согласовать с их владельцами.

Прокладка проектной оси трассы осуществляется в камеральных условиях по результатам обработки полевых материалов.

После согласования плана трассы с ГИПом и заказчиком, произвести вынос в натуру оси трассы и сдать заказчику по акту. В таблице 5 приведены виды и объёмы проводимых работ.

Таблица 5 Виды и объемы работ

Организация полевых работ Полевые работы по данному объекту, выполнить полевым подразделением (топографическим) в установленные договором сроки.

По прибытии в район производства работ зарегистрироваться в органах местной администрации, предъявляя заявление-разрешение на производство работ.

Охрана труда и окружающей среды Охрана труда при производстве инженерно — геодезических работ организуется начальниками отрядов и ответственными исполнителями полевых работ в соответствии с требованиями «Правил по технике безопасности на топографо — геодезических работах», «Правил безопасности при геологоразведочных работах» и другими действующими нормативными документами по охране труда и технике безопасности.

Начальники отрядов до выезда на объект проверяют прохождение всеми работниками отрядов обучения, по технике безопасности (экзамен, инструктаж).

По прибытии на объект начальники отрядов обязаны выявить опасные участки (линии электропередач, железные и автомобильные дороги, коммуникации и т. п.) и провести инструктаж по работе на объектах со всеми работниками отрядов.

Перед началом изысканий место проведения работ согласовать с владельцем объекта, получить на планах с местоположением выработок соответствующие разрешения и согласования.

При проведении изыскательских работ необходимо соблюдение земельного, лесного и природоохранного законодательства.

Система технического контроля, приемка работ Предусматривается выполнение изыскательских работ по техническому заданию полевыми подразделениями и в соответствии с требованиями нормативных документов.

Во время проведения полевых работ осуществлять систематический контроль работ с целью соблюдения установленной технологии.

Технический контроль и приемку полевых материалов, работ осуществить в соответствии с инструкцией ГКИНП (ГНА) — 17−004−99

После проведения изысканий провести сдачу трассы, закрепленную на местности, заказчику с оформлением акта на закрепление трассы.

Камеральная обработка полевых материалов Обработку полевых материалов выполнить силами камеральной топографической группы отдела инженерных изысканий на ПЭВМ в ПП «CREDO». Конечные файлы представить в формате *.dwg AUTOCAD (v 2008)

По полевым материалам должна быть создана ЦММ в программе «CREDO».

Предоставляемые материалы для отчета Заказчику предоставить отчеты, выполненные в соответствии с нормативными документами в бумажном и электронном виде.

Предоставить пояснительную записку о проведении инженерно-геодезических изысканий, согласно СНиП 11−02−96, содержащую:

— общие сведения;

— физико-географические условия (местоположение объекта, климатические условия);

— инженерно — геодезические работы (сбор исходных данных, подготовительные работы, полевые топографо — геодезические работы);

— технический контроль и приемка работ;

— чертежи.

Состав чертежей:

— продольный профиль автодороги;

— по трассе автодороги в масштабе 1:5000 (горизонтальный), 1:500 (вертикальный и геологический);

— планы в масштабах 1:500, 1:1000;

— схема расположения трассы автодороги;

— схема планово-высотного обоснования;

— ведомость реперов;

— кроки реперов;

— метрологические свидетельства на геодезические инструменты;

— ведомость согласований;

— ведомость оценки безопасности движения;

— сведения об интенсивности движения за 2008 год;

— справка о полосе отвода;

— ведомость углов поворота прямых и круговых кривых;

— таблица геометрических параметров объектов;

— ведомость существующих водоотводных сооружений и сбросов с проезжей части;

— ведомость искусственных сооружений (мосты);

— схемы мостов;

— фотофрагменты моста;

— эскизы труб;

— фотофрагменты труб;

— ведомость технического состояния автобусных остановок;

— фотофрагменты автобусных остановок;

— ведомость наличия и технического состояния направляющих устройств и ограждений;

— ведомость технического состояния дорожных знаков;

— фотофрагменты дорожных знаков;

— ведомость технического состояния съездов

— ведомость объектов сервиса;

— ведомость пересекаемых надземных коммуникаций;

— ведомость пересекаемых подземных коммуникаций.

2.2 Проект создания локальной спутниковой геодезической сети 1 разряда Назначение ЛСГС Локальная спутниковая геодезическая сеть является первым уровнем планово-высотного обоснования и служит опорой для второго уровня обоснования. Дальнейшее развитие опорного планово-высотного обоснования осуществляется проложением полигонометрии 2 разряда и технического нивелирования.

Местоположение объекта Трасса проектируемого участка автомобильной дороги проходит на северо-западе Европейской территории России, в административном отношении — по территории Вельского района Архангельской области Общая протяженность трассы составляет 22 км.

Общее генеральное направление трассы с юга — на север.