Инженерно-геодезические работы при реконструкции автомобильной дороги в Доволенском р-не Новосибирской области

Пикеты перпендикулярно главной оси выносились на границу отвода трассы на расстояние 20 метров справа и слева от оси трассы. Между проекциями точек пикетажа на границы отвода трассы проводилось нивелирование для построения поперечных профилей земляного полотна и корректного выноса их отметок в натуру. Всего в процессе проведения работ было выполнено нивелирование 329 поперечных профилей.

Помимо поперечного по восстановленному пикетажу и по всем реперам, установленным вдоль трассы, прокладывается ход продольного технического нивелирования. Само нивелирование выполняется методом «от середины». На реконструируемом участке дороги продольное техническое нивелирование выполнялось отдельно от поперечного перед проведением поперечного нивелирования. Это связано с большим количеством профилей поперечного нивелирования.

2.

3.3. Создание геодезической разбивочной основы

Разбивка сооружения или вынос проекта в натуру — это определение и закрепление на местности планового и высотного положения точек согласно проекту. Разбивочные работы составляют главную часть геодезического обеспечения строительных работ.

Геодезической разбивочной основой при строительстве и реконструкции автомобильных дорого на местности служат знаки, закрепляющие в плане вдоль дороги вершины углов поворотов и главные точки кривых, а также точки на прямых участках не реже чем через 1 км, и реперы вдоль дороги не реже чем через 2 км.

При выносе проекта автомобильной дороги на местность осуществляют: восстановление трассы и утраченных знаков ее закрепления; выделение точек нулевых работ, прямых и кривых участков трассы, мест размещения насыпей, выемок, труб, мостов, путепроводов, специальных сооружений, тоннелей, быстротоков, подпорных стенок; определение положения — всех основных элементов пересечений с подземными и воздушными коммуникациями, подлежащими переустройству [8].

В пределах каждого этапа постоянно контролируют как геодезический разбивочный процесс, так и результаты выполненных строительно-монтажных работ. Контроль ведут с точек геодезической опорной сети строительства или с исходных точек геодезического управления работой механизмов.

При разбивке сооружений используют способы: прямоугольных или полярных координат прямой или обратной угловой засечки, линейной или створной засечки и др. [8].

Для разбивки используют систему реперов, пикетов и других знаков, образованную при создании съемочного обоснования и/или восстановлении трассы. Основные знаки и реперы должны иметь надежную конструкцию в виде столбов или свай, установленных за границами полосы отвода в соответствии со специальными требованиями.

Перед выполнением земляных работ производится детализация геодезической разбивочной основы. При этом делают разбивку всех пикетов и плюсовых точек с выноской за полосу отвода; устанавливают дополнительные реперы у насыпей высотой свыше 3 м за пределами подошвы, у выемок глубиной более 3 м за бровками откосов, у реконструируемых искусственных сооружений устанавливают промежуточные реперы на пересеченной местности; разбивают круговые и переходные кривые с выноской и закреплением промежуточных точек.

Детальную разбивку можно выполнять не одновременно на всей протяженности реконструируемой дороги, а по мере продвижения фронта работ с заделом, учитывающим скорость потока.

Геодезической основой для выполнения всех видов наземных топографо-геодезических работ при инженерно-геодезических изысканиях автомобильных дорог и для геодезического обеспечения других видов инженерных изысканий служат пункты (точки) съемочной геодезической сети (съемочного обоснования). Согласно заданию на проектирование, на реконструируемом участке дороги, разбивочные работы проводились в соответствии с положениями «Свода правил по инженерно-геодезическим изысканиям для строительства» СП 11−104−97. В процессе работ была выполнена геодезическая разбивочная основа (ГРО), в которой, в соответствии с СП 11−104−97, были закреплены на местности начало и конец трассы, вершины углов поворота, створные точки на прямолинейных участках (в пределах взаимной видимости), нивелирные реперы. Работы выполнялись в Балтийской системе высот и государственной системе координат 1963 года. Данное требование обосновывалось необходимостью привязки реконструируемого участка дороги к единой планово-высотной основе для обеспечения более удобного дальнейшего его включения в единую дорожную сеть страны. Применение указанных системы высот и координат потребовало определения в них координат и высоты исходного репера.

На всем протяжении выполнено плановое и высотное закрепление трассы к шести реперам. За исходный принят репер РП-1, расположенный на ПК13+96,77 в 46,46 м вправо. Отметка репера — 151,739 м. Ведомость реперов приводится в таблице 6.

Таблица 6 — Ведомость реперов реконструируемого участка дороги «296 км а/д „К17р“ — Полойка — Травное — Довольное (в границах района)»

Пикет изыскательский Расстояние от оси в метрах (влево отрицательное) Отметка земли (м.) Отметка полки (м.) Наименование репера Примечание 0−1019,5 20 148,190 149,410 Рп-2/1 7+11,14 -91,48 152,350 152,870 Рп-5 13+96,77 46,46 150,670 151,739 Рп-1 20+64,96 38,87 152,460 153,378 Рп-2 22+43,51 23,90 150,740 151,680 Рп-4 31+88,58 110,20 147,780 148,889 Рп-3

На криволинейных участках дороги выполнено закрепление кривой в плане по основным точкам: началу, середине и концу криволинейного участка. На криволинейных участках разбиты начало, середина и конец первой и второй переходных кривых, а также начало, середина и конец первой и второй круговых кривых. Также была проведена разбивка виражей. На рисунке 3 представлена схема элементов круговой кривой.

Рисунок3. Элементы круговой кривой Ведомость углов поворота, прямых и круговых кривых реконструируемого участка автодороги приводится в таблице 7.

Таблица 7 — Ведомость углов поворота, прямых и круговых кривых реконструируемого участка автодороги «296 км а/д „К17р“ — Полойка — Травное — Довольное (в границах района)»

углы кривые прямые № угла Положение вершины угла, ПК+ Угол поворота, + право, — лево, º β1, º А1, м L1, м Т1, м Нач. закр, ПК+ Нач. КК, ПК+ Прямая вставка Расстояние между вершинами углов Дирекционный угол α КК, º R, м LKK, м D, м Lзакр, м Б, м β2, º А2 L2 Т2 Кон. закр Кон. КК, ПК+ м м º Н.х. 0+0,00 569,53 766,45 206,57 1 7+66,45 95,45 11,28 95 60 196,92 5+69,53 6+29,53 72,50 150 190,66 83,17 310,66 75,11 426,32 722,94 302,42 11,28 95 60 196,92 8+80,19 8+20,19 2 14+6,22 -20,36 8,36 164 90,00 99,70 13+6,51 13+96,51 3,25 300 17,89 1,52 197,89 6,06 233,04 348,20 282,06 8,36 164 90 99,7 15+4,40 14+14,40 3 17+52,90 0,21 0,00 0 0,00 15,46 17+37,44 17+37,44 0,21 5000 30,91 0,00 30,91 0,02 505,70 613,06 282,27 0,00 0 0,00 15,46 17+68,35 17+68,35 4 23+65,95 -8,46 4,23 235 91,78 91,90 22+74,05 23+65,83 -0,00 600 0,00 0,25 183,55 2,35 166,20 370,27 273,41 4,23 235 91,78 91,90 24+57,60 23+65,83 5 27+35,97 25,10 8,36 164 90 112,16 26+23,80 27+13,80 7,58 300 41,73 2,59 221,73 8,53 8,36 164 90 112,16 28+45,24 27+55,54 192,18 409,96 298,51 6 31+43,34 -53,14 11,28 95 60 105,62 30+37,72 30+97,72 30,18 150 79,35 11,89 199,35 18,89 38,66 144,28 245,37 11,28 95 60 105,62 32+37,07 31+77,07 К. х 32+75,73

При разработке проекта и осуществлении строительных работ по реконструкции рассматриваемого участка автодороги разбивочные работы включали теодолитную съемку и нивелировку. Теодолитная съемка производилась электронным теодолитом VEGA TEO5 китайской фирмы VEGA. Данный теодолит является прибором, обеспечивающим точность измерения горизонтальных углов до 5″. При использовании электронных теодолитов исключаются ошибки снятия отсчета — значения углов выводятся автоматически на дисплей, расположенный на каждой стороне прибора. В данном теодолите предусмотрена установка нулевого значения на исходное направление и фиксирование отсчета по горизонтальному кругу. Кроме того, в теодолите имеется оптический центрир, позволяющий устанавливать прибор над пунктом измерений с точностью до 0,5 мм.

Рисунок 4. Электронный теодолит VEGA TEO5

При нивелирных работах использовался оптический нивелир CST/Berger SAL 32ND американской компании CST. Данный нивелир имеет 32-х кратное увеличение зрительной трубы, прямое изображение, оснащен магнитным демпфером для компенсации случайных вибраций (от работы строительной техники, сильного ветра, просадок при оттаивании грунта и т. д.). Его средняя квадратичная ошибка составляет 1 мм на 1 км двойного хода.

Рисунок 5 Оптический нивелир CST/Berger SAL 32ND

Использованные геодезические приборы обладают точностью, достаточной для разработки проекта автомобильной дороги IV категории и контроля результатов строительных работ при его выполнении.

2.

3.4. Разбивка и закрепление в плане и профиле осей сооружения

Сущность геодезических разбивочных работ состоит в выносе на местность проектной формы сооружения. Геодезические разбивочные работы состоят из построения на местности проектных углов, расстояний, точек с проектными отметками, линий и плоскостей с проектными уклонами. Геометрической основой проекта для перенесения его в натуру являются разбивочные оси сооружений, относительно которых в рабочих отметках даются все размеры проекта. Главные, или исходные, оси привязывают к пунктам геодезической основы. В качестве главных осей линейных сооружений (в том числе, дорог) служат продольные оси этих сооружений.

Способы перенесения точек сооружений в натуру аналогичны способам определения положения точек при съемке (полярных и прямоугольных координат, прямой угловой засечки и т. п.). Наиболее часто использовался метод полярных координат. В этом способе положение определяемой точки С (рис. 6) находят на местности путем отложения от направления АВ проектного угла β и расстояния S. Проектный угол находится как разность дирекционных углов αАВ и αАС вычисленных как и расстояние S из решения обратных задач по координатам точек А, В и С. Для контроля положение зафиксированной точки С проверяют, измерив на пункте В угол β΄ и сравнив его со значением, полученным как разность дирекционных углов αВА и. αВС.

Рисунок 6. Схема выноса на местность точки методом полярных координат

Разбивка ведется с пунктов геодезической основы, созданной еще при съемке местности для проектирования или до начала строительства. Величины необходимых разбивочных элементов проекта (углов и длин линий) предварительно определяют графически или аналитически по проектному плану.

Разбивочные работы разделяются на несколько этапов.

На первом этапе, на основе привязки и закрепления трассы и осей сооружений к опорной сети, восстанавливают и закрепляют знаками положение главных осей сооружения и сгущают опорную сеть строительства.

На втором этапе производят детальную разбивку сооружения с размещением плоскостей, линий и точек отдельных элементов сооружения, устанавливают и контролируют взаимосвязь между отдельными элементами сооружения.

На третьем этапе осуществляют геодезическое управление работой механизмов в процессе монтажа или строительства элемента сооружения.

На четвертом этапе производят окончательную разбивку элементов сооружения для отделочных работ и завершения монтажных работ с установкой и закреплением технологического оборудования, предусмотренного проектом.

На пятом этапе, завершающем, осуществляют исполнительную съемку выстроенного сооружения.

Внутренние оси автодороги выносят методом линейных отложений на обноску расстояний. При необходимости отметки могут быть легко вынесены на ось трассы.

Определение положения характерных точек оси автодороги в плане может осуществляться несколькими методами: перпендикуляров, створов, полярным и т. д. Определение на местности высотного положения проектной точки производится методом нивелирования из середины. Пример выноса на местность положения точки оси сооружения в профиле представлен на рисунке 5.

Рисунок 7. Пример выноса на местность проектной высоты в профиле

Для выноса на местность высоты точки на оси сооружения в плане устанавливают нивелир в рабочее положение между репером (связующей точкой) и проектной точкой М, плановое положение которой известно. Производят отсчет, а по рейке, установленной на репере, и вычисляют горизонт прибора Нi=Hреп+а. Определяют отсчет на проектную точку (разность между горизонтом прибора Нi и высотой проектной точки) bпр=Нi — Нпр. В проектной точке М забивают кол так, чтобы отсчет по установленной на него рейке был равен вычисленному отсчету bпр.

2.

3.5. Камеральные работы

Для приведения проекта автодороги в окончательный вид, производится камеральная обработка результатов геодезических изысканий. В состав камеральных работ при производстве инженерно-геодезических изысканий для проектирования реконструкции автомобильных дорог наземными методами входят:

обработка полевых журналов;

уравнивание планово-высотных и нивелирных ходов съемочной геодезической сети;

составление ведомостей координат и высот точек съемочной геодезической сети, реперов, координат отдельных сооружений и устройств;

создание базы топографо-геодезических данных (при производстве инженерно-геодезических изысканий по автоматизированной технологии);

составление инженерно-топографических планов, продольных и поперечных профилей;

составление технического отчета о выполненных работах.

Перечень материалов, представляемых в отчете по инженерно-геодезическим изысканиям для проектной документации реконструкции:

план, продольный (при необходимости) и поперечные профили, цифровые модели местности в пределах полосы отвода;

ведомость наличия и дефектная ведомость состояния покрытия, обочин, земляного полотна, водопропускных труб, ведомость наличия и состояния прикромочных лотков, ведомость наличия и дефектная ведомость состояния водопропускных труб, ведомость укрепления боковых водоотводных канав;

топографическая съемка на пересечениях и примыканиях в пределах закругления;

ведомость наличия и состояния воздушных, наземных и подземных инженерных коммуникаций;

ведомость планово-высотной привязки горных выработок;

ведомость закрепления трассы; ведомость реперов и ведомость закрепления реперов [5].

Камеральные работы при реконструкции дороги «296 км а/д „К17р“ — Полойка — Травное — Довольное (в границах района)» включали два этапа. На первом этапе (при составлении проекта) обрабатывались результаты инженерно-геодезических работ, связанных с предварительным обследованием территории. На этом этапе, помимо обработки фактических данных, отмечалось проектируемое изменение положения дороги в плане, строились поперечные и продольный фактические и проектные профили трассы. На этом этапе также определялись величины отметок, выносимых в натуру при строительстве. На втором этапе (по окончании строительных работ) проводилась обработка фактических данных по результатам исполнительной съемки, уточнялось результаты технического контроля объектов строительства и соответствие полученных планово-высотных характеристик автодороги проектным. По итогам второго камерального этапа составлялась приемно-сдаточная документация.

Наиболее важным материалом камеральных работ для реконструкции автомобильной трассы является продольный профиль. На основании продольного профиля на местность выносятся все отметки высот, определяются точки нулевых работ. Продольный профиль составляется по результатам расчета элементов трассы (плановая часть) и фактическим данным нивелировки по пикетажу (профильная часть). Продольный профиль имеет два масштаба: горизонтальный и вертикальный (последний, как правило, в десять раз крупнее горизонтального). Фрагмент продольного профиля реконструируемой автодороги представлен на рисунке 6.

Рисунок 8. Фрагмент продольного профиля на реконструируемом участке автодороги «296 км а/д „К17р“ — Полойка — Травное — Довольное (в границах района)»

Сетка продольного профиля состоит из трех частей: фактических данных, проектных данных в горизонтальной плоскости (в плане) и проектных данных в вертикальной плоскости (в профиле).

Помимо продольного профиля, при камеральных работах создаются также поперечные профили. В целях упрощения вычисления масштабов земляных работ поперечные профили строились в одинаковом горизонтальном и вертикальном масштабе. Поскольку количество поперечных профилей, выполненных при реконструкции автодороги, было весьма значительным, они строились отдельно от продольного профиля. За осевые точки поперечных профилей брались пикеты (на оси трассы), на профилях указывалось фактическая отметка высоты пикета. Справа и слева поперечные профили строились на расстояние 20 метров от оси трассы.

Построенные поперечные и продольные профили в комплексе использовались для подсчета общих объемов земляных работ, а на материалах исполнительной съемки — для определения соответствия конструкции дороги проектным данным.

Результаты обработки продольного и поперечного профилей, границ закрепления оси дороги в профиле и плане, а также контурной топографической съемки в полосе 100 м от границы отвода земель использовались для составления цифровой модели местности в зоне реконструкции дороги. Цифровая модель местности создавалась путем внесения данных в специализированный программный комплекс CREDO, позволяющий представлять данные в виде таблиц, профилей, векторных планов и карт.

Заключение

Геодезические работы составляют важную часть в комплексе проектных работ при реконструкции автодорог. Кроме того, геодезические работы являются неотъемлемой частью самого строительного этапа реконструкции автодороги, поскольку на основе данных геодезических измерений осуществляется контроль ведения работ и соответствие полученных результатов проекту.

В настоящей работе рассматривается комплекс геодезических работ, выполняемых при реконструкции дороги местного значения IV категории на примере дороги 296 км автодороги «К-17р» — Полойка — Травное — Довольное в Доволенском районе Новосибирской области (в границах района). Дорога имеет местное значение, служит для организации автомобильного сообщения между населенными пунктами Довольненского и Красногорского районов Новосибирской области. Объектом реконструкции является участок указанной автодороги к западу от села Травное в границах Доволенского района протяженностью 3275,73 м. Целью реконструкции дороги является приведение ее в соответствие с требованиями, изложенными в СП 34.

13 330.

2012 «Автомобильные дороги», ГОСТ 52 399–2005 и стандарте организации СТО ТУАД 01−2009 «Технические требования к состоянию автомобильных дорог и искусственных сооружений на них, проектируемых за счет средств бюджета Новосибирской области». Реконструкцией предусматривается уширение земляного полотна до 10 м., в том числе проезжей части до 6 м, что позволит перейти к двухполосной схеме движения, применение дорожного покрытия переходного типа (щебня), ремонт системы водоотведения, (замена существующей водосливной трубы), развитие дорожной инфраструктуры в вопросах безопасности и регулировки движения (установка знаков, ограждающих столбиков и т. п.). Дорога расположена на открытой равнинной местности в III дорожно-климатической зоне (вне мест распространения многолетнемерзлых грунтов), территория ее расположения характеризуется отсутствием резко выраженных в профиле форм рельефа, значительных гидрографических объектов, особо охраняемых территорий, объектов историко-культурного наследия и иных объектов, усложняющих проведение строительных работ.

Геодезические работы при реконструкции указанного участка автодороги имели своими целями изучение формы реконструируемой дороги в профиле и плане, а также параметров существующего земляного полотна задачам реконструкции, указанным в техническом задании на ее проведение, а затем, вынос в натуру откорректированных планов реконструкции. В процессе проведения геодезических работ производились определение геометрических параметров существующей дороги и ее земляного полотна, восстановление на местности оси сооружения, створовых точек прямолинейных участков, главных точек криволинейных участков, осей искусственных сооружений (водоотводных труб).

Геодезические работы при реконструкции дороги проходили в две очереди: на этапе проектирования и на этапе проведения строительных работ. Каждая очередь включала два этапа — полевой и камеральный. Полевой этап включал проведение двух видов съемок: угломерной (при помощи теодолита) и нивелировки. По итогам съемки на проектном этапе был создан проект реконструкции автодороги, включающий данные о фактическом состоянии автодороги и ее элементов (прежде всего, земляного полотна), а также окружающей территории. На камеральном этапе был построен проектный продольный профиль и поперечные профили, выполнена разбивка криволинейных участков. Получение проектных отметок производилось аналитическими и графоаналитическими способами.

На этапе выполнения работ проектные отметки выносились в натуру. Для выноса в натуру проекта использовался достаточно широкий спектр приемов. Широко применялся метод обратной засечки.

По окончании строительных работ на реконструируемом участке дороги была произведена исполнительная съемка. По ее итогам была составлена приемо-сдаточная документация, а также цифровая модель местности в среде CREDO.

Список использованных источников

А. П. Васильев, Ю. М Яковлев, М. С. Коганзон, и др. Реконструкция автомобильных дорог. Технология и организация работ: Учебное пособие / МАДИ (ТУ). — М .; 1998.

Национальный стандарт Российской Федерации «Классификация автомобильных дорог» ГОСТ Р 52 398−2005

Утвержден Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 ноября 2005 г. N 296-ст. Дата введения — 1 мая 2006 года // Сайт Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии [Электронный ресурс] Режим доступа:

http://base1.gostedu.ru/46/46 568/

Общие сведения об автомобильных дорогах. Классификация автомобильных дорог // Справочник дорожных терминов. Сайт ООО «Интек» [Электронный ресурс] Режим доступа:

http://intek43.ru/dokumentaciya/obshhie-svedeniya-ob-avtomobilnyx-dorogax-klassifikaciya-avtomobilnyx-dorog.html

Классификация дорожных работ. Утверждена ФДД в 1994. — 10 с.

ЕАС Межгосударственный стандарт «Дороги автомобильные общего пользования. Изыскания автомобильных дорог. Общие требования» (Проект. Первая редакция) // Сайт Российской ассоциации территориальных органов управления автомобильными дорогами [Электронный ресурс]. Режим доступа:

http://www.rador.ru/activities/plan/inf/190 313/01.pdf

Куштин И.Ф., Куштин В. И. Инженерная геодезия. Учебник. Ростов-на-Дону. Изд-во ФЕНИКС, 2002, 416 с.

Инженерная геодезия в строительном производстве: Учеб. Пособие для вузов/ И. П. Интулов, Воронеж. гос. арх-строит. ун-т. — Воронеж, 2004. — 329 с.

ВСН 5−81. Инструкция по разбивочным работам при строительстве, реконструкции и капитальном ремонте автомобильных дорог и искусственных сооружений. / Минавтодор РСФСР. М.: Транспорт, 1983.

СНиП 11−02−96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения.

ВСН 208−89 Инженерно-геодезические изыскания железных и автомобильных дорог / Минтрансстрой СССР, Москва 1990