33. Источники ошибок гнсс определений.

34. Первые, вторые и третьи разности в гнсс определениях. По дисциплине «Инженерная геодезия»

1. Геодезические разбивочные работы при строительстве гражданских и промышленных зданий (нулевой цикл).9

Геодезические разбивочные работы при строительстве гражданских и промышленных зданий (нулевой цикл).

Виды работ:

1.разбивка осей зданий и сооружений.

2.построение обноски и создание осей разбивочной основы на ней.

3. разбивка котлованов.

4.производство земляных работ.

5.перенесение осей и отметок на дно котлована.

6.геодезические работы при возведении фундаментов.

1.Разбивку главных и основных осей сооружения выполняют на основании генерального плана строительной площадки, на котором указаны привязки осей зданий и сооружений к пунктам плановой и высотной разбивочных сетей, красных линий, пунктам строительной сетки. Оси разбивают на местности от пунктов плановой разбивочной основы. Вынос осуществляют способом прямоугольных или полярных координат, линейных или угловых засечек. Точность измерений линий при разбивке основных осей высотных панельных и каркасно-панельных зданий должна быть не менее 1:7000 – 1:10000, а средняя квадратическая погрешность измерений углов 3". Отметки рабочих реперов определяются с точностью нивелирования 3 или 4 класса.

2.Для детальной разбивки зданий и сооружений, закрепления осей и передачи их в котлован и на фундаменты по периметру здания или сооружения устраивают обноску. Два вида: сплошная и створная. Располагают обноску в 3 – 5 м от котлована. Высота обноски обычно колеблется от 0,5 до 1,2м. Оси на обноске отмечают гвоздем с откраской масляной краской. Перенесение осей на обноску выполняют с помощью теодолита.

Линейные измерения на обноске производят инварной лентой или компарированной стальной рулеткой со средней квадратической погрешностью 1:25000.

3.Разбивка котлованов. При устройстве котлованов выполняется следующий комплекс геодезических работ: проверка геодезических данных на рабочих чертежах проекта; разбивка и закрепление контуров котлована; нивелирование дневной поверхности в пределах контура котлована; передача разбивочных осей и высотных отметок на дно котлована; периодические исполнительные съемки для подсчета объемов земляных масс; окончательная плановая и высотная исполнительные съемки открытого котлована. Разбивка на местности контура котлована ведется от основных и вспомогательных осей здания, нанесенных на обноске, способом промеров.

4. По мере разработки котлована контроль выравнивания дна его осуществляется с помощью визирок. После зачистки откосов и дна котлована производится исполнительная съемка как в плане, так и по высоте. Плановая съемка контуров котлована производится путем промеров с помощью стальной рулетки от разбивочных осей здания. Все высоты для земляных работ по котловану определяют нивелированием IV класса с точностью mh = 1 см. При устройстве котлована производятся текущие и окончательные замеры объемов земляных масс. Эти замеры производятся по способу квадратов. Отметки рабочих реперов определяются с точностью нивелирования 3 или 4 класса.

5. Разбивка котлована может быть произведена одновременно с детальной разбивкой осей фундамента. Когда котлован вчерне вырыт, на дно его передают высоты от ближайших реперов.

Если откосы котлована пологие, эта передача осуществляется несколькими постановками нивелира. Когда откосы крутые и постановка прибора на них невозможна, высоты определяют при помощи двух нивелиров и рулетки. Погрешность ±1см.

6. Исходными материалами для проведения геодезических работ при монтаже фундаментов являются схемы осей зданий и сооружений с расстояниями между ними и привязкой к конструкциям фундаментов, планы и разрезы фундаментов и котлованов под несущие конструкции и технологическое оборудование, отметки опорных поверхностей оснований и фундаментов и другие элементы конструктивной части проекта зданий и сооружений.

2. Способы разбивки основных осей сооружений. Методы их закрепления на местности.

Способы разбивки основных осей сооружений. Методы их закрепления на местности.

Выбор способов разбивки зависит в основном от вида сооружения и условий его возведения, от схемы построения разбивочной основы, от наличия приборов у исполнителя и требуемой точности выполнения разбивочных работ.

Для разбивки основных осей гражданских зданий с точек полигонометрических или теодолитных ходов чаще всего применяют способы полярных координат, угловых и линейных засечек, створно-линейный способ.

Способ угловой засечки применяют для разбивки недоступных точек, находящихся на значительном расстоянии от исходных пунктов. Различают прямую и обратную угловые засечки.

В способе прямой угловой засечки положение на местности проектной точки С находят отложением на исходных пунктах А и В проектных углов β1 и β2. Базисом засечки служит или специально измеренная сторона, или сторона разбивочной сети. Проектные углы β1 и β2 вычисляют как разность дирекционных углов сторон. Дирекционные углы находят из решения обратной геодезической задачи по проектным координатам определяемой точки и известным координатам исходных пунктов.

На точность разбивки способом прямой угловой засечки оказывают влияние погрешности собственно прямой засечки, исходных данных, центрирования теодолита и визирных целей, фиксирования разбивочной точки, т. е.

наибольшая точность достигается при γ = 90° и S1 = S2

На принципе редуцирования основано применение для разбивки способа обратной угловой засечки. На местности находят приближенно положение O′ разбиваемой проектной точки О. В этой точке устанавливают теодолит и с требуемой точностью измеряют углы не менее чем на три исходных пункта с известными координатами. По формулам обратной засечки вычисляют координаты приближенно определенной точки и сравнивают их с проектными значениями. По разности координат вычисляют величины редукции (угловой и линейный элементы) и смещают точку в проектное положение. Для контроля на этой точке измеряют углы, вновь вычисляют ее координаты и сравнивают их с проектными. В случае недопустимых расхождений все действия повторяют.

S – расстояние от определяемого до соответствующих опорных пунктов; b – расстояние между соответствующими опорными пунктами; ω213 – угол между исходными сторонами.

В способе линейной засечки положение выносимой в натуру точки С определяют в пересечении проектных расстояний S1 и S2, отложенных от исходных точек А и В. Этот способ обычно применяют для разбивки осей строительных конструкций в случае, когда проектные расстояния не превышают длины мерного прибора. Наиболее удобно разбивку производить при помощи двух рулеток. От точки А по рулетке откладывают расстояние S1, а от точки В по второй рулетке – S2. Перемещая обе рулетки при совмещенных нулях с центрами пунктов А и В, на пересечении концов отрезков S1 и S2 находят положение определяемой точки С. Общая погрешность в определении положения разбиваемой точки С будет в основном зависеть от суммарной погрешности собственно засечки и исходных данных.

Минимальной погрешность собственно линейной засечки будет при γ = 90°. В этом случае

Способ полярных координат широко применяют при разбивке осей зданий, сооружений и конструкций с пунктов теодолитных или полигонометрических ходов, когда эти пункты расположены сравнительно недалеко от выносимых в натуру точек. В этом способе положение определяемой точки С находят на местности путем отложения от направления АВ проектного угла β и расстояния S. Проектный угол β находится как разность дирекционных углов αАВ и αАС, вычисленных как и расстояние S из решения обратных геодезических задач по координатам точек А, В и С. Для контроля положение зафиксированной точки С можно проверить, измерив угол на пункте В и сравнив его со значением, полученным как разность дирекционных углов αВА и αВС.

Для приближенных расчетов, приняв β = 90° и S = b, получим:

Способы створной и створно-линейной засечек широко применяют для выноса в натуру разбивочных осей зданий и сооружений, а также монтажных осей конструкций и технологического оборудования. Положение проектной точки С в способе створной засечки определяют на пересечении двух створов, задаваемых между исходными точками 1 – 1′ и 2 – 2′. Створ задают обычно теодолитом, который центрируют над исходным пунктом (например – 1), а зрительную трубу ориентируют по визирной цели, отцентрированной на другом исходном пункте (в данном случае – 1′). Положение точки С фиксируют в заданном створе. Средняя квадратическая погрешность створной засечки зависит от погрешностей построения первого mC 1 и второго mC2 створов, а также от погрешности фиксации.

Створно-линейный способ позволяет определить проектное положение выносимой в натуру точки С путем отложения проектного расстояния d по створу АВ. Разбивка этим способом точек сооружения или точек осей заключается в нахождении створа АВ. Измеряя отрезок АС = S на местности, в створе АВ находят искомую точку С. Точность способа будет обусловлена погрешностями задания створа, отложения проектного расстояния S и фиксации точки на местности. Широкое применение способ получил при выносе точек главных осей сооружений с пунктов строительной сетки.

Для закрепления, а также для удобства использования в процессе строительства оси выносят на обноску. Помимо обноски, вынесенные в натуру оси закрепляют постоянными и временными знаками.

3. Аналитическая подготовка для выноса осей сооружения на местность. Разбивочный чертеж.

Элементы геодезических разбивочных работ. Разбивочный чертеж

ЭГРР – ряд геод. операций, который составляет процесс производства разбивочных работ:

-построение проектного угла и расстояния;

-вынос проет. отметки в натуру;

-вынос линии или плоскости проект. уклона.

При построении проектного угла одна точка (вершина угла) и исходное направление обычно бывают заданы. Необходимо на местности отыскать второе направление, которое образовывало бы с исходным проектный угол.В нашем случае ВА – исходное направление,

В – вершина проектируемого угла. Р аботы ведут в следующем порядке. Установив теодолит в точку В, наводят зрительную трубу на точку А и берут отсчет по лимбу. Далее прибавляют к этому отсчету проектный угол β и, открепив алидаду, устанавливают вычисленный отсчет. Теперь визирная ось зрительной трубы теодолита указывает второе искомое направление.

В этом направлении на соответствующем проекту расстоянии фиксируют на местности точку С1. Аналогичные действия выполняют при другом круге теодолита и отмечают на местности вторую точку С2. Из положения двух точек берут среднее (точка С), принимая угол ABC за проектный.

Ч исло приемов измерения угла можно определить по приближенной формуле: m′β – номинальная для данного теодолита средняя квадратическая погрешность измеренного угла; mβ- требуемая скп отложения угла.

Для построения проектной длины линии необходимо от исходной точки отложить в заданном направлении расстояние, горизонтальное проложение которого равно проектному значению. На местности от исходной точки А сначала откладывают и закрепляют приближенное значение проектного расстояния (точка B′). Это расстояние с необходимой точностью измеряют компарированными мерными приборами или точными дальномерами, учитывая все поправки. Вычислив длину закрепленного отрезка, сравнивают его с проектным значением, находят линейную поправку ∆l=lпр - lизм

и откладывают ее с соответствующим знаком от конечной точки В' отрезка. Затем, для контроля, построенную линию АВ измеряют.

Для выноса в натуру точки с проектной отметкой Нпр устанавливают нивелир примерно посредине между репером с известной отметкой HРп и выносимой точкой.На исходном репере и выносимой точке устанавливают рейки, взяв отсчет a по рейке на исходном репере, определяют горизонт прибора H_ГИ = H_РП + а . Чтобы установить точку на проектную отметку НГИ, необходимо знать величину отсчета в по рейке на определяемой точке. Можно записать, что: в=Нги-Нпр

Вычислив отсчет в, рейку в точке на проектной поверхности поднимают или опускают до тех пор, пока отсчет по среднему штриху зрительной трубы нивелира не будет равен вычисленному. В этот момент пятка рейки будет соответствовать проектной высоте. Ее фиксируют в натуре, забивая колышек, ввинчивая болт или проведя черту на строительной конструкции.

Для построения в натуре линий проектных уклонов используют нивелиры, теодолиты, а также лазерные приборы. Сначала конечные точки линии АВ устанавливают на проектные отметки. Если дана отметка только одной точки, например А, и проектный уклон i, то отметку другой точки В можно вычислить по формуле:

Н_в =Н_А +l_АВ*i

На точках А и В устанавливают нивелирные рейки. Затем, наклоняя нивелир двумя подъемными винтами (или элевационным винтом), методом приближений добиваются, чтобы отсчеты по рейкам стали одинаковыми. В этом случае визирная линия зрительной трубы нивелира будет иметь проектный уклон. Далее устанавливают рейку в створе линии АВ (например, через 5 м), добиваясь, чтобы отсчет по ней был равен отсчету на конечные точки. Пятка рейки будет определять точку линии проектного уклона. Эти точки фиксируют колышками соответствующей высоты.

Для вынесения в натуру проектной плоскости устанавливают на проектные отметки точки А, В, С, D. Действуя подъемными винтами нивелира, добиваются методом приближений, чтобы отсчеты на всех четырех точках были равны между собой, т. е. чтобы линия визирования была параллельна заданной проектной плоскости. При установке на тот же отсчет рейки в любой точке внутри фигуры АВСД пятка ее будет лежать в проектной плоскости.

Разбивочный чертеж – это основной документ для разбивки главных осей сооружения в натуре.

Разбивочные чертежи составляют на основании генерального плана сооружения, аналитического расчета и привязки проекта. Разбивочные чертежи выполняют в масштабе 1:2000 – 1:5000 и крупнее. На разбивочном чертеже показывают пункты геодезической основы с координатами, положение главных осей с их координатами и разбивочными элементами привязки, контуры сооружений с длинами сторон и углами поворота.

4. Способы передачи осей и отметок на монтажные горизонты.

Способы передачи осей и отметок на монтажные горизонты

Монтажный горизонт - условная плоскость, проходящая через опорные площадки монтируемых элементов конструкций определенного этажа.

Для детальной разбивки осей на монтажном горизонте точки базисной сети, определяющие положение осей, переносятся с исходного на монтажный горизонт. Эта работа может выполняться наклонным проектированием с помощью теодолита или вертикальным проектированием с помощью специальных высокоточных приборов вертикального проектирования

Способ наклонного проектирования заключается в построении вертикальной плоскости теодолитом. Предварительно разбивочные оси выносят на цоколь здания, отмечая их цветными рисками. Теодолит ставят точно в створе разбивочной оси над створным знаком, закрепляющим разбивочную ось. Зрительную трубу наводят на риску, нанесенную на цоколь здания, и при закрепленном положении горизонтального круга поднимают ее в вертикальной плоскости. На монтажном горизонте ставят штатив с визирной маркой и, перемещая марку, добиваются, чтобы штрих марки попал на перекрестие нитей сетки зрительной трубы. С помощью отвеса положение визирной марки проектируют на плоскость монтажного горизонта. Ту же работу повторяют при другом положении вертикального круга. При расхождении полученных проекций находят среднее положение, которое соответственным образом фиксируют. Аналогичным образом выносят положение разбивочных осей на монтажный горизонт со всех сторон здания. Способ наклонного проектирования применяется при строительстве зданий малой и средней этажности при углах наклона визирной трубы, не превышающих 45°.

При перенесении точек опорной разбивочной сети с исходного горизонта на монтажный способом вертикального проектирования в перекрытиях зданий предусматриваются отверстия, размером не менее 15x15 см. Проектирование осуществляется с помощью специальных приборов вертикального визирования: ОЦП – оптический центрировочный прибор, РZL – автоматический прецизионный зенит-прибор. Для проектирования точек разбивочной сети на монтажные горизонты над опорной точкой на исходном горизонте тщательно центрируется зенит-прибор. Над отверстием монтажного горизонта с помощью специального приспособления укрепляется палетка. Палетка изготовляется из оргстекла, на которое наклеивается калька с нанесенной на нее координатной сеткой в виде взаимно перпендикулярных линий, выходы которых оцифровываются. Горизонтальная нить сетки нитей зенит-прибора устанавливается параллельно одной из сторон координатной сетки и на горизонтальном круге ставится отсчет, равный 0°.В этом положении с палетки снимается отсчет относительно оцифрованных линий координатной сетки палетки. Далее прибор поворачивают на 180° и снова берут отсчет по палетке. После этого аналогичную работу повторяют при отсчетах по горизонтальному кругу 90° и 270°. Средние значения из каждых двух парных отсчетов покажут координаты точки на палетке. Положение опорной точки с палетки переносится на монтажный горизонт и соответствующим образом закрепляется.

После перенесения опорных точек на монтажный горизонт проводят контрольные измерения расстояний между этими точками. Полученные расстояния должны быть равны расстояниям между соответствующими точками на исходном горизонте. Число точек разбивочной сети, необходимых для передачи на монтажные горизонты, зависит от размеров здания и не должно быть менее трех. Перенесенные точки закрепляют и относительно них строят разбивочную сеть данного горизонта. Построение плановой сети на монтажном горизонте, проводят так же, как и на исходном горизонте. Высотная сеть на монтажном горизонте создается методом геометрического нивелирования относительно реперов, расположенных на исходном горизонте. При этом используется способ передачи отметки на высокую точку сооружения.

5. Применение метода “свободной станции" при разбивочных работах.

Применение метода «свободной станции» при разбивочных работах.

Сущность метода: прибор в процессе измерений устанавливается не над центром исходного или определяемого геодезического пункта, а в некоторой точке, положение которой оптимально для координирования и ориентирования прибора.

А, Б, В, Г, … – исходные пункты, доступные для измерений с данной станции; а, б, в, г, … – выносимые проектные или координируемые точки; МП – возможное местоположение прибора (откуда имеется видимость на исходные и определяемые пункты).

Для однозначного (бесконтрольного) определения планово-высотного положения геометрического центра прибора и его ориентировки в принятой системе координат достаточно произвести позиционирование на два исходных пункта, планово-высотные координаты которых известны. Измеряются: две наклонные дальности, один горизонтальный и два вертикальных угла. Оптимально координирование и ориентирование центра прибора указанным методом необходимо производить от трех - четырех исходных пунктов. Больше не стоит, так как ошибки исходных пунктов есть, а чем болье пунктов тем ниже будет точность и увеличиться трудоемкость работ. В этом случае прибор дает не только искомые величины, но и ошибки их определения. Более трех исходных пунктов берут в случаях, когда имеет место изменение планово-высотного положения центров исходных пунктов и необходимо произвести анализ их стабильности.

В современных тахеометрах зарубежных фирм-производителей имеется соответствующее встроенное программное обеспечение, позволяющее работать в различных режимах. На данном этапе следует работать в режиме «координирование прибора».

ДЛЯ СЕБЯ (вычисления посмотреть):

Если по каким-либо причинам невозможно воспользоваться стандартным программным обес­печением прибора, решение задачи может быть произведено другим методом. Сущность решения задачи заключается в следующем. Например, известны плановые координаты и высоты (отметки) двух пунктов А и Б: Xa, Ya, Ha, Xb, Yb, Hb. Измерены наклонные дальности Sa, Sb, их горизонтальные направления, по разности которых вычисляют горизонтальный угол Bab, также измерены вертикальные углы βA, βБ.

Вычисляют горизонтальные проложения по известной формуле:

Из решения обратной геодезической задачи вычисляют горизонтальное проложение между центрами исходных пунктов и дирекционные (прямой и обратный) углы:

Значение дирекционного угла определяют по знакам приращений координат, как это принято при решении обратной геодезической задачи.

Из решения треугольника А0 Б0 С по теореме синусов вычисляют его горизонтальные углы при вершинах А и Б:

Наличие одной избыточной величины в треугольнике позволяет провести контроль измерений и вычислений, вычислив невязку в треугольнике:

Ваb +А0 + Б0 –1800 = W

Вычисляют дирекционные углы направлений вдоль измеренных наклонных дальностей:

Вычисляют приращения координат от любой исходной точки до центра прибора по формулам решения прямой геодезической задачи:

Вычисляют координаты центра прибора:

Высотная отметка центра прибора определяется с контролем от двух исходных пунктов по превышениям, получаемым из тригонометрического нивелирования:

Допускается установка приемника не над пунктов в случаях:

1. Над пунктом металлический сигнал;

2. Пункт станции закреплен стенными центрами;

3. Над пунктом часть небосвода закрыта препятствиями (крона деревьев, частьздаия,забор).

При внецентренной установке станции могут возникать три типа задач:

1. Передача координат с опорных пунктов на внецентрированную станцию;

2. Передача координат с точки внецентренной установки на вновь определяемый пунк;

3. Приведение измеренных тахеометром расстояний и углов (направлений) к центрам пунктов.

Достоинства и недостатки метода:

[Существует строительный допуск (допуск на выносимую точку(рассматриваем по плану)) – δ=20мм. В ТКП = 0,2δ=4мм. На основании этой точности выбираем способ разбивки.]

Рассмотрим, путем сравнения с полярным методом разбивочных работ.

СКП выноса в натуру точки: = ( - погрешность построения угла; - погрешность отложения проектного расстояния; - погр центрирования; - п фиксирования).

≈ 1 – 2 мм.

1. СКП выноса в натуру точки в методе свободной станции определяется по той же формуле только нет, но появляется - погрешность определения станции, которая зависит от погрешности исходных данных (так как их положение в процессе работ на строительной площадке может сместиться). А исходных у нас примерно 3 следовательно и будет > Значит и по точности не лучше.

2. Пункты чаще всего расположены на расстоянии от строительной площадки, чтобы обеспечить их сохранность. Значит будут значительными по величине откладываемое расстояние и угол в полярном способе и это увеличит значение и . А в методе свободной станции мы можем устанавливать прибор на строительной площадке и тогда расст и угол будут меньше. В этом случаи метод св. станции лучше.

6. Плановое обоснование тоннелей.

7. Высотное обоснование тоннелей.

Плановое и высотное обоснование тоннелей

Основным плановым геодезическим обоснованием для вынесения в натуру запроектированной трассы тоннеля служит тоннельная триангуляция или линейно-угловая сеть. Для сгущения точек планового обоснования строят основную полигонометрическую сеть. Для передачи координат от пунктов основной полигонометрии к стволам шахт прокладывают хода подходной полигонометрии. От точек подходной полигонометрии координаты передают в подземные выработки через стволы шахт, но чтобы с достаточной точностью ориентировать подземную геодезическую основу лучше всего передавать дирекционный угол с поверхности под землю непосредственно от сторон тоннельной триангуляции или от линий основной полигонометрии. По мере продвижения забоя вперед в подземных выработках для выхода от ствола на трассу прокладывают ходы подходной подземной полигонометрии, координаты для которой передаются с поверхности. По трассе сначала прокладывают ходы рабочей подземной полигонометрии со сравнительно короткими сторонами, а затем ходы основной подземной полигонометрии со сторонами 50 – 100 м.

При строительстве длинных тоннелей и при больших расстояниях между стволами, для повышения точности передачи дирекционного угла, от приствольной линии к забою прокладывают главные ходы подземной полигонометрии. Пункты главных ходов совмещают с пунктами основной полигонометрии через 2 – 3 стороны.

Высотное обоснование. Для перенесения проекта профиля трассы создается высотное геодезическое обоснование в виде нивелирных сетей, класс которых зависит от длины тоннеля и длин встречных подземных выработок.

Требуемая точность сооружения тоннеля по высоте может быть обеспечена построением на поверхности нивелирной сети IV класса (при длине тоннеля до 5 км). Но так как высотные пункты используют в дальнейшем при наблюдении за осадками, то прикладывают хода нивелирования III класса.

Для обеспечения сбойки подземных выработок в высотном отношении в районе порталов строящегося тоннеля выполняют нивелирование II класса при длине тоннеля не более 2 км, а в горных условиях не более 1 км, при длине тоннеля более 2 км – нивелирование III класса. Так как нивелирная сеть будет использоваться для наблюдений за осадками, то сеть строится в виде системы замкнутых полигонов, опирающихся на марки городского нивелирования II класса, и покрывающих полосу вдоль трассы метрополитена шириной не менее чем тройная глубина тоннеля. Длина ходов между узловыми точками не должна быть более 1 км. Пункты нивелирования на застроенной территории закрепляют стенными реперами, на незастроенной – грунтовыми. В процессе строительства, из-за происходящих осадок заложенных реперов, производят повторное нивелирование.

8. Способы ориентирования подземных выработок. Передача высот в подземную выработку.

. Способы ориентирования подземных выработок. Передача высот в подземную выработку

При сооружении тоннеля через вертикальную шахту ориентирование производят одним из способов: створа двух отвесов, соединительного треугольника, двух шахт либо гиротеодолитом.

Способ створа двух отвесов. Отвесы крепят (располагают) в створе разбитой оси подходной штольни (теодолит с одной стороны, марка с другой). Дирекционный угол створа отвесов равен дирекционному углу оси подходной штольни. В подземной выработке теодолит устанавливают на координатном столике. Передвигая теодолит перпендикулярно к плоскости отвесов, устанавливают ось в створе отвесов. Измерения производят при двух кругах многократно. Точность этого способа – 30″. Основной источник погрешностей – качание отвеса.

Способ соединительного треугольника. Здесь на поверхности над пунктом с известными координатами измеряют примычный угол ω и угол α (между направлениями на отвесы). Рулеткой измеряют все три расстояния в ∆АВС. Такой треугольник называют соединительным. По результатам измерений вычисляются углы β, γ, дирекционный угол створа двух отвесов и координаты отвесов. В подземной выработке на закрепленном вблизи ствола пункте производят аналогичные измерения. Точность передачи дирекционного угла составляет 10 – 12″.

Суммарная погрешность ориентирования:

m02исх – погрешность исходного дирекционного угла; m0 S, m02β – погрешности линейных и угловых измерений; m20 пр – погрешности примычных углов.

Способ двух шахт (скважин). Данный способ применяется если один из смежных стволов тоннеля пробурен в виде узкой скважины и там можно повесить только один отвес. Ориентирование осуществляется вставкой хода между двумя пунктами (отвесами) координаты которых определены на дневной поверхности. То есть прокладывается ход подземной полигонометрии от ствола А в котором определен дирекционный угол α и исходные стороны А1О1 и координаты пункта А1, до скважины, где по отвесу переданы в забой координаты пункта В1. По координатам отвесов начального и конечного (О1 и О2) определяют дирекционный угол αНК и длину стороны SНК по формулам обратной геодезической задачи. Точность ориентирования данным способом составляет 8 – 10″ при длине хода 2 км.

Ориентирование гиротеодолитом самый прогрессивный и автономный способ, точность 5 – 10″. Этот способ позволяет в любое время, на любой глубине и в любом расстоянии от ствола определить азимут или дирекционный угол направления в подземных выработках, он не требует во время ориентирования остановки или полного прекращения строительных работ.

Передача высот в подземные выработки. Исходными для передачи высот в подземные выработки являются реперы III класса, расположенные на шахтной площадке (куст реперов). Не более чем за два дня до передачи высот производят контрольное нивелирование реперов (III класс), которые будут использованы (из-за осадок пород в районе строительства). Рулетка с грузом 10 кг крепится нулем шкалы вниз. Нивелиры наверху и внизу, отсчеты берут по рейкам на репере на поверхности, отсчеты l1 и l2 по рулетке на поверхности и под землей и по рейке установленной на закрепленной в подземной выработке точке. При передаче на глубину более 150 м применяют вместо рулетки прибор «Глубиномер» (приволока и мерный диск). В процессе передачи высоты в начале линии визирования обоих нивелиров наводят одновременно на рулетку и по команде отсчитывают по ней. Затем нивелиры наводят на рейки, и берут отсчеты по ним. Расхождение значений высот подземных реперов, полученных при различных горизонтах нивелиров и при различных положениях рулетки не должны превышать 4 мм. Между реперами расположенными в подземной выработке прокладывают ходы подземного нивелирования. Допустимая невязка (мм) в замкнутых ходах допfn = 2⋅ , где n – число станций.

9. Гидротехнические сооружения. Геодезическое обеспечение проектирования и строительства ГЭС.13

Гидротехнические сооружения. Геодезическое обеспечение проектирования и строительства ГЭС

Гидротехнические сооружения предназначаются для использования водных ресурсов и для борьбы с водной стихией, т. е. позволяют решать следующие народнохозяйственные задачи:

− использование энергии рек в гидроэлектростанциях;

− решение транспортных проблем;

− гидромелиорация земель;

− водоснабжение городов и промышленно-транспортных объектов.

В зависимости от вида водоема различают речные, озерные и морские.

По характеру воздействия на водный поток или водоем: Водоподпорные, Водопроводящие,

Регуляционные.

Кроме того различают специальные виды гидротехнических сооружений: здания гидроэлектростанций (ГЭС), судоходные шлюзы, лесопропускные, портовые, мелиоративные сооружения, сооружения санитарной техники, для рыболовства и др.

Группа различных гидротехнических сооружений, связанных общей водохозяйственной целью и местоположением, составляет узел гидротехнических сооружений или гидроузел.

Составными частями гидроузла являются:

− плотина железобетонная с водосливом;

− глухая земляная плотина;

− гидроэлектростанция;

− сооружения для провода судов (шлюзы, судоподъемники, судоходные каналы);

− сооружения для пропуска рыбы (рыбоподъемники, ступенчатые рыбоходы);

− водохранилище с водозаборами и магистральными каналами для орошения земель и водоснабжения. Крупномасштабную 1:500, 1:1000 топографическую съемку для проектов ГЭС ведут с сечением рельефа h = 0,5 – 1 м. При составлении продольного профиля больших рек требуется проложение нивелирных ходов I и II классов.

При проектировании плотин большое значение имеет выбор высоты нормального подпорного уровня (НПУ), отметка ННПУ – это наивысший уровень верхнего бьефа. Именно ННПУ определяет величину напора и расчетную мощность ГЭС, а также границы контура водохранилища.

Состав геодезических работ при изысканиях, проектировании и строительстве гидротехнических сооружений:

1) геодезические работы для составления топографических и гидрографических планов, продольных и поперечных профилей рек, для обслуживания инженерно-геологических, гидрологических и других специальных работ;

2) создание исходного и съемочного планово-высотного геодезического обоснования;

3) съемки, в том числе и русловые, в различных масштабах;

4) работы по выносу в натуру контура водохранилища;

5) определение объемов водохранилища; 6) разбивка оси плотины, основных осей других зданий и сооружений гидроузла;

7) разбивочные работы при выполнении земляных, бетонных работ, при монтаже металлоконструкций и гидроагрегатов и т. д.;

8) геодезические работы, связанные с установкой в проектное положение технологического оборудования и его выверка;

9) наблюдения за осадками и другими деформациями оснований и фундаментов инженерных объектов.

10. Способы плановой установки и выверки конструкций и оборудования.

Способы плановой установки и выверки конструкций и оборудования

Положение оси может быть задано струнным или оптическим прибором, поэтому различают струнный, струнно-оптический и оптический способы плановой установки.

В струнном способе между закрепленными точками осей А и В с помощью грузов натягивают калиброванную струну диаметром 0,1 – 0,5 мм, которую принимают за технологическую ось. В местах установки оборудования подвешивают легкие нитяные отвесы. Когда струна фиксирует параллель оси, то расстояние от нее до устанавливаемых элементов откладывают с помощью концевых приборов с микрометрами.

Источники ошибок струнного способа: боковое давление воздуха, неточность установки струны над опорными знаками при ее поднятии или подвеске из-за провеса, колебание струны в процессе измерений и проектирование струны отвесом на соответствующие точки оборудования.

Для повышения точности измерения применяют индикаторы с электроконтактным способом фиксирования отсчета. При высокоточных створных измерениях для измерения величины нестворности применяют приборы с фотоэлектрической регистрацией отсчета.

В струнно-оптическом способе монтажная ось задается натянутой струной, а проектирование ее на точки монтируемых конструкций осуществляется при помощи оптических приборов (теодолитов, приборов вертикального проектирования, специальных микроскопов на передвижном устройстве).

Для струнно-оптического способа свойственны некоторые погрешности, характерные и для струнного способа: неточность разбивки и закрепления монтажной оси; отклонение струны в горизонтальной плоскости вследствие ветрового давления; колебания струны и появляются другие ошибки: установки в створ монтажной оси, проектирования струны оптическим прибором, из-за освещения.

Средняя квадратическая погрешность проектирования струны теодолитом в линейной мере может быть вычислена по формуле

h – высота струны над прибором; τ – цена деления уровня на алидаде горизонтального круга; Г – увеличение зрительной трубы теодолита. Эту же погрешность для прибора вертикального проектирования с компенсатором вычисляют по формуле:

где 0,5" – погрешность установки визирного луча в вертикальной плоскости.

В способе оптического визирования монтаж конструкций и оборудования производится при помощи зрительной трубы и визирных марок. Монтажной осью служит линия визирования, задаваемая оптическим прибором (теодолитом, нивелиром и специальными оптическими приборами, снабженными зрительной трубой большого увеличения и отсчетным устройством в виде окулярного микрометра или микроскопа).

Лучевые способы. В этих способах монтажная ось задается лазерным пучком лазерных приборов: визиров, теодолитов, нивелиров и др. Особенность способа в том, что визирная линия лазерного прибора видима. Установка конструкций и выверка выполняется также как и в оптическом способе.

11. Способы установки и выверки конструкций и оборудования по вертикали.

Способы установки и выверки конструкций и оборудования по вертикали

Установку конструкций и оборудования в вертикальное положение производят одним из следующих способов: при помощи отвеса, проектированием наклонным лучом, используя оптическую вертикаль, боковое нивелирование и автоколлимацию.

Способ отвесов применяется для предварительной установки и при работах сравнительно невысокой точности. Используют тяжелые отвесы, погруженные в жидкость (воду или масло), для уменьшения колебаний нити под влиянием воздушных потоков. Погрешность этого способа характеризуется величиной 0,001h, где h – высота конструкции.

Способ проектирования наклонным лучом (наклонного визирования) применяют при установке строительных конструкций. Рассмотрим его на примере вертикальной установки колонн здания. Выполняют ее при помощи теодолита. Перед установкой колонны выполняют ее разметку: намечают осевые риски вверху и внизу конструкции, которые определяют положение геометрической оси. Теодолит устанавливают на некотором расстоянии от конструкции (не менее ее высоты), по направлению перпендикулярному одной из плоскостей колонны, и тщательно горизонтируют. Вертикальный штрих сетки нитей теодолита совмещают с риской в нижнем сечении колонны. Трубу теодолита поднимают до уровня верхней риски. Наклоняя колонну, добиваются совмещения верхней риски с вертикальным штрихом сетки. Совмещение верхней и нижней рисок с этим штрихом свидетельствуют о вертикальности колонны. Аналогичные действия выполняют по другому направлению, перпендикулярному первому.

Основные источники погрешностей этого способа: наклон вертикальной оси вращения теодолита, погрешность визирования и нестворность установки теодолита.

В линейной мере погрешность за наклон mτ определяется из выражения: где τ – цена деления уровня на алидаде горизонтального круга теодолита; h – высота конструкции.

Способ оптической вертикали предусматривает использование различного рода оптических проецирующих приборов с уровнем или компенсатором (зенит-приборов). Этот способ применяют при строительстве высотных зданий для передачи плановых координат с одного монтажного горизонта на другой и для выверки конструкций по вертикали.

Способом бокового нивелирования можно производить разметку колонн, установку и контроль установки конструкций по вертикали. Способ основан на определении величин отклонений точек конструкции от вертикальной плоскости, образуемой визирной линией трубы теодолита. Теодолит ориентируют по марке, установленной в конце створа параллельного технологической оси (створ организуют на расстоянии 1 – 2 м от оси). Отсчеты берут по переносной нивелирной рейке или линейке, устанавливаемой сначала в нижнем, а затем в верхнем сечении колонны. Рейка устанавливается перпендикулярно к ее боковой поверхности.

Разность отсчетов по рейке внизу и вверху колонны характеризует ее

поперечный наклон в линейной мере.

В способе автоколлимации к устанавливаемой в вертикальное положение конструкции крепится хорошо шлифованное плоское зеркало 2. На некотором расстоянии от зеркала устанав­ливают и приводят в горизонтальное положение нивелир 3, снаб­женный автоколлимационным окуляром. Выверяемую конструк­цию вместе с зеркалом наклоняют до тех пор, пока в поле зрения трубы нивелира не совпадут прямое и отраженное от зеркала изоб­ражения светового горизонтального индекса.

Для исключения ошибки за непараллельность плоскости зеркала выверяемой плоскости конструкции зеркало поворачивают на 180° так, чтобы его опорные поверхности поменялись местами. После этого выверку вертикальности повторяют вновь

12. Геодезические методы определения осадок. Оценка точности характеристик осадок.7

13. Анализ устойчивости исходной основы при наблюдении за осадками сооружений геодезическими методами.

14. Особенности применения тригонометрического нивелирования для определения осадок.

Особенности применения тригонометрического нивелирования для определения осадок

Способ тригонометрического нивелирования позволяет определять осадки точек, расположенных на существенно различных высотах в труднодоступных местах. Такие случаи возникают при наблюдениях за высокими зданиями, башнями, плотинами, при выполнении измерений через препятствия.

Точность тригонометрического нивелирования определяется в основном влиянием рефракции (десятки секунд) и приборными погрешностями – для теодолитов Т1, Т2 достигают 5 − 6′′. В тригонометрическом нивелировании применяются точные и высокоточные теодолиты, используются марки со специальными горизонтальными штрихами.

Наиболее высокая точность порядка 0,1 мм обеспечивается при коротких (до 100 м) лучах визирования с применением высокоточных теодолитов типа ЗТ2 и специальной методики измерений, позволяющей измерять зенитные расстояния с ошибкой порядка 5′′. Расстояния до определяемых точек должны измеряться с погрешностью 3 – 5 мм.

По сравнению с геометрическим нивелированием этот способ позволяет измерять с одной станции значительные превышения, отпадает необходимость в рейках, в качестве осадочных марок можно использовать различные облегченные знаки и откраски на конструкциях. Превышение между главной осью вращения трубы теодолита и осью штриха марки определяется:

h = S ⋅ ctgZ

где S – горизонтальное проложение расстояния от теодолита до марки.

Можно использовать и подвесные рейки, где расстояние между штрихами известно (определено при компарировании реек).

Рассмотрим методику тригонометрического нивелирования коротким лучом. Методика используется при углах наклона до 5 ͦ. На фундаментах намечают риски (закладывают марки) и с помощью теодолита определяют углы наклона относительно условного горизонта (ГИ), проходящего через ось вращения трубы. Высоты марок от условного горизонта при малых углах наклона: Н=lv/ρ Превышения между марками получают как разность их отметок.

При условии равноточности измерения углов наклона и расстояний, при приблизительно равных величинах расстояний до марок и углов наклона и одинаковом влиянии на точность превышения погрешностей ml и mν можно записать:

Значения этих погрешностей определяют исходя из предвычисленной средней квадратической погрешности превышения, измеренного на станции:

где mS – средняя квадратическая погрешность определения осадки;

π – величина, обратная весу уравненного превышения от исходного репера до наиболее удаленной марки.

Расстояния от теодолита до марок необходимо измерять с точностью порядка 1 см, а углы наклона – со средней квадратической погрешностью ±1 ′′, что вполне достижимо при использовании стальной рулетки и оптических теодолитов Т1, Т2 и Theo010.

Наблюдения состоят из следующих этапов:

1) определение средней квадратической погрешности mν измеренного угла наклона на коротких расстояниях одним приемом для теодолита, который будет использоваться при наблюдениях за осадками;

2) определение расстояния от точки пересечения оси зрительной трубы с осью вращения прибора до наблюдаемой марки;

3) определение средней квадратической погрешности превышения на станции;

4) измерение углов наклона в замкнутом полигоне;

5) вычисление отметок, наблюдаемых марок, и превышений между ними.

15. Геодезические методы определения кренов башенных сооружений6

Геодезические методы определения кренов башенных сооружений

Крен - отклонение оси сооружения от отвесной линии.

Способ координат. Вокруг сооружения на расстоянии равном 2 – 3 высоты сооружения прокладывают замкнутый полигонометрический ход (пункты закрепляют постоянными знаками) или используют пункты опорной сети, созданной в период строительства. Наблюдения выполняют с трех-четырех пунктов геодезического обоснования. С этих пунктов прямой угловой засечкой определяют координаты хорошо заметной точки на вершине сооружения или центра сооружения в верхнем сечении. В обработку берут горизонтальные углы β1, β2, …– на центр основания и β1', β2', … – на центр сооружения в верхнем сечении или только на центр сооружения на верхнем сечении. При необходимости исследовать изгиб башни через определенные интервалы по высоте наблюдения осуществляют на несколько горизонтов (ярусов). Обработка измерений заключается в вычислении координат фактической оси сооружения на наблюдаемых горизонтах, полученных методом прямой угловой засечки.

Способ горизонтальных углов (направлений) состоит в определении абсолютного крена в первом цикле и приращений крена в последующих циклах по результатам измерения горизонтальных направлений на центры верхнего среднего и нижнего среднего сечений в первом цикле и на центр только верхнего среднего сечения в последующих циклах (направления образуют прямую засечку). В начальном цикле наблюдений на каждом из трех-четырех пунктов наблюдения одновременно измеряют способом круговых приемов горизонтальные углы между направлением, принятым за начальное, и направлениями на центры верхнего и нижнего (по возможности более низкого) поясов. В наблюдения следует включать направления на оба ориентирных пункта. Постоянство значения угла между направлениями на ориентирные пункты служит контролем измерения горизонтальных углов.

Способ малых углов можно использовать для разовых определений полных кренов труб. В основе его лежат измерения на каждом из трех или четырех опорных пунктов малого горизонтального угла между направлениями на центр для данного опорного пункта наиболее низкого пояса и центр верхнего пояса, а также зенитных расстояний этих направлений.

Этот способ не требует построения специальной геодезической сети. Вычисление кренов выполняется по формулам способа горизонтальных углов.

В этом случае направление полного крена обычно определяют по магнитным азимутам засечек или графически. Оценка точности производится также по формулам способа горизон-

тальных углов.

Способ вертикального проектирования. На двух перпендикулярных осях сооружения (на расстоянии полторы-две высоты) закрепляют точки I и II, в которых устанавливают теодолиты. Перпендикулярно к линиям I – O и II – O устанавливают горизонтальные рейки (в основании сооружения). Визируя последовательно на исследуемом горизонте и нижнем горизонте на два края башни и установив средние отсчеты, поочередно проецируют направление оси сооружения на рейки и берут по последним отсчеты. Зная расстояние от теодолита до сооружения и до его центра, из наблюдений можно вычислить составляющие крена по выбранным осям и полную величину крена.

Применение дифференциальных формул. Прямую угловую засечку широко применяют при геодезических разбивочных работах, наблюдениях за горизонтальными смещениями инженерных сооружений, например гидротехнических, башенного типа и т. п.

При определении горизонтальных смещений сооружения нет необходимости каждый раз вычислять координаты или составляющие смещения точки в направлениях, перпендикулярных к наблюдаемым. Эти смещения ∆хТ и ∆yТ можно вычислять по дифференциальным формулам в зависимости от изменений ∆γ примычных углов γ между

циклами наблюдений.

16. Состав и содержание инженерно-геодезических работ при эксплуатации инженерных сооружений

17. Способы геодезического обмера зданий. Планово-высотная съемка элементов здания.

18. Наблюдения за горизонтальными смещениями сооружений.

19. Методы створных измерений. (Способ подвижной марки. Способ малых углов.)

20. Приборы и оборудование для створных измерений. Анализ источников погрешностей створных измерений.

21. Геодезические работы при устройстве и эксплуатации подкрановых путей.

Геодезические работы при устройстве подкрановых путей

При устройстве наземных подкрановых путей выполняют следующие геодезические работы:

– вертикальная планировка земляного полотна под рельсовый путь (техническое нивелирование);

– исполнительная высотная съемка по окончании земляных работ;

– разбивка оси пути;

– контроль ширины колеи по всей длине пути;

– нивелирование головок рельсов;

– разбивка криволинейных путей.

При устройстве надземных подкрановых путей состав работ таков:

− разбивка, перенесение и фиксация рельсовых осей;

− вынос проектной отметки на уровень путей;

− геодезическое обеспечение монтажа подкрановых рельсов.

22. Методы определения ширины колеи и непрямолинейности рельсовых осей.

23. Высотная съемка элементов подкрановых конструкций.

24. Определение геометрических параметров резервуаров для нефти и нефтепродуктов.

25. Исполнительные геодезические съемки строительных объектов. Назначение и точность исполнительных съемок.

26. Исполнительные съемки строительных конструкций и оборудования.

27. Исполнительная съемка инженерных коммуникаций.

28. Виды прецизионных сооружений и требования к точности их установки в проектное положение.

29. Особенности создания плановой и высотной основы для прецизионных сооружений.

30. Методы геодезической установки технологического оборудования.