§ 4. Полевые работы

Техническое нивелирование производится, как правило, способом «из середины» при нормальной длине визирных лучей, равной 100 м; при благоприятных условиях работы: увеличении зрительной трубы не менее 25^×, цене деления цилиндрического уровня не более 15" на 2 мм и хорошей погоде (тихо, пасмурно) возможно увеличить длину визирных лучей до 150 м. Расстояния до реек измеряются шагами, допустимое неравенство визирных лучей на станции - 10 м.

По характеру организации и выполнения геодезических работ при техническом нивелировании ходы бывают:

- разомкнутые, прокладываемые между двумя точками с известными отметками - реперами;

- замкнутые (полигоны), когда ход кончается на начальной точке;

- висячие, опирающиеся на одну точку с известной отметкой, применяющиеся как исключение и обязательно нивелирующиеся дважды (в этом случае допустимое расхождение превышений равно  ).

При производстве технического нивелирования можно выделить следующие три группы задач:

- определение отметок точек или превышений между ними;

- построение профилей местности по заданному направлению;

- вынос точек на местности с заданными (проектными) отметками.

При решении первой группы задач нивелирование ведется по точкам, плановое положение которых не определяется и выбирается из условия удобства и производительности нивелирования. Для получения профиля местности при решении второй группы задач до нивелирования по заданному направлению размечаются и закрепляются точки через 100 (иногда 50 или 20) м, а также перегибы рельефа. Нивелирование при этом ведется по строго заданному направлению, и на станциях кроме связующих могут быть промежуточные точки. Решение третьей группы задач сводится к отложению на местности заранее вычисленного превышения.

Рассмотрим порядок работы при техническом нивелировании. При двусторонних рейках на станции без промежуточных точек реечники под руководством наблюдателя забивают костыли (или икс-колья) в выбранных точках и ставят на них рейки. Нивелир устанавливают в рабочее положение по круглому уровню, затем берут отсчет по верхней и средней нитям сетки черной стороны задней (1, 2) и передней реек (3, 4, табл. 2). После этого рейки поворачивают к наблюдателю красной стороной и снимают отсчеты только по средней нити передней и задней (5, 6) реек. До перехода на следующую станцию производят такие вычисления. Контролируют правильность отсчетов по рейкам, для чего вычисляются разности высот нулей пяток реек

Таблица 2

Журнал технического нивелирований по двусторонним рейкам

Ход от стен. реп. 24 до врем, реп 11

Номера станций точек	Дальномерное расстояние	Отсчёты по рейкам, мм		Превышения, мм		Примечание
		задний З	передний П	вычисленное h н,к	среднее h ср
1 стен. реп. 24 - 1	310(13) 311(14)	1008(1) 1318(2) 6006(6) 4688(7)	1300(3) 1611(4) 6296(5) 4685(8)	-0293(9) -0290(10) -3(11)	-0292(12)	Разности: рейка № 1 - 4686 рейка № 2 - 4686
2 1 - 2	501 470	1315 1816 6500 4684	1455 1925 6613 4688	-0109 -0113 +4	-0111	H к = 101,585 H н = 103,438 h 0 = -1,853
3 2 - 3	417 400	0700 1117 5805 4688	1217 1617 6307 4690	-0500 -0502 +2	-0501
4 3 - врем. реп. 11	520 502	0500 1020 5704 4685	1490 1992 6677 4687	-0972 -0973 +1	-0972
3431 L = 686 м				h п = -1876 fh = -1876 + 1853 = -23 мм

(7) = (6) - (2),

(8) = (5) - (4),

которые должны в пределах ±5 мм равняться известным значениям (см. примечание табл. 2); затем вычисляют превышения по черной и красной сторонам реек

(9) = (2) - (4),

(10) = (6) - (5)

и их разность

(11) = (9) - (10) = (8) - (7).

Разность (11) превышений, вычисленных по черной и красной сторонам реек, не должна превышать ±10 мм (с учетом разности высот нулей пяток реек). При соблюдении этого допуска вычисляют среднее превышение h _срна станции

Дальномерные расстояния вычисляют как разности отсчетов по верхней и средней нитям сетки

(13) = (2) - (1),

(14) = (4) - (3).

Неверные отсчеты, записанные в журнал, перечеркивают одной четкой чертой, а новые отсчеты пишут на следующей строке.

При нивелировании для построения профилей местности может быть применен журнал иной формы. Порядок работы на станции остается прежним, но так как расстояния по ходу профилей измерены заранее, отсчетов по верхней нити не делается. Журнал заполняется в следующем порядке. После установки реек и нивелира производят отсчет (1) по черной стороне задней рейки н записывают в журнал (табл. 3). Затем визируют на переднюю рейку и берут отсчет (2) по черной ее стороне и записывают этот отсчет в журнал. После этого реечники поворачивают рейки красной стороной к наблюдателю и берут передний (3), а затем задний (4) отсчеты с записью в соответствующие строки и столбцы. При этом задний и передний отсчеты по рейке заносят в одну строку. Контролем правильности работы на станции является равенство превышений в пределах ±10 мм с учетом разности высот нулей реек на красной стороне (в рассмотренном примере высоты нулей на красной стороне одинаковы)

(5) = (1) - (2);

(6) = (4) - (3).

Таблица 3

Журнал технического нивелирования по двусторонним рейкам

Ход от врем. реп. 11 до врем. реп. 12

Номера нивелируемых точек	Отсчёты по рейке, мм			Превышения измеренные, мм		Поправки ∆ h, мм	Превышения исправленные h испр, мм	Горизонт инструмента ГИ, м		Отметки вычисленные H в , м	Поправки ∆ H, мм	Отметки исправленные H испр, мм	Примечание
	задние З	промежуточные	передние П	вычисленные hг,к	средние hср
Врем. реп. 11	1417(1) 6105(4)			-0409(5) -0407(6)	-0408(7)	+2	-0406					101,585
x	1218 5907		1826(2) 6512(3)	-0948 -0947	-0948	+2	-0946					101,179
x	1125 5816		2166 6856	-0867 -0864	-0866	+2	-0864					100,233
ПК 0	1482(8) 6171(15)		1992 6680	-0398(16) -0395(17)	-0396(18)	+2	-0394	100,851(19)				99,369(20)
+37		1502(9)										99,349(21)
+39		2875(10)										97,976
+43		2960(11)										97,891
+45		1571(12)										99,280
ПК 1	1570 6255		1880(13) 6566(14)	+0367 +0363	+0365	+2	+0367					98,975
Врем.			1203
реп. 12			5892									99,342
				h п = -2253		+10	-2243					-2,243
				fh = - 2253 + 2243 = -10 мм

Переход на следующую станцию производится после определения среднего превышения

При техническом нивелировании рейки не снабжаются уровнями; для исключения ошибок за наклон реек при отсчитывании их покачивают в плоскости визирования и берут минимальный отсчет.

При наличии промежуточных точек на станции после отсчета (8) по черной стороне задней рейки передний реечник ставит рейку последовательно на все точки, начиная от задней по ходу в пределах возможной длины визирного луча. Отсчеты (9) - (12) на промежуточных точках берутся только по черной стороне рейки с записью в графе «промежуточные». Затем рейку устанавливают на передней точке и делают отсчет по черной (13) и красной (14) сторонам передней рейки, а затем и по красной стороне задней рейки (15).

Контроль правильности работы на станции аналогичен предыдущему

(16) = (8) - (13);

(17) = (15) - (14);

(16) -(17) < ± 10 мм;

Для того чтобы при нивелировании не пропустить точек, закрепленных при разбивке пикетажа, наблюдателю полезно иметь с собой выписку из пикетажной книжки о расположении реперов, пикетов, плюсовых и других характерных точек.

Нивелирование с односторонними рейками может производиться с одного или двух горизонтов инструмента. Если нивелирование ведется с двух горизонтов, то порядок операций на станции остается тем же, что и при работе с двусторонними рейками; отсчеты при втором горизонте играют роль отсчетов по красной стороне рейки.

Нивелирование с односторонними рейками и при одном горизонте имеет более упрощенный характер. После установки реек на точках нивелир устанавливают посередине, приводят в рабочее положение и берут отсчеты по задней рейке (1, табл. 4) и по передней рейке (2) с последующим вычислением превышения на станции

(3) = (1) - (2).

Таблица 4

Журнал технического нивелирования по односторонним рейкам с одного горизонта инструмента

Ход от врем. реп. 12 до грунт, реп. 25

Номера нивелируемых точек	Отсчёты по рейке, мм			Превышения измеренные, мм		Поправки ∆ h, мм	Превышения исправленные hиспр мм	Горизонт инструмента ГИ, м	Отметки вычисленные H в , м	Поправки ∆ H, мм	Отметки исправленные Hиспр , м	Примечание
	задние З	промежуточные	передние П	вычисленные h г,к	средние hср
Врем. реп. 12	1415(1)			-1101(3)				100,757	99,342		99,342
x	1082		2516(2)	-1700				99,323	98,241	+2	98,243
x	0961		2782	-1257				97,502	96,541	+5	96,546
ПК 2	1425(4)		2218	-0663				96,709	95,284	+7	95,291
+25		1618(5)							95,091		95,098
+28		2214(6)							94,495		94,502
+32		2382(7)							94,327		94,334
+35		1725(8)							94,984		94,991
ПК 3	0862		2088(9)	-1219				95,483	94,621	+10	94,631
+55		0925							94,558		94,568
+75		1930							93,553		94,563
ПК 4		2929							92,554		92,564
ПК 5		2862							92,621		92,631
+66		2731							92,752		92,762
ПК 6	0819		2081					94,221	93,402	+12	93,414
Реп. 25			0831	-0012					93,390	+15	93,405
				h п = -2253					-5,952	+15	-5,937
				fh = -5952 + 5937 = -10 мм

Если на станции имеются промежуточные точки, то после отсчета по задней рейке (4) передний реечник ставит рейку, а нивелировщик берет отсчеты на промежуточных точках (5) - (8) в пределах возможной длины визирного луча, а затем и на передней точке (9), после чего нивелировщик переходит на новую станцию и т.д. Работа на станции получается бесконтрольной, поэтому такая нивелировка применяется как исключение.

При выносе точек с наперед заданными (проектными) отметками вначале готовят разбивочные данные: вычисляют проектное превышение h _пр , которое надо отложить как разность отметок выносимой точки H _пр и репера H _о, от которого эта точка выносится

h _пр = H _пр - H _о .

Затем на местности устанавливают нивелир с таким расчетом, чтобы он стоял посередине между репером и выносимой точкой. Взяв задний З отсчет на репере, вычисляют отсчет, который должен быть получен на выносимой точке и, глядя в зрительную трубу на рейку, передвигают ее над точкой вверх - вниз так, чтобы получить отсчет П, равный вычисленному; тогда пятка рейки окажется на заданной отметке.

П = З - h _пр