Инженерные изыскания магистральных газопроводов

Для разработки проекта  намеченную площадку и часть прилегающей  к ней территории снимают в масштабе 1:2000 с сечением рельефа через 1 м. Дополнительно по имеющимся планам и картам, обновленным и дополненным на местности, составляют ситуационный план района строительства в масштабах 1:10000... 1:25000. На этот план наносят: контуры площадок промышленного предприятия, жилого поселка, водозаборных и очистных сооружений, существующие автомобильные и железные дороги, реки, населенные пункты, лесные массивы, карьеры и места нахождения строительных материалов, подсобные предприятия, а также намечают трассы подъездных дорог, водоводов, выпусков канализации и др.

Одновременно с топографической  съемкой производят крупномасштабную инженерно-геологическую съемку площадки. Для составления рабочих чертежей площадку для основных сооружений снимают  в масштабах 1:1000... 1:500 с сечением рельефа через 0,5 м и проводят на ней детальную инженерно-геологическую и гидрогеологическую разведку. Съемку площадки производят топографическими или фотограмметрическими методами. На стадии изысканий под проект наиболее целесообразно проводить аэрофотосъемку в масштабах 1:7000... 1:10000, с тем чтобы можно было ее использовать для составления подробного плана площадки в масштабе 1:2000 и карты района строительства в масштабе 1:10000.

При изысканиях площадки на стадии рабочей документации основные сооружения и участок жилого поселка снимают в масштабах 1:1000... 1:500.

В таких же масштабах  снимают застроенные территории, с густой сетью подземных коммуникаций. Съемка также может быть выполнена  как фотограмметрическими, так и  геодезическими методами. При слабо выраженном рельефе часто производят нивелирование поверхности по квадратам 20*20 или 30*30 м. Независимо от метода съемки на площадке должен быть изображен рельеф, закоординированы углы капитальных зданий и сооружений и узловые точки коммуникаций, занивелированы полы зданий и складских площадок, бровки дорог, колодцы и т.д.

 

 

 

 

 

 

 

1.3. Линейные изыскания

Под измерениями понимают процесс  сравнения какой- либо величины с  другой однородной величиной, принимаемой  за единицу. В результате линейных измерений на местности определяются расстояния между заданными точками. За единицу линейных измерений в геодезии принят метр, эталон которого из платиноиридиевого сплава с 1889 г. хранится в Международном бюро мер и весов в Париже. В настоящее время эталоном метра является длина пути, пройденная светом за 1/299792546 доли секунды. Применяемые в настоящее время в геодезии приборы для измерения длин линий можно разделить на три группы: механические, оптические и электромагнитные, предназначенные для измерения рас-стояний от нескольких метров до десятков и более километров. К механическим мерным приборам относятся рулетки, мерные ленты, мерные проволоки. Точность измерений линий этими приборами характеризуется погрешностями, которые в зависимости от применяемого прибора составляют от 1:1 000 (для рулеток) до 1:1 000 000 для проволок. Этими приборами линии измеряют непосредственным методом, т.е. прямым сравнением длины измеряемой линии с длиной мерного прибора.

Измерение линий оптическими и  электромагнитными (свето- и радиодальномерами) производится косвенным путем. Точность измерений оптическим дальномером от 1:300 до 1:15 000 длины линии. Измерение линий электромагнитными дальномерами, основанное на скорости прохождения световых и радиоволн позволяет измерять очень большие линии с точностью от 1:10 000 до 1:1 000 000. В зависимости от вида геодезических работ и требуемой точности применяются те или иные приборы.[3]

 

 

 

ГЛАВА2. Картографические материалы при изысканиях трубопроводов 2.1.Определения карты, плана, профиля ЦММ

Карта. При изображении на плоскости больших территорий нельзя пренебрегать кривизной Земли. Проектирование контуров местности 27 отвесными линиями производят уже не на плоскость, а на сферическую поверхность. Поверхность сфероида не может быть развернута на плоскости без искажений. Задача состоит в уменьшении искажений и математическом определении их значений с тем, чтобы по искаженным изображениям можно было вычислить действительные величины. Таким образом, картой называется уменьшенное закономерно искаженное (из-за влияния кривизны Земли) изображение на плоскости всей земной поверхности или значительной ее части. При создании карты в зависимости от ее назначения выбирают определенную картографическую проекцию; этим задается математический закон изображения одной поверхности на другой, в данном случае на плоскости. Прежде всего строят географическую сеть мери-дианов и параллелей, называемую картографической сеткой, внутри которой располагают изображаемые контуры. Картографическая сетка служит внешним признаком отличающим карту от плана. На картах, которые изображают большую часть поверхности Земли, масштаб может меняться в различных частях карты и по разным направлениям.

 По масштабу карты делятся  на:

1. крупномасштабные 1:10 000 – 1:100 000;
2. среднемасштабные 1:200 000-1:1 000 000;
3. мелкомасштабные < 1:1 000 000.

Основной государственной картой России является карта масштаба    1:1 000 000 . Размер рамки каждого листа этой карты составляет 40 по широте и 60 по долготе. В северных широтах от 60 до 760 листы сдваиваются, а от 76 до 88 о учетверяются по долготе.

План.  Горизонтальные проекции контуров и линий местности можно нанести на бумагу в уменьшенном и подобном виде. Это изображение называется планом. Для полного представления о взаимном расположении точек на местности необходимо знать высоты этих точек относительно уровенной поверхности. Если на плане у соответствующих проекций подписать их отметки, то путем графической или аналитической интерполяции можно провести кривые равных высот, называемые горизонталями или изогипсами. По форме и взаимному расположению таких кривых можно судить о рельефе. При изображении дна водотоков и водоемов на планах иногда проводят кривые равных глубин, называемые изобатами. Имея план с горизонталями или отметками можно:

1. Составлять изображение вертикального  разреза местности по некоторому  заданному направлению;

2. Определять расстояние между  пунктами;

3. Измерять углы между заданными  направлениями;

4. Определять крутизну скатов;

5. Измерять площади фигур.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2. Цифровые модели местности

 

В настоящее время в связи  с повсеместным использованием в инженерной практике методов автоматизированного проектирования, а также с внедрением геоинформационных систем в различные отрасли жизнедеятельности человека всё более широкое применение находят цифровые модели местности. [4]

Цифровая модель местности (ЦММ) – множество, элементами которого является топографо-геодезическая информация о местности.

Она включает в себя:

• Метрическую информацию – геодезические пространственные координаты характерных точек рельефа и ситуации;
• Синтаксическую информацию для описания связей между точками – границы зданий, лесов, пашен, водоемов, дороги, водораздельные и водосливные линии, направления скатов между характерными точками на склонах и т.п.;
• Семантическую информацию, характеризующая свойства объектов – технические параметры инженерных сооружений, геологическая характеристика грунтов, данные о деревьях в лесных массивах и т.п.;
• Структурная информация, описывающая связи между различными объектами – отношения объектов к какому-либо множеству: раздельные пункты железнодорожной линии, здания и сооружения населенного пункта, строения и конструкции соответствующих производств и т.п.;
• Общую информацию – название участка, система координат и высот, номенклатура.

Топографическая ЦММ характеризует  ситуацию и рельеф местности. Она состоит из цифровой модели рельефа местности (ЦМРМ) и цифровой модели контуров (ситуации) местности (ЦМКМ). Кроме этого ЦММ может дополняться моделью специального инженерного назначения (ЦМИН). В инженерной практике часто используют сочетание цифровых моделей, характеризующих ситуацию, рельеф, гидрологические, инженерно-геологические, технико-экономические и другие показатели.

ЦММ создаются с помощью таких  современных программных комплексов как «AutoCad Land Development Desktop», «Autodesk Civil 3D», «Autodesk Map 3D» «MapInfo», «Pythagoras», «Credo», «GeoniCS» и др.

Цифровая модель местности, записанная на машинном носителе в определенных структурах и кодах представляет собой электронную карту.

При решении инженерно-геодезических  задач на ЭВМ применяют математическую интерпретацию цифровых моделей, ее называют математической моделью местности (МММ). Автоматизированное проектирование на основе ЦММ и МММ сокращает затраты труда и времени в десятки раз по сравнению с использованием для этих целей бумажных топографических карт и планов.

Исходными данными для создания цифровых моделей местности являются результаты топографической съемки, данные о геологии и гидрографии  местности. По способу размещения исходной информации и правил ее обработки  на ЭВМ цифровые модели местности делятся на регулярные, нерегулярные, структурные.

Цифровая модель местности, в которой  опорные точки с известными координатами располагаются в узлах геометрических сеток различной формы, например, в виде сети квадратов или равносторонних треугольников называется регулярной. Используют также регулярные ЦММ на поперечниках к магистральному ходу.

Если на участок местности имеются  крупномасштабные карты и планы, то создают ЦММ в виде массива  точек, расположенных через определенные интервалы на горизонталях, путем перемещения визира дигитайзера по горизонтали.

В регулярных ЦММ геоморфология  местности не учитывается, поэтому  их предпочтительно использовать для  равнинной местности.

Цифровая модель местности, в которой  точки располагаются произвольно в пределах однородных по рельефу, геологии, гидрологии участков местности без какой-либо определенной системы, но с заданной густотой и плотностью называется нерегулярной.

Цифровая модель местности, которая  состоит из точек с известными координатами, расставленных в вершинах переломов структурных (орографических) линий рельефа называется структурной.

Структурные ЦММ используют в основном для пересеченной местности. Точки  структурных цифровых моделей рельефа  могут располагаться:

• На основных перегибах всех структурных линий
• В местах изменения кривизны склонов
• Вдоль скатов по линиям наибольшей крутизны в местах характерных переломов с указанием крутизны и направлений линий.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 3. 3.1. История Credo

             Современные требования к качеству проектирования и оперативности принятия проектных решений требуют применения высокоэффективных технологий на всех стадиях создания проекта, включая все этапы инженерных изысканий. Два ключевых момента определяют эти требования - необходимость вариантного проектирования с быстрой детальной проработкой, экономической и экологической оценкой вариантов проектных решений и организация сквозной технологии проектирования на основе единого набора данных для всех элементов технологической цепочки и разделов проекта от изысканий до проекта. Оба этих момента реализуются на основе цифрового моделирования как в системах обработки изысканий, так и в системах автоматизированного проектирования. Причем максимальная эффективность достигается при полноценном внедрении автоматизированных технологий, начиная от применения современных технических средств сбора и обработки топографической информации.

               С развитием геодезии, программного обеспечения, новой геодезической техники, автоматизируется процесс камеральных работ, инженерно-геодезических работ при инженерных изысканиях объектов промышленного и гражданского строительства, геодезического обеспечения строительства, кадастра.

              В 1989 году на рынке появились программные продукты CREDO. Сегодня в 25 странах мира более 1200 организаций используют около 7000 лицензий этого комплекса.

             Программный комплекс CREDO представляет собой технологическую линию автоматизированной обработки информации, возникающей в процессе инженерного преобразования среды обитания человека.

              Обработка материалов инженерных изысканий, проектирование объектов промышленного и гражданского строительства, проектирование автомобильных и железных дорог, маркшейдерское обеспечение разведки и добычи полезных ископаемых, ведение крупномасштабных цифровых планов городов и промышленных предприятий, подготовка данных для землеустройства и геоинформационных систем, геодезическое обеспечение строительства и эксплуатации объектов - основные направления применения комплекса CREDO.

              Комплекс состоит из систем различного назначения, что дает возможность организации оптимально сформировать автоматизированные рабочие места для своих специалистов. Каждая из систем комплекса позволяет не только решать большинство инженерных задач, стоящих перед конкретным специалистом, но и дополняет единое информационное пространство, описывающее исходное состояние территории и проектные решения. [5]

               Одним из основных направлений применения комплекса CREDO является обработка материалов инженерно-геодезических изысканий. Работа в комплексе CREDO позволяет геодезисту в значительной мере автоматизировать процесс обработки полевых материалов, не нарушая привычную технологию работы, передать компьютеру выполнение сложных и рутинных расчетов и оформление выходных материалов.

              Технологическая линия обработки инженерно-геодезических изысканий органично взаимодействует с другими направлениями применения комплекса CREDO. Результатом обработки инженерно-геодезических изысканий является цифровая модель рельефа и ситуации по площадке или полосе изысканий. Такая цифровая модель местности (ЦММ), дополненная моделью геологического строения площадки, является основой для проектирования автомобильных и железных дорог, генеральных планов различных объектов промышленного и гражданского строительства, которое выполняется с применением других систем комплекса CREDO.