Лекция 20 Геодезические работы при сооружении подземных комму­никаций

20.1 Сведения о подземных коммуникациях. 20.2 Геодезические рабо­ты при строительстве трубопроводов. 20.3 Исполнительная съемка и поиск подземных коммуникациях.

20.1 На городских территориях находится большое количество подземных коммуникаций, в которых можно выделить по форме и назначению три вида: трубопроводы, кабельные сети и коллекторы.

К трубопроводам относятся сети водопровода, канализации, газоснаб­жения, теплофикации и другие подземные сооружения, предназначенные для транспортировки различных веществ по трубам.

Кабельные сети передают электроэнергию, различающуюся по напряже­нию и назначению. Сети высокого напряжения используются для освещения, электрификации транспорта, а сети низкого напряжения применяются для информационного обеспечения.

Коллекторы представляют собой подземные сооружения круглого или прямоугольного сечения сравнительно большого размера (от 1,8 до 3,0 м²). В них прокладывают одновременно трубопроводы и кабели различного назначения.

Водопроводные коммуникации состоят из магистральных (диаметры труб 400 — 900 мм) и распределительных сетей подачи воды в дома и промышленным предприятиям. Трубы этой сети имеют диаметр 200 — 400 мм, вводы в дома — 50 мм. Закладываются на глубину ниже промерзания грунта. Сети снабжены смотровыми колодцами для управления процессом передачи воды.

Канализация является подземным сооружением, состоящим из труб, ко­торые обеспечивают удаление сточных и загрязненных вод на очистные со­оружения и после очистки в ближайшие водоемы. Канализационная сеть состоит из чугунных и железобетонных труб, смотровых и перепадных ко­лодцев, станций перекачки для пониженных частей застройки и других со­оружений. Диаметры труб колеблются от 150 до 400 мм.

Водостоками отводят дождевые и талые воды, а также условно чистые воды (от мытья и поливки улиц). Водосточная сеть состоит из труб, дожде-приемных и перепадных колодцев, выпусков в водоемы и овраги. К водо­сточным колодцам присоединяют водосточные трубы зданий. Для водосточной сети применяют асбоцементные и железобетонные трубы диамет­ром до 3,5 м.

Дренажи применяют для сбора грунтовых вод через перфорированные трубы диаметром до 200 мм.

Газопроводы подразделяются на магистральные (диаметр стальных труб до 1600 мм) и распределительные. Глубина заложения от поверх­ности этих сетей 0,8 — 1,2 м.

Сети теплоснабжения обеспечивают теплом и горячей водой жилые, общественные и промышленные здания. Диаметр труб достигает 400 мм.

20.2 Прокладка подземных сетей производится в основном открытым способом, при котором трубы укладываются в траншеях.

Для выноса оси трассы на местность составляется разбивочный чер­теж (2.36).

Рис.2.36 Разбивочный чертеж участка трассы канализации

Разбивочные работы участка трассы канализации выполняются на ос­нове точек теодолитного хода и от углов капитальных зданий городской застройки. В основном используется для разбивки линейная засечка и только смотровой колодец ск13 выносится полярным способом. Все разби­вочные данные получены графоаналитическим путем, координаты точек измерялись по топографическому плану масштаба 1:500 графически, а уг­лы и расстояния получались из решения обратных угловых задач.

Для производства земляных работ трассу коммуникации закрепляют кольями через заданное расстояние. Одновременно с этим обозначают бровки траншеи, причем точки, закрепляющие ось трассы коммуникации закрепляют дополнительно осевыми знаками или промерами привязывают к местным предметам для восстановления оси после производства земля­ных работ.

После выполнения земляных работ на траншее над ней устанавливают обноску (рис. 2.37), состоящую из двух деревянных столбов и прибитой к ним на высоте в несколько десятков сантиметров доски. На доску обноски выносят ось траншеи и если нужно оси смотрового колодца.

Р ис. 2.37 Контроль укладки труб в траншеи при помощи визирок

При рытье траншеи возникает необходимость зачистки ее дна до про­ектных отметок, затем нужно контролировать укладку труб на дно тран­шеи. Для этого применяется способ визирок (рис. 2.37). Обноски нивелиру­ют, определяя их высотные отметки Но, и Но₂ Отметка начальной точки дна должна быть известна Н_ь а вторую отметку Н₂ вычисляют по формуле (2.42)

H₂=H₁+i_np*D, (2.42)

где i_np- проектный уклон, D - расстояние между проектируемыми точ­ками.

Для получения длины l ходовой визирки вычисляют разности отметок обноски и дна траншеи на каждой точки. Полученные разности (Но₁-Н₁) и (Но₂-Н₂) сравнивают, например, 3,27м и 2,95м, а длину ходовой визирки вы­бирают больше на 15-20 см, в нашем случае можно выбрать h=3,50м. Затем вычисляют длины опорных визирок h1 и h₂ на конечных точках отрезка.

l₂ = l - (Но₁-Н₁) и l₂ = l - (Но₂-Н₂). (2.43)

Закрепляют опорные визирки на рассчитанные значения /,, /₂ и полу­чают поверх них линию, параллельную дну запроектированной траншеи с соблюдением заданного уклона. Дно траншеи выравнивают с помощью хо­довой визирки, верхняя грань которой должна располагаться в одной плос­кости с верхними гранями двух смежных опорных визирок визированием «на глаз», а низ визирки (пятка) находится на отметке дна траншеи. Пере­мещая ходовую визирку вдоль дна траншеи через 3 — 5м, определяют про­ектные отметки, по которым окончательно зачищают дно траншеи. Подоб­ным образом используют визири для укладки труб, для чего делают ходо­вой визирке уголок, который входит внутрь трубы, как это показано на рис. 2.37.

Точность способа визирок составляет 2 - 3 см, поэтому для установки труб с уклонами, меньшими 0,003 следует использовать нивелир. При по­мощи нивелира проверяют укладку каждой трубы, а у колодцев выносят все проектные отметки.

Плановое положение труб определяют по нитяному отвесу, который перемещается по проволоке, соединяющей центры двух соседних обносок.

При строительстве трубопроводов используют также лазерные прибо­ры (визиры, теодолиты, нивелиры). Эти приборы позволяют фиксировать лазерным пучком линию заданного уклона, по которой определяют ось траншеи и ее глубину, а также производят зачистку и выравнивания дна траншеи или укладку труб. При рытье траншей используют специальные лазерные системы, управляющие рабочими органами землеройных машин.

Вводы подземных коммуникаций в здание разбивают от его осей. Ме­сто ввода обозначают с внешней стороны здания и от ближайшего колодца разбивают трассу ввода. В самотечных коммуникациях увязывают отметку лотка колодца с отметкой низа отверстия, чтобы получить проектный ук­лон.

20.3 Съемка подземных коммуникаций производится для составления специализированных планов подземного хозяйства городских территорий. Такие планы составляются на топографической основе и используются для решения проектных задач при строительстве и технической инвентаризации коммуникаций.

Съемка подземных коммуникаций в зависимости от назначения созда­ваемых планов, характера снимаемой территории и плотности размещения

сетей может выполняться в масштабах 1:5000 - 1:500, а в отдельных случа­ях, для сложных мест промышленных площадок - 1:200

Точность плановой съемки подземных коммуникаций на застроенных территориях характеризуется средней квадратической ошибкой в положении трасс между собой и по отношению к контуру сооружений, равной 10-15 см. Наиболее высокая точность определения высотного положения комму­никаций характерна для самотечных трубопроводов, так ошибку в отмет­ках лотков соседних колодцев допускают не более 5-10 мм.

На участке съемки создают съемочное обоснование в виде системы теодолитных и нивелирных ходов.

Детальная съемка подразделяется на плановую и высотную. Для пла­новой съемки используются методы горизонтальной съемки, а высотная выполняется методом геометрического нивелирования. Высотное положе­ние подземных сетей и сооружений определяют в основном техническим ни­велированием. Нивелируют люки всех колодцев, лотки канализационных, водосточных и дренажных каналов, верх труб и пол каналов теплофика­ции, телефонной и электрокабельной сетей, в бесколодезных прокладках — углы поворота трассы и точки излома профиля.

При съемке на застроенной территории плановое положение опре­деляемых точек подземных сетей определяют от пунктов съемочного обос­нования и от координированных твердых точек капитальной застройки, на незастроенной территории - от пунктов геодезических сетей и съемочного обоснования. Горизонтальную съемку от пунктов съемочного обоснования способами: линейных, угловых и створных засечек, способами полярных и прямоугольных координат; от точек капитальной застройки — линейными засечками, способами перпендикуляров и створов. При всех способах съем­ки точек подземной коммуникации обязательно производят контрольные измерения расстояний между ними.

Точки подземных коммуникаций, расположенных в открытых траншеях, при съемке проектируют на поверхность земли отвесом.

При съемке колодцев и камер производят обмер внутренних и внешних габаритов, отдельных конструктивных элементов, расположения труб с привязкой к отвесной линии, проходящей через центр крышки колод­ца.

Для составления планов подземных коммуникаций максимально ис­пользуются исполнительные чертежи, выполненные в открытой траншее сразу же после окончания укладки труб и монтажа всех устройств. Для уже эксплуатируемых сетей при отсутствии исполнительной документации при­меняют метод шурфования, для этого роют глубокие поперечные траншеи (шурфы) на таком расстоянии одна от другой, чтобы можно было с доста­точной достоверностью выявить и определить положение всех необходимых коммуникаций. Кроме этого для определения положения подземных ком­муникаций применяют специальные индуктивные приборы - трубокабелеискатели.

После обработки полевых материалов результаты съемки подземных коммуникаций с подробной их инженерной характеристикой отображаются на топографическом плане соответствующего масштаба. Дополнительно составляются продольные профили отдельных видов подземных коммуни­каций.

Для поиска подземных коммуникаций широко использугот специализи­рованные электронные приборы - трубокабелеискатели. Принцип действия приборов поиска основан на законе электромагнитной индукции и заключа­ется в обнаружении переменного магнитного поля, существующего вокруг электрических кабелей, или искусственно создаваемого поля вокруг оты­скиваемых трубопроводов.

Все применяемые приборы поиска построены по одному и тому же принципу и различаются лишь схемами и техническими характеристиками. Трубокабелеискатели состоят из передающего и приемного устройств (рис.2.38). Передающий блок состоит из генератора звуковой частоты ГЗЧ и источника электропитания БП. Приемный блок включает усилитель У с электропитанием БП, ферритовую антенну А и воспроизводящее устройст­во ВУ (головные телефоны, микроамперметр или то и другое).

Рис. 2.38 Схема устройства прибора поиска подземных коммуникаций

Определение положения подземной коммуникации при помощи прибо­ров поиска может быть выполнено контактным и бесконтактным способа­ми.

Контактный способ является наиболее точным. В этом способе генератор в удобном месте подключается непосредственно к искомой коммуни­кации. На расстоянии 8-10 м по направлению, перпендикулярному комму­никации, генератор заземляют. После соответствующей настройки генера­тора и включения приемного устройства начинают поиск.

П лановое положение оси коммуникации можно определить либо по максимальному, либо по минимальному сигналу воспроизводящего устрой­ства. Если ось антенны приемного устройства расположить перпендикуляр­но к предполагаемой оси коммуникации (рис. 2.39) и плавно перемещать ее вправо и влево в поперечном к трассе направлении, наибольшая гром­кость звучания сигнала будет зафиксирована над осью коммуникации. Ширина зоны звучания сигнала может быть до 1 м и более. Положение про­екции коммуникации можно уточнить на режиме минимального сигнала воспроизводящего устройства. Для этого, расположив антенну вертикально, перемещают ее, как и ранее, добиваясь наименьшего звучания сигнала. Уточненное положение оси подземной коммуникации закрепляют знаком, металлическим или деревянным колышком.

Рис. 2.39. Схемы определения планового местоположения подземных коммуникаций при помощи прибора поиска

Для определения глубины заложения ось антенны располагают под уг­лом 45° к поверхности земли над знаком, фиксирующем положение оси коммуникации. В таком положении антенну перемещают перпендикулярно к направлению оси коммуникации до минимальной слышимости сигнала. Расстояние от этой точки до оси и будет равно глубине залегания коммуни­кации. Определение повторяют в противоположную от оси сторону и берут среднее из двух значений полученных расстояний.

Бесконтактный способ применяют, когда подключение генератора к тру­бопроводам и кабелям невозможно или нежелательно. В этом способе работающий генератор заземляется в двух или более точках, создавая тем самым вокруг коммуникации электромагнитное поле. Для поиска коммуника­ции используется «отраженная величина» этого поля. Методика поиска анало­гична контактному способу.

Точность индуктивного метода поиска подземных коммуникаций зависит от разрешающей способности применяемого прибора, установки антенны прием­ного устройства в заданное положение, влияния внешних помех.