Технология прокладки ходов технического нивелирования

На участке топографической съемки в дополнение к плановым пунктам закла-

дывают высотные геодезические знаки – грунтовые и стенные реперы и создается

высотное съемочное обоснование. Высотные координаты передают на плановые и

высотные пункты съемочного обоснования от исходных грунтовых и стенных ре-

перов высотной геодезической сети I–IV классов. Для этого от исходных реперов

через пункты съемочной сети прокладывают ходы нивелирования IV класса или

технического. Нивелирные и теодолитные ходы, проложенные через одни и те же

пункты, называются теодолитно-нивелирными.

Высота пунктов съемочного обоснования может определяться тригонометри-

ческим нивелированием, если точность

нивелирования достаточна для

съемки масштаба 1: 2000 и мельче.

Техническое нивелирование включает в себя полевые и камеральные работы.

Полевые работы начинают с рекогносцировки участка местности, при этом выявля-

ется сохранность исходных реперов государственной геодезической сети, намеча-

ются места закладки грунтовых и стенных реперов съемочного обоснования с уче-

том их использования не только при предстоящих съемках, но и в будущих геоде-

зических работах на объектах стройплощадки. После установки всех знаков

приступают к техническому нивелированию, ходы которого должны опираться не

такого

 

менее чем на два исходных репера и проходить через все закрепленные плановые

пункты и реперы съемочного обоснования.

Техническое нивелирование выполняется способом из середины. Расстояния до

реек допускаются до 120 м, а в благоприятных условиях при работе с точным ниве-

лиром класса Н3 и до 150 м. Неравенство плеч, т.е. расстояний до задней и перед-

ней реек, допускается до 10 м. Расстояние до реек можно проверить нитяным даль-

номером или шагами. Нивелирные рейки устанавливают на исходные реперы и на

устойчивые связующие точки: деревянные колышки, забитые в землю, на верхнюю

точку камня и др. Не допускается установка реек на землю на связующих точках.

Ходы технического нивелирования могут прокладываться:

А) без нивелирования промежуточных точек;

Б) с нивелированием промежуточных точек.

В первом случае (рис. 16.16, а) на каждой станции отсчеты берутся только по

задней и передней рейкам, которые поставлены на устойчивые связующие точки.

Во втором случае (рис. 16.16, б, станция Ст. 3) отсчеты сначала берутся по рейкам

на связующих точках (задней, затем передней), потом по рейке, которую последо-

вательно ставят на нужные промежуточные точки (+55; ПК2; +30), которые могут

выбираться и на поверхности земли без забивки колышков с учетом того, что через

промежуточные точки превышения не передаются по ходу, а отметки поверхности

земли достаточно определять с погрешностью до 2–3 см на станции.

 

 

Рис. 16.16. Схемы технического нивелирования:

а - нивелирный ход; б – нивелирный ход с нивелированием промежуточных точек;

1, 2 – первая и вторая рейки; (1), (2), (3), (4) - порядок взятия отсчетов п задней и

передней рекам на станции

 

18.2. Техническое нивелирование на примере и изысканиях дорожной

Трассы

При полевых изысканиях проектируемого сооружения линейного вида, напри-

мер, автомобильной дороги, измеряют длину оси дорожной трассы и закрепляют ее

на местности забитыми в землю пикетными колышками. Пикетом называется отре-

зок трассы длиной 100 м в горизонтальном проложении. Пикетами называют также

сотенные пикетные колышки, их обозначают ПК0 (начало трассы), ПК1 (100 м от

начала трассы), ПК2 и т.д. (см. рис. 16.16, б), а между пикетами перегибы земной

поверхности отмечают так называемыми плюсовыми точками, например, ПК1 + 55,

ПК2 + 30, расположенными на расстояниях 55 м от ПК1, 30 м от ПК2 и т.д.

На каждой станции нивелирного хода действуют в определенной последова-

тельности, называемой программой наблюдений: вначале берут (с записями в жур-

нал нивелирования – табл. 16.2) отсчеты (1) и (2) по черной стороне задней и пе-

редней реек, затем отсчеты (3) и (4) по красной стороне задней и передней реек.

После этого вычисляют превышения h' = (1) – (2) и h" = (3) – (4). Если расхожде-

ние превышений больше 5 мм, наблюдения реек повторяют. Результаты повторных

наблюдений записывают в новые строки журнала, а неверные записи зачеркивают,

но не замазывают. Вычисляют среднее превышение h ср = (h' + h") / 2. Если между

задней и передней рейками расположены подлежащие нивелированию промежу-

точные точки (точки ПК1 + 55, ПК2 + 30 на станции 2), то программа продолжает-

ся: заднюю рейку поочередно ставят на промежуточные точки, а соответствующие

отсчеты записывают в журнал (табл. 7.3, записи на станции 3).

При перемещении нивелира на каждую следующую станцию меняют местами

заднюю и переднюю реки на связующих точках. Например, нивелир со станции 1

переносят на станцию 2, рейку 2 оставляют на связующей точке ПК0, а рейку 1 пе-

реносят на переднюю связующую точку ПК1 (см. рис. 16.16, б). При переходе на

станцию 3 рейку 2 переносят на переднюю связующую точку ПК3, а после наблю-

дений на станции 3 задней и передней реек заднюю рейку 1 ставят поочередно на

промежуточные точки.

На крутых ровных склонах, где нет необходимости отмечать плюсовые проме-

жуточные точки, рейки приходится ставить на вспомогательные связующие точки

(колышки или устойчивые местные предметы), которые называют переходными

 

точками и обозначают ПТ1, ПТ2,… или обозначают х 1, х 2,… (называют «икс-

точками») (см. рис. 16.16, б, станция 4, передняя связующая точка х 1).

Если для нивелирования используются односторонние рейки, то на каждой

станции сначала отсчеты берут по задней и передней рейке при одном горизонта

прибора, затем меняют высоту нивелира на 3-10 см и по этим рейкам берут отчеты

при втором горизонте. Вычислив превышения h', h" и h ср, нивелируют промежу-

точные точки.

Перед уходом с трассы на перерыв в работе необходимо надежно закрепить

заднюю и переднюю связующие точки последней станции. После перерыва нивели-

рование закрепленных точек следует повторить и убедиться, что превышение h ср не

изменилось более чем на 5мм.

Если ход технического нивелирования прокладывается через пункты съемоч-

ного обоснования, то нивелируют только связующие точки, которые в журнале

обозначают номером геодезического знака или переходной точки.

Вычислительную обработку журнала нивелирования завершают в каме-

ральных условиях. Сначала выполняют постраничный контроль вычислений, сде-

ланных в поле: вычисляют и записывают внизу каждой страницы сумму отсчетов

по задней рейке ΣЗ, по передней рейке ΣП и сумму средних превышений Σhср (см.

табл. 16.2). Если выполняется равенство

(ΣЗ – ΣП) / 2 = Σhср,

то превышения h', h" и h ср вычислены верно.

Вычисляют фактическую невязку превышений хода (в мм):

n

(16.11)

fh = ∑ h ср i – (Нк – Н н),

 

i = 1, 2, …, n,

 

(16.12)

i

где Н к и Н н – отметки конечного и начального реперов, выраженные в мм.

Если ход замкнутый, то Н к = Н н, поэтому

 

n

fh = ∑ h ср i,

 

i = 1, 2, …, n,

 

i

 

(16.13)

 

Таблица 16.2.

 

Допустимую невязку превышений fh доп (в мм) вычисляют по формулам, уста-

новленным строительными нормами:

 

fh доп = ±10

 

или

 

fh доп = ±30 √L,

 

(16.14)

 

 

где n – число превышений (станций); L – длина хода, км, в формуле принимается

безразмерной величиной. При этом если на 1 км хода количество станций n ≥ 25, то

применяется первая из формул (16.14). Например на сильно пересеченной мест-

ности при L = 4 км и n = 100 получаем на 1 км n = 25, тогда fh доп = ±10 √100 =

±100 мм, но на ровной местности при L = 4 км и n < 25 станций на 1 км при-

меняется вторая формула и тогда fh доп = ±30 √L = 30 √4 = ±60 мм.

 

 

П р и м е ч а н и е. Первая из формул (16.14) обоснована в § 7.3, где для суммы

равноточно измеренных превышений в выражении (7.35) допустимая погрешность

∆Σ∆пред обозначена через fh доп, удвоенная погрешность определения среднего пре-

вышения 2m hср = 10 мм. Для второй формулы (16.16) принято осредненное значение

2m hср = 30 мм на 1 км.

 

 

Уравнивание превышений и вычисление отметок связующих точек. Факти-

ческую невязку превышений fh, если она допустима, распределяют между средни-

ми превышениями с условием, чтобы уравненные (увязанные) превышения были

числами, не содержащими долей мм. Поэтому предварительную среднюю величину

поправок оценивают по формуле

υ h i = – fh / n,

(16.15)

 

 

Согласно формуле (16.15) знак поправки противоположен знаку невязки. По-

правки округляют до целых миллиметров,

если

превышение содержит 0,5

мм, то и в поправку включают 0,5 мм. Проверяют, чтобы сумма поправок равня-

лась невязке с обратным знаком, т.е. Συ h i = –f h.

Уравненные превышения

 

 

h i = h ср i + υ h i.

 

(16.16)

 

187

n

но

 

Отметки связующих точек выражают в м и последовательно находят по форму-

ле (16.17)

Нi+1 = Нi + h i,

(16.17)

 

 

где уравненное превышение h i учитывается в м.

 

 

Пример 1. Уравнять превышения и вычислить отметки связующих точек в ни-

велирном ходе из 16 станций, если Н н = 80,000 м; Н к = 86,563 м; ∑ h ср = +6598

мм.

Р е ш е н и е.

Выразив Н н и Н к в мм,

по формуле (7.26)

найдем fh =

+6598 – – (86563 – 80000) = +35 мм, а по формуле (16.14) fh доп = 10 n = ±40 мм.

Здесь fh < fh доп. Средняя величина поправок υ h i = –35 / 16 = –2,2 мм получается

дробной, но в табл. 16.2 над средними превышениями записаны округленные по-

правки –2; –1,5; –1,5; –2 мм и их сумма по всему ходу должна равняться –35 мм, т.е.

невязке с обратным знаком. Под средними превышениями (графа 7 табл. 16.2) за-

писаны превышения, увязанные без десятых долей мм по формуле (16.16). В графе

9 записаны результаты вычислений отметок по формуле (16.17), где увязанные

превышения учтены в м (h1 = +0,121; h 2 = +3,513; …), например Н ПКО = Н рп.12 = +

h 1 = 80,000 + 0,121 = 80,121; Н ПК1 = 80,121 + + 3,513 = 83,634,….

В конце вы-

числений должна получиться исходная отметка Н к = 86,563 конечного репера.

Вычисление отметок промежуточных точек. Для станций, на которых ниве-

лировали промежуточные точки, определяют с контролем горизонт прибора:

 

ГП' i = Н З i + З i;

 

ГП" i = Н п i + П i;

 

ГП i = (ГП' i + ГП" i) / 2,

 

(16.18)

 

 

где Н З i и Н п i – отметки задней и передней связующих точек; З i и П i – – отсче-

ты по черной стороне задней и передней реек, м; значения ГП' i и ГП" i могут раз-

личаться до 0,010 м.

Отметки промежуточных точек определяют относительно среднего значения го-

ризонта прибора, т.е.

Н j = ГП i - С j,

(16.19)

 

188

 

где С j – отсчет по черной стороне рейки на промежуточной точке j, выраженный в

метрах.

Пример 2. Вычислить отметки промежуточных точек для станции 3 (см. табл.

16.2). Здесь ГП'3 = 83,634 + 0,823 = 84, 457;

ГП"3 = 80,609 + 3,849 = = 84,458;

среднее ГП3 = 84,458.

Отметки промежуточных точек: Н ПК1 + 55 = 84,458 – 3,625

= 80,333; Н ПК2 = 84,458 – 1,440 = 83,018 и т.д.

 

 

 

ЛЕКЦИЯ № 19

 

Тахеометрическая съемка. Съемочное обоснование. Тахеометрическая

съемка при помощи теодолита, полевые и камеральные работы, составление

топографического плана. Особенности тахеометрической съемки при помо-

щи электронного тахеометра