Геодезические работы при строительстве железных и автомобильных дорог

Основное требование, предъявляемое к дорожным трассам,— обеспечение плавности и безопасности движения с заданными скоростями. В связи с этим на железных и автомобильных дорогах строго регламентируются максимальные (руководящие) уклоны и минимальные радиусы кривых (табл. 54)

На кривых небольших радиусов предельно допустимый уклон уменьшают. На железных дорогах уменьшение уклона, выраженное в тысячных долях, определяется по формуле

где R, , К — радиус, угол поворота и длина кривой соответственно. Например, при руководящем уклоне i_p = 20 % максимально допустимый уклон на кривой R = 700 м, i=i — i= 20-—700/700 = 19%.

На автодорожных кривых малых радиусов уменьшение продольных уклонов производится на величину от 10% (R= 50 м до 50% (R=15м).

Площадки под станции и разъезды, а также крупные парк путей размещают, как правило, на прямых горизонтальны участках, и только в трудных условиях допускают размещение разъездов и промежуточных станций на участках с уклонам! не превышающими 2,5 %, а на кривых, обращенных в одну сторону, с радиусами кривизны не менее 1000 м для магистральных дорог и 600 м для линий местного значения.

Для обеспечения безопасности движения на автомобильных дорогах при высоких скоростях в последнее время внедряют так называемое ландшафтное проектирование, заключающееся в плавном сопряжении элементов трассы и гармоничном ее со­четании с окружающей средой, требующее, кроме плана и про­дольного профиля, построения перспективы местности, ланд-шафтно-архитектурного плана.

Непосредственно перед началом строительных работ прово­дят восстановление трассы, которое включает:

восстановление пикетажа с контрольным промером линий и углов и с детальной разбивкой кривых;

контрольное нивелирование по пикетажу с дополнительным сгущением сети рабочих реперов;

закрепление трассы с выносом знаков крепления за пределы зоны земляных работ.

При восстановлении за основу принимают трассу, оконча­тельно выбранную и закрепленную в натуре в процессе по­дробных технических изысканий, при этом руководствуются до­кументами рабочего проекта, планом и профилем трассы, ве­домостью прямых и кривых, схемой закрепления трассы.

Восстановление трассы начинают с отыскания на местности вершин углов поворота. Отдельные вершины, на которых не сохранились знаки крепления, находят промерами от постоян­ных местных предметов согласно абрисам их привязки или пря­мой засечкой по проектным углам из двух соседних вершин трассы.

Если не сохранились знаки крепления на нескольких под­ряд расположенных углах поворота и не представляется воз­можным восстановить их от местных предметов, то этот уча­сток трассируют вновь, придерживаясь взятых из проекта уг­лов поворота и расстояний.

Одновременно с восстановлением вершин измеряют углы поворота трассы и сравнивают полученные значения с проект­ными. При обнаружении значительных расхождений направле­ние трассы на местности не изменяют, а исправляют значение проектного угла поворота и пересчитывают по исправленному углу все элементы кривых.

Затем приступают к контрольному измерению линий с раз­бивкой пикетажа. Пикеты и точки пересечения трассой водо­токов и магистралей устанавливают в створе по теодолиту. При этом стараются не допускать сплошной передвижки старого пи­кетажа. При обнаружении промахов в линейных измерениях (при трассировании пропущена лента) или при значительном накоплении ошибок делают неправильные (рубленые) пикеты, т. е. пикеты, не равные 100 м, с тем, чтобы в дальнейшем вос­станавливаемый пикетаж по возможности был ближе к пике­тажу, разбитому при трассировании, по которому составлялся проектный продольный профиль; в противном случае рабо­чие отметки, данные в проекте, не будут соответствовать натуре.

На закруглениях трассы детально разбивают переходные и круговые кривые, причем для кривых с радиусом 500 м и больше эта разбивка делается через 20 м, а при радиусе, мень­шем 500 м,— через 10 м.

После восстановления пикетажа и детальной разбивки кри­вых трассу закрепляют. Знаки крепления устанавливают вне зоны земляных работ так, чтобы они сохранились на все время строительства.

Углы поворота обычно прочно закрепляют при трассирова­нии. Если это крепление повреждено, его возобновляют. Если вершина угла попадает в зону земляных работ, то ее закреп­ляют двумя знаками на продолжении сторон.

Дополнительные углы, оси малых переходов и пересечений, пикеты крепятся одной створной плоскостью, перпендикуляр­ной к оси трассы.

Знаки окапывают и маркируют. При маркировке указы­вают наименование знака, в какую сторону от оси (по ходу пикетажа) знак вынесен и расстояние от осевой точки до знака крепления. Все это записывают в журнал. Одновременно с закреплением трассы для удобства обслу­живания строительных работ сгущают сеть рабочих реперов с таким расчетом, чтобы на 4—5 пикетов трассы был один ре­пер. В качестве реперов стремятся использовать различные местные предметы, устойчивые по высоте, и знаки крепления, установленные ниже глубины промерзания.

В контрольное нивелирование трассы включают все пикет­ные и плюсовые точки и всю сеть постоянных и временных ре­перов. Для уточнения подсчета объемов земляных работ в ме-

стах, где поперечный уклон превышает 0,1 (8°), разбивают и нивелируют дополнительные поперечники.

При восстановлении трассы по согласованию с проектной организацией может быть проведено некоторое ее корректиро­вание и улучшение расположения на местности для уменьше­ния объема земляных работ и увеличения устойчивости отдель­ных сооружений. Так, могут быть спрямлены некоторые участки, найден более удачный переход или обход мест, не устойчи­вых в геологическом отношении, более удачно размещены ис­кусственные сооружения, изменены радиусы кривых и уклоны продольного профиля.

Точность геодезических работ при восстановлении трассы должна быть не ниже точности этих работ на стадии оконча­тельного изыскания.

Для выполнения земляных работ производят детальную разбивку земляного полотна или, как говорят, разбивку строи­тельных поперечников. Эта разбивка состоит в обозначении на местности в плане и по высоте всех характерных точек по­перечного профиля полотна: оси, бровок, кюветов, подошвы насыпей и т. д. (рис. 71, 72).

На прямолинейных участках трассы поперечники разбивают через 20—40 м и на всех переломах продольного профиля. Для этого при помощи теодолита и ленты строго в створе оси трассы разбивают плюсовые точки. Поперечники разбивают вправо и влево от этих точек, перпендикулярно к оси трассы. Прямой угол строят при помощи гониометра или эккера, а необходи­мые по проекту расстояния до характерных точек поперечного профиля откладывают лентой или рулеткой.

На закруглениях трассы поперечники разбивают через 10— 20 м в зависимости от радиуса кривой. На этих участках они должны располагаться по направлению к центру кривой, т. е.

перпендикулярно к касательной в точке разбивки поперечника (рис. 73).

Одновременно с разбивкой поперечников выносят в натуру проектные отметки, которые соответствуют отметке бровки до­рожного полотна в законченном виде. Рабочие отметки, т. е. высоты насыпей или глубины выемок, равны разности проект­ных отметок по бровке и отметок местности по оси. Если про­ектная отметка больше отметки местности, то дорога идет по насыпи, а если меньше — то в выемке.

Для удобства выноса в натуру проектных отметок и укло­нов перед выходом в поле на основании продольного профиля дороги (рабочего проекта) вычисляют для каждого разбивае­мого в натуре поперечника рабочие отметки, глубины кюветов и другие данные.

При разбивке поперечных профилей в насыпи (рис. 74) на местности закрепляют: положение осевой точки О', проекции бровок А', и подошвы насыпи К, . Если поперечный уклон местности не больше 3—4° (рис. 74, а), то можно принять O'A = B/2 = O'A', A'K=A'_xK_x = mh, где В — проектная ширина

дорожного полотна; h— высота насыпи; :т — крутизна (ук­лон) откоса, т. е. отношение высоты насыпи h к заложению от­коса /

Расстояние от оси до подошвы насыпи О'К или О'К будет l= B/2 + mh Например, при ширине дорожного полотна В = 12 м, высоте насыпи h= 4 м и крутизне откосов 1:/m=1:1,5 будем иметь =12/2+1,5-4-12 м.

Таким образом, при разбивке поперечников в равнинных местах откладывают от оси в обе стороны расстояние В/2 для обозначения бровок и расстояние l=B+mh для фиксирования подошвы откосов.

От подошвы откладывают ширину бермы В' и резерва CDEF. Все точки закрепляют кольями и подписывают на них наименование «Ось», «Бровка» и т. д.

При значительном поперечном наклоне местности (на косо­горах) разбивка насыпей несколько усложняется. Из рис. 74,6 видно, что вследствие наклона местности расстояние от оси О' до подошвы насыпи К и Ki будут различными. Положение то­чек К и К может быть найдено, если отложить по наклонной местности отрезки О'К и О' .

Обозначим угол поперечного наклона местности через у, а угол откоса насыпи через (tg = l :m). Тогда имеем

Например, при ширине полотна 10 м, высоте насыпи 6 м, крутизне откосов 1 : 1,5 (tg =l : 1,5; = 33°41’ и угле наклона местности 14° получим 1_Х= 10,52 м, /₂ = 23,05 м.

На рис. 75 показана схема закрепления основных точек при возведении насыпи.

При разбивке поперечников в выемке на поверхности земли фиксируют осевую точку трассы О' (рис. 76) точки и бровки выемки С, С₁т. е. на первом этапе, когда земляное по­лотно создается вчерне, поперечный профиль в выемке зада­ется в виде некоторой трапеции СА . В дальнейшем при от­делке земляного полотна разбивают кюветы, корыто и обочины или сливную призму на железнодорожном полотне.

Если местность в поперечном направлении сравнительно ровная, то положение в натуре точек А^г и ',, С и С находится просто. Согласно рис. 76, а

где В— ширина дорожного полотна; D — ширина кювета по­верху.

Величина D определяется по формуле

где — глубина кювета; т~ коэффициент откоса кювета; с — ширина дна кювета.

Для нормального кювета = 0,60 м, с = 0,40 м, m=1,5и D = 2- 1,5-0,60 + 0,40 = 2,20 м.

Найденную величину О'А' откладывают в обе стороны от оси, и полученные точки закрепляют кольями, на кото­рых подписывают номер пикета, расстояние от оси и глубину выемки.

Отмерив от этих точек величину заложения откоса h_om, на­ходят и закрепляют бровки выемки С и С

На косогорах расстояние от оси до границы выемки будет меньшим в сторону понижения ската и большим в нагорную (рис. 76, б).

Наклонные расстояния от оси до бровок выемки могут быть подсчитаны по формулам:

в сторону понижения ската

где v — угол наклона местности; — угол откоса выемки; h — глубина выемки.

Допускаются следующие предельные отклонения от проект­ных данных:

отметок бровок земляного полотна с учетом поправок на осадку насыпи ±5 см;

ширины корыта ±5 см;

поперечного уклона корыта ±5 %;

продольного уклона кюветов и нагорных канав ±1 %.

В резервах должны быть соблюдены продольные и попереч­ные уклоны с такой точностью, чтобы не было застоя воды.