Вынос в натуру трасс подземных трубопроводов

Одним из главных требований, предъявляемых к геодезическим разбивкам подземных трубопроводов, является строгое обеспечение нормативных расстояний между их осями и близлежащими зданиями, сооружениями и подземными сетями как в плане, так и по высоте.

Основными точками трассы, подлежащими разбивке и закреплению на местности, являются: места примыкания к существующим и проектируемым зданиям, центры колодцев и камер, точки изменения уклонов трубопроводов, вершины углов поворота трассы и точки ее пересечения с другими коммуникациями. На прямых участках трубопровода его ось закрепляется не реже чем через 100—150 м.

Закрепленные точки привязываются к створным знакам, расположенным вне зоны земляных работ.

В условиях города вынос трасс подземных сетей в натуру проектируется от существующих зданий и сооружений, а в местах новой застройки - от красных линий. На незастроенной территории разбивка трассы осуществляется от пунктов опорной геодезической сети.

Комплекс разбивочных работ значительно усложняется, если трасса запроектированного трубопровода I, II III IV (рис. 16.2) проходит по территории новостройки не нанесенной еще на топографический план.

Рис. 16.2. Вынос в натуру трассы коллектора на застроенной

территории.

В этом случае координаты углов зданий, от которых можно было бы вынести в натуру точки I - IV определить нельзя. С другой стороны, эти здания препятствуют прямой видимости между точками трубопровода II и III и полигонометрическими знаками 20, 21, 22.

Для решения задачи по проектным координатам точек I - IV трубопровода вычисляют длины l₀, l₁, l₂ , l₃ и дирекционные углы его смежных участков, а также примычный угол φ₀ и углы поворота ß₁, ß₂, ß₃. Точка I выносится от пункта 20 полярным способом по вычисленным φ₀, l₀. Далее в точке I устанавливают теодолит и откладывают угол ß₁. Измерив в заданном направлении расстояние от точки I до здания № 3 и ширину последнего, убеждаются, что точка II находится внутри двора. Для выноса ее в натуру прокладывают вспомогательный полигонометрический ход 20 – А - В с таким расчетом, чтобы с точки В был обеспечен обзор возможно большего пространства двора. По координатам точек В и II решают обратную геодезическую задачу и находят разбивочные элементы φ₁ и s₁, по которым выносят точку II в натуру. Аналогичным способом разбивают остальные точки трассы. Образованный на местности ход 22, 21, ... IV замыкается введением вспомогательной точки Е, позволяющей проконтролировать результаты разбивки.

Геодезические работы при прокладке подземных

Трубопроводов

Наиболее распространенным способом прокладки подземных инженерных сетей является открытый способ, при котором трубы укладываются в траншеях. Для геодезического обслуживания земляных работ вдоль вынесенной в натуру оси трубопровода через каждые 5—20 м забиваются колья. Параллельно оси по обе стороны от нее разбивают линии бровок траншеи. Над центрами колодцев и камер, а также в местах изменения уклонов оси трубопровода устраивают деревянные обноски (рис. 16.3). На доску обноски 1 теодолитом выносят ось трассы и закрепляют ее гвоздем 2. Между гвоздями соседних обносок натягивают струну-причалку. Прикрепляя к струне отвесы, по их створу контролируют плановое положение оси трассы в процессе строительства.

Рис. 16.3. Геодезический контроль укладки труб в траншеи

при помощи визирок.

Для разбивки дна траншеи по заданному уклону пользуются постоянными З и ходовой 4 визирками. Предварительно от рабочих реперов, установленных по трассе через каждые 200 м, определяют отметки Н_об верха каждой обноски. Затем к обноскам прибивают постоянные визирки высотой l₀, вычисляемой по формуле

l₀ = l - (Н_об - Н_Д),

где l — высота ходовой визирки, Н_Д — проектная отметка дна траншеи.

Если верхние грани визирок З и 4 будут располагаться в одной наклонной плоскости, пятка ходовой визирки окажется на линии проектного уклона.

Применение визирок обеспечивает необходимую точность высотной разбивки осей напорных трубопроводов, а также самотечных канализационных коллекторов с уклонами 0,003 и более. При меньших значениях проектных уклонов необходимо применять геометрическое или гидростатическое нивелирование.

Защитные конструкции теплопроводов и газопроводов (каналы), а также коллекторы различного назначения возводятся из сборных железобетонных элементов. Геодезические работы в этом случае сводятся к выверке планового и высотного положения плит днища, а также вертикальности и соосности моитируемых на них стеновых панелей. Отклонения отметок днища от проектных и несовмещение осей блоков с разбивочными осями не должны превышать 10 мм. После выполнения контроля на плиты днища под заданные проектные отметки устанавливают опорные камни для труб.

При разработке траншей большое значение имеет непрерывный геодезический контроль за работой землеройной машины. Ее движение вдоль разбивочной оси, соблюдение заданных конструктивных поперечных размеров траншеи и уклона ее дна обеспечивают высокое качество монтажа трубопровода. В городских условиях траншея, отрытая с отклонениями от проектного направления вместе с уложенным в ней трубопроводом, займет большую, чем рассчитано, полосу местности, что затруднит в будущем параллельную прокладку других коммуникаций. Эти же отклонения приводят к излому трубопровода и могут вызвать дополнительные напряжения в трубах, разрыв стыков и арматуры и выход из строя всей сети. Отклонение трубопровода от проектных отметок может явиться причиной его изгиба в профиле с аналогичными последствиями.

По этой же причине в самотечных коллекторах транспортирующая способность потока может нарушиться. Столь же нежелательными для строительства трубопроводов являются переуглубление траншей или, наоборот, их недостаточная по сравнению с проектной глубина. В первом случае требуются дополнительные затраты средств и времени на последующую подсыпку грунта и, кроме того, уменьшается прочность основания.

При заниженной глубине траншеи находящиеся под проезжей частью плиты перекрытия могут не выдержать нагрузок от транспорта.

Эффективным средством управления точностью прокладки трубопроводов являются лазерные нивелиры, обеспечивающие непрерывное слежение за работой землеройных машин (рис. 16.4).

Рис. 16.4. Контроль за работой землеройной машины с

помощью лазера.

Прибор 1 (рис. 16.4) ставится над точкой А траншеи так, чтобы лазерный луч лежал в вертикальной плоскости, проходящей через ось трубопровода. В створе лазерного луча на противоположном конце В траншеи ставится визирная марка 2, центр которой совмещается с лазерным пятном. На рабочем органе землеройной машины З укрепляется полупрозрачная марка - экран 4 с фиксированным центром. Правильность работы и движения машины контролируется по положению лазерного пятна в центре марки - экрана 4. Таким же способом можно контролировать укладку трубы, установив внутри нее марку-экран и совместив центр марки с центром трубы. Процесс контроля можно автоматизировать, если вместо марки 4 использовать фотоприемник.

Схема геодезического контроля положения труб, прокладываемых методом продавливания, изображена на рис. 16.5.

Рис. 16.5. Геодезический контроль укладки труб методом

продавливания.

Вдоль верхней и боковой образующих труб 1 наносят осевые риски 2 и З. Теодолитом в точке А задают направление оси проходки 4, закрепляя ее отвесами 5. В рабочем котловане на расстоянии а от трубы разбивают параллельную ей вспомогательную ось 6 и выверяют ее перпендикулярность стенке 7. Трубу устанавливают в исходное положение в плане по совмещенным с отвесами рискам 2. Установку контролируют боковым нивелированием трубы с точки В, прикладывая пятку горизонтально расположенной рейки к рискам З. Если труба движется правильно, то отсчеты по рейкам будут одинаковы и равны а. Через каждые 2 м проходки контроль повторяют.

Чтобы вновь вывести трубу на проектное направление, усиливают давление домкратов (на схеме не показаны) на тот или иной участок ее торца.

Для прокладки глубоко залегающих коммуникаций (6 м и более) применяют щитовую проходку. Щит монтируется в специальной щитовой камере, сооруженной под землей на трассе коммуникации. Сборные элементы щита спускают в камеру через вертикальный шахтный ствол 1 (рис. 16.6), используемый одновременно для передачи оси будущего тоннеля с поверхности в подземную выработку.

Рис. 16.6. Геодезический контроль щитовой проходки.

С этой целью в створе закрепленной оси в ствол опускаются два отвеса, по которым задается и закрепляется исходное направление для проходки С₁С₂. По завершении сборки щита на нем укрепляют три контрольных знака 2, З и 4, фиксирующих продольную ось щита и служащих реперами нивелирования. Измеряют горизонтальные расстояния l₁, l₂ , l₃ между знаками, а также их превышения h₁, h₂ , h₃ над низом оболочки щита. На передней и задней плоскостях опорного кольца укрепляют горизонтальные рейки с миллиметровыми шкалами, обращенными в сторону забоя. Нулевые деления реек совмещают с вертикальной плоскостью, проходящей через продольную ось щита. Кроме того, на задней плоскости опорного кольца закладывают на одном уровне контрольные знаки 7 и 6 и измеряют между ними расстояния l₄ и l₅.

В процессе проходки щита геодезист (при работе в подземных выработках он именуется маркшейдером) должен, пользуясь контрольными знаками, фиксировать отклонения щита от проектного направления в плане, профиле и в вертикальной плоскости, перпендикулярной оси тоннеля, а также руководить работами по исправлению этих отклонений.

Для выявления отклонения оси щита от заданного направления в плане необходимо определить положение его крайних точек в хвостовой О₁ и ножевой О₄ частях. Поскольку первая из них находится под обделкой тоннеля, а вторая у забоя, эти точки из тоннеля не видны. Поэтому для контроля положения щита пользуются осевыми знаками 2 и З следующим образом. Вдоль рейки 5 перемещают отвес О₃ устанавливая его в створе точек С₁ и С₂ и берут отсчет по рейке х₂. Затем в створе тех же знаков устанавливают отвес О₂ у рейки 6 и берут по ней ютсчет х₃. Отклонения х₁ и х₄ хвоста и ножа щита от оси тоннеля находят экстраполированием из соотношений:

(х₁ - х₂)/ (х₂ - х₃) = l₁/ l₂,

откуда

х₁ = х₂ + (х₂ - х₃) l₃/ l₂,

х₄ = х₃ + (х₂ - х₃) l₁/ l₂.

Положение оси щита в продольном профиле определяют по результатам нивелирования знаков 2, 3 и 4. Вычисленные отметки по измеренным ранее превышениям h₁, h₂ , h₃ передают на низ оболочки щита и находят его продольный уклон i по формуле:

i = (H’₂ – H’₃)/ l₂,

где H’₂ и H’₃ — отметки низа оболочки щита в точках 2’ и З’.

Величину поперечного уклона (кручение) щита определяют по разностям отметок контрольных знаков 7 и 6.

Так же, как и при прокладке труб способом продавливания, отклонения щита от проектного положения исправляют поочередным включением соответствующих домкратов (на рис. 16.6 они не показаны).

В настоящее время широко используются автоматические методы ведения щита с помощью лазерных устройств.