Тема: Комплексные инженерные изыскания

1) сбор и обработка топографо-геодезических материалов изысканий прошлых лет и других материалов и данных;

2) рекогносцировочное обследование территории;

3) создание (развитие) опорных геодезических сетей, включая геодезические сети специального назначения для строительства;

4) создание планово-высотных съемочных геодезических сетей;

5) топографическая (наземная, аэрофототопографическая, стереофото-грамметрическая и др.) съемка, включая съемку подземных и надземных сооружений;

6) обновление топографических (инженерно-топографических) и кадастровых планов в графической, цифровой, фотографической и иных формах;

7) инженерно-гидрографические работы;

8) геодезические работы, связанные с переносом в натуру и привязкой горных выработок, геофизических и других точек инженерных изысканий;

9) геодезические стационарные наблюдения за деформациями оснований зданий и сооружений, земной поверхности и толщи горных пород в районах развития опасных природных процессов;

10) инженерно-геодезическое обеспечение информационных систем административных районов и государственных кадастров (градостроительного и др.);

11) составление и издание инженерно-топографических планов, кадастровых и тематических карт и планов, атласов специального назначения (в графической, цифровой и иных формах);

12) камеральная обработка материалов и составление технического отчета.

Дополнительно в состав инженерно-геодезических изысканий для строительства линейных сооружений входят:

– камеральное трассирование и предварительный выбор конкурентоспособных вариантов трассы для выполнения полевых работ и обследований;

– полевое трассирование;

– съемки существующих железных и автомобильных дорог, составление продольных и поперечных профилей, пересечений линий электропередач, линий связи, объектов радиосвязи, радиорелейных линий и магистральных трубопроводов;

– координирование основных элементов сооружений и наружные обмеры зданий (сооружений);

– определение полной и полезной длины железнодорожных путей на станциях и габаритов приближения строений в районе предполагаемого строительства.

Техническое задание дополнительно должно содержать геодезические данные:

– сведения о принятой системе координат и высот;

– данные о границах и площадях топографической съемки (обновления планов);

– указания о масштабе топографической съемки и высоте сечения рельефа по отдельным площадкам, включая требования к съемке подземных и надземных сооружений;

– данные к трассированию линейных сооружений;

– требования к стационарным геодезическим наблюдениям в районах развития опасных природных процессов;

– требования к составу, форме и срокам представления отчетной технической документации.

Разработке проектов организации и производства геодезических работ предшествует техническое задание на проектирование, которое составляется на основе технико-экономического обоснования.

В процессе съемки изучают, фотографируют и описывают естественные и искусственные обнажения горных пород, геоморфологические элементы и геологические явления, проявления водоносности, определяют местоположение геологических выработок, производят отбор проб горных пород и подземных вод для лабораторных исследований, обследуют состояние существующих инженерных сооружений и месторождений строительных материалов. Результаты съемки отражаются в дневнике и полевых картах. Может проводиться аэро- и наземная инженерно-геологическая съемка.

Одновременно с инженерно-геологической съемкой ведется гидрогеологическая съемка, в ходе ее дают описание поверхностных водоемов и рек; естественных источников – колодцев, шахт, разведочных выработок. При описании водных источников по возможности указывают глубину залегания подземных вод, химический состав, расходы воды в реках и другие данные.

Инженерно-геологические и гидрогеологические карты составляют на основе топографических карт. Для составления карт используют результаты геологической съемки, геофизических и геохимических исследований, результаты изучения образцов горных пород, руд, флоры и фауны, гидрологических и инженерно-геологических наблюдений, опробывания полезных ископаемых, проходки горных выработок и буровых скважин.

Привязка обнажений, скважин, шурфов и других выработок производится по имеющимся топографическим картам наиболее крупного масштаба, фотопланами фотосхемам или к пунктам геодезической сети. Отметки устьев выработок определяют по карте или методом барометрического нивелирования. При поисково-разведочных работах перенос в натуру проекта выработок и их привязка осуществляется по четким контурным точкам на топографических картах и фотопланах или от пунктов геодезической опорной сети (засечками, полярным методом, проложением теодолитных и тахеометрических ходов). Отметки устьев выработок находят с погрешностью 1-2 м. Перенос в натуру и привязка выработок в плановом положении – с погрешностью не более 1 м, в высотном – 0,3; 0,5; 1 м и более в зависимости от назначения горных выработок. Обычно отметки устьев выработок определяются методами тригонометрического или геометрического нивелирования с погрешностью порядка 0,3 м.

Электроразведка основана на изучении условий прохождения электрического тока через различные горные породы (изучение разности электропроводности). Используется с целью геологического картирования при инженерно-геологических изысканиях различных сооружений. Применяются электропрофилирование, вертикальное электрическое зондирование, способ вызванной поляризации, радиопросвечивания и радиолокации.

Геодезическое обеспечение электроразведки состоит в разбивке на местности профиля или системы параллельных профилей, закреплении на местности точек наблюдений. Плановая погрешность – 2 мм в масштабе карты, высотная – 2% от глубины залегания опорного горизонта.

Магнитная разведка основана на изучении особенностей геомагнитного поля Земли, то есть изучаются магнитные свойства горных пород. Различают площадную и маршрутную (профильную) магнитную съемку.

К геодезическим работам при магнитной разведке можно отнести маршрутную съемку (глазомерную) при поисковых работах, точность измерения расстояний допускается порядка 1:50. В случае обнаружения аномалий ведется площадная съемка, прокладывают систему параллельных маршрутов. Плановая привязка выполняется с точностью 1-2 мм в масштабе карты, высоты, как правило, не определяются.

Сейсмическая разведка основана на наблюдениях за скоростью распространения упругих волн в земной коре, вызванных искусственными сотрясениями (взрывы, удары). Сейсморазведка применяется для изучения строения земной коры, поисков и подготовки к разведочному бурению нефтегазоносных структур и др. Сейсморазведка ведется одиночными маршрутами с шагом 2-10 м и площадями, производится методом отраженных волн или корреляционным методом преломленных волн.

Геодезическое обеспечение сейсморазведки состоит в разбивке на местности профилей с закреплением на них точек взрыва и точек расположения сейсмоприемников, также производится определение координат и высот этих точек, составлении вертикальных разрезов по линии профиля. Погрешность в положении профиля по отсчетной карте относительно пунктов плановой геодезической основы не должна превышать 2 мм, а в высотном положении в зависимости от скорости распространения волн от 3 см при v=200 м/с до 1 м при v=5000 м/с.

Гравиметрическая разведка основана на измерениях силы тяжести, которые ведутся специальными приборами – гравиметрами, вариометрами и градиентометрами. Применяется для тектонического районирования больших территорий, выявления и локализации геологических структур с пониженной плотностью, благоприятных для скопления полезных ископаемых (нефти, газа, отчасти – угля).

Гравиметрические работы ведутся для определения аномалий силы тяжести, по которым составляются специальные гравиметрические карты.

Геодезические работы при гравиметрической съемке заключаются в определении координат и высот пунктов наблюдений, учете влияния рельефа местности и подготовке топографической основы для составления гравиметрических карт. Для введения поправки за рельеф на площадке вокруг гравиметрического пункта выполняют нивелирование.

Характеристики грунтов получают лабораторным путем (испытания горных пород) и полевыми методами, чаще всего это необходимо для уточнения расчета основания сооружения - это сопротивление грунта сжатию и сдвигу. Полевое испытание прочности грунтов осуществляется методами зондирования, для определения деформативных свойств песчано-глинистых пород в буровых скважинах применяют метод прессиометрии.

Инженерно-гидрологические изыскания. Данный вид изысканий необходим для проектирования гидротехнических сооружений; водоснабжения населенных мест, промышленных предприятий, электростанций; мостовых переходов; переходов через реки трубопроводов и других линейных сооружений; рыбного хозяйства; водного транспорта; защиты территорий от наводнений и подтоплений. А также для создания зон отдыха, для научных целей (исследование водного обмена в водоемах, гидрохимические и гидробиологические исследования).

В состав гидрологических изысканий входят следующие виды работ:

– наблюдения за уровнями воды в реках, озерах и искусственных водоемах на водомерных постах;

– определение уклонов рек по результатам нивелирования, направлений и скоростей течения рек;

– промерные работы;

– русловые съемки;

– определение площадей живых сечений и площадей затопления;

– определение расходов воды в реках и объемов водохранилищ;

– изучение наносов твердого стока (речных наносов).

Геодезическое обеспечение гидрологических изысканий состоит в выполнении крупномасштабных съемочных и нивелирных работ на территории водомерных постов и гидрометеостанций, на створах плотин и участках переходов через реки, определении водосборных площадей, устройстве водомерных постов и организации наблюдений за уровнями воды, определении скоростей течения и уклонов рек. Важной задачей геодезиста является определение проектных отметок моста, высоты плотины и др.

Русловые съемки ведут с целью получения крупномасштабных топографических планов (1:1000, 1:2000 и 1:5000). Основным методом съемки ситуации и рельефа берегов служит тахеометрическая и мензульная съемка. На больших площадях применяется аэрофотосъемка, для отдельных видов сооружений (мостовые переходы, плотины и др.) – наземная фототеодолитная съемка.

Промерные работы ведут для составления планов водоемов, поперечных профилей русла реки, вычисления площадей живых сечений, изучения рельефа их дна, построения изобат, определения подводных навигационных опасностей, выявления удобного для прохода судов фарватера, мест подхода судов к берегу, определения объема дноуглубительных работ и выбора мест расположения гидротехнических сооружений. Они включают измерения глубин, скоростей и направления течения рек; координирования точек промеров.

Метеорологические изыскания производятся для того, чтобы выяснить влияние различных физических явлений и процессов, происходящих в атмосфере, на возведение и эксплуатацию инженерных сооружений, на их прочность и долговечность. Например, для учета динамического действия ветровой нагрузки на высотные сооружения.

Основными характеристиками являются: температура воздуха, атмосферное давление, влажность воздуха, скорость и направление ветра, облачность.

Измерение температуры t (°C) производится на метеорологических станциях. Кроме температуры воздуха, измеряют температуру почвы, снега и воды. Применяют жидкостные, ртутные полупроводниковые и деформационные термометры.

Атмосферное давление P (Па) измеряют ртутными барометрами, анероидами, термобарометрами, газовыми и дифференциальными барометрами.

При выполнении геодезических измерений для учета влияния внешних условий используют барометры-анероиды. Для определения разности высот центров фотографирования при аэрофотосъемке применяется дифференциальный барометр-статоскоп. Для барометрического нивелирования применяют чашечные и сифонные ртутные барометры различной конструкции, барометры-анероиды, баронивелиры и др.

Экологические изыскания выполняются для экологического обоснования строительства и иной хозяйственной деятельности с целью предотвращения, снижения или ликвидации неблагоприятных экологических и связанных сними социальных, экономических и других последствий и сохранения оптимальных условий жизни населения.

Задачами инженерно-экологических изысканий являются:

– оценка экологического состояния территории с позиций возможности размещения новых производств;

– предварительный прогноз возможных изменений окружающей среды и ее компонентов при реализации намечаемой деятельности, а также ее возможных негативных последствий с учетом рационального природопользования, охраны природных богатств, сохранения уникальности природных экосистем региона.

В состав инженерно-экологических изысканий входят:

– сбор, обработка и анализ опубликованных и фондовых материалов о состоянии природной среды, поиск объектов-аналогов для разработки прогнозов;

– экологическое дешифрирование аэрокосмических материалов с использованием различных видов съемок (черно-белой, многозональной, радиолокационной, тепловой и др.);

– маршрутные наблюдения с покомпонентным описанием природной среды и ландшафтов в целом, состояния наземных и водных экосистем, источников и визуальных признаков загрязнения;

– проходка горных выработок и опробование почво-грунтов, поверхностных и подземных вод и определение в них комплексов загрязнителей;

– исследование и оценка радиационной обстановки; газогеохимические исследования;

– эколого-гидрогеологические исследования (оценка влияния техногенных факторов на изменение гидрогеологических условий);

– изучение растительности и животного мира;

– санитарно-эпидемиологические и медико-биологические исследования;

– стационарные наблюдения (экологический мониторинг).

Экономические изыскания выполняют с целью получить характеристику хозяйственно-экономического состояния района будущего строительства, экономическое обоснование проекта и составить проект хозяйственного преобразования территории в связи с возведением проектируемого сооружения. Эти изыскания проводят на основании материалов перспективного планирования центральных и местных органов, также используются материалы ведомственного планирования.

Экономические изыскания играют решающую роль при выборе площадки под строительство. При этом исследуются вопросы близости площадки к источникам сырья, наличие существующих транспортных и подземных сетей, местных строительных материалов, материально-технической базы, энергии, воды и др.

Большое значение имеют экономические изыскания при проектировании городов и рабочих поселков.

К экономическим изысканиям относятся расчеты, связанные с определение наиболее выгодного расположения сооружения на местности. Для этого вычисляют прямые затраты, которые складываются из стоимости рабочей силы, стройматериалов, транспорта, электроэнергии и других расходов, а также дополнительные, которые в отдельных случаях могут достигать 50% прямых затрат.

Дополнительные затраты для каждого возводимого сооружения идут на покрытие ущерба, связанного с отчуждением территории при изъятии ее под строительство из того фонда, где она ранее находилась. Самые большие дополнительные затраты возникают при создании водохранилищ.

В экономических изысканиях существенное место отводится оценке экономической эффективности капитальных вложений, для этого сравнивают два варианта будущего сооружения, определяя капитальные и эксплуатационные затраты. Затем подсчитывают экономическую эффективность, она определяется расчетным сроком, в течение которого дополнительные вложения окупаются сбережениями на себестоимости продукции. Наиболее эффективными считают те варианты затрат, срок окупаемости которых не превышает заданный нормативный срок. Сопоставлением расчетного срока окупаемости с нормативным оценивается экономичность вариантов и принимается решение о выборе одного из них.

В состав геодезических работ, выполняемых непосредственно в период строительства и эксплуатации зданий и сооружений входят:

– определение проектного положения объекта строительства (зданий и сооружений) на местности;

– создание разбивочной основы для строительства (геодезической опорной сети);

– геодезические разбивочные и привязочные работы в процессе строительства в соответствии с рабочей документацией;

– геодезический контроль точности геометрических параметров зданий и сооружений в процессе строительства;

– исполнительные геодезические съемки (текущие и окончательные) планового и высотного положения зданий (сооружений) и инженерных коммуникаций;

– геодезические наблюдения за деформациями оснований и конструкций зданий (сооружений);

– специальные стереофотограмметрические съемки (например, лазерное сканирование) по определению геометрических размеров элементов зданий, сооружений, технологических установок, архитектурных и градостроительных форм;

– геодезические работы при монтаже оборудования, выверке подкрановых путей и проверке планово-высотного положения и вертикальности элементов зданий и сооружений;

– геодезические работы по определению на местности положения подземных сооружений и коммуникаций при ремонтных работах и др.;

– составление исполнительной геодезической документации.