ЛЕКЦИЯ № 18.

Техническое нивелирование: технология действий на трассе нивелирного хода. Камеральные работы

Назначение технического нивелирования

	Геометрическое нивелирование технической точности, выполняемое способом
	из середины, характеризуется погрешностями измерения превышений на станции в
	среднем 2‒3 мм при длине визирного луча до 100‒120 м. Техническое нивелирова-
											У
	ние применяется для развития высотного съемочного обоснования топографиче-
										Т
	ских съемок и при их выполнении, а также при изысканиях и строительстве соору-
	жений линейного вида (дорог, трубопроводов, мелиорационных каналов и др.), при
	возведении промышленных и гражданских								Н
									других объектов.
									Б
	18.1. Технология прокладки ходов технического нивелирования
	На участке топографической съем						в дополнение к плановым пунктам закла-
								зданий
	дывают высотные геодезические знаки –						грунтовые и стенные реперы и создается
						ки
	высотное съемочное обоснование. Высотные координаты передают на плановые и
	высотные пункты съемочного обоснованиярот исходных грунтовых и стенных ре-
	перов высотной геодезичес				сети I–IV			классов. Для этого от исходных реперов
	через пункты съемочной			кой
					прокладывают ходы нивелирования IV класса или
	технического.		сети						проложенные через одни и те же
					и теодолитные ходы,
	пункты,		Нивелирныетеодолитно-нивелирными.
		называютсяпунктов съемочного обоснования может определяться тригонометри-
	ческим нивелированием, если точность							такого	нивелирования достаточна для
	Высота			и мельче.
	съемки масштаба 1 : 2000
	пТехническое нивелирование включает в себя полевые и камеральные работы.
Полевые
Р

работы начинают с рекогносцировки участка местности, при этом выявляется сохранность исходных реперов государственной геодезической сети, намечаются места закладки грунтовых и стенных реперов съемочного обоснования с учетом их использования не только при предстоящих съемках, но и в будущих геодезических работах на объектах стройплощадки. После установки всех знаков приступают к техническому нивелированию, ходы которого должны опираться не

	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-
								У
	ней реек, допускается до 10 м. Расстояние до реек можно проверить нитяным даль-
							Т
	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
						Н
	Б) с нивелированием промежуточных точек.
			й
	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
		р		потом по рейке, которую последо-
	на связующих точках (задней, затем передней),
	о
	вательно ставят на нужные промежуточныеиточки (+55;					ПК2; +30), которые могут
	т
	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.
	п
е
Р

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

Т

ПК0 (начало трассы), ПК1 (100 м от

Н

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

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-

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

тельности, называемой программой наблюдений:

вначале берут (с записями в жур-

нал нивелирования –

табл. 16.2) отсчеты (1)

(2) поБчерной стороне задней и пе-

редней реек, затем отсчеты (3)

и

стороне задней и передней реек.

и (4) по

стро

новые

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

наблюдений записывают в

ки журнала, а неверные записи зачеркивают,

но не замазывают.

Вычисляют

среднее превышение hср = (h' + h") / 2. Если между

ки

задней и передней рейками расположены подлежащие нивелированию промежу-

записывают

ПК2 + 30 на станции 2), то программа продолжает-

точные точки (точ

ПК1 + 55,

о

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

отсчеты

журнал (табл. 7.3, записи на станции 3).

п

При перемещении нивелира на каждую следующую станцию меняют местами

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

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

Р

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

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

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 х1, х2,… (

называют «икс-

точками») (см. рис. 16.16, б, станция 4, передняя связующая точка х1).

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 hср , нивелируют промежу-

точные точки.

Перед уходом с трассы на перерыв в работе необходимо надежно закрепить

У

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

рование закрепленных точек следует повторить и убедиться, что превышение hср не

Т

изменилось более чем на 5мм.

Если ход технического нивелирования прокладываетсяНчерез пункты съемоч-

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

Б

обозначают номером геодезического знака или переходной точки.

Вычислительную обработку журнала нивелирования завершают в каме-

й

вычислений, сде-

ральных условиях. Сначала выполняют постраничный контроль

ланных в поле: вычисляют и записываютвнизукаждой страницы сумму отсчетов

по задней рейке ΣЗ, по передней

ке ΣП и сумму средних превышений Σhср (см.

табл. 16.2). Если выполняется

рей

равенство

Σhср ,

(16.11)

(ΣЗ

– ΣП ) / 2 =

то превышения h', h"

т

hср

вычислены верно.

Вычисляют фа

кую невязку превышений хода (в мм):

ктичес

n

з

( Нк –

Н н),

о

fh = ∑ h ср i –

i = 1, 2, …, n,

(16.12)

i

Нк

и Нн – отметки конечного и начального реперов, выраженные в мм.

п

Если ход замкнутый, то Нк = Нн , поэтому

где

Р

n

fh = ∑ h ср i ,

i = 1, 2, …, n,

(16.13)

i

У

Т

Н

Таблица 16.2.

Б

й

и

р

о

т

и

з

о

п

е

Р

Допустимую невязку превышений fh доп (в мм) вычисляют по формулам, установленным строительными нормами:

fh доп = ±10 n или fh доп = ±30 √L ,
			(16.14)

где n – число превышений (станций); L –

У

длина хода, км, в формуле принимается

безразмерной величиной. При этом если на

Т

то

1 км хода количество станций n ≥ 25,

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

Н

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

Б

на 1 км при-

n < 25 станций

меняется вторая формула и тогда fh доп = ±30 √L

= 30 √4 = ±60 мм.

й

где для суммы

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

выражении

(7.35) допустимая погрешность

равноточно измеренных превышений в

формулы

ΣΔпред обозначена через fh доп,

удвоенная погрешность определения среднего пре-

вышения 2mhср = 10 мм. Для второй

(16.16) принято осредненное значение

2mhср = 30 мм на

1 км.

о

т

числами, не содержащимипревышенийдолей мм. Поэтому предварительную среднюю величину

Уравнивание

и вычисление отметок связующих точек. Факти-

ческую невязку

fh , если она допустима, распределяют между средни-

з

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

оценивают

по формуле

е

к

Р

поправоСогласно формуле (16.15)

υh i

= – f h

/ n ,

(16.15)

знак поправки противоположен знаку невязки. По-

правки округляют до целых миллиметров,

но

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.

Συh i

= –f h .

Уравненные превышения

h i = h ср i + υh i .

(16.16)

187

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.

У

Т

в ни-

Пример 1. Уравнять превышения и вычислить отметки связующих точек

велирном ходе из 16 станций,

если Нн = 80,000 м; Нк = 86,563 м;

∑ h ср =

+6598

мм.

Б

Р е ш е н и е.

Выразив

найдем fh =

Нн

и Нк в мм, по формуле

(7.26)

+6598 – – (86563 – 80000 ) = +35

мм, а по формуле (16.14) fНh доп = 10

= ±40 мм.

n

й

Здесь fh <

fh доп . Средняя величина поправок υh 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.

средними

превышениями (графа 7 табл. 16.2) за-

невязке с обратным знаком. Под

о

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

т

где увязанные

9 записаны результаты вычислений отметок по формуле (16.17),

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

h1

получиться

В конце вы-

= 80,000 +

0,121 = 80,121;

НПК1 = 80,121

+ + 3,513 = 83,634,… .

з

числений должна

исходная отметка Нк = 86,563

конечного репера.

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

п

лировали промежуточные точки, определяют с контролем горизонт прибора:

где

Р

ГП'iо= НЗ i + З i; ГП"i = Нп i +

П i ;

ГП i = (ГП'i + ГП" i) / 2,

(16.18)

НЗ i и Нп 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: НПК1 + 55

= 84,458 – 3,625

= 80,333;

НПК2 = 84,458 – 1,440 = 83,018 и т.д.

У

Т

Н

Б

й

и

р

о

т

и

з

о

п

е

Р

189