« »

Тема 24. ГЕОДЕЗИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ПЕРЕНОС В НАТУРУ ОБЪЕКТОВ ЛЕСОУСТРОЙСТВА, ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА И ЛЕСОМЕЛИОРАЦИИ

24.1. ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ВЫНОСА ПРОЕКТА В НАТУРУ

Карты и планы (топографические, лесные, землепользовании) используют при лесохозяйственном проектировании для расчетов, связанных с такими мероприятиями, как организация предприятий (лесхозов, леспромхозов и др.); разделение массивов на лесничества, лесоустроительные планшеты и кварталы; выделение лесосек и гидромелиоративного фонда; осуществление мер по лесовосстановлению, реконструкции насаждений, защите и противопожарной охране леса, использованию нелесных площадей; размещение производственных предприятий, дорог, жилых поселков, зон отдыха и туризма. 
Подготовку данных для выноса в натуру (на местность) проектов инженерных сооружений (Термин «проект инженерного сооружения» условно отнесен также к проектам, составляемым при разбивке квартальной сети и отводе лесосек) выполняют на основе генеральных планов или законченных эскизных чертежей, обоснованных в хозяйственном и юридическом отношении. Для определения положения объекта на местности и разбивки  его осей в плане определяют горизонтальные элементы проекта – горизонтальные углы и расстояния; для размещения объекта по высоте – превышения и уклоны. В зависимости от необходимой точности данные для выноса проекта в натуру готовят графическим, аналитическим и графоаналитическим способами.
При графическом способе подготовки данных (например, для выноса в натуру лесосеки) расстояния и углы измеряют на плане (лесоустроительном планшете) при помощи чертежных, инструментов; при аналитическом – элементы проекта вычисляют по координатам. Наиболее распространен графоаналитический способ: координаты проектных точек измеряют на плане, а координаты точек геодезической основы берут из ведомостей и каталогов координат. По ним вычисляют расстояния и направления.
Результаты подготовки данных отображают на разбивочном (рабочем) чертеже – схеме объекта с числовыми величинами, определяющими его плановое положение и размещение основных точек и осей. При проектировании лесопарков (парков) кроме разбивочных составляют посадочные чертежи, по которым определяют места посадки деревьев и кустарников. На разбивочный чертеж наносят: проектные границы, другие линии и точки; подписи величины углов и расстояний, которые нужно построить (отложить) в натуре; геодезические пункты или контурные точки, от которых намечен вынос проекта; нумерацию деталей объекта.
Несмотря на разнообразие объектов лесохозяйственного проектирования, методика подготовки данных для их переноса на местность одинакова. Ознакомимся с основными ее положениями на примере подготовки данных для выноса в натуру квартальной сети. Ее проект разрабатывают обычно при первичном лесоустройстве по топографическим картам или фотопланам (фотосхемам).
На карту или фотоплан (рис. 24.1) наносят магистральные и квартальные просеки.


Рис. 24.1. Фрагмент проекта для выноса в натуру квартальной сети:
ЮС; ЗВ – магистральные просеки; 1 – пункты ГТС; 2 – вершины теодолитного хода; 3 – граница снежного землепользования с межевыми знаками;
4 – проектные точки

Данные для выноса просек в натуру обычно готовят графическим способом, принимая за исходные пункты контурные точки карты или аэрофотоснимков. Но в ряде случаев для выноса магистралей, разбивки строительных площадок, сооружений в лесопарках применяют графоаналитический способ проектирования. Тогда исходными служат пункты государственной геодезической сети или межевые знаки, при их отсутствии – точки специально прокладываемых теодолитных ходов. Виды данных определяют в зависимости от возможности применения того или иного способа разбивочных работ. Если между исходным и выносимым в натуру пунктом местность удобна для измерений лентой ЛЗ, готовят данные для выноса способом полярных координат. Например, для выноса точки Ю от геодезического пункта А или какой-либо другой хорошо опознаваемой на местности и на карте (аэрофотоснимке) точки измеряют по карте полярный угол β1 и расстояние S. Чтобы задать направление просеки ЮС, в точке Ю карты измеряют угол β2 и для контроля β3. При наличии препятствий для непосредственного измерения расстояний между исходной и выносимой точками готовят данные для работы способом угловых засечек.
Например, для выноса точки 3 измеряют углы γ1 и γ2 между линией теодолитного хода I–II и направлениями на точку 3. На правление прорубки просеки З – В задают углами β4 и β5. По условиям взаимного размещения исходных пунктов и точки В последнюю выносят в натуру промерами отрезков S1 и S2 по створу 34–35. На этом створе целесообразно запроектировать положение точки В.
Помимо рассмотренных, готовят данные для выноса точек линейными засечками, способом прямоугольных координат, створов, проектных теодолитных или буссольных ходов. 
На карте (фотоплане) углы измеряют геодезическим транспортиром, снимая отсчеты с точностью до 10'. Предварительно стороны угла продолжают, чтобы они были несколько длиннее радиуса внешней окружности транспортира. Результаты измерения контролируют, составляя замкнутые полигоны. Например, правильность измерения углов в точках А, Ю, З может быть проверена, если подсчитать сумму внутренних углов полигона АDІЗOЮ,) и принять во внимание, что углы D и О – точные. Первый вычислен по разности дирекционных углов направлений DA и DI, а второй равен 90°. Невязка суммы углов полигона должна быть не больше ±0,5° , где п – число углов, измеренных транспортиром. Только в эти углы (в данном случае β1, β4 и β2) вводят поправки.
Аналитическим способом углы находят как разность дирекционных углов двух смежных направлений, например
β1 = αАЮ – αAD.
Для определения αАЮ находят сначала

121,

а затем, учитывая знаки приращений координат Δу и Δх, вычисляют дирекционный угол. Дирекционный угол направления AD находят в каталоге (ведомости вычисления) координат геодезических пунктов.
Расстояния на карте (фотоплане) измеряют с использованием поперечного масштаба. Расхождение в длине линии, полученной из основных и контрольных измерений, не должно превышать 0,7 мм×М, где М – знаменатель масштаба карты (фотоплана).

Аналитическим способом расстояние определяют, например, между точками А и Ю, решая обратную геодезическую задачу:


В измеренное по карте или вычисленное аналитически расстояние вводят поправку за угол наклона по формуле

,
 

в которой h – превышение между концами линии, установленное по горизонталям карты.
Эта поправка всегда положительна. При подготовке данных по фотоплану, по которому превышение h определить невозможно, углы наклона более 4° (а при подготовке данных для разбивки строительных площадок более 1°) измеряют теодолитом непосредственно при полевой работе. Тогда поправку вычисляют по формуле


Поправку за компарирование землемерной ленты в измеряемое расстояние S рассчитывают по формуле

 

121,

где l0, l – номинальная (например, 20 м) и фактическая длина ленты.

Поправку за температуру вводят во время полевых работ, если разность температур во время компарирования tкомп и при работе лентой составляет более 8°С. Ее вычисляют по формуле

ΔD - αS(lкомп - lраб),

где α – коэффициент расширения стали (0,000012).

Поправку вводят со знаком плюс, если температура во время работы ниже, чем при компарировании, и наоборот.

Подготовка данных для выноса в натуру лесосеки после проектирования ее площади также состоит в определении по лесоустроительному планшету преимущественно графическим способом угловых и линейных величин, необходимых для закрепления на местности углов лесосеки столбами и прорубки ее границ.

24.2. СПОСОБЫ И ЭЛЕМЕНТЫ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАЗБИВОЧНЫХ РАБОТ 

Способы разбивочных работ. В отличие от съемки местности разбивка сооружений представляет собой построение горизонтальных углов и линейных отрезков, величины которых определены техническим проектом. Ее ведут теми же способами, что и съемку, но с учетом некоторых особенностей. При способе угловых засечек (рис. 24.1, а) проектную точку С выносят на местность построением проектных углов β1 и β2 при базисе АВ.

 
Рис. 24.2. Особенности применения способов съемки к ведению разбивочных  работ (пояснения в тексте)

Чтобы закрепить точку С на местности, в предполагаемом районе ее размещения (рис. 24.4, б) на каждом направлении выставляют пару вех (а, а' и b, b') и натягивают между ними проволоки. В месте их пересечения забивают кол, обозначая точку С. При способе линейных засечек (рис. 24.2, в) работают сразу двумя лентами (рулетками), находя проектную точку С в пересечении отсчетов d1 и d2 на лентах.
Способом проектного полигона (рис. 24.2, г), схожим со способом обхода при съемке, выносят в натуру канавы, дороги, противопожарные барьеры, лесные полосы, границы лесосек ломаной формы. Он состоит в последовательном определении поворотных точек полярным способом.
Разбиваемые точки включают в теодолитный (буссольный) ход. В отличие от съемки ход уравновешивают не на плане, а в натуре, перемещая зафиксированные точки параллельно невязке f и пропорционально длине по направлениям, обратным направлению не вязки. Величину смещения вычисляют по формуле

123

где L – периметр хода;   123 – сумма сторон хода от начальной до данной точки.

Элементы разбивочных работ. Горизонтальные элементы проекта выносят в натуру построением горизонтальных углов и линий заданной величины, вертикальные – построением точек с за данными отметками и линий (плоскостей) с заданными уклонами.
Угол заданной, величины β  (рис. 24.3, а) в точке А от направления АВ строят теодолитом в определенной последовательности. Визируют на точку В при круге право, имея на горизонтальном круге отсчет 0°00'. Алидаду открепляют и поворачивают так, чтобы на круге был отсчет, равный проектному углу. В направлении линии визирования выставляют веху или шпильку С′, фиксирующую угол С'АВ = βКП. Аналогично строят угол при круге лево и отмечают вторую точку С". Точка С в середине отрезка СС" находится в проектном положении, так как она лежит на стороне угла β свободного от коллимационной ошибки.

Линию заданной длины S (рис. 24.3, б) от точки А в установленном направлении АВ строят в следующем порядке. Откладывают землемерной лентой отрезок
D = S + ΔD,
где ΔD = ΔDv + ΔDk + ΔDt – сумма поправок, вычисляемых по известным формулам.

Отложенное расстояние контролируют повторным измерением, а при разбивке площадок для строительства промышленных и гражданских сооружений отложенный отрезок D измеряют 4–6 раз, находят его вероятнейшую длину Dв и составляют разность S = D Dв. На величину этой разности. учетом знака) смещают кол из точки В'0 по линии АВ в точку В"0 (рис. 24.3, в), где его закрепляют окончательно.

Рис. 24.3. Построение на местности угла заданной величины (а)
и линии  заданной длины (б, в)

Точку с проектной отметкой (рис. 24.4, а) выносят в натуру нивелиром, который устанавливают примерно посередине между репером (пикетом) А с известной отметкой НА и точкой В, проектную отметку НПВ которой необходимо обозначить на местности. Визируя на черную сторону рейки, стоящей на репере, читают отсчет а. По нему и высоте репера находят горизонт прибора

ГП = НА + а,

а затем по формуле b  = ГП  –  НПВ предвычисляют отсчет b, который читают по рейке в точке В, если ее пятка совпадает с проектной отметкой НПВ.


Рис. 24.4. Вынос в натуру точки с заданной проектной отметкой (а) и линии заданного уклона (б): 1–3 – подъемные винты нивелира.

Отсчет b имеет большое значение в строительстве. Его называют высотой проектной рейки. В точке В закапывают столб и вдоль него передвигают рейку, изменяя ее высоту до тех пор, пока на линии визирования не окажется отсчет b. Тогда на столбе против пятки рейки делают отчетливую метку.
Построение на местности линии заданного уклона (рис. 24.4, б) включает вынос в натуру проектных отметок концов А и В этой линии, выполняемый рассмотренным выше способом, и закрепление ее кольями через равные промежутки S. При выполнении второй части работы на точке А устанавливают нивелир так, чтобы подъемный винт 2 был расположен по направлению линии АВ, а винты 1 и 3 – перпендикулярно ей. Измеряют высоту i нивелира и вращением винта 2 устанавливают среднюю горизонтальную нить на отсчет i по рейке в точке В. В точках а, b, п забивают колья так, чтобы отсчеты на рейке, установленной на них, везде были равны i. Нивелир (теодолит) наводят сначала грубо на отсчет, равный i, наклоняя его в шаровой пяте, а затем точно – элевационным винтом. При больших уклонах вместо нивелира используют теодолит.

Детальную разбивку кривых на трассах (рис. 24.5) выполняют чаще всего способами прямоугольных координат и продолженных хорд: первым – на открытой равнинной местности, вторым – на закрытой (лесистой, горной).
В обоих случаях по таблицам вычисляют положение точек 1, 2, 3... на кривой. Применяя способ прямоугольных координат (рис. 24.5, а), в таблице, находят координаты х и у точек кривой. Входными данными в таблицу являются радиус R кривой и интервал k между точками.

Кривую разбивают от ее начала НК по тангенсу в сторону вершины угла поворота, последовательно откладывая землемерной лентой абсциссы х1, х2 и т. д. Из полученных точек восстанавливают перпендикуляры, на которых откладывают ординаты у1, у2 и т. д. Эти точки закрепляют кольями. Разбив первую половину кривой, таким же способом разбивают вторую, начиная работу с конца кривой КК

 

Рис. 24.4. Детальная разбивка кривых способами
прямоугольных координат (а) и продолженных хорд (б)

При разбивке кривой по способу продолженных хорд (рис. 24.5, б) по радиусу кривой и принятой длине хорды а в таблицах находят величину промежуточного перемещения b, а также координаты х и у первой (последней) точки кривой, лежащей на расстоянии а от начала (конца) кривой. Разбивку начинают от начала или конца кривой. Первую точку строят по способу прямоугольных координат. Для построения второй точки протягивают землемерную ленту по продолжению хорды НК–1. По ленте находят отрезок 12', равный а, и в конце его ставят шпильку. Далее конец ленты перемещают в точку 1 и из нее описывают дугу радиусом, равным а, а из точки 2' рулеткой описывают дугу радиусом b. В пересечении дуг получают и закрепляют колом точку 2, находящуюся на кривой. Аналогично строят все другие точки на кривой.

24.3. ВЫНОС В НАТУРУ ОБЪЕКТОВ БЕСХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Площадки под промышленные и гражданские сооружения и некоторые лесохозяйственные объекты (например, питомники, лесные культуры и др.) разбивают наиболее точными способами в определенной последовательности, которую проследим на примере выноса в натуру границ лесопитомника по разбивочному чертежу (рис. 24. б). При составлении чертежа учтено, что отсутствует видимость с исходных пунктов № 4 и № 5 (съемочные или контурные точки) на точку В. Поэтому в створе стороны АВ питомника выбрана вспомогательная точка В', видимая с точки № 4. Сначала в натуру выносят сторону АВ, лежащую на прямой АВ'. Для этого последовательно устанавливают в точках № 5 и №4 теодолит, откладывают им углы α и β и провешивают, визируя в трубу, стороны №5А и № 4 – В'. На стороне № 5 – А землемерной лентой откладывают ее разбивочную длину (316,77 м), введя предварительно необходимые поправки. На конце отложенного расстояния ставят кол и от него линию измеряют в обратном направлении. Оценивают точность измерения линии, вычисляют ее среднюю длину и окончательно закрепляют угол А столбом. Аналогично находят положение точки В'.
Чтобы проверить правильность выноса в натуру линии АВ', теодолитом измеряют углы γ и β. Расхождения между измеренным и вычисленным значением любого угла зависят от расстояния между исходной и определяемой точками, а также от способа подготовки данных. Если расстояние на плане 200 мм, расхождение может достигнуть ±20' при графоаналитическом способе подготовки данных и ±30' при графическом. Если расхождение больше, то ошибки следует искать в ранее выполненных построениях.
Положение точки В находят, отложив сторону АВ, а также выполнив контрольное измерение отрезка ВВ'. Точки С и D находят угловыми и линейными построениями по рассмотренной выше методике. Правильность разбивки участка (сооружения) контролируют промерами его диагоналей.


Рис. 24.6. Разбивочный чертеж:
1 – исходные пункты; 2 – проектные точки; 3 – вспомогательная точка

Среднее из измерений одной диагонали должно отличаться от ее вычисленного, (проектного) значения не более чем на 1 : 2 000 длины диагонали.
Вынос в натуру квартальной сети начинают с определения на границе массива точек, на пример Ю и 3 (см. рис. 113), выбранных для прорубки магистралей. Применяют те же приемы, что и при выносе в натуру углов сооружений (участков). Направление просеки находят на стороне угла β2, выставив на ней веху. Правильность ее установки контролируют, отложив угол β3. Если между заданными направлениями расхождение не выходит за пределы, соответствующие точности подготовки данных, за окончательное направление берут среднее. В процессе прорубки просеки тщательно контролируют выдерживание направления при помощи теодолита. Отклонение конца магистральной просеки от проектного положения при графическом способе подготовки данных по картам масштабов 1 : 10 000 – 1 : 50 000 может составлять соответственно 10–50 м, при графоаналитическом (с привязкой к геодезическим пунктам) 4–20 м. 
Вершины квартальных просек находят на магистралях в процессе промера ходовых линий, а направление их прорубки задают построением прямых углов от осей магистралей. Сначала прорубают просеки, параллельные короткой стороне магистрали. Точность выдерживания направления рубки оценивают по отклонению концов просек от ориентиров на окружной меже. После этого в натуру выносят перпендикулярные им просеки и контролируют положение их вершин. При длине квартальных просек 1 км допустимое отклонение положения вершины от проектного 1,5–3 м, а при 4 км – 6–12м. 
Вынос в натуру лесосеки сводится к определению и закреплению на местности ее углов и прорубке визиров между ними. Опорными точками и линиями служат квартальные столбы и просеки, к которым обычно привязывают лесосеку. Чтобы закрепить на местности положение лесосеки АСМ (см. рис. 24.6, в), от квартального столба В откладывают на просеке ВС отрезок ВМ; точность контролируют промером расстояния МС. Допустимое расхождение между проектной и отложенной величинами 1:300. Точку М закрепляют визирным столбом. В точке А теодолитом или буссолью строят проектный угол α2, задавая направление визира AM. Прямолинейность визира контролируют способами, рассмотренными выше. При правильной работе он должен пройти через столб М. Если этого не случится, то по выходе на квартальную просеку, например в точку М', из меряют рулеткой невязку ММ'. Зная расстояние AM и полагая (по малости Δα), что угол АМ'Мα1, из решения треугольника АМ'М по теореме синусов находят

Δα = ММ′ρ sin α1п/AM,

где ρ = 3438' – число минут в радиане.
На величину Δα следует исправить положение границы лесосеки, вновь установив прибор в точке А. Если Δα не более 10', работа выполнена правильно.

Границы лесосеки, запроектированной в виде ломаной линии (см. рис. 24.6, г), выносят в натуру теодолитным (буссольным) ходом. В нем откладывают на местности величину проектных углов и линий, определяя таким образом положение точек поворота границы и соединяющих их визиров. В случае недопустимой невязки, изменяющей площадь лесосеки на 3–5%, ее устраняют по известной формуле.
При повторном лесоустройстве нередко возникает необходимость восстановления границы лесопользования. Для этого используют материалы прошлого лесоустройства, составляют и согласовывают с отделом землеустройства схему геоданных (рис. 24.7).
Полевую работу начинают с того участка границы, на котором сохранилось два смежных знака, например 15 и 16. На горизонтальном круге теодолита в пункте 16 устанавливают отсчет, равный правому по ходу углу между направлениями на соседние знаки, в данном случае 130°27'. С этим отсчетом наводят трубу на заднюю точку. Затем, открепив алидаду, устанавливают на круге отсчет 0°. Линия визирования направлена на знак 17. В этом направлении прорубают и провешивают визир, по нему лентой откладывают расстояние до знака 17. Если в конце отрезка не обнаружен столб или хотя бы курган, положение линии визирования уточняют, отложив правый угол при двух положениях вертикального круга. Вторично измеряют линию и по уточненным данным ведут раскопку на глубину 60–70 см. Вместо утраченного знака забивают кол, на котором указывают номер знака.


Рис. 24.7. Геодезические данные границы лесопользования (фрагмент)

С восстановленного знака в том же порядке ведут дальнейшую работу. Результаты измерений заносят в журнал теодолитной съемки. Копию журнала передают главному инженеру землеустроителю района для внесения исправлений в геоданные смежных землепользовании.

Вопросы и задания для самоконтроля

1. Назовите основные задачи лесохозяйственного проектирования по картам и планам.
2. Какими способами готовят данные для переноса проекта в натуру?
3. Назовите и охарактеризуйте способы ведения разбивочных работ.
4. Как строят на местности углы и линии заданной величины?
5. Расскажите о выносе в натуру вертикальных элементов проекта.
6. Назовите порядок геодезических работ при восстановлении границы лесопользования.

 

 

Яндекс.Метрика