Геодезический мониторинг гидротехнического сооружения
Современный геодезический мониторинг отличается гораздо лучшим качеством, по сравнению с мониторингами прошлых десятилетий, в основном, благодаря новейшим, точным приборам. Но часто, чтобы добиться этого качества, приходиться перекидывать мостик между старыми способами и новыми, анализировать данные предыдущих лет в свете сегодняшних требований ТЗ. Существует много объектов, где геодезические работы были сделаны давно или при помощи приборов с другой точностью измерений. Как ни странно, но к государственным объектам это тоже относится. В итоге, когда попадаешь на такой объект, возникают дополнительные сложные и интересные задачи.
Задача
Геодезические работы:
наблюдения по земляной и бетонной частям плотины выполняются в два этапа (цикла наблюдений): первый этап, начало работ – первая половина мая 2016г., окончание первая половина июня 2016г. Второй этап, начало работ - вторая половина сентября 2016г., окончание первая половина октября 2016г. Лаборатория Экспертиз, согласно регламенту работ, запросила от заказчика результаты предыдущих измерений для составления отчета. Заказчик правомерно потребовал сперва отправить наши «сырые» измерения, мы отнеслись к этому спокойно, поскольку знаем по опыту, есть не одна геодезическая фирма, где недобросовестные люди просто формируют отчет на основании предыдущих измерений, а сами - халтурят.
Естественно, мы выполнили просьбу и отослали свои измерения. К нашему удивлению, в замен получили результаты предыдущих измерений только за один год. Возможно, какое-то время был перерыв в геодезических работах, когда они вовсе не проводились, а какие-то измерения явно не соответствовали стандартам.
Геодезический мониторинг
Цикл наблюдений включает в себя: выполнение планово-высотных наблюдений по маркам бетона и земли (10 контрольных марок бетонной части, 10 марок земляной части). Плановые наблюдения выполнялись линейно-угловой засечкой с опорных реперов левого и правого берегов. Высотные наблюдения выполнялись нивелированием II класса. Также, по требованию Технического Задания, измерены длины линий между опорными реперами, и контрольный угол между ними.
Описание
Плотина находится на западе Московской области, Можайском районе, с. Поречье, на пересечении реки Иночь и ул. Школьная в пределах Смоленско-Московской возвышенности, что обуславливает преобладание холмистого рельефа. Сама плотина небольшая, существует с 2006 года, но район, в котором она находится – один из самых важных для Москвы и области, поскольку там создан один из основных резервов водопополнения запасов питьевой воды города Москвы — Можайское водохранилище, протянувшееся более чем на 20 км. Именно этот район является крупнейшей зоной питания артезианского бассейна всей области.
Решение
Инженерно-геодезические работы выполнялись в соответствии с нормативами СП 11-104-97 «Инженерно-геодезические изыскания для строительства» и П-648 «Руководство по натурным наблюдениям за деформациями гидротехнических сооружений и их оснований геодезическими методами».
Нивелирование производилось от грунтовых реперов, которые также использовались при контроле устойчивости исходной высотной основы.
В соответствии с техническим заданием для измерения вертикальных перемещений установлен II класс точности измерений высотного положения деформационных марок. Нивелирование выполнялось цифровым нивелиром Leica DNA-03 с использованием штриховой рейки с инварной полосой. Перед началом наблюдений производилась подготовка инструмента к работе. Нивелир принимал температуру окружающей среды, выполнялась поверка главного условия нивелира (угла i). Нивелирование выполнялось по программе «нивелирный ход», установленной в нивелире, методом ЗППЗ. Ход прокладывался в прямом и обратном направлении (см. схема №1).
При прокладке ходов соблюдалось равенство плеч (расстояний до реек - 0,5м), накопление неравенств не более 2м. Максимальная длина визирного луча 30м, минимальная высота над подстилающей поверхностью 0,5м.
Обработка результатов измерений и оценка точности производились в ПО Leica Geo Office 8.3. СКО определения высот марок, полученные в результате обработки, удовлетворяют требованиям II класса точности (2мм) измерений по ГОСТ24846-81.
Определение горизонтальных смещений
Координаты деформационных марок плотины были получены от исходного базиса методом прямой линейно-угловой засечки. От исходных пунктов была развита линейно-угловая сеть, включающая в себя опорные репера, деформационные марки бетонной части, а также грунтовые марки. При исследовании марок бетонной части выяснилось, что оголовки марок наклонены, а их центр не накернен. Отражатель ставить на примерный центр нанесенной окружности (см. фото №1)
Марками грунтовой части явились трубы, центр которых определялся путем прикладывания измерительной рулетки (см. фото №2).
Чтобы измерения соответствовали точности, заданной в ТЗ, ООО «Лаборатория Экспертиз» обратилась за консультацией к профессорскому составу МИИГАиК. В результате, многочисленных расчетов был выбран оптимальный вариант проведения измерений.
Схема №2. Линейно-угловая сеть.
Измерения выполнялись высокоточным электронным тахеометром «LEICA TCR1202+R1000». Точность измерения расстояний на призму: 1мм+1,5мм/км, точность измерения угла одним приемом: 2´´. Углы в сети измерялись способом круговых приемов (4 приема). Расстояния определялись на призму Leica GMP111. Результаты измерений были обработаны в ПО CREDO. По результатам обработки максимальная погрешность определения координат составила 2мм (см. ведомость оценки точности положения пунктов).
Контрольный угол между сторонами Рп2-Рп3 и Рп3-Рп4 был получен двумя способами:
непосредственным измерением угла Рп2-Рп3-Рп4, способом круговых приемов (см. схема 3).
Схема №3. Непосредственное измерение угла Рп2-Рп3-Рп4 - косвенным методом, по измерениям длин сторон Рп4-Рп3, Рп3-Рп2, Рп2-Рп1 и Рп1-Рп4 (см. схема №4).
Схема №4. Определения контрольного угла линейными построениями.
Фото измеряемых марок: Фото №1. Бетонная марка.
Фото №2. Грунтовая марка.
Мы убедились, что даже объекты с неполными и неточными данными можно должным образом обсчитать, используя различные методы. Сложность работы на данном объекте состояла и в неполных данных, и в не совсем надлежащем состоянии измеряемых марок, и в человеческом факторе. Геодезия, получается - работа с людьми, и в Москве, и в Московской области, и в России.
Но после того, как наши заказчики убедились в том, что мы не только выполняем качественно свою работу, но и можем помочь с аналитикой и частично с восстановлением предыдущих данных, чтобы не нарушался плановый ход геодезических работ, наше сотрудничество продолжилось. Проделанной работой остались довольны и мы и они.
