Инженерные изыскания магистральных газопроводов

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

«Удмуртский государственный университет»

 

                               

                                                                                  Географический факультет

                                                                 Кафедра геодезии и геоинформатики

 

                                              Гр. 2-3С картография

 

 

 

 

 

Тюленев Сергей Викторович

ИНЖЕНЕРНЫЕ ИЗЫСКАНИЯ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

Курсовая работа

 

 

 

 

 

 

 

                                                    Научный руководитель:

Доцент Копанева И. М.

 

ИЖЕВСК 2012

Содержание:

Введение

ГЛАВА 1.Инженерно-геодезические изыскания……………………………….4

1.1. Планово-высотная съемочная геодезическая сеть………………………....5

1.2. Площадные изыскания………………………………………………….......15

1.3. Линейные изыскания………………………………………………………..18

ГЛАВА 2.Картографические материалы при изысканиях трубопроводов

2.1.Определения карты, плана, профиля ЦММ………………………………..19

2.2. Цифровые модели местности………………………………………………21

ГЛАВА 3. 3.1. История развития Credo…………………………………….….18

3.2. Функциональные возможности Credo_Dat……………………………......27

Заключение

Список используемой литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение:

Магистральные трубопроводы - это сооружения, предназначенные для транспортирования на дальние расстояния нефти, газа и воды. В их состав входят:

- подводящие трубопроводы  или ответвления местного значения;

- головные сооружения (насосные и компрессорные станции);

- промежуточные станции  (по трассе через 80- 100 км);

- линейные сооружения - трубопроводы диаметром 500 - 2000 мм  с колодцами через 5 - 10 км и  переходами через водные препятствия,  ущелья, дороги, магистрали.

Исходным этапом при инженерных изысканиях трубопровода является определение на местности местоположения начальных и конечных пунктов транспортировки.[4]

После выбора начальных  и конечных пунктов приступают к  изысканиям кратчайшей трассы трубопровода, удовлетворяющей техническим требованиям и имеющей минимальные затраты на строительство.

Вдоль вариантов трассы проводят маршрут аэрофотосъемку масштаба 1:10000 - 1:2000, разбивают геодезическое  обоснование и выполняют планово-высотную привязку и дешифрирование снимков. Одновременно проводится инженерно-геологическая съемка, с целью выявления заболоченных, засоленных или загрязненных сточными водами участков.

По составленным фотопланам масштаба 1:5000 - 1:10000 и по материалам геодезической съемки намечают наиболее выгодную трассу.

         Изучение магистральных газопроводов, из поставленной цели решались  следующие задачи:

• инжинерно-геодезические изыскания
• картографические материалы при изысканиях трубопроводов
• автоматизированный комплекс Credo

 

 

ГЛАВА 1. Инженерно-геодезические изыскания

Инженерно-геодезические  изыскания представляют собой комплекс геодезических и топографических  работ, выполняемых в строгой  последовательности, причем в каждом конкретном случае последовательность выполнения работ уточняется в соответствии с требованиями технического задания заказчика и с учетом физико-географических условий проведения изысканий.

 Рис. 1. (фрагмент топографического плана)

 В  состав инженерно-геодезических  изысканий для строительства  входят:

 • сбор и обработка материалов инженерных изысканий прошлых лет, топографо-геодезических и других материалов и данных;

 • рекогносцировочное  обследование территории;

 • создание планово-высотных  съемочных геодезических сетей;

 • топографическая  съемка;

 • обновление топографических  (инженерно-топографических) планов в графической, цифровой и иных формах;

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

 • камеральная обработка  материалов;

 • составление технического отчета.

1.1. Планово-высотная съемочная геодезическая сеть

            Съемочная геодезическая сеть строится в развитии опорной геодезической сети или в качестве самостоятельной геодезической основы на территориях площадью до 1 км2.

             Планово-высотное положение пунктов (точек) съемочной геодезической сети следует определять проложением теодолитных ходов или развитием триангуляции, трилатерации, линейно-угловых сетей, на основе использования спутниковой геодезической аппаратуры (приемников GPS и др.), прямых, обратных и комбинированных засечек и их сочетанием, ходов технического или тригонометрического нивелирования.[3]

           Средние погрешности положения пунктов (точек) плановой съемочной геодезической сети, в том числе плановых опорных точек (контрольных пунктов), относительно пунктов опорной геодезической сети не должны превышать 0,1 мм в масштабе плана на открытой местности и на застроенной территории, а на местности, закрытой древесной и кустарниковой растительностью, - 0,15 мм.

            Средние погрешности определения высот пунктов (точек) съемочной геодезической сети относительно ближайших реперов (марок) опорной высотной сети не должны превышать на равнинной местности 1/10 высоты сечения рельефа, а в горных и предгорных районах 1/6 высоты сечения рельефа, принятой для инженерно-топографических планов.

             Точки съемочной геодезической сети должны закрепляться, как правило, временными знаками (металлические штыри, костыли, трубки, деревянные столбы и колья и др.).

              На застроенной территории в качестве точек постоянного съемочного обоснования должны использоваться углы капитальных зданий (сооружений), центры люков смотровых колодцев подземных коммуникаций, опоры линий электропередачи, граничные знаки и другие четко обозначенные предметы местности. На точки постоянного съемочного обоснования должны составляться отдельные каталоги.

На застроенной территории не менее чем пятая часть точек  съемочной геодезической сети должна закрепляться постоянными знаками  типа «5 г.р.» и «6 г.р.».

          Теодолитные ходы между пунктами опорной геодезической сети прокладываются в виде отдельных ходов с узловыми точками.

          Допускается проложение висячих теодолитных ходов на незастроенных территориях не должна быть более 500 м при съемке в масштабе 1:5000, 300 м при съемке в масштабе 1:2000 и 150 м при съемке в масштабе 1:1000 и 1:500. Длины висячих ходов на застроенных территориях должны приниматься соответственно с коэффициентом 0,7.

           При развитии съемочной геодезической сети полярным способом с применением электронных тахеометров длины полярных направлений допускается увеличивать до 1000 м. Средняя квадратическая погрешность измерения горизонтальных углов не должна превышать 15''.

             При создании съемочной сети допускаются: проложение теодолитного хода, опирающегося на два исходных пункта, без угловой привязки на одной из них. При этом для контроля угловых измерений должны использоваться дирекционные углы на ориентирные пункты опорных геодезических сетей или дирекционные углы примыкающих сторон, полученные из астрономических или других измерений (со средней квадратической погрешностью не более 15''); координатная привязка (без измерения примычных углов) к пунктам опорной геодезической сети, при условии выполнения угловых измерений, двумя приемами.

           Развитие планово-высотной съемочной сети с использованием электронных тахеометров с регистрацией и накоплением результатов измерений (горизонтальных проложений, дирекционных углов, координат и высот пунктов и точек) допускается выполнять одновременно с производством топографической съемки.

            При создании (развитии) съемочной геодезической сети предельные длины теодолитных ходов и их предельные абсолютные невязки следует принимать в соответствии с табл.1.

Таблица 1.  

	Предельная длина теодолитного хода, км		Предельная абсолютная невязка теодолитного хода, м
Масштаб топографической  съемки	между исходными геодезическими пунктами	между исходными пунктами и узловыми точками (или между  узловыми точками)	Застроенная территория, открытая местность на незастроенной  территории		Незастроенная территория, закрытая древесиной и кустарниковой  растительностью
1:5000	6,0	4,2		2,0		3,0
1:2000	3,0	2,1		1,0		1,5
1:1000	1,8	1,3		0,6		0,9
1:500	0,9	0,6		0,3		0,4

Примечания:

1. При использовании  для измерения сторон теодолитного  хода светодальномеров и электронных  тахеометров предельная длина  хода может быть увеличена  в 1,3 раза, при этом предельные  длины сторон хода не устанавливаются,  а количество сторон в ходе не должно превышать:

при съемке в масштабах 1:5000 и 1:2000 в открытой местности - 50 и  в закрытой - 100; при съемке в масштабе 1:1000 - 40 и 80 соответственно характеристике местности, а при съемке в масштабе 1:500 - 20.

2. Предельные длины  теодолитных ходов и их предельные абсолютные невязки для съемки в масштабе 1:200 устанавливаются в программе изысканий. Предельные длины теодолитных ходов на существующих железнодорожных станциях определяются схемой станций (длиной парков).

         Измерение длин линий в теодолитных ходах производиться:

1 светодальномерами (типа 2СТ5, СТ10 «Блеск-2» и др.) и электронными тахеометрами (типа ТАЗМ и лр.) двумя приемами в одном направлении;

2 оптическими дальномерами, стальными лентами и рулетками в прямом и обратном направлениях (при этом расхождение между прямым и обратным измерениями не должно превышать 1/2000).

         Под приемом следует понимать два наведения на отражатель и по три точных отсчета в каждом наведении.

          Поправка за приведение длин линий к горизонту должна учитываться при величине угла наклона рельефа местности более 1,5°.

           В длины линий, измеренные стальными лентами и рулетками, следует вводить поправку за температуру, если разность температуры воздуха при компарировании и измерении линий превышает 8°С.

            Поправки за компарирование вводятся, когда длина мерного прибора отличается от номинальной более чем на 1/10000.

           Измерение углов в теодолитных ходах должно производиться теодолитами (типа 3Т5КП, Т15МКП и 4ТЗОП или им равноточными) одним приемом с перестановкой лимба между полуприемами (для теодолитов с двусторонней системой отсчета на величину, близкую к 90°, а для теодолитов с односторонней системой отсчета - в пределах 5°).

             Расхождения значений угла между полуприемами не должны превышать 45''.

              Угловые невязки в теодолитных ходах и полигонах не должны превышать величины  где n - число углов в ходе (полигоне).

             Определение положения (координат) точек постоянного съемочного обоснования (углов капитальных зданий и сооружений, центров люков смотровых колодцев, опор линий электропередачи и др.) следует выполнять полярным способом с пунктов опорной геодезической сети и точек теодолитных ходов первого порядка с учетом указаний пп. 5.32-5.34. При этом расхождения (в минутах) между результатами измерений примыкающего угла в полуприемах не должны превышать величины D=50/L, где L - расстояние в метрах до определенной точки, которое не должно превышать длины мерного прибора (но не более 50 м). Предельные длины полярных направлений, измеряемые светодальномерами или электронными тахеометрами, не должны превышать 1000 м.

              Съемочные сети можно развивать методом триангуляции (трилатерации) взамен теодолитных ходов, а также прямыми и обратными геодезическими засечками.

               Между исходными сторонами (базисами) или пунктами опорных (государственных) геодезических сетей допускается построение цепочки треугольников триангуляции в количестве, не более:

• 20 - для съемки в масштабе 1:5000;
• 17 - для съемки в масштабе 1:2000;
• 15 - для съемки в масштабе 1:1000;
• 10 - для съемки в масштабе 1:500.

            Не допускается развитие геодезических сетей и цепочек треугольников, опирающихся на одну исходную сторону.

            Длина цепи треугольников триангуляции не должна превышать допустимой длины теодолитного хода для соответствующего масштаба съемки согласно табл. 5.1.

             Базисы (выходные стороны) триангуляции следует измерять с относительной средней квадратической погрешностью не более 1/5000.

             Углы в треугольниках должны быть не менее 20°, а длины сторон не менее 150 м.Невязки в треугольниках не должны превышать 1,5'.

              В измеренные на пунктах углы должны вводиться поправки за центрировку и редукцию, если величины линейных элементов приведения превышают 1/10000 длин линий (сторон). Прямые засечки следует выполнять не менее чем с трех пунктов опорной геодезической сети так, чтобы углы между смежными направлениями на определяемой точке были не менее 30° и не более 150°.

          Обратные засечки должны выполняться не менее чем по четырем пунктам опорной геодезической сети при условии, чтобы определяемая точка не находилась вблизи окружности, проходящей через три исходных пункта.

           Комбинированные засечки должны строиться сочетанием прямых и обратных засечек с использованием не менее трех исходных пунктов.

           При создании съемочной геодезической сети могут быть использованы: метод определения двух точек по двум исходным пунктам (Задача Ганзена) и линейные засечки с трех и более исходных пунктов.

           Техническим (тригонометрическим) нивелированием должны определяться высоты точек съемочной сети, а также пунктов триангуляции (трилатерации) и полигонометрии, высоты которых не определены нивелированием III-IV классов.

            Ходы технического нивелирования должны прокладываться, как правило, между реперами (марками) нивелирования II-IV классов в виде отдельных ходов или систем ходов (полигонов).

             Допускаются замкнутые ходы технического нивелирования, опирающиеся на один исходный репер (ходы, прокладываемые в прямом и обратном направлениях).

            При построении высотной съемочной сети, в случае отсутствия на участке инженерных изысканий реперов и марок государственной нивелирной сети, ходы технического нивелирования должны закрепляться нивелирными знаками из расчета не менее двух на участок работ и не реже чем через 3 км один от другого.

           Допустимые длины ходов технического нивелирования в зависимости от высоты сечения рельефа топографической съемки должны приниматься.

 

 

 

 

 

Допустимые длины ходов  технического нивелирования. Табл. 2.

Ходы технического нивелирования	Предельная длина хода, км, при высоте сечения рельефа, м
	0,25	0,5	1 и более
Между двумя исходными реперами (марками)	2	8	16
Между исходным пунктом  и узловой точкой	1,5	6	12
Между двумя узловыми точками	1	4	8

 

           Техническое нивелирование следует выполнять нивелирами (типа 3Н-5Л, 2Н-10КЛ или им равноточными), а также теодолитами с компенсаторами (типа Т15МКП и др.) или уровнем при трубе, с отсчетом по средней нити по двум сторонам рейки. Расхождения между значениями превышений, полученными на станции по двум сторонам реек, не должен быть более 5 мм. Расстояние от инструмента до мест установки реек должны быть по возможности равными и не превышать 150 м.

         Невязка хода технического нивелирования или полигона не должна превышать величины  мм, где L - длина хода, км. При числе станций на 1 км хода более 25 невязка хода нивелирования или полигона не должна превышать величины  мм, где n - число станций в ходе.

          Тригонометрическое нивелирование следует применять для определения высот точек съемочной геодезической сети при топографических съемках с высотой сечения рельефа через 2 и 5 м, а на всхолмленной и пересеченной местности - через 1 м.

           В качестве исходных для тригонометрического нивелирования должны использоваться пункты, высоты которых определены методом геометрического нивелирования. В горных районах допускается использовать в качестве исходных пункты государственной или опорной геодезической сети, высоты которых определены тригонометрическим нивелированием в соответствии с требованиями п. 5.19.

           Длина ходов тригонометрического нивелирования не должна превышать при топографических съемках с высотой сечения рельефа через 1, 2 и 5 м соответственно 2, 6 и 12 км.

            Тригонометрическое нивелирование точек съемочной сети должно производиться в прямом или обратном направлениях с измерением вертикальных углов теодолитом по средней нити одним приемом при двух положениях вертикального круга. Допускается приложение висячих ходов тригонометрического нивелирования длиной, не более указанной в п. 5.27, с измерением вертикальных углов в одном направлении по трем нитям при двух положениях вертикального круга. Колебание «места нуля» на станции не должно превышать 1. Высоты инструмента и визирных целей следует измерять с точностью до 1 см.

            Расхождение между прямым и обратным превышениями для одной и той же линии при тригонометрическом нивелировании не должно быть долее 0,04S, м, где S - длина линии, выраженная в сотнях метров.

            Допустимые невязки в ходах и замкнутых полигонах тригонометрического нивелирования не должны превышать величины

 

                                                  см,

 

где S - длина хода в  метрах, а n - число линий в ходе или полигоне.

            При изысканиях для строительства линейных сооружений на незастроенных территориях начальная и конечная точки трасс (если они не фиксированы на местности), вершины углов поворота, а также створные точки прямолинейных участков в пределах взаимной видимости (но не реже чем через 1 км) должны закрепляться временными знаками (деревянными и железобетонными столбами, металлическими уголками и др.). На застроенных территориях закрепление трасс, как правило, не производится, а их точки должны привязываться не менее чем тремя линейными промерами к постоянным предметам местности (углы зданий, сооружений и др.).

        При изысканиях для строительства линейных сооружений нивелирные знаки должны устанавливаться:

• по трассам автомобильных и железных дорог, магистральных каналов не реже чем через 2 км;
• по трассам трубопроводов не реже чем через 5 км (в том числе на переходах через большие водотоки и на организуемых водомерных постах).
• На мостовых переходах через большие реки следует устанавливать постоянные реперы на обоих берегах реки.

           Геодезические пункты, закрепленные постоянными знаками (грунтовыми и стенными реперами, марками и др.), и долговременно закрепленные точки съемочных сетей подлежат учету и сдаче для наблюдения за их сохранностью заказчику и органам архитектуры и градостроительства в установленном порядке.

             Охрана пунктов (точек) съемочной геодезической сети, закрепленных постоянными знаками, должна выполняться в соответствии с «Положением об охранных зонах и охране геодезических пунктов на территории Российской Федерации».

             Геодезические знаки (реперы), закрепляющие ось трассы линейных сооружений, подлежат использованию в качестве разбивочной основы при последующем строительстве и должны быть переданы по акту заказчику или указанной им организации.

            Обработка результатов полевых измерений при создании (развитии) съемочной геодезической сети производится на ПЭВМ или на основе использования других средств вычислительной техники. Уравнивание съемочной сети производится упрощенными способами при условии отсутствия ходов более 2-го порядка.

            Висячие ходы разрешается вычислять с пунктов опорных (государственных) геодезических сетей и точек съемочных сетей после их уравнивания. При этом в съемочных сетях значения углов следует вычислять до 0,1', а координат - до 0,01 м. Значения высот точек в ходах технического нивелирования должны вычисляться до 0,001 м и в ходах тригонометрического нивелирования - до 0,01 м.

                По опорной геодезической сети дополнительно представляются:

• карточки установленных постоянных геодезических знаков и центров;
• журналы измерения направлений (углов), сводки измеренных направлений и листы графического определения элементов приведения;
• абрисы геодезических пунктов, привязанных к постоянным предметам местности;
• абрисы нивелирных знаков (марок, стенных и грунтовых реперов);
• журналы измерения базисов и длин линий, материалы по определению их высот;
• журналы нивелирования;
• ведомости превышений.

          По планово-высотной съемочной геодезической сети дополнительно представляются:

абрисы точек, закрепленных постоянными знаками, и точек  постоянного съемочного обоснования;

 

 

 

 

 

 

1.2. Площадные изыскания

Состав и объем инженерных изысканий зависят от размеров площадного сооружения. Состав изысканий на небольших  площадках ограничивается основными  изысканиями: инженерно-геодезическими, инженерно-геологическими и гидрометеорологическими. Для больших площадных сооружений выполняют все инженерные изыскания: инженерно-геологические, инженерно-геодезические; гидрометеорологические, почвенно-геоботанические И санитарно-гигиенические; для земельно-хозяйственного устройства, озеленения и вертикальной планировки территории; по инженерным сетям, транспорту, строительным материалам.

Каждая площадка, которая  предназначается для строительства  сооружения, должна отвечать определенным техническим требованиям, удовлетворяющим условиям нормальной эксплуатации и минимальных затрат на подготовительные работы и освоение. Поэтому одна из важнейших задач изысканий — выбор в данном районе площадки с заданными техническими требованиями. [3]

Площадку выбирают по возможности в малопересеченной, малопригодной для сельского хозяйства местности с благоприятными для строительства геологическими и гидрогеологическими условиями. Размеры площадки и ее конфигурация должны соответствовать размерам проектируемого сооружения и расположению коммуникаций с учетом перспективы его расширения в будущем. Площадка должна располагаться таким образом, чтобы ее можно было соединить с ближайшими железнодорожными и автодорожными магистралями без большого объема земляных работ и возведения больших мостовых переходов, которые не только удорожают строительство, но и удлиняют сроки освоения площадки.

Рельеф площадки должен быть спокойным, с уклоном в одну сторону или от середины к краям, обеспечивающим быстрый сток поверхностных  вод. Желательно, чтобы общее направление горизонталей было вдоль длинной стороны площадки, чтобы вертикальная планировка не требовала большого объема земляных работ, т.е. минимальные уклоны местности должны составлять 0,003...0,005, максимальные — 0,06...0,08.

Грунты площадки должны выдерживать такое давление, чтобы при строительстве зданий и сооружений можно было обойтись без устройства дорогостоящих фундаментов. Уровень грунтовых вод должен быть ниже отметок дна подвалов и галерей. Участок не должен затопляться высокими паводковыми водами.

Промышленные предприятия, города и населенные пункты нуждаются  в больших количествах воды, поэтому  при выборе места для таких  сооружений важно предусмотреть  наличие водных источников. Кроме  того, эти объекты в периоды  строительства И эксплуатации должны обеспечиваться хорошими подъездными дорогами, снабжением газом, электроэнергией, топливом, водой в бассейнах для сброса технических вод.

Выбор площадки начинают в камеральных условиях. Путем  сравнения вариантов выбирают наиболее выгодную площадку для полевого обследования. В натуре в первую очередь уточняют инженерно-геологические и гидрогеологические условия площадки; обследуют возможные подходы подъездных железных и шоссейных дорог, намечаемые выпуски канализационных коллекторов; определяют примерные расходы на подготовительные работы по освоению площадки; согласовывают возможность отвода территории, присоединения трасс и ряд других организационных вопросов.