Нивелирование поверхности

Нивелирование поверхности как вид топографической съемки предусмотрено инструкцией СН 212-73, оно проводится на открытой местности со слабо выраженным рельефом для составления крупномасштабных планов.

Рис. 80

Рис. 81

Рис. 82

Рис. 83

Название съемки условное, ибо, например, при тахеометрической съемке также производится нивелирование поверхности, но выполняется оно на местности с хорошо выраженными формами рельефа. Этот вид работ находит широкое применение при строительстве населенных пунктов, промышленных зданий, рисовых чеков, аэродромов и др.

Полевые работы состоят в построении на местности сети точек и в производстве угловых, линейных и высотных измерений для определения их координат.

Попутно с построением сети точек производится съемка контуров местности.

В зависимости от метода построения сети точек различают нивелирование по параллельным линиям (по магистралям), способом полигонов и по квадратам.

Нивелирование поверхности по параллельным линиям выполняется как на открытой, так и на закрытой местности со слабо выраженным рельефом.

Опорой для съемки является магистраль АВ, прокладываемая по (80) середине участка съемки (рис. 80а) или по границе его (рис.80б).

Перпендикулярно (иногда под углом к магистралям) разбивают поперечники (№ 1, 2, 3, 4). Расстояние между поперечниками зависят от характера рельефа местности и масштаба плана. По магистралям и по поперечникам через равные промежутки закрепляют точки – разбивают пикетаж.

Одновременно с разбивкой пикетажа ведут съемку ситуации (рис.83). По магистралям прокладывают теодолитный ход, а по пикетажу производят геометрическое нивелирование. Результаты съемки ситуации заносят в абрис, результаты нивелирования – в нивелирный журнал.

Способ полигонов применяют на местности с хорошо выраженным рельефом. Опорой съемки являются сомкнутые между собой магистрали, прокладываемые, как правило, по водоразделам и тальвегам. Поперечно магистралям разбивают поперечники (рис.80). По магистралям и по поперечникам разбивают пикетаж; попутно ведется съемка ситуации (рис.85).

Нивелирование поверхности по квадратам чаще всего применяется в строительстве, при вертикальной планировке, и в сельском хозяйстве, при создании рисовых чеков.

Способ квадратов (рис.82) производится в открытой местности с небольшими уклонами. Строят сеть квадратов со сторонами от 20 до 100 м в зависимости от того для каких целей (мелиоративных, строительных и др.) выполняется эта работа. Разбивку сетки квадратов осуществляют с помощью теодолита и землемерной ленты. Точки (вершины квадратов) закрепляются колышками и обозначаются (условно) вдоль принятого направления (рис.83) цифрами, а в перпендикулярном к нему направлении-буквами.

Вершины квадратов со стороной 100 м нивелируют со станций внутри каждого квадрата; записи отсчётов по рейкам производят на схеме (подобной рис 82).

На местности на колышках указывается их номер, например 1а, 2в и т. д., чтобы при нивелировании исключить ошибки, где записать отсчёт. Рейка ставится на землю около колышка. Эта схема служит полевым документом нивелирования.

Нивелирование производится обычно с применением двух реек (а лучше четырёх). На станции I один реечник ставит рейку в т. а1, а другой в т. 1в. После того, как будут сделаны отсчёты по чёрной стороне реек (m, n) и записаны на схеме, реечники переходят в точки 2а и 2б и по рейкам так же делаются отсчеты. Переносят нивелир в середину второго квадрата (II), снова берут отсчёты по рейкам в точках 2а и 2в, 3а и 3в и так далее по всем квадратам (рис.82).

Контроль нивелирования на станции состоит в суммировании накрест лежащих отсчётов по рейкам, сделанных на связующих точках 2а и 2в (рис 82), т.е.

m1+ n2=m2+n1 (122)

что вытекает из:

h=m1- n1=m2-n2 (123)

Расхождение в (120) допускается не более 5мм.

Для последующего определения высот вершин квадратов в единой системе высот, одну из вершин большого квадрата (1а) привязывают к реперу и определяют таким образом ее высоту (H1a)

После окончания нивелирования вычисляют сначала превышения по периметру большого квадрата (внешний полигон), как:

h1=m-m1 h1=m2-m3 h3=...

Сумма всех таких (16-ти) превышений (рис.82) должна быть равна нулю т.е.

Затем вычисляют сумму (12) превышений (рис.82) по внутреннему полигону (2в,5в,5е, 2е), которая должна быть также равна нулю т.е:

Уравнивают превышения и вычисляют отметки вершин квадратов по полигонам и по сторонам XVII-XIX квадратов (рис.82).

Затем составляют план участка, на который выписывают отметки, округленные до сантиметров, около соответствующих вершин квадратов, и проводят горизонтали.

В случае, если участок под съёмку небольшой (100X100м) на местности разбивают сетку квадратов со стороной 20X20м. Закреплённые колышками вершины нивелируются, как правило, с одной или двух установок нивелира (рис.83) следующим образом. Устанавливают нивелир в т.I, так чтобы при горизонтальном луче визирования были видны все колышки по линиям а, в и т.д. затем производят точное приведение оси визирования в горизонтальное положение и начинают нивелировку вершин квадратов.

Реечник располагается в точке 1а, берут отсчёт по чёрной стороне рейки (1318) и записывают его на схеме, затем реечник переходит в точку 2а, снова берут отсчёт по рейке, записывают его и так далее, например до точки 5а (2728). Реечник переходит на вторую линию (в) и так далее нивелируются все вершины квадратов, которые будут видны (при горизонтальном луче визирования) со станции I. Предположим, что были пронивелированы точки по линии “С” до “2С” (отсчёт 0478), а вершину “1С” не было видно (луч визирования “бьёт в землю”). Тогда нивелир переносят в другое место (станция II), так чтобы с новой станции при горизонтальном луче визирования была видна связующая точка (2С), берут отсчёт по рейке (2555) в этой точке и записывают его на схеме (рис.83). Далее нивелируются остальные вершины квадратов,видимые со станции II.

При необходимости нивелир устанавливается на III-ей станции,если остались незаснятыми какие-либо вершины квадратов и работу производят так же как начинали на станции II.

Для вычисления отметок вершин квадратов в единой системе высот производят привязку одной из вершин к реперу (рис.84).

Устанавливают нивелир между репером и точкой привязки (3а). Приводят ось визирования в горизонтальное положение, устанавливают рейки в точках (Rp10, 3а), берут отсчёты по центральной нити (когда пузырёк цилиндрического уровня на середине, в “контакте”): отсчёт по задней рейке (по чёрной стороне) - ач; отсчёт по передней рейке - вч. Для контроля определения превышения (h) отсчёты берут по красной стороне реек (акр, вкр). Превышения (h) находят по выражению:

hi=ач- вч (124)

h`i=акр- вкр (125)

Рис. 84

Если hi и h`iравны или расходятся не более чем на 2 или 3 мм, т.е.

hi-h`iЈ2-3мм (126)

то находят среднеарифметическое значение превышения

hср=(hi+h`i)/2 (127)

Если же условие 126 не соблюдается, то измерения повторяют.

Абсолютную отметку привязываемой точки (3а) находят по формуле (рис.84):

H3а= HRp10+hср

где H Rp- отметка репера (известна);

hср- превышение (ф.127).

В случае, если репер находится на удалении от привязываемой точки, то от репера прокладывают короткий нивелирный ход длиной L в прямом и обратном направлении (для контроля). Превышение между репером и т.3а будет равно сумме превышений между точками нивелирования по напралению Rp-3а (Shi), а абсолютная отметка привязываемой точки выразится как в формуле 73, т.е.

H3а=HRp10+Shi (128)

Завершают полевые работы съёмкой ситуации, которую производят относительно сторон квадратов. Например, граница между лугом и кустарником (рис.83) установлена промерами землемерной лентой от ближайшей вершины квадрата до точки границы ситуации по стороне квадрата (6.4м от т.1а по стороне 1а-2а; 8.8м от т.2а по стороне 2а-2в и т.д.). Границу ситуации с результатами промеров наносят на схему (рис.83).

Рис. 85