Изыскания линейных сооружений

В ходе изысканий для линейных сооружений, в первую очередь, решают вопрос о плановом и высотном положении трассы.

Трасса - линия, определяющая ось проектируемого линейного сооружения, обозначенная на местности, топоплане, или нанесенная на карте, или обозначенная системой точек в цифровой модели местности. Основные элементы трассы: план - ее проекция на го­ризонтальную плоскость и продольный профиль - вертикальный разрез по проектируемой линии сооружения. В плане трасса долж­на быть по возможности прямолинейной, так как всякое отклоне­ние от прямолинейности приводит к ее удлинению и увеличению стоимости строительства, затрат на эксплуатацию. В продольном профиле трассы должен обеспечиваться определенный допустимый уклон.

В условиях реальной местности одновременно трудно соблюсти требования к плану и профилю, так как приходится искривлять трассу для обхода препятствий, участков с большими уклонами рельефа и неблагоприятных в геологическом и гидрогеологическом отношении. Таким образом, план трассы (рис. 1) состоит из прямых участков разного направления, которые сопрягаются между собой кривыми с различными радиусами. Продольный профиль трассы состоит из линий различных уклонов, соединяющихся между собой вертикальными кривыми. На некоторых трассах (электропе­редач, канализации) горизонтальные и вертикальные кривые не проектируют и трасса представляет собой пространственную лома­ную линию.

В зависимости от назначения трасса должна удовлетворять определенным требованиям, которые устанавливаются технически­ми условиями на ее проектирование. Так, для дорожных трасс основные требования — плавность и безопасность движения с рас­четными скоростями. Поэтому на дорожных трассах устанавлива­ют минимально допустимые уклоны и максимально возможные радиусы кривых. На самотечных каналах и трубопроводах необ­ходимо выдержать проектные уклоны при допустимых скоростях течения воды.

Рис. 1. Элементы плана трассы

Степень искривления трассы определяется значениями углов поворота. Углом поворота трассы называют угол с вершиной φ,образованный продолжением направления предыдущей стороны и направлением последующей стороны. На трассах магистральных железных дорог, трубопроводов и линий электропередачи (ЛЭП) углы поворота не должны превышать 15...20°. Это приводит к не­значительному удлинению линии будущей дороги или трубопро­вода.

Прямолинейные участки трасс железных и автомобильных до-рог, трубопроводов сопрягаются в основном круговыми кривы­ми, представляющими собой дугу окружности определенного ра­диуса. На железных дорогах минимально допустимые радиусы 400...200 м, на автомобильных в зависимости от категории до­роги - 600. .60 м, на каналах - не меньше пятикратной ширины канала (ирригационные каналы) или шестикратной длины судна (судоходные каналы), на трассах трубопроводов 1000 d, где d - диаметр трубопровода.

На железных и автомобильных дорогах при радиусах кривых, соответственно меньших 3000 и 1500 м, для более плавного и без­опасного движения устраивают сложные кривые - круговые с пе­реходными.

Важнейший элемент профиля трассы - ее продольный уклон. Чтобы соблюсти определенный допустимый уклон особенно в сложной пересеченной местности, приходится не только отступать от прямолинейного следования трассы, но и увеличивать длину трассы (развивать трассу). Необходимость развития трассы чаще всего возникает в горной и предгорной местности.

На трассах магистральных железных дорог I и II категорий уклон не должен превышать 0,012; а на дорогах местного значения 0,020; на горных дорогах, где применяется транспорт с усиленной тягой, уклоны могут достигать 0,030; на автомобильных дорогах уклоны колеблются от 0,040 до 0,090. На трассах ирригационных и водопроводных каналов уклоны, которые назначают из расчета получения так называемых неразмываемых и незаиляемых скоро­стей течения воды по каналу, составляют 0,001...0,002. На трассах напорных трубопроводов уклоны могут быть весьма значитель­ными, а для ЛЭП они практически не имеют значения.

Радиусы вертикальных кривых в зависимости от вида сооруже­ния и направления кривой (выпуклая, вогнутая) колеблются в широ­ких пределах - от 10000 до 200 м.

Комплекс инженерно-изыскательских работ по приложению трассы, отвечающей всем требованиям технических условий и тре­бующей наименьших затрат на ее возведение и эксплуатацию, назы­вается трассированием.

Оптимальную трассу находят путем технико-экономического сравнения различных вариантов. Если трассу определяют по топог­рафическим планам или аэрофотоматериалам, то трассирование называют камеральным, если ее выбирают непосредственно местности, то - полевым.

При трассировании различают плановые и высотные (профильные) параметры. К плановым параметрам относятся углы поворо­та, радиусы горизонтальных кривых, длины переходных кривых, прямые вставки, к высотным - продольные уклоны, длины элемен­тов в профиле («шаг проектирования»), радиусы вертикальных кри­вых. Для одних сооружений (самотечные трубопроводы, каналы) наиболее важно выдержать продольные уклоны, для других (напорные трубопроводы, линии электропередачи и связи) уклоны мест­ности мало влияют на проект трассы и ее стремятся выбрать наиболее краткой, расположенной в благоприятных условиях. При трассировании дорожных трасс необходимо соблюдать как плано­вые, так и профильные параметры. Независимо от характера линей­ных сооружений и параметров трассирования все трассы должны вписываться в ландшафт местности, не нарушая природной эстети­ки. По возможности трассу располагают на землях, которые имеют наименьшую ценность для народного хозяйства.

Технология изысканий линейных объектов определяется стади­ями изысканий.

На стадии ТЭО проводят рекогносцировочные работы. Их выполняют главным образом камеральным путем, изучая име­ющиеся на район изысканий топографические карты, материалы инженерно-геологических съемок, данные изысканий прошлых лет. По этим данным намечают на карте несколько вариантов трасс и по каждому из них составляют продольный профиль. Путем технико-экономического сравнения выбирают наиболее выгодные варианты для дальнейшего обследования и разрабатывают тех­ническое задание на проектирование.

На стадии изысканий под проект по заданному в техническом задании направлению трассы выполняют детальное камеральное и полевое трассирование, в процессе которого выбирают наилуч­шую трассу и собирают материалы для разработки технического проекта этого варианта трассы и сооружений на ней.

Для составления рабочего проекта трассы производят предпостроечные полевые изыскания. В процессе полевых изысканий на основании проекта трассы и рекогносцировки местности определя­ют в натуре положение углов поворота и производят трассировоч­ные работы: вешение линий, измерение углов и сторон хода по трассе, разбивку пикетажа и поперечных профилей, нивелирование, закрепление трассы, а также при необходимости дополнительную крупномасштабную съемку переходов, пересечений, мест со слож­ным рельефом.