Содержание
Введение……………………………………………………………………………......................
1. Общие сведения……………...............................................................................................
1.1. Административное положение объекта……………………………………...
1.2.Геологическое строение……………………………………………………….
2. Краткая характеристика выполняемой работы………………………………………….
3. Теоретическая часть………………………………………………………………………
3.1.Техника безопасности при геодезических работах…………………………..
3.2. Определения……………………………………………………………………
4. Топографически планы и карты ………………………………………………………...
5. Виды съёмок местности, наземные съёмки, плановые съёмки………………………..
6. Нивелирование…………………………………………………………………………….
7. Теодолитная съёмка……………………………………………………………………….
8. Тахеометрическая съёмка………………………………………………………………...
9. Полевой журнал…………………………………………………………………………..
10. Расчёты…………………………………………………………………………………….
11. Заключение………………………………………………………………………………..
12. Приложения………………………………………………………………………………..
Введение.
Геодезия — наука, исследующая размеры и форму Земли, её гравитационное поле.
Геодезия — отрасль производства, связанная с измерениями на местности. Является неотъемлемой частью строительных работ. С помощью геодезии проекты зданий и сооружений переносятся с бумаги в натуру, рассчитываются объемы материалов. Также она находит применение в горном деле для расчета взрывных работ и объемов породы.
Цели и задачи работы.
Целью геодезической практики является:
Ø закрепление теоретических знаний полученных во время 2 семестра
Ø овладение навыков работы с геодезическими приборами, методикой полевых работ, обработкой полевого материала и графического построения плана.
Задачи: Выполнить проверки приборов и подготовить их к полевым работам. Освоить следующие виды топографических съёмок:
1. Нивелирование по трассе.
2. Теодолитная съемка.
3. Тахеометрическая съемка.
Общие сведения.
Данный отчёт составлен по материалам полевой геодезической практике.
Бригада по проведению учебно-полевых работ состоит из семи студентов группы 05111 - ДБ. Время проведения учебно-полевых работ с 18 мая по 12 июня 2012 года. Полевые работы проводились в городе Иркутске в районе плотины ГЭС, на полигоне геологического факультета.
Руководителем практики Липкиной С.В. были даны указания выполнить следующие работы:
1) Получение и проверка приборов;
2) Топографические съёмки;
3) Техническое нивелирование;
4) Тахеометрическая съемка.
Работы были выполнены в условных системах координат и высот.
Организация полевых работ была следующая:
· Камеральная подготовка;
· Рекогоносцеровка;
· Полевые работы:
- составление схематичного плана местности
- измерение углов
- нивелирование
- измерение длин линий
- тахеометрическая съёмка и нивелирование трассы
· Камеральные работы
· Составление отчёта
Административное положение объекта.
В географическом положении место практики расположено в Иркутской области,
г. Иркутск, район плотины ГЭС, между улицами Якоби и Мухина, остановка управление ГЭС.
Иркутск расположен в Восточной Сибири на берегах реки Ангары в непосредственной близости от водохранилища, образованного плотиной Иркутской ГЭС высотой до 56 метров (абсолютное превышение плотины – 457м).
Геологическое строение.
Аллювиальные отложения, песок, галька.
Ландшафт города и его окрестностей представляет собой всхолмлённую эрозионно-денудационную равнину, сформированную юрскими и четвертичными отложениями.
Гидрологическое строение: река Ангара, Иркутское водохранилище.
Ангара делит город на правобережную и левобережную части. Длина реки в черте города составляет 29 км, ширина — от 380 м до 2 км, на реке насчитывается свыше 30 островов. Её левый приток — Иркут является естественной границей Свердловского и Ленинского округов. Среди малых рек: Ушаковка, Топка, Вересовка, притоки Иркута — Кая и Олха.
Плотина Иркутской ГЭС замыкает Иркутское водохранилище. До возведения плотины местность постоянно подтоплялась наводнениями и паводками, на месте сквера Кирова в XVII веке располагалось озеро, на улице Карла Маркса протекала речка. Возведение плотины ГЭС привело к тому, что вода из водохранилища стала просачиваться в обход тела плотины, поднялся уровень грунтовых вод, особенно в правобережной части города.
Краткая характеристика выполняемой работы.
Геодезические работы (или инженерно-геодезические изыскания) представляют собой комплекс геодезических и топографических работ, выполняемых в строгой последовательности, причем в каждом конкретном случае последовательность выполнения геодезических работ уточняется в соответствии с требованиями технического задания заказчика и с учетом физико-географических условий проведения изысканий. Объектом изучения инженерно-геодезических работ являются рельеф и ситуация в пределах участка строительства, на выбираемой площадке или трассе.
Определения.
План – изображение на плоскости ограниченного участка местности без учёта кривизны земной поверхности.
Абрис - схематический чертеж, на котором изображают вершины и створы теодолитного хода, снятую с них ситуацию, записывают результаты угловых и линейных измерений.
Масштаб (нем. Maßstab, букв. «мерная палка»: Maß «мера», Stab «палка») — отношение натуральной величины объекта к величине его изображения.
Масштаб показывает, во сколько раз каждая линия, нанесенная на карту или чертёж, меньше или больше её действительных размеров. Есть три вида масштаба: численный, именованный, графический.
Масштабы на картах и планах могут быть представлены численно или графически.
Численный масштаб записывают в виде дроби, в числителе которой стоит единица, а в знаменателе — степень уменьшения проекции. Например, масштаб 1:5 000 показывает, что 1 см на плане соответствует 5 000 см (50 м) на местности.
Более крупным является тот масштаб, у которого знаменатель меньше. Например, масштаб 1:1 000 крупнее, чем масштаб 1:25 000.
Графические масштабы подразделяются на линейные и поперечные.
Точность масштаба — это отрезок горизонтального проложения линии, соответствующий 0,1 мм на плане. Значение 0,1 мм для определения точности масштаба принято из-за того, что это минимальный отрезок, который человек может различить невооруженным глазом. Например, для масштаба 1:10 000 точность масштаба будет равна 1 м. В этом масштабе 1 см на плане соответствует 10 000 см (100 м) на местности, 1 мм — 1 000 см (10 м), 0,1 мм — 100 см (1 м).
Топографическая съемка – вид съёмки, при котором измеряются расстояния, высоты, углы с помощью различных инструментов (наземная съёмка), а также получение изображений земной поверхности с летательных аппаратов (аэрофотосъёмка, космическая съёмка).
Топографическая карта — такая карта, полнота содержания и точность которой позволяют решать технические задачи.
Карты в зависимости от масштабов условно подразделяют на следующие типы:
ü топографические планы — 1:500 - 1:5 000;
ü крупномасштабные топографические карты — 1:10 000 - 1:100 000;
ü среднемасштабные топографические карты — от 1:200 000 - 1:1 000 000;
ü мелкомасштабные топографические карты — менее 1:1 000 000.
Чем меньше знаменатель численного масштаба, тем крупнее масштаб. Планы составляют в крупных масштабах, а карты — в мелких. В картах учитывается «шарообразность» (кривизна земной поверхности)земли, а в планах — нет. Из-за этого планы не должны составляться для территорий площадью свыше 400 км².
Современная топокарта - это результат сложнейшей обработки аэросъёмочных (а нередко и космосъёмок) и наземных топографокартографических работ.
Содержание любой топокарты - это природные объекты местности: воды, рельеф, растительность, а также социально-географические объекты - населённые пункты, пути сообщения и средства связи, а также элементы экономики и культуры.
Съемка ситуации - совокупность контуров и неподвижных местных предметов. В геодезии часто используется термин,, плановая съемка’’ применительно к понятию,, съемка ситуации’’.
Геологический (горный) компас — компас для определения направления или азимута падения и угла наклона (падения).
Азимутом называют горизонтальный угол, отсчитываемый от северного направления меридиана по ходу часовой стрелки до данного направления. Азимуты изменяются в 0° до 360 и бывают истинными или магнитными. Истинный азимут отсчитывается от истинного меридиана, а магнитный - от магнитного.
GPS (англ. GlobalPositioningSystem — глобальная система позиционирования, читается Джи Пи Эс) — спутниковая система навигации, обеспечивающая измерение расстояния, времени и определяющая местоположениe. Позволяет в любом месте Земли, кроме приполярных областей, почти при любой погоде, а также в космическом пространстве вблизи планеты определить местоположение и скорость объектов.
Топографические планы и карты.
Топографический план — картографическое изображение на плоскости проекции в крупном масштабе ограниченного участка местности, в пределах которого кривизна уровенной поверхности не учитывается.
В РФ топографические планы создают в масштабах 1: 5000, 1: 2000, 1: 1000 и 1: 500. Они предназначены для разработки генеральных планов, технических проектов и рабочих чертежей при обеспечении строительства инженерных сооружений, промышленных объектов различного назначения, населенных пунктов и т. п. Изготовляют топографические планы преимущественно путем съемок стереотопографическим или комбинированным методами, в труднодоступной местности - методом тахеометрической съемки, а в последнее время – методом лазерного сканирования.
Геодезическая основа топографических планов включает пункты государственной геодезической сети, сетей сгущения и съемочного обоснования. Координаты пунктов геодезической основы вычисляют в принятой системе координат, а высоты – в Балтийской системе высот.
На топографических планах, как правило, изображают все объекты и контуры местности, элементы рельефа, предусмотренные в “Условных знаках для топографических планов масштабов 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500”.
Топографические планы могут быть представлены в графическом виде или в виде цифровой модели местности. Построение цифровой модели местности осуществляют с использованием ЭВМ либо по результатам съемок выше названными методами, либо путем преобразования в цифровую форму готовых топографических планов, представленных в графическом виде.
По содержанию различают основные и специализированные топографические планы.
Основные топографические планы представляют собой общегеографические планы универсального назначения, рассчитанные на комплексное удовлетворение главных требований многих отраслей народного хозяйства. Их содержание весьма подробное — предусмотрено использование свыше 400 условных обозначений и около 700 сокращений пояснительных подписей и качественных характеристик; рельеф изображается горизонталями.
Специализированные топографические планы создают для решения конкретных задач отдельных хозяйственных отраслей. При изготовлении топографических планов допускается: нанесение дополнительной информации по сравнению с предусмотренной для основных топографических планов; понижение или повышение требований к точности изображения всех или части контуров или рельефа местности; отказ от какой-то части содержания, предусмотренного для основных топографических планов; применение нестандартных сечений рельефа. Технические требования к специализированным топографическим планам излагаются в ведомственных инструкциях.
5. Виды съёмок местности, наземные съёмки, плановые съёмки.
Топографическую съемку местности выполняют для получения топографического плана или карты участка местности; объекты местности, контуры и рельеф изображаются на плане или карте с помощью условных знаков. Различают аэрофотосъемку, наземную и комбинированную съемки.
Аэрофотосъемка обычно выполняется стереотопографическим методом, когда снимки местности получают с помощью фотоаппаратов, установленных на самолете, а обработку снимков и рисовку плана выполняют в камеральных условиях на стереоприборах.
Комбинированная съемка является комбинацией аэрофотосъемки и наземной съемки; плановая ситуация рисуется по аэроснимкам, а рельеф снимают на фотоплан в полевых условиях.
Аэрофотосъемка и комбинированная съемка являются основными методами создания карт и планов на большие территории. Наземную съемку применяют при создании крупномасштабных планов небольших участков, когда применение аэрофотосъемки либо невозможно, либо экономически невыгодно.
Наземная съемка выполняется с поверхности земли. В зависимости от методики съемки и применяемых приборов наземная съемка может быть нескольких видов:
- Тахеометрическая;
- Мензульная;
- Горизонтальная или теодолитная; при горизонтальной съемке получают план участка местности, на котором нет изображения рельефа;
- Вертикальная; при этом получают план с изображением рельефа практически без плановой ситуации;
- Специальные виды съемок.
Нивелирование.
Нивелирование (высотная съёмка) — определение разности высот двух или многих точек земной поверхности относительно условного уровня (напр., уровня океана, реки и пр.), т.е определение превышения.
Существуют следующие способы нивелирования:
v Геометрическое (нивелиром и рейками):
Определение превышения заключается в визировании горизонтальным лучом с помощью нивелира и отсчета разности высот по рейкам, где - отсчет по задней рейке; - отсчет по передней рейке;
Точность отсчета по рейкам составляет от 1-2 мм (техническое нивелирование) и до 0.1 мм (нивелирование I класса)
· Тригонометрическое - угломерными приборами (в основном теодолитом посредством
измерения наклонения визирных линий с одной точки на другую)
Превышение определяется по измеренному теодолитом (кипрегелем, эклиметром) углу наклона линии визирования с одной точки на другую (α) и расстоянию между этими точками (S). Тригонометрическое нивелирование применяется при топографической съемке и других работах.
· Физическое нивелирование позволяет определять высоты точек местности или превышения между ними в результате использования различных физических явлений и процессов, при этом различают:
· Барометрическое (при помощи барометра).
Превышение определяется по значениям атмосферного давления при помощи полной барометрической формулы
· Гидростатическое (основано на свойстве жидкости сообщающихся
сосудов всегда находиться на одном уровне, независимо от высоты точек, на которых установлены эти сосуды)
· Радиолокационное (используют скорость распространения прямых и
отраженных электромагнитных волн от источника радиоизлучения до исследуемой точки местности и обратно, находит широкое применение при выполнении аэрофотосъемок для определения с помощью радиовысотомера высоты полета летательного аппарата, с которого осуществляется аэрофотосъемка)
· Механическое (производится с помощью приборов, автоматически вычерчивающих
профиль проходимого пути):
· Аэрорадионивелирование (осуществляется с помощью
радиовысотомеров, установленных на самолетах)
· Стереофотограмметрическое (производят по парам снимков одной и
той же местности, снятых с разных точек, с использованием стереофотограмметрических приборов различных конструкций или персонального компьютера.Один из наиболее перспективных и широко используемых видов нивелирования)
· Наземно-космическое (основано на использовании систем и приборов
спутниковой навигации («GPS»). Приборы спутниковой навигации позволяют практически мгновенно определять координаты точек местности (в том числе и высоты). Наземно-космическое нивелирование в настоящее время является одним из наиболее эффективных и перспективных).
Нивелир (от фр. niveau — уровень, нивелир) — оптико-механический геодезический инструмент для геометрического нивелирования, то есть определения разности высот между несколькими точками. Инструмент, устанавливаемый обычно на треножник (штатив), оборудован зрительной трубой, приспособленной к вращению в горизонтальной плоскости, и чувствительным уровнем.
Нивелир Н-3; 1- корпус,
2 — мушка,
3,8 — уровни,
4 — наводящий винт,
5 — упругая пластинка,
6 — подъёмные винты,
7 — подставка,
9 — элевационный винт,
10 — опорная площадка,
11 — винт кремальеры,
12 — окуляр,
13 — зрительная труба
Для приведения нивелира в рабочее положение служат подъёмные винты подставки, для точного горизонтирования визирной оси при взятии отсчёта — элевационный винт.
Современные оптические нивелиры оснащены автоматическим компенсатором — устройством автоматической установки зрительной оси прибора в горизонтальное (рабочее) положение. В нивелирах с компенсатором цилиндрический уровень, параллельный оси зрительной трубы, может отсутствовать. В большинстве нивелиров также имеется круглый уровень для грубого горизонтирования инструмента.
Все оптические нивелиры имеют также нитяной дальномер для определения расстояний по рейке. Это связано с необходимостью контролировать равенство плеч при нивелировании способом «из середины».
По точности нивелиры делятся на высокоточные, точные и технические. Высокоточные оптические нивелиры снабжены съёмной насадкой для взятия отсчётов по штриховой инварной рейке. Для технического нивелирования, а также нивелирования III и IV классов точности обычно применяются шашечные рейки.
Помимо оптических, в последние годы получили распространение цифровые нивелиры. Они используются со специальной штрихкодовой рейкой, что позволяет автоматизировать взятие отсчёта. Цифровые нивелиры обычно оснащены запоминающим устройством, позволяющим сохранять результаты наблюдений.
Также существуют лазерные нивелиры — электронно-механические приборы, в которых используется принцип вращения лазерного луча. Основное достоинство лазерного нивелира — простота в работе, не требующая специальных навыков по настройке прибора, и возможность проведения работ только одним человеком. Такие нивелиры применяются в строительстве.
Проверки нивелира:
1-я поверка. Ось уровня должна быть перпендикулярна к оси вращения инструмента. Эта поверка выполняется следующим образом.
Установив инструмент приблизительно горизонтально, ставят уровень по направлению двух подъемных винтов и совмещают середину пузырька уровня точно с серединой уровня. Затем поворачивают инструмент на 180° и, если пузырек при этом не отклонился, то ось уровня перпендикулярна к оси вращения. Если пузырек отклонился, то половина отклонения уничтожается при помощи исправительного винта уровня, после чего пузырек снова приводится на середину уровня подъемными вишами. Эту поверку приходится повторять несколько раз.
2-я поверка. Вертикальная нить сетки окуляра должна быть строго вертикальна. Эта поверка производится наведением сетки на отвес после установки нивелира по уровню, при этом нить сетки должна на всем своем протяжении совпадать с нитью отвеса. Исправление делается путем поворачивания диафрагмы с сеткой.
Нивелирная рейка — проградуированная рейка для измерения разности в уровнях с помощью нивелира или другого геодезического оборудования. Изготавливается из дерева или алюминия, для особо точных измерений изготавливают рейки из инвара.
Типы реек соответствуют типам нивелиров. Рейка нивелирная РН-05 односторонняя, штриховая с инварной полосой применяется для измерения превышений с точностью 0.5 мм на 1 км хода. Рейка нивелирная РН-3 деревянная, двухсторонняя, шашечная применяется для измерения превышений с точностью 3 мм на 1 км хода. Рейка нивелирная РН-10 деревянная, двухсторонняя, шашечная применяется для измерения превышений с точностью 10 мм на 1 км хода (рис.4.36). Длина реек бывает различной: 1200, 1500, 3000 и 4000 мм. У складных реек в шифр добавляется буква С, например, РН-10С.
Рис.4.36
На нижнюю часть рейки крепится металлическая пластина, называемая пяткой рейки. На черной стороне пятки соответствует нулевое деление рейки; на красной – отсчет, больший 4000 мм; поэтому отсчеты по красной и черной сторонам рейки не могут быть одинаковыми. Разность пяток для данной рейки является постоянной величиной, что позволяет контролировать правильность отсчетов.
Для установки рейки в отвесное положение на ней имеется круглый уровень или отвес.
На штриховых односторонних рейках деления наносят на инварную ленточную полосу, которая натягивается вдоль деревянного бруска при помощи специального устройства. Деления в виде штрихов наносят через 5 мм.
Для определения пригодности нивелирных реек к работе выполняют их исследования.
1) Поверхность рейки должна быть плоской. Уклонение от плоскости
по ГОСТу допускается 3 мм для РН-05, 6 мм для РН-3 и 10 мм для РН-10. Вдоль рейки натягивают нитку и просвет между ниткой и рейкой измеряют в самом широком месте.
2) Случайная ошибка в положении дециметровых и метровых делений
не должна превышать 0.15 мм для штриховых инварных реек и 0.5 мм для деревянных шашечных реек. Это исследование выполняют с помощью контрольной линейки.
3) Определение разности пяток или разности нулей рейки. Это
исследование выполняют путем взятия отсчетов по черной и красной сторонам рейки, стоящей на одной и той же точке.
4) Проверка круглого уровня рейки выполняется либо по отвесу, либо
по вертикальной нити сетки нитей нивелира. Отвес укрепляют прямо на рейку и устанавливают ее отвесно, при этом пузырек уровня должен находиться в нуль-пункте. В противном случае исправительными винтами уровня пузырек приводят в нуль-пункт.
