12.3. Изыскания для линейных сооружений

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

Трасса — это линия, определяющая ось проектируемого линей­ного сооружения, обозначенная на местности, топографическом плане 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. 12.1) 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 (элек­тропередачи, канализации) горизонтальные и вертикальные кри­вые не проектируют, и трасса представляет собой пространствен­ную ломаную линию.

Рис. 12.1. Элементы плана трассы

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.

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

Прямолинейные участки трасс железных и автомобильных до­рог, трубопроводов сопрягаются в основном круговыми кривы­ми, представляющими собой дугу окружности определенного ра­диуса. На железных дорогах минимально допустимые радиусы со­ставляют 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 — 1000d, где d — диаметр трубопровода.

На железных и автомобильных дорогах при радиусах кривых, соответственно меньших 3000 и 1500 м, для более плавного и бе­зопасного движения прокладывают 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, 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 широком диапазоне — от 10000 до 200 м.

Комплекс инженерно-изыскательских работ по проложению 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 на 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 и 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.