Особенности инженерно-геодезических изысканий для разработки проектов ремонта, капитального ремонта и реконструкции автомобильных дорог

САПР

Особенности инженерногеодезических изысканий для разработки проектов ремонта, капитального ремонта и реконструкции автомобильных дорог

DOI: 10.17273/CADGIS.2015.2.9

Фортуна Ю.А., к.т.н., доцент, ООО «ИнжПроектСтрой»

В статье обосновывается необходимость внесения изменений в нормативные документы, регламентирующие выполнение инженерно-геодезических изысканий для целей разработки проектной документации на ремонт, капитальный ремонт и реконструкцию автомобильных дорог. Обосновывается необходимость внедрения приёмочного контроля в полевых условиях после завершения инженерно-геодезических изысканий и даются рекомендации по его проведению.

Инженерно-геодезические изыскания для разработки проектов капитального ремонта, ремонта и реконструкции автомобильных дорог в настоящее время осуществляются так же, как и для нового строительства, в соответствии с нормативно-техническими документами, регламентирующими состав, содержание и порядок их проведения: СП 47.13330.2012 «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения» [1] и СП 11-104-97 «Свод правил по инженерно-геодезическим изысканиям для строительства» [2].

К сожалению, указанные СП не учитывают специфику проведения геодезических работ в условиях функционирования существующей автомобильной дороги, а также их специфику с точки зрения разработки проектной документации на модернизацию существующей дороги.

В качестве результата выполненных инженерно-геодезических изысканий по-прежнему рас-

сматривается отчёт, основным документом графической части которого является топографический план местности с изображённым на нём рельефом и ситуацией. Именно топографический план передаётся проектировщикам в качестве исходных материалов для разработки проектной документации, и он же является главным объектом внимания экспертов при прохождении госэкспертизы. Составление и размножение топографического плана даже выделено в СП 11-104-97 [2] в качестве самостоятельной процедуры в общем комплексе изыскательских работ.

Однако на деле топографический план уже давно утратил своё значение как единственная первооснова для разработки проекта строительства (реконструкции или ремонта) автомобильной дороги. Ушли в прошлое времена, когда трассу автомобильной дороги сначала прокладывали на бумаге, на топографическом плане в горизонта-

54 | САПР и ГИС автомобильных дорог | № 2(5), 2015

САПР

лях, а затем переносили на местность. Высотные отметки трассы для составления продольного профиля при этом также определяли по плану в горизонталях, используя специальные приспособления — палетки. Естественно, что от качества отрисовки топоплана зависело многое.

В настоящее время в проектных организациях используется безбумажная технология проектирования автомобильных дорог с использованием трёхмерной цифровой модели местности (ЦММ), создаваемой на компьютере и получаемой путём сплошной тахеометрической съёмки либо лазерным сканированием местности [3-5]. На компьютере же создаётся трёхмерная цифровая модель проектной поверхности дороги со всеми её элементами.

Теперь качество проекта, в особенности проекта ремонта или капитального ремонта дороги, зависит не от качества оформления топоплана как графического отображения местности на чертеже, а от качества ЦММ, от того, насколько верно существующая поверхность дороги получила отображение в трёхмерной математической модели.

В то же время отношение «геоде-зистов-полевиков» к топоплану как к окончательному результату работы остаётся прежним. И к этому их побуждает необходимость прежде всего соблюдать требования нормативных документов к оформлению топопла-на, часто противоречащих требованиям проектирования. Например, существующие подпорные стенки, водопропускные трубы, лотки и другие элементы дороги отображаются

на топоплане не в масштабном виде, а условными знаками. Реальное же местоположение сооружений и их конфигурация при этом могут значительно отклоняться от показанного на чертеже.

Любое несоответствие фактического местоположения существующих элементов дороги чертежу или ЦММ приводит к ошибкам проектирования, в частности — в определении объёмов ремонтных работ, а это является одним из показателей низкого качества проекта.

В качестве одной из причин указанного явления можно обозначить то, что основным масштабом изображения плана автомобильной дороги на незастроенной территории в ГОСТ 21.701-2013 [6] указан 1:1000. В данном масштабе отобразить все элементы автомобильной дороги весьма затруднительно.

Для того чтобы у геодезистов появилась возможность формирования ЦММ, отвечающей требованиям проектирования, необходимо, ко всему прочему, внести изменения в ГОСТ 21.701-2013 [6] в части рекомендуемых масштабов изображений (таблица 1) и в качестве основных масштабов для проектов ремонта и ка-

питального ремонта дорог принять: для плана — 1:500, для продольного профиля — 1:2000 (по горизонтали) и 1:200 (по вертикали).

Существует ещё одна проблема, отражающаяся на качестве проектной документации, которая возникла в связи с коренными изменениями технологии геодезических изысканий и внедрением САПР автомобильных дорог. Во время геодезических изысканий для разработки проектов ремонта или капитального ремонта полевое трассирование и нивелировка трассы уже не выполняются, укладка трассы осуществляется в камеральных условиях по материалам сплошной съёмки, выполняемой с помощью тахеометров и представляемой в электронном виде как цифровая модель местности. Элементы трассы, включая точки начала и конца трассы, на местности, как правило, не закрепляются. Высотные отметки «чёрной линии» продольного профиля, записываемые в графе «отметки земли», при этом таковыми не являются. На самом деле это — интерполированные отметки поверхности покрытия существующей дороги, соответствующие местоположению проектной трассы и вычисляемые программой по заданному разра-

Любое несоответствие фактического местоположения существующих элементов дороги чертежу или ЦММ приводит к ошибкам проектирования, в частности — в определении объёмов ремонтных работ, а это является одним из показателей низкого качества проекта.

Рис. 1. 3D-eud цифровой модели поверхности участка дороги с кюветом: а) до переброски рёбер, б) после переброски рёбер треугольников

САПР и ГИС автомобильных дорог | № 2(5), 2015 | 55

САПР

Таблица 1. Рекомендованные значения для контроля геометрических параметров дороги по результатам изысканий

КОНСТРУКТИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ, КОНТРОЛИРУЕМЫЙ ПАРАМЕТР ДОПУСТИМОЕ ОТКЛОНЕНИЕ ОТ ФАКТИЧЕСКОГО ЗНАЧЕНИЯ

ЗЕМЛЯНОЕ ПОЛОТНО

Местоположение оси существующей дороги ± 2 см

Расстояние от оси до бровки земляного полотна ± 10 см

Высотные отметки бровки ± 5 гм

Поперечные размеры кюветов, нагорных и других канав (по дну) ± 5 см

Высотные отметки дна кюветов, нагорных и других канав (при условии обеспечения стока): — не укреплённых — укреплённых ± 5 см ± 1 см

Ширина берм ± 15 см

ПРОЕЗЖАЯ ЧАСТЬ И ОБОЧИНЫ

Высотные отметки по оси дороги ± 0,5 см

Местоположение кромки покрытия (относительно оси дороги) ± 5 см

Высотные отметки кромок покрытия ± 0,5 см

Высотные отметки поверхности укреплённой части обочин ± 1,5 см

ВОДОПРОПУСКНЫЕ ТРУБЫ, МОСТЫ, ПУТЕПРОВОДЫ

Местоположение оголовков и открылков труб (относительно оси дороги) ± 5 см

Высотные отметки лотка трубы ± 1 см

Ширина портальной стенки и открылков ± 1 см

Высотные отметки оголовков, открылков ± 1 см

Высотные отметки дна подводящего и отводящего русла: — не укреплённого — укреплённого ± 10 см ± 5 см

Местоположение деформационных швов на мостах ± 1 см

Ширина проезжей части, полос безопасности, тротуаров на мостах ± 1 см

Местоположение границы подошвы укрепления конусов устоев ± 5 см

Высотные отметки подошвы откоса ± 5 см

Местоположение телескопических лотков, лестничных сходов, их ширина ± 5 см

ПОДПОРНЫЕ СТЕНЫ

Расстояние от оси дороги до низа фасадной поверхности подпорных стен ± 5 см

Высотные отметки верха подпорных стен ± 1 см

Ширина подпорных стен сверху и снизу ± 1 см

Местоположение центров крышек люков смотровых колодцев, решёток дождеприёмных колодцев ± 5 см

Высотные отметки крышек люков ± 0,5 см

Местоположение элементов водоприёмных, водобойных колодцев, перепадов, быстротоков ± 5 см

Высотные отметки дна и верха стен водоприёмных, водобойных колодцев, перепадов, быстротоков ± 1 см

ЭЛЕМЕНТЫ БЛАГОУСТРОЙСТВА

Местоположение границ автопавильонов, остановочных и посадочных площадок ± 10 см

Местоположение дорожных знаков, светофоров и т.п. ± 10 см

ботчиками САПР алгоритму. Лишь в редких случаях, когда местоположение проектной и существующей оси дороги совпадают, а поперечники разбиты строго по отснятым точкам, эти отметки являются действительными. Разница в величине интерполированных и фактических отметок достигает 3-4 (а иногда и 6) см.

Указанные проблемы, как правило, мало волнуют геодезистов, считающих своей главной задачей получение положительного заключения госэкспертизы по результатам рассмотрения отчёта по инженерным изысканиям. Создание ЦММ, удовлетворяющей требования проектирования, в качестве основной задачи, как правило, не рассматривается.

Практика показывает, что цифровая модель участка существующей автомобильной дороги, созданная, например, с использованием модулей САПР CREDO, представляет собой совокупность множества линий и полигонов, не несущих никакой смысловой нагрузки. Это в значительной степени мешает проектировщикам при анализе представленной информации и принятии проектных решений.

Процедурой переброски рёбер треу-тальников, моделирующих существующую поверхность дороги и её элементов, никто и не думал заниматься, хотя от этого в значительной степени зависит точность определения объёмов работ, например, по ремонту кюветов (рис. 1) [7].

Поэтому проектировщикам приходится самим исправлять ЦММ под свои нужды, затрачивая значительную часть времени на непроизводительную работу. Все уговоры геодезистов относительно необходимости «строить» ЦММ, используя логичные, понятные по смыслу и поименованные структурные (и ситуационные) линии, как правило, заканчиваются впустую. Между тем, в изменении отношения «полевиков» к созданию адекватной ЦММ кроется значительный резерв повышения качества и произвсдигель-ности труда при разработке проектной документации в целом.

Опыт практической работы с использованием САПР автомобильных дорог показывает, что наиболее целесообразно организовать полевые геодезические работы при проектировании ремонта или капитального ремонта автомобильной дороги в два

56 | САПР и ГИС автомобильных дорог | № 2(5), 2015

САПР

К сожалению, требования к ЦММ, передаваемой для разработки проекта, в технической литературе, в том числе и нормативной документации, отсутствуют.

этапа. На первом этапе производится съёмка верха земляного полотна и создаётся ЦММ, основу которой в общем случае для существующей дороги с двухполосной проезжей частью составляют 7 структурных линий, отражающих существующую поверхность в поперечнике:

• ось существующей дороги;

• левая кромка покрытия;

• левая бровка земляного полотна;

• левая подошва откоса;

• правая кромка покрытия;

• правая бровка земляного полотна;

• правая подошва откоса.

Этот «сырец» цифровой модели поверхности верха земляного полотна существующей дороги передаётся проектировщикам в работу, так как уже несёт всю необходимую информацию для проектирования плана, продольного и поперечных профилей дороги.

Для насыпи с отнесёнными кюветами трапецеидального сечения, а также для выемки с трапецеидальными кюветами и бермами цифровая модель всей поверхности существующей дороги будет состоять из 15 структурных линий.

Для дорог с центральной разделительной полосой, а также с внешними и внутренними бордюрами, подпорными стенками и парапетами в поперечном сечении дороги количество поименованных структурных линий соответственно увеличивается. Однако, цифровая модель, сформированная из поименованных и логично отображающих существующую поверхность структурных линий, значительно облегчает процесс формирования оптимальной проектной поверхности дороги и повышает точность подсчёта объёмов строительных работ.

На втором этапе производится досъёмка и дорисовка недостающих объектов (примыканий и пересечений, водопропускных труб, площадок отдыха и пр.). При этом вертикальные и наклонные поверхности элементов дорожных сооружений должны быть отображены структурными линиями, относящимися к низу и верху элемента.

К сожалению, требования к ЦММ, передаваемой для разработки проекта, в технической литературе, в том числе и нормативной документации, отсутствуют. Оценить адекватность ЦММ существующему положению можно, например, сравнив SD-вид поверхности участка дороги с видеосъёмкой. Однако одной видеосъёмки для оценки качества выполненной работы по инженерно-геодезическим изысканиям для целей проектирования будет недостаточно.

Контроль выполненных инженерно-геодезических изысканий в настоящее время осуществляется только с позиции удовлетворения нормативных значений допустимых погрешностей (невязок) при измерении длин, углов и определении высот точек. В то же время проверка соответствия геометрических элементов дороги на местности и на топоплане (или на ЦММ) не выполняется (вплоть до начала строительных работ, когда вскрытые ошибки вызывают необходимость переделки проектной документации).

С целью исключения существенных ошибок в определении объёмов ремонтных работ местоположение (координаты) элементов существующей дороги в ЦММ должно быть отражено с достаточной точностью.

В соответствии с п. 1.1. ГОСТ 2361679 [8] контроль точности геометрических параметров является обязательной составной частью контроля качества и проводится посредством сопоставления действительных значений параметров или характеристик точности с установленными.

Основываясь на положениях СП 78.13330.2012 [9] и ГОСТ Р 50597-93 [10] относительно функциональных и технологические допусков при строительстве и эксплуатации автомобильных дорог, при контроле определения геометрических параметров автомобильной дороги по результатам геодезических изысканий можно рекомендовать значения, приведённые в таблице 1.

Выполнять измерения следует в соответствии с требованиями ГОСТ 26433.2-94 [11].

Совершенствование системы контроля результатов инженерно-геодезических изысканий позволит сократить время на разработку проектной документации на ремонт и капитальный ремонт дорог и повысить её качество. S

Литература:

1. СП 47.13330.2012. Инженерные изыскания для строительства. Основные положения.

2. СП 11-104-97. Свод правил по инженерногеодезическим изысканиям для строительства.

3. Бойков В.Н. САПР автодорог — перспективы развития // САПР и ГИС автомобильных дорог. 2013. № 1(1). С. 6-9. DOI: 10.17273/CADGIS.2013.1.1.

4. Скворцов А.В. Трудности перехода

от автоматизированного проектирования к информационному моделированию дорог // САПР и ГИС автомобильных дорог. 2015. № 2(5). С. 4-12.

DOI: 10.17273/CADGIS.2015.2.1.

5. Петренко Д.А. Новое поколение программных продуктов ИндорСофт // САПР и ГИС автомобильных дорог.

2013. № 1(1). С. 10-17. DOI: 10.17273/ CADGIS.2013.1.2.

6. ГОСТ 21.701-2013. Система проектной документации для строительства. Правила выполнения рабочей документации автомобильных дорог.

7. Петренко Д.А., Скворцов А.В. Алгоритмы построения и оптимизации структур триангуляции Делоне с перебросками рёбер // Вестник ТГУ, Приложение, 2004,

№ 9 (II), август, с. 112-116.

8. ГОСТ 23616-79. Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Контроль точности.

9. СП 78.13330.2012. Автомобильные дороги. Актуализированная редакция

СНиП 3.06.03-85.

10. ГОСТ Р 50597-93. Автомобильные дороги

и улицы. Требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения безопасности дорожного движения.

11. ГОСТ 26433.2-94. Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Правила выполнения измерений параметров зданий

и сооружений.

САПР и ГИС автомобильных дорог | № 2(5), 2015 | 57