Инженерно-геодезические изыскания для создания генерального плана НПЗ

УДК 528.4

А.С. Гарагуль, Е.А. Курячая, М.В. Бакуменко

ИНЖЕНЕРНО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ГЕНЕРАЛЬНОГО ПЛАНА НПЗ

В работе рассмотрены виды инженерно-геодезических изысканий, выполняемых для создания генплана промышленных объектов. Представлены современные приборы и технологии инженерно-геодезических изысканий. Приведены сведенья по исследованию расчета точности измерений и выбора метода построений.

Ключевые слова: генплан, инженерно-геодезические изыскания, планово-высотное обоснование, топографическая съемка, исследование точности, масштаб.

Введение

Генеральный план (генплан) - проектный документ, на основании которого осуществ-ляяются планировка, застройка, реконструкция и иные виды градостроительного освоения территорий. Основной частью генплана является масштабное изображение, полученное методом графического наложения чертежа проектируемого объекта на топографический, инженерно-топографический или фотографический планы территории. При этом объектом проектирования может являться как земельный участок с расположенным на нем отдельным архитектурным сооружением, так и территория целого города или муниципального района.

В нашем случае объектом инженерно-геодезических изысканий для создания генплана является ОАО «Газпромнефть-ОНПЗ». Изыскания выполнены ОАО «Омскнефтехимпроект».

Цель исследования - выполнить анализ геодезических изысканий, необходимых для создания генплана ОАО «Газпромнефть-ОНПЗ».

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

- исследование точности создания топографических планов;

- сравнение и анализ современных приборов и программных продуктов для производства полного комплекса инженерно-геодезических изысканий на объекте;

- изучение современных методов инженерно-геодезических изысканий для создания генплана ОАО «Газпромнефть-ОНПЗ».

ОАО «Газпромнефть-ОНПЗ» является достаточно сложной площадкой для производства инженерно-геодезических работ. Это один из наиболее высокотехнологичных заводов в России с мощностью переработки нефтепродуктов 19,5 млн тонн в год.

Предприятие обладает широким комплексом технологических производств, позволяющим вырабатывать практически все виды топлива и масел.

В настоящее время создание цифрового генплана нефтезавода является неотъемлемой составляющей его дальнейшего развития.

Экспериментальная часть

Топографо-геодезическая изученность объекта изысканий. На территории Омского нефтезавода хорошо развита сеть полигонометрии 1-го и 2-го разрядов и нивелирная сеть IV класса.

Система координат - местная. Город Омск (МСК-55). Система высот - Балтийская.

Имеются материалы крупномасштабной съемки (масштабы 1:5000, 1:2000, 1:500).

Технология инженерных изысканий для создания генплана промышленных объектов:

© Гарагуль А.С., Курячая Е.А., Бакуменко М.В., 2012

1. Рекогносцировочное обследование местности. Перед началом изысканий было выполнено рекогносцировочное обследование территории съемки. В результате было определено наиболее оптимальное положение точек съемочного обоснования.

2. Создание планово-высотного съемочного обоснования. На территории ОНПЗ уже имелась развитая сеть пунктов государственной геодезической сети (ГГС). Привязка точек съемочного обоснования к пунктам ГГС выполнялась прокладкой теодолитного хода с измерением горизонтальных углов и вертикальных проложений полным приемом электронного тахеометра.

3. Топографическая съемка - это комплекс геодезических работ, выполняемых на местности для составления топографических карт и планов. Съемке и отображению на топографических планах подлежат все элементы ситуации местности, существующей застройки, благоустройства, подземных и наземных коммуникаций, а также рельеф. В нашем случае топографическая съемка была выполнена в масштабе 1:500.

4. Съемка подземных и надземных сооружений. При выполнении топографической съемки проводили работы по обследованию надземных сооружений, в результате чего установили их назначение, направления прокладок к смежным опорам (столбам), материал опор (столбов), диаметр, материал и число трубопроводов.

До начала полевых работ (съемка существующих подземных сооружений) были собраны исполнительные чертежи, инженерно-топографические планы, проектные, инвентаризационные и другие материалы, свидетельствующие о наличии, технических характеристиках и планово-высотном положении подземных сооружений. На основе анализа собранных материалов была установлена возможность их использования в намечаемых работах, а также были определены предварительные объемы съемки подземных сооружений.

Наряду с шурфованием использовали специальные приборы (трубокабелеискатели), которые предназначены для определения планового положения и глубины заложения трубопроводов и кабеля.

Съемке подлежали углы поворота трасс подземных коммуникаций, начало, середина и конец кривых, места присоединения и выпуска.

По данным измерений составляли эскизы, на них указывали технические характеристики сооружений, материал труб, диаметр, характеристику напряжений, давление, составляли планы и профили подземных коммуникаций.

5. Инженерно-геологические изыскания должны обеспечивать изучение инженерно-геологических условий района (участка) строительства:

- определение геологического строения, литологического состава, состояния и физико-механических свойств грунтов;

- определение гидрогеологических условий;

- выявление неблагоприятных физико-геологических процессов и явлений;

- составление прогноза изменения инженерно-геологических и гидрогеологических условий района (участка) строительства при возведении и эксплуатации зданий и сооружений.

Анализ инженерно-геодезических работ, выполняемых для создания генплана ОАО «Газпромнефть-ОНПЗ». Неотъемлемой частью геодезических работ является уравнивание планово-высотной съемочной сети. В нашем случае уравнивание проводилось в программе GeoniCS Изыскания (RGS, RgsPI) 8. Данная программа предназначена для автоматизации процесса обработки полевых измерений и рассчитана на специалистов, работающих в области геодезии [1].

В программу с прибора были переданы полевые данные. Были внесены планово-высотные координаты пунктов ГГС и произведено уравнивание съемочного обоснования.

Анализ точности планово-высотной съемочной сети. Установление необходимой точности в ходе можно произвести в следующем порядке. Точность ходов характеризуется величиной относительных невязок. Нужно установить допустимые значения этих невязок. Относительная средняя квадратическая ошибка (невязка) хода выражается формулой

_L - т

Тр ~[s ]'

где m - абсолютная средняя квадратическая ошибка (невязка) хода; [S] - периметр хода.

Если принять, что наиболее «слабое место» хода (с ожидаемой максимальной ошибкой координат) находится в середине хода в точке К, т.е. Рк = Р min, а ошибка уравненного положения точки в середине хода в два раза меньше невязки хода, тогда

Т = 2т к.

Учитывая строгое выражение веса хода по формуле

P - Л'

m

получаем соотношение весов хода и точки К:

P - pK-.

4

Если принять, что вес хода с достаточной точностью определяется формулой

P-fr

из которой соответственно:

[5 ] =

тогда, подставляя в формулу (1) значения (2) и (6), с учетом (4) получаем выражение

1 т  Р

1 _'"К 1 шп

Тср 2С К)

Согласно выражению (7), задаваясь допустимой величиной mк, можно установить допустимое значение 1/Тср.

Допустимую предельную невязку хода 1/Тпр можно установить, приняв для проектирования с доверительной вероятностью 0,95 соотношение

— = 2 — ,

пр ср

или с учетом формулы (7):

JL = тК • Pmin

Тр 2C

Задаваясь допустимой величиной 1/Тср, получим допустимые значения ошибок измерения линий и углов:

т* - 1 Я- пт _ _ Р Г6

5 Т

5 Тср V 2 Тср\ п + 3

где п - число сторон в ходе.

От применения допусков, вычисленных согласно формулам (10) и (11), при проектировании ходов будет создаваться определенный запас точности для конечных результатов [2; 3].

Допустимые длины ходов в масштабе 1:500 не должны превышать 600 м, следовательно, вычисляем вес хода по формуле (5):

Р = — = 0,0016. 600

По формуле Рт1п = 4Рхода получаем: Рш;п = 0,0064

Допустимая средняя квадратическая ошибка определения координат тк принимается равной 0,1 м. Подставив значение в формулу (7), вычисляем 1/Тср:

± = 0,1 • 0,0064 = = 20б265 = 40„

тр 2 3000' тр= 3000 \13 + з =40 '

1 (1з 1 . ± = 2 ^ 1

5 " 3000^2 " 1225' ТпР 3°00 1500

По полученным значениям т„ = 4011' = —1— • = —1— устанавливаем необходи-

в ' 8 1200' Т^ 1500

мый вид построений по классификации геодезических сетей.

Необходимый вид построений - теодолитный ход 1-го порядка.

Затем производим проверку величины ожидаемой невязки ходов с подстановкой в нее табличных значений ошибок измерений углов и линий:

Т \

ср 1

т, Л 1

21 (т„ Л2 п + 3 /юч 1

— + 5 I п

р

V Р I

_ (12) -!- = .

12 ; Тср Ц

1 Л2 1 +( 30 Л213 + з 1

20001 13 V206265 I 12 5100

_, следовательно, вид построений установлен правильно.

5100 3000

Согласно полученным результатам определено, что планово-высотная сеть соответствует по точности выбранному нами виду построений - теодолитным ходам и техническому нивелированию. Технология создания съемочного обоснования и применяемые приборы обеспечивают заданную точность построения сети.

Исследование точности топографических планов (контроль и оценка качества создания топографического плана). При оценке точности топографических планов различали средние квадратические погрешности в плановом и высотном положении точек относительно ближайших пунктов съемочного обоснования.

Многочисленными исследованиями установлено, что средняя квадратическая погрешность тк положения контурной точки для планов в масштабах 1:500-1:5000 составляет величину порядка 0,3 мм.

На застроенной территории средние квадратические погрешности положения важных контуров (капитальных зданий, сооружений и т.п.) на плане составляют 0,2 мм относительно ближайших пунктов съемочного обоснования.

Принимая значение предельной погрешности Дк в положении контурной точки на плане, равное 2тк, получим соответственно величины 0,6 мм и 0,4 мм.

Инструкция приводит аналогичные числовые значения средних погрешностей планового положения контурных точек.

Средние и средние квадратические погрешности планового положения контурных точек практически равны между собой, а потому противоречия между приведенными значениями погрешностей и требованием инструкции нет.

Рядом авторов на основе анализа этих факторов выведены формулы средних квадратиче-ских погрешностей положения горизонталей по высоте и определения отметок точек по плану.

Формула проф. В.Д. Большакова: тн =

1

V2

г 1 Л I + ^

1

с

формула проф. Н.Г. Видуева: тщ =

+ тН_ + т0М% •

V " сР У

пик

1

1

1

<

формула проф. Б.И. Гержулы: mЯг = ^¡/i +

где mH - СКП определения отметки точки по горизонталям плана;

- СКП положения горизонтали по высоте;

h0 - высота сечения рельефа;

/л - коэффициент случайного влияния обобщения рельефа при съемке;

l - расстояние между пикетами при съемке рельефа;

m = 0,03 м; m0 = 0,9 мм;

М - знаменатель численного масштаба;

тГ - величина смещения при интерполировании и рисовке рельефа;

тП - погрешность планового положения точки.

На точность положения горизонталей по высоте влияет главным образом погрешность тоб - обобщения рельефа при съемке, которая определяется из выражения mo(S = ¡¡Jl, где /л

- коэффициент случайного влияния обобщения рельефа при съемке; l - расстояние между пикетами.

Установлено, что величина коэффициента /л зависит от характера рельефа и может колебаться в пределах от 0,01 до 0,019. Следовательно, прежде чем применять приведенные формулы, следует предварительно установить значение коэффициента /л, соответствующее характеру рельефа данной местности.

Для условий, близких к условиям строительных площадок, значение /л принимают обычно равным 0,012. Расчеты показывают, что при прочих равных условиях приведенные формулы дают практически одинаковые результаты [4].

Сравнительный анализ программ для создания топографических планов. На сегодняшний день имеется множество программных продуктов, при помощи которых возможно создание электронно-цифровых топографических планов. Условно их можно разделить на два вида:

1. Программы для создания электронно-цифровых планов по результатам топографической съемки.

2. Программы для создания электронно-цифровых планов с уже имеющихся бумажных.

Наиболее распространенным программным продуктом из первой группы является

AutoCad 2007 с различными приложениями и модулями. Для создания генплана ОНПЗ мы использовали GeoniCS Топоплан-Генплан-Сети-Трассы. Это уникальный программный продукт, работающий на платформе AutoCad 2007, позволяющий автоматизировать проектно-изыскательские работы и предназначенный для специалистов отделов изысканий и генплана.

Ко второй группе программных продуктов относится MapInfo. Выделим три основных этапа создания цифрового плана в MapInfo: а) сбор данных; б) формирование цифрового плана; в) вывод информации в файл, на принтер или плоттер.

Процесс сбора данных включает в себя сканирование топографических планшетов. Затем выполняется трансформирование растра по опорным точкам. После сбора данных выполняется конвертация информации в MapInfo, после чего производится векторизация растра, редактирование полученных данных и формирование цифрового плана.

Современные приборы и инструменты:

Лазерные геодезические приборы (Leica Scan Station 2). Лазерное сканирование - технология, позволяющая создать цифровую трехмерную модель объекта, представив его набором точек с пространственными координатами.

Электронные тахеометры - многофункциональные геодезические приборы, сочетающие в себе теодолит, лазерный дальномер и компьютер, предназначенные для решения мно-

жества строительных и геодезических задач. Для топографической съемки территории нефтезавода применялся тахеометр Nikon Nivo 5М.

GPS приемник (Trimble R8 GNSS) - многоканальный мультисистемный GNSS приемник и антенна с интегрированным радиомодемом в одном компактном корпусе.

Трассоискатель (RD4000) - предназначен для определения планового и высотного положения трубопроводов и кабелей. Он имеет широкий спектр дополнительных принадлежностей для расширения возможностей испытаний и локации, точного определения местоположения отдельных кабелей, определения дефектов оболочек и покрытий.

Заключение

Таким образом, для производства работ по созданию генерального плана Омского нефтезавода наиболее приемлемой и экономически целесообразной является топографическая съемка при условии максимальной автоматизации работ и использования современных приборов и программных продуктов.

Список литературы

1. Руководство пользователя программой GeoniCS : сайт научно-производственного центра Геоника. [Электронный ресурс]. - Системные требования: Adobe Acrobat Reader. - Режим доступа : http://geonika.net/HTML/. Дата обращения: 16.05.2011.

2. СНиП 11-02-96. Инженерные изыскания для строительства. Основные положения. - М. : Минстрой России, 1997. - 58 с.

3. СП 11-104-97. Инженерно-геодезические изыскания для строительства. - М. : Минстрой России, 1997. - 248 с.

4. Инструкция по топографической съемке в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500. - М. : Недра, 1989. - 98 с.

SUMMARY A.S. Garagul, E.A. Kuryachy, M.V. Bakumenko

Engineering and surveying survey to establish master plan refinery

In this paper the types of geodetic survey carried out to create a master plan of industrial facilities. The modern equipment and technology, engineering and geodesy. Provides information on the study of calculation accuracy and the choice of method constructs.

Key words: master plan, engineering and geodetic surveying, planning and vertical control, topographic survey, investigation of the accuracy, scale.

УДК 631.61571.131

Е.С. Ахтырская, И.А. Троценко, А.И. Кныш

ДИНАМИКА ПОЧВЕННО-ПОГЛОЩАЮЩЕГО КОМПЛЕКСА ПОД ВЛИЯНИЕМ МЕЛИОРАТИВНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ В УСЛОВИЯХ ОМСКОГО ПРИИРТЫШЬЯ

Применение орошения сельскохозяйственных культур на площадях, эксплуатируемых без внедрения комплексных мелиоративных мероприятий (в частности, без систем водопонижения в виде дренажа), приводит не только к снижению процента водопрочных агрегатов до критического уровня и изменению фильтрационных свойств почвы, но и к перераспределению легкорастворимых солей и поглощенных оснований в поверхностные горизонты и к их накоплению.

Ключевые слова: орошение, мелиоративное состояние, почвенно-поглощающий комплекс, водно-солевой режим, засоление.