Краткая физико-географическая характеристика района работ
География Соснового Бора. Расположен на берегу Копорской бухты Финского залива, на реке Коваши, в 81 км к западу от Санкт-Петербурга. Железнодорожные станции: «Калище» (конечная) и «80-й километр» на линии Санкт-Петербург – Веймарн. Площадка строительства ЛАЭС-2 расположена в Ленинградской области, в 6 км к югу от города Сосновый Бор, в 2 км от побережья Копорской Губы Финского залива, на территории Восточно-Европейской (Русской) равнины - этим объясняется равнинный характер рельефа с незначительными абсолютными высотами (в среднем, 20 метров над уровнем моря). Территория области находится на стыке двух крупнейших тектонических структур, где выходят на поверхность архейские и раннепротерозойские породы, на этой территории основными полезными ископаемыми являются гранит, облицовочный камень и песчано-гравийный материал. Климат Соснового Бора атлантико-континентальный. Морские воздушные массы обусловливают сравнительно мягкую зиму с частыми оттепелями и умеренно-тёплое, иногда прохладное лето. Средняя температура января −8…−11 °C, июля +16…+18 °C. Абсолютный максимум температуры +36 °C, абсолютный минимум −42 °C. Территория района относится к бассейну Балтийского моря и имеет густую, хорошо развитую речную сеть. Значительная часть земель заболоченна. Транспортная сеть района хорошо развита, что обусловлено соседством с одним из крупнейших в России транспортных узлов — Санкт - Петербургом, а так же расположения Ленинградской области вблизи Европы. Район строительства расположен на залесённой местности.
Почвы в естественном состоянии сохранились только за пределами городской застройки, в отчасти измененном виде - в его садах и парках. Почвы имеют пестрый состав, зависящий от климата, материнских пород, дренажа, микроклимата, растительности. Встречаются почвы разного механического состава: средне- и легкосуглинистые на морене и на озерно-ледниковых глинах и суглинках; супесчаные и песчаные на озерно-ледниковых супесях и на аллювиальных песках.
Вдоль побережья Финского залива тянутся песчаные дюны. Их высота местами достигает 30 метров. Толщина почвы на этих памятниках природы ледникового периода всего 10 см. Таким образом, каждый сантиметр “слоя жизни” прирастал за тысячу лет. Местами почвенный покров разрушен, происходит ветровая эрозия дюн, падают сосны. Разрушение дюн - результат высокой рекреационной нагрузки на территории города. Имеется заказник «Лебяжье», охраняемый международной конвенцией, как место стоянок перелетных водоплавающих птиц.
Виды работ.
После составления технического предписания на производство работ по созданию ГСС на стройплощадке ЛАЭС-2 мне довелось поучаствовать частично лишь в следующих его видах:
1. Подготовительные работы:
· Изучение, корректировка проекта.
2. Рекогносцировка объекта и прилегающей территории:
· Обследование пунктов триангуляции, полигонометрии и нивелирных реперов, расположенных на территории объекта и вблизи него:
- Поиск пунктов на местности.
- Осмотр пунктов и выяснение состояния центров и внешнего оформления.
· Инструментальное определение местоположения закладываемых пунктов полигонометрии 4 класса и 1 разряда на территории строительства ЛАЭС-2 и вокруг нее.
3. Закладка пунктов:
· Производство земляных работ.
· Внешнее оформление пунктов.
4. Определение планового и высотного положения пунктов:
· Наблюдение на пунктах триангуляции.
· Наблюдения на новых заложенных пунктах полигонометрии 4 класса (не ранее чем через 10 дней после закладки)
Подготовительные работы.
В то время, пока часть бригады выполняла «отливку» центров для закрепления пунктов полигонометрии, подготовкой и проверкой рабочего оборудования и приборов GPS, закупкой необходимых рабочего инвентаря (лопат, топоров и проч.), мне было поручено ознакомиться с графической частью проекта строительства ЛАЭС-2 и выписать проектные координаты для инструментального определения положения будущей геодезической сети сгущения (ГСС). Вся работ выполнялась при помощи программного обеспечения «AutoCAD» на основе чертежа рабочего проекта строительства ЛАЭС-2 в системе координат «жилищного поселка».
Рекогносцировка.
На этот вид работ из всей бригады было отправлено 3 человека, в том числе и я.
Рекогносцировка – это вынос проекта в натуру. Она является первым и обязательным этапом полевых работ. В большинстве случаев рекогносцировка выполняется одновременно с обследованием. В процессе рекогносцировки нами выполнялось:
· обследование пунктов;
· уточнение проекта сети для максимального совмещения пунктов проектируемой сети с плановыми и высотными пунктами ранее созданных сетей (пункты триангуляции 2 класса);
· выбор мест закладки новых пунктов с учетом типов применяемых центров.
Отыскание исходных пунктов производилось при помощи топографической карты масштаба 1:100000, карточек абрисов пунктов ранее выполненных работ и спутниковых навигаторов «Garmin». При обследовании пунктов нами устанавливались следующие сведения:
· состояние центров и внешнего оформления пунктов.
· пригодность пунктов для спутниковых определений координат;
· доступность пунктов круглые сутки;
· долговременная сохранность и стабильность закрепленных центров;
· отсутствие на пунктах препятствий, закрывающих горизонт выше 15º(высоких зданий, больших деревьев и т.п.)
Кроме того при обследовании пунктов учитывается наличие мощных радио и телевизионных передатчиков или других излучающих радиотехнических устройств, отсутствие отражающих поверхностей, которые могли бы создать многопутность, и отсутствие движущегося транспорта.
Таким образом, было обследовано 6 пунктов триангуляции 2 класса, удовлетворяющих общим требованиям, в населенных пунктах: Готобужи, Черная Лахта, Ивановское, Лубаново, Липово, Закорково. Вдобавок при обследовании нами были выполнены некоторые подготовительные работы по расчистке площадки вокруг пунктов от растительности, мешающей прохождению радиосигналов от спутников. К отчету об обследовании прикладывались фотографии всего пункта и марки отдельно.
Для предварительного выноса проекта в натуру использовались 2 двухчастотных приемника фирмы «Trimble» – «Trimble 5700», один из которых являлся референцным, а другой роверным, в режиме RTK, используя линию связи (модем). Этот режим позволяет получить координаты пункта уже через пару секунд после установки антенны на пункте с точностью до сантиметра. Референцный приемник устанавливался на пункт полигонометрии, координаты которого определялись в ходе спутниковых определений в прошлом году и, после ввода необходимых атрибутов с помощью контроллера, инициализации, с помощью уже роверной станции можно было выносить пункты в натуру. С помощью контроллера вводились координаты, «сколотые» мною с проекта, и на дисплее отображалось расстояние и направление до определяемой точки. Каждая точка закреплялась деревянным колышком, при этом учитывалась взаимная видимость между смежными «колышками». В случае отсутствия этой видимости, точка переносилась с последующей корректировкой проектного расположения (изменения проектных координат).
Закладка пунктов производилась в местах, выбранных в натуре (схема расположения см. Приложение), которые в соответствии с рабочим проектом закреплялись центрами типа 155 (2гр) (см. Приложение), представляющие собой железобетонные пилоны 0,15×0,15×1,80м. с маркой в верхней части, и с якорем (подушкой) 0,50×0,50×0,15м., закладываемые на глубину 2м. В 1,50м. от центра вкапывался опознавательный столб – металлическая труба Ø 1,50м., залитая бетоном, над центром устанавливался ковер и металлическая ограда. При этом все металлические части защищались антикоррозийным покрытием. На каждый пункт составлялись кроки (см. Приложение) с описанием местоположения пункта, линейными засечками (не менее трех) пункт привязывался к твердым контурам, точкам местности (угол забора, столб, валун, люк и т.д.) и, схематически, соблюдая пропорции, зарисовывался. Пункт фотографировали. Всего нами было заложено 20 пунктов, после чего были сданы под охрану.
СПУТНИКОВЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ.
Используемые в геодезии спутниковые координатные определения базируются на применении дифференциальных методов, позволяющих определять разности координат между пунктами. Вместе с тем конечными результатами создаваемой сети должны быть полные значения координат пунктов в той или иной координатной системе. Исходя из этого, возникает необходимость иметь в составе сети хотя бы один опорный пункт с заранее известными значениями координат. Таким является исходный пункт (ИП). Оптимальным вариантом является наличие в составе сети не менее трех исходных пунктов.
В нашем случае ИП служили 6 пунктов триангуляции, взаимное положение которых определялось методом GPS определений. Затем аналогичным способом определялись координаты «каркаса» с точностью полигонометрии 4 класса, в составе которого было 10 пунктов по территории строительной площадки ЛАЭС-2 и вокруг нее, 6 из которых были заложены нами, а 4 (КР-1, КР-2, КР-3, КР-4) (см. Приложение) ранее и включались в сеть. Остальные 10 пунктов, заложенные нами, были включены в сгущающую сеть полигонометрии 1 разряда, координаты которых определялись наземными методами.
При проведении работ по определению координат ПП была проведена Двухчастотная статическая съемка с применением двухчастотного GPS оборудования: шести геодезических спутниковых GPS приемников фирмы «Trimble» – «Trimble 5700» (см. Приложение) и шести спутниковых GPS антенн фирмы «Trimble» - четырех «ZEPHYR» и двух «ZEPHYR GEODETIC». Съемка проводилась от ИП: шести пунктов с известными плановыми координатами и пяти пунктов с известными высотами, согласно инструкции 5. Метод развития съемочного обоснования с использованием спутниковой технологии: построение сети (схема спутниковых наблюдений см. Приложение), согласно инструкции 5; метод спутниковых определений: статический, согласно инструкции 5.
Методика измерений при проведении статической съемки:
· установка базовых станций на исходные пункты.
· Установка подвижной станции над определяемым пунктом.
· Включение станции и накопление необходимого количества данных, заполнение полевого журнала.
· Последующая обработка измерений, получение координат.
Самым сложным в работе был транспортный вопрос. Нашему водителю приходилось без перерывов на малейший отдых развозить рабочих с пункта на пункт.
Измерения производились по составленному начальником графику, включение и выключение станции в котором было строго обозначено. Обязательным условием при выполнении было соблюсти независимость измерений, поэтому на одном пункте приходилось проводить по два сеанса наблюдений. Дискретность (отсечка в сек.) – 5 секунд, угол возвышения (в градусах) - 13º (Устанавливается по приказу начальника спутниковых определений, влияет на точность и объем накапливаемых данных). Два дня я был оператором референцной станции и день роверной.
Установка, включение станции на исходном пункте, инициализация выполнялись в следующем порядке:
- распаковать станцию;
- установить антенный блок на самостоятельной конструкции (штатив) (центрирование над определяемым пунктом производилось с помощью лотаппарата с точностью 2 мм.)
- Установить регистрирующее устройство с приемником.
- Выполнить необходимые соединения компонентов станции, питания.
- Измерить высоту антенны над центром с точностью до 1 мм. Высота измерялась при помощи рулетки «Trimble» дважды с расхождением не больше 2мм (бралось среднее значение). При последующей обработке учитывалась поправка за отклонение рулетки от истинной вертикали.
- Включить приемник и запустить программу измерений.
- Ввести название пункта и высоту инструмента над центром.
- Вести журнал наблюдений (см. Приложение)
Признаком завершения инициализации и готовности приемника к наблюдениям являются прием сигналов от спутников. Немаловажным аспектом действий оператора станции является обеспечение бесперебойного питания станции, и правильное ведение полевых карточек измерений с фиксацией фамилии наблюдателя, метеоданных, серийных номеров компонентов установленной на пункте станции, высоты антенны, времени проведения работ, замечаний, касающиеся проведения наблюдений, фотографии установки антенны.
Работы были выполнены в соответствии с требованиями нормативных документов (см. Приложение).
По окончании наблюдений все оборудование и журналы сдавались начальнику отдела спутниковых определений, производившего обработку. Обработка результатов производилась при помощи программного пакета GPSurvey и Trimble Total Control, после чего можно было судить о качестве наблюдений и их точности, характеризующихся не только параметрами приборов, но и числом наблюдаемых спутников, при условии, что все технические предписания были выполнены правильно. В процессе измерений нами наблюдались до 12 спутников (по техническому заданию их должно было быть не менее 6), и после уравнивания в системе координат 1995 года. Балтийской системе высот 1977 года, ошибки взаимного положения определяемых пунктов не превысили 24 мм. в плане (с учетом того, расстояния между пунктами достигали 30 км!!!), ошибки по высоте особо не брались в расчет, так как один из ИП был без высоты, и по техническому заданию высоты должны были получены способом геометрического нивелирования.