У книзі розглядаються теоретичні та практичні проблеми інженерно-геодезичного забезпечення вишукувань, проектування, будівництва та експлуатації різних інженерних споруд. Викладено методи побудови планових і висотних інженерно-геодезичних мереж, описано основні принципи геодезичного забезпечення інженерно-технічних вишукувань, топографічного знімання місцевості, підземних комунікацій, трасування лінійних споруд, методи виконання аерофото-, космо- і тепловізійного знімання, лазерного сканування. Схарактеризовано точність проектування елементів споруд на топопланах, методи горизонтального і вертикального планування територій для будівництва, геодезичної підготовки проектів. Описано елементи, способи і прилади для геодезичних розмічувальних робіт, методи контролю форми і розмірів конструкцій споруд і технологічного обладнання. Розглядаються технологічні засади контролю зведення будівель і споруд, прокладання підземних комунікацій, автошляхів та залізниць. Висвітлено інженерно-геодезичні роботи в гідротехнічному будівництві, мосто- і тунелебудуванні, при зведенні споруд з поверхнями обертання, скульптур, теплотехнічного обладнання АЕС, науково-технічних установок. Значну увагу приділено інженерно-геодезичному моніторингу споруд, контролю стабільності пунктів опорних геодезичних мереж. Розглядаються оптимальні методи мінімізації горизонтальних та вертикальних зміщень для виправлення планово-висотного положення конструкцій споруд у процесі їх експлуатації. Коротко описано принципи організації інженерно-геодезичних робіт у відомствах і службах державного управління, вимоги до складання проектів виконання геодезичних робіт, охорони праці та організації виконавчого знімання в процесі будівництва об'єктів. Книга призначена для геодезистів, що працюють у сфері вишукування, проектування, будівництва та експлуатації інженерних споруд, у службах генерального плану промислових підприємств, а також може бути використана студентами та аспірантами ВНЗ спеціальностей "Геодезія", "Маркшейдерія", "Землеустрій і кадастр". Передмова 10 Глава 1. ОПОРНІ ШЖЕНЕРНО-ГЕОДЕЗИЧНІ МЕРЕЖІ 12 1.1. Планові інженерно-геодезичні мережі 12 1.1.1. Відомості про Державну геодезичну мережу 12 1.1.2. Вибір поверхні відносності й системи координат 13 1.1.3. Трансформування і перетворення прямокутних координат 15 1.1.4. Основні принципи використання GPS-методу для побудови інженерно-геодезичних мереж 17 1.1.5. Полігонометричні мережі 20 1.1.6. Планова інженерно-геодезична мережа у будівництві 26 1.1.7. Геодезична будівельна сітка ЗО 1.1.7.1. Побудова сітки способом полігонометрії. 30 1.1.7.2. Побудова сітки створно-лінійним способом 34 1.1.7.3. Побудова сітки способом бездіагональних чотирикутників 36 1.1.7.4. Побудова сітки способом лінійних бездіагональних чотирикутників.... 38 1.1.7.5. Побудова сітки способами засічок 39 1.1.7.6. Побудова сітки з використанням GPS-техніки 41 1.1.7.7. Редукування пунктів будівельної сітки 42 1.2. Висотні інженерно-геодезичні мережі 43 1.2.1. Відомості про Державну нівелірну мережу 43 1.2.2. Системи відліку висот 44 1.2.3. Класифікація і типи висотних інженерно-геодезичних мереж 46 1.2.4. Геометричне нівелювання 47 1.2.5. Глибинні репери 48 1.2.6. Тригонометричне нівелювання 51 1.2.7. Складання проекту і розрахунок точності нівелірної мережі 59 Глава 2. ІНЖЕНЕРНО-ГЕОДЕЗИЧНІ ВИШУКУВАННЯ 62 2.1. Види і завдання інженерно-технічних вишукувань 62 2.1.1. Загальні відомості 62 2.1.2. Інженерно-геодезичні вишукування 62 2.1.3. Інженерно-геологічні вишукування 66 2.1.4. Інженерно-гідрометеорологічні вишукування 68 2.1.5. Вишукування для вирішення завдань раціонального використання та охорони довкілля 69 2.1.6. Спеціалізовані вишукування 70 2.1.7. Геодезичне забезпечення окремих видів інженерно-технічних вишукувань 70 2.2. Великомасштабне картографування 71 2.2.1. Загальна характеристика великомасштабних планів 71 2.2.2. Загальні відомості та вимоги до великомасштабного картографування 74 2.3. Основні технологічні процеси аерофототопографічного знімання 77 2.4. Цифрова модель місцевості 78 2.5. Лазерне сканування 80 2.6. Аерознімання в інфрачервоному діапазоні 81 2.7. Наземні методи топографічних знімань 82 2.8. Пошук і знімання підземних комунікацій та споруд 83 2.9. Трасування лінійних споруд 90 2.10. Застосування цифрових фотокамер для обмірювання будівель 93 2.11. Інженерно-геодезичне і фотограмметричне забезпечення облицювання фасадів будинків 95 Глава 3. ІНЖЕНЕРНО-ГЕОДЕЗИЧНЕ ПРОЕКТУВАННЯ 98 3.1. Основні проекти планування, забудови і впорядкування територій 98 3.2. Завдання геодезичної підготовки проектів 99 3.3. Точність вимірювань на плані 100 3.4. Геодезична підготовка проектів горизонтального планування 101 3.4.1. Методика розрахунку червоних ліній проекту 101 3.4.2. Основні математичні залежності для розрахунку геодезичних елементів проекту горизонтального планування 102 3.4.3. Організація геодезичних робіт для перенесення проекту горизонтального планування в натуру 104 3.5. Геодезичні розрахунки в проектах вертикального планування 105 3.5.1. Завдання і зміст вертикального планування 105 3.5.2. Методи проектування вертикального планування 106 3.5.3. Аналітичний метод проектування профілю 107 3.5.4. Методи вертикального планування майданчиків 113 3.5.4.1. Метод найменших квадратів 114 3.5.4.2. Метод квадратичного програмування 120 3.5.4.3. Обчислення об'ємів і складання картограми земляних мас 123 Глава 4. ЕЛЕМЕНТИ, МЕТОДИ І ПРИЛАДИ ДЛЯ ГЕОДЕЗИЧНИХ РОЗМІЧУВАЛЬНИХ РОБІТ 126 4.1. Завдання розмічувальних робіт 126 4.2. Побудова горизонтального кута 126 4.3. Побудова довжини лінії 129 4.4. Побудова перевищень 132 4.5. Побудова створу 140 4.6. Побудова прямовисного напрямку 143 4.6.1. Способи механічної вертикалі 143 4.6.2. Спосіб оптичної вертикалі 146 4.6.2.1. Точність вимірювань приладами вертикального проеціювання 151 4.6.2.2. Основні перевірки приладів вертикального проеціювання 152 4.6.3. Непрямий спосіб передачі пунктів на монтажний горизонт 153 4.7. Побудова похилого напрямку 154 4.8. Побудова прямовисної площини 156 4.9. Побудова похилої площини 157 4.10. Автоматизація геодезичних розмічувальних робіт 158 Глава 5. ГЕОДЕЗИЧНІ СПОСОБИ РОЗМІЧУВАННЯ СПОРУД 165 5.1. Загальні відомості про способи розмічування споруд 165 5.2. Спосіб полярних координат 165 5.3. Спосіб створно-лінійних координат 166 5.4. Спосіб прямокутних координат 167 5.5. Спосіб полярно-прямокутних координат 168 5.6. Спосіб прямої кутової засічки 168 5.7. Спосіб замкнутого трикутника 171 5.8. Спосіб лінійної засічки 171 5.9. Спосіб створної засічки 171 5.10. Спосіб оберненої кутової засічки 172 5.11. Спосіб проектного полігона 173 5.12. Розмічування точок споруд методом редукування 174 5.13. Вплив похибок геометричних елементів побудов на точність визначення редукцій 179 5.14. Розмічування криволінійних елементів споруд 180 5.14.1. Загальні відомості про криві 180 5.14.2. Розмічування колових кривих 183 5.14.3. Розмічування перехідних кривих 188 5.14.4. Несиметричні та інвертні клотоїди 194 5.14.5. Вертикальні криві 195 Глава 6. ГЕОДЕЗИЧНИЙ КОНТРОЛЬ ФОРМИ ТА РОЗМІРІВ КОНСТРУКЦІЙ СПОРУД І ОБЛАДНАННЯ 198 6.1. Модульна система розмірів у будівництві 198 6.2. Геометрична точність у будівництві та машинобудуванні 199 6.2.1. Класифікація геометричної точності зведення інженерних споруд 199 6.2.2. Класифікація точності геометричних параметрів деталей машин та обладнання 202 6.3. Розрахунок точності геодезичних робіт за розмірними ланцюгами споруд та обладнання 206 6.4. Організація і вимоги до точності геодезичних вимірювань при монтажі обладнання 210 6.5. Класифікація операцій вивіряння геометрії елементів споруд та обладнання 213 6.6. Основні математичні залежності для визначення взаємного розташування елементів конструкцій 215 6.6.1. Основні параметри прямої та площини 215 6.6.2. Ознаки та умови взаємного розташування прямих і площин 221 6.6.3. Ознаки та умови розташування площин 222 6.6.4. Розташування точок відносно прямих 222 6 6.5. Взаємне розташування точок, прямих і площин 225 6.7. Методи і прилади для вивіряння геометричних параметрів конструкцій споруд та обладнання 226 6.7.1. Основні механічні прилади для контролю геометричних параметрів конструкцій 226 6.7.2. Вивіряння прямолінійності 227 6.7.3. Вивіряння співвісності 237 6.7.4. Вивіряння горизонтальності 243 6.7.5. Вивіряння висотного положення конструкцій 245 6.7.6. Вивіряння нахилу 246 6.7.7. Вивіряння вертикальності 250 6.7.8. Вивіряння паралельності 253 6.7.9. Вивіряння перпендикулярності 255 6.7.10. Вивіряння площинності 263 6.7.11. Вивіряння кривини 264 Глава 7. ТЕХНОЛОГІЧНІ ЗАСАДИ ГЕОДЕЗИЧНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ БУДІВНИЦТВА ІНЖЕНЕРНИХ СПОРУД 271 7.1. Розмічування головних та основних осей споруд 271 7.2. Детальні геодезичні розмічувальні роботи 274 7.2.1. Точність робіт 274 7.2.2. Розмічування осей споруд 275 7.3. Геодезичне забезпечення земляних робіт 276 7.4. Геодезичні роботи при будівництві фундаментів споруд 276 7.5. Геодезичні роботи при зведенні панельних будівель 279 7.6. Геодезичні роботи при зведенні каркасних будівель 283 7.7. Геодезичний контроль монтажу підкранових колій 285 7.8. Геодезичний контроль зведення висотних будівель 287 7.9. Геодезичний контроль зведення монолітних будівель 292 7.10. Геодезичні роботи при зведенні вежових споруд 294 7.11. Геодезичний контроль зведення щогл 297 7.12. Геодезичні роботи при укладанні підземних комунікацій 301 7.13. Геодезичний контроль будівництва автошляхів 303 7.14. Геодезичні роботи при будівництві залізниць 308 7.14.1. Контроль укладання колій 308 7.14.2. Контроль геометрії криволінійних колій 310 7.14.3. Визначення оптимальних горизонтальних зміщень колій на кривих 315 Глава 8. ГЕОДЕЗИЧНІ РОБОТИ У ГІДРОТЕХНІЧНОМУ БУДІВНИЦТВІ 319 8.1. Загальні відомості 319 8.2. Вимірювання глибин, визначення площі живого перерізу і витрат води ріки 320 8.3. Нівелювання рік 324 8.4. Обчислення приведених рівнів водотоку 328 8.5. Геодезичні роботи на водосховищах 330 8.6. Геодезичні роботи при будівництві каналів 331 8.7. Геодезичне забезпечення будівництва основних споруд ГЕС 333 8.8. Геодезичне забезпечення будівництва меліоративних систем 336 Глава 9. ГЕОДЕЗИЧНІ РОБОТИ ПРИ БУДІВНИЦТВІ МОСТОВИХ ПЕРЕХОДІВ 339 9.1. Основні вимоги догеодезичних робіт 339 9.2. Опорні геодезичні мережі мостових переходів 341 9.3. Розмічування центрів мостових опор 344 9.4. Геодезичне забезпечення зведення пілонів 346 9.5. Монтаж прогінної конструкції 349 9.6. Геодезичне забезпечення зведення аркових мостів 350 9.6.1. Загальні положення 350 9.6.2. Геодезичний контроль зведення опор арки 351 9.6.3. Геодезичний контроль збирання секцій арки 354 9.6.4. Геодезичний контроль монтажу секцій арки 358 9.6.5. Геодезичний контроль монтажу канатів арки 361 9.7. Геодезичний контроль зведення конусів насипу мостових опор 362 Глава 10. ІНЖЕНЕРНО-ГЕОДЕЗИЧНІ РОБОТИ В ТУНЕЛЕБУДУВАННІ 366 10.1. Основні відомості з вишукування та проектування тунелів 366 10.2. Геодезична мережа будівництва тунелю 368 10.2.1. Головна планова геодезична мережа 368 10.2.2. Основна і підхідна полігонометрія 368 10.2.3. Підземна полігонометрія 369 10.2.4. Тунельна тріангулатерація з витягнутих трикутників 369 10.2.5. Висотна геодезична мережа 371 10.3. Вимоги до точності побудови планово-висотної геодезичної мережі 372 10.4. Орієнтування підземних виробок 373 10.4.1.Струнно-вискові та оптичні способи передачі азимута в шахту 373 10.4.2. Гіроскопічний спосіб визначення азимута 380 10.4.3. Методика використання гіротахеометра у підземних виробках 384 10.5. Геодезично-маркшейдерське забезпечення будівництва тунелю 385 10.5.1. Основні етапи виконання робіт 385 10.5.2. Геодезично-маркшейдерський контроль виробки тунелю щитовим способом 386 10.6. Геодезичний контроль зведення похилого тунелю і монтажу ескалатора 389 10.7. Геодезичні вимірювання при укладанні залізничних колій 392 10.8. Геодезичні спостереження за осіданням і деформаціями при будівництві підземних споруд 394 Глава 11. ІНЖЕНЕРНО-ГЕОДЕЗИЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ БУДІВНИЦТВА СПЕЦІАЛЬНИХ СПОРУД 397 11.1. Геодезичне забезпечення зведення споруд з поверхнями обертання 397 11.1.1. Колова конічна поверхня 397 11.1.2. Колові циліндричні оболонки 399 11.1.3. Сферична оболонка 399 11.1.4. Коловий параболоїд 401 11.1.5. Однополий гіперболоїд обертання 403 11.1.6. Лінійчастий однополий гіперболоїд обертання 406 11.1.7. Гіперболічний параболоїд 408 11.1.8. Катеноїд 410 11.2. Геодезичне забезпечення будівництва НБК об'єкта "Укриття" ЧАЕС 412 11.2.1. Основні відомості 412 11.2.2. Визначення параметрів і точності формоутворення арки 413 11.2.3. Температурна деформація арки 415 11.2.4. Точність розмічування і виготовлення арки 416 11.2.5. Головна планова і висотна геодезична мережа НБК 417 11.3. Геодезичні вимірювання при монтажі резервуарів 418 11.4. Зведення монументальної скульптури 422 11.5. Монтаж обладнання головного циркуляційного контуру реактора АЕС 425 11.5.1. Головні конструктиви обладнання 425 11.5.2. Основні засади організації інженерно-геодезичних робіт 426 11.5.3. Розмірні ланцюги ГЦК і точність геодезичного забезпечення монтажу обладнання 430 11.6. Монтаж спеціального технологічного обладнання 433 Глава 12. ГЕОДЕЗИЧНИЙ МОНІТОРИНГ ІНЖЕНЕРНИХ СПОРУД 438 12.1. Види деформаційних зміщень інженерних споруд і земної поверхні 438 12.2.Закладання деформаційних реперів і марок 439 12.3. Визначення осідань і горизонтальних зміщень споруд та розрахунок точності геодезичних вимірювань 441 12.4. Методи вимірювання вертикальних зміщень 443 12.5. Методи вимірювання горизонтальних зміщень і кренів 443 12.6. Диференціальні методи визначення просторових зміщень споруд 453 12.6.1. Загальні положення 453 12.6.2. Визначення просторових зміщень точок споруд 454 12.6.3. Способи визначення деформаційних зміщень точок на площині 456 12.6.4. Способи визначення деформаційних зміщень у просторі 459 12.6.5. Узагальнений метод визначення горизонтальних зміщень та кренів 460 12.7. Електронно-рівневий спосіб вимірювання змін крену споруд 464 12.8. Температурна складова деформаційних зміщень споруд 466 12.8.1. Температурна складова крену споруди 466 12.8.2. Температурна складова вертикального зміщення споруди 469 12.9. Геодезичні вимірювання зміщень на зсувах 471 12.10. Вимірювання горизонтальних і вертикальних деформацій при геодинамічних дослідженнях 472 12.11. Прогнозування осідань споруд 474 12.12. Визначення періодичності спостережень за осіданнями споруд 478 12.13. Дослідження стабільності положення реперів і пунктів планово-висотних геодезичних мереж 480 12.14. Особливості інженерно-геодезичних спостережень за деформаціями телевежі Київського телецентру 482 12.15. Інженерно-геодезичний моніторинг об'єкта "Укриття" ЧАЕС 488 12.16. Інженерно-геодезичний моніторинг мостів 495 12.17. Інженерно-геодезичний моніторинг ГЕС 496 Глава 13. ОПТИМІЗАЦІЯ ПОЛОЖЕННЯ КОНСТРУКЦІЙ ІНЖЕНЕРНИХ СПОРУД 499 13.1. Оптимізація при вивірянні положення прямолінійних конструкцій 499 13.1.1. Постановка задач визначення оптимальних зміщень конструкцій 499 13.1.2. Оптимальність вивіряння монорейок 503 13.1.3. Оптимальне вивіряння підкранових колій 505 13.1.4. Визначення оптимальної довжини бази і перекосу коліс крану 510 13.1.5. Оптимізація положення багаторядних колій мостових і підвісних кранів 512 13.1.6. Оптимізація положення підкранових рейок за мінімумом рихтувальних робіт 515 13.1.7. Оптимізація положення підкранових рейок методом математичного програмування 516 13.1.8. Оптимізація положення підкранових балок 522 13.1.9. Спільне визначення елементів рихтування підкранових балок і рейок 523 13.1.10. Вивіряння планово-висотного положення їздових балок підвісного крана 527 13.1.11. Оптимізація робіт при вивірянні анкерів та опорних плит технологічного обладнання 533 13.1.12. Оптимальна локалізація осей ліфтового обладнання в шахті 538 13.1.13. Оптимальність виправлення профілю лінійних споруд 543 13.1.14. Вивіряння та оптимізація планово-висотного положення обертових печей 544 13.1.15. Визначення оптимального висотного положення похилого конвеєра 553 13.2. Оптимізація положення криволінійних споруд 556 13.2.1. Оптимальне проектування криволінійних споруд у профілі 556 13.2.2. Оптимізація положення колових конструкцій споруд та обладнання 560 13.2.3. Оптимізація положення еліптичної та параболічної кривих 564 13.2.4. Вивіряння планово-висотного положення машин неперервного литва заготовок 565 13.3. Оптимізація при вивірянні плоских конструкцій 568 13.3.1. Вимірювання нахилу фундаментів споруд та обладнання 568 13.3.2. Визначення оптимального положення площини монтажного горизонту 572 13.3.3. Оцінювання точності параметрів оформлювальної та контактної площин... 575 13.4. Оптимізація при вивірянні просторових споруд 577 13.4.1. Основи вивіряння і визначення оптимальних параметрів виправлення положення просторових конструкцій 577 13.4.2. Визначення складових деформації споруд при контролі їх форми і розмірів методом лінійних перетворень координат 579 13.4.3. Визначення деформаційних зміщень споруд методом апроксимації 584 13.4.4. Контроль форми і визначення деформацій підвісних поверхонь 585 13.4.5. Контроль форми і визначення деформації поверхонь другого порядку 588 13.4.6. Контроль форми та визначення деформаційних зміщень оболонок способом порівняння радіусів 590 Глава 14. ОРГАНІЗАЦІЯ ІНЖЕНЕРНО-ГЕОДЕЗИЧНИХ РОБІТ 593 14.1. Геодезичні служби у вишукувальних та будівельно-монтажних організаціях 593 14.2. Проекти виконання інженерно-геодезичних робіт для зведення та моніторингу інженерних споруд 595 14.3. Забезпечення і контроль якості геодезичних вимірювань 597 14.4. Виконавче знімання і генеральні плани 598 14.5. Охорона праці, технічна та радіаційна безпека в інженерно-геодезичному виробництві 603 14.5.1. Організація системи охорони праці та безпечного виконання робіт 603 14.5.2. Основні правила охорони праці й технічної безпеки робіт 605 Предметний покажчик 607 Список використаної літератури 611