CC BY
54
32. Grood E.S., Suntay W.J. A joint coordinate system for the clinical description of three-dimensional motions: application to the knee // Journal of biomechanical engineering. 1983. V. 105. N. 2. P.136-144.
33. Цветков В.Я. Картина мира как образовательная парадигма // European Social Science Journal. 2013. № 10-1 (37). C. 28-34.
34. Богомолов Ю.А., Исаев Л.К. К вопросу о внесении изменений в Федеральный закон «Об обеспечении единства измерений» // Законодательная и прикладная метрология. 2012. №. 1. С. 11-15.
35. Niehrs C. On growth and form: a Cartesian coordinate system of Wnt and BMP signaling specifies bilaterian body axes // Development. 2010. Vol. 137. N. 6. P. 845-857.
36. Pick M., Simon Z. Closed formulae for transformation of the cartesian coordinate system into a system of geodetic coordinates // Studia geophysica et geodaetica. 1985. V. 29. N. 2. P. 112-119.
37. Бородко А.В., Бугаевский Л.М., Верещака Т.В., Запрягаева Л.А., Иванова Л.Г., Книжников Ю.Ф., Савиных В.П., Спиридонов А.И., Филатов В.Н., Цветков В.Я. Геодезия, картография, геоинформатика, кадастр: Энциклопедия. В 2 томах. / Под редакцией А.В. Бородко, В.П. Савиных. - М.:, 2008. Т. I А-М.
38. Soler T., Hothem L.D. Coordinate systems used in geodesy: Basic definitions and concepts // Journal of surveying engineering. 1988. V. 114. N. 2. P. 84-97.
Сведения об авторе
Алексей Владимирович Буравцев
Зам. дир. Института информационный технологий
и автоматизированного проектирования
РТУ МИРЭА
Россия, Москва
Эл. почта: [email protected]
Information about author
Alexey Vladimirovich Buravtsev
Deputy Director of the Institute of Information Technologies and Computer-Aided Design RTU MIREA Moscow, Russia E-mail: [email protected]
УДК 519.113.115+681.3 В.В. Ознамец
ГРНТИ 36.23.25 МИИГАиК
ГЕОДЕЗИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ФУНКЦИОНИРУЮЩИХ ОБЪЕКТОВ
Статья исследует геодезическое обеспечение, применяемое при контроле и наблюдении функционирующих объектов. Показано различие между геодезическим обеспечением функционирующих объектов и геодезическим обеспечением строящихся объектов. Показано различие между геодезическим обеспечением функционирующих объектов и геотехническим мониторингом. Статья раскрывает содержание методов геодезического обеспечения. Детализируются следующие методы: визуально-инструментальные, геодезические, параметрические, виброметрические, геофизические, гидрогеологические и температурные. Анализ работы показывает необходимость использования моделирования как основы геодезического обеспечения. Анализ работы показывает необходимость использования геоданных и геоинформатики для интеграции наблюдений и комплексной оценки состояния объекта.
Ключевые слова: геодезическое обеспечение, мониторинг, методы наблюдений, моделирование, интеграция, геоданные.
V.V. Oznamets
MIIGAiK
GEODETIC SUPPORT OF FUNCTIONING OBJECTS
The article explores the geodetic support used in monitoring and observing functioning objects. The difference between the geodetic support of functioning objects and the geodetic support of facilities under construction is shown in paper. The difference between the geodetic support of functioning objects and geotechnical monitoring is shown. The article reveals the content of methods of geodetic support. The following methods are described in the article: visual-instrumental methods of observation, geodetic measurement methods, parametric measurements, vibrometric methods, geophysical methods, hydrogeological methods and methods of measuring temperature. The conducted studies show the need to use modeling as the basis of geodetic support. An analysis of the work shows the need to use geodata and geoinformatics for the integration of observations and a comprehensive assessment of the state of an object.
Key words: geodetic support, monitoring, methods of observation, modeling, integration, geodata.
Введение
Геодезическое обеспечение включает не только комплекс технологий по обслуживанию строительства [1-3] и формирования территориальных зон [4], но и включает методы контроля уже функционирующих объектов и инженерных сооружений. К таким объектам относится транспорт [5-7], информационное управляющее пространство [8], поддержка управления [9], образование [10] и другие направления. Основу геодезического обеспечения функционирующих объектов и инженерных сооружений составляет геотехнический мониторинг [11] и геомониторинг. Все виды мониторинга на земной поверхности обобщенно называют геомониторинг [12-18]. Мониторинг геотехнических объектов [19] является частным видом геомониторинга и его называют геотехническим мониторингом [11, 20]. Мониторинг окружающей среды [21-23] не всегда является геотехническим мониторингом. Мониторинг геотехнических объектов, в котором используют методы геоинформатики, называют геоинформационным мониторингом [24]. Особенность геоинформационного мониторинга в том, что методически он интегрирует разные типы информации и разные технологии в единый комплекс. Это делает геоинформационный мониторинг основой современного геодезического обеспечения. Геомониторинг и геотехнический мониторинг является средством геодезического обеспечения эксплуатации крупных инженерных комплексов, включая гидротехнические сооружения, атомные и тепловые электростанции, промышленные предприятия, линейные сооружения. Современное геодезическое обеспечение функционирующих объектов и инженерных сооружений строится на основе специализированных технологий или на основе комплекса разных технологий.
Содержание геодезического обеспечения функционирующих объектов
Геодезическое обеспечение можно анализировать с системных позиций [25]. Геодезическое обеспечение функционирующих объектов включает совокупностью принципов, методов и технологий определения геометрических и физических параметров объектов, явлений и процессов. Геодезическое обеспечение строящихся объектов ГОС основной задачей и основными функциями имеет контроль строительных работ (Кстр) данного объекта, контроль соответствия строящегося объекта проектному заданию (Кпр).
ГОС = Ф1(Кпр, Кстр, Кснстр, Кспз, Кврс) (1)
Выражение (1) Включает параметры: Кснстр - контроль соответствия строительства общим нормативам строительных работ; Кспз - контроль соответствия строительства общим нормативам проектирования, Кврс - контроль временных сроков строительства данного объекта.
Геодезическое обеспечение функционирующих (ГОФ) объектов основной задачей имеет контроль состояния объекта (Кс) и контроль его соответствия требованиям эксплуатации (Кэ) для данного объекта.
ГОФ = Ф2(Кс, Кэ, Кснэ, Кжци, Ккф) (2)
Выражение (2) Включает параметры: Кснэ - контроль соответствия объекта общим нормативам эксплуатации; Кжци - контроль жизненного цикла и износа объекта, Ккф - контроль конъюнктурных факторов, влияющих на состояние объекта.
Для геодезического обеспечения выделяют следующие ключевые показатели: объект на-
блюдения, поле наблюдения, поле обеспечения. Из всего поля геодезического обеспечения выделяют часть поля, которая наиболее существенно влияет на проведение обеспечения. Эта часть поля включает объект и окружающее его пространство. Ее моделируют с помощью специальной информационной модели, которую называют моделью информационной ситуации [26-29]. Информационная ситуация помогает описать и связать состояние объекта наблюдения с факторами внешней среды.
При геодезическом обеспечение функционирующих объектов выделяют методы геодезического обеспечения. Иногда используют модель функционирующего объекта. Современное геодезическое обеспечение включает математическое и логическое обеспечение [30]. Хотя основу геодезического обеспечения функционирующих объектов составляет геотехнический мониторинг, между ними есть функциональное различие. Функции геотехнического мониторинга (ФГТМ) можно отобразит выражением.
ФГТМ= ДПЩ)+ЦНф (3)
В выражении (3): ДПН - периодические наблюдения с длительным периодом, ЦН - циклические наблюдения с коротким периодом. Функции геодезического обеспечения функционирующих объектов (ФГО) можно отобразит выражением.
ФГО= ПК+ ДПЩ)+ЦЩ) + КН (4)
В выражении (4): ПК - постоянный контроль, ДПН - периодические наблюдения с длительным периодом, ЦН - циклические наблюдения с коротким периодом, КН - конъюнктурные наблюдения. Сравнивая (3) и (4) можно записать
ФГО= ПК+ ФГТМ + КН (5)
Выражение (5) говорит о том, что функции геодезического обеспечения являются более общими и включают в себя функции геотехнического мониторинга. Функция ПК не зависит от времени и осуществляется постоянно. Например, это могут быть противопожарные датчики или датчики деформаций. Функция ПК не зависит от времени и осуществляется по требованию. Например, в случае чрезвычайных ситуаций.
Современное геодезическое обеспечение включает не только технологии измерения и наблюдения, но технологии накопления опыта и решения научных задач. Научная компонента геодезического обеспечения включает два направление. Первое направление связано с совершенствованием технологий и методов измерения. Второе направление научной компоненты геодезического обеспечения представляет собой инновационные исследования. Это задает особенность геодезического обеспечения - интеграцию с другими научными направлениями.
Методы геодезического обеспечения
При проведении геодезического обеспечения применяют следующие методы: визуально-инструментальные, геодезические, параметрические, виброметрические, геофизические, гидрогеологические и температурные.
Визуально-инструментальный метод геодезического обеспечения
Визуально-инструментальный метод состоит из оптических наблюдений [31] и инструментальных измерений. Визуально-инструментальный метод позволяет вести наблюдения за сооружениями инфраструктуры, поверхностью прилегающего грунта, включая трассы инженерных коммуникаций. Инструментальные наблюдения за раскрытием существующих трещин в конструкциях зданий и сооружений осуществляется путем:
• установки на трещины маяков различного типа, используемых в качестве индикаторов процесса развития трещинообразования;
• периодических измерений ширины раскрытия трещин с применением ручных портативных деформометров, микроскопов, щупов, щелемеров;
• применения автоматизированных средств измерений (АСИ) при измерении раскрытия трещин в труднодоступных местах, быстропротекающих процессов или в случае применения автоматизированной системы мониторинга (АСМ).
Наблюдение за развитием трещин по длине осуществляется путем фиксации поперечными штрихами с указанием даты. По результатам визуально-инструментального мониторинга составляется:
• ведомости зафиксированных в конструкциях сооружения дефектов и повреждений с
указанием их характера и местоположения;
• карты дефектов, нанесенные на схематические фасады, планы и разрезы зданий;
• журналы наблюдения за маяками (с указанием номеров и мест расположения маяков, даты их установки и дат наблюдения);
• материалы фотосъемки по обнаруженным дефектам и повреждениям.
Геодезический метод наблюдений
Геодезические методы [32] используют для измерения вертикальных и горизонтальных перемещений искусственных сооружений, земной поверхности, грунтового массива по глубине. Геодезические методы основаны на применение нивелиров, теодолитов, тахеометров, сканеров (в том числе оптических, электронных, лазерных и др.) и приемников ГНСС. При осуществлении циклических и разовых наблюдений геодезическими методами измеряют следующие параметры:
• вертикальные перемещения (осадки, вертикальные сдвиги, просадки, подъемы, прогибы и т.п.);
• горизонтальные перемещения (сдвиги);
• наклоны (крены).
Дополнительно к штатным наблюдениям к задачами геодезического обеспечения относятся следующие виды работ:
• определение участков, подверженных наибольшим отклонениям от первоначального положения;
• выявление величины и направления деформационных процессов;
• выявление закономерностей, позволяющих спрогнозировать дальнейшее развитие деформационных процессов.
При проведении мониторинга с применением геодезических методов следует соблюдать требования ГОСТ 24846-2012.
Геодезическое обеспечение проводят в определенной последовательности: разработка программы работ геодезического обеспечения; рекогносцировка на местности и определение мест расположения опорных геодезических знаков высотной и плановой основы вне зоны возможных деформаций; установка деформационных марок на объекте; осуществление высотной и плановой привязки установленных опорных геодезических знаков; проведение нулевого цикла измерений положения контролируемых деформационных марок; периодические геодезические измерения вертикальных и горизонтальных перемещений и кренов; обработка и анализ результатов наблюдений; составление отчетной документации.
Перечень используемых геодезических методов и приборов выбирают в зависимости от требуемой точности измерений, особенностей контролируемых объектов, а также характеристик грунтов. Необходимо, исходя из исходных данных, определить периодичность проведения измерений. Дополнительно необходимо получить следующую информацию.
• сведения о наличии пунктов государственной геодезической сети, а также знаков, установленных для целей строительства;
• данные о системе координат и высотных отметок;
• сведения о ранее выполненных работах по определению деформаций и связь их с последующими работами;
• описание мест закладки геодезических знаков, обоснование выбора типа знаков;
• предварительную схему измерительной сети, точность определения деформаций;
• методы измерений горизонтальных и вертикальных перемещений, применяемые инструменты;
Камеральную обработку результатов геодезических измерений (проверка полевых журналов, уравнивание ходов, расчёты по оценке точности и подготовка материалов для отчетной документации) выполняют отдельно по каждому циклу. При использовании геодезических методов составляются три вида отчетной документации:
- отчет по результатам нулевого цикла, включающий исполнительные схемы опорной геодезической сети и расположение деформационных марок, первичные результаты измерений, являющиеся реперными для последующих измерений.
- промежуточные отчеты (информационные справки), предоставляемые в процессе ведения измерений, содержащие пояснительную записку и результаты измерений в виде таблиц и
графиков.
—окончательный отчет, по результатам всех геодезических измерений на объекте.
Параметрический метод геодезического обеспечения
К параметрическим методам [33] геодезического обеспечения относится:
— скважинная инклинометрия (определение поперечных смещений измерительных точек вдоль линейного профиля);
— скважинная экстензометрия (определение продольных смещений измерительных точек относительно линейного профиля);
— тензометрические измерения (фиксация деформаций в основании под подошвой фундамента, под пятой сваи, в несущих конструкциях и др. с применением тензометров);
— измерения давления (грунтового массива, на контакте конструкции с основанием, поро-вое давление подземных вод);
— измерения усилий (в анкерных креплениях ограждающих и подпорных конструкциях, свайных фундаментах).
Параметрические методы геодезического обеспечения основываются на количественном и качественном определении свойств контролируемого объекта. На основе совокупности измеренных параметров строят фактофиксирующие модели [34], которые позволяют с помощью заданной номенклатуры параметров количественно и качественно оценить состояние исследуемого объекта. При параметрических методах геодезического обеспечения измеряют абсолютные значения контролируемых параметров и оценивают их изменение во времени. Контроль отдельных параметров проводят с использованием информационно-измерительных систем [35] и датчиков, устанавливаемых в заранее определенные измерительные точки.
При измерениях напряжений в арматуре и бетоне следует использовать закладные точечные тензодатчики (струнные, электрические, оптоволоконные). Датчики следует устанавливать на различных высотных отметках ограждающей конструкции с шагом не более 5 метров. Результаты измерений группы датчиков, объединенных в измерительное сечение, должны анализироваться совместно.
При измерениях напряжений в стальных распорных элементах объекта следует применять накладные точечные тензодатчики (струнные, электрические, оптоволоконные). Измерительные датчики устанавливаются группами (4 датчика, расположенные ортогонально по окружности) в центральной части распорного элемента. Количество контролируемых распорных элементов, а также предельно допустимые значения относительных деформаций устанавливаются в программе мониторинга на основе результатов расчетов распорной системы котлована.
При измерениях напряжений в тягах анкерных устройств следует применять датчики усилий (гидравлические, тензорезисторные). Количество измерительных точек для контроля усилий в анкерных креплениях - не менее 10% от общего числа анкеров. При контроле послойных осадок грунтового массива, окружающего сооружения (I и II уровня ответственности) следует применять скважинные стационарные (стержневые, струнные, звеньевые, оптоволоконные) и портативные (одноточечные и двухточечные) экстензометры. Количество контролируемых скважин, их глубина и количество измерительных точек в каждой скважине устанавливаются в программе мониторинга на основе результатов геотехнического прогноза влияния строительства.
В отдельных случаях допускается интеграции измерительных датчиков или измерительных систем, устанавливаемых в несущих конструкциях и грунтах основания сооружения. При выборе измерительных датчиков и приборов необходимо учитывать специфические условия, в которых они будут эксплуатироваться, включая:
— механическое, гидромеханическое или термомеханическое взаимодействия между компонентами системы геотехнических измерений (например, датчиками, линиями связи) и средой, в которой установлены компоненты;
— условия окружающей среды (агрессивные грунтовые воды и газы; давление грунта; электромагнитные помехи), которые могут влиять на установленные измерительные датчики и приборы;
— уязвимость информационной связи внутри системы мониторинга (длинные измерительные линии, которые часто проходят через зоны ведения строительных работ).
Измерительные датчики и приборы должны обладать необходимой надежностью, чтобы
эффективно выполнять свои функции в течение всего жизненного цикла, с учетом воздействия окружающей среды.
При геодезическом обеспечении необходимо предусмотреть меры для снижения влияния внешних факторов на результаты измерений: применение датчиков с автоматической компенсацией температурных воздействий и перепадов атмосферного давления, с защитой от перепадов напряжения; применение материалов с низким коэффициентом теплового расширения, высокой коррозионной стойкостью.
В разделе параметрических методов программы геодезического обеспечения должны содержаться: перечень контролируемых параметров и оборудования; схемы расположения измерительных точек, и устанавливаемых в них датчиков и приборов; предельные значения контролируемых параметров; способ установки датчиков и приборов на объекте, порядок и периодичность проведения измерений. На основе проведенных измерений и их анализа строят интерпретирующие модели [34, 36-38]. Именно интерпретирующие модели дают более полную информацию об объекте наблюдения.
Виброметрический метод геодезического обеспечения
Виброметрический метод [39] геодезического обеспечения осуществляет контроль допустимого уровня вибраций сооружений и их оснований в период строительства и после его завершения. При оценке допустимости вибраций следует исходить из обеспечения: эксплуатационной надежности строительных конструкций и оснований; штатного функционирования виброчувствительного оборудования.
В состав работ по виброметрическому геотехническому мониторингу входят системно организованные инструментальные наблюдения за вибрациями и их контроль, выполняемые в соответствии с программой геотехнического мониторинга. Вибрационные обследования проводят в целях получения фактических данных об уровнях вибраций грунта и конструкций фундаментов сооружений при наличии динамических воздействий от: стационарного оборудования, установленного или планируемого к установке внутри или вблизи сооружения; автомобильного и железнодорожного транспорта и метрополитена; строительного оборудования; взрывные работы и т.д.
В состав комплекта исходной документации для разработки программы геодезического обеспечения следует включать материалы прогноза влияния проведения земляных и строительно-монтажных работ на соседних территориях на прочность и устойчивость наблюдаемых зданий. При оценке вибраций измеряют параметры вибраций (виброперемещения, виброскорости, виброускорения). В виброметрическом разделе программы геодезического обеспечения указывают измеряемые параметры вибраций, точки и направления измерений, предельные уровни вибраций, периодичность измерений.
Примечание. В необходимых случаях рекомендуется предусматривать непрерывный режим виброметрических наблюдений с индикационным датчиком. Предельные уровни вибраций устанавливаются с учетом имеющихся нормативных документов. В особых случаях, в том числе для уникальных зданий и сооружений, зданий исторической застройки, памятников архитектуры, истории и культуры, находящихся в предаварийном или аварийном техническом состоянии, предельные уровни вибраций рекомендуется назначать специализированным организациям на основе опытных исследований.
Геофизический метод геодезического обеспечения
Геофизические измерения [40] в составе геодезического обеспечения предназначены для фиксации и оценивания изменений состояния строительных конструкций и геологической среды. Эти изменения зависят от разных причин, вызванных техногенными или природными факторами. Геофизический метод геодезического обеспечения применяют в условиях ограниченных возможностей использования прямых методов измерений.
По результатам геофизических наблюдений оценивают пространственно-временные изменения напряженно-деформированного состояния (НДС) грунтов оснований, а также изменения особенностей их залегания в массиве (зоны разуплотнения, обводнения и прочее). В современной интерпретации это означает сбор геоданных, которые включают пространственно временные и специальные характеристики. Геофизические наблюдения могут выполняться: в основаниях и строительных конструкциях подземных частей возводимых сооружений, в т.ч. окружающей застройки; на участках развития опасных геомеханических процессов (оползни, карст, подтопление и т.п.). Геофизические наблюдения состоят из следующих полевых работ:
• подготовки мест измерений в массиве и строительных конструкциях;
• монтажа измерительного оборудования;
• проведения измерений;
• занесения результатов измерений в полевые журналы, акты снятия показаний и т. д., и их освидетельствование.
При геофизических наблюдениях за изменениями состояния грунтов оснований и строительных конструкций, как правило, применяют акустические, электромагнитные и ядерно-физические методы. Периодичность геофизических измерений при выполнении геодезического обеспечения определяется в зависимости от назначения сооружения, степени влияния контролируемых параметров на состояние оснований и конструкций сооружения и фиксируемой скорости их изменения во времени. Использование конкретных методов геофизических наблюдений, определяется в зависимости от контролируемых параметров
Гидрогеологический метод геодезического обеспечения
Гидрогеологический метод [41] геодезического обеспечения включает в себя комплекс работ по определению изменений уровня подземных вод (УПВ) или величин пьезометрических напоров в водоносных горизонтах на строительной площадке и на прилегающей территории в период строительства и реконструкции объекта, а также на начальном этапе его эксплуатации.
Целью гидрогеологического мониторинга является контроль над изменениями УПВ или пьезометрических напоров для своевременного принятия мер по исключению негативного влияния указанных изменений на сооружения и коммуникации, расположенные на близлежащей территории, а также на строящееся сооружение, включая опасность всплытия объекта строительства. Гидрогеологический мониторинг следует выполнять для вновь возводимых и реконструируемых сооружений уровней ответственности КС-3 (повышенный) и КС-2 (нормальный) при изменении положений УПВ, вызванных:
— влиянием подземной части сооружения или способов его строительства, в т.ч. при реконструкции, на изменение естественного положения УПВ или величины пьезометрического напора;
— водопонижением или проявлением барражного эффекта в результате перекрытия фильтрационного потока подземных вод.
Контроль над положением УПВ следует проводить при расположении строящегося объекта на склоне, где в результате дождей малой обеспеченности возможна потеря его устойчивости из-за значительного увлажнения грунтового массива.
При расположении строительства в непосредственной близости к особо охраняемым территориям, национальным паркам и т.п. следует контролировать на указанных территориях или их границах отсутствие влияния строящегося сооружение на изменение УПВ относительно естественных значений. Гидрогеологический мониторинг допускается не проводить в случаях, когда новое строительство практически не оказывает влияние на режим подземных вод. К таким случаям относятся: дно котлована расположено не менее чем 0,5 м выше расчетного УПВ; непроницаемое ограждение котлована или подземная часть строящегося сооружения перекрывает водоносный горизонт не более чем на 30% его мощности.
Расчетный уровень определяется с учетом величины сезонных колебаний УПВ. Система гидрогеологического мониторинга должна быть подготовлена не менее чем за 1 месяц до начала строительных работ, которые могут оказать влияние на изменение фильтрационного режима одного или нескольких водоносных горизонтов в зоне влияния строящегося объекта. В указанный период рекомендуется выполнить 2-3 цикла наблюдений, включая начальный, для определения естественного положения УПВ на площадке.
Организация системы гидрогеологического мониторинга на стройплощадке должна выполнятся в соответствии с программой мониторинга. В составе программы определяются количество скважин и места их расположения, конструкция скважин, периодичность циклов наблюдений, продолжительность мониторинга с четким указанием условий его прекращения (завершение строительства, осушение грунтового массива постоянным дренажными устройствами).
Разработка системы гидрогеологических наблюдений в составе программы геотехнического мониторинга, основывается на результатах прогнозных расчетов, выполняемых аналитическими или численными методами. Система наблюдательных скважин должна обеспечивать возможность построения карт гидроизогипс [42] контролируемых водоносных горизонтов на
различных этапах строительства.
При назначении интервала установки фильтровых звеньев наблюдательных скважин следует предусмотреть возможность возникновения аварийных ситуаций, когда при нарушении водопроницаемости ограждения котлована может резко понизится УПВ в наблюдаемом водоносном пласте. Замеры УПВ в наблюдательных скважинах выполняются гидрогеологической рулеткой, электроуровнемером, автоматическим регистратором с электронной памятью. Проверка работоспособности и конструктивной целостности наблюдательных скважин должна проводится не реже 2 раз в год. В случае выхода скважин из строя рядом следует пробурить новую скважину с теми же конструктивными параметрами.
При наблюдениях за изменениями уровней (напоров) нескольких водоносных горизонтов, на которые распространяется влияние нового строительства, следует организовать кусты наблюдательных скважин, в которых каждая скважина обслуживает соответствующий горизонт.
При осуществлении гидрогеологического мониторинга целесообразно определять температуру подземных вод, что позволит определить причину отклонения замеренных УПВ от прогнозных значений в связи со значительными утечками из водонесущих коммуникаций (водопровод, теплосети, канализация). При значительных отклонениях УПВ от прогнозных, или нештатных изменениях температуры подземных вод следует определить их причину и наметить мероприятия, устраняющие эти явления.
В результатах гидрогеологического мониторинга, на основе временной модели, должен быть определен период восстановления УПВ после возведения подземной части объекта или отключения системы водопонижения с целью контроля за отсутствием превышения восстановленного уровня над расчетным, что весьма важно при условии возможности всплытия построенных сооружений.
В отчетной документации по результатам гидрогеологических наблюдений должны приводиться графики изменения УПВ во времени, анализ и оценка причин, вызвавших изменения УПВ, выводы по результатам наблюдений и рекомендации по сохранению работоспособности наблюдательных скважин, устранению возможных нештатных ситуаций.
Температурный метод геодезического обеспечения
Температурные наблюдения в рамках геодезического обеспечения выполняются для получения достоверной информации о температуре грунтов на различной глубине. Полевые измерения температуры грунтов должны проводиться в соответствии с программой геотехнического мониторинга для контроля и оценки изменений, происходящих в тепловом режиме грунтов в результате возведения сооружений. Температурные наблюдения, как и другие методы, геодезического обеспечения должны сопровождаться моделированием и выявлением закономерностей.
Измерения температуры грунтов проводят в заранее подготовленных и выстоянных термометрических скважинах. Измерения выполняют термоизмерительными комплектами, представляющими собой «заленивленные» ртутные термометры или электрические датчики температуры с соответствующей измерительной аппаратурой. Также используют устройства для накопления информации (логгеры) [43]. Оборудование термометрических скважин, а также требования к измерительному оборудованию должно соответствовать требования ГОСТ 253582012. В отчетной документации по результатам температурных наблюдений должны приводиться данные измерений в виде графиков и таблиц, анализ изменения температурного режима грунтов в период строительства, выводы по результатам наблюдений и рекомендации по сохранению температурного режима в случае его изменения. Все это возможно при использовании информационного моделирования и информационных моделей.
Заключение
Целью геодезического обеспечения является обеспечение эксплуатационной надежности объектов и сооружений за счет своевременного выявления изменения контролируемых параметров конструкций и грунтов оснований, которые могут привести к переходу объектов в ограниченно работоспособное или аварийное состояние. Как показывает опыт современно геодезическое обеспечение представляет собой комплекс существенно разных технологий. Для каждой технологии необходимо применять методы моделирования и информационного моделирования. Эффективность применения всего комплекса геодезического обеспечения определяется возможностью интеграции разнообразных работ в единую систему. Основой для создания интегрированной системы геодезического обеспечения являются методы геоинформатики. Следовательно, современная организация геодезического обеспечения функционирующих объек-
тов должна опираться на методы геоинформатики, а в отдельных случаях на космический мониторинг и методы ДДЗ.
Библиографический список
1. Ознамец В.В., Цветков В.Я. Геодезическое обеспечение строительства // Славянский форум. 2019. № 2 (24). С. 137-141.
2. Биндер И.О., Мурзинцев П.П. Об учете погрешностей геодезического обеспечения при строительстве, мониторинге и предрасчетах деформаций трубопроводов // Геодезия и картография. 2015. № 6. С. 13-16.
3. Кузнецов О. Геодезическое обеспечение строительства и эксплуатации сооружений. -Оренбург.: ГОУ ОГУ, 2008. 209 с.
4. Ознамец В.В. Геодезическое обеспечение формирования охранных зон линейных объектов // Славянский форум. 2018. № 1 (19). С. 42-48.
5. Ознамец В.В. Геодезическое обеспечение транспортной сферы // Славянский форум. 2018. № 2 (20). С. 50-56.
6 Булгаков С.В. Развитие методов геодезического обеспечения железной дороги // Наука и технологии железных дорог. 2018. № 2 (6). С. 25-35.
7. Ознамец В.В. Геодезическое обеспечение цифровой железной дороги // Наука и технологии железных дорог. 2018. № 3 (7). С. 64-70.
8. Ознамец В.В. Геодезическое обеспечение радиорелейного информационного пространства // Наука и технологии железных дорог. 2019. № 1 (9). С. 46-52.
9. Ознамец В.В. Геодезическое обеспечение управления региональной системой // ИТ-НОУ: Информационные технологии в науке, образовании и управлении. 2018. № 6. С. 26-34.
10. Ознамец В.В. Геодезическое обеспечение дополнительных образовательных программ // Современное дополнительное профессиональное педагогическое образование. 2018. № 3.С. 23-31.
11. Цветков В.Я. Геоинформационный геотехнический мониторинг // Науки о Земле. 2012. №4. С. 054-058.
12. Ильичев В.А., Коновалов П.А., Никифорова Н.С. Особенности геомониторинга при возведении подземных сооружений в условиях тесной городской застройки // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1999. №. 4. С. 20-26.
13. Ознамец В.В., Цветков В.Я. Геомониторинг: Монография. - М.: МАКС Пресс, 2018. 112 с.
14. Bernard R., Pacovsky J., Zemánek I. Geo-monitoring performed during the construction of the Valík highway tunnels // Tunnelling and Underground Space Technology. 2006. Vo. 21. N. 3-4.
15. Маркелов В.М., Цветков В.Я. Геомониторинг // Славянский форум, 2015. № 2 (8). С. 177-184.
16. Мальцев А.В., Астафьева Н.С., Булавкина Ю.В. Значение геомониторинга при новом строительстве и реконструкции // Региональное развитие: электронный научно-практический журнал. 2014. № 3-4.
17. Зятькова Л.К., Лесных И.В. Геомониторинг природной среды. - Сиб. гос. геодез. акад. (СГГА), 2004.
18. Sharapov R., Kuzichkin O. The polarizing characteristics of electrolocation signals and their analysis in geomonitoring system // International Multidisciplinary Scientific GeoConference: SGEM: Surveying Geology & mining Ecology Management. 2013. Vo. 2. P. 913.
19. Цветков В.Я., Кужелев П.Д. Железная дорога как геотехническая система // Успехи современного естествознания. 2009. № 4. C. 52.
20. Шереметов И.М., Курдюк А.Ю. Геотехнический мониторинг основания зданий и сооружений Астраханского кремля // Геология, география и глобальная энергия. 2011. №. 4. С. 8-14.
21. Королев В.А. Мониторинг геологической среды. - М.: МГУ, 1995. 270 с.
22. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. - Л.: Гидрометеоиз-дат, 1984. 560 с.
23. Епишин В.К., Трофимов В.Т. Особенности взаимодействия геологической среды и инженерных сооружений // Теоретические основы инженерной геологии. Социально- экономические аспекты / под ред. Акад. Е.М. Сергеева. - М.: Недра, 1985. C. 32-36.
24. Цветков В.Я. Геоинформационный мониторинг // Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка. 2005.№ 5. C. 151-155.
25. Цветков В.Я., Ознамец В.В., Филатов В.Н. Геодезическое обеспечение как сложная система // Информация и космос. 2019. № 2. C. 88-92.
26. Tsvetkov V.Ya. Information Situation and Information Position as a Management Tool // European researcher. 2012, 12-1 (36), P. 2166-2170.
27. Павлов А.И. Пространственная информационная ситуация // Славянский форум. 2016. № 4 (14). С. 198-203.
28. Лотоцкий В.Л. Информационная ситуация и информационная конструкция // Славянский форум. 2017. № 2 (16). С. 39-44.
29. Цветков В.Я. Систематика информационных ситуаций // Перспективы науки и образования. 2017. № 5 (29). С. 64-64.
30. Ознамец В.В. Логика геодезического обеспечения // Славянский форум. 2018. № 3 (21). С. 114-119.
31. Молотов И.Е. и др. ручная сеть оптических инструментов для астрометрических и фотометрических наблюдений // Известия Главной астрономической обсерватории в Пулкове. 2009. Т. 219. № 1. С. 233-248.
32. Бородко А.В., Бугаевский Л.М., Верещака Т.В., Запрягаева Л.А., Иванова Л.Г., Книжников Ю.Ф., Савиных В.П., Спиридонов А.И., Филатов ВЖ, Цветков В.Я. Геодезия, картография, геоинформатика, кадастр: Энциклопедия. В 2 томах. / Под редакцией А.В. Бородко, В.П. Савиных. - М., 2008. Том I А-М.
33. Меньшиков С.С. Методы параметрической диагностики грунтовых насосов систем гидротранспорта // Обогащение руд. 2012. № 2. С. 37-39.
34. Цветков В.Я. Фактофиксирующие и интерпретирующие модели // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2016. № 9-3. С. 487-487.
35. Цветков В.Я. Информационно измерительные системы и технологии в геоинформатике. - М.: МАКС Пресс, 2016. 94 с.
36. Чехарин Е.Е. Интерпретация в информационном поле // Славянский форум. 2018. № 2 (20). С. 110-117.
37. Чехарин Е.Е. Методы и алгоритмы информационной интерпретации // Образовательные ресурсы и технологии. 2016. № 5 (17). С. 39-49.
38. Чехарин Е.Е. Метод информационной интерпретации // ИТИОУ: Информационные технологии в науке, образовании и управлении. 2018. № 1. С. 62-71.
39. Роготнева А.М., Трифанов М.Г. Исследование виброметрического метода контроля состояния армировки шахтных стволов // ручные исследования и инновации. 2010. Т. 4. № 1. С. 95-99.
40. Ельцов ИЛ. и др. Интерпретация геофизических измерений в скважинах с учетом гидродинамических и геомеханических процессов в зоне проникновения // Доклады Академии наук. 2012. Т. 445. № 6. С. 677-677.
41. Кирюхин В.А., Толстихин H.fr Региональная гидрогеология: Учебник для вузов. -М.: №дра, 1987.
42. Ковалёва Т.Г. Комплекс природных показателей для оценки карстоопасности участков территории г. Кунгур, сложенных разными типами геологического разреза // Сергеевские чтения. Устойчивое развитие: задачи геоэкологии (инженерно-геологические, гидрогеологические и геокриологические аспекты). 2013. С. 149-151.
43. Белов А.В., Ананьев И.П. Многоканальные логгеры для сбора измерительной информации в полевых опытах // Инструментальные средства и методы в агрофизике. 2007. С. 80-90.
Сведения об авторе
Information about author
Владимир Владимирович Ознамец
канд. техн. наук, проф., зав. каф. геодезии
МИИГАиК
Россия, Москва
Эл. почта: [email protected].
Vladimir Vladimirovich Oznamets PhD, Professor, Head of the chair MIIGAiK Russia, Moscow, E-mail: [email protected]
