CC BY
58
УДК 528.482
ТРЕБОВАНИЯ К ГЕОДЕЗИЧЕСКОМУ ОБЕСПЕЧЕНИЮ СТРОИТЕЛЬСТВА В ЧЕШСКОЙ РЕСПУБЛИКЕ
Иржи Лехнер
Научно-исследовательский институт геодезии, топографии и картографии, Чешская Республика, пгт. Здибы, Устецка, 98, 250 66, кандидат технических наук, начальник отдела метрологии и инженерной геодезии, тел. (420)603-509-136, e-mail: Jiri.Lechner@vugtk.cz
Описаны требования на проведение геодезических работ в строительстве с точки зрения стандартизации, метрологии и внедрения новых технологий в Чешской Республике. Перечислены геодезические эталоны и пример применения измерительной гидростатической системы на атомной электростанции «Темелин».
Ключевые слова: геодезические измерения, строительство, стандартизация, техническая нормализация, метрология, чешские технические нормы, измерение осадок.
ENGINEERING SURVEYING REQUIREMENTS FOR CONSTRUCTION IN THE CZECH REPUBLIC
Jiri Lechner
Research Institute of Geodesy, Topography and Cartography, Czech Republic, Zdiby, Ustecka, 98, 250 66, Head of Metrology and Surveying Engineering Department, tel. (420)603-509-136, e-mail: Jiri.Lechner@vugtk.cz
The implementation requirements of engineering surveying for construction in regards to standardization, metrology and application of new technologies in the Czech Republic are described. Geodetic standards are listed and an example of using the measuring hydrostatic leveling system at the Temelin nuclear power plant is given.
Key words: surveying, construction, standardization, engineering standardization, metrology, Czech technical standards, deformation monitoring.
Введение
Выполнение инженерно-геодезических работ в рамках инвестиционной деятельности в строительстве регламентируется соответствующим законодательством Чешской Республики - ЧР (Законы о строительстве, геодезии и картографии, уполномоченных инженерах и техниках, работающих в строительстве, правительственные постановления, руководящие технические указания ведомств - далее Указания, технические стандарты и т. п.).
В Законе о геодезии и картографии и Указаниях по их введению в действие установлены виды картографо-геодезической деятельности, которые должны быть заверены уполномоченным инженером-геодезистом. Перечисленные в Законе виды картографо-геодезической деятельности могут выполнять только квалифицированные лица, которыми являются:
1. Физические лица со среднетехническим образованием геодезического направления;
2. Физические лица с высшим образованием геодезического направления.
Результаты картографо-геодезической деятельности, используемые в государственных интересах органами геодезии, картографии и кадастра, должны быть представлены в заданных геодезических системах координат. К таким системам относятся «Система единой тригонометрической кадастровой сети (Б-ИБК)» и «Балтийская система высот (Bpv)».
Важной предпосылкой для успешных измерений является использование измерительных приборов, которые отвечают требованиям специального юридического предписания - Закона о метрологии (Закон ЧР № 505/1990 Сб. с последующими изменениями и дополнениями).
Существует ряд проблем, связанных с проведением инженерно-геодезических работ в строительстве.
В процессе строительства (при принятии решений строительными управлениями, например, по проектной документации) часто остается неясным, где на местности проходит граница земельного участка, поэтому не соблюдается ширина полосы отчуждения под стоительство, т.е. происходит захват части земельного участка, принадлежащего другому собственнику. Чтобы защитить и не нарушить права собственника на недвижимость, перед таким захватом в рамках строительного закона предлагается выполнить квалифицированный вынос в натуру границы таких земельных участков и всех расположенных на них зданий и построек.
При территориальном или строительном администрировании, в частности, во время реализации жилых строений, постоянной проблемой является надежность, единообразие и доступность документации залегания подземных инженерных сетей в целях их охраны. Составной частью большинства строительных администрирований, ведущих к выдаче разрешений на строительство, является обязательная выписка из технической документации всех организаций, отвечающих за эксплуатацию подземных инженерных сетей. Оптимальным, но удаленным, решением может быть создание кадастра подземных инженерных сетей, подземных сооружений и других коммуникаций, так как процесс выяснения наличия и прохождения подземных инженерных сетей во время строительства является весьма трудоемким, поэтому бы было целесообразным ускорить процесс и сделать его эффективным.
Открытое использование пространственных данных во всех заинтересованных министерствах, в органах местного самоуправления и в частной сфере возможно только на основе наличия качественной, актуальной и доступной инфраструктуры пространственных данных. Доступность и качество геодезической основы и документации позволят повысить и качество проектной подготовки территории, ее развития, и общую эффективность всех подобных работ.
Существует социальный заказ и потребность большинства государственных и местных органов власти иметь качественную «подоснову для принятия решений о территории». Такая подоснова должна включать пространственное положение прохождения границ землевладений и доступную достоверную информацию о собственности на данной территории, например, связанную с либерализа-
цией арендной платы (ценовая карта), а также цифровые карты государственного управления, как например, действующая «Единая цифровая карта Праги».
Внедрение метода BIM
В наше время ускоренными темпами меняются требования к геодезическим работам для целевого картографирования и строительства. Основной причиной этого является постепенное внедрение 3D изображения строительных объектов и новый метод работы с информацией, когда одновременно создается модель и чертежи строительства методом BIM. Изменение методов работы привело к тесному сотрудничеству всех задействованных на строительстве инженерно-технических работников с геодезистами, роль, которых стала решающей. Все проектные и строительные работы осуществляются по одной 3D-мо-дели здания, где каждый участник выполняет свою задачу и вносит в данную модель свои данные, которые используются всеми участниками строительства в качестве «подосновы для принятия решений о территории».
Проблематика строительных процессов остается той же, только изменилась задача геодезистов в процессе строительства, которая состоит в получении исходных геодезических данных, выносе частей строящегося объекта в натуру, в контроле его геометричеких параметров и, в конечном счете, в фиксации действительной реализации строительства и создании завершающей документации законченного строительства.
Основной задачей геодезистов является создание цифровой модели местности с границами участков, определенными со среднеквадратичным отклонением в плане аху = 0,14 м и Gh = 0,12 м по высоте и точнее. Для реализации проекта используются методы BIM и 3D-программные средства, дополняя модель проекта геодезическими данными для проведения последующих разбивочных геодезических работ. При этом, рекомендуется проводить контроль пространственной точности текущей модели BIM в соответствии со стандартами ISO, обновлять измеренные значения и, главное, сотрудничать с проектировщиками
Организация труда методом BIM требует гораздо более тесного сотрудничества инженерно-технических работников, постоянное использование цифровых данных в системе клиент-сервер, более высокую точность работ, соблюдение терминов и пространственной точности объектов, устранение ошибок, выполнение соответствующих решений руководства строительства. Без необходимой квалификации геодезистов при применении существующих геодезических технологий невозможно успешное внедрение новой BIM-технологии.
Обеспечение требований к качеству, геометрической точности
и их контроль
Основными принципами, органически связанными с деятельностью геодезистов в народном хозяйстве, стали поддержка предпринимательства и защита общественных интересов в договорных отношениях (в большинстве случаев защита потребителей), в том числе в условиях глобальной экономики. Это относится как к работам в интересах общества, так и к работам в собственных ин-
тересах и в рамках деятельности государственных организаций, юридических и физических лиц.
Задачи метрологии по обеспечению качества геодезических работ
С точки зрения законодательства задачи метрологии решены в юридических предписаниях (Закон о метрологии с тремя Указаниями по внедрению его положений, постановления правительства и рядом технических предписаний -стандартов).
Требования к качеству геодезических работ регламентированы в следующих чешских технических стандартах:
• CSN EN ISO ряда 9000 и связанные с ними предписания;
• CSN ISO ряда 17123 и ряда 8322.
В системе Чешского управления землеустройства (геодезического + картографического) и кадастра используются три геометрические и один физический параметры - длина, угол, трехмерное положение, ускорение силы тяжести. Для метрологического контроля этих параметров были созданы следующие эталоны:
1. Государственный эталон ускорения силы тяжести - абсолютный гравиметр FG5 № 215 производства фирмы Micro-g Solutions (USA), который расположен в Геодезической обсерватории (ПО) «Пецны» (пгт. Ондржейов). Кодовое обозначение ECM 120-3/08-040. Точность 2.10-9 м^-2.
2. Государственный эталон больших длин «Коштице» (район Лоуны), состоящий из геодезического базиса-компаратора «Коштице» и электронного тахеометра Leica ТСА 2003 № 440056. Кодовое обозначение ECM 110-13/08-041. Точность: лабораторная u = Q(0.001; 0.04 • Lp^l мкм, полевая u = Q(0.05; 0,50 • L^j) мм.
3. Референционный эталон пространственного положения ЧР, расположенный на территории филиала ГО «Пецны» - «Скалка» в поселке Костелни-Стржимелице. Кодовое обозначение ECR 110-14 (21.05.2009 г.). С помощью данного эталона обеспечивается метрологическая непрерывность и калибровка оборудования GNSS (GPS, GLONASS a Galileo). Точность 0,3 мм.
4. Азимутальный (угловой) эталон - полевой эталон «Жидовске-пеце» (г. Прага). Точность 0,3 мгон.
Рис. 1-4. Эталоны: абсолютный гравиметр, азимутальный, больших длин и пространственного положения (проверки приборов GNSS)
Предполагается дальнейшее усовершенствование этих эталонов, обслуживающихся и используемых Научно-исследовательским институтом геодезии, топографии и картографии (VUGTK), для того, чтобы они могли выполнять свою роль при обеспечении метрологической непрерывности геометрического или физического параметра собственных измерительных приборов в связи с требуемой точностью применяемой технологии.
За последние пять лет отмечается массовое развитие технологий, основанных на лазерных сканируемых системах, для которых также необходимо обеспечить метрологическую непрерывность. Имеется множество сканируемых систем и программное обеспечение для обработки облаков точек и последующих измерений. Обычно они представлены как универсальные системы, однако их универсальность имеет свои границы, которые зависят от конструктивных или физических ограничений. Из-за этого потенциальный заказчик и впоследствии пользователь должны иметь возможность выбора для конкретных видов работ соответствующего сканера и программного обеспечения для обработки результатов измерений. Поэтому желательно, чтобы была решена проблема метрологической непрерывности для данного типа измерительных приборов.
Задача технической нормализации и стандартизации при обеспечении качества геодезических работ
Чешские технические стандарты для контроля геометрической точности в строительстве можно разделить на следующие блоки: терминологический, по выбору геометрической точности, реализации процессов и измерениям, контролю и оценке точности геометрических параметров. Это в основном стандарты ряда 73 04 и CSN IS0 ряда 4463. В настоящее время происходит включение в систему чешских стандартов еще 140 стандартов CSN EN ряда 73 (так называемые «евро-коды») из области проектирования, реализации, точности и статистики.
Разработаны стандарты для выбора геометрической точности, процессов реализации, а также для измерения, контроля и оценки геометрических параметров, согласно которым можно отдельно регламентировать пространственное положение, размеры и форму, т.е. они содержат допустимые отклонения положения главных, характерных и детальных точек. Понятно, что величины допустимых отклонений зависимы от типа конструкции сооружения и других характеристик процесса строительства.
Важной группой стандартов, необходимых для достижения интероперативности пространственных данных и гармонизации, является ряд ISO 19100 -Географическая информация. Европейским комитетом по стандартизации CEN эти стандарты признаются как европейские, поэтому они включены в систему чешских стандартов CSN как CSN EN ISO или CSN ISO. Их также признают в таких общеевропейских проектах, как INSPIRE, EuroRegionalMap и других. Отрасли геодезии, картографии и кадастра недвижимости непосредственно пользуются стандартами CSN EN ISO: 19111, 19112, 19114 (Порядок оценки качества), 19115 (Метаданные), 19116, 19117, 19119, CSN EN 19128 и предварительный терминологический стандарт CSN P ISO/TS 19104 - Географическая информация - терминология.
Чешские технические стандарты обязательны только в тех случаях, если они перечислены в законодательных актах или контрактах. В прошлом обязательность их соблюдения была установлена указаниями по внедрению положений Закона о геодезии и картографии.
Современная деятельность в этой области связана с публикацией конкретных стандартов в «Вестнике Управления по технической стандартизации, метрологии и государственным испытаниям» (далее «Вестник УТСМГИ»). В случае, если они там не опубликованы, то проблема будет решена путем прямой ссылки на новеллы указаний по внедрению Закона о геодезии и картографии и нового кадастрового закона. Встречным шагом к профессиональному сообществу могла бы быть публикация актуального перечня стандартов и стандартов, цитированных в законодательных актах на сайте Чешского землемерного и кадастрового управления. Нет сомнения в том, что это поможет повысить качество геодезических работ с возможностью их применения на всей территории ЕС и передачи комплектов пространственных данных в INSPIRE и другие общеевропейские проекты.
Международные обязательства ЧР в области технических стандартов включают в себя требование - в течение шести месяцев после публикации технического стандарта в ЕС (EN) принять его в систему CSN (обычно переводом на чешский язык). Ряд других обязательств ЧР возникают, в частности, при реализации Директивы INSPIRE в виде предоставления комплектов пространственных данных со всей территории страны в форматах, позволяющих их общеевропейскую гармонизацию.
Применение технических стандартов в ЧР основано на принципе добровольности. Это также соответствует действующему национальному законодательству, которое предусматривает, что «Чешский технический стандарт не является обязательным» (см § 4 п. 1 Закона № 22/1997 Сб.). Соответствие техническим стандартам должно быть одним из способов выполнения установленных требований, и этот технический стандарт должен быть техническим выражением общих правововых требований, которые могут быть удовлетворены и другими средствами. Добровольный характер применения технических стандартов позволяет получить передовые технические решения, независимо от различного технического уровня участников рынка. С другой стороны, соответствие техническим стандартам может стать условием договорных обязательств в коммерческих контрактах между поставщиком и заказчиком, но в таких случаях речь идет уже о частных договорных отношениях.
Вопросами, относящимися к техническим стандартам, также подробно занимался Конституционнй Суд ЧР (КС ЧР). В его решении говорится, что чешские технические стандарты представляют собой особый вид стандартов, которые регулируют специфические требования, включающие техническое описание параметров продукта, конструкции, материалов. Технические стандарты, по мнению КС ЧР содержат информацию об общепризнанных технических решениях, основных правовых требованиях к безопасности конструкции, материалах, санитарии, охране здоровья и окружающей среды. Технические стандарты охватывают почти все сферы человеческой деятельности.
Из цитируемого выше решения КС ЧР следует, что чешские технические стандарты не являются обязательными. Они рассматриваются как квалифицированные рекомендации (не приказы) и их использование возможно только на добровольной основе.
Гармонизированные стандарты
Среди CSN являются незаменимыми стандарты, гармонизированные и обязательные, т.е. опубликованные в «Вестнике УТСМГИ». Стандарт CSN становится гармонизированным чешским техническим стандартом, если включает в себя все требования европейского стандарта или согласованого документа, признанного Европейским сообществом в качестве гармонизированного европейского стандарта или европейского стандарта, установленного в качестве гармонизированного в соответствии с законодательством Европейского сообщества по взаимному согласию нотифицированных субъектов.
В ЧР вопрос мониторинга смещений (вертикальных деформаций) строящихся объектов с технологической и законодательной точки зрения регламентирован чешским техническим стандартом (носящим рекомендательный характер) CSN 73 0405 «Измерение смещений строительных сооружений». Стандарт устанавливает требования к измерениям отклонений в положении и форме (смещений и деформаций) зданий и их частей от положения и формы зданий на основном или предшествующем этапе измерений, вызванных деформациями грунта под зданием и вокруг него в результате строительной или иной деятельности, а также статическими, динамическими и сейсмическими нагрузками или другими воздействиями на здание.
Для каждого сооружения, на котором будут производиться измерения, необходимо составить проект измерений с указанием целей и методов, определения величин предполагаемых смещений и необходимой точности их измерений с априорным анализом, выбрать обоснованный способ стабилизации точек, разработать временной план измерений и т. д.
Рис. 5. Общая схема АЭС Темелин 34
Атомная электростанция Темелин относится к уникальным инженерным сооружениям, где были применены новые технические и конструктивные решения и использованы новые технологии строительства.
Точность измерений
Точность измерения смещений зданий характеризуется допустимым значением определения длины результирующего вектора смещения или его составляющих.
Допустимая величина определяется по формуле (1):
81 <2/15р, (1)
где р - ожидаемое суммарное смещение или его составляющая в мм.
Для устройств с высокими требованиями к их стабильности, надежности, безопасности и экономичности эксплуатации, допустимая величина 8 устанавливается индивидуально, на 1/3 точнее.
Допустимое значение измеряемых смещений уже эксплуатируемых сооружений, находящихся в районе строительной деятельности, не должно превышать:
82 <2/5рк, (2)
где рд. - критическое значение смещения в мм, при котором возникает угроза разрушения следуемого объекта.
Стационарная автоматизированная гидростатическая измерительная система
Рис. 6. Расположение датчика ШУА (показано стрелкой) на уровне +15,00 м машинного отделения
Рис. 7. Расположение датчиков INVA в области подшипников
на турбогенераторе
Научно-исследовательский институт геодезии, топографии и картографии (VUGTK) в сотрудничестве с другими организациями разработали измерительные датчики HYNI и INVA, точность которых характеризуется стандартным отклонением измерения высоты в пределах всей системы измерения (до 100 м) а < + 0,05 мм. Данная точность определена на основе требований к стабильности технологического оборудования (по высоте) и конструкции машинного отделения вместе с расположенными там турбогенератором мощностью 500 и 1 000 МВт и фундаментной плиты здания реактора.
Важной особенностью измерительной системы является непрерывность измерений без вмешательства оператора. Запись данных осуществляется в заранее установленные промежутки времени, при этом измеряемые величины могут быть в любое время просмотрены без прерывания процесса измерений.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Pracovni uplne zneni zakona с. 22/1997 Sb., o technickych pozadavcich na vyrobky -ucinne od 15. 4. 2016 / Электронный источник: http://www.unmz.cz/test/pracovni-uplne-zneni-zakona-c-22-1997-sb-o-technickych-pozadavcich-na-vyrobky.
2. CSN 73 0405 (730405). Mereni posunu stavebnich objektu (Измерение смещений строительных сооружений) / Разработал: Vyzkumny ustav geodeticky, topograficky a kartograficky, Ing. Jin Lechner, CSc. - Ucinnost od 1.01.1998. - Praha, 1997. - 12 s. / Электронный источник: http://www.unmz.cz/
3. CSN 73 0415 (730415).Geodeticke body (Геодезические пункты) / Разработал: Vyzkumny ustav geodeticky, topograficky a kartograficky, Ing. Josef Prazak, Ing. Jin Lechner, CSc. - Ucinnost od 1.11.2010. - Praha, 2010. - 16 s. / Электронный источник: http://www.unmz.cz/
© И. Лехнер, 2017
