Нивелирование I класса

7.1. Нивелирование I класса производят в прямом и обратном направлениях по двум парам костылей (кольев), образующих две отдельные линии: правую, соответствующую ходу по правым костылям, и левую - по левым костылям. Наблюдения на станциях выполняют способом «совмещения».

7.2. Нивелирование I класса выполняют нивелирами с плоскопараллельной пластинкой, контактным уровнем или компенсатором, удовлетворяющими требованиям, указанным в разделе 21.

Изображение концов пузырька контактного уровня должно передаваться в поле зрения трубы.

При нивелировании I класса применяются нивелиры Н-05, H l, Ni-004, Ni 002 и другие типы нивелиров, прошедшие сертификацию на соответствие требованиям настоящей инструкции.

7.3. Применяются штриховые инварные рейки, на инварной полосе которых должны быть нанесены две шкалы, смещенные одна относительно другой. Расстояние между осями штрихов 5 мм. Ошибки метровых интервалов и всей шкалы не должны превышать 0, 10 мм. В горных районах работают инварными рейками с термодатчиками, ошибки метровых интервалов и всей шкалы в этом случае не должны превышать 0, 05 мм.

Рейки должны быть снабжены круглыми уровнями с ценой деления 10 - 12'/2 мм, натяжение инварных полос - 20+1 кг. У реек желательно определить термические коэффициенты.

В случае привязки к стенным маркам применяют подвесную рейку с такими же шкалами, как и на основных рейках. Нуль на подвесной рейке должен быть совмещен с центром отверстия для штифта, на который подвешивают рейку к стенной марке.

7.4. При нивелировании в прямом направлении (прямой ход) порядок наблюдений на станции по правой линии следующий.

По левой линии на нечетной и четной станциях отсчеты выполняются в том же порядке, что и по правой.

При нивелировании в обратном направлении (обратный ход) на нечетных станциях наблюдения начинают с передней рейки, а на четных-с задней.

7.5. В прямом и обратном направлениях нивелирование выполняют по одной и той же трассе и по переходным точкам одного типа.

7.6. Число станций в секции при нивелировании в прямом и обратном направлениях делают четным и по возможности одинаковым.

7.7. При перемене направления нивелирования рейки меняют местами.

7.8. По каждой секции нивелирование в прямом и обратном направлениях выполняют, как правило, в разные половины дня. С меньшей строгостью это требование соблюдают осенью, а также в пасмурную погоду.

7.9. Нивелирование выполняют участками в 20-50 км по схеме «восьмерка», т.е. одну половину секций участка сначала проходят в прямом направлении, а другую - в обратном, затем наоборот. Если расхождения измеренных превышений по секциям из нивелирования в прямом и обратном направлениях получаются с преобладанием одного знака, то длину участков можно уменьшить.

7.10. Максимальная длина луча визирования - 50 м.

7.11. Высота луча визирования над подстилающей поверхностью должна быть не менее 0, 8 м. Если длина луча визирования до 25 м, то разрешается выполнять наблюдения при высоте луча не менее 0, 5 м.

7.12. В средних и южных широтах наблюдения выполняют в утренние и послеполуденные периоды, причем начинают их через полчаса после восхода солнца и заканчивают примерно за 30 мин до его захода.

Не разрешается выполнять нивелирование:

при колебаниях изображений, затрудняющих точное наведение биссектора на штрих рейки, и «плавающих» изображениях;

сильном и порывистом ветре;

сильных и скачкообразных колебаниях температуры воздуха и аномально быстрых односторонних ее изменениях (из производственного опыта установлено, что колебания температуры в течение благоприятного для нивелирования I класса периода времени не превосходят 5° С).

7.13. Нивелир устанавливают в тени на штативе за 45 мин до начала наблюдений, для принятия им температуры окружающей среды.

Во время наблюдений на станции нивелир необходимо тщательно защищать от солнечных лучей зонтом с белой подкладкой, а при переноске с одной станции на другую - просторным чехлом из плотной белой материи.

На каждой нечетной станции термометром-пращом измеряют температуру воздуха на высоте нивелира. При работе инварными рейками с термодатчиками реечники, по команде записывающего, определяют на каждой станции температуру инварной полосы каждой рейки. Измерения выполняют в момент отсчитывания по основной шкале задней и передней реек, установленных на левых костылях.

7.14. Расстояние от места установки нивелира до реек измеряют тонким стальным тросом или стальной лентой (рулеткой). Использовать для этой цели дальномер нивелира запрещается.

Неравенство расстояний от нивелира до реек на станции допускают не более 0, 5 м. Накопление этих неравенств по секции должно быть не более 1 м.

7.15. Штатив нивелира устанавливают на станциях без перекосов и напряжений. Запрещается сильно вдавливать ножки штатива в грунт, особенно в плотный. Две ножки штатива располагают вдоль линии нивелирования, а третью - попеременно то справа, то слева от направления хода на переднюю рейку. Ножки штатива устанавливают на станции в одинаковых грунтовых условиях (например, при нивелировании по полотну железной дороги - на бровке полотна или на шпалах.)

7.16. Правый и левый костыли необходимо забивать в достаточно плотный грунт и не ближе 0, 5 м друг от друга. При нивелировании по полотну железной дороги не разрешается забивать костыли в балласт. Если грунт на бровке или между путями рыхлый или засыпан щебенкой и шлаком, то целесообразно забивать специальные костыли в шпалы.

Рейку устанавливают на костыле в отвесное положение по уровню и удерживают подпорками.

7.17. Нивелирование рекомендуется выполнять с использованием четырех-пяти пар костылей, которыми заранее закрепляют одну-две последующие станции и оставляют закрепленной предыдущую станцию. Если в обратном ходе применяют костыли (колья), которые были забиты в грунт при проложении прямого хода, то перед наблюдениями обратного хода их забивают глубже. При этом превышения, полученные на станции обратного хода, должны, как правило, отличаться от превышений, полученных в прямом ходе, не менее чем на 20 мм.

7.18. При перерывах в работе наблюдения, как правило, заканчивают на постоянном репере. Разрешается заканчивать наблюдения на трех парах костылей (две станции), забитых в дно ям глубиной 0, 3 м. Нивелирование на обеих станциях выполняют по обычной программе, затем костыли покрывают травой и засыпают землей. После перерыва сначала повторяют нивелирование на последней станции, а в случае необходимости - и на предпоследней. Из сравнения результатов нивелирования, выполненного до и после перерыва, устанавливают, какая пара костылей сохранила свое первоначальное положение по высоте, и от нее продолжают нивелирование дальше.

Костыли считают сохранившими свое первоначальное положение, если полученные до и после перерыва значения превышений на станции различаются не более чем на 0, 7 мм (14 делений отсчетного барабана), а между передней и задней парами костылей - не более чем на 1, 0 мм (20 делений отсчетного барабана). В подсчет превышений по секции включают наблюдения, выполненные в лучших условиях (по усмотрению исполнителя). В случае больших расхождений нивелирование по секции переделывают, начиная с постоянного репера.

7.19. Последовательность наблюдений на станции при работе нивелиром с уровнем следующая.

1. Направляют трубу в сторону той рейки, которая на данной станции наблюдается первой, и тщательно приводят пузырьки установочных уровней (уровня) на середину.

2. Наводят трубу нивелира на основную шкалу рейки, находящейся на правом костыле (которая согласно пункту 7.12 должна наблюдаться первой); ставят барабан на отсчет 50, вращением элевационного винта приближенно совмещают изображения концов пузырька цилиндрического уровня и делают дальномерные отсчеты по трем нитям.

3. Вращением элевационного винта точно совмещают изображения концов пузырька уровня: вращением отсчетного барабана точно наводят биссектор на ближайший штрих основной шкалы рейки и отсчитывают по рейке и отсчетному барабану (до целых делений его шкалы).

4. Наводят трубу на основную шкалу второй рейки, стоящей на правом костыле, и выполняют все действия, указанные в п. 2 и 3.

5. Наводят трубу на дополнительную шкалу второй рейки; смещают уровень вращения элевационного винта на четверть оборота;

снова точно совмещают вращением элевационного винта изображения концов пузырька уровня и выполняют остальные действия, перечисленные в п. 3.

6. Наводят трубу нивелира на дополнительную шкалу первой рейки, стоящей на правом костыле, и далее действуют согласно п. 3.

7. Переставляют рейки на левые костыли и выполняют наблюдения в той же последовательности, как указано в п. 2-6.

Отсчет по рейке начинают не ранее чем через 30 с после окончательной установки рейки на костыле и полного успокоения пузырька цилиндрического уровня нивелира. Если по секциям расхождения значений превышений, полученных из нивелирования по правой и левой линиям, оказываются с одним знаком, то отсчеты по рейке выполняют не ранее чем через 40 с после окончательной установки уровня и рейки, изменяют порядок наблюдений на станции, начиная наблюдения на одной паре станций с правых костылей, а на другой паре - с левых.

Результаты наблюдений на станции записывают в журнал установленной формы (приложение 22) или вводят в запоминающее устройство регистратора. При привязке к реперам в журнале отмечают, в каком состоянии находится внешнее оформление репера, и указывают виды работ, выполненные по его восстановлению. Кроме того, при привязке снимают оттиски с номеров марок.

7.20. При работе нивелиром с компенсатором отсчеты по рейке и отсчетному барабану (микрометру) делают сразу же после наведения трубы на рейку, которая согласно п. 7.4 наблюдается первой, и приведения пузырька круглого уровня на середину. Перед отсчетом необходимо убедиться, что компенсатор находится в рабочем состоянии (если в поле зрения трубы есть риски, показывающие рабочее положение компенсатора, то изображение вертикальной и средней горизонтальных нитей должны находиться между рисками). Последовательность отсчитывания приведена в п. 7.19.

7.21. Контроль наблюдений на станции заключается в следующем.

1. Сравнивают значения превышений из наблюдений по основным и дополнительным шкалам реек; расхождения не должны быть более 0, 5 мм (10 делений отсчетного барабана). Если хотя бы одно расхождение получилось больше допустимого, то все наблюдения на станции переделывают, предварительно изменив высоту нивелира не менее чем на 3 см.

2. Сравнивают средние значения превышения заднего правого костыля над задним левым по результатам нивелирования на данной и предыдущей станциях (где эти костыли были передними); расхождения не должны быть более 0, 7 мм (14 делений отсчетного барабана). Если расхождение получилось больше допустимого, то сначала повторяют наблюдения на предыдущей станции, а затем на данной; в этом случае первоначальные результаты наблюдений в обработку не принимают.

7.22. Контроль нивелирования по секции между смежными реперами и по участку между фундаментальными реперами состоит в следующем.

1. После выполнения нивелирования по секции в одном направлении сравнивают между собой два превышения, получившиеся по правой и левой линиям. Расхождение между ними не должно превышать 2 мм , когда среднее число станций на 1 км хода меньше 15 (первый случай), и 3 мм , если среднее число станций на 1 км хода больше 15, а также при нивелировании в труднопроходимых районах (второй случай), где L - длина секции, км.

Если расхождение получилось больше допустимого, то нивелирование по секции в этом направлении повторяют.

В обработку принимают все значения превышения тогда, когда первоначальные не различаются между собой более чем на 5 мм для первого случая и 6 мм - для второго случая, а повторные с первоначальными не различаются соответственно более чем на 3 мм и 4 мм . В противном случае в обработку принимают значения превышения из повторного нивелирования.

После выполнения нивелирования по секции в прямом и обратном направлениях сравнивают между собой два средних значения превышения. Расхождение между ними не должно превышать 3 мм для первого случая и 4 - для второго случая.

Если расхождение получилось больше допустимого, то нивелирование по секции повторяют в одном из направлений. Выбор направления делают с учетом сходимости результатов по правой и левой линиям. Явно неудовлетворительное значение превышения исключают. Оставшиеся два значения принимают в обработку, если они не расходятся между собой больше указанных допусков и получены из нивелирования в противоположных направлениях.

В обработку включают все три значения превышения тогда, когда первоначальные не расходятся между собой более чем на 5 мм - для первого случая и 6 мм - для второго случая, а повторное значение не отличается от каждого из первоначальных более чем на 4 мм .

При обработке сначала осредняют значения превышений из ходов одного направления, а затем - из ходов прямого и обратного направлений.

Если результаты первоначального и повторного нивелирования не удовлетворяют перечисленным требованиям, то первоначальные исключают и выполняют еще одно повторное нивелирование в противоположном направлении.

2. После выполнения нивелирования по участку между фундаментальными реперами сравнивают между собой значения превышений по правой и левой линиям, а также значения превышения из нивелирования в прямом и обратном направлениях. Расхождения между соответствующими значениями превышения по участку не должны быть свыше допусков, указанных в п. 1. В противном случае на последующих участках для ослабления влияния систематических погрешностей выполняют требования, приведенные в п. 7.19.

7.23. По мере завершения нивелирования по секциям и участкам регулярно составляют ведомость превышений установленной формы (приложение 23).

7.24. Поправки в превышения по секциям за среднюю длину метра комплекта реек вводят по результатам эталонирования реек на компараторе МК-1, используя формулу

δ h = (L _cp - 1000, 0)× h

где L _cp - средняя длина метра комплекта реек в мм;

h - превышение в метрах.

Кроме того, в превышения по секциям вводят поправки за различие температуры реек при эталонировании на компараторе и нивелировании (приложение 22). Поправки в значения превышений, полученных из нивелирования в прямом и обратном направлениях, вычисляют отдельно по формуле:

δ _h = α (t _н - t _э) h,

где α - средний коэффициент линейного расширения реек, принимаемый (если не выполнено специальное определение этого коэффициента) равным 2·10^-6;

t _э - температура реек при эталонировании;

t _н - среднее значение температуры воздуха при нивелировании; h - превышения по секции, м.

При работе рейками с термодатчиками поправки определяют по формуле

δ _h = h α (t ' _н - t _э) - Σ П × α Δ t,

где t ' _н - средняя температура инвар ной полосы задней рейки;

Σ П - сумма отсчетов по основной шкале передней рейки, м;

Δ t = t '' _н - t ' _н,

где t '' _н - среднее значение температуры инварной полосы передней рейки.