Колоквиум о підземних комунікацій

1.5.1 (1)Який метод зйомки підземних комунікацій найбільш ефективний?

Виконавча зйомка в відкритих траншеях відразу після монтажу підземної комунікації (до засипки траншей). Це найбільш ефективний, достовірний і точний метод. Тому слід добиватися 100% зйомки комунікацій, які вводяться в експлуатацію, саме цим методом. Не допускати випадків, на жаль розповсюджених на практиці, коли комунікації наносяться на виконавчі генплани без їх зйомки в натурі, ніби то, за проектними даними. При геодезичній виконавчій зйомці підземних комунікацій СКП в визначенні їх планового положення не повинна перевищувати ±0,2 мм в масштабі зйомки відносно ближчих пунктів знімальної основи [4].

5.2(1)Чому в поземній мірі повинна дорівнювати СКП визначення положення підземної магістралі відносно пунктів знімальної основи при виконавчій зяомці в масштабі 1:500?

При геодезичній виконавчій зйомці підземних комунікацій СКП в визначенні їх планового положення не повинна перевищувати ±0,2 мм в масштабі зйомки відносно ближчих пунктів знімальної основи. Тоді матимемо 0,2*0,5=0,1м.

5.3(1)Чому в поземній мірі повинна дорівнювати СКП визначення положення підземної магістралі відносно пунктів знімальної основи при зйомці в масштабі 1:500 електронними методами пошуку?

Зйомка існуючих підземних комунікацій електронними приладами пошуку. СКП в визначенні планового положення за допомогою цих приладів не повинна перевищувати ±0,7 мм відносно ближчих пунктів знімальної основи чи найближчих капітальних споруд. Тоді матимемодля нашого масштабу 0,7*0,5=0,35м.

5.4(2)Чому дорівнює СКП визначення висотного положення обичайки колодязів при нахилах комунікації більше 0,03?

Визначення висотного положення обичайки колодязів повинно виконуватись з СКП ± 2 см при нахилах до 0,001 і ±4 см при більших. Для нашого випадку при нахилу комунікації 0,03 мптимемо другий випадок ±4 см.

5.5(2)Глибина комунікації 3м, виходу на поверхню немає. З якою СКП повинно проводитись визначення її висотного положення?

Визначення висотного положення існуючих комунікацій, які не мають виходу на поверхню, повинно проводитись зСКП ± 20 см при глибинах до 2,5 мі ±30 см при більших.В нашому випадку глибина комунікації становить 3м, отже, СКП в межах ±30 см.

5.6(1) Які основні групи підземних комунікацій ви знаєте?

Підземні мережі та їх споруди поділяють [4] на три основні групи: трубопроводи, кабельні прокладки і колектори (тунелі). До трубопроводів належать:

- самотічні трубопроводи : каналізація (побутова, зливова, промислова) і дренаж;

- напірні трубопроводи: водопровід (питний, пожежний, промисловий), теплофікація (водяна й парова) і газопроводи;

-трубопроводи спеціального призначення (стисненого повітря, золо-, нафто-,

мазуто-, масло-, ацетиленопроводи та ін.);

Самотічні трубопроводи будуються з неметалічних труб: азбестоцементних, керамічних і при діаметрах більше 600мм залізобетонних.

Теплові мережіподіляють на безканальні в теплоізоляції і в каналах, або тунелях. Через 150÷200м влаштовують П подібні температурні компенсатори. Мережі заглубляють на 0,5÷0,7м нижче поверхні землі.

Газопроводи розділяють на газопроводи високого тиску, середнього тиску і низького. Їх прокладають на глибині 0,7м. На газопроводах також влаштовують температурні компенсатори, колодязі з засувками і ковери (контрольні трубки для виявлення місць витіку газу)

З-поміж кабельних прокладок розрізняють:

-телефонну і кабельну каналізацію (труби і блоки);

-електрокабелі високої напруги (силові, освітлювальні);

-кабелі низької напруги (телефон, сигналізація, радіо, телебачення та ін.);

-кабелі спеціального призначення.

5.7(1)Яка основна вимога повинна виконуватись при прокладанні самоплинних трубопроводів?

Самотічні трубопроводи будуються з неметалічних труб: азбестоцементних, керамічних і при діаметрах більше 600мм залізобетонних. На всіх поворотах, в місцях зміни діаметрів і уклонів, на прямих ділянках через 50-100м влаштовують колодці. При прокладці самотічних труб строго витримують проектні уклони, мінімальні величини яких для труб Ǿ 200мм складає 0,005, Ǿ600÷1000мм -0,003÷0,001 і Ǿ1250мм – 0.0005.

5.8(1) На якій глибині прокладають лінії водопроводу?

В колодязях водопроводу приблизно через 100м влаштовують засувки для виключення подачі води і пожежні гідранти (ПГ). В понижених місцях влаштовують випуски для зливу води при аваріях. Лінії водопроводу прокладають нижче глибини промерзання грунту з нахиломбіля 0,001.

5.9(1) На якій глибині прокладають силові кабелі, як їх маркують?

Кабелі прокладають або безпосередньо по дну траншеї, накриваючи їх зверху рядом цегли, або в блоках з бетонних, азбестоцементних і інших труб. Силові кабелі закладають на глибини 1,0÷1,5м, слабострумні -0,7÷1м.

5.10(1) На яких віддалях від будинків прокладають підземні комунікації?

Окремі трубопроводи і кабелі прокладають у межах відведених для них смуг і розміщують паралельно осям вулиць та доріг. Відстані підземних прокладень від будинків, споруд і зелених насаджень регла­ментуються нормами планування та забудови міст. Вони коливаються від 0,5 до 3 м.

5.11(1) З якою СКП визначається планове положення підземних комунікацій на забудованих територіях?

При геодезичній виконавчій зйомці підземних комунікацій СКП в визначенні їх планового положення не повинна перевищувати ±0,2 мм в масштабі зйомки відносно ближчих пунктів знімальної основи [4].

Другий варіант зйомки – зйомка існуючих підземних комунікацій електронними приладами пошуку. СКП в визначенні планового положення за допомогою цих приладів не повинна перевищувати ±0,7 мм відносно ближчих пунктів знімальної основи чи найближчих капітальних споруд [4].

Визначення висотного положення обичайки колодязів повинно виконуватись з СКП ± 2 см при нахилах до 0,001 і ±4 см при більших.

5.12(2) Яка точність визначення висот лотків сусудніх колодязів слід забезпечити, якщо похил комунікації 0,004?

Визначення висотного положення трубопроводів, лотків в колодязях повинно проводитись з СКП ± 4 см при нахилах до 0,001 і ±5 см при більших. Оскільки 0.004>0.001 – потрібно забезпечити ±5 см.

5.13(1) Якою допускається похибка нівелювання кабелів?

Визначення висотного положення існуючих комунікацій, які не мають виходу на поверхню, повинно проводитись з СКП ± 20 см при глибинах до 2,5 м і ±30 см при більших(не знаю чи точно!)

5.14(1) Якими способами визначають (координують)положення підземних комунікацій?

Можливі два варіанти зйомки. Перший – виконавча зйомка в відкритих траншеях відразу після монтажу підземної комунікації (до засипки траншей). Це найбільш ефективний, достовірний і точний метод. Тому слід добиватися 100% зйомки комунікацій, які вводяться в експлуатацію, саме цим методом. Не допускати випадків, на жаль розповсюджених на практиці, коли комунікації наносяться на виконавчі генплани без їх зйомки в натурі, ніби то, за проектними даними. При геодезичній виконавчій зйомці підземних комунікацій СКП в визначенні їх планового положення не повинна перевищувати ±0,2 мм в масштабі зйомки відносно ближчих пунктів знімальної основи [4].

Другий варіант зйомки – зйомка існуючих підземних комунікацій електронними приладами пошуку. СКП в визначенні планового положення за допомогою цих приладів не повинна перевищувати ±0,7 мм відносно ближчих пунктів знімальної основи чи найближчих капітальних споруд [4].

5.15(1) Висоти чого визначають при виході комунікації на поверхню в колодязях?

Висотне положення виходів комунікацій на поверхню та елементів забудови визначається геометричним або тригонометричним нівелюванням. При цьому нівелюють: обідок колодязя і рівень землі коло нього, верх труби (каналу, кабеля), низ труби або каналу, дно колодязя або лоток.

5.16(2) В якій точці і чому вертикальна складова вектора напруженості дорівнює 0, як це використовують?

Із першої формули безпосередньо випливає, коли у = 0, то й величина Hz = 0 ( тоб то вісь комуніка­ції можна визначити за мінімальним сигналом детектора).

Фізичним поясненням цього явища може служити рис. 5.3 а. Як видно з рисунка при вертикальному положенні антени силові лінії індукційного магнітного поля паралельні виткам антени і тому не індукують в ній струм.

Тому, орієнтуючи антену де­тектора так, щоби вона вловлювала більше або менше силових ліній поля, можна уточнювати планове положення комунікації. Саме цю властивість зміни горизонтальної складової Н електромагнітного поля використовують для контролю положення осі комунікації.

Це використовують для уточнення положення осі комунікації після приблизного його знаходження за максимумом

5.17(2) В якій точці і чому вертикальна складова вектора напруженості дорівнює максимуму, як це використовують?

з другої формули (5.6) випливає, що при у = 0 величина Нy= 21/h = max. Фізичним поясненням цього явища може служити рис. 5.3 б. Як видно з рисунка при горизонтальному положенні антени силові лінії індукційного магнітного поля нормальні до витків антени і тому індукують в ній максимальний струм. Це використовують для приблизного визначення місцезнаходження осі комунікації.

5.19(2) В якій точці і чому горизонтальна складова вектора напруженості дорівнює максимуму, як це використовують?

Рис. 5.2Індуктивний метод пошуку

Помістивши початок координат на осі провідника струму, а антену приймача (детектор) у точці Р на поверхні землі (рис. 5.2) з умовними координатами у та h, горизонтальну Ну і вертикальну Hzпроекції виміряного вектора напруженості магнітного поля можемо знайти за формулами

(5.6)

Із першої формули безпосередньо випливає, коли у = 0, то й величина Hz= 0 ( тоб то вісь комуніка­ції можна визначитиза мінімальним сигналом детектора).

Фізичним поясненням цього явища може служити рис. 5.3 а. Як видно з рисунка при вертикальному положенні антени силові лінії індукційного магнітного поля паралельні виткам антени і тому не індукують в ній струм.

В той же час, безпосередньо з другої формули (5.6) випливає, що при у = 0 величина Нy= 21/h = max. Фізичним поясненням цього явища може служити рис. 5.3 б. Як видно з рисунка при горизонтальному положенні антени силові лінії індукційного магнітного поля нормальні до витків антени і тому індукують в ній максимальний струм.

Тому, орієнтуючи антену де­тектора так, щоби вона вловлювала більше або менше силових ліній поля, можна уточнювати планове положення комунікації. Саме цю властивість зміни горизонтальної складової Н електромагнітного поля використовують для контролю положення осі комунікації.

Рис.5.3 Фізична основа методу електромагнітної індукції

5.20(2) Які основні положення методики визначення положення осі і напрямку комунікації індуктивними приладами?

Рис.5.4. Збудження магнітного поля над трубою в методі заряженого тіла.

Детально методику визначення осі й напряму прокладення індуктивними приладами показано на рис. 5.4. Суть її полягає в тому, що спочатку знаходять вісь комунікації за максимальним сигналом детектора, розміщаючи антену горизонтально. А оскільки максимум сигналу більш розмитий ніж мінімум, то, далі , розмістивши антену вертикально, уточнюють положення комунікації за мінімаль­ним сигналом. Така методика характерна для приладів типу ИТ-5, ИПК-2 і BTP-V.

Щоб визначити напрям комунікації, антену переносять вздовж можливої осі траси і методом від­хилень антени за мінімальним сигналом визначають інші точки осі.

Для пошуку максимума H_zвізьмемо першу похідну за ординатою у і прирівняємо її до 0:
,(5.7)

розв’язуючи (5.7), одержимо, що ±y = h.

З цього випливає, що якщо антену детектора встано­вити вертикально, то при переміщенні детектора від осі траси на відстань у = hотримують максимальне звучання сигналу (Hz=I/h=mах). Цю властивість використовують длявизначення глибини залягання комунікації.

5.21(1) В чому суть пасивного режиму пошуку положення осі і напрямку підземної комунікації?

Прилад RD 4000 фірми "Radiodetection" (рис. 5.6) складається із приймача- локатора і генератора, які дозволяють визначати положення траси трубопроводу (кабелю) та глибину його залягання в землі з похибкою 5-10 %, а також виявляти місце пошкодження кабелю або його металевої оболонки на глибині до 8 м. Приймач-локатор забезпечений звуковою та візуальною індикацією на рідинно-кристалічному дисплеї, де відбитий від підземного прокладення сигнал відображується у цифровій формі. Прилад працює у таких режимах: пасивний, активний, зондовий, СМ, СО, БР та глибинний.

У пасивному режимі, тобто без підключення генератора, визначають поло­ження траси підземної комунікації, яка випромінює електромагнітне поле (електро­кабель з частотою 50 Гц, радіокабель з частотою 14-28 Гц, тепло-, газопроводи з блукаючими струмами тощо).

5.22(1) В чому суть активного режиму пошуку положення осі і напрямку підземної комунікації?

Прилад RD 4000 фірми "Radiodetection" (рис. 5.6) складається із приймача- локатора і генератора, які дозволяють визначати положення траси трубопроводу (кабелю) та глибину його залягання в землі з похибкою 5-10 %, а також виявляти місце пошкодження кабелю або його металевої оболонки на глибині до 8 м. Приймач-локатор забезпечений звуковою та візуальною індикацією на рідинно-кристалічному дисплеї, де відбитий від підземного прокладення сигнал відображується у цифровій формі. Прилад працює у таких режимах: пасивний, активний, зондовий, СМ, СО, БР та глибинний.

Активний режим передбачає роботу приймача на частотах 0,64, 8, 33 і 65 кГц та двох додаткових, які використовують за спеціальним замовленням.

5.23(1) В чому суть зондового режиму пошуку положення осі і напрямку підземної комунікації?

Прилад RD 4000 фірми "Radiodetection" працює у таких режимах: пасивний, активний, зондовий, СМ, СО, БР та глибинний.

У зондовому режимі визначають положення струмонепровідних магістралей (трубопроводів, колекторів, каналізаційних труб і т. п.), по яких можна пропустити автономний міні-генератор-зонд, що створює електромагнітне поле, вловлюване на поверхні.

Такий зонд може прив'язуватися тонким провідником, при­кріпленим до поплавка і опущеним у каналізаційний колектор. Його роль може виконувати стаціонарний провідник, укладений поверх пластмасової або бетонної труби під час будівництва з виходами на поверхню (колодязь) для підключення до генератора (саме такі провідники треба застосовувати в сучасному будівництві підземних комунікацій), або ж гальванізована генератором рідина як переносник електромагнітного поля (принцип електричної діасоціації).

5.24(1)В чому суть методу ударного збудження, як його використовують?

Перший наземний радіорадар з ударним збудником був виготовлений в 1966 р в Рижському інституті інженерів цивільної авіації.

Розповсюдження електромагнітних хвиль в твердому середовищі значно різниться від іх розповсюдження в повітрі. В звичайних радарах ППО на протязі короткого часу генерується імпульс певної частоти, а потім реєструють ехо, тобто сигнали відбиті від об’єкта. В твердому середовищі сигнали дуже швидко затухають. Відбиті сигнали накладаються на імпульсиі не можуть бути зареєстровані. Тому в георадарах використовують зверх широкосмугові імпульси, які не мають чіткої несучої частоти (відео імпульси). Для генерації цих імпульсів в більшості використовують метод ударного збудження. Суть його в наступному. До певної напруги заряджають конденсатор, який через транзистор підключається безпосередньо до антени. Георадар визначає затухання і швидкість хвиль, які породжуються антеною. Параметри затухання визначають глибину зондування, а швидкість необхідно знати для підрахунку часової затримки відбитого сигналу від об’єкту розміщеного на певній глибині в грунті.

Втрати (затухання) при розповсюджені хвилі в середовищі характеризуються тангенсом кута витрат - tgδ = ε'/ε, де ε'- уявна частка діелектричної проникності, ε- відносна діелектрична проникність, які зв’язані з провідністю речовини - ω і частотою електричного поля- σ залежністю:

ε j ε' = j4𝜋σ/ω ,(5.4)

Швидкість хвиль в діелектриках -С залежить від електричної і магнітної

5.25(2) Яка погода більш сприятлива для роботи георадара і чому?

Прилад знаходить підземний об’єкт тільки тоді, коли сигнал затухає не більше ніж в 100 раз за амплітудою. Стійкі результати одержують, якщо грунт має низьку електропровідність ( сухий). Великі перешкоди виникають, якщо внизу залягають вологі глини ( так званий "дзвін антени”).

5.26(1) Яка роздільність георадарних зображень, від чого залежить?

Роздільність георадарних зображень у плані та профілі становить переважно 5-10% від глибини зондування, що сприяє застосуванню георадара для виявлення багатьох об'єктів інженерної інфраструктури населених пунктів, промислових під­приємств, транспорту, енергетики тощо. Комплектація радара потужним комп'ю­тером дозволяє будувати масштабовані профілі та розрізи споруд.

В сучасній практиці георадари широко використовують для виявлення під­земних комунікацій і споруд, археологічних об'єктів, побутових відходів, оцінки стану гребель, дамб, фундаментів мостових опор, тунелів і каналізаційних колекторів, обсте­ження зсувних процесів, карстових структур, дна акваторій, донних відкладів тощо.