СЭД V

Справочная энциклопедия дорожника

V
том

Проектирование автомобильных дорог

Под редакцией заслуженного
деятеля науки и техники РСФСР,
д-ра техн. наук. проф. Г.А. Федотова
и д-ра техн. наук. проф. П.И. Поспелова

МОСКВА 2007

Содержание

 

Справочная энциклопедия содержит необходимые сведения по организации и современной технологии проектно-изыскательских работ - по экономическим, инженерно-геодезическим, инженерно-геологическим, инженерно-гидрометеорологическим изысканиям и современным методам проектирования автомобильных дорог и сооружений на них. В справочную энциклопедию включен специальный раздел, посвященный автоматизированному проектированию автомобильных дорог на уровне современных систем автоматизированного проектирования САПР-АД.

Справочная энциклопедия не заменяет Государственных и Национальных стандартов, строительных норм и правил, ведомственных нормативных документов. Цель ее издания - помочь инженерам и техническим работникам в разработке проектов с использованием современной технологии и методов проектирования автомобильных дорог.

Справочная энциклопедия предназначена для инженерно-технических работников и специалистов дорожного хозяйства, занятых изысканиями и проектированием автомобильных дорог. Она может быть также использована широким кругом руководителей и специалистов-дорожников, преподавателями, студентами старших курсов автомобильно-дорожных вузов и факультетов, техникумов и колледжей.

Коллектив авторов: д-р техн. наук, проф. Г.А. Федотов - гл. 3, 5, 7, 8. 9. 10. 16, 17, 21, 22, 25, 30, 32, 33, разд. 34.2; д-р техн. наук, проф. П.И. Поспелов - гл. 24; канд. техн. наук В.К. Апестин - гл. 13, 14; д-р техн. наук В.Н. Бойков - гл. 26, 27, 28, 29; проф. В.А. Давыдов - гл. 19; д-р техн. наук, проф. В.Д. Казарновский - гл. 11; проф. М.С. Коганзон - гл. 12; д-р техн. наук Э.К. Кузахметова - гл. 1, 2; д-р техн. наук, проф. A.M. Кулижников - гл. 6; инж. Х.К. Миножетдинов - гл. 4; канд. техн. наук Паудяль Сурья Пракаш - гл. 15, 31; проф. В.И. Пуркин - гл. 23, 34 (кроме разд. 34.2): инж. Л.Т. Чертков - гл. 20; инж. С.Э. Шпак - гл. 18: д-р техн. наук. проф. Ю.М. Яковлев - гл. 12.

Разделы, подготовленные совместно, повторены у каждого соавтора.

Рецензенты:

ОАО «Дорожный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт «ГИПРОДОРНИИ»

ОАО «Институт по проектированию и изысканиям автомобильных дорог «Союздорпроект»

Координатор проекта ФГУП «ИНФОРМАВТОДОР»

Руководитель проекта Д.Г. Мепуришвили

Ответственный исполнитель по координации работ И.Н. Фролова

ВВЕДЕНИЕ

Важнейшими задачами экономического развития России являются повышение эффективности инвестиций во всех сферах хозяйственной деятельности и резкое улучшение качества продукции. Высокие требования предъявляются в связи с этим и к автодорожному строительству.

Автомобильные дороги - весьма капиталоемкие и в то же время одни из наиболее рентабельных инженерных сооружений. Проектирование автомобильных дорог должно быть направлено на достижение их высоких транспортно-эксплуатационных качеств при минимуме материалоемкости строительства и строительных затрат. Правильно запроектированная дорога обеспечивает безопасность движения как одиночных автомобилей с расчетными скоростями, так и транспортных потоков с высокими уровнями удобства даже в самые напряженные периоды работы дорог, надежность и долговечность земляного полотна, дорожных одежд, искусственных сооружений и т.д.

При оценке вариантов проектных решений предпочтение отдают не только самым экономичным инженерным решениям, но и чаше всего тем, которые обеспечивают наиболее гармоничное вписывание полотна дорог в окружающий ландшафт и оказывают наименее отрицательное воздействие на окружающую среду. Обязательными элементами проектных решений являются мероприятия по охране окружающей среды, рациональному использованию и воспроизводству природных ресурсов.

В настоящем издании: «Проектирование автомобильных дорог: Справочная энциклопедия дорожника. Том V» в основном сохранена оправдавшая себя структура предыдущего издания: «Проектирование автомобильных дорог: Справ. инж.-дор. / Под ред. д-ра техн. наук Г.А. Федотова. - М.: Транспорт, 1989. - 438 с».

Справочная энциклопедия дорожника представлена тремя, логически связанными разделами.

В разделе «Обоснование проектных решений» освещены следующие вопросы:

классификация и нормы проектирования автомобильных дорог;

организация проектно-изыскательского процесса;

современная технология изысканий автомобильных дорог;

обоснование инвестиций в строительство автомобильных дорог;

топографо-геодезическое обоснование проектов;

инженерно-геологическое обоснование проектов;

инженерно-гидрометеорологическое обоснование проектов.

При этом, уделено основное внимание современным технологиям и методам производства изысканий, основанным, прежде всего, на использовании высокопроизводительных методов сбора информации о местности: использованию ГИС-технологий при изысканиях автомобильных дорог и сооружений на них, методам наземной и аэрокосмической цифровой фотограмметрии, системам спутниковой навигации «GPS», методам электронной тахеометрии, наземного лазерного сканирования местности и геофизическим методам инженерно-геологических изысканий.

В разделе «Основные проектные работы» освещены следующие вопросы:

современные методы обоснования геометрических элементов автомобильных дорог:

методы проектирования плана дорог;

принципы проектирования продольного профиля;

основы проектирования земляного полотна;

принципы проектирования нежестких и жестких дорожных одежд;

методы проектирования системы подземного и поверхностного дорожного водоотвода;

принципиальные основы проектирования мостовых переходов;

методы проектирования пересечений и примыканий автомобильных дорог в одном и разных уровнях;

проектирование инженерного обустройства автомобильных дорог;

проектирование реконструкции автомобильных дорог;

проектирование организации строительства.

Особое внимание уделено методам оценки проектных решений по конкурирующим вариантам автомобильных дорог.

Раздел «Автоматизированное проектирование автомобильных дорог» включен в справочную энциклопедию в связи с уже произошедшим в стране переходом на технологию и методы системного автоматизированного проектирования автомобильных дорог и сооружений на них (САПР-АД). Методы проектирования в САПР-АД существенно отличаются от методов традиционного проектирования. Большинство из них построены на использовании принципов оптимизации проектных решений и математического моделирования, реализация которых позволяет существенно снизить материалоемкость и сметную стоимость строительства при одновременно существенном повышении качества принимаемых проектных решений.

ВВЕДЕНИЕ

В связи со сказанным в лом разделе детально освещены следующие вопросы:

ГИС-технологии в проектировании автомобильных дорог;

функциональная структура CAD «Credo» (Минск);

функциональная структура CAD «IndorCAD/Road» (Томск);

методы автоматизированного проектирования плана автомобильных дорог;

методы проектирования оптимального продольного профиля автомобильных дорог;

методы оптимального проектирования земляного полотна;

методы проектирования оптимальных нежестких и жестких дорожных одежд;

математические модели стока талых и ливневых вод с малых водосборов;

проектирование оптимальной системы дорожного поверхностного водоотвода;

математические модели работы водопропускных труб и малых мостов (расчет отверстий);

проектирование оптимальных малых водопропускных сооружений;

математические модели мостовых переходов;

автоматизированное проектирование пересечений и примыканий автомобильных дорог;

методы оценки проектных решений при автоматизированном проектировании автомобильных дорог.

Материалы, излагаемые в справочной энциклопедии инженера-дорожника, существенно обновлены и дополнены по сравнению с изданием справочника инженера-дорожника 1989 года. Авторами Справочной энциклопедии отобраны те новые методы проектирования автомобильных дорог и сооружений на них, которые, по их мнению, являются наиболее целесообразными и полными. Это не исключает возможности использования инженерами-дорожниками и других методов расчета и проектирования, на которые ссылаются авторы.

РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ.
ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ

ГЛАВА 1. КЛАССИФИКАЦИЯ И НОРМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

1.1 Классификация автомобильных дорог

Техническая классификация автомобильных дорог общего пользования (далее - техническая классификация) распространяется на автомобильные дороги общего пользования (далее - автомобильные дороги) при проектировании нового строительства и реконструкции. Это разделение автомобильных дорог по классификационным признакам на классы и категории в целях установления их характеристик, регламентированное Национальным стандартом Российской Федерации ГОСТ Р 52398-2005.

Автомобильные дороги по условиям движения и доступа на них транспортных средств разделяют на три класса: автомагистраль, скоростная дорога и дорога обычного типа (нескоростная дорога).

К классу «автомагистраль» относят автомобильные дороги:

имеющие на всем протяжении многополосную проезжую часть с центральной разделительной полосой;

не имеющие пересечений в одном уровне с автомобильными, железными дорогами, трамвайными путями, велосипедными и пешеходными дорожками:

доступ на которые возможен только через пересечения в разных уровнях, устроенных не чаще чем через 5 км друг от друга.

К классу «скоростная дорога» относят автомобильные дороги:

имеющие на всем протяжении многополосную проезжую часть с центральной разделительной полосой;

не имеющие пересечений в одном уровне с автомобильными, железными дорогами, трамвайными путями, велосипедными и пешеходными дорожками:

доступ на которые возможен только через пересечения в разных уровнях и примыкания в одном уровне (без пересечения потоков прямого направления), устроенных не чаше чем через 3 км друг от друга.

К классу «дороги обычного типа» относят автомобильные дороги, не отнесенные к классам «автомагистраль» и «скоростная дорога»:

имеющие единую проезжую часть или с центральной разделительной полосой;

доступ на которые возможен через пересечения и примыкания в разных и одном уровне, расположенные для дорог категорий IB, II, III не чаше чем через 600 м, для дорог категории IV не чаше чем через 100 м, категории V- 50 м друг от друга.

Автомобильные дороги по транспортно-эксплуатационным качествам и потребительским свойствам разделяют на категории в зависимости от:

количества и ширины полос движения;

наличия центральной разделительной полосы;

типа пересечений с автомобильными, железными дорогами, трамвайными путями, велосипедными и пешеходными дорожками;

условий доступа на дорогу с примыканий в одном уровне.

Автомобильные дороги на всем протяжении или на отдельных участках подразделяют на категории согласно табл. 1.1.

Таблица 1.1.

Техническая классификация автомобильных дорог общего пользования

1. Более шести полос допускается только на существующих автомобильных дорогах.

2. На дороге категории II требование к наличию разделительной полосы определяются проектом организации дорожного движения.

3. Три полосы движения только для существующих автомобильных дорог.

4. Пересечение 4-полосной дороги категории II с аналогичной осуществляется в разных уровнях. Другие варианты пересечения дорог категории II с дорогами категорий II и III могут осуществляться как в разных уровнях, так и в одном (при условии светофорного регулирования, "отнесенных" левых поворотов или пересечения кольцевого типа.)

Коэффициенты приведения интенсивности движения различных транспортных средств к легковому автомобилю следует принимать по таблице 1.2.

Таблица 1.2.

Коэффициенты приведения к легковому автомобилю

Примечания: 1. При промежуточных значениях грузоподъемности транспортных средств коэффициенты приведения следует определять интерполяцией.

2. Коэффициенты приведения для автобусов и специальных автомобилей следует принимать как для базовых автомобилей соответствующей грузоподъемности.

3. Коэффициенты приведения для грузовых автомобилей и автопоездов следует увеличивать в 1,2 раза при пересеченной и горной местности.

Автомобильные дороги, соединяющие промышленные или добывающие предприятия, а также строящиеся объекты с дорогами общего пользования, с другими предприятиями или железнодорожными станциями и портами относят к подъездным.

Категорию дороги (при наличии данных) допускается назначать в соответствии с наибольшей перспективной интенсивностью движения или с учетом перспективного периода.

Перспективный период при назначении категории дороги общего пользования (а также при определении ширины полосы отвода, продольного и поперечного профилей) следует принимать равным 20 годам. Подъездные автомобильные дороги следует проектировать на расчетный срок, соответствующий окончанию строительства, и с учетом объема перевозок в период строительства.

За расчетную интенсивность движения следует принимать суточную интенсивность движения в обоих направлениях на последний год перспективного периода, а при наличии данных о часовой интенсивности движения - наибольшую часовую, достигаемую в течение 50 часов в последний год перспективного периода, выраженную в единицах, приведенных к легковому автомобилю.

Данные по интенсивности движения должны включать интенсивность движения для различных дней, периодов и времени суток.

В случаях, когда по расчетной интенсивности требуются не одинаковые категории, в проекте следует принимать более высокую категорию дороги.

Для подъездных дорог расчетную интенсивность определяют по среднемесячной интенсивности наиболее напряженного по перевозке грузов времени года.

1.2. Нормы проектирования автомобильных дорог

Основными нормативными документами на проектирование автомобильных дорог являются: строительные нормы и правила Российской Федерации СНиП 2.05.02-85. Автомобильные дороги; ГОСТ 21.001-93 СПДС Система проектной документации в строительстве. Общие положения; ГОСТ 21.101-97 СПДС. Основные требования к проектной и к рабочей документации, разработанные в рамках системы нормативных документов в строительстве; ГОСТ Р 52398-2005. Классификация автомобильных дорог. Основные параметры и требования и ГОСТ Р 52399-2005. Геометрические элементы автомобильных дорог. Указанные нормативные документы распространяются на проектирование вновь строящихся и реконструируемых автомобильных дорог общего пользования и на подъездные дороги; не распространяются - на проектирование временных автомобильных дорог различного назначения (срок службы менее 5 лет); автозимников; в лесозаготовительных, промышленных и сельскохозяйственных предприятиях; в карьерах.

Перечень основных действующих нормативных документов, используемых при проектировании земляного полотна автомобильных дорог, дорожных одежд, водоотвода и искусственных сооружений, а также касающихся проектирования инженерных сооружений в сложных областях строительства, методов испытаний грунтов и материалов, специфики проектирования автомобильных дорог в сложных инженерно-геологических условиях, даны в приложении 1.

Кроме того, в приложении 1 приведены документы, положения которых необходимо соблюдать для восстановления земельных участков, отводимых на период строительства, и для охраны окружающей среды.

В настоящее время существует следующая номенклатура стадий проектирования (и реконструкции) автомобильных дорог, назначаемая в зависимости от полноты информации и требований заказчика;

обоснование инвестиций (ОИ);

технико-экономическое обоснование (ТЭО);

инженерный проект (ИП);

рабочий проект (РП);

проект (П);

рабочая документация (РД).

В условиях рыночной экономики количество стадий проектирования, а значит и состав работ и документация, предопределяются не только категорией дороги, сроками строительства, инженерно-геологическими условиями, проработанностью и полнотой необходимой информации, но и сложностью объекта, объемом и порядком финансирования, техническими возможностями и т.д. Несмотря на указанные обстоятельства, проектирование автомобильных дорог должно вестись в соответствии с перечисленными выше в таблицах нормативными и рекомендательными документами.

Во всех случаях принимаемые в проектах основные технические решения по проложению дороги, по элементам плана, продольного и поперечного профилей, конструкциям дорожных одежд и земляного полотна следует обосновывать разработкой вариантов со сравнением технико-экономических показателей:

стоимости строительства;

затрат на ремонт и содержание;

потерь, связанных с неблагоприятным воздействием на окружающую природную среду, себестоимости перевозок, безопасности движения.

Проект дороги должен содержать весь комплекс конструктивных решений, технологических и организационных мероприятий, обеспечивающих безопасное движение автомобилей со скоростями, предусмотренными СНиП 2.05.02-85 и ГОСТ Р 52399-2005.

1.3. Расчетные скорости, нагрузки и габаритные размеры подвижного состава

Для проектирования элементов плана, продольного и поперечного профилей, а также других элементов дороги необходимо знать расчетную скорость движения автотранспорта.

Под расчетной следует понимать наибольшую возможную скорость движения одиночного автомобиля по условиям устойчивости и безопасности при нормальных условиях погоды и сцепления шин автомобиля с поверхностью проезжей части.

Расчетная скорость (км/час) регламентируется ГОСТ Р 52399-2005 в зависимости от категории и типа дороги (основная расчетная скорость) и в зависимости от сложности участков дороги (допускаемая расчетная скорость).

Основные расчетные и допускаемые скорости движения автомобилей приведены в табл. 1.3.

Таблица 1.3.

Расчетные и допускаемые скорости движения автотранспорта

Примечания: 1. К трудным участкам пересеченной местности относится рельеф, прорезанный часто чередующимися глубокими долинами, с разницей отметок долин и водоразделов более 50 м на расстоянии не свыше 0,5 км, с боковыми глубокими балками и оврагами, с неустойчивыми склонами. К трудным участкам горной местности относятся участки перевалов через горные хребты и участки горных ущелий со сложными сильноизрезанными или неустойчивыми склонами.

2. При наличии вдоль трассы автомобильных дорог капитальных дорогостоящих сооружений и лесных массивов, а также в случаях пересечения дорогами земель, занятых особо ценными сельскохозяйственными культурами и садами, при соответствующем технико-экономическом обосновании допускается принимать расчетные скорости, устанавливаемые табл. 1.3 для трудных участков пересеченной местности.

Расчетные скорости на смежных участках автомобильных дорог не должны отличаться более чем на 20 %.

При разработке проектов реконструкции автомобильных дорог по нормам IБ, IB и II категорий допускается при соответствующем технико-экономическом обосновании сохранять элементы плана, продольного и поперечного профилей на отдельных участках существующих дорог, если они соответствуют расчетной скорости, установленной для дорог И, III категорий; а по нормам III, IV категорий - соответственно на категорию ниже.

При проектировании подъездных автомобильных дорог к промышленным предприятиям по нормам IB и II категорий при наличии в составе движения более 70 % грузовых автомобилей или при протяженности дороги менее 5 км следует принимать расчетные скорости, соответствующие III категории.

Основные расчетные скорости относятся к участкам трассы, на которых геометрические характеристики являются руководящими.

Нагрузку на одиночную наиболее загруженную ось двухосного автомобиля для расчета прочности дорожных одежд, а также для проверки устойчивости земляного полотна следует принимать для дорог:

I-II категорий............ 115 кН (11,5 тс)

III-IV категорий........ 100 кН (10 тс)

V категории............... 60 кН (6 тс).

1.4. Охрана окружающей среды

При изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации автомобильных дорог и сооружений на них мероприятия по охране окружающей среды нормируются действующими нормативными документами.

В соответствии с законодательством Российской Федерации при размещении, разработке предпроектной и проектной документации, строительстве, реконструкции, вводе в эксплуатацию предприятий и сооружений следует выполнять требования экологической безопасности и охраны здоровья населения, предусматривать мероприятия по охране природы, рациональному использованию и воспроизводству природных ресурсов, оздоровлению окружающей среды. Строительство автомобильных дорог и дорожных сооружений без утвержденного в установленном порядке положительного заключения государственной экологической экспертизы не допускается.

При размещении автомобильной дороги и сооружений на ней определение местоположения трассы осуществляют на основе рассмотрения и сравнения альтернативных вариантов, включая вариант отказа от строительства. Материалы сравнения должны быть достоверны и обоснованы с учетом взаимосвязи различных экологических, экономических и социальных факторов.

При сравнении вариантов размещения автомобильной дороги следует учитывать возникающее в результате его осуществления перераспределение движения по участкам сети автомобильных дорог, уменьшение экологической нагрузки на звенья сети, на которых снижается интенсивность движения и улучшаются дорожные условия. В первую очередь эти факторы надлежит рассматривать при планировании и проектировании обходов населенных пунктов, улучшения плана и продольного профиля дорог, мероприятий по совершенствованию транспортно-эксплутационного состояния дорог. При сравнении вариантов с различными показателями следует учитывать затраты на строительство автомобильной дороги и сооружений на ней, на последующие работы по содержанию, ремонту и реконструкции дороги, транспортно-эксплуатационные расходы, расходы на осуществление природоохранных мероприятий, компенсацию экологического и иного ущерба и т.д. в течение всего периода сравнения с учетом дисконтирования затрат, а также факторы, не поддающиеся стоимостной оценке.

Трассы вновь проектируемых дорог следует прокладывать с учетом экологической значимости природных объектов по наименее ценным земельным угодьям, предпочтительно по границам ландшафтов, полей севооборотов или хозяйств. По лесным массивам трассы автомобильных дорог рекомендуется прокладывать по возможности с использованием просек и противопожарных разрывов, границ предприятий и лесничеств с учетом категорий и групп лесов. Проложение автомобильных дорог в пределах особо охраняемых природных территорий (государственные заповедники и заказники, национальные и природные парки, зоны, отнесенные к памятникам природы и культуры, территории (акватории) обитания особо охраняемых видов флоры и фауны, и т.п.) допускается только в соответствии с действующим законодательством Российской Федерации об особо охраняемых природных территориях.

Оценка воздействия строительства автомобильной дороги на окружающую среду (далее ОВОС) и ее государственная экологическая экспертиза, как правило, производится на стадии разработки предпроектной документации. При ОВОС определяются вероятные источники и факторы влияния дороги и сооружений на ней на окружающую среду, возможные воздействия этих источников и факторов влияния, (в первую очередь неблагоприятные), оцениваются экологические последствия этих воздействий, разрабатываются с учетом мнения заинтересованных органов, организаций и общественных групп меры по уменьшению и предотвращению неблагоприятных воздействий на окружающую природную среду и связанных с ними социальных, экономических и иных последствий реализации проекта.

При ОВОС, как правило, в первую очередь следует рассматривать воздействия следующих источников и факторов влияния на окружающую среду, связанных со строительством и эксплуатацией автомобильной дороги и сооружений на них:

воздействие автомобильного транспорта, в том числе загрязнение воздушной среды продуктами сгорания топлива при движении транспортных средств, загрязнение почв, в том числе соединениями тяжелых металлов, шумовое воздействие от движущегося автотранспорта, загрязнение придорожной полосы бытовым мусором, воздействие на растительность и животный мир движущегося автотранспорта, влияние движения автомобильного транспорта на условия и качество жизни населения, проживающего в придорожной полосе, изменение количества и тяжести дорожно-транспортных происшествий, вибрации зданий и сооружений;

воздействие автомобильной дороги как инженерного сооружения, в том числе расчленение в результате строительства или реконструкции дороги ценных ландшафтов, лесных и сельскохозяйственных угодий, отрицательное влияние на места массового обитания и размножения диких животных, птиц, обитателей водной среды, на сложившиеся пути миграции животных, воздействие на водо-охранные, рекреационные и селитебные зоны, природные феномены, переформирование рельефа, возникновение оползней, осыпей, сплывов, других видов подвижек земляных масс вследствие их подрезки в процессе строительных работ, изменение условий поверхностного водного стока, эрозия земель вследствие концентрации водных потоков искусственными сооружениями, кюветами и канавами, изменение условий протекания и уровня грунтовых вод, осушение, обводнение и переувлажнение почв, изменение гидрологического режима болот, приводящих к негативному влиянию на экосистемы, изменение термического режима вечной мерзлоты, изменение условий землепользования, изъятие и возврат в хозяйственный оборот земель, а также плодородного слоя почвы, необходимость сноса зданий и сооружений, переселения людей, связанного со строительством автомобильной дороги, возможное нарушение памятников природы, истории и культуры, включая археологические памятники;

воздействие автомобильной дороги, как элемента инфраструктуры, в том числе нарушение путей сообщения местного населения, изменение условий их связи с культурными и административными центрами, увеличение времени на дорогу к местам работы и отдыха, ухудшение условий движения для сельскохозяйственной техники, гужевого транспорта, пешеходов, велосипедистов, прогона скота, условий развития экономики в районе тяготения дороги, конкурентоспособности местной продукции, изменение занятости населения, нарушение среды проживания малых народов, изменение условий медицинского обслуживания;

технологические воздействия в период строительства автомобильной дороги, в том числе загрязнение воздушной среды, почв, водной среды продуктами сгорания топлива и производственным шумом при движении дорожных машин и работе асфальтобетонных, цементобетонных заводов и других притрассовых дорожно-строительных предприятий, загрязнение территорий вблизи временных баз строительных организаций мусором, бытовыми отходами, усиление наносов и заиливание русел водотоков, изменение водного режима в результате размывов в местах строительства, неукрепленного земляного полотна, а также при строительстве мостовых сооружений;

технологические воздействия при содержании автомобильной дороги, в том числе загрязнение воздушной среды, почв, вод при работе дорожно-эксплуатационной техники, предприятий дорожно-эксплуатационной службы и хранения материалов, используемых при содержании автомобильных дорог и дорожных сооружений, загрязнение почв и вод противогололедными материалами и при ликвидации нежелательной растительности.

Комплекс технических решений по предупреждению и снижению негативного влияния автомобильной дороги и дорожных сооружений на окружающую среду, предложений по рациональному использованию природных ресурсов в строительстве, сопоставление решений, принятых в утвержденном ОВОС, с техническими решениями и мероприятиями, принятыми в проектной документации, в составе проектной документации должен разрабатываться раздел "Охрана окружающей среды" (далее ООС).

При наличии в зоне строительства охраняемых памятников истории и культуры (старинные постройки, захоронения, археологические объекты, объекты особого отношения местного населения и т.п.), а также уникальных природных феноменов (особые геологические формы, водные источники, ценные экземпляры деревьев и т.п.), в проектах следует рассматривать необходимость осуществления специальных инженерных решений по защите указанных объектов.

Проектные решения автомобильной дороги, дорожных сооружений и зданий, входящих в дорожный комплекс, должны обеспечивать сочетание их внешнего оформления с окружающей природной средой. Необходимо избегать нарушения эстетической цельности ландшафта, внедрения в естественный ландшафт чужеродных по форме элементов, таких как изменение естественных форм рельефа, резкие цветовые решения и т.п., разрушения визуально привлекательных природных комплексов и живописных элементов, обозреваемых как с самой дороги, так и вне ее, при необходимости применять декоративное озеленение.

Если в проекте предусматривается строительство высоких насыпей или глубоких выемок, при необходимости следует рассматривать варианты устройства и отделки пологих откосов, допускающих их передачу для использования в хозяйственной деятельности.

В случае строительства автомобильных дорог, предназначенных для обслуживания транзитного движения, в рекреационных местах, вблизи расположения курортов, домов отдыха, пансионатов, пионерских лагерей и других учреждений лечения и отдыха в пределах установленных вокруг них санитарных зон, в проектах должно предусматриваться осуществление защитных мероприятий. Автомобильные дороги, предназначенные только для местного движения и обслуживания вышеуказанных объектов, следует прокладывать с наименьшим воздействием на окружающую среду и ущербом для функционального назначения этих объектов.

Вновь проектируемые дороги I-III категорий следует, как правило, прокладывать в обход населенных пунктов с устройством подъездов к ним. При строительстве обходов населенных пунктов их трассы следует прокладывать по возможности с подветренной стороны, ориентируясь на преобладающее направление ветра в особо неблагоприятное по загрязнению воздушной среды время года. В целях обеспечения дальнейшей реконструкции дорог расстояние от бровки земляного полотна до линии застройки населенных пунктов следует принимать в соответствии с их генеральными планами.

В отдельных случаях, когда по технико-экономическим расчетам установлена целесообразность проложения дорог I-III категорий через населенные пункты, их следует проектировать в соответствии с требованиями СНиП 2.07.01-89* и санитарных норм.

В целях исключения или уменьшения ширины полосы недопустимого по действующим нормативным актам влияния строящейся автомобильной дороги и сооружений на них на окружающую среду следует принимать технические решения, обеспечивающие соответствующий режим движения автомобилей, а при необходимости предусматривать строительство защитных сооружений, таких как экраны, ограждения, валы, древесно-кустарниковые насаждения или специальные конструкции земляного полотна, обеспечивающие уменьшение распространения загрязнений, а также дорожные покрытия, обеспечивающие пониженный уровень шума при движении автомобилей. Проектирование природоохранных защитных сооружений осуществляется на основе .прогнозирования распространения транспортных воздействий при неблагоприятном сочетании влияющих факторов (погодные условия, изменение интенсивности движения на 10-летнюю перспективу и т.д.).

При пересечении трассой дороги сложившихся путей миграции животных следует предусматривать на дорогах I-III категорий строительство специальных сооружений (ограждения, переходы и пропускные сооружения, скотопрогоны и т.п.). Конструкцию, число переходов и пропускных сооружений необходимо принимать на основании данных о путях миграции в зависимости от количества, видовых морфометрических и поведенческих особенностей мигрирующих животных. На дорогах иных категорий допускается применение организационных мероприятий по ограничению режима, скорости и времени движения дорожными знаками и иными средствами регулирования движения.

При определении мест переходов автодорог через водотоки, выборе конструкций и отверстий искусственных сооружений следует учитывать необходимость обхода мест нагула и нерестилищ рыб, назначения сроков проведения строительных работ с учетом периода массового нереста и выклева рыб, недопущение нарушения гидрологического режима рек, изменения береговой линии, сечения водотоков, активизации русловых процессов.

При строительстве или реконструкции дорог на территориях рыбохозяйственных водоемов по согласованию и техническим условиям, полученным в установленном законом порядке, в проектах необходимо предусматривать мероприятия по сохранению рыбных запасов.

На площадях земель, нарушаемых при строительстве автомобильных дорог, плодородный слой почвы следует снимать и складировать в штабеля в отведенных проектом местах. Глубину снятия плодородного слоя назначают в проекте по данным изысканий и технических условий владельцев и пользователей земельных участков. Плодородный почвенный грунт используется для укрепления земляного полотна и дорожных сооружений, а также при рекультивации нарушенных при строительстве земель. Излишний объем плодородного почвенного грунта используется для повышения плодородия малопродуктивных угодий. Не следует снимать плодородный слой почвы с вечномерзлых грунтов и в иных местах, где его снятие может привести к нарушению устойчивости. К плодородному слою почвы относятся гумуссированные грунты состава от глинистого до супесчаного, удовлетворяющие по физическому и химическому составу требованиям ГОСТ 17.5.1.03.

Все земельные участки, отведенные во временное пользование для нужд строительства дороги, по окончании строительства должны быть приведены в состояние, пригодное для дальнейшего использования с учетом технических условий владельцев и пользователей земель. Неиспользуемые после окончания реконструкции участки существующих дорог должны быть приведены в состояние, пригодное для дальнейшего использования.

Если при строительстве автомобильной дороги образуется излишний или иной грунт, который не может быть использован для нужд строительства, его следует использовать для засыпки верхней части оврагов, эрозионных промоин, свалок и других неудобных земель с последующим уплотнением и планировкой поверхности. В проекте должны быть предусмотрены мероприятия по предотвращению размыва уложенного грунта.

При проложении трасс дорог по высокопродуктивным пахотным, орошаемым, осушаемым или иным ценным угодьям в целях сокращения площадей отвода земель земляное полотно следует, как правило, проектировать без устройства кювет-резервов и кавальеров.

При назначении конструктивных решений земляного полотна, водоотводных и водопропускных сооружений следует обеспечивать защиту угодий от размыва и заиления, заболачивания, нарушения растительного и дернового покрова, нарушения гидрологического режима водотоков и природного уровня грунтовых вод. Не допускается подтопление угодий поверхностными водами и заболачивание примыкающих к дороге земель, образование бессточных площадей в результате строительства дорожных сооружений. При высоте насыпи, соответствующей второму типу местности по характеру увлажнения, поперечные сечения и продольные уклоны канав допускается принимать по нормам, предусмотренным для осушительных сетей СНиП 2.06.03-85. Отвод стока за пределами водоохранной зоны допускается осуществлять на рельеф.

Отверстия труб и других водоотводных сооружений должны обеспечивать пропуск летних паводков с подтоплением сельскохозяйственных угодий на сроки, не превышающие установленные СНиП 2.06.03-85.

Во избежание эрозии земель вследствие концентрации водных потоков следует предусматривать укрепление русел и выходов из водоотводных сооружений. В местах повышенной эрозионной опасности не рекомендуется сведение стока с разных бассейнов в одно водопропускное сооружение, сброс сосредоточенных водных потоков из канав и кюветов на склоны, имеющие значительные уклоны. Водоприемниками для сбросов, предусмотренных настоящим пунктом, как правило, должны служить существующие водотоки, балки, лога, водохранилища.

При проектировании автодорог в зоне проведения мелиоративных работ следует предусматривать увязку строительных решений с проектами мелиорации. При строительстве дорог на заболоченных или обводненных землях изменение их режима вследствие сооружения автомобильной дороги допускается только в увязке с проектами мелиорации соответствующих территорий. Изменение уровня грунтовых вод в лесах, водоемах, сельскохозяйственных и водно-болотных угодьях не допускается. Для предотвращения изменения уровня грунтовых вод, осушения и переувлажнения почв следует рассматривать варианты отказа от устройства выемок при близком залегании грунтовых вод, проектирования насыпей, исходя из условия недопущения прерывания водоносных горизонтов.

При проектировании насыпей через болота с поперечным по отношению к трассе дороги движением воды в водонасыщенном горизонте в проекте необходимо предусматривать мероприятия, исключающие изменение режима болота путем отсыпки насыпи или ее нижней части из дренирующих материалов, устройство вдоль земляного полотна продольных канав и, если это необходимо, искусственных сооружений и т.д.

На дорогах в пределах водоохранных зон следует предусматривать организованный сбор воды с поверхности проезжей части с последующей ее очисткой или отводом в места, исключающие загрязнение источников водоснабжения. Качество сбросов в водоемы должно удовлетворять установленным требованиям.

При проложении дорог через населенные пункты следует предусматривать покрытия дорожных одежд и тип укрепления обочин, исключающие пылеобразование. На остальных участках дорог с переходными и низшими покрытиями следует предусматривать обработку покрытий обеспыливающими веществами, а при необходимости проводить защитные мероприятия, ограничивающие ширину запыленной зоны.

Для предотвращения загрязнения полосы отвода автомобильных дорог бытовым мусором при необходимости следует предусматривать площадки, оборудованные контейнерами для мусора. Места установки контейнеров для мусора, как правило, должны совмещаться с предприятиями дорожного сервиса.

При проложении трассы в хвойных лесах на сухих почвах по согласованию с органами лесного хозяйства следует предусматривать за границами полосы отвода противопожарные минерализованные полосы. Ширина этих полос принимается по правилам и нормам пожарной безопасности в лесах Российской Федерации.

Выбор материалов для строительства, ремонта и содержания дороги должен осуществляться с учетом прямого и косвенного влияния на экологическую обстановку как в период строительства, так и эксплуатации дороги. Состав и свойства применяемых материалов должны соответствовать действующим государственным стандартам, техническим условиям и нормам.

Применение отходов промышленного производства следует осуществлять с учетом их возможной токсичности и радиоактивности. Применение органических, водорастворимых, химически активных производственных и бытовых отходов допускается по согласованию с органами государственного санитарного надзора Российской Федерации в конструкциях, исключающих вынос их стоками или фильтрующими водами.

Производственные базы, здания и сооружения дорожно-эксплутационной службы и дорожного сервиса, временные базы строительных организаций, как правило, следует размещать с подветренной стороны (для ветров преобладающего направления) по отношению к селитебным территориям. Местоположение и условия размещения постоянных и временных предприятий по производству дорожно-строительных материалов следует принимать по согласованиям с компетентными органами субъектов Российской Федерации в установленном законом порядке.

Территории временных баз строительных организаций должны иметь спланированную поверхность, ограждены, иметь специально оборудованные площадки для заправки техники, сбора и уничтожения отходов и мусора, туалеты, системы для сбора и очистки вод.

Размещение производственных баз, зданий и сооружений дорожно-эксплутационной службы, временных баз строительных организаций в прибрежных полосах допускается только при необходимости непосредственного примыкания площадки предприятия к водоемам по согласованию с органами по регулированию использования и охране вод в соответствии с законодательством. Число и протяженность примыканий площадок предприятий к водоемам должно быть минимальным.

Производственные базы, здания и сооружения дорожно-эксплутационной службы, временные базы строительных организаций, требующие устройства грузовых причалов, пристаней или других портовых сооружений, следует размещать по течению реки ниже селитебной территории на расстоянии не менее 200 м.

Во избежание нарушения путей сообщения местного населения, увеличения времени на дорогу к местам работы, отдыха и пунктам медицинского обслуживания, расчленения сельскохозяйственных угодий, ухудшения условий движения для сельскохозяйственной техники, гужевого транспорта, велосипедистов, пешеходов, прогона скота в проекте следует предусматривать устройство подъездов к населенным пунктам, пешеходных и велосипедных дорожек, а также сооружений для связи разобщенных территорий. При проложении новых дорог I-II категорий следует рассматривать варианты отказа от совмещения их с местными дорогами попутного движения.

Приложение 1. Список рекомендуемых нормативно-технических документов

1.1. Общие стандарты

1. Дорожная терминология. Справочник под ред. М.И. Вейцмана, 1985.

2. СН 528-80. Перечень единиц физических величин, подлежащих применению в строительстве.

3. ГОСТ Р 1.0-2004. Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения.

4. ГОСТ Р 1.5-2004. Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты национальные Российской Федерации. Правила построения, изложения, формирования и обозначения.

5. ГОСТ Р 1.4-2004. Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты организаций. Общие положения.

6. ГОСТ Р 21.1207-97 СПДС. Условные графические обозначения на чертежах автомобильных дорог.

7. ГОСТ Р 21.1701-97 СПДС. Правила выполнения рабочей документации автомобильных дорог.

8. ГОСТ 7.32-2001. Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления.

9. ОСТ 218.0.001-2002. Система отраслевых нормативных и методических документов дорожного хозяйства. Основные положения. Минтранс России, Росавтодор.

10. СНиП II-7-81*. Строительство в сейсмических районах.

11. СНиП 23-01-99. Строительная климатология.

12. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия.

13. СП 11-101-95. Порядок разработки, согласования, утверждения и состав обоснований инвестиций в строительство предприятий, зданий и сооружений. Минстрой России.

1.2. Грунты, земляное полотно, торф

1. ВСН 55-69. Инструкция по определению требуемой плотности и контролю за уплотнением земляного полотна автомобильных дорог. Минтрансстрой СССР.

2. ВСН 22-75. Временные технические указания по контролю влажности и плотности грунтов земляного полотна радиоизотопными методами.

3. Руководство по сооружению земляного полотна автомобильных дорог. Минтрансстрой СССР, 1982.

4. ГОСТ 10834-76. Жидкость гидрофобизирующая 136-41.

5. ГОСТ 23061-90. Грунты. Методы радиоизотопных измерений плотности и влажности.

6. ГОСТ 23161-78. Грунты. Метод лабораторного определения характеристик просадочности.

7. ГОСТ 23253-78. Грунты. Методы полевых испытаний мерзлых грунтов.

8. ГОСТ 23740-79. Грунты. Методы лабораторного определения содержания органических веществ.

9. ГОСТ 23741-79. Грунты. Методы полевых испытаний на срез в горных выработках.

10. ГОСТ 23908-79. Грунты. Метод лабораторного определения сжимаемости.

11. ГОСТ 12536-79. Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава.

12. ГОСТ 24143-80. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик набухания и усадки.

13. ГОСТ 24181-80. Грунты. Нейтронный метод измерения влажности.

14. ГОСТ 21719-80. Грунты. Метод полевого испытания вращательным срезом.

15. ГОСТ 24586-81. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости мерзлых грунтов.

16. ГОСТ 24846-81. Грунты. Методы измерения деформаций оснований зданий и сооружений.

17. ГОСТ 24847-81. Грунты. Методы определения глубины сезонного промерзания.

18. ГОСТ 25358-82. Грунты. Метод полевого определения температуры.

19. ГОСТ 25638-83. Грунты. Метод лабораторного испытания мерзлых грунтов на одноосное сжатие.

20. ГОСТ 26262-84. Грунты. Методы полевого определения глубины сезонного оттаивания.

21. ГОСТ 26263-84. Грунты. Метод лабораторного определения теплопроводности мерзлых грунтов.

22. ГОСТ 5180-84. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик.

23. ГОСТ 26518-85. Грунты. Метод лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости при трехосном сжатии.

24. ГОСТ 26447-85. Породы горные. Метод определения механических свойств глинистых пород при одноосном сжатии.

25. ГОСТ 25584-90. Грунты. Методы лабораторного определения коэффициента фильтрации. Изменение № 1 от 01.07. 94 г.

26. ГОСТ 28622-90. Грунты. Метод лабораторного определения степени пучинистости.

27. ГОСТ 28514-90. Строительная геотехника. Определение плотности грунтов методом замещения объема.

28. ГОСТ 8735-93. Песок для строительных работ. Методы испытаний.

29. ГОСТ 8736-93. Песок для строительных работ. Технические условия.

30. ГОСТ 5686-94. Грунты. Методы полевых испытаний сваями.

31. ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация.

32. ГОСТ 30416-96. Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения.

33. ГОСТ 12248-96. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости.

34. ГОСТ 20522-96. Грунты. Метод статистической обработки результатов испытаний.

35. ГОСТ 20276-99. Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости.

36. ГОСТ 30672-99. Грунты. Полевые испытания. Общие положения.

37. ГОСТ 12071-2000. Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов.

38. ГОСТ 19912-2001. Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием.

39. ГОСТ 22733-2002. Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности.

40. ГОСТ 10650-72. Торф. Метод определения степени разложения.

41. ГОСТ 5396-77. Торф. Методы отбора проб.

42. ГОСТ 24160-80. Торф. Методы определения влагоёмкости.

43. ГОСТ 24701-81. Торф. Метод определения плотности.

44. ГОСТ 11306-83. Торф. Методы определения зольности.

45. ГОСТ 17644-83. Торф. Методы отбора проб из залежи и обработка их для лабораторных испытаний.

1.3. Асфальтобетонные смеси, битум

1. ВСН 113-65. Технические указания по производству активированных минеральных порошков и применению их в асфальтовом бетоне. Оргтрансстрой.

2. Руководство по применению поверхностно-активных веществ при устройстве асфальтобетонных покрытий (взамен ВСН 59-68). Минтранс России, 2003.

3. ВСН 93-73. Инструкция по строительству дорожных асфальтобетонных покрытий.

4. ГОСТ 13302-77. Кислоты нефтяные. Технические условия.

5. ТУ 218 РСФСР 36.639-91. Смеси асфальтобетонные дорожные на основе продуктов дробления доломитизированных известняков карьеров «Сок» и «Яблоневый овраг».

6. ГОСТ 23558-94. Смеси щебеночно-гравийно-песчаные и грунты, обработанные неорганическими вяжущими материалами, для дорожного и аэродромного строительства. Технические условия.

7. ГОСТ 9128-97. Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические условия.

8. ГОСТ 30491-97. Смеси органоминеральные и грунты, укрепленные органическими вяжущими, для дорожного и аэродромного строительства. Технические условия.

9. ВСН 60-97. Инструкция по устройству и ремонту дорожных покрытий с применением литого асфальта. Управление развития генплана г. Москвы.

1.3. Бетон, железобетон. Бетонные смеси, щебень, гравий, песок, цемент, шлаки, шламы и другие материалы

1. ГОСТ 12730.1-78. Бетоны. Методы определения плотности.

2. ГОСТ 19804.4-78. Сваи забивные железобетонные квадратного сечения без поперечного армирования ствола. Конструкция и размеры.

3. ГОСТ 24316-80. Бетоны. Метод определения тепловыделения при твердении.

4. ГОСТ 24452-80. Бетоны. Методы определения призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона.

5. ГОСТ 24544-81. Бетоны. Методы определения деформаций усадки и ползучести.

6. ГОСТ 24545-81. Бетоны. Методы испытаний на выносливость.

7. ГОСТ 10181-2000. Смеси бетонные. Методы испытаний.

8. ГОСТ 13087-81. Бетоны. Методы определения истираемости.

9. ГОСТ 25192-82. Бетоны. Классификация и общие технические требования.

10. ГОСТ 12730.5-84. Бетоны. Методы определения водонепроницаемости.

11. ГОСТ 18105-86. Бетоны. Правила контроля прочности.

12. ГОСТ 17624-87. Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности.

13. ГОСТ 22690-88. Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля.

14. ГОСТ 10180-90 (СТ СЭВ 3978-83). Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам.

15. ГОСТ 26633-91. Бетоны тяжелые и мелкозернистые.

16. ГОСТ 17608-91. Плиты бетонные тротуарные. Технические условия.

17. ГОСТ 19804-91. Сваи железобетонные. Технические условия.

18. ГОСТ 10060.3-95. Бетоны. Дилатометрический метод ускоренного определения морозостойкости.

19. ГОСТ 10060.4-95. Бетоны. Структурно-механический метод ускоренного определения морозостойкости.

21. ГОСТ 10060.0-95. Бетоны. Методы определения морозостойкости. Общие требования.

22. ГОСТ 51263-99. Полистиролбетон. Технические условия.

23. СНиП 3.09.01-85. Производство сборных железобетонных конструкций и изделий.

24. ВСН 139-80. Инструкция по строительству цементобетонных покрытий автомобильных дорог. Минтрансстрой СССР.

25. ВСН 32-89. Инструкция по определению грузоподъемности железобетонных балочных пролетных строений эксплуатируемых мостов.

26. ВСН 150-93. Указания по повышению морозостойкости бетона транспортных сооружений. Корпорация «Трансстрой».

27. ВСН 56-97. Проектирование и основные положения технологий производства фибробетонных конструкций. Научно-техническое управление Департамента строительства.

28. ГЭСН 81-02-37-2001. Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений. Книга 1. Разделы 01, 02, 03, 04, 05, 06, 07. Книга 2. Разделы 02, 03, 04.

29. ГОСТ 3344-83. Щебень и песок шлаковые для дорожного строительства. Технические условия.

30. ГОСТ 8269.0-97. Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний.

31. Методические рекомендации по ремонту цементобетонных покрытий автомобильных дорог. Минтранс России, Росавтодор, 2003.

1.5. Автомобильные, железные дороги, аэродромы, земляное полотно дорог, мосты и трубы, укрепительные работы (изыскания, проектирование, строительство)

1. СНиП 2.05.02-85*. Автомобильные дороги.

2. СНиП 3.06.03-85*. Автомобильные дороги. Правила производства и приемки работ.

3. СНиП 12-01-2004. Организация строительства.

4. СНиП 2.05.03-84*. Мосты и трубы.

5. СНиП 3.06.07-86. Мосты и трубы. Правила обследований и испытаний.

6. СНиП 3.06.04-91. Мосты и трубы.

7. СНиП 2.05.07-91*. Промышленный транспорт.

8. СНиП 32-03-96. Аэродромы.

9. ГОСТ Р 52398-2005. Классификация автомобильных дорог. Основные параметры и требования.

10. ГОСТ Р 52399-2005. Геометрические элементы автомобильных дорог.

11. ГОСТ 21.511-83. Автомобильные дороги. Земляное полотно и дорожная одежда. Система проектной документации для строительства. Рабочие чертежи.

12. ГОСТ 8267-93. Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия.

13. СП 32-101-95. Проектирование и устройство фундаментов опор мостов в районах распространения вечномерзлых грунтов. Корпорация «Трансстрой».

14. СП 32-102-95. Сооружения мостовых переходов и подтопляемых насыпей. Методы расчета местных размывов. Корпорация «Трансстрой».

15. СП 32-104-98. Проектирование земляного полотна железных дорог колеи 1520 мм. ЦНИИС.

16. СН 449-72. Указания по проектированию земляного полотна железных и автомобильных дорог. (Заменены на СНиП 2.05.02-85 в части норм проектирования земляного полотна автомобильных дорог).

17. СН 121-73. Указания по производству и приемке аэродромно-строительных работ. Госстрой СССР.

18. ВСН 120-65. Технические указания по строительству автомобильных дорог в зимних условиях. Минтрансстрой СССР.

19. ВСН 2-65. Указания по определению допускаемых (неразмывающих) скоростей водного потока для различных грунтов и облицовок.

20. ВСН 40-68. Временная инструкция по устройству и содержанию ледовых переправ. Минавтошосдор РСФСР.

21. ВСН 38-60. Технические указания по производству аэронивелирования на изысканиях железных и автомобильных дорог. ЦНИИС.

22. ВСН 84-89. Изыскание, проектирование и строительство автомобильных дорог в районах распространения вечной мерзлоты. Минтрансстрой СССР.

23. ВСН 84-75. Инструкция по изысканию, проектированию и строительству автомобильных дорог в районах вечной мерзлоты. Минтрансстрой СССР.

24. ВСН 84-75. Инструкция по изысканию, проектированию и строительству автомобильных дорог в районах вечной мерзлоты. Дополнение № 1. Омский филиал Союздорнии, Союздорнии, Минтрансстрой СССР.

25. ВСН 184-75. Технические указания по устройству оснований дорожных одежд из каменных материалов, не укрепленных и укрепленных неорганическими вяжущими.

26. ВСН 123-77. Инструкция по устройству покрытий и оснований из щебеночных, гравийных и песчаных материалов, обработанных органическими вяжущими. Минтрансстрой СССР.

27. ВСН 176-78. Инструкция по проектированию и постройке металлических гофрированных водопропускных труб. Минтрансстрой СССР, 1979.

28. ВСН 2-105-78. Инструкция по строительству временных дорог для трубопроводного строительства в сложных условиях (на обводненной и заболоченной местности). Миннефтегазстрой СССР.

29. ОДН 218.3.039-2003. Укрепление обочин автомобильных дорог (взамен ВСН 39-79). Минтранс России, Росавтодор.

30. ВСН 192-79. Инструкция по оценке качества строительно-монтажных работ в дорожном строительстве.

31. ВСН 4-81. Инструкция по проведению осмотров мостов и труб на автомобильных дорогах.

32. ВСН 2-134-81. Инструкция по проектированию и строительству автомобильных дорог для обустройства нефтяных и газовых месторождений на севере Тюменской области.

33. ВСН-ВС-82. Инструкция по проектированию и строительству автомобильных дорог во вновь осваиваемых территориально-производственных комплексах Восточной Сибири. Минэнерго СССР.

34. ВСН 46-83. Инструкция по проектированию дорожных одежд нежесткого типа. Минтрансстрой СССР.

35. Методические рекомендации по проектированию жестких дорожных одежд (взамен ВСН 197-91). Минтранс России, Росавтодор, 2004.

36. ОДН 218.046-01. Проектирование нежестких дорожных одежд. Государственная служба дорожного хозяйства Минтранса России.

37. ОДН 218.1.052-2002. Оценка прочности нежестких дорожных одежд (взамен ВСН 52-89). Минтранс России, Росавтодор.

38. ВСН 18-84. Указания по архитектурно-ландшафтному проектированию автомобильных дорог. Минавтодор РСФСР.

39. ВСН 30-84. Инструкция по применению фотограмметрических методов при ландшафтном проектировании автомобильных дорог. Минавтодор РСФСР.

40. ВСН 37-84. Инструкция по организации движения и ограждению мест производства дорожных работ. Минавтодор РСФСР.

41. ВСН 200-85. Проектирование и сооружение земляного полотна ж/д линий Ягельная - Ямбург. ЦНИИС.

42. ВСН 165-85. Устройство свайных фундаментов мостов (из буровых свай). Минтрансстрой СССР.

43. ВСН 84-89. Изыскание, проектирование и строительство автомобильных дорог в районах распространения вечной мерзлоты. Минтрансстрой СССР.

44. ВСН 203-85. Специальные нормы и технические условия на проектирование и строительство железных дорог на полуострове Ямал. Минтрансстрой СССР.

45. ОДМ. Рекомендации по применению геосинтетических материалов при строительстве и ремонте автомобильных дорог (взамен ВСН 49-86 с 01.08.2003). Минтранс России, Росавтодор.

46. ВСН 206-87. Параметры ветровых волн, воздействующих на откосы транспортных сооружений на реках. Минтрансстрой СССР.

47. ВСН 51-88. Инструкция по уширению автодорожных мостов и путепроводов. Минавтодор РСФСР.

48. ВСН 204-88. Специальные нормы и технические условия на проектирование и строительство автомобильных дорог на полуострове Ямал. Минтрансстрой СССР.

49. ВСН 19-89. Правила приемки работ при строительстве и ремонте автомобильных дорог. Минтрансстрой СССР.

50. Временные технические условия на изыскания, проектирование и сооружение железных дорог в условиях вечной мерзлоты. Ленинградский институт инженеров транспорта, 1939.

51. ВСН 61-61. Технические указания по изысканиям, проектированию и постройке железных дорог в районах вечной мерзлоты. Минтрансстрой СССР.

52. ВСН 61-89 (взамен ВСН 61-61). Изыскания, проектирование и строительство железных дорог в районах вечной мерзлоты. Минтрансстрой СССР.

53. ВСН 203-89. Нормы и технические условия на проектирование и строительство железных дорог на полуострове Ямал. Минтрансстрой СССР.

54. ВСН 137-89. Инструкция по проектированию, строительству и содержанию зимних автомобильных дорог в условиях Сибири и Северо-Востока СССР. Минтрансстрой СССР.

55. ВСН 26-90. Инструкция по проектированию и строительству автомобильных дорог нефтяных и газовых промыслов Западной Сибири. Минтрансстрой СССР.

56. ВСН 38-90. Технические указания по устройству дорожных покрытий с шероховатой поверхностью. Минтрансстрой СССР.

57. ВСН 178-91. Нормы проектирования и производства буровзрывных работ при сооружении земляного полотна. Минтрансстрой СССР.

58. ВСН 182-91. Технические указания по изысканиям, проектированию и разработке притрассовых карьеров для автодорожного строительства. Минтрансстрой СССР.

59. ВСН 210-91. Нормы проектирования, строительства и эксплуатации противоналедных сооружений и устройств. Минтрансстрой СССР.

60. Указания по борьбе с наледями на автомобильных дорогах. Минтрансстрой СССР.

61. ВСН 214-93. Нормы проектирования и производства гидромеханизированных работ в транспортном строительстве. Минтрансстрой СССР.

62. ВСН 449-00. Инструкция по проектированию земляного полотна железных дорог. Минтрансстрой СССР.

63. Методические рекомендации по конструированию, строительству и содержанию временных автомобильных дорог в условиях строительства БАМ. Союздорнии, Минтрансстрой СССР, 1975.

64. Методические рекомендации по применению радиоизотопных плотномеров для контроля уплотнения грунтов при строительстве автомобильных дорог. Союздорнии, Минтрансстрой СССР, 1977.

65. Методические рекомендации по конструкциям и технологии сооружения земляного полотна при прохождении обводненных болот, озер и грядово-озерковых болотных комплексов в условиях севера Западной Сибири. Союздорнии, Минтрансстрой СССР, 1978.

66. ВСН 32-81. Инструкция по устройству гидроизоляции конструкций мостов и труб на железных, автомобильных и городских дорогах. Минтрансстрой СССР.

67. ОДН 218.012-99. Общие технические требования к ограждающим устройствам на мостовых сооружениях, расположенных на магистральных автомобильных дорогах. Минтранс России, Росавтодор.

68. Методические рекомендации по конструкциям и технологии сооружения земляного полотна автомобильных дорог в заболоченных районах с островным распространением вечномерзлых грунтов Западной Сибири. Союздорнии, Минтрансстрой СССР, 1984.

69. Порядок разработки, согласования и утверждения проектной документации для дорожных работ, финансируемых из федерального дорожного фонда. Ассоциация дорожных проектно-изыскательских организаций «РОДОС» Федеральной дорожной службы России Минтранса России, 1999.

70. МДС 12-1.98 (на базе стандартов ИСО 9000). Рекомендации по созданию систем качества в строительно-монтажных организациях. Центр по Международным системам качества.

71. Р 439-81. Рекомендации по конструкции и технологии сооружения ледяных переправ, усиленных намораживанием с помощью двухфазных термосифонов. ВНИИСТ.

72. Руководство по строительству оснований и покрытий автомобильных дорог из щебеночных и гравийных материалов. Союздорнии, Минтрансстрой СССР, 1999.

73. ОДМ. Методические рекомендации по применению металлических гофрированных труб. Минтранс России, Росавтодор, 2002.

1.6. Основания и фундаменты

1. Технические рекомендации на изыскания, проектирование, строительство и эксплуатацию зданий и сооружений в Воркутинском районе, 1962.

2. Руководство по устройству свайных фундаментов в вечномерзлых грунтах с предварительным охлаждением оснований, 1979.

3. СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений.

4. СНиП 3.02.01-87. Земляные сооружения, основания и фундаменты.

5. СНиП 3.03.01-87. Несущие и ограждающие конструкции.

6. СНиП 2.02.04-88. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах.

1.7. Изыскания автомобильных, железных дорог, аэродромов

1. РСН 31-69. Указания по производству инженерно-геологических изысканий в районах распространения вечномерзлых грунтов. Центральный трест инженерно-строительных изысканий.

2. СНиП 11-02-96. Инженерные изыскания для строительства. Общие положения.

3. СП 11-102-97. Свод правил по инженерным изысканиям для строительства. Инженерно-

экологические изыскания для строительства.

4. СП 11-103-97. Свод правил по инженерным изысканиям для строительства.

5. СП 11-104-97. Свод правил по инженерным изысканиям для строительства. Инженерно-геодезические изыскания для строительства.

6. СП 11-105-97. Свод правил по инженерным изысканиям для строительства. Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть I. Общие правила производства работ.

7. СП 11-105-97. Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть II. Правила производства работ в районах развития опасных геологических и инженерно-геологических процессов.

8. СП 11-105-97. Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть III. Правила производства работ в районах распространения специфических грунтов.

9. СП 11-105-97. Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть IV. Правила производства работ в районах распространения многолетнемерзлых грунтов.

10. СП 11-109-98. Изыскания грунтовых строительных материалов.

1.8. Эксплуатация автомобильных дорог

1. ОДМ. Руководство по борьбе с зимней скользкостью на автомобильных дорогах. Минтранс России, Росавтодор, 2003.

2. ВСН 24-88. Технические правила ремонта и содержания автомобильных дорог. Минавтодор РСФСР.

3. ВСН 7-89. Указания по строительству, ремонту и содержанию гравийных покрытий. Минавтодор РСФСР.

4. ВСН 33-87. Указания по производству изысканий и проектированию лесонасаждений вдоль автомобильных дорог. Минавтодор РСФСР.

5. ВСН 50-87. Инструкция по ремонту, содержанию и эксплуатации паромных переправ и наплавных мостов. Минтрансстрой СССР.

6. ОДН 218.012-99. Общие технические требования к ограждающим устройствам на мостовых сооружениях, расположенных на магистральных автомобильных дорогах. Федеральная дорожная служба России, 1999.

7. ОДН 218.010-98. Инструкция по проектированию, строительству и эксплуатации ледовых переправ. Минтранс России, Росавтодор, 1998.

8. ОДМ. Методические рекомендации по разработке проекта содержания автомобильных дорог. Минтранс России, Росавтодор, 2003.

9. СНиП 2.07.01-89*. Градостроительство. Планировка в застройках городских и сельских поселений.

10. ОСТ 218.1.002-03. Автобусные остановки на автомобильных дорогах. Общие технические требования. Минтранс России, Росавтодор.

11. СН 467-74. Нормы отвода земель для автомобильных дорог.

1.9. Геотекстиль

1. ГОСТ 15902.2-79. Полотна текстильные нетканые. Методы определения структурных характеристик.

2. ГОСТ 15902.3-79. Полотна текстильные нетканые. Методы определения прочности.

3. ГОСТ 11358-89. Полотна текстильные нетканые. Правила приемки и методы отбора образцов.

1.10. Экология, климатология

1. Федеральный закон «Об охране окружающей среды» от 10 января 2002 г. № 7-ФЗ.

2. Закон Российской Федерации «О недрах» от 21 февраля 1992 г. № 2395-1.

3. Федеральный закон «О животном мире» от 24 апреля 1995 г. № 52-ФЗ.

4. Федеральный закон «Об особо охраняемых природных территориях» от 14 марта 1995 г. № 33-ФЗ.

5. Федеральный закон «О безопасности гидротехнических сооружений» от 21 июля 1997 г. № 117-ФЗ.

6. Федеральный закон «Об экологической экспертизе» от 23 ноября 1995 г. № 174-ФЗ.

7. Федеральный закон «Об отходах производства и потребления» от 24 июня 1998 г. № 89-ФЗ.

8. Федеральный закон «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» от 30 марта 1999 г. № 52-ФЗ.

9. Федеральный закон «Об охране атмосферного воздуха» от 4 мая 1999 г. № 96-ФЗ.

10. Водный кодекс Российской Федерации от 16 ноября 1995 г. № 167-ФЗ.

11. Лесной кодекс Российской Федерации от 29 января 1997 г. № 22-ФЗ.

12. ГОСТ 12.0.003-74. ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация.

13. ГОСТ 12.1.007-76. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности.

14. ГОСТ 17.5.3.02-90. Охрана природы. Земли. Нормы выделения на землях государственного лесного фонда защитных полос лесов вдоль железных и автомобильных дорог.

15. ГОСТ 17.4.3.02-85. Охрана природы. Почвы. Требования к охране плодородного слоя почвы при производстве земляных работ.

16. ГОСТ 17.5.3.06-85. Охрана природы. Требования к определению норм снятия плодородного слоя почвы при производстве земляных работ.

17. ГОСТ Р ИСО 14001-98. Система управления окружающей средой. Требования и руководство по применению.

18. ГОСТ Р ИСО 14004-98. Система управления окружающей средой. Общие руководящие указания по принципам, системам и средствам обеспечения функционирования.

19. ВСН 8-89. Инструкция по охране природной среды при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог. Минавтодор РСФСР.

20. СанПиН 42-128-4433-87. Санитарные нормы допустимых концентраций химических веществ в почвах. Минздрав СССР.

21. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1031-01. Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов.

22. Постановление Правительства Российской Федерации от 11 июня 1996 г. № 698 «Об утверждении Положения о порядке проведения государственной экологической экспертизы».

23. Постановление Правительства Российской Федерации от 12 июня 2003 г. № 344 «О нормах платы за выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ стационарными и передвижными источниками, сбросы загрязняющих веществ в поверхностные и подземные водные объекты, размещения отходов производства и потребления».

24. Правила охраны поверхностных вод. Введены в действие с 1 марта 1991 г.

25. Проектирование сооружений для очистки сточных вод. Справочное пособие к СНиП, 1990.

26. СанПиН 6229-91. Перечень предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно-допустимых количеств (ОДК) химических веществ в почве. Минздрав СССР.

27. Инструкция по экологическому обоснованию хозяйственной и иной деятельности. Министерство охраны окружающей среды и природных ресурсов Российской Федерации, 1995.

28. Рекомендации по учету требований по охране окружающей среды при проектировании автомобильных дорог и мостовых переходов. Минтранс России, Федеральный дорожный департамент, 1995.

29. Санитарная очистка и уборка населенных мест. Справочник под ред. А.Н. Мирного, 1997.

30. Методика проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для АБЗ (расчетным методом). НИИАТ, 1998.

31. ГН 2.1.5.689-98. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования.

32. ГН 2.1.5.690-98. Ориентировочно-допустимые уровни (ОБУВ) химических веществ в воде воднььх объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования.

33. Методика проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для баз дорожной техники (расчетным методом). НИИАТ, 1998.

34. Методика проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для автотранспортных предприятий (расчетным методом). НИИАТ, 1998.

35. ОДМ 218.011-98. Методические рекомендации по озеленению автомобильных дорог. Федеральная дорожная служба России, 1998.

36. СНиП 2.04.03-85. Канализация, наружные сети и сооружения.

37. СНиП 23-01-99. Строительная климатология.

38. СНиП 11-01-95. Инструкция о порядке разработки, согласования, утверждения и составе документации на строительство предприятий, зданий и сооружений.

39. Экологические требования и меры по защите водоемов от загрязнения водами поверхностного стока с автомобильных дорог, 1992.

40. ОДН 218.5.016-2002. Показатели и нормы экологической безопасности автомобильной дороги. МАДИ-ГТУ, 2003.

41. ОДМ. Методические рекомендации по оценке необходимого снижения звука у населенных пунктов и определению требований акустической эффективности экранов с учетом звукопоглощения. Минтранс России, Росавтодор, 2003.

1.11. Безопасность движения и техника безопасности

1. ГОСТ Р 52290-2004. Технические средства организации дорожного движения. Знаки дорожные. Общие технические требования.

2. ГОСТ 23457-86. Технические средства организации дорожного движения. Правила применения.

3. ГОСТ Р 52282-2004. Технические средства организации дорожного движения. Светофоры дорожного движения. Типы и основные параметры. Общие технические требования. Методы испытаний.

4. ГОСТ Р 52289-2004. Технические средства организации дорожного движения. Правила применения дорожных знаков, разметки, светофоров, дорожных ограждений и направляющих устройств.

5. ВСН 25-86. Указания по обеспечению безопасности движения на автомобильных дорогах. Минавтодор РСФСР.

6. ГОСТ Р 50597-93. Автомобильные дороги и улицы. Требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения безопасности движения.

7. СНиП III-4-80. Техника безопасности в строительстве.

8. ВСН 3-81. Инструкция по учету потерь народного хозяйства от дорожно-транспортных происшествий при проектировании и реконструкции автомобильных дорог. Минавтодор РСФСР.

9. СНиП 2.03.11-85*. Защита строительных конструкций от коррозии.

10. СНиП 3.04.03-85. Защита строительных конструкций и сооружений от коррозии.

11. СНиП 12-03-2001. Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования.

12. СНиП 12-04-2002. Безопасность труда в строительстве. Часть II. Строительное производство.

13. ВП 110-58. Правила безопасности при работе на дорожных машинах.

14. ВСН 23-75. Указания по разметке автомобильных дорог. Минавтодор РСФСР, 1975.

15. Рекомендации по подготовке строительных площадок к производству строительно-монтажных работ в условиях Крайнего Севера, 1969.

16. Правила приемки в эксплуатацию законченных строительством автомобильных дорог. Минтрансстрой СССР, 1983.

17. Правила приемки в эксплуатацию законченных строительством федеральных автомобильных дорог. Минтранс России, 1994.

18. СНиП 12-01-2004. Организация строительства.

ГЛАВА 2. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

2.1. Общие положения

Проектирование инженерных сооружений регламентируется соответствующими нормативными документами: общими - для инженерного строительства, частными - для конкретного вида строительства.

В настоящей справочной энциклопедии приведены основополагающие положения из СНиП и ГОСТов как для общего строительства, так и для транспортного в тех случаях, когда необходимы дополнения позиций и пояснений, касающихся правовых, финансовых отношений, а также состава и объема проектной документации при проектировании автомобильных дорог.

Основным документом, регулирующим правовые и финансовые отношения, взаимные обязательства и ответственность сторон, является договор (контракт), заключаемый Заказчиком с привлечением им для разработки проектной документации проектно-изыскательских, строительных и других организаций. Заказчик на договорной основе может делегировать соответствующие права юридическим или физическим лицам (имеющим право на такого рода деятельность), возложив на них ответственность за разработку и реализацию проекта. Неотъемлемой частью договора (контракта) является задание на проектирование. В качестве примера в приложении 2.1. приведено Задание на разработку инженерного проекта на капитальный ремонт автомобильной дороги, составленное ФГУП «Союздорпроект».

Во все проектные материалы необходимо своевременно вносить изменения, связанные с новыми нормативными документами.

Порядок разработки, согласования, утверждения и состав проектной документации на строительство инженерных сооружений изложены в СНиП 11-01-95 «Инструкция о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий, сооружений».

Проекты, рабочие проекты на строительство объектов, независимо от источников финансирования, форм собственности и принадлежности, подлежат государственной экспертизе в соответствии с порядком, установленным в Российской Федерации. Порядок утверждения проектной документации представлен в СНиП 11-01-95.

Основными принципами современной технологии проектирования являются:

комплексность выполнения проектно-изыскательских работ с использованием современной вычислительной техники и средств автоматизации, применением аэрокосмических методов, лазерных и электронных приборов с автоматической регистрацией результатов измерений;

широкое применение математических методов оптимизации и моделирования процессов при проектировании;

применение многовариантного проектирования.

Проектирование инженерных сооружений выполняют в несколько стадий:

разработка предпроектной документации;

разработка инженерного проекта;

разработка рабочей документации.

Инженерное строительство включает в себя и транспортное строительство. Поэтому проектирование автомобильных дорог проводят также по указанным выше стадиям.

Предпроектное проектирование предполагает на основе анализа многих вариантов выбрать наиболее рациональный вариант трассы дороги (или сети дорог) с учетом природно-климатических и инженерно-геологических факторов, экономических расчетов и технологических возможностей.

Разработку предпроектной документации на строительство осуществляют в три этапа:

определение цели инвестирования;

разработка ходатайства о намерениях;

разработка обоснования инвестиций в строительство объекта.

Основными целями и задачами инженерного проекта являются:

обоснование рациональных технических решений для намеченных в обосновании инвестиций участков дороги (дорог), подлежащих строительству, реконструкции или капитальному ремонту;

определение технических решений и объемов строительных работ;

подготовка тендерной документации для проведения конкурса подряда;

разработка материалов и подготовка документов для отвода земель и компенсации по сносу существующих сооружений и насаждений.

Основными целями и задачами разработки рабочей документации являются:

обоснование наилучших технических решений для наиболее сложных участков трассы;

разработка дополнительной документации на индивидуальные инженерные решения;

подготовка тендерной документации на проведение конкурса подряда (при необходимости в дополнение к стадии разработки инженерного проекта).

Таким образом, основным проектным документом на строительство объектов является технико-экономическое обоснование (проект)* строительства.

*Примечание: Двойное обозначение стадии, единой по составу и содержанию, принято в целях преемственности нормативной базы.

На его основании разрабатывают проектную документацию.

Для технически сложных объектов и в случае сложных природных условий проектирования по решению заказчика (или заключению государственной экспертизы) одновременно с разработкой документации и осуществлением строительства могут выполняться дополнительные проработки проектных решений по отдельным вопросам.

2.2. Предпроектное проектирование

Предпроектное проектирование выполняют при составлении схем развития автомобильных дорог, при разработке обоснования инвестиций (в том числе и для конкретного дорожного объекта).

На этом этапе используют имеющиеся фондовые материалы инженерных изысканий, имеющиеся аэрофотоматериалы. При необходимости производят рекогносцировочные обследования. При строительстве на слабых грунтах вопрос об их сохранении в основании сооружений решают на основе инженерно-геологических изысканий, выполняемых в сокращенном объеме и с минимумом исследований грунтов (см. главу 6).

Исходные данные для разработки обоснования инвестиций, передаваемые Заказчику, следующие:

ранее оформленные и оформленные с разработкой обоснования инвестиций решения администрации Правительства республики, края или области о предварительном согласовании земельных участков для строительства дороги и акты выбора земельных участков к ним (при их наличии).

Перечень документов, которые могут быть использованы при разработке обоснования инвестиций приведены в приложении 2.2.

Перечень материалов, включаемых в состав обоснования инвестиций, приведен в приложении 2.3.

2.3. Разработка проектной документации

Разработку проектной документации на строительство дорожного объекта (объектов) осуществляют на основе утвержденного (одобренного) обоснования инвестиций. Проектной документацией детализируют принятые в обосновании решения и уточняют основные технико-экономические показатели.

Проектную документацию разрабатывают преимущественно на конкурсной основе, в том числе через торги подряда (тендер).

Инженерный проект состоит из трех частей:

обосновывающие материалы, предназначенные для Заказчика и экспертизы инженерного проекта;

контрактные материалы, предназначенные для включения в тендерную документацию для конкурса подряда и исполнения инженерного проекта;

материалы для оформления отвода земель.

Обосновывающие материалы состоят из следующих разделов:

пояснительная записка;

обосновывающие материалы и документы;

расчет стоимости работ.

Контрактные материалы состоят из следующих разделов:

технические спецификации (привязка к отраслевым стандартам, СНиП, ГОСТам и т.д.);

основные чертежи;

ведомости проектируемых сооружений и видов работ;

ведомости объемов работ и потребных материалов.

Детальный перечень материалов и документов, включаемых в состав обосновывающих материалов инженерного проекта, приведен в приложении 2.4.

Для разработки инженерного проекта выполняют следующие виды изысканий: инженерно-геодезические, инженерно-геологические, инженерно-гидрологические, инженерно-экологические, изыскания грунтовых и других дорожно-строительных материалов.

Дополнительная информация для проектирования объекта на данной стадии может быть взята из Рекомендаций по разработке инженерного проекта на строительство, реконструкцию и ремонт федеральной автомобильной дороги (Минтранс России, Фед. дор. департамент. - М., 1996).

2.4. Разработка рабочих чертежей

Разработку рабочих чертежей по согласованию с Заказчиком производят при окончательном выборе технических решений для сложных участков трассы, в том числе для разработки индивидуальных инженерных решений с подготовкой тендерной документации на проведение конкурса подряда.

При проектировании особо сложных и уникальных сооружений Заказчик совместно с научно-исследовательскими и специализированными организациями должен разрабатывать специальные технические условия, отражающие специфику их проектирования, строительства и эксплуатации.

На этой стадии проектирования могут быть назначены дополнительные инженерно-геологические изыскания, проведение лабораторных испытаний грунтов (см. главу 6) для индивидуального проектирования конструкции насыпи (на основе специально разработанного технического задания). Особенности проектирования в сложных инженерно-геологических условиях изложены в соответствующих главах справочной энциклопедии.

2.5. Состав проектной документации

Состав проектной документации на строительство (реконструкцию) федеральных автомобильных дорог включает следующие разделы и необходимое их содержание:

Раздел 1. Общая пояснительная записка.

1. Общие сведения.

2. Характеристика действующей дороги (фотоматериалы), данные паспорта дороги, данные диагностики, данные об уровнях удобства и безопасности движения, скоростном режиме, пропускной способности на отдельных участках, данные о ДТП.

3. Природно-климатические факторы, влияющие на выбор проектных решений.

4. Перспективная интенсивность и состав движения в соответствии с утвержденным обоснованием инвестиций, сводная ведомость грузонапряженности, грузооборота, интенсивности движения за отчетный год и на перспективу, в случае разработки проекта более чем через пять лет после утверждения обоснования инвестиций или в случае существенных изменений в интенсивности движения - сравнение данных утвержденных в обосновании инвестиций с данными экономических изысканий.

5. Обоснование проектных решений:

5.1. Категория дороги, основные технические нормативы, предложения по стадийности развития по обоснованию инвестиций (ОИ).

5.2. Схема вариантов трассы в М 1:100 000-1:50 000. Варианты трассы проектируемой дороги:

принятые в соответствии с утвержденным обоснованием инвестиций (ОИ);

дополнительно разработанные варианты трассы, учитывающие изменение условий после утверждения обоснования инвестиций (ОИ) или детализирующие его;

продольный профиль, руководящая рабочая отметка, варианты проектной линии на отдельных участках в виде чертежей;

геодезическое обоснование по направлению принятого варианта. Инженерно-геологические и гидрологические условия проложения трассы, учет природоохранных и других местных особенностей.

5.3. Подготовка территории строительства. Необходимость разборки существующих искусственных сооружений, сноса или переноса зданий, сооружений и насаждений. Мероприятия по переустройству или защите коммуникаций.

5.4. Земляное полотно. Пространственное положение трассы и его оценка с учетом особенностей рельефа местности на прилегающей полосе, ландшафта, обеспечения видимости и зрительной ясности и плавности дороги. Типы земляного полотна. Грунты земляного полотна. Укрепление земляного полотна (откосов, кюветов и т.д.).

5.5. Дорожная одежда. Варианты конструкции дорожной одежды.

Укрепление обочин. Обоснование выбора конструкций для различных условий с учетом наличия местных дорожно-строительных материалов. Чертеж вариантов конструкций дорожной одежды с таблицей сравнения вариантов.

5.6. Водоотвод с проезжей части, полотна дороги и прилегающей территории. Обоснование. Сводная ведомость искусственных сооружений.

5.7. Искусственные сооружения. Обоснование. Сводная ведомость искусственных сооружений.

5.7.1. Инженерно-геологические и гидрогеологические условия.

5.7.2. Технические условия проектирования. Габариты и расчетные нагрузки на сооружения. Габариты мостов и путепроводов.

5.7.3. Вариантные проработки и обоснование конструктивных решений. Технико-экономическое сравнение вариантов (с использованием аналогов или укрупненных расценок).

5.7.4. Ссылка на типовые и повторно применяемые проекты. Мероприятия по защите конструкции от агрессивных вод, обеспечение долговечности сооружения.

5.7.5. Обеспечение смотровыми приспособлениями. Освещение.

5.7.6. Водоотводные сооружения, лестничные сходы, укрепительные работы. Выбор и обоснование типа барьерного ограждения.

5.8. Принятые методы строительства (реконструкции). Сложные вспомогательные сооружения и устройства.

5.9. Специальные инженерные сооружения, обоснование их необходимости.

5.10. Пересечения и примыкания. Схема размещения пересечений и примыканий. Обоснование. Варианты.

5.11. Обстановка, обустройство, безопасность движения.

5.12. Природоохранные мероприятия. Проектные решения, направленные на сокращение площади занимаемых земель, на охрану рыбных запасов, на предотвращение отрицательного воздействия дороги на растительный и животный мир. Водоочистные сооружения. Рекультивация земель.

5.13. Новые технологии, конструкции, материалы.

5.14. Организация строительства. Основные положения по организации строительства. Организация движения на время производства работ. Предложения по разбивке на пусковые комплексы. Решения по охране труда и безопасности в соответствии с СП 12-136-2002.

5.15. Стоимость строительства объекта в целом и по пусковым комплексам.

5.16. Организация работ по содержанию и эксплуатации автомобильной дороги.

5.17. Экономическая и социальная эффективность инвестиций.

5.18. Основные технико-экономические показатели. Таблица сравнения основных технико-экономических показателей объекта, удельных показателей, основных объемов работ и стоимости на единицу протяжения дороги, на единицу площади искусственного сооружения с нормативами удельных затрат, утвержденными в установленном порядке.

Раздел 2. Документы согласований.

1. Перечень технических условий и документов согласований.

2. Копии технических условий и документов согласований.

Раздел 3. Отвод земель.

1. Пояснительная записка. Обоснование ширины полосы отвода, придорожной полосы.

2. Акты выбора земельных участков с приложением проекта их границ, каталога координат поворотных точек полос отвода и высот нивелирных пунктов, а также решения о предварительном согласовании места размещения объекта.

3. Ведомость площадей земель, подлежащих отводу в бессрочное и срочное пользование с распределением по землепользователям и угодьям.

4. Ведомость строящихся и переустраиваемых объектов, не относящихся к имуществу федеральных дорог и подлежащих передаче на баланс сторонних балансодержателей.

5. Ведомость имущества строящихся и переустраиваемых объектов, относящихся к имуществу федеральных дорог.

6. Расчет убытков, полученных за счет убыли земель из фонда, учет их; подсчет объемов затрат по переносу сооружений и инженерных коммуникаций.

7. Отчет об оценке рыночной стоимости земельных участков и объектов недвижимого имущества, подлежащего выкупу для целей строительства (реконструкции) автомобильной дороги.

8. Соглашения с собственниками земельных участков и недвижимого имущества, изымаемых для государственных нужд с установлением выкупной цены, сроков и других условий выкупа.

Раздел 4. Разделение собственности и стоимости строительства (реконструкции) по балансодержателям.

Раздел 5. Охрана окружающей среды.

1. Пояснительная записка (при необходимости).

2. Обоснование природоохранных мероприятий.

3. Ведомость строительства запроектированных сооружений.

4. Рекультивация земель.

5. Объемы работ, распределение по пусковым комплексам.

6. Перечень чертежей. Чертежи природоохранных сооружений.

7. Инженерно-технические мероприятия гражданской обороны и предупреждения чрезвычайных ситуаций (при наличии специальных требований).

Раздел 6. Строительные решения по автомобильной дороге.

6.1. Подготовительные работы:

пояснительная записка (при необходимости);

сводный план переустройства коммуникаций;

спецификация оборудования (при необходимости);

ведомости пересечений и сближений с инженерными коммуникациями, сноса, переноса зданий и сооружений, переустройства коммуникаций, рубки леса, корчевки и т.д.;

объемы работ и распределение по пусковым комплексам;

перечень чертежей. Чертежи (при необходимости).

6.2. План дороги, земляное полотно и дорожная одежда:

пояснительная записка (при необходимости);

генеральный план дороги в М 1:1000 (при необходимости) - 1:2000. водоотводные сооружения;

продольный профиль (по ГОСТ Р 21.1707-97);

земляное полотно и водоотвод, поперечные профили типовых конструкций земляного полотна с учетом местных условий, попикетные поперечные профили по ГОСТ Р 21.1701-97 (при наличии в задании), покилометровые ведомости объемов земляных работ, укрепительных работ с распределением по пусковым комплексам;

дорожная одежда, ведомость проектируемой дорожной одежды, ведомость укрепления обочин, поперечные профили конструкций дорожных одежд с укреплениями обочин и разделительной полосы, ведомость водоотводных сооружений с поверхности дороги, ведомости работ с подразделением по пусковым комплексам;

малые искусственные сооружения, ведомости и объемы работ с распределением по пусковым комплексам, конструкции искусственных сооружений, чертежи.

6.3. Транспортные развязки:

пояснительная записка (при необходимости);

схема интенсивности и состава движения, типы пересечений, варианты транспортных развязок;

принятый вариант, очередность строительства, ведомость пересечений и примыканий;

ведомости объемов работ с распределением по объектам и пусковым комплексам;

перечень чертежей, чертежи плана с таблицей объемов работ, поперечные и продольные профили, конструкции земляного полотна, дорожной одежды.

6.4. Обстановка дороги, организация и безопасность движения:

пояснительная записка (при необходимости);

схема размещения дорожных знаков, ограждений и разметки;

ведомости автобусных остановок и площадок отдыха;

ведомость устройства технологической связи;

ведомость устройства освещения дороги;

графики оценки проектируемой дороги по скорости движения, пропускной способности;

ведомости работ по пусковым комплексам;

перечень чертежей, чертежи.

6.5. Подъезды:

пояснительная записка (при необходимости);

планы, поперечные и продольные профили трассы подъезда, конструкции земляного полотна и дорожной одежды, другие чертежи (при необходимости);

ведомость искусственных сооружений;

ведомости работ по пусковым комплексам;

перечень чертежей.

6.6. Здания и сооружения дорожной службы:

пояснительная записка (при необходимости);

схема размещения комплексов существующей дорожно-эксплуатационной службы (ДЭС), предложения по развитию;

генеральные планы проектируемых комплексов ДЭС с планами внешних сетей;

схема размещения пунктов весового контроля, учета движения, метеорологических наблюдений и другие чертежи;

ведомости работ;

перечень чертежей, чертежи.

Раздел 7. Строительные решения по искусственным сооружениям:

пояснительная записка (при необходимости);

ведомости работ;

чертежи и результаты расчетов, в т.ч.:

план мостового перехода в М 1:500;

общий вид моста, общие и местные размывы, регуляционные сооружения, укрепления;

общие виды опор с размерами, указанием нагрузок на грунт или на свайное основание, несущей способности грунтов, армирования, данные о материалах, тип опорных частей;

общий вид пролетных строений с размерами, поперечным сечением, с данными о материалах, армировании, в случае индивидуального проекта - результаты расчетов;

водоотвод с искусственного сооружения, водоотвод по откосам насыпи.

Раздел 8. Организация строительства:

пусковые комплексы, последовательность и сроки ввода пусковых комплексов;

строительный генеральный план дороги;

календарные графики строительства автомобильной дороги, мостов и путепроводов;

ведомость потребности в основных ресурсах, строительных конструкциях, изделиях, материалах, оборудовании;

ведомость источника получения основных строительных материалов;

технические условия на временное подключение к источникам водо- и энергоснабжения, график выполнения работ и очередность строительства;

генеральные планы площадок для строительных материалов, места утилизации отходов;

инженерные коммуникации, энергоснабжение строительства;

перечень чертежей, чертежи;

схема организации движения на время строительства;

сводка объемов работ.

Раздел 9. Сводный сметный расчет (уровень цен определяется заданием):

пояснительная записка;

сводка затрат с учетом иных балансодержателей;

сводные сметные расчеты по пусковым комплексам;

сводный сметный расчет на полное развитие;

единичные расценки по видам работ в текущем уровне цен, разработанные в соответствии с утвержденными техническими спецификациями;

обосновывающие материалы.

Раздел 10. Локальные и объектные сметные расчеты, в т.ч. ресурсные (раздельно по каждому пусковому комплексу при их наличии).

Раздел 11. Организация работ по содержанию дороги.

Раздел 12. Внедрение новых технологий, техники, конструкций и материалов.

Раздел 13. Тендерная документация:

пояснительная записка;

документы конкурсных торгов;

проектная документация, чертежи;

технические спецификации;

ведомость объемов работ по объектам.

2.6. Оформление проектной документации

Оформление проектной документации регламентируется стандартами единой системы конструкторской документации (ЕСКД) и системы проектной документации для строительства (СПДС). Основные требования к проектной и рабочей документации представлены в ГОСТ 21.101-97.

Основной текст ГОСТ 21.101-97 включает:

требования к составу документации;

требования к комплектации документации;

правила выполнения документации;

правила выполнения спецификаций на чертежи;

правила внесения изменений в рабочую документацию, выданную Заказчику;

правила привязки рабочей документации;

правила оформления сброшюрованной документации.

Приложения (обязательны):

марки основных комплектов рабочих чертежей;

ведомости общих данных по рабочим чертежам;

перечень стандартов ЕСКД;

перечень допускаемых сокращений слов;

основные надписи и графы.

В состав рабочих чертежей автомобильных дорог (основной комплект рабочих чертежей марки АД) входят:

общие данные по рабочим чертежам;

план автомобильных дорог;

продольный профиль;

поперечные профили земляного полотна;

поперечные профили конструкции земляного полотна, продольные профили водоотводных и нагорных канав.

На плане автомобильных дорог наносят и указывают (рис. 2.1):

Рис. 2.1. Пример плана трассы

ситуацию местности, рельеф местности (при необходимости), «красные» линии;

вершины углов поворота автомобильных дорог или станции геодезического хода, пикеты, знаки и линии тангенсов, указатели километров;

числовые значения элементов кривых, углов поворота, радиусов, тангенсов, суммарных длин круговых и переходных кривых;

откосы насыпей и выемок (при необходимости);

здания и сооружения (без координационных осей), инженерные сети;

переезды через железнодорожные пути, транспортные развязки;

привязки к указателям километров или пикетам существующих автомобильных дорог, железнодорожных путей и инженерных сетей в местах их пересечений с проектируемой автомобильной дорогой;

указатель направления на север стрелкой с буквой «С» у острия (в левом верхнем углу листа).

На продольном профиле автомобильных дорог наносят и указывают:

линию фактической поверхности земли по оси автомобильной дороги, линии ординат от точек ее переломов и линию проектируемой бровки земляного полотна. На продольных профилях городских и реконструируемых автомобильных дорог вместо линии проектируемой бровки земляного полотна наносят линию проектируемой поверхности дорожного покрытия по оси проезжей части;

разведочные геологические выработки, влажность и консистенцию слоев грунта (условным обозначением), отметки уровня грунтовых вод с датой замера;

наименования слоев грунта и номера их групп (например, суглинок 33а, песок 27б) в соответствии с классификацией грунта по трудности разработки.

Выше проектной линии наносят и указывают:

реперы;

надземные и наземные инженерные сети;

наименования проектируемых искусственных сооружений;

транспортные развязки;

съезды;

переезды через железнодорожные пути;

нагорные и водоотводные канавы, сбросы воды;

водораздельные дамбы;

рабочие отметки насыпи.

Ниже проектной линии наносят и указывают

линии ординат от точек переломов проектной линии;

рабочие отметки выемок;

обозначения искусственных сооружений и наименования существующих искусственных сооружений;

подземные инженерные сети.

Под продольным профилем помещают таблицу (сетку):

для вновь проектируемых автомобильных дорог (рис. 2.2), для реконструируемых (рис. 2.3), для проектируемых на базе САПР (рис. 2.4). При большом количестве плюсовых точек на отдельных пикетах на листе, где помещен продольный профиль, помещают таблицу выноски отметок и расстояний (см. рис. 2.2).

2.2. Пример продольного профиля вновь проектируемых автомобильных дорог

Рис. 2.3. Размеры граф сетки продольного профиля реконструируемых автомобильных дорог

Рис. 2.4. Пример продольного профиля, запроектированного на базе САПР-АД

На поперечном профиле земляного полотна автомобильных дорог (рис. 2.5) наносят и указывают:

линию фактической поверхности земли, линии ординат от точек перелома линии фактической поверхности земли. При реконструкции, кроме того, - контур существующего земляного полотна;

ось проектируемой автомобильной дороги, а при реконструкции, кроме того, - существующей, дороги (при необходимости);

инженерные сети и их наименование;

подошвы слоев грунта, разведочные геологические выработки, влажность и консистенцию слоев грунта, отметки уровня грунтовых вод с датой замера (при необходимости);

наименования слоев грунта и номера их групп (например, суглинок 33а, песок 27б) в соответствии с классификацией грунта по трудности разработки;

контур проектируемого земляного полотна, линии ординат от точки перелома указанного контура, крутизну откосов;

контур срезки плодородного слоя грунта, удаления торфа и замены непригодного грунта;

привязку поперечного профиля к пикетам.

 

Рис. 2.5. Пример поперечного профиля земляного полотна

Над каждым поперечным профилем земляного полотна, изображенным на листе, слева помещают числовые значения площадей поперечных сечений, например насыпей (А_н); выемок (А_в); кюветов (А_к); банкетов (А_б) с указанием номера групп слоев грунта в соответствии с классификацией грунта по трудности разработки.

Рис. 2.6. Пример типового поперечного профиля конструкции земляного полотна

На типовом поперечном профиле конструкции земляного полотна (рис. 2.6) автомобильных дорог наносят и указывают:

ось проектируемой автомобильной дороги;

линию фактической поверхности земли (условно);

контур проектируемого земляного полотна с указанием крутизны откосов. При реконструкции, кроме того, - контур существующего земляного полотна;

укрепление обочин и откосов (схематично);

ширину земляного полотна и его элементов;

направление и значение уклонов верха земляного полотна;

контур и размер срезки плодородного слоя, удаления торфа и замены непригодного грунта;

границы отвода земли;

конструкцию дорожной одежды, направление и значение уклона по ее поверхности, ширину проезжей части и краевых полос.

Конструкцию дорожной одежды на изображении поперечного профиля конструкции земляного полотна указывают схематично.

На детальном изображении конструкции дорожной одежды наносят и указывают:

материал и толщину слоев, входящих в ее состав, а также дренажные устройства. Материал слоев, входящих в состав дорожной одежды, указывают условным графическим обозначением;

обозначения дорожных одежд, различающихся материалами слоев или другими характеристиками. В обозначение включают слово «Тип» и порядковый номер арабскими цифрами, например «Тип 1», «Тип 2» и т.д.;

границы участков автомобильной дороги, на которых применяется конструкция дорожной одежды (тип дорожной одежды).

На продольном профиле водоотводных и нагорных канав автомобильных дорог наносят и указывают:

линию фактической поверхности земли по оси канав, линии ординат от точек перелома этой линии;

проектную линию дна канавы, линии ординат от точек перелома этой линии;

водопропускные сооружения с отметками входных лотков;

дамбы;

инженерные сети, места выпусков канав, рабочие отметки канав.

В последние годы большое развитие получили методы автоматизированного изготовления проектной документации, что позволяет в несколько раз сократить затраты труда при выполнении графических работ, повысить качество чертежей, сократить сроки их выполнения.

Приложение 2.1.

УТВЕРЖДАЮ

ЗАДАНИЕ
на разработку инженерного проекта капитального ремонта автомобильной дороги М-10 «Россия» в Новгородской области

1. Основание для проектирования	Программа капитального ремонта автодороги Москва - Санкт-Петербург на 2003-2005г.г.
2. Исходные данные для проектирования	Материал диагностики автодороги 2002г. Сбор исходных данных в необходимой номенклатуре, включая цены на материалы, механизмы и услуги; получение технических условий и согласований с заинтересованными организациями и ГИБДД производит проектная организация.
3. Необходимость выделения пусковых комплексов	Не требуется
4. Необходимость выполнения изысканий	Произвести инженерные изыскания в необходимом объеме
5. Технико-экономические показатели проектируемого объекта:
5.1. Категория дороги	- II (три полосы движения), согласно СНиП 2.05.02-85
5.2. Протяженность участка автодороги	- 12,0 км (уточняется проектом)
5.3. Начальный пункт	- км 432 + 000
5.4. Конечный пункт	- км 444 + 000
5.5. Расчетная скорость	- 120 км/час
5.6. Ширина земляного полотна	- в населенных пунктах по существующему земляному полотну; вне населенных пунктов 18,75 м
5.6.1. Ширина обочин	- Вне населенных пунктов 3,75м (с учетом укрепительных полос) В населенных пунктах 2,0-3,5 м с учетом укрепительных полос по 0,75м (по согласованию с ГУ ГИБДД МВД РФ)
5.6.2. Откосы насыпи	- Согласно СНиП 2.05.02-85
5.7. Ширина проезжей части	- 12,75 (с учетом укрепительных полос)
5.8. Тип конструкции дорожной одежды, вид покрытия, расчетная нагрузка	- Капитальный. Асфальтобетон. А-115кН
5.9. Укрепление обочин	- В местах установки ограждения и в населенных пунктах асфальтобетоном, на остальных участках щебнем
5.10. Габариты мостов и путепроводов.	- Габариты - существующие
Расчетные нагрузки.	А-11, НК-80
5.11. Ориентировочный объем инвестиций в ценах на 01.01.2003 г.	- 220,0 млн.руб. (уточняется проектом)
6. Здания и сооружения дорожной и автотранспортной служб	- Предусмотреть реконструкцию мастерских при комплексе УГП ДРСУ-7 в г.Валдай (объемы и вид работ согласовать с Заказчиком)
7. Год начала капитального ремонта	- 2004 г.
8. Метод определения стоимости капитального ремонта	- по ГЭСН-2001
9. Особые условия проектирования и капитального ремонта	1. Провести усиление дорожной одежды (включая съезды, переходно-скоростные полосы, площадки для остановки автобусов, площадки отдыха и стоянки автотранспорта и т.д.) с укладкой дополнительных слоев покрытия и основания, с исправлением продольных и поперечных неровностей путем фрезерования и выравнивания. Требуемый (общий) модуль упругости определить по ОДН 218-046-01. Фактический модуль упругости дорожной одежды принять по результатам диагностики 2002 года. Предусмотреть доведение ширины проезжей части до указанной в пункте 5.7 (технологию и объемы работ по уширению согласовать с заказчиком), устранение деформаций и разрушений (выбоин, просадок и др.), остановку и предупреждение развития трещин, ликвидацию колей 2. Асфальтобетон для нижнего слоя тип Б1 Марки, верхнего слоя тип А1 Марки на полимерно-битумных вяжущих по ОСТ 218.010-98 3. Расчистка полосы отвода от дикорастущих кустарников и деревьев с необходимой планировкой и сохранением декоративных и снегозащитных посадок, санитарная чистка от сухостоя, сломанных и деформированных деревьев в пределах полосы отвода 4. Обеспечить продольный и поперечный водоотвод 5. Произвести необходимый ремонт и перестройку труб с восстановлением входных и выходных русел 6. Заменить дорожные знаки со второго на третий типоразмер с установкой недостающих знаков по ГОСТ Р 52290-2004 7. Заменить деформированные и несоответствующие ГОСТу ограждения и установить вновь в необходимых местах 8. Горизонтальную разметку выполнить термопластиком, с разработкой и согласованием с областным ГИБДД схемы разметки. Ширину разметки принять, краевые полосы - 20 см, остальные - 15 см 9. Разработать и согласовать с областным ГИБДД и ГУ ГИБДД МВД РФ проект организации движения 10. Предусмотреть применение дорожно-строительных материалов, имеющих сертификат качества 11. Разработать раздел внедрения новых технологий, техники, конструкций и материалов. Отдельно рассмотреть технологию разделки трещин с учетом современного оборудования и материалов 12. Восстановление и ремонт линий электроосвещения в населенных пунктах, на мостах и путепроводах 13. На мостовых сооружениях предусмотреть перечень видов работ, необходимых для приведения их в нормативное техническое состояние, отвечающее безопасным условиям движения (ремонт покрытия, деформационных швов, замена ограждения, восстановление регуляционных сооружений и защитного слоя бетонных конструкций и т.д. по результатам обследования). 14. Определить перечень, состав и балансодержателей объектов (включая наземные и подземные коммуникации и сооружения), подлежащих сносу (переустройству), новому строительству и не относящихся к имуществу федеральных автомобильных дорог. При согласовании с организациями - балансодержателями устраиваемых вновь и переустраиваемых сооружений и коммуникаций получить их обязательства по приемке указанных объектов на свой баланс или внесению изменений в балансовую стоимость объектов. 15. Предусмотреть в схеме водоотведения поверхностных вод с рассматриваемого участка дороги технические решения по водоотведению, очищению стоков с дороги и противоэрозийной защите в соответствии с требованиями СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод» и Федерального закона Российской Федерации «Об охране окружающей среды» от 10.01.2002г. № 7-ФЗ.
10. Источник финансирования	- Федеральный бюджет
11. Вид договора подряда	- Государственный контракт с фиксированной ценой
12. Вид надзора за производством работ	- Авторский надзор генпроектировщика, инженерное сопровождение, технический надзор службы Заказчика
13. Срок окончания разработки инженерного проекта	- По договору, согласно календарному графику не позднее 15 сентября 2003 года
14. Количество экземпляров предоставляемых заказчику	- 5 экземпляров

ЗАКАЗЧИК:                                                                    СОГЛАСОВАНО:

Приложение 2.2.

Перечень технических документов, подлежащих использованию при разработке обоснования инвестиций

1. СНиП 23-01-99*. Строительная климатология.

2. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия.

3. СНиП II-7-81 *. Строительство в сейсмических районах.

4. СНиП 2.03.11-85*. Защита строительных конструкций от коррозии.

5. СНиП 2.07.01-89*. Градостроительство. Планировка в застройках городских и сельских поселений.

6. СНиП 12-01-2004. Организация строительства.

7. СНиП 3.04.03-85. Защита строительных конструкций и сооружений от коррозии.

8. СНиП 2.05.02-85*. Автомобильные дороги.

9. СНиП 3.06.03-85. Автомобильные дороги.

10. СНиП 2.05.03-84*. Мосты и трубы.

11. СНиП 3.06.04-91. Мосты и трубы.

12. СНиП 12-03-2001. Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования.

13. СН 467-74. Нормы отвода земель для автомобильных дорог.

14. ВСН 3-81. Инструкция по учету потерь народного хозяйства от дорожно-транспортных происшествий при проектировании автомобильных дорог. Минавтодор РСФСР.

15. ВСН 25-86. Указания по обеспечению безопасности движения на автомобильных дорогах. Минавтодор РСФСР.

16. ВСН 18-84. Указания по архитектурно-ландшафтному проектированию автомобильных дорог. Минавтодор РСФСР.

17. ВСН 84-89. Изыскания, проектирование и строительство автомобильных дорог в районах распространения вечной мерзлоты. Минтрансстрой СССР.

18. ВСН 178-91. Нормы проектирования и производства буровзрывных работ при сооружении земляного полотна. Минтрансстрой СССР.

19. ОДН 218.046-01. Проектирование нежестких дорожных одежд. Государственная служба дорожного хозяйства Минтранса России.

20. Методические рекомендации по проектированию дорожных одежд жесткого типа. Минтранс России, Росавтодор, 2004.

21. ОДН 218.1.052-2002. Оценка прочности нежестких дорожных одежд (взамен ВСН 52-89). Минтранс России, Росавтодор.

22. ОДМ. Рекомендации по выявлению и устранению колей на нежестких дорожных одеждах. Минтранс России, Росавтодор, 2002.

23. ОДМ. Методические рекомендации по ремонту цементобетонных покрытий автомобильных дорог. Минтранс России, Росавтодор, 2003.

24. Методические рекомендации по устройству покрытий и оснований из щебеночных, гравийных и песчаных материалов, обработанных неорганическими вяжущими. Минтранс России, Росавтодор, 2003.

25. ОДМ. Руководство по применению поверхностно-активных веществ при устройстве асфальтобетонных покрытий (взамен ВСН 59-68). Минтранс России, Росавтодор, 2003.

26. ОДМ. Руководство по грунтам и материалам, укрепленным органическими вяжущими. Минтранс России, Росавтодор, 2003.

27. ОДН 218.3.039-2003. Укрепление обочин автомобильных дорог (взамен ВСН 39-79). Минтранс России, Росавтодор.

28. ОДМ. Рекомендации по применению геосинтетических материалов при строительстве и ремонте автомобильных дорог. Минтранс России, Росавтодор, 2003.

29. ВСН 23-75. Указания по разметке автомобильных дорог. Минавтодор РСФСР.

30. Требования к автомобильным дорогам с регулярным автобусным сообщением. Федеральная дорожная служба России, 1999.

31. ОСТ 218.1.002-2003. Автобусные остановки на автомобильных дорогах. Общие технические требования. Минтранс России, Росавтодор, 2003.

32. ВСН 103-74. Технические указания по проектированию пересечений и примыканий автомобильных дорог. Минтрансстрой СССР.

33. ВСН 33-87. Указания по производству изысканий и проектированию лесонасаждений вдоль автомобильных дорог. Минавтодор РСФСР.

34. ОДМ. Руководство по борьбе с зимней скользкостью на автомобильных дорогах. Минтранс России, Росавтодор, 2003.

35. ВСН 24-88. Технические правила ремонта и содержания автомобильных дорог. Минавтодор РСФСР.

36. ОДН 218.012-99. Общие технические требования к ограждающим устройствам на мостовых сооружениях, расположенных на магистральных автомобильных дорогах. Федеральная дорожная служба России, 1999.

37. ВСН 32-81. Инструкция по устройству гидроизоляции конструкций мостов и труб на железных, автомобильных и городских дорогах. Минтрансстрой СССР.

38. ВСН 51-88. Инструкция по уширению автодорожных мостов и путепроводов. Минавтодор РСФСР.

39. ВСН 165-85. Устройство свайных фундаментов мостов (из буровых свай). Минтрансстрой СССР.

40. ОДМ. Руководство по защите металлоконструкций от коррозии и ремонту лакокрасочных покрытий металлических пролетных строений эксплуатируемых автодорожных мостов. Минтранс России, Росавтодор, 2002.

41. ВСН 2-65. Указания по определению допускаемых (неразмывающих) скоростей водного потока для различных грунтов и облицовок.

42. ВСН 206-87. Нормы проектирования. Параметры ветровых волн, воздействующих на откосы транспортных сооружений на реках. Минтрансстрой СССР.

43. ВСН 8-89. Инструкция по охране природной среды при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог. Минавтодор РСФСР.

44. Рекомендации по учету требований по охране окружающей среды при проектировании автомобильных дорог и мостовых переходов. Минтранс России, Федеральный дорожный департамент, 1995.

45. ОДМ. Методические рекомендации по оценке необходимого снижения звука у населенных пунктов и определению требуемой акустической эффективности экранов с учетом звукопоглощения. Минтранс России, Росавтодор, 2003.

46. ОДН 218.5.016-2002. Показатели и нормы экологической безопасности автомобильных дорог. Минтранс России, Росавтодор.

47. ОДМ. Методические рекомендации по разработке проекта содержания автомобильных дорог. Минтранс России, Росавтодор, 2003.

Приложение 2.3.

Перечень материалов и документов, включаемых в состав обоснования инвестиций (ОИ).

1. Карта-схема транспортной сети района тяготения.

2. Сводная ведомость грузонапряженности, грузооборота, интенсивности движения.

3. Таблица основных технико-экономических показателей.

4. План трассы.

5. Сокращенный продольный профиль (при необходимости).

6. Типовые поперечные профили.

7. Чертеж принятого варианта конструкции дорожной одежды.

8. Ведомость проектируемой дорожной одежды.

9. Покилометровая ведомость оплачиваемых земляных работ.

10. Ведомость мостов и путепроводов.

11. Ведомость основных пересечений, примыканий и транспортных развязок.

12. Ведомость автобусных остановок.

13. Ведомость площадок отдыха (при необходимости).

14. Ведомость грунтовых резервов и месторождений дорожно-строительных материалов (при необходимости).

15. Перечень документов согласований.

16. Копии документов согласований.

17. Ведомость переустройства крупных коммуникаций.

18. Ведомость сноса, переноса зданий и сооружений.

19. Схема сравнения вариантов трассы.

20. Схема временно занимаемых земель (при необходимости).

Примечание: Состав обоснования инвестиций в зависимости от конкретных условий может быть изменен по договоренности Заказчика и проектной организации.

Приложение 2.4.

Перечень материалов и документов, включаемых в состав обосновывающих материалов инженерного проекта (ИП).

1. Копия задания.

2. Карта-схема транспортной сети района тяготения.

3. Сводная ведомость грузонапряженности.

4. Таблица основных технико-экономических показателей

5. План трассы.

6. Продольный профиль.

7. Типовые поперечные профили.

8. Индивидуальные поперечные профили (при необходимости).

9. Варианты конструкций дорожной одежды.

10. Ведомость проектируемой дорожной одежды.

11. Покилометровая ведомость оплачиваемых земляных работ

12. Ведомость искусственных сооружений.

13. Варианты схем мостов, путепроводов длиной более 100 м

14. Варианты схем опор для мостов (при необходимости)

15. Ведомость пересечений и примыканий

16. Варианты схем развязок в разных уровнях.

17. Ведомость автобусных остановок.

18. Ведомость площадок отдыха.

19. Ведомость рубки и корчевки пней.

20. Ведомость переустройства коммуникаций.

21. Чертежи конструкций и сооружений.

22. Технические спецификации

23. Спецификации оборудования представляемого Заказчиком.

24. Ведомость грунтовых резервов представляемых Заказчиком.

25. Инвесторский расчет.

26. График обстановки дороги.

27. График коэффициента аварийности

28. Ведомость сноса, переноса зданий и сооружений

29. Перечень документов согласований

30. Копия документов согласований

31. Схема сравнения вариантов трассы

32. Схема занимаемых земель

33. Технические условия на рекультивацию

ГЛАВА 3. СОВРЕМЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ИЗЫСКАНИЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

3.1. Особенности традиционной технологии изысканий автомобильных дорог и ее анализ

Комплекс изысканий дорог и сооружений на них включает экономические, инженерно-геодезические, инженерно-геологические, инженерно-гидрометеорологические изыскания, поиск и разведку местных дорожно-строительных материалов, проведение детальных обследований в районе проектируемой дороги для сбора всех исходных данных, необходимых для составления проекта.

В соответствии со старой (традиционной) технологией проектно-изыскательских работ сбор исходной информации, необходимой для разработки проекта, обычно производят в следующей последовательности.

Перед выездом в поле осуществляют вариантное трассирование автомобильной дороги по топографическим картам М 1:25 000-1:10 000, по топографическим планам М 1:5000-1:2000, а также по материалам старых аэрофотосъемок. В зависимости от стадии проектирования: обоснование инвестиций (ОИ) или технико-экономическая часть проекта (ТЭЧ), инженерный проект (ИП), рабочая документация (РД) или рабочий проект (РП) рассматривают различное количество вариантов и подвариантов трассы. При этом, наименьшим числом вариантов ограничиваются на поздних (предпостроечных) стадиях проектирования.

Осуществляют сопоставление вариантов и подвариантов трассы по весьма ограниченному набору показателей: длина трассы, геометрические характеристики плана и продольного профиля, ориентировочные объемы строительных работ, количество водопропускных труб и малых мостов, средних и больших мостов и путепроводов, развязок движения в разных уровнях, условия пересечения средних и больших водотоков, ориентировочная площадь занимаемых угодий и т.д. При этом, сопоставление вариантов трассы осуществляют при ограниченном объеме, либо при полном отсутствии совершенно обязательной информации о почвенно-грунтовом, гидрогеологическом и инженерно-геологическом строении местности, качестве и стоимостях отчуждаемых земель, состоянии существующих автомобильных дорог и мостовых переходов при их реконструкции и т.д. Тем не менее, на этой стадии уже принимают окончательное решение о выносе в натуру, как правило, одного единственного варианта с выполнением по нему всего комплекса полевых изыскательских работ.

В полевой период осуществляют сбор информации о местности по единственному априорно выбранному варианту трассы:

трассирование (вешение) принятого варианта автомобильной дороги с рубкой (если необходимо) просек и обозначением трассы на местности заменками. Вешение прямых направлений трассы осуществляют с использованием оптических теодолитов типа 2Т-30П, 4Т-30П, 2Т-5КП и т.д. Вешение наиболее надежно и просто осуществляют, сведя к минимуму коллимационную погрешность, переводом трубы «через зенит» при двух кругах теодолита;

закрепление трассы стандартными деревянными или железобетонными осевыми столбами, земляными конусами, привязкой к постоянным предметам при реконструкции (методом линейных засечек) и притрассовыми реперами;

разбивка пикетажа с использованием землемерных 20-и метровых стальных лент типа ЛЗ и в отдельных случаях шкаловых типа ЛЗШ. В ходе разбивки пикетажа осуществляют установку пикетных и плюсовых точек в характерных местах трассы, в главных точках трассы (начало, середина, конец кривых). В ходе разбивки пикетажа ведут пикетажный журнал, в который заносят: пикетные и плюсовые точки, положение вершин углов и направления поворота трассы, съемку притрассовой полосы по 100 м в обе стороны в М 1:2000 (в пределах будущей полосы отвода - инструментально, далее - глазомерно), направление поверхностного стока, знаки закрепления трассы и их схемы и т.д. В пикетажном журнале осуществляют расчеты элементов горизонтальных кривых и пикетажного положения их главных точек.

В последние годы при традиционных изысканиях стал находить распространение «беспикетный» метод полевых работ с применением электронных тахеометров типа Та3М, 3Та5, Sokkia и т.д. и безотражательных светодальномеров.

При изысканиях реконструкции существующих дорог при разбивке пикетажа в последнее время стали широко применять измерительные колеса (полевые курвиметры), механические, типа SK3 или электронные, типа F20;

двойное нивелирование по оси трассы (по разбитому пикетажу) с использованием точных и технических нивелиров с цилиндрическими уровнями при трубе, типа Н-3, 2Н-3Л, с компенсаторами типа 3Н-2КЛ, Н-10КЛ, а также электронных (регистрирующих) нивелиров типа RENI 002А, DL-102С и т.д.

В ходе продольного нивелирования трассы первый нивелир фиксирует все точки трассы: пикеты, плюсы, главные точки, репера и т.д., в то время как второй нивелир - только связующие точки;

съемку поперечников иногда осуществляют геометрическим нивелированием (в равнинной местности), но чаще тригонометрическим нивелированием с использованием малогабаритных оптических теодолитов типа 2Т-30, 2Т-30Н, 4Т-30П;

тахеометрические съемки сложных мест (мостовые переходы, развязки движения, участки сложного водоотвода и т.д.). Обычно выполняют крупномасштабные съемки М 1:1000, 1:500 и даже 1:200 с использованием оптических теодолитов или электронных тахеометров;

инженерно-гидрологические работы: морфометрические, гидрометрические, аэрогидрометрические. В рамках старой (традиционной) технологии проектно-изыскательских работ, тем не менее, уже находят эпизодическое применение такие современные методы сбора гидрометрической информации, как ультразвуковое эхолотирование с использованием модернизированного инж. Ю.М. Митрофановым портативного эхолота «Язь», применение электронных скоростемеров, использование методов аэрогидрометрии и т.д.;

инженерно-геологическое обследование по оси трассы: шурфовочные работы, ручное бурение, механическое бурение с использованием легких, переносных станков типа М-1, легких прицепных станков типа БУКС-ЛГТ, самоходных буровых установок типа АВБ-2М (вибрационного бурения), УКБ-12/25 (ударно-канатного бурения) и т.д.

Методы геофизической разведки при традиционных изысканиях автомобильных дорог находят лишь эпизодическое применение и, главным образом, вертикальное электрозондирование (ВЭЗ), а также динамическое и статическое зондирование;

разведка местных дорожно-строительных материалов, где методы геофизической разведки используют чаще и более широко;

согласование проектных решений с землепользователями, заинтересованными организациями и ведомствами. В рамках традиционной технологии проектно-изыскательских работ согласования выполняют путем непосредственных контактов изыскателей с представителями соответствующих организаций и ведомств.

Основные принципиальные недостатки традиционной технологии технических изысканий автомобильных дорог сводятся к следующему:

информация о местности в рамках традиционных изысканий собирается на узкой полосе (60-200 м) вдоль априорно выбранного варианта трассы (как, правило, единственного);

невозможность при последующей разработке проектов использования в полной мере систем автоматизированного проектирования автомобильных дорог и сооружений на них (САПР-АД), поскольку отсутствует информация о местности в объеме, достаточном для многовариантной проработки многих принципиальных направлений трассы;

получение при последующем проектировании во многом случайных, неоптимальных инженерных решений;

низкая производительность изыскательских работ, их высокая стоимость и недопустимо длительные сроки производства изысканий, что связано, прежде всего, с недостаточно широким использованием современных методов и технологий сбора изыскательской информации о местности: ГИС-технологий, GPS-технологий, аэрокосмических изысканий, цифровой фотограмметрии, электронной тахеометрии, аэро- и электронной гидрометрии, ультразвукового эхолотирования, геофизических методов инженерно-геологической разведки и т.д.;

невысокая точность получаемой изыскательской информации;

получение изыскательской информации в виде топографических планов, продольных и поперечных профилей, инженерно-геологических разрезов, отчетов о проведенных экономических изысканиях, топографо-геодезических, гидрометеорологических, инженерно-геологических и т.д. работах в виде, требующем последующей обработки для ее представления в электронном (цифровом) виде.

3.2. Особенности технологии изысканий автомобильных дорог при проектировании на уровне САПР-АД

В связи с произошедшим в стране в последние десятилетия реальным переходом на технологию и методы производства проектно-изыскательских работ на уровне САПР-АД старая традиционная технология производства изыскательских работ стала неприемлемой для обеспечения современного качественного проектирования автомобильных дорог и во многом стала сдерживающим фактором для дальнейшего развития проектно-сметного дела.

Быстрое развитие средств автоматизации и вычислительной техники предопределило качественное изменение технологии и методов производства проектно-изыскательских работ для разработки проектов новых и реконструируемых автомобильных дорог.

Системное, автоматизированное проектирование предопределяет обязательную многовариантность проработки принципиальных инженерных решений (при автоматизированном проектировании рассматриваемое число вариантов существенно больше по сравнению с традиционной технологией). Это, прежде всего, касается плана трассы, положения проектной линии продольного профиля, конструктивных элементов автомобильных дорог и т.д. Объем исходной изыскательской информации в связи с этим многократно возрастает и, учитывая сжатые (фиксированные) сроки проектирования, эта информация в необходимом объеме уже не может быть получена традиционными методами производства изыскательских работ с использованием морально устаревшего геодезического и инженерно-геологического оборудования. Кроме того, форма представления изыскательской информации не отвечает требованиям системного автоматизированного проектирования.

При многовариантной проработке на уровне САПР-АД большого числа возможных направлений трассы автомобильной дороги уже недостаточно информации, собираемой на узкой полосе вдоль априорно принятого варианта автомобильной дороги, а необходима информация в весьма широкой полосе варьирования, где могут разместиться конкурирующие варианты автомобильной дороги. Эта информация (экономическая, топографическая, почвенно-грунтовая, гидрогеологическая, инженерно-геологическая, гидрометеорологическая и т.д.) не может быть получена в сжатые сроки при использовании традиционных методов и технологий наземных изысканий.

Технология и методы производства изыскательских работ на уровне САПР-АД получили широкое развитие в большинстве стран ближнего и дальнего зарубежья. В Российской Федерации в последние годы также произошел переход в проектно-изыскательском деле на технологию и методы системного, автоматизированного проектирования автомобильных дорог и сооружений на них.

Отличительными особенностями производства изыскательских работ при проектировании на уровне САПР-АД являются:

применение при экономических изысканиях автомобильных дорог и сооружений на них баз данных и геоинформационных систем (ГИС);

получение топографо-геодезической, инженерно-геологической, гидрометеорологической и других видов изыскательской информации в пределах широкой полосы варьирования трассы, без выноса в натуру конкретного варианта трассы. Ширина полосы варьирования может быть особенно значительной (до 1/3 длины трассы) на ранних стадиях проектирования (ОИ), когда рассматриваются принципиальные, конкурирующие направления автомобильной дороги. На этой стадии нередко используют разобщенные зоны варьирования по принципиальным направлениям трассы будущей дороги;

широкое использование методов аэрокосмических изысканий: аэросъемочных, аэрогеодезических, аэрогеологических, аэрогидрометрических и т.д.;

широкое применение методов наземной стереофотограмметрии (фототеодолитных съемок);

широкое применение методов электронной стереофотограмметрии с обработкой материалов аэрокосмических и наземных съемок с использованием автоматизированных систем цифровой фотограмметрии АСЦФ типа «Photomod». Использование при производстве наземных и аэросъемок электронной (цифровой) съемочной аппаратуры;

повсеместное применение методов электронной тахеометрии (т.е. использование электронных тахеометров, светодальномеров, регистрирующих нивелиров и других электронных приборов, автоматически регистрирующих результаты полевых измерений на магнитные носители информации для прямого ввода в память компьютеров);

автоматизация обработки и регистрация полевой изыскательской информации;

подготовка изыскательской информации в виде, пригодном для оперативного использования при системном автоматизированном проектировании, т.е. получение цифровых (ЦММ) и математических (МММ) моделей местности на полосе варьирования трассы;

широкое применение геофизических методов при инженерно-геологических изысканиях с рациональным использованием всего арсенала методов и средств геофизики (электро-, сейсморазведки и т.д.);

широкое применение методов лазерного сканирования (особенно при изысканиях для разработки проектов реконструкции и капитального ремонта автомобильных дорог);

повсеместное использование в изысканиях автомобильных дорог (экономических, топогеодезических, инженерно-геологических, геологоразведочных, гидрометеорологических и т.д.) технологий и методов, основанных на применении систем спутниковой навигации «GPS».

Перечисленные выше особенности изысканий позволяют получать громадную по объему информацию для автоматизированного проектирования автомобильных дорог с необходимой точностью и в сжатые (фиксированные) сроки.

Основными задачами дальнейших исследований является разработка новых технологий и методов производства изыскательских работ на базе использования новейшей высокоточной и высокопроизводительной аппаратуры, являющейся продуктом стремительного развития научно-технического прогресса: цифровых и электронных карт, ГИС-технологий, GPS-технологий, лазерного сканирования местности, электронной геофизики, электронной гидрометрии и т.д.

3.3. ГИС-технологии в изысканиях автомобильных дорог

Геоинформационной системой (ГИС) называют интегрированную автоматизированную систему и комплексную компьютерную технологию, базирующуюся на последних достижениях науки и техники в области информатики, космической навигации, электронной тахеометрии, электронной аэрокосмической и наземной стереофотограмметрии, подповерхностного зондирования, связи, организации баз данных и предназначенную для получения, ввода, хранения, обновления, обработки, визуализации различных видов географически привязанной информации для оперативного комплексного анализа, прогнозирования и принятия решений по широкому кругу вопросов, связанных с картографированием, изысканиями, проектированием, строительством и эксплуатацией инженерных объектов, диагностикой, паспортизацией, экономикой, экологией, сервисом, демографией, безопасностью и т.д.

Анализ места ГИС (Цветков В.Я. Геоинформационные системы и технологии. - М: Финансы и статистика, 1998. - 285 с.) среди других автоматизированных систем позволяет сделать вывод о том, что комплексная автоматизированная обработка информации в ГИС не имеет аналогов с технологиями обработки информации в других автоматизированных системах.

Современные геоинформационные системы представляют собой новый тип автоматизированных интегрированных систем, которые включают в себя как методы обработки данных многих существующих или ранее существовавших систем, таких как АСНИ (научных исследований), САПР (проектирования), АСИС (информационные системы), СУБД (управления базами данных), АСК (картографирования), АСЦФ (фотограмметрические системы), АКС (кадастровые системы) и т.д., так и обладают уникальной спецификой в организации и обработке данных, поставивших их на качественно более высокий уровень как многоцелевых, многоаспектных систем.

Существовавшее до недавнего времени представление о ГИС как об автоматизированных системах управления компьютеризованными базами данных следует считать устаревшим, поскольку в ГИС может входить много баз данных, а полная технология обработки в ГИС значительно шире, чем при работе с конкретной базой данных. Кроме того, любая ГИС обязательно включает в себя систему экспертных оценок, которую реализовать на уровне баз данных не представляется возможным. И, наконец, базы данных в ГИС имеют не только пространственную, но и временную характеристику, что важно, прежде всего, для географических данных.

На основе анализа целей и задач существующих ГИС более правильным следует считать определение ГИС как геоинформационных систем, а не как географических информационных систем, поскольку процент чисто географических данных в них относительно невелик. Поэтому можно дать более короткое определение геоинформационным системам (ГИС).

ГИС - это автоматизированная интегрированная информационная система, предназначенная для обработки пространственно-временных данных, основой интеграции которых служит географическая информация.

С точки зрения функционального назначения ГИС можно рассматривать как:

систему управления, предназначенную для обеспечения принятия решений по оптимальному управлению разнообразными пространственными объектами (земельные угодья, природные ресурсы, городские хозяйства, транспорт, экология и т.д.);

автоматизированную информационную систему, объединяющую технологии и технологические процессы известных информационных систем типа САПР, АСНИ, АСИС;

геосистему, включающую технологии (прежде всего технологии сбора информации) таких систем как системы картографической информации (СКИ), автоматизированные системы картографирования (АСК), автоматизированные фотограмметрические системы (АСЦФ), земельные информационные системы (ЗИС), автоматизированные кадастровые системы (АКС) и т.д.;

систему, использующую базы данных, характеризуемую широким набором данных, собираемых с помощью различных методов и технологий, и объединяющие в себе как базы данных обычной (цифровой) информации, так и графические базы данных. При этом особую роль здесь приобретают экспертные системы;

систему моделирования, использующую в максимальном объеме методы и процессы математического моделирования, разработанные и применяемые в рамках других автоматизированных систем;

систему получения проектных решений, использующую методы автоматизированного проектирования в САПР, но и решающую ряд других специфических задач, например, согласование принципиальных проектных решений с землепользователями, заинтересованными ведомствами и организациями;

систему представления информации, являющуюся развитием автоматизированных систем документационного обеспечения (АСДО) и предназначенную, прежде всего, для получения картографической информации с различными нагрузками и в различных масштабах;

интегрированную систему, объединяющую в единый комплекс многообразный набор методов и технологий на базе единой географической информации;

прикладную систему, не имеющую себе равных по широте применения, в частности, на транспорте, навигации, военном деле, топографии, географии, геологии, экономике, экологии, демографии и т.д.;

систему массового пользования, позволяющую применять картографическую информацию на уровне деловой графики для широкого круга пользователей, когда используют картографические данные, далеко не всегда создавая для этой цели топографические карты.

Одним из основных принципов организации пространственной информации в ГИС является послойный принцип (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Пример совокупности тематических слоев, как интегрированной основы графической части ГИС

Концепция послойного представления графической информации была заимствована из систем САПР, однако в ГИС она получила новое качественное развитие, так, например:

тематические слои в ГИС могут быть представлены не только в векторной форме (как в САПР), но и в растровой форме;

векторные данные в ГИС обязательно являются объектными, т.е. несут информацию об объектах, а не об отдельных их элементах, как в САПР;

тематические слои в ГИС являются определенными типами цифровых картографических моделей, построенными на основе объединения пространственных объектов, имеющих общие свойства или функциональные признаки.

Совокупность тематических слоев образует интегрированную основу графической части ГИС, в которых объединяющей основой (подложкой) являются цифровые и электронные карты.

При разработке инженерных проектов (ИП), обоснований инвестиций (ОИ) или технико-экономических частей проектов (ТЭЧ) с непосредственным использованием ГИС решают следующие разделы:

природно-климатические условия района проектирования: климат, рельеф, гидрография, растительность и почвы, инженерно-геологические и гидрогеологические условия;

транспортная сеть района тяготения (автомобильные дороги, железные дороги, трубопроводы, воздушный транспорт, внутренние водные пути сообщения);

состояние сети автомобильных дорог: годы постройки, категория дорог, состояние дорожных покрытий, земляного полотна, обочин, мостов, путепроводов, водопропускных труб и малых мостов, системы поверхностного водоотвода, обстановки и принадлежностей дорог и т.д.;

экономика района тяготения (промышленность, сельское хозяйство, транспорт и т.д.);

грузооборот, пассажирооборот, грузонапряженность на существующей транспортной сети в существующих условиях;

распределение общего объема грузоперевозок по видам грузов: промышленные, сельскохозяйственные, строительные, лесные, торгово-снабженческие;

распределение объемов перевозок по видам транспортных связей: межобластные, межрайонные, внутрирайонные;

транспортно-эксплуатационные показатели участков автомобильных дорог объемы грузовых перевозок, интенсивность и состав существующих транспортных потоков, средняя скорость транспортных потоков;

потери от ДТП;

себестоимость перевозок;

существующие показатели работы автотранспорта: коэффициент использования пробега, коэффициент использования грузоподъемности автотранспорта, средняя грузоподъемность грузового автотранспорта, количество дней работы автотранспорта в году;

существующая интенсивность движения и состав транспортных потоков в узлах и на перегонах существующей транспортной сети.

Одной из главных задач использования ГИС-технологий в изысканиях автомобильных дорог является обеспечение автоматизированных согласований принципиальных проектных решений (план трассы, продольный профиль, условия пересечений существующих железных, автомобильных дорог, коммуникаций, водотоков, снос, отвод земель и т.д.) с заинтересованными организациями, ведомствами, частными пользователями и владельцами.

3.4. Методы обоснования полосы варьирования конкурирующих вариантов трассы

Размеры полосы варьирования конкурирующих вариантов трассы в значительной степени определяют как объемы аэро- и наземных изысканий, так и объемы проектных работ по поиску наилучшего положения трассы. Назначение излишне широкой полосы варьирования приводит к неоправданному увеличению объемов проектно-изыскательских работ и сильно осложняет поиск наилучшего проектного решения. При занижении ширины полосы варьирования возникает опасность, что наилучший вариант трассы может оказаться за пределами зоны, освещенной материалами изысканий.

В связи с этим обоснованию размеров зоны варьирования трассы должно уделяться исключительное внимание. Выбранная зона варьирования должна охватывать все участки местности, где могут пройти конкурирующие варианты автомобильной дороги.

Ширину полосы варьирования трассы до недавнего времени устанавливали по топографическим картам (обычно М 1:25 000-1:10 000), по материалам аэросъемок прошлых лет и по результатам воздушных обследований с учетом топографо-геодезических, ситуационных, инженерно-геологических, почвенно-грунтовых, гидрогеологических, гидрометеорологических и других условий. При этом обоснование полосы варьирования осуществлялось, как правило, субъективно без использования аналитических программ и компьютерной техники.

В практике изысканий и проектирования дорог за рубежом (например, в США, Канаде и др.) выбору полосы варьирования трассы на стадии подготовительных работ, предшествующих собственно изысканиям, уделяется огромное внимание. И это не случайно, поскольку при обоснованной полосе варьирования трассы в ходе последующего проектирования удается находить проектные решения, строительная стоимость которых до 10 % ниже стоимости вариантов без предварительного детального обоснования полосы варьирования, при одновременном снижении стоимости изысканий и проектирования, трудовых затрат и сокращения сроков выполнения проектно-изыскательских работ. В США, например, в связи с этим затраты на рекогносцировочные изыскания и обследования полосы варьирования составляют около 50 % от суммы затрат на весь комплекс изыскательских работ.

В связи с произошедшим в стране переходом на технологию и методы системного, автоматизированного проектирования автомобильных дорог все большее значение начинают приобретать методы аналитического обоснования полосы варьирования трассы с использованием компьютерных программ. Первый аналитический метод обоснования полосы варьирования трассы в нашей стране был разработан Д.Г. Румянцевым (Федоров В.И., Румянцев Д.Г. Инженерные аэроизыскания автомобильных дорог. - М.: Транспорт, 1984. - 240 с. Федотов Г.А. Автоматизированное проектирование автомобильных дорог. - М.: Транспорт, 1986. - 318 с). Суть его сводится к следующему.

С использованием имеющихся топографических карт, цифровых и электронных карт, материалов аэроизысканий прошлых лет, материалов изысканий, выполненных на предшествующих стадиях проектирования, а также результатов воздушных обследований строят предварительную цифровую модель местности (ЦММ), которой охватывают заведомо большую территорию, чем это требуется для установления наилучшего направления трассы. Особенно часто для этой цели используют материалы изысканий предшествующих стадий проектирования, например, материалы рекогносцировочных изысканий на стадии обоснования инвестиций (ОИ), для обоснования полосы варьирования, для разработки инженерного проекта (ИП) и т.д.

При подготовке предварительной ЦММ и аналитического определения границ полосы варьирования конкурирующих вариантов трассы из рассмотрения сразу же исключают объекты и участки местности, проход трассы автомобильной дороги через которые либо заведомо нецелесообразен (ценные сельскохозяйственные угодья, болота, оползни, осыпи, засоленные почвы, закарстованные участки местности, вечномерзлые грунты и т.д.), либо вовсе невозможен (территории промышленных предприятий, населенные пункты, территории оборонных объектов, заповедные зоны и т.д.), а также устанавливают фиксированные точки и направления, проход трассы через которые обязателен. Рассматривают также участки местности, где в ходе аналитического трассирования необходимо решить вопрос возможности их обхода, либо пропуска через них трассы автомобильной дороги. К таким участкам относят отмеченные выше ценные сельскохозяйственные угодья, болота, оползни, осыпи, засоленные почвы, закарстованные участки и, кроме того, пучинистые участки местности, конусы выноса и т.д. Им придают соответствующие стоимостные значения возведения земляного полотна автомобильной дороги, и появляется возможность автоматического альтернативного решения трассы в пользу обхода участка местности с высокой стоимостью строительных работ, либо в пользу прохождения с трассой по этому участку, если его обход связан со значительным удлинением трассы.

Границы полосы варьирования устанавливают путем аналитического предварительного компьютерного трассирования с использованием предварительной ЦММ, на которой отмечают границы участков, прохождение трассы через которые заведомо нецелесообразно (рис. 3.2, зона а); границы зон с различными стоимостными показателями возведения земляного полотна автомобильной дороги (рис. 3.2, зоны б-д); структурные линии с точками характерных изломов местности. При этом точки излома контуров и рельефа нумеруют по линиям, располагаемым поперек направления воздушной линии.

Рис. 3.2. Предварительная цифровая модель местности для обоснования окончательных границ полосы варьирования трассы

Компьютерное определение границ полосы варьирования производится в следующей последовательности (рис. 3.3):

Рис. 3.3. Вариантный перебор возможных направлений трассы

в каждый образованный угол поворота трассы и в каждый перелом продольного профиля вписывают горизонтальные и вертикальные кривые минимальных радиусов, сообразно категории дороги. Зоны размещения кривых ограничивают концом предыдущей и началом последующей кривых;

все варианты, для которых допустимые радиусы кривых в плане и продольном профиле вписаны быть не могут, а продольные уклоны оказываются больше допустимых, из рассмотрения исключаются;

в пределах полученной таким образом зоны осуществляют перебор всех возможных вариантов с сопоставлением их между собой по укрупненным приведенным затратам. К дальнейшему рассмотрению принимают зону, разместившуюся между лучшим вариантом и прилегающими к нему вариантами, приведенные затраты для которых не отличаются более чем на 15 % от лучшего варианта трассы. При этом могут быть получены разобщенные зоны, каждая из которых определяет свое принципиальное направление трассы. Появление разобщенных зон варьирования характерно для ранних стадий проектирования (ОИ).

Детальный сбор изыскательской информации осуществляют после этого уже только в пределах обоснованной полосы (или полос) варьирования наилучших вариантов трассы. На ранних стадиях проектирования (ОИ) нередко приходится рассматривать значительное число принципиальных направлений трассы.

В связи с необходимостью при проектировании на уровне САПР-АД получения исходной экономической, топографической, инженерно-геологической, гидрогеологической, почвенно-грунтовой, гидрометеорологической и других видов обязательной изыскательской информации на полосе варьирования трассы значительной ширины самой важной на стадии производства полевых работ становится проблема

использования современных, высокопроизводительных и достаточно точных методов автоматизированного сбора, регистрации и обработки исходных данных о местности. Эта задача может быть решена лишь при условии выполнения изыскательских работ силами специализированных организаций, оснащенных парком современного аэросъемочного, электронного геодезического, электронного стереофотограмметрического, навигационно-космического, инженерно-геологического оборудования, а также вычислительной техники, укомплектованной развитым парком периферийного оборудования (лазерными и струйными принтерами, сканерами, плоттерами и т.д.).

Основными задачами дальнейших исследований в этой важнейшей области изысканий являются: научное обоснование дифференцированных в зависимости от стадий проектирования значений отклонений укрупненных приведенных затрат между лучшим вариантом трассы и двумя крайними, оконтуривающими границы зоны варьирования (в настоящее время это 15 %). Очевидно эти отклонения должны быть меньшими для более поздних стадий проектирования;

разработка нового метода обоснования полосы варьирований трассы, основанного на построении экономической модели местности (ЭММ) - «экономической лощины» с использованием принципов сплайн-трассирования.

3.5. Цифровое моделирование рельефа, ситуации и геологического строения местности

Цифровой моделью местности (ЦММ) называют совокупность точек местности с известными трехмерными координатами и различными кодовыми обозначениями, предназначенную для аппроксимации местности с ее природными характеристиками, условиями и объектами.

Кодовые обозначения характеризуют связи между соответствующими точками ЦММ.

Общая ЦММ - это многослойная модель, которая в зависимости от назначения может быть представлена сочетанием частных цифровых моделей (слоев): рельефа, ситуационных особенностей, почвенно-грунтовых, гидрогеологических, инженерно-геологических, гидрометеорологических условий, технико-экономических показателей и других характеристик местности.

Математической моделью местности (МММ) называют математическую интерпретацию цифровых моделей для компьютерного решения конкретных инженерных задач.

В зависимости от инженерного назначения математической модели для одной и той же ЦММ может быть использовано несколько различных МММ.

В рамках системного автоматизированного проектирования (САПР) рациональным образом распределяются функции между инженером-проектировщиком, компьютером и другими средствами автоматизации. Поэтому при решении ряда инженерных задач строительства инженер работает с доступными ему топографическими картами и планами, поручая компьютеру работу с доступными ему цифровыми и математическими моделями тех же участков местности.

Конечным результатом инженерных изысканий при проектировании (САПР) по этой причине является получение крупномасштабных топографических планов и ЦММ на один и тот же участок местности в единой системе координат. Однако нужно иметь в виду, что информационная емкость обшей ЦММ при этом существенно больше информационной емкости самых подробных крупномасштабных топографических планов.

ЦММ и МММ используют, прежде всего, для получения необходимой исходной информации для автоматизированного проектирования (продольного профиля земли по оси трассы («черного» профиля), поперечных профилей, инженерно-геологических разрезов и т.д.).

Возможности цифрового и математического моделирования позволили, в частности, в корне изменить технологию проектирования автомобильных дорог и потребовали изменения технологии и методов сбора, регистрации и представления исходных данных при изысканиях.

3.6. Виды цифровых моделей местности

Конечной целью изысканий автомобильных дорог при проектировании на уровне САПР-АД является, прежде всего, получение крупномасштабного топографического плана местности в пределах широкой полосы варьирования конкурентных вариантов трассы и цифровой модели рельефа, геологического и гидрогеологического строения того же участка местности (ЦММ) в единой системе координат. По ЦММ и получаемым на их основе математическим моделям местности (МММ) в конечном итоге осуществляют системное, автоматизированное проектирование конкурентных вариантов трассы автомобильных дорог. Трудовые затраты на получение с помощью ЦММ необходимой для проектирования информации (профили земли по оси трассы, поперечные профили земли, инженерно-геологические разрезы и т.д.) оказываются в несколько десятков раз меньшими, по сравнению с получением той же информации при использовании топографических планов и стереоскопических моделей по традиционной технологии.

При цифровом моделировании рельефа, геологического и гидрогеологического строения местности в зависимости от сложности рельефа, ситуационных особенностей местности; способа производства изысканий, задач проектирования, наличия парка современных геодезических приборов, приборов спутниковой навигации, средств геофизической подповерхностной разведки, средств автоматизации и вычислительной техники могут быть сформированы ЦММ с использованием самых разнообразных принципов.

Вопросами разработки различных видов ЦММ было посвящено большое количество исследований. При этом, все известные виды ЦММ можно разбить на три большие группы: регулярные, нерегулярные и статистические.

Регулярные ЦММ создают путем размещения точек в узлах геометрически правильных сеток различной формы (треугольных, прямоугольных, шестиугольных), накладываемых на аппроксимируемую поверхность с заданным шагом. Наиболее часто применяют ЦММ с размещением исходных точек в узлах сеток квадратов (рис. 3.4, а) или равносторонних треугольников (рис. 3.4, б). Регулярные ЦММ в узлах правильных шестиугольных сеток (рис. 3.4, в) нашли применение при проектировании нефтепромысловых дорог в условиях равнинного рельефа Западной Сибири.

Рис. 3.4. Виды цифровых моделей местности:
а - в узлах правильных прямоугольных сеток; б - в узлах треугольных сеток; в - в узлах шестиугольных сеток; г -на поперечниках к магистральному ходу; д - на горизонталях; е - на структурных линиях; ж - статистическая; з - на линиях, параллельных оси фотограмметрических координат

Массив исходных данных для регулярных ЦММ (рис. 3,4 а-в) может быть представлен в следующем виде:

F, m, п, х₀, у₀, Н₁₁ ,..., Н_1m,..., Н_nm                                                                                                                                                    (3.1)

F - шаг сетки;

m - число точек по горизонтали;

п - число строк по вертикали;

Н₁₁ ,..., Н_1m,..., Н_nm - высоты точек в узлах сетки.

Регулярные модели (3.1) весьма эффективно использовать при проектировании вертикальной планировки городских улиц, площадей, аэродромов и других инженерных объектов на участках местности с равнинным рельефом. Опыт использования ЦММ с регулярным массивом исходных данных показал, что требуемая точность аппроксимации рельефа достигается лишь при очень высокой плотности исходных точек местности, которая в зависимости от категории рельефа должна быть в 5-20 раз выше по сравнению с нерегулярными ЦММ. Появление высокопроизводительных дигитайзеров и коордиметров с автоматической регистрацией информации по заданным интервалам длины или времени, тем не менее, делает использование регулярных моделей (3.1) весьма перспективным.

Нерегулярные ЦММ, представленные большим числом типов нашли широкое применение в практике автоматизированного проектирования объектов строительства.

Весьма часто используют ЦММ, построенные по поперечникам к магистральному ходу (рис. 3.4, г). Массив исходных данных для ЦММ этого типа представляют в следующем виде:

 где                                                                                    (3.2)

у₁, у₂, ... , у_i - расстояние между началом трассы и точками пересечения ее оси и соответствующими поперечниками;

х₁₁, х₁₂, ... , x_il - расстояния между исходными точками ЦММ на поперечниках и осью трассы, принимаемые положительными влево от трассы и отрицательными - вправо;

Н₁₁, Н₁₂, ... , H_il - высоты исходных точек.

Поскольку магистральный ход в общем случае может иметь углы поворота для представления нерегулярного массива (3.2) необходимо еще задавать и координаты вершин углов поворота. Информацию для криволинейной трассы представляют уже в трехкоординатном виде.

ЦММ, построенные по поперечникам к оси магистрального хода или к оси трассы, находили широкое применение в начальный период перехода на системное автоматизированное проектирование линейных инженерных объектов, когда исходная изыскательская информация собирается в соответствии со старой традиционной технологией изысканий, а также при разработке проектов реконструкции автомобильных дорог.

При наличии крупномасштабных топографических планов и карт часто оказывается весьма эффективным создание ЦММ с массивом исходных точек, размещаемых на горизонталях с регистрацией их плановых координат дигитайзером через определенные интервалы длины (рис. 3.4, д). Массив исходных данных модели записывают в следующем виде:

 где                                                                                       (3.3)

Н₁, Н₂, ... , H_i - высоты соответствующих горизонталей;

х₁₁, y₁₁,... , х₂₁, y₂₁,... , x_ij, y_ij - плановые координаты точек на горизонталях.

Массив точек (3.3) может быть сформирован также в ходе рисовки горизонталей на стереофотограмметрическом приборе. Весьма перспективным для создания ЦММ данного типа является использование сканирующих дигитайзеров - автоматов и коордиметров.

При автоматизированном проектировании инженерных сооружений широко используют также цифровые модели на структурных линиях (структурные ЦММ), размещаемых по характерным изломам местности и с учетом ее ситуационных особенностей. Эти ЦММ обладают наименьшей исходной информационной плотностью точек местности (рис. 3.4, е).

Массив исходных точек структурных ЦММ задают:

в явном виде

x_i, y_i, H_i, j, k, l, ... , где                                                                                                         (3.4)

x_i, y_i, H_i - координаты i-й точки массива характерных точек рельефа и ситуации;

j, k, l,... - номера других точек того же массива, в направлении которых можно вести линейную интерполяцию высот; в неявном виде

 где                                                                                      (3.5)

ПР - признак, определяющий ту или иную последовательность исходных точек той или иной структурной линии рельефа.

Структурные ЦММ (3.4, 3.5) используют главным образом при невысокой степени автоматизации процесса сбора и регистрации исходной информации (например, при использовании материалов обычной тахеометрической съемки, при ручной, либо полуавтоматической фотограмметрической обработке снимков, при дигитализации топографических планов и карт и т.д.).

В зависимости от вида исходного материала, используемого для формирования ЦММ, в практике автоматизированного проектирования применяют и другие виды нерегулярных цифровых моделей, например, ЦММ, построенные на линиях, параллельных координатным осям стереофотограмметрического прибора (рис. 3.4, ж), при использовании для формирования массивов точек материалов аэрофотосъемок.

Статистические ЦММ (3.6) предполагают в своей основе нелинейную интерполяцию второго и третьего и т.д. порядков. При создании массива исходных данных статистической ЦММ точки для ее формирования выбирают в зависимости от случайного распределения, близкого к равномерному (рис. 3.4, д).

Статистические модели являются во многом универсальными. Сфера их применения весьма широка и не ограничивается какими-либо категориями рельефа местности, наличием того или иного исходного материала для создания ЦММ и наличием тех или иных приборов.

Массив исходных данных статистической ЦММ представляют в виде:

х₁, y₁, Н₂, х₂, y₂, Н₂, ... , х_п, y_п, Н_п, где                                                                                  (3.6)

х₁, y₁, Н₂,... , х_п, y_п, Н_п - координаты точек статистической модели.

3.7. Методы построения цифровых моделей местности

Цифровые модели рельефа и инженерно-геологического строения местности формируют на основе использования материалов наземных и аэрокосмических изысканий. Целесообразно использовать те методы топографических съемок, которые обеспечивают получение информации о местности в электронном виде, что позволяет максимально автоматизировать процесс подготовки топографических планов и ЦММ.

Тахеометрические съемки особенно эффективны, если их выполняют с использованием электронных тахеометров или компьютерных геодезических станций с регистрацией снимаемой информации непосредственно на магнитные носители в режиме реального времени или последующем ее вводе в память базового компьютера.

Фототеодолитные съемки. Обработку результатов фототеодолитных съемок целесообразно выполнять на универсальных стереофотограмметрических приборах с автоматической регистрацией измеряемых координат точек местности или выполнять системную компьютерную обработку, используя для этой цели автоматизированные системы типа «Fotomod».

Наземное лазерное сканирование трехмерным лазерным сканером, измеряющим трехмерные координаты точек впередилежащей местности с помощью лазерного импульсного безотражательного дальномера, который поворачивается по вертикали и горизонтали с получением плотного массива точек. Это современный оперативный вид съемки местности, который вобрал в себя последние достижения компьютерных технологий. Применение лазерного сканирования местности в настоящее время оказывается особенно эффективным в связи с большими объемами полевых работ по сбору информации для разработки проектов реконструкции и капитального ремонта существующих автомобильных дорог.

Аэрофотосъемки. Определение координат точек местности при обработке стереопар целесообразно производить на универсальных стереофотограмметрических приборах с автоматической регистрацией измеряемых координат на магнитных носителях, либо производить системную компьютерную обработку, используя для этой цели автоматизированные системы типа «Fotomod», предварительно сканировав стереопары или используя для этой цели электронные фотографии.

Наземно-космические съемки с использованием систем спутниковой навигации «GPS» наилучшим образом подходят для создания ЦММ, поскольку обеспечивают получение информации о местности непосредственно в электронном виде на магнитных носителях, что позволяет максимально автоматизировать процесс подготовки моделей.

Инженерно-геологические изыскания выполняют комплексно с использованием методов традиционной инженерно-геологической разведки (механическое бурение, шурфование, устройство расчисток и т.д.), аэрогеологической разведки (цветные, спектрозональные, тепловые аэросъемки) и методов воздушной и наземной геофизики с автоматической регистрацией измерений на магнитные носители (вертикальное электрозондирование, электропрофилирование, сейсморазведка, статическое и динамическое зондирование и т.д.). Использование средств автоматизации и компьютерной обработки данных инженерно-геологических изысканий является совершенно обязательным.

Цифровые и математические модели, представляемые в геодезических прямоугольных координатах без искажения масштабов, тем не менее, могут характеризоваться различной точностью и степенью детализации элементов рельефа, ситуации и геологического строения местности, что связано с категорией рельефа, ситуационными особенностями аппроксимируемого участка местности, масштабами используемых для построения ЦММ топографических планов и материалов аэросъемок, принятым типом цифровой модели, плотностью исходных точек и методикой аппроксимации поверхности.

Необходимая точность модели обязательно должна быть увязана с требуемой точностью решаемых по ней инженерных задач.

При использовании для построения ЦММ материалов традиционных топографических съемок точность ситуационных контуров принимают в соответствии с точностью выполняемых топографических съемок равной 1 мм в масштабе плана. Точность представления рельефа не должна выходить за пределы ¼ высоты сечения горизонталей в равнинной местности, ½ высоты сечения - в пересеченной местности и 1 высоты сечения - в горной. Точность ЦММ при использовании материалов топографических съемок, выполняемых с помощью электронных тахеометров или приемников спутниковой навигации «GPS», учитывая, что запись информации ведется безошибочно на магнитные носители, зависит главным образом от точности используемых приборов.

При построении ЦММ по существующим топографическим планам и картам характерные точки местности снимают с точностью, принимаемой равной: 0,5 мм - для отображения ситуационных особенностей местности и 0,2, 0,3 и 0,5 высоты сечения - для отображения соответственно равнинного, пересеченного и горного рельефов.

При создании ЦММ по материалам аэросъемок или фототеодолитных съемок точность отображения ситуационных особенностей местности и рельефа определяется точностью считывания фотограмметрических координат, которую обеспечивает тот или иной используемый стереофотограмметрический прибор.

Для обеспечения необходимой точности аппроксимации рельефа местности плотность исходного массива точек (среднюю удаленность друг от друга) для регулярных и нерегулярных (статистических) моделей принимают:

в равнинной местности..................................................20-30 м;

в пересеченной местности.............................................10-15 м;

в горной местности.........................................................5-7 м.

3.8. Математическое моделирование местности

Математические связи между исходными точками цифровых моделей описывают линейными, либо нелинейными (степенными) зависимостями. В первом случае связь между смежными точками модели описывается уравнениями плоскостей, проходящими через каждые три смежные точки модели, во втором - криволинейными поверхностями разного порядка, и, таким образом, рельеф местности задается либо множеством пересекающихся между собой плоскостей, либо поверхностей различного порядка кривизны.

Решение наиболее актуальной задачи при математическом моделировании рельефа и инженерно-геологического строения местности заключается в определении высот точек местности, а также уровней грунтовых вод и соответствующих геологических напластований в пикетных и плюсовых точках по оси запроектированных вариантов трассы и на поперечниках.

Подавляющее число регулярных и нерегулярных ЦММ предполагают при последующем математическом моделировании линейную интерполяцию высот между смежными точками модели.

Задача определения высот точек трассы, уровней грунтовых вод и поверхностей геологических напластований сводится к нахождению в каждом случае тех смежных исходных точек модели, между которыми попадает соответствующая искомая точка трассы, в нахождении коэффициентов уравнения плоскости, проходящей через эти три точки, и, наконец, в определении по полученному уравнению искомой высоты заданной точки (рис. 3.5).

Рис. 3.5. Линейная интерполяция высот между смежными точками ЦММ

Если искомая точка трассы (например, ПК 20) попадает между смежными исходными точками ЦММ с номерами j, k и l, то уравнение искомой плоскости в общем виде может быть представлено:

H = AX + BУ + C.                                                                                                                 (3.7)

В уравнении (3.7) известны проектные координаты X и У точки трассы (например, ПК 20), высоту которой нужно определить, но не известны коэффициент А, В и С уравнения плоскости, проходящей через исходные точки j, k и l цифровой модели.

Если в уравнение (3.7) подставить известные координаты трех исходных точек цифровой модели, то получим три уравнения, в которых не известны только три коэффициента А, В и С:

                                                                                                            (3.8)

Система уравнений (3.8) решается в матричной форме или методом «прогонки», в результате чего определяются неизвестные коэффициенты А, В и С.

Уравнение (3.7), подставив в которое проектные координаты X и У искомой точки трассы, определяет ее высоту Н.

Наиболее универсальными являются статистические ЦММ (3.6), математическая реализация которых заключается в использовании метода «плавающего квадрата» или «плавающего круга», в пределах которого строится криволинейная поверхность n-го порядка (рис. 3.6).

Рис. 3.6. Математическое моделирование рельефа «плавающей» криволинейной поверхностью:
1 - точки статистической ЦММ; 2 - точки трассы; 3 - трасса

Наиболее часто для математического моделирования рельефа используют уравнения поверхности 2-го порядка:

Н = АХ²  + ВХУ + CУ² + DX + EУ + F, где                                                                          (3.9)

Х, У - известные проектные координаты точки, высоту которой требуется определить; А, В, С, D, Е, F - коэффициенты уравнения аппроксимирующей поверхности 2-го порядка.

Основная идея «плавающей» аппроксимации заключается в том, что по трассе дороги от точки к точке перемещается круг или квадрат таким образом, что каждая точка трассы, высоту которой требуется определить, размещается в его центре (например, ПК 20 на рис. 3.6). Радиус круга или размеры стороны квадрата автоматически устанавливаются такими, чтобы в их пределы попало не менее 10 исходных точек модели. Поскольку радиус круга или размеры стороны квадрата меняются с дискретным шагом, соответственно Dr и Db, то в пределах выделяемых ими площадей может оказаться и более 10 точек модели (например, 11, 12, 13 и т.д.).

Поскольку коэффициенты А, В, С, D, Е, F в аппроксимирующем уравнении (3.9) не известны, то для каждой точки модели, попавшей в пределы круга или квадрата, записывают уравнения:

где                                                                                                                                               (3.10)

А, В, С, D, Е, F - неизвестные коэффициенты уравнения аппроксимируемой поверхности;

Н_j, х_j, y_j,... , Н_п, х_п, y_п - известные координаты точек модели, попавших в пределы круга или квадрата.

Поскольку число неизвестных в системе (3.10) меньше числа уравнений (которых не менее 10), то система решается методом «наименьших квадратов». Таким образом, определяют неизвестные коэффициенты аппроксимирующего уравнения (3.9), подставив в которое известные проектные координаты X и У точки трассы (например, ПК 20), определяют ее высоту Н.

Далее центр круга или квадрата перемешают в очередную точку трассы (например, на ПК 21) и процедура повторяется. При этом, если плотность исходных точек модели в районе очередной точки трассы уменьшилась, то размеры круга или квадрата автоматически возрастут, а если плотность возросла - то наоборот уменьшатся.

Для математического описания ситуационных, почвенно-грунтовых, гидрогеологических и других условий местности используют контурную индексацию объектов местности с перечнем номеров точек вдоль каждого контура (граница пашни, лес, река, ЛЭП, газопровод и т.д., например: К₃; 3; 21; 43; 24; 26. Для замкнутых контуров (здание, сад, огород, пруд и т.д.) точки замыкания повторяются, например: С₇; 13; 15; 52; 16; 13.

3.9. Задачи, решаемые с использованием цифровых и математических моделей

В рамках системного автоматизированного проектирования (САПР) автомобильных дорог с помощью цифровых и математических моделей решается широкий круг инженерных задач, которые ранее частично находили решение другими методами и средствами:

оптимальное пространственное трассирование автомобильных дорог. Решение этой актуальной задачи с привлечением математического аппарата оптимизации проектных решений стало возможным благодаря развитию методов цифрового и математического моделирования местности;

получение продольных профилей земли по оси вариантов трассы, запроектированных с использованием крупномасштабных топографических планов. В рамках изысканий при традиционном проектировании продольный профиль по оси трассы получали в результате выполнения трудоемкого комплекса полевых геодезических работ, как правило, средствами традиционной наземной геодезии (трассирование. закрепление трассы, разбивка пикетажа, двойное геометрическое нивелирование и т.д.);

получение поперечных профилей земли. Эта работа при традиционных изысканиях выполнялась, как правило, методом тригонометрического нивелирования (иногда, геометрическим нивелированием);

получение продольных по оси трассы и поперечных инженерно-геологических разрезов. При традиционных изысканиях эту совершенно необходимую для проектирования информацию получали в результате выполнения комплекса чрезвычайно трудоемких и дорогих инженерно-геологических работ путем механического бурения, шурфования, устройства расчисток и т.д.;

получение исходной инженерно-гидрологической информации для проектирования водопропускных сооружений и системы поверхностного водоотвода (площади водосбора, живые сечения, морфостворы и гидростворы, уклоны логов и их склонов и т.д. для математического моделирования стока ливневых и талых вод и т.д.);

проектирование системы дорожного поверхностного водоотвода (кюветы, быстротоки, нагорные и водоотводные канавы и т.д.);

решение задачи распределения земляных масс и подсчеты объемов земляных работ;

решение задач вертикальной планировки при проектировании городских площадей, строительных площадок, городских улиц и дорог;

пространственное моделирование полотна автомобильных дорог и прилегающего ландшафта. Решение этой задачи широко используют при ландшафтном проектировании автомобильных дорог для обеспечения зрительной плавности и ясности трассы и обеспечения гармоничного вписывания полотна автомобильных дорог в прилегающий ландшафт с обеспечением высоких уровней удобства и безопасности движения;

проектирование транспортных развязок автомобильных дорог в одном и разных уровнях.

Развитие и совершенствование методов цифрового и математического моделирования местности во многом предопределили и повлияли на изменение технологии и методов изысканий и проектирования автомобильных дорог, и дальнейший прогресс проектно-изыскательского дела невозможен без широкого использования в ходе выработки проектных решений, их оценки и корректировки цифровых и математических моделей местности.

ГЛАВА 4. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬСТВА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ И МОСТОВЫХ ПЕРЕХОДОВ

4.1. Структура экономического обоснования дорожного строительства

Кардинальные изменения социально-экономических условий, произошедшие в нашей стране, требуют корректировки подходов, ранее применявшихся при разработке экономического обоснования дорожного строительства. Необходимо использовать методики расчета экономической эффективности инвестиционных проектов дорожного строительства в соответствии с общепринятыми в мировой практике подходами. С вводом в экономику страны рыночных механизмов существенно усложнилось проведение сбора исходных данных. Нестабильность российской экономики порождает существенную неопределенность прогнозов, особенно долгосрочных. Бурный рост парка легковых автомобилей на фоне падения объемов инвестиций в отрасль приводит к ухудшению качества обслуживания автотранспортных потоков, увеличению экономических потерь от задержек в заторах, особенно в больших городах.

Для повышения качества экономического проектирования, прежде всего, необходимо отказаться от ложного представления об экономии государственных средств за счет необоснованного уменьшения количества полос движения с соответствующим уменьшением ширины проезжей части, земляного полотна и ухудшения других технических параметров дорожных объектов. Негативно на экономические показатели эффективности влияет искусственное увеличение сроков строительства из-за ошибочных подходов к финансированию дорожного строительства. С экономической точки зрения, очевидно, что объект, принятый к реализации, должен вводиться в эксплуатацию в кратчайшие сроки, чтобы общество как можно быстрее стало получать выгоды от сделанных затрат.

Традиционная методика сбора исходных данных не может быть применена в современных условиях, и необходимо использовать более сложные модельные подходы, базирующиеся на методах современного математического, компьютерного моделирования.

Данный раздел призван помочь экономистам транспортного строительства сформировать научные подходы, отвечающие современным требованиям к проведению экономических обоснований инвестиционных проектов дорожного строительства и носит рекомендательный характер. Раздел подготовлен под руководством главного специалиста ОАО "Гипротрансмост" Миножетдинова Х.К., канд. эконом. наук Бушанским С.П., канд. техн. наук Рябиковым Н.А. и д-ром. геогр. наук, проф. Гольцем Г.А.

С целью повышения качества экономического обоснования в настоящее время рекомендуется принимать следующую последовательность экономических исследований:

составление предпроектного предложения, которое должно включать предварительные расчеты стоимости и экономической эффективности проекта;

составление сметы на выполнение экономических изысканий, которая должна соответствовать масштабу проекта;

проведение комплексного обследования района проектирования. Результаты обследования оформляют как и обоснование инвестиций (ОИ) проекта;

ОИ рассматривает экспертиза, которая и принимает решение о целесообразности реализации проекта.

Для повышения качества принимаемых решений в нормативных документах должны найти отражение более жесткие требования к проведению обследований транспортных потоков в зоне тяготения нового дорожного объекта или реконструкции, без соблюдения которых проект не может пройти экспертизу.

Исследования по обоснованию инвестиционных проектов оформляют в виде документации, в которой находят отражение все аспекты проекта, включая организационные. Структура итогового документа должна отражать этапность и содержание проведенного исследования. Рекомендуемый состав экономической части обоснования инвестиций в строительство дорожного объекта следующий:

участники инвестиционного проекта;

аннотация;

история вопроса;

краткая социально-экономическая характеристика региона;

обследование существующих транспортных связей и условий автомобильного движения;

вариантный выбор оптимального местоположения нового дорожного объекта (принципиальные варианты направления трассы);

расчет 20-и летней перспективной интенсивности движения на рассматриваемой транспортной сети;

определение народнохозяйственной (общественной, экономической) эффективности инвестиций;

выводы.

Участники инвестиционного проекта.

Раздел содержит краткие характеристики Заказчика проекта и перечень исполнителей с указанием направлений их деятельности.

Аннотация.

Содержит краткую характеристику проекта с выводами и рекомендациями о целесообразности осуществления проекта. Содержит описание принятых проектных решений (начало строительства, продолжительность, стоимость, основные показатели народнохозяйственной эффективности проекта). Указываются заказчик проекта, предполагаемые источники финансирования, генеральная проектная организация, подрядная строительная организация, задание и основание для проектирования.

История вопроса.

Проектированию крупного транспортного объекта обычно предшествует длительный период обсуждений и разработки проектной документации (в составе генплана, комплексной транспортной схемы и в других проблемных работах), выполненных с разной степенью детализации и, следовательно, степенью обоснованности принимаемых решений. В разделе приводят мотивацию принятых проектных решений. Формулируют цели проекта. Освещают недостатки существующих условий и организации движения транспортных потоков на отдельных участках. Приводят описание ранее реализованных проектов дорожного строительства.

Краткая социально-экономическая характеристика региона.

В разделе анализируют динамику и осуществляют прогноз основных показателей социально-экономического развития региона, в котором намечена реализация проекта: валовой региональный продукт, численность населения, объемы пассажирских и грузовых перевозок, пассажиро- и грузооборот, объемы инвестиций, объемы жилищного строительства, характеристика существующего парка автомобилей.

В раздел включают описание существующих планов перспективного развития транспортных магистралей областей, районов, городов и пригородных зон.

Обследование существующих транспортных связей и условий автомобильного движения.

Сбор исходных данных является наиболее серьезной и трудно решаемой проблемой. Недостаточное внимание к этому вопросу во многом обусловливает низкое качество экономических и транспортных расчетов, а значит, и принимаемых принципиальных решений.

Изучение транспортных потоков обычно начинают с определения объемов зарождений и поглощений грузовых и пассажирских поездок. Для определения объемов зарождений и поглощений грузовых поездок важными являются оценка и прогноз объемов производства промышленной продукции, товаров и услуг для грузообразующих и грузопоглощающих пунктов, а также структуры грузопотоков и численности парка грузовых автомобилей. Для оценки объемов пассажирских перевозок используют следующие данные: численность населения; количество отдельных семей; численность населения, проживающего в личных домах; число работающих жителей; число семей с разбивкой по количеству принадлежащих им легковых автомобилей и доходу. Объемы поглощений пассажирских поездок оценивают на основе данных о численности работников, занятых в различных отраслях производства с распределением их по служащим и рабочим, количестве учащихся, характере использования территорий.

Исследование объемов зарождений и поглощений поездок все же, как правило, не дает полной картины, поскольку все данные о деятельности предприятий и населения собрать сложно. Поэтому всегда производят уточнение собранной информации обследованием сложившихся транспортных связей и потоков автомобилей. Здесь можно выделить четыре основных подхода:

контрольные учеты движения автомобилей;

обследования пассажиропотоков;

анкетирование;

сбор данных о выручке, направлениях, объемах и видах перевозок транспортных предприятий общего пользования.

Проведение контрольных учетов движения автомобилей - важнейший этап разработки инвестиционного проекта нового строительства и реконструкции автомобильных дорог.

При проведении учета на пересечениях трассы основной или проектируемой дороги, в транспортных узлах составляют схемы размещения каждого учетного пункта с указанием дислокации каждого учетчика. Учетчик фиксирует движение по трем направлениям: автомобили идущие в прямом направлении, автомобили поворачивающие вправо и автомобили поворачивающие влево. Затем транспортные потоки по направлениям суммируют и определяется интенсивность движения автомобилей на дороге в целом.

Учет с опросом водителей дает возможность получить данные о направлениях и маршрутах поездок. Анализ государственных номерных знаков автомобилей позволяет приблизительно оценить доли транзитных поездок между регионами.

В последние годы в некоторых регионах стали устанавливать видеокамеры для автоматической круглосуточной регистрации проходящего автотранспорта с выводом информации на компьютер и выделением видов автомобилей и параметров, характеризующих условия движения автомобилей.

Хронометраж транспортных потоков проводят для расчета скоростей движения на отдельных участках дороги, на подходах к транспортным пересечениям, к мостовым переходам или на самих мостах.

Визуальные наблюдения позволяют определять задержки при прохождении транспорта на мостах и паромных переправах, устанавливать количество светофоров, пересечений дорог в одном или разных уровнях, спусков, подъемов, закрытых поворотов или участков с ограниченной видимостью, количество съездов и подъездов, выявлять участки с наиболее загруженным движением, состояние дорожного покрытия, качество содержания дороги, дорожные знаки, ширины проезжей части и обочин, количество ДТП и другие факторы, регулярно снижающие пропускную способность дороги. Визуально можно также оценить среднее количество пассажиров в одном легковом автомобиле. Визуальные наблюдения помогают также определить характер движения или состояние транспортных потоков (свободное движение, частично связанное, движение в колоннах, пачках и т.д.).

Получение более полной количественной информации, как показывает практика разработки ОИ, достигается при использовании ходовых дорожных лабораторий.

Данные хронометража и специальные исследования с помощью ходовых лабораторий помогают установить фактическую пропускную способность дороги и определить качественные и количественные характеристики транспортных потоков.

Цель обследования пассажиропотоков транспорта общего пользования это, прежде всего, сбор данных о количестве входящих и выходящих пассажиров на остановках и заполняемости общественного транспорта. Распределение пассажиров по связям между начальными и конечными пунктами можно оценивать талонным методом учета пассажиропотоков.

Спектр вопросов, исследуемых с помощью анкетирования, очень широк. Далеко неполный их перечень приведен ниже:

виды и частота поездок анкетируемого пассажира (культурно-бытовые поездки, трудовые, деловые, учебные и пр.);

режим пользования собственным автомобилем, если таковой имеется;

пункты отправления и пункты назначения;

маршруты поездок;

используемые виды пассажирского транспорта и количество пересадок;

часы и длительность поездок;

денежные суммы, которые готов платить опрашиваемый за более быструю и/или комфортную поездку (предлагается гипотетический выбор различных видов поездок).

Недостаток метода анкетирования - это относительно небольшая статистическая выборка из-за трудоемкости проведения такого рода исследований.

Дополнительная информация о неравномерности распределения пассажирских и грузовых потоков по дням, неделям, месяцам может быть получена на основе анализа колебаний объемов выручки транспортных предприятий от пассажирских и грузовых перевозок.

Выбор оптимального местоположения нового дорожного объекта.

Выбор направления дороги или мостового перехода является одним из основных факторов, определяющих технико-экономические характеристики будущего сооружения. Предварительно выбор места нового строительства назначают на основании имеющихся архивных, картографических, инженерно-геологических, гидрологических и иных материалов. При этом руководствуются следующими показателями: протяженностью новой трассы, наличием транспортной сети и удобных подходов к предполагаемому месту строительства, стоимостью строительства.

В большинстве случаев рассматривают технические варианты возможных створов пересечения реки с ориентацией на предполагаемую стоимость строительства по каждому створу. При таком подходе не учитывают дорожные условия, которые возникнут после ввода объекта в эксплуатацию. Между тем, более точный выбор предполагаемых зон строительства до начала подробных технических изысканий позволяет избежать лишних затрат на проведение изыскательских работ.

Определение оптимального местоположения новых дорожных объектов задача достаточно сложная, и хотя разработано много моделей оптимизации развития сетей автомобильных дорог, не до конца решенной остается проблема совмещения в одной модели подхода, описывающего поведение потребителей дорожных услуг (водителей, владельцев автомобилей), и нормативного подхода, который определяет перспективное развитие дорог, исходя из критерия максимизации общественных чистых выгод. Другой проблемой является ценовая недоступность соответствующих программных продуктов для большинства практиков-экономистов и сложность самостоятельной разработки таких систем. Ниже изложены упрошенные методы решения задачи выбора оптимального местоположения транспортных объектов.

Расположение нового дорожного объекта на геометрической прямой (обозначим ее как X), можно определить по формуле (Болдаков Е.В., Федотов Г.А., Перевозников Б.Ф. и др. Технико-экономическое обоснование при проектировании автомобильных дорог и мостовых переходов: Справочное пособие. - М.: Транспорт, 1981):

 где                                                                                                                  (4.1)

h - расстояние от искомой точки оптимального местоположения до заданной точки т, отложенной на прямой X (выбор точки m не влияет на решение);

l_р - расстояние от точки m до пересечения прямой X и отрезка, соединяющего начальный и конечный пункты корреспонденции р;

Q_p - объемы перевозок грузов или пассажиров между пунктами корреспонденции р;

Q_s - суммарные объемы перевозок между корреспонденциями, пересекающими прямую X.

Формула (4.1) удобна для определения оптимального местоположения мостового перехода, где в качестве прямой X принимают русло реки. Для расчетов по формуле (4.1) необходимо, прежде всего, составить ведомость распределения транспортных связей по видам перевозок на отчетный и перспективные годы. На рис. 4.1. представлен пример определения оптимального месторасположения мостового перехода через р. Каму.

Рис. 4.1. Определение оптимального местоположения мостового перехода через р. Каму в республике Удмуртия

Из рис. 4.1 видно, что большинство транспортных связей сосредоточено в зоне, лежащей южнее г. Камбарка, на оси Ижевск-Сарапул-Камбарка-Бирск-Уфа. В перспективе при появлении транспортных коридоров, особенно в широтном направлении, центр тяжести поездок может сместиться севернее Камбарки. Следовательно, экономически обоснованная зона пересечения р. Камы, где целесообразно строительство мостового перехода на 2000 год, находится в районе с. Межная вверх от Камбарки, и на 2020 г. эта зона смещается в междуречье pp. Буй и Белая.

Определив по формуле (4.1) возможные зоны нового строительства, необходимо выбрать из альтернативных проектов наилучший. Выбирается вариант i нового строительства, по которому сокращение грузо- или пассажирооборота на единицу инвестиций достигает своего максимума:

 где                                                          (4.2)

 - оценка дополнительно введенной по i-му варианту фактической пропускной способности в час;

Q_m - объемы перевозок по направлению m (между парами пунктов) на расчетный год;

k_N - коэффициент перевода объемов перевозок в количество поездок автомобилей в часы-пик;

z_mi - затраты на перевозку 1 т (1 пассажира) для направления m по i-му варианту;

z_m0 - затраты на перевозку 1 т (1 пассажира) для направления m в существующих условиях;

М - множество направлений, для которых i-й вариант строительства сокращает транспортные затраты, z_mi < z_m0;

К_i - инвестиции на осуществление i-гo варианта строительства. Возможную интенсивность движения на новой дороге принимают максимальной из двух величин: допустимого уровня интенсивности движения в часы-пик, который не должен превышать фактическую пропускную способность дороги, и количества поездок, для которых новый проект дает экономию транспортных затрат.

Расчет перспективной интенсивности движения на рассматриваемой транспортной сети.

На ранних стадиях исследования можно и нужно широко применять принцип многовариантного проектирования. Отбор наилучшего комплексного проекта, состоящего из ряда частных проектных решений, проводят из множества альтернатив. При этом должны быть проанализированы те варианты развития сети, которые могут быть рекомендованы к осуществлению. На основании расчетов перспективной интенсивности движения должен быть решен вопрос о категории проектируемой дороги, определяющей основные технические параметры (количество полос движения, ширину обочин, ширину земляного полотна и т.д.) проекта. Можно производить оценку характеристик, трудно поддающихся количественной оценке (например, архитектура нового сооружения, сочетание с ландшафтом местности). Для этого можно использовать метод весов, где каждому из значимых факторов придается определенное весовое значение, например в пределах от 1 до 10, или от 0,1 до 1. Значение каждого фактора определяют методом экспертных оценок.

Определение народнохозяйственной (общественной, экономической) эффективности инвестиций.

В разделе рассматривают варианты, отобранные на основе уже проведенного анализа транспортных характеристик проектов (см. выше). Рассчитывают показатели общественной эффективности, производят учет рисков и неопределенности.

4.2. Перспективный парк автомобилей

Структурные сдвиги, произошедшие в экономике страны и, прежде всего, изменение форм собственности, повлияли на развитие автомобильного парка как в количественном, так и в качественном отношении. Разгосударствление, приватизация и появление рынка транспортных услуг, лицензируемых малых частных и акционерных перевозчиков с использованием договорных тарифов, привело к формированию новых требований к автомобильному парку. Эти требования сводятся, прежде всего, к тому, что выпускаемые и используемые транспортные средства должны отличаться от старого автомобильного парка более широкой номенклатурой транспортных средств при одновременном снижении их грузоподъемности и пассажировместимости.

Уровень транспортной работы, приходящийся на одного жителя страны, составил: в 2000 г. - 25,0 тыс. ткм, на 2010 г. прогнозируется на уровне 32-33 тыс. ткм. Это означает, что рынок грузовых транспортных услуг увеличится с 3,6 трлн. ткм в 2000 г. до 4,3-4,6 трлн. ткм в 2010 г.

Следует ожидать, что по мере становления «нормальных» механизмов регулирования экономики (как рыночных, так и государственных) доля автомобильного транспорта в междугородных и международных перевозках существенно увеличится. Это связано с тем, что в сравнении с железнодорожным транспортом при дальности 300-350 км сроки доставки на автомобильном транспорте по сравнению с конкурирующим железнодорожным транспортом в 10 раз меньше с учетом участия автомобильных перевозок при подвозе и вывозе грузов и пассажиров со станций. В 2000 г. среднее расстояние доставки тонны груза в международных сообщениях составляло 175 км, к 2010 г. эта дальность увеличится до 200-250 км. В пассажирских перевозках подвижность населения в 2000 г. составляла - 6,23 тыс. пасс.-км на каждого жителя в год. С учетом демографических изменений прогнозируется уровень подвижности в 2010 г. в интервале 8-9 тыс. пасс.-км. Это означает, что пассажирооборот транспортного комплекса увеличится с 0,9 в 2000 г. до 1,2-1,3 трлн. пасс.-км в 2010 г.

Парк грузовых автомобилей.

В перспективе следует ожидать увеличения объемов транспортной работы грузовых автомобилей, особенно, в междугородных и международных логистических цепях. Прогноз развития парка грузовых автомобилей связан с ожидаемой динамикой рынка транспортных услуг по мере восстановления экономики страны, а также с колебаниями технико-эксплуатационных параметров подвижного состава. В последнее время наблюдается резкое снижение технико-эксплуатационных показателей грузового парка. Так, например, в 2000 г. коэффициент использования грузового парка составлял всего 35,2 %, а эксплуатационная скорость 21 км/ч. Перспективный рынок транспортных услуг в 2010 г. прогнозируется в объеме 180-190 млрд. ткм (138,6 млрд. ткм в 2000 г.), что соответствует 3 % темпу прироста ежегодно.

Если полученный парк (табл. 4.1) умножить на коэффициент использования (выпуска) и число ездок в год, то можно прогнозировать транспортный грузовой поток. Для обеспечения пополнения такого парка отечественное производство грузовых автомобилей должно увеличиться с 184 тыс. ед. (2001 г.) до 270-280 тыс.ед. в 2010 г. (без учета импорта, который в 2000 г. составил 23 тыс.ед.).

Таблица 4.1.

Сценарии развития грузового автомобильного парка России на конец года, включая специальные

Основными разновидностями парка автомобилей будут следующие классы транспортных средств по грузоподъемности: до 2 т (ВАЗ-2233, ИжМЗ-2717, Москвич-2335, УАЗ-3303, ГАЗ-2310 и др.); 2,1-5,0 т (ГАЗ-3310, ЗИЛ-5301 и др.); 5,1-8,0 т (ЗИЛ-4331, КамАЗ-4311, Урал-4320 и др.); 8,1-15,0 т (ЗИЛ-133, КамАЗ-53212, УралАЗ-5423 и др.) и более 15 т (КамАЗ-6520, Ивеко-УралАЗ и др.) и карьерные БелАЗы грузоподъемностью до 200 т.

Проведенные статистические исследования партионности перевозок показали, что основной частью грузового парка будут транспортные средства грузоподъемностью до 3 т, которые составят до 80 % в 2010 г. Единственной сложной проблемой для отечественного грузового парка является его пополнение магистральными тягачами с полуприцепами для обеспечения международных экспортно-импортных перевозок грузоподъемностью до 25-29 т. Парк полуприцепов должен составить 260-290 тыс.ед., а прицепов не менее 1,7 млн. ед. Основными направлениями научно-технического прогресса в области грузового автомобилестроения является выпуск конкурентоспособных автомобилей малой и большой грузоподъемности с весьма широкой номенклатурой специализированных кузовов.

Автобусный парк.

Основным видом муниципального транспорта являются автобусы особо большие, большие и, частично, средние. Так как автобусы обслуживают в основном малообеспеченные слои населения, то определить парк автобусов, исходя из платежеспособного спроса пассажиров, весьма затруднительно. Автобусы используют во внегородском и туристическом обслуживании, а также в виде специальных и школьных транспортных средств.

На основании выполненных расчетов установлено, что к 2010 г. рынок автобусных пассажирских услуг (в основном общего пользования) достигнет 250-270 млрд. пасс.-км (при 204,4 млрд. пасс.-км в 2000 г.) с прогнозируемым 2,5 % ежегодным приростом. Установлен общий прогнозируемый парк (табл. 4.2).

Если полученный парк умножить на коэффициент использования (сейчас он равен 0,623) и число рейсов в год, то получим автобусный транспортный поток. Для реализации указанного прогноза парка с учетом коэффициента выбытия и обновления, равного 1,0 %, производство автобусов должно увеличится с 54 тыс.ед. в 2000 г. до 65-70 тыс.ед. в 2010 г. (без учета импорта, который в 2000 г. составил 3,96 тыс. ед.).

Основными разновидностями автобусов в прогнозируемом парке будут: особо малого класса (длиной до 6 м и вместимостью до 16 чел. - УАЗ, ГАЗ, ЗИЛ, иномарки); малого класса (длиной 6-8 м и вместимостью до 30 чел. - ПАЗ, КАвЗ); среднего класса (длиной 8-10 м и вместимостью до 90 чел. - ПАЗ, иномарки); большого класса (длиной 10-12 м и вместимостью до 120 чел. - ЛиАЗ, Тушино-Авто, ГолАЗ) и особо большого класса (длиной до 18 м и вместимостью до 180-200 чел. - ГолАЗ, Тушино-Авто).

В общем парке основной частью будут автобусы особо малого и малого класса, доля которых составит 65-70 %. Доля автобусов особо большого класса не будет превышать 2-2,3 %. Остальная часть парка будет состоять из автобусов среднего и большого класса. Научно-технический прогресс в области автобусостроения заключается в создании конкурентоспособных автобусов для деловых поездок, городских особо больших автобусов, школьных, а также туристических автобусов 3,4 и 5 классов (табл. 4.2).

Таблица 4.2.

Сценарии развития автобусного парка

Парк легковых автомобилей.

Развитие парка легковых автомобилей - личных, служебных, такси и специальных автомобилей происходит под воздействием различных факторов. Причем, для Российской Федерации характерно применение легкового автомобиля не индивидуального, а семейного потребления. В современных условиях весьма многообещающим выглядят попытки прогнозировать легковой парк, исходя из платежеспособного спроса населения, учитывая сегментацию статистического среднедушевого дохода. В индустриально развитых странах каждые три года потенциальный владелец имеет возможность накопить на покупку нового автомобиля или возврат кредита за этот срок. Однако, как показал выполненный анализ, нельзя обнаружить функциональную связь между среднедушевым доходом (за вычетом на продукты питания и предметы первой необходимости) и темпами роста парка легковых автомобилей, составляющим 1-1,2 млн.ед. в год. Очевидно, что в этом случае работают «быстрые» деньги.

На основании разработанной методической процедуры расчета производительности и прогнозируемого пассажирооборота в объеме 640-680 млрд. пасс.-км в 2010 г. выполнен расчет легкового парка. В табл. 4.3 приведен сценарий развития легкового автомобильного парка до 2020 г.

Таблица 4.3.

Сценарии развития легкового автомобильного парка России на конец года

Если полученный перспективный парк умножить на коэффициент использования, равный 0,6, и число ездок в год, то получим прогнозируемый транспортный поток (без учета числа полос движения).

Для реализации этого прогноза выпуск легковых автомобилей должен увеличится с 969 тыс. в 2001 г. до 1,8-2,0 млн.ед. в 2010 г. (без учета импорта, который в 2000 г. составлял 72 тыс.ед.). Основными разновидностями в парке легковых автомобилей будут следующие классы:

«А» с габаритной длиной до 3,5 м...................................«Ока»;

«В» с габаритной длиной 3,5-3,9 м...............................ВАЗ-1119;

«С» с габаритной длиной 3,9-4,3 м...............................ВАЗ-2105, 2110 и др.;

«D»c габаритной длиной 4,3-4,6 м...............................Москвич 2141, 2142, Донинвести др.;

«Е» с габаритной длиной 4,6-4,9 м...............................ГАЗ-3110, 3111 и др.;

«F+S» высший класс.......................................................ЗИЛ-4110 и др.;

«SUV» - автомобили повышенной проходимости ВАЗ-2123, УАЗ-3160 и др.;

«MPV» - автомобили повышенной вместимости типа «Минивэн» ВАЗ-2120 и др.

В легковом парке будут преобладать автомобили класса «А», «В» и «С» и «Д». Технический прогресс в области отечественного легкового автомобилестроения будет заключаться в выпуске конкурентоспособных транспортных средств по стоимости, топливно-экологическим параметрам, надежности, безопасности и внедрения параметров комфортабельности для автомобилей класса ОКА, ВАЗ и Москвич в стоимостном диапазоне не более 4-9 тыс. долларов.

Прогнозируется, что общий автомобильный парк увеличится с 24,74 млн.ед. в 2000 г. до 37,5-41,0 млн.ед. в 2010 г. Изменение структуры автомобильного парка приведено в табл. 4.4.

Таблица 4.4.

Динамика структуры автомобильного парка России, %

Общими направлениями научно-технического прогресса в автомобилестроительной промышленности является учет отечественных специфических особенностей дорожной сети, допускающих осевые нагрузки 6 тс и 10 тс (в странах ЕС - 11,5 тс) и полную массу автопоезда до 38 тс (в ЕС - 40-44 тс), а также выпуск транспортных средств и горюче-смазочных материалов, приспособленных к работе в Северных условиях (за пределами средней январской изотермы России - -20°С). Параметры «безвредности», регулируемые государством, должны рассматриваться как ограничения в развитии легковых парков.

Прогнозируемые показатели легкового парка были получены при использовании натурных критериев, поэтому их необходимо рассматривать с позиций потенциального спроса. После формирования «нормальной» регулируемой рыночной экономики формирование парков будет происходить автоматически, подчиняясь законам платежеспособного спроса. В этом случае будет формироваться платежеспособный спрос на все разновидности автомобилей.

В табл. 4.4. представлена динамика изменения структуры автомобильного парка на период с 2000 по 2020 гг.

4.3. Прогнозирование перспективной интенсивности движения

Важнейшим критерием при обосновании инвестиций в строительство новых или реконструкцию существующих автомобильных дорог является перспективная интенсивность движения. Ввод новых или повышение технического уровня существующих дорог сопровождается значительными изменениями сложившихся потоков автотранспорта по направлениям. Во многих случаях, когда происходит уменьшение времени сообщения между корреспондирующими пунктами, это оказывает влияние на структуру и размещение экономики, темпы экономического развития обслуживаемых дорогами территорий.

В настоящее время разработано много методов прогнозирования интенсивности движения на автомобильных дорогах. Имеются методы, предназначенные для прогнозирования интенсивности движения как на отдельных, конкретных дорогах, так и на сети автомобильных дорог. При этом методы прогноза основывают на учете различных факторов, которые, по мнению их авторов, оказывают существенное влияние на интенсивность движения автотранспорта.

В зависимости от подхода к прогнозированию интенсивности движения используемые методы можно разделить на три группы: методы экстраполяции; балансовые методы; модельные методы.

Методы экстраполяции являются наиболее простыми. Они основаны на условии сохранения во времени существующих тенденций изменения интенсивности движения. Наибольшее распространение среди них получил метод прямой экстраполяции, при использовании которого прогнозирование интенсивности движения осуществляют на основе установления существующей интенсивности, которая увеличивается в соответствии с выявленной за несколько предшествующих лет тенденцией ее изменения. В общем виде идея метода может быть представлена формулой:

N(t) = N(0)(1 + m)t, где                                                                                                        (4.3)

N(t) - ожидаемая интенсивность движения на t-й перспективный год, авт./сут;

N(0) - исходная интенсивность движения, авт./сут;

m - коэффициент среднегодового прироста интенсивности движения;

t - перспективный период, лет.

Метод экстраполяции целесообразно использовать в условиях сложившейся сети автомобильных дорог, когда в перспективе не предполагается выполнение работ по строительству новых и повышению технического уровня существующих дорог.

Балансовый метод определения перспективной интенсивности движения в Российской Федерации имеет примерно такое же распространение, как и метод экстраполяции. Согласно этому методу перспективную среднегодовую суточную интенсивность движения определяют как сумму интенсивностей движения различных типов автомобилей, которые определяют по формуле:

 где                                                                                                           (4.4)

N - среднегодовая суточная интенсивность движения, авт./сут;

Q_l - грузо- или пассажиронапряженность участка дороги X по данным экономических изысканий на расчетный год в пересчете на 1 км, ткм, пасс.-км;

К_н - коэффициент учета автомобилей, осуществляющих мелкопартионные, необъемные, повторные и дальние транзитные перевозки;

K_s - коэффициент учета в составе движения специальных транспортных средств;

D - число дней работы дороги в течение года;

q - средняя грузоподъемность или пассажировместимость автомобилей (автобусов), т или пасс;

y - коэффициент использования грузоподъемности или пассажировместимости;

b - коэффициент использования пробега.

Одним из недостатков балансового метода является многоступенчатая система сбора информации обо всех автомобильных перевозках в районе изысканий за отчетный год и на перспективу. Эти данные получают у предприятии и организации, включенных в список грузоотправителей и грузополучателей.

Однако балансовый метод не только трудоемок, но и в ряде случаев не дает достоверных результатов. Причина неточности заключается в ориентировочном характере информации о грузовых перевозках, особенно на перспективу, которой располагают отправители и получатели грузов. Это обусловлено тем, что показатели об объемах и направлении грузовых перевозок не относятся к материалам статистической отчетности и их систематический учет не производится. Планы производства, определяющие перспективные объемы и направления перевозок, у поставщиков и получателей грузов, как правило, отсутствуют. К тому же мелкие грузоотправители и грузополучатели вообще практически не поддаются учету.

Модельные методы основаны на учете зависимости интенсивности движения от некоторых показателей. Они построены на рассмотрении связей между всеми парами населенных пунктов исследуемой территории и требуют выполнения большого количества вычислений, связанных как с рассмотрением всех пар населенных пунктов, так и с определением кратчайшего расстояния между ними. Поэтому разработка этих методов получила распространение только в последнее время в связи с появлением современной компьютерной техники.

Далее излагается один из модельных методов прогнозирования интенсивности движения, разработанный сотрудниками ОАО «Гипродорнии». Этот метод использовался на объектах различного уровня, начиная от обоснования мостовых переходов и обходов городов, до программ совершенствования и развития сети дорог отдельных территорий и России в целом и показал большое соответствие результатов расчета при существующем состоянии сети дорог с фактической интенсивностью движения.

Этот метод позволяет рассчитывать как существующие, так и ожидаемые на соответствующий перспективный период среднегодовую суточную интенсивность и среднюю скорость движения автотранспортных средств на участках сети автомобильных дорог общего пользования, а также объемов грузовых и пассажирских перевозок. При прогнозировании интенсивности движения на перспективной сети автомобильных дорог, включающей планируемые к строительству дороги, этот метод дает возможность оценить ожидаемую интенсивность движения на автомобильных дорогах задолго до их строительства без проведения детальных экономических изысканий в части сбора данных об объемах грузовых и пассажирских перевозок.

В соответствии с этим методом расчета существующей и прогнозирование перспективной интенсивности движения на автомобильных дорогах заключается в определении вероятного количества автотранспортных средств, совершающих поездки между парами корреспондирующих населенных пунктов рассматриваемой территории, корреспонденции между которыми являются значимыми. При этом прогнозирование интенсивности движения сводится к формированию работы имеющегося или перспективного парка автотранспортных средств на соответствующей сети автомобильных дорог рассматриваемой территории.

Реализация программ развития сети автомобильных дорог, особенно в части сокращения перепробега, оказывает существенное влияние на эффективность работы автотранспорта и сопровождается изменениями его интенсивности и маршрутов движения. Эти изменения связаны с генерацией автотранспортных потоков и их перераспределением между дорогами. Чем более существенны изменения в сети дорог, тем значительнее изменения в объемах и маршрутах автотранспортных потоков. Изменения последних могут быть выявлены только в результате учета изменений в условиях движения автотранспорта, совершающего поездки между корреспондирующими пунктами, в том числе и возможности использования более коротких и комфортабельных маршрутов.

При расчете интенсивности движения между парой корреспондирующих населенных пунктов кратчайшее расстояние между ними устанавливают, исходя из времени и комфортабельности сообщения. В связи с этим при расчетах используют приведенную длину участков автомобильных дорог. Коэффициент приведения длины участков дорог устанавливают по соотношению скорости движения на рассматриваемом участке к скорости движения при эталонных условиях движения. В качестве эталонных условий при определении коэффициента приведения длин участков автомобильных дорог принято считать движение по дороге I категории.

Интенсивность движения между корреспондирующими населенными пунктами определяют в зависимости от численности населения в этих пунктах. При прогнозировании интенсивности движения используют сумму численности населения в корреспондирующих пунктах. Однако при равной суммарной численности населения в корреспондирующих пунктах, но разном ее соотношении (300 тыс. чел. + 300 тыс. чел. и 590 тыс. чел. + 10 тыс. чел.), интенсивность движения будет разной. Поэтому интенсивность движения рассчитывают по приведенной суммарной численности населения в двух корреспондирующих населенных пунктах, определяемой по численности населения в меньшем из пунктов и по соотношению численности населения в них.

Интенсивность движения при прочих равных условиях зависит от административной значимости и подчиненности корреспондирующих населенных пунктов, т.е. от уровня их связанности. С целью учета этих факторов населенные пункты рекомендуется подразделять наследующие группы:

1 группа - территориальные центры и города федерального подчинения;

2 группа - районные центры и города территориального подчинения;

3 группа - прочие города, поселки городского типа и центральные усадьбы;

4 группа - прочие сельские населенные пункты.

Рассматриваемую территорию устанавливают с учетом возможности определения интенсивности движения транзитных относительно исследуемой территории автотранспортных средств в зависимости от численности населения в территориальных центрах, разрабатываемых программ развития и совершенствования сети автомобильных дорог или объектов дорожного строительства.

При обосновании инвестиций на развитие отдельной дороги рассматриваемая территория должна включать обслуживаемую дорогой территорию Российской Федерации, а для объектов, обеспечивающих внешние автотранспортные связи, - и территории соседних государств. Ширину обслуживаемой территории следует принимать до 100 км в каждую сторону от рассматриваемой дороги, а при отсутствии параллельных дорог в этой зоне - до параллельных дорог, но не более 500 км. Подлежащие при этом учету населенные пункты определяют по их удаленности от дороги и значимости последней. На территории, прилегающей к дороге, следует учитывать все населенные пункты, а по мере удаления от дороги - только населенные пункты более высокого ранга.

Интенсивность движения на конкретном участке автомобильной дороги формируется в результате суммирования интенсивности движения, рассчитанной между всеми парами населенных пунктов. связь между которыми осуществляется с использованием данного участка.

Формирование работы автотранспорта осуществляют с разделением по типам на легковые автомобили, автобусы и грузовые автотранспортные средства.

Интенсивность движения между парой рассматриваемых корреспондирующих пунктов определяют по формуле:

где                                              (4.5)

N_ij - ожидаемая среднегодовая суточная интенсивность движения между i-м и j-м населенными пунктами, авт./сут;

Р_p - суммарная приведенная численность населения в i-м и j-м населенных пунктах, чел.;

К_с - коэффициент связанности i-го и j-го населенных пунктов, определяемый в зависимости от их административной значимости и подчиненности;

Q_л, Q_a, Q_г - уровень насыщения территории легковыми автомобилями, автобусами и грузовыми автомобилями соответственно, авт./1000 чел.;

V_л, V_a, V_г - средняя скорость движения легковых автомобилей, автобусов и грузовых автомобилей в эталонных условиях, принимаемая равной 93 км/ч, 60 км/ч и 83 км/ч, соответственно;

t_л, t_a, t_г - средняя продолжительность работы в течение суток легковых автомобилей, автобусов и грузовых автомобилей соответственно, ч/сут;

К_л, К_a, К_г - коэффициент, характеризующий пользование легковыми автомобилями, автобусами и грузовыми автомобилями, соответственно;

L_np - приведенное расстояние между i-м и j-м населенными пунктами, км;

a - показатель степени, используемый при расчете интенсивности движения грузовых автотранспортных средств.

Интенсивность и скорость движения на участках сети автомобильных дорог устанавливают в результате выполнения нескольких итерационных расчетов ожидаемой интенсивности между всеми парами корреспондирующих населенных пунктов. После выполнения расчетов на соответствующем шаге итерации для каждого участка сети автомобильных дорог определяют скорость, которую должен иметь поток рассчитанной интенсивности при данных дорожных условиях, и сопоставляют ее со скоростью, принятой при данном шаге итерационного расчета. В случае, если эти скорости движения отличаются более, чем на 1 км/ч, для данного участка заново определяют скорость движения и его приведенную длину. После рассмотрения всех участков сети автомобильных дорог расчет повторяют.

Итерационные расчеты повторяют до тех пор, пока хотя бы на одном участке сети автомобильных дорог скорость, принятая при расчете интенсивности движения на данном шаге итерации, будет отличаться более, чем на 1 км/ч от скорости, рассчитанной при интенсивности движения, полученной на данном шаге итерации, т.е. до достижения соответствия между скоростью и интенсивностью движения на всех участках сети автомобильных дорог.

Для выполнения непосредственных расчетов интенсивности движения необходимо предварительно подготовить исходные данные.

Суммарную приведенную численность населения для i-го и j-го корреспондирующих населенных пунктов определяют в зависимости от соотношения численности населения в них. При отношении численности населения в большем населенном пункте (Р_max) к численности населения в меньшем населенном пункте (Р_min) меньше 7,38, - по формуле:

                                                                                                        (4.6)

Во всех остальных случаях - по формуле:

Р_p = 4·Р_min.                                                                                                                            (4.7)

Коэффициент связанности между i-м и j-м корреспондирующими населенными пунктами определяют в зависимости от их административной значимости и подчиненности по табл. 4.5.

Таблица 4.5.

Коэффициенты связанности корреспондирующих населенных пунктов

Показатели уровня насыщения соответствующими типами автотранспортных средств, при расчете существующей интенсивности движения, устанавливают на основе данных статистической отчетности или материалов ГИБДД МВД России для каждого субъекта федерации, а при прогнозировании интенсивности движения эти данные необходимо увеличивать с учетом прогнозируемого периода.

При отсутствии данных среднюю продолжительность работы в течение суток легковых автомобилей можно принимать равной 1 час в сутки.

Коэффициент, характеризующий пользование легковыми автомобилями в будние дни, определяют по формуле:

К_л = 1 - (D_н + D_p), где                                                                                                          (4.8)

D_н - доля автомобилей, учтенных в материалах статистической отчетности, но не используемых из-за технических неисправностей (при отсутствии данных можно принимать равной 0,15);

D_p - половина доли автомобилей, используемых с рекреационными целями для выезда на дачные участки в период с апреля по октябрь месяцы, а также с другими целями только в воскресные и праздничные дни (при отсутствии данных можно принимать равной 0,1).

Среднюю продолжительность работы в течение суток автобусов определяют по формуле:

t_а = Т_на - 2, где                                                                                                                     (4.9)

Т_на - средняя продолжительность работы автобусов в наряде, ч;

2 - средняя продолжительность простоя автобусов во время обеда и отдыха водителей, ч.

Коэффициент, характеризующий использование автобусов, определяют по формуле:

К_а = Г_а·К_и, где                                                                                                                                               (4.10)

Г_а - коэффициент готовности автобусов (доля технически исправных из учтенных в материалах статистической отчетности или ГИБДД);

К_и, - коэффициент выхода автобусов на линию.

Среднюю продолжительность работы в течение суток грузовых автотранспортных средств определяют по формуле:

t_г = Т_нг - 1,5, где                                                                                                                                               (4.11)

Т_нг - средняя продолжительность работы грузовых автотранспортных средств в наряде, ч;

1,5 - средняя продолжительность простоя грузовых автотранспортных средств во время обеда и отдыха водителей, ч.

Коэффициент, характеризующий использование грузовых автотранспортных средств, определяют по формуле:

К_г = Г_г·К_вг, где                                                                                                                                               (4.12)

Г_г - коэффициент готовности грузовых автотранспортных средств (доля технически исправных из учтенных в материалах статистической отчетности или ГИБДД);

К_вг - коэффициент выхода грузовых автотранспортных средств на линию.

Среднюю продолжительность работы в наряде, коэффициенты готовности и выхода на линию автобусов и грузовых автотранспортных средств принимают согласно территориальным статистическим данным.

Приведенное расстояние между корреспондирующими населенными пунктами определяют как сумму приведенных длин участков автомобильных дорог, соединяющих их по кратчайшему маршруту по формуле:

где                                                                                                                                              (4.13)

L_z - приведенная длина z-гo участка, км.

При расстоянии между населенными пунктами менее 10 км принимают расстояние, равное 10 км.

В качестве расчетного участка принимают отрезок автомобильной дороги между точками, являющимися населенными пунктами, пересечениями и примыканиями, или в которых изменяются технические параметры дороги, оказывающие влияние на скорость движения автотранспортных средств.

Приведенную длину участка автомобильной дороги определяют по соотношению средней скорости движения грузовых автотранспортных средств на эталонном и конкретном участке с учетом ее снижения местными условиями:

 где                                                                                                      (4.14)

L_ф - физическая длина z-гo участка дороги, км;

V_z - средняя скорость движения грузовых автотранспортных средств на z-м участке дороги, км/ч;

d_V - коэффициент снижения скорости движения в населенных пунктах;

d_R - коэффициент снижения скорости движения объектами регулирования движения.

На начальном этапе итерационного процесса в качестве средней скорости движения принимают среднюю скорость одиночных грузовых автомобилей средней грузоподъемности, реализуемую при соответствующих технических параметрах участка автомобильной дороги. Эту скорость следует определять в соответствии с действующими методиками оценки транспортно-эксплуатационных качеств автомобильных дорог. При соответствии технических параметров участков дорог (ровность, коэффициент сцепления и т.п.) определенным категориям эту скорость можно принимать по табл. 4.6.

Таблица 4.6.

Средняя скорость грузового автомобиля

Для участков автомобильных дорог с паромными переправами и прочими объектами, прерывающими движение на длительные отрезки времени (например, пограничные переходы), скорость движения устанавливают с учетом всех видов задержек.

На участках автомобильных дорог, прилегающих к населенным пунктам, скорость движения устанавливают с учетом влияния населенного пункта (внутреннего автомобильного транспорта населенного пункта). При этом определяют коэффициент снижения скорости движения в населенном пункте и длину зоны влияния населенного пункта.

Коэффициент снижения скорости движения в населенных пунктах за счет внутреннего транспорта определяют в зависимости от численности населения в нем Р, чел. При численности населения 3 тыс. чел. и более - по формуле:

d_V = 0,8 - 0,0434 [lnР - 11,51].                                                                                                                                               (4.15)

При численности населения менее 3 тыс. чел. - принимают равным 0,95.

Длину зоны влияния населенного пункта, L_в, км, определяют в зависимости от численности населения в нем по формулам (4.16, 4.17):

при численности населения 100 тыс. чел. и более

L_в = lnР;                                                                                                                                               (4.16)

при численности населения менее 100 тыс. чел.

L_в = lnР / (12,51 - lnР).                                                                                                                                               (4.17)

Значения коэффициентов снижения скорости движения на участках, прилегающих к центрам населенных пунктов и длин зон влияния населенных пунктов при соответствующей их численности приведены в табл. 4.7.

Таблица 4.7.

Коэффициенты снижения скорости

Длины участков автомобильных дорог, примыкающих к центрам населенных пунктов, как правило, не равны длинам зон влияния населенных пунктов. В связи с этим необходимо производить корректировку коэффициента снижения скорости движения на этих участках дорог, используя формулы (4.18,4.19):

при зонах влияния больше длин участков дорог

d_V = d_VL_ф/L_в ,                                                                                                                                               (4.18)

при зонах влияния меньше длин участков дорог

d_V = (L_вd_V + L_ф - L_в)/L_ф.                                                                                                                                               (4.19)

Для участков автомобильных дорог, соединяющих два корреспондирующих пункта, коэффициент снижения скорости движения определяют перемножением коэффициентов снижения скорости, полученных для каждого из пунктов.

Для участков автомобильных дорог, проходящих по территории населенных пунктов, также необходимо учитывать влияние на скорость движения расстояния до застройки, технического состояния улиц и дорог населенного пункта и развитости улично-дорожной сети населенного пункта. По этим причинам скорость движения в пределах многих населенных пунктов составляет всего 20-30 км/ч.

Для участков автомобильных дорог, на которых скорость движения ограничена регулируемыми пересечениями или населенными пунктами, в которых на рассматриваемой дороге имеется светофорное регулирование, коэффициент снижения скорости движения объектами регулирования движения (d_R) может быть принят равным 0,8. Если участок дороги имеет объекты светофорного регулирования с двух сторон, d_R принимают равным 0,65. В остальных случаях коэффициент принимают равным 1,0.

На рис. 4.2 представлен график, позволяющий определять значение коэффициента приведения физической длины участка автомобильной дороги в зависимости от скорости движения автотранспортных средств на нем. Показатель степени при приведенном расстоянии между населенными пунктами при расчете интенсивности движения грузовых автотранспортных средств а принимают в зависимости от этого расстояния:

при расстоянии 63 км и более - принимают равным 2;

при расстоянии меньше 63 км - определяют по формуле:

a = l,74+17/(2 + L_пр).                                                                                                                                               (4.20)

При прогнозировании интенсивности движения грузовые автотранспортные средства целесообразно разделять на группы (1-6) по средней грузоподъемности: 1-1,0 т; 2-2,5 т; 3-4,0 т; 4-7,0 т; 5-10,0 т; 6-15 т (автопоезда).

Рис. 4.2. Зависимость коэффициента приведения длины участка дороги от скорости движения автотранспортных средств

При расстоянии между корреспондирующими населенными пунктами 500 км и менее определение доли соответствующих групп грузовых автотранспортных средств можно производить по следующим эмпирическим формулам:

1 группа С₁ = 0,4 - 0,0006L_пр;                                                                                            

2 группа С₂ = 0,23-0,0004L_пр;                                                                                            

3 группа С₃ = 0,09 - 0,0001L_пр;                                                                                          

4 группа С₄ = 0,11 - 0,0001L_пр; где                                                                           (4.21)

5 группа C₅ = 0,13 +0,0001L_пр;                                                                                          

6 группа С₆ = 0,04 + 0,0011L_пр;                                                                                         

С_к - доля грузовых автотранспортных средств к-ой группы, выполняющих перевозки между i-м и j-м населенными пунктами. Сумма значений С₁-С₆ для всех случаев должна быть равна 1.

При расстоянии между населенными пунктами более 500 км доли соответствующих групп в формировании интенсивности движения принимают, как при расстоянии, равном 500 км.

Для территорий, где структура парка грузовых автотранспортных средств значительно отличается от средних по стране показателей, распределение их использования, при необходимости, следует уточнять исходя из существующей и перспективной структуры. При этом долю соответствующих групп грузовых автотранспортных средств устанавливают по фактической структуре потока, уменьшая или увеличивая долю соответствующих групп. Основным условием при распределении интенсивности движения грузовых автотранспортных средств на группы является равенство единице суммы долей всех групп во всем диапазоне расстояний между корреспондирующими пунктами.

При прогнозировании интенсивности движения расчеты следует выполнять в следующей последовательности.

Первоначально устанавливают границу рассматриваемой зоны, т.е. определяют территорию, в пределах которой подлежат учету соответствующие населенные пункты. Границу устанавливают по радиусу зоны (R_y, км), в пределах которой подлежат учету корреспонденции территориального центра с другими населенными пунктами при разработке территориальных программ, или территориальных центров исследуемой территории при разработке региональных и национальных программ. При этом радиус этих зон может быть определен по формуле:

R_y = 7·(lnP_max)².                                                                                                                                               (4.22)

Выполнение расчетов целесообразно начинать с более крупных населенных пунктов. В первую очередь выполняют расчет интенсивности по связям принятого населенного пункта со всеми населенными пунктами, находящимися на расстоянии менее R_y, и корреспонденции с которыми являются значимыми. После рассмотрения корреспонденции рассматриваемого населенного пункта со всеми другими населенными пунктами переходят к рассмотрению следующего населенного пункта.

Интенсивность движения, рассчитанную между каждой парой корреспондирующих населенных пунктов, суммируют по типам и группам автотранспортных средств на все участки автомобильных дорог, образующие кратчайшую связь между ними.

Формирование обшей интенсивности движения заканчивают при рассмотрении всех значащих корреспонденции.

После выполнения расчета ожидаемой интенсивности движения автотранспорта на первом итерационном шаге на участках автомобильных дорог оценивают возможность движения этого потока со свободной скоростью. На участках, где движение потока автотранспортных средств ожидаемой интенсивности будет сопровождаться снижением скорости движения, необходимо определить скорость движения, которую поток должен иметь при данной интенсивности в данных дорожно-транспортных условиях и, исходя из этой скорости, скорректировать приведенную длину участка.

Оценку соответствия между интенсивностью и скоростью движения следует производить по приведенной к легковому движению часовой интенсивности, приходящейся на полосу движения. Для перехода от среднегодовой суточной к максимальной часовой интенсивности движения, при отсутствии данных о распределении интенсивности движения в течение суток, можно использовать коэффициент, равный 0,076.

Проверку на возможность движения потока ожидаемой интенсивности с принятой скоростью необходимо производить для всех участков автомобильных дорог, на которых ожидаемая интенсивность движения на полосу движения превышает 300 приведенных автомобилей в час.

Скорость движения потока ожидаемой интенсивности целесообразно определять с использованием основной диаграммы транспортного потока «интенсивность - скорость» для конкретных дорожно-транспортных условий движения.

Скорость движения на участках со светофорным регулированием определяют, исходя из отношения ожидаемой интенсивности движения к пропускной способности полосы движения в сечении линии «стоп». При этом пропускную способность полосы движения в сечении линии «стоп» определяют, исходя из скорости транспортного потока 15 км/ч с учетом продолжительности разрешающего сигнала светофора. Для практических расчетов с достаточной степенью точности можно принять, что продолжительность разрешающего сигнала светофора в течение часа составляет 30 мин, т. е. пропускная способность в сечении линии «стоп», определенная исходя из безостановочного движения, должна быть уменьшена в 2 раза.

Для железнодорожных переездов пропускную способность определяют, исходя из скорости потока 10 км/ч и с учетом продолжительности времени закрытия шлагбаума по формуле:

Х = 2Х₁₀t_жG/60, где                                                                                                                                               (4.23)

Х - пропускная способность железнодорожного переезда с учетом закрытия шлагбаума, авт./ч;

Х₁₀ - пропускная способность полосы движения на железнодорожном переезде без перерыва движения, авт./ч;

t_ж - средняя продолжительность закрытия железнодорожного переезда при прохождении 1 поезда, мин (можно принять равной 2,5 мин);

G - число пар поездов, проходящих через переезд в час «пик».

В процессе прогнозирования интенсивности движения и по ее результатам можно определить показатели грузовых и пассажирских перевозок: объем грузовых и пассажирских перевозок; транспортную работу при выполнении грузовых и пассажирских перевозок. Блок схема расчетов показана на рис. 4.3.

Рис. 4.3. Блок-схема расчета интенсивности движения

Основная работа автомобильного транспорта осуществляется по связям между территориальными и районными центрами, промышленно развитыми городами. Именно города являются основными генераторами автотранспортных потоков. В городах создают продукцию, в том числе товары сельскохозяйственного производства, которые затем перевозят в соседние города и распределяют по местным населенным пунктам. При этом необходимо учитывать, что чем меньше населенный пункт, в том числе и город, тем меньше его способность к самообеспечению, тем больше он нуждается в продукции, выпускаемой в других более крупных городах.

Обеспечение надежных автотранспортных связей способствует интеграции промышленности не только в пределах одной территории, но и с сопредельными территориями, что наиболее существенно в условиях рынка. Отсутствие надежных транспортных связей с одной стороны снижает возможность в сбыте продукции, что является сдерживающим фактором развития предприятий, с другой приводит к монополии производителей из-за невозможности завоза подобной продукции от других производителей и, как следствие, завышению реальной стоимости выпускаемой продукции.

При формировании федеральной сети автомобильных дорог целесообразно рассматривать следующие варианты их развития:

сохранение существующего направления дорог с приведением их в соответствие с предъявляемыми требованиями, т.е. с их реконструкцией;

строительство специализированных автомагистралей вдоль существующих дорог без дальнейшего их использования;

частичное использование существующих дорог с их реконструкцией.

4.4. Методы оценки общественной эффективности инвестиционных проектов дорожного строительства

Изданные в 1985 году указания по оценке эффективности отраслевых проектов ВСН 21-83 (Указания по определению экономической эффективности капитальных вложений в строительство и реконструкцию автомобильных дорог: ВСН 21-83/ Минавтодор РСФСР. - М., 1985) требуют существенной корректировки. Предлагаемые далее рекомендации по оценке инвестиционных проектов дорожного строительства опираются на официально изданные в 2000 г. методические рекомендации (Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов. 2-я ред./ Минэкономики России, Минфин России, Госстрой России. - М.: ОАО «НПО Издательство «Экономика», 2000), другие отечественные, а также зарубежные исследования в данной области.

Основные положения оценки общественной эффективности инвестиционных проектов.

Инвестиционным процессом называют процесс создания нового, либо обновления уже существующего народнохозяйственного объекта. Процесс вложения средств именуют инвестированием, а сами средства - инвестициями или капиталовложениями. Так как инвестиции всегда ограничены, а потребность общества в инвестиционных проектах превышает инвестиционные возможности, то возникает задача выбора инвестиционного проекта. На практике часто рассматривают небольшой набор альтернативных проектов, один из которых может быть выбран, если будет обоснована целесообразность и возможность его реализации.

Обоснование проекта - это процесс, цель которого определить целесообразность и возможность реализации проекта. Для решения задачи выбора инвестиционного проекта в мировой практике используют систему методов, объединенных общим названием проектный анализ. Он является инструментом принятия разумных решений по рациональному распределению ресурсов для развития экономики страны.

Целесообразность реализации инвестиционного проекта может оцениваться с точки зрения интересов:

участника проекта, оказывающего финансовую или (и) организационную поддержку;

бюджетов различных уровней;

отдельных групп потребителей, включая домашние хозяйства, предприятия и организации;

социально-экономического развития региона, в котором осуществляют проект;

социально-экономического развития страны в целом.

Относительная важность этих аспектов зависит от специфики проекта. Можно выделить следующие виды инвестиционных проектов:

проекты, не оказывающие заметного влияния на экономическое развитие страны или региона, реализация которых тем самым может быть полностью определена частными интересами участников проекта;

проекты, значимые для народного хозяйства, осуществление которых не может быть реализовано без учета регионов или даже интересов общества в целом. Общественно значимые проекты можно разделить на достаточно привлекательные с точки зрения частных инвестиций и те, которые не преследуют коммерческой выгоды и реализация которых может быть осуществлена преимущественно за счет бюджетных инвестиций или инвестиций из внебюджетных фондов, пополняемых за счет налоговых поступлений.

Инвестиционные проекты дорожного строительства или реконструкции относят к некоммерческой сфере, где основная доля инвестиций приходится на долю государства, в том числе в странах с развитой рыночной экономикой. В российских условиях возможности для привлечения частных инвестиций в дорожное строительство существенно меньше, учитывая значительные риски долгосрочных частных инвестиций и соответственно большие проценты за кредит. Поэтому главным критерием выбора инвестиционного проекта дорожного строительства была и остается народнохозяйственная (общественная) эффективность, а коммерческая и бюджетная виды эффективности имеют второстепенное значение.

Основные идеи экономического анализа инвестиционных проектов, разработанные советскими учеными Л.В. Канторовичем и В.В. Новожиловым и общепринятые в мировой практике, состоят в том, что:

цены продаж и приобретения ресурсов, товаров, услуг, формируются ли они в рыночной среде, регулирует ли их государство, могут не совпадать с общественной ценностью ресурсов, товаров, услуг. Поэтому в расчетах необходимо использовать специальные общественные (называемые также экономическими, теневыми, объективно-обусловленными) цены или оценки;

общественные цены должны включать в себя как прямые, так и косвенные издержки. Если проект предусматривает потребление ограниченного ресурса, в его экономической стоимости должны быть отражены не только затраты на его производство, но и потерянные выгоды, которые могло бы получить общество от альтернативного использования данного ресурса.

Сумму затрат на производство ресурса и чистых потерянных выгод называют альтернативной стоимостью. Другим важным понятием экономического анализа являются внешние эффекты или экстерналии, к которым относят воздействия на "третью сторону", не участвующую непосредственно в производстве или потреблении продукции (услуг, товаров).

Выбор наилучшего из проектов производят процедурой сравнения с эталонными условиями, которые получили название в практике обоснования инвестиционных проектов "условия без проекта". При этом исходят из рационального управления ресурсами и возможностями экономики. Полагают, что в условиях без проекта общество рационально затрачивает, а не "экономит" ресурсы. Так, с точки зрения теории экономического анализа инвестиционных проектов постановка вопроса о чрезмерных государственных инвестициях правомерна только при условии, что найден альтернативный, реальный в конкретных социально-экономических условиях способ достижения долгосрочных целей.

Анализ общественной эффективности инвестиционных проектов призван оценивать реальные изменения в экономике. Поэтому понятие инфляции неприменимо к общественным ценам. Это не означает, что все расчеты должны вестись в постоянных ценах. Общественная цена может меняться в результате изменения спроса, повышения производительности труда, внедрения новых технологий, улучшения качества продукции. Например, в расчетах необходимо учитывать рост или падение стоимости трудовых ресурсов, вызванные прогнозируемым ростом или падением валового внутреннего продукта.

Основные критерии оценки проекта - это:

чистая приведенная стоимость (Net Present Value - NPV);

внутренняя норма доходности (Internal Rate of Return - IRR);

отношение выгод и затрат (Benefit to Cost Ratio - BCR);

срок окупаемости затрат (Pay Back Period).

Чистую приведенную стоимость проекта определяют по формуле (4.24):

 где                                                                                                                                               (4.24)

В_t - чистый эффект в году t представляет собой разность между выгодами и затратами проекта;

R_D - коэффициент дисконтирования, который учитывает фактор времени и связанное с ним удешевление будущих выгод в сравнении с настоящими.

NPV представляет собой сумму дисконтированных чистых выгод в стоимостном выражении (млн. руб., млн.дол. и т.д.). Положительное значение NPV свидетельствует о целесообразности инвестирования проекта. В качестве года t = 0 рекомендуется брать год проведения расчетов.

При сравнении альтернативных проектов следует отдавать предпочтение тому проекту, который имеет большую величину NPV.

При использовании NPV необходимо заранее определить коэффициент дисконтирования, что представляет собой достаточно сложную проблему.

Достаточно широкое распространение получил метод расчета внутренней нормы доходности IRR. Неотрицательное значение коэффициента дисконтирования, при котором NPV обращается в ноль, называется внутренней нормой доходности проекта. Если значение IRR превышает коэффициент дисконтирования, то данный проект может быть рекомендован к осуществлению.

Если отразить графически зависимость текущей стоимости проекта (NPV) от коэффициента дисконтирования (R_D), то кривая пересечет ось абсцисс в некоторой точке (рис. 4.4). Это точка и есть IRR.

Рис. 4.4. Пример зависимости чистой приведенной стоимости от коэффициента дисконтирования

Отношение выгод и затрат устанавливают по формуле (4.25):

 где                                                                                                                                               (4.25)

INF_t - чистые положительные выгоды в году t;

OUTF_t - чистые затраты в году t.

Если в году t чистый эффект В_t отрицателен, абсолютное значение В_t прибавляют к знаменателю, в противном случае - к числителю. Значение BCR показывает, сколько раз окупаются чистые затраты проекта. BCR имеет много модификаций, имеющих некоторые общие свойства:

в знаменателе суммируют затраты проекта (все затраты или какого-либо вида);

разность между числителем и знаменателем равна NPV;

знаменатель не должен быть равен 0.

Из второго свойства следует очевидное: если BCR = 1, то NPV = 0; если BCR > 1, то NPV > 0; если BCR < 1, то NPV < 0.

Срок окупаемости РВР определяют по формуле (4.26):

                                                                                                                                              (4.26)

Этот показатель имеет вспомогательное значение при оценке проектов. Утверждение: «проект А выгодней для народного хозяйства, чем проект В, так как окупается за более короткий срок» в общем случае неверно. Проекты дорожного строительства преследуют долгосрочные социально-экономические цели и, как правило, характеризуются длительным сроком окупаемости во всех странах. Поэтому длительный срок народнохозяйственной окупаемости некоммерческих проектов не должен «настораживать» экономиста, эксперта или лицо, принимающее решение о реализации проекта.

Как видно из формул показателей эффективности, своего рода «нормативом» является коэффициент дисконтирования R_D.

Фактор дисконтирования удешевляет будущие выгоды по сравнению с настоящими. Для рассматриваемых в экономическом анализе проектов норма дисконта должна быть одинаковой, так как анализируемые альтернативные проекты должны быть сопоставимы между собой. Основные условия сопоставимости проектов - это общие цели, общий период сравнения, общие единицы измерения.

В странах ЕС и США норму дисконта инвестиционных проектов дорожного строительства обычно принимают равной 5-6 %. В плановой экономике в качестве норматива эффективности инвестиционных проектов дорожного строительства применяли показатели, которые отличаются от общепринятых. Основными нормативами были коэффициент приведенного среднегодового эффекта (Е) и обратный к Е показатель (Т), который называли сроком окупаемости.

Показатели, принятые в методических указаниях ВСН 21-83, отменены общими методическими рекомендациями 1994 и 2000 гг. и в современной практике обоснования инвестиционных проектов дорожного строительства не обязательны. Автором подраздела исследован вопрос, какие требования к NPV и IRR соответствуют нормативам эффективности ВСН 21-83 и были установлены приблизительные соответствия (табл. 4.8).

Таблица 4.8.

Соответствие нормативов ВСН 21-83 общепринятым показателям эффективности

Норма дисконта должна устанавливаться нормативными документами, которые в настоящее время отсутствуют. Значения нормы дисконта, имеющие рекомендательный характер, даны в табл. 4.9.

Таблица 4.9.

Рекомендуемые нормы дисконта для проектов дорожного строительства

4.5. Процедуры учета неопределенности

Для оценки надежности расчетов экономической эффективности учитывают неопределенность, под которой понимают неполноту или неточность информации об условиях реализации проекта, в том числе - связанных с ними затратах и результатах (Виленский П.Л. и др. Оценка эффективности инвестиционных проектов: Теория и практика. - М.: «Дело», 2001).

Стандартные процедуры учета неопределенности - это анализ сценариев, анализ чувствительности, анализ критических значений (switching values analysis), укрупненный учет неопределенности.

Анализ сценариев удобен для ситуационного анализа «что будет если». В анализе сценариев моделируют некоторую реальную ситуацию, которая влечет за собой изменения, как правило, нескольких параметров проекта. Сценарии развития проекта должны включать:

основной сценарий, который отражает наиболее вероятное, с точки зрения экономиста, развитие ситуации. С целью укрупненного учета неопределенности в основном сценарии могут быть заложены умеренно-пессимистические значения параметров проекта;

пессимистический сценарий развития экономики. Этот сценарий предполагает пессимистический прогноз темпов прироста валового внутреннего продукта (ВВП) и заработной платы. Соответственно, снижаются темпы прироста объемов грузовых перевозок. Может быть предусмотрено снижение объемов продаж автобусов и легковых автомобилей. Как следствие - снижение темпов прироста интенсивности пассажирского транспорта при сохранении или менее резком снижении объемов пассажирских перевозок;

оптимистический сценарий развития экономики, наоборот, предполагает более высокий рост ВВП, заработной платы;

сценарии вариантов развития транспортной сети, производственной и социальной сферы. Должны быть отражены возможные варианты строительства новых дорог, производств, предприятий, имеющих социальную направленность, влияющие на показатели эффективности проекта. Существует два основных способа моделирования таких сценариев. Первый способ - это включение в проект соответствующих мероприятий, то есть рассматривают комплексные проекты. Недостаток этого подхода состоит в том, что может существовать значительная неопределенность в оценке необходимых инвестиций, что может потребовать дополнительных изысканий. Согласно второму способу предполагается, что дополнительные мероприятия по развитию региона будут реализованы независимо от проекта. Поэтому и инвестиции на дополнительное развитие считают одинаковыми как с проектом, так и без проекта. Задача оценки проекта упрощается, но такое предположение далеко не всегда может быть принято. Конечно, в реальной практике экономического обоснования инвестиционных проектов дорожного строительства вышеназванные способы могут сочетаться;

сценарии использования альтернативных методов расчета затрат и выгод проекта и методов прогноза транспортных потоков. Неопределенность является неотъемлемой характеристикой экономического анализа. Неудивительно поэтому, что в экономической науке применяют разные методы расчета одних и тех же эффектов. Это может быть отражено в сценарном анализе. Такой подход позволяет вводить в практику обоснования инвестиционных проектов новые методы обоснования, не дожидаясь обновления отраслевых рекомендаций. Конечно, это не снимает требований к научной обоснованности новых методов. В основном сценарии проекта следует использовать стандартные методы оценки проектов.

Анализ чувствительности определяет, чему равно значение чистой приведенной стоимости проекта (4.24) NPV (или других показателей эффективности проекта) при некотором конечном изменении параметров в ту и (или) другую сторону. Эта процедура помогает понять, от чего больше всего зависит расчетная эффективность проекта. Два важных практических вывода экономист может сделать из этого анализа:

какие экономические меры нужно предпринять для снижения рисков проекта;

какие дополнительные исследования нужно предпринять, если полученный результат интуитивно может быть оценен как не соответствующий действительности. Анализ чувствительности может включать оценку следующих параметров:

существующая интенсивность;

темпы прироста интенсивности транспортных потоков;

коэффициенты приведения смешанного потока к эквивалентному потоку легковых автомобилей;

пропускная способность;

затраты времени пассажиров в стоимостной форме;

количество пассажиров в одном легковом автомобиле и автобусе;

текущие автотранспортные затраты;

дополнительные капиталовложения в автомобильный транспорт;

средняя продолжительность работы 1 автомобиля в сутки (или за год);

объемы инвестиций в проект;

прочие параметры.

Проведя анализ чувствительности, мы узнаем, какие параметры наиболее сильно влияют на эффективность проекта. Для этих параметров целесообразно дополнительно провести анализ критических значений. Анализ определяет значения параметров, при которых NPV = 0.

Анализ чувствительности и анализ критических значений можно интерпретировать как частный случай сценарного анализа. При составлении конкретных обоснований инвестиций (ОИ) разделение процедур учета рисков и неопределенности вносит упорядоченность и предлагает более удобное для эксперта изложение.

При таком широком подходе к учету рисков и неопределенности, очевидно, будет получен существенный разброс показателей эффективности. Это не является недостатком обоснования. Разработку экономического обоснования инвестиционного проекта нельзя сводить к формальному расчету значений показателей эффективности. Экономист должен всесторонне исследовать проект, сформировать свое

представление и отразить его с той степенью детализации, которая позволила бы эксперту быть уверенным, что от него не скрыты слабые стороны проекта.

Обоснование любого инвестиционного проекта невозможно без расчета затрат и выгод по элементам, отражающим специфику проекта.

4.6. Элементы затрат-выгод инвестиционных проектов дорожного строительства

В качестве затрат-выгод инженерного проекта (ИП) дорожного строительства могут быть рассмотрены следующие элементы.

Инвестиции в основной капитал:

инвестиции в строительство и реконструкцию дорожных объектов;

дополнительные инвестиции в автотранспорт.

Инвестиции в оборотные средства:

инвестиции на увеличение оборотных средств, находящихся в транспортном процессе;

затраты на создание сезонных запасов из-за отсутствия регулярного проезда.

Текущие экономические затраты и выгоды в процессе перевозок:

текущие затраты на перевозку пассажиров и грузов автомобильным транспортом (включая затраты владельцев личных легковых автомобилей);

затраты на погрузку-разгрузку грузов, перевозимых автомобильным транспортом;

затраты на перевалку;

потери перевозимой продукции;

затраты на перевозку пассажиров и грузов другими видами транспорта.

Дополнительные выгоды от улучшения транспортных условий:

выгоды от дополнительных поездок;

выгоды от вложения дополнительных финансовых средств.

Стоимостная оценка затрат времени населения. Социальные и экологические результаты:

ущерб от дорожно-транспортных происшествий;

прочие социальные затраты и выгоды;

экологические результаты.

Прочие затраты и выгоды:

затраты и выгоды от изменения характера землепользования;

изменение рыночной стоимости земель и недвижимости;

затраты и выгоды в связи с выводом объектов из эксплуатации;

расходы на содержание и ремонт дорожных объектов;

затраты по организации и содержанию паромных и ледовых переправ.

Расчет эффективности проекта осуществляют на основе сравнения затрат и выгод в условиях с проектом (проектные условия) и в условиях без проекта (эталонные условия). Затраты и выгоды одинаковые с проектом и без проекта не учитывают. В качестве эталонных условий могут быть выбраны реально возможные условия с минимальными инвестициями для всех альтернативных вариантов. Эталонные условия не должны быть ориентированы на теоретические, очень плохие условия (например, вариант «ничего не строится» может быть маловероятным для относительно развитой сети автомобильных дорог (Проблемы функционирования и развития инфраструктуры России в переходный период/ Под общ. ред. В.Н. Лившица. - М.: «Фолиум», 1996). Должны быть учтены все прогнозируемые эффекты, кроме незначительных. Расчетный период может быть сколь угодно большим.

Капитальные вложения в строительство/реконструкцию дорожных объектов можно разделить на оплачиваемые заказчиком проекта или другими экономическими субъектами и внешние эффекты. В выше названной работе капиталовложения разделены на включенные и не включенные в сметную стоимость. Включение НДС в экономическую стоимость строительства возможно в целях укрупненного учета неопределенности.

Дополнительные инвестиции в автотранспорт:

Этот элемент отражает изменение потребностей в транспортных средствах в связи с изменением требуемого времени на осуществление перевозок. Оценка дополнительных капитальных вложений в автотранспорт I^a(t) равна:

 где                                                                                                                                               (4.27)

I^av(t) - затраты на приобретение автомобиля и увеличение основных и оборотных фондов для его обслуживания (цена соответствующих товаров и услуг);

U - стоимость утилизации автомобиля, приведенная к году покупки;

Т^п - расчетное время работы (часы) в год автомобиля;

W - годовой объем транспортной работы в машино-часах, включая время погрузки и разгрузки. Транспортная работа легковых автомобилей, находящихся в личной собственности, не должна учитываться в формуле (4.27).

Можно предположить, что изменение объемов покупок новых автомобилей происходит с некоторой задержкой (лагом) относительно изменения требуемого на перевозки времени. В этом случае необходимо использовать формулу (4.28):

где                                                                                                                                              (4.28)

Il^a(t) - дополнительные капитальные вложения с учетом лага;

l - лаг (длительность задержки);

k_l - лаговые коэффициенты от 0 до 1, сумма которых равна 1.

Инвестиции на увеличение оборотных средств, находящихся в транспортном процессе, C^u(t), оценивают по формуле (4.29):

 где                                                                                                                                               (4.29)

с - стоимость 1 т грузов круглогодичного производства и потребления;

Q - объемы перевозимых грузов;

w - время доставки продукции, включая время погрузки, разгрузки, перевалки и перевозки, ч.

Затраты на создание запасов из-за отсутствия регулярного проезда.

Если возникает необходимость создания сезонных запасов из-за нерегулярного проезда (например, из-за разлива рек), учитывают издержки из-за связывания оборотных средств (4.30):

 где                                                                                                                                               (4.30)

Е^z - потери из-за связывания 1 руб. дополнительных оборотных средств;

t^z(t) - период (дни), на который создаются дополнительные запасы продукции из-за нерегулярного проезда;

c^z - стоимость хранения 1 т продукции;

с^q - стоимость 1 т запасов;

Q^z - объем дополнительных запасов, т.

Коэффициент Е^z можно оценивать процентной ставкой за год краткосрочного кредита без учета инфляции (20-30 %). Если в году несколько периодов создания запасов из-за нерегулярного проезда, то формулу (4.30) нужно применять для каждого такого периода и результаты суммировать.

Текущие затраты на перевозку пассажиров и грузов автомобильным транспортом включают оплату труда водителей, затраты на топливо и прочие ГСМ, автомобильные шины, техническое обслуживание и ремонт, восстановление автомобильного парка и зависят от расстояния, скорости, времени, транспортных условий (количество торможений и разгонов, время ожидания в заторах, качество дорожного покрытия). Для более точной оценки времени движения автомобилей следует разбивать год на периоды (например, будние дни летнего периода, выходные дни, ночные и дневные часы и т.д.).

Затраты на погрузо-разгрузочные работы равны произведению затрат на погрузку и разгрузку 1 грузового автомобиля и количества отправленных из пунктов назначения грузовых автомобилей.

Затраты на перевалку грузов равны произведению затрат на перевалку 1 тонны грузов и объемов перевалки в тоннах. Учитывают только затраты, не включенные в стоимость перевозки грузов автомобильным транспортом.

Потери перевозимой продукции в стоимостном выражении включают потери во время погрузочно-разгрузочных работ и потери в течение поездки, кроме потерь, учтенных в других статьях затрат.

Затраты на перевозку пассажиров и грузов прочими видами транспорта.

В методических указаниях ВСН 21-83 затраты на перевозку железнодорожным видом транспорта учитывают как эксплуатационные затраты железнодорожного транспорта. Однако, потребители оплачивают стоимость услуг железнодорожного транспорта, а не стоимость издержек. Определение экономических цен на услуги естественных монополий (например, МПС) имеет свою специфику, но в первом приближении можно использовать в расчетах затраты потребителей на осуществление перевозок.

Выгоды от дополнительных поездок.

Для оценки выгод от дополнительных поездок, порождаемых улучшением транспортных условий, в странах Запада применяют так называемое правило половины (rule of half), которое заключается в том, что выигрыш таких поездок составляет некоторую часть от выигрыша существующих поездок (рис. 4.5).

Кривая спроса на рисунке 4.5 иллюстрирует рост числа поездок в зависимости от снижения потребительских затрат (издержек). Прямоугольник А представляет собой суммарное сокращение затрат (или выигрыш) существующих поездок, количество которых отмечено на графике символами F_б; треугольник В - выигрыш дополнительных поездок. Количество дополнительных поездок равно F_n-F_б. Это правило не учитывает эффектов, связанных с возможным увеличением производства транспортируемой продукции.

Рис. 4.5. Кривая спроса

Пусть z_tб - потребительские затраты на 1 поездку грузового автомобиля без проекта, а z_tп - те же затраты с проектом. Исходя из предположения, что потребители выбирают наиболее выгодные альтернативы, чистый потребительский доход от дополнительной поездки составит от 0 до z_tб - z_tп (обычно принимают равным половине разности z_tб - z_tп).

Чистые общественные выгоды от дополнительных грузовых перевозок Е_gp (4.31):

 где                                                                                                                                              (4.31)

F_g - количество дополнительных грузовых поездок;

Е_х - внешние эффекты (экстерналии) на одну дополнительную поездку.

Выгоды от дополнительных пассажирских поездок Е_pp (4.32):

 где                                                                                                                                              (4.32)

F_p - количество дополнительных пассажирских поездок.

Выгоды от вложения дополнительных финансовых средств. Сокращение затрат и увеличение выгод предприятий и организаций дает возможность для дополнительного финансирования экономики. Сокращение денежных затрат на транспорт в домашнем секторе ведет к увеличению совокупного спроса и производству дополнительных товаров и услуг.

Выгоды от вложения в экономику дополнительных финансовых средств V_f (4.33):

V_f = k_gc_g + k_pc_p, где                                                                                                                                               (4.33)

k_g - коэффициент выгод от вложения в экономику средств, сэкономленных на грузовых перевозках, может быть принят равным ставке процента краткосрочного кредита без учета инфляции (0,2-0,3) исходя из предположения, что альтернативный способ получения дополнительных средств - это взятие краткосрочного кредита;

c_g - суммарная экономия финансовых средств, затрачиваемых на грузовые перевозки;

k_p - коэффициент выгод от вложения в экономику средств, сэкономленных населением на пассажирских поездках;

c_p - суммарная экономия финансовых средств, затрачиваемых населением на пассажирские поездки.

Коэффициент k_p:

k_p = (1 - v_s)v_e + v_sb_p, где                                                                                                                                               (4.34)

v_s - доля сбережений в доходах населения;

v_e - доля общественных выгод в рыночной стоимости товаров или услуг;

b_p - средний банковский процент (без учета инфляции) по вкладам населения.

По результатам экспертной оценки, коэффициент k_p может быть принят равным 0,1.

Формула (4.34) не учитывает фактор увеличения возможностей для экономической деятельности от улучшения транспортной доступности.

С учетом этого фактора формулы (4.32) и (4.34) можно переписать в виде (4.35-4.36):

                                                                                                                                               (4.35)

V_f = (1 - v_ts)(k_gc_g + k_pc_p), где                                                                                                                                               (4.36)

р - доля поездок, вызванных увеличением производства, от общего числа дополнительных поездок;

с - стоимость 1 т грузов;

z - стоимость в условиях без проекта ресурсов, затраченных на производство 1 т транспортируемой продукции;

 - объемы грузов в одном автомобиле, т;

v_ts - доля дополнительных финансовых вложений, которая влияет на величину pF_g.

Коэффициент, равный (1 - v_ts) введен в формулу (4.36), чтобы избежать двойного счета эффектов и последовательность вычислений по формуле (4.35) должна быть следующей:

затраты без проекта на 1 поездку z_tб;

затраты с проектом на 1 поездку z_tп;

суммарное сокращение затрат для поездок, общих с проектом и без проекта (включая экстерналии); в соответствии с правилом «половины» - сокращение потребительских затрат (выигрыш) дополнительной поездки по формуле - ½×( z_tб - z_tп);

экономические выгоды от производства 1 т транспортируемой продукции с - z;

количество дополнительных поездок F_e;

величина чистого дохода E_gp.

Стоимостная оценка затрат времени населения непосредственно связана с оценкой стоимости трудовых ресурсов и может быть произведена с двух точек зрения: народнохозяйственной (экономической) и индивидуальной (потребительской). Экономическая стоимость времени учитывает не только индивидуальную полезность, но и экстерналии, а именно:

потери в производстве продукции или услуг из-за потерь рабочего времени, потраченного на поездки;

потери в производстве продукции или услуг из-за транспортной усталости;

изменения функции общественного благосостояния в зависимости от мобильности населения;

искажения в оплате труда, вызванные неэффективной экономической политикой.

Стоимостную оценку времени населения, принятую в развитых странах, рекомендуется использовать пока не будут проведены соответствующие исследования для России:

в рабочее время - 100-115 % от средней часовой зарплаты плюс дополнительные расходы работодателя;

трудовые и культурно-бытовые поездки - 75 % часовой оплаты для водителя;

35 % часовой оплаты для взрослого пассажира;

25 % - для ребенка до 16 лет.

С учетом специфики российской экономики в сценарных расчетах могут быть использованы более высокие стоимостные коэффициенты (в 1-1,5 раза).

Поездка, требующая повышенных затрат времени, должна оцениваться повышенным коэффициентом стоимостной оценки. При отсутствии эмпирических данных следует использовать формулу (4.37):

                                                                                                                                              (4.37)

s_р - стоимостные затраты 1 часа времени пассажиров в худших транспортных условиях;

s - стоимостные затраты в нормальных условиях;

F₀ - количество пассажирских поездок в худших условиях (или без проекта);

F₁ - количество пассажирских поездок в нормальных условиях (например, с проектом).

Социальные и экологические воздействия. Социальные и экологические результаты необходимо рассматривать как самостоятельные критерии оценки инженерного проекта дорожного строительства, но они могут быть включены также в общий список затрат-выгод оценки общественной эффективности. Виды социальных и экологических результатов даны ниже:

ущерб от дорожно-транспортных происшествий;

экологически вредные выбросы автомобилей;

утилизация шин и автомобилей;

загрязнение окружающей среды в результате обслуживания или ремонта автомобилей;

не включенные в рыночную стоимость ресурсов загрязнение среды в процессе добычи, обработки и транспортировки ресурсов, а также влияние на будущие поколения невосполнимое™ некоторых ресурсов;

нарушение естественной природной среды, например, вырубка лесов, нарушение естественной водной среды, эрозия почв и т.д.

Затраты и выгоды изменения характера землепользования учитывают как разность стоимости чистой продукции, которая могла быть произведена на землях с проектом и без проекта (4.38):

где                                                                                                                                               (4.38)

S_z(t) - выгоды (>0) или потери (<0) в году t от изменения характера землепользования;

 - стоимость чистой продукции в году t в условиях с проектом;

 - стоимость чистой продукции в году t в условиях без проекта.

Изменение рыночной стоимости земель и недвижимости.

Особенность учета данного эффекта состоит в том, что он является производным от других факторов, которые также могут быть учтены в проектном анализе (например, ухудшение экологической обстановки, изменение длительности поездки). Поэтому при проведении проектного анализа, во избежание двойного счета эффектов, нужно определять, во-первых, влияние каких факторов на экономическое развитие предполагается измерить с помощью прогноза рыночной стоимости земель и недвижимости, во-вторых, нет ли альтернативных подходов, более достоверных, для такой оценки, в-третьих, какая часть прогнозируемого изменения рыночной стоимости земли и недвижимости связана с анализируемыми факторами.

Затраты и выгоды в связи с выводом объектов из эксплуатации учитывают, если эксплуатация определенных объектов становится нецелесообразной или невозможной (например, временные сооружения).

Расходы на содержание и ремонт дорожных объектов в укрупненных расчетах могут быть определены как доли от капитальных вложений или исходя из типов дорог и величин прогнозируемых транспортных потоков. Более точная оценка требует определения сметной стоимости.

Затраты по организации и содержанию паромных и ледовых переправ оценивают по максимальной из двух величин: стоимости организации и содержании переправ и стоимости осуществления переправы.

ГЛАВА 5. ТОПОГРАФО-ГЕОДЕЗИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТОВ

5.1. Геодезические опорные сети

Геодезическая сеть - система закрепленных на земной поверхности точек - геодезических пунктов, положение которых определено в общей системе координат.

Если пункты геодезической сети несут только плановые координаты X и Y, то такую сеть называют плановой, если только высоты Н, то - высотной. Если пункты геодезической сети имеют все три координаты X, Y и Н, то такую сеть называют планово-высотной.

По своему назначению и точности геодезические сети разделяют на сети государственные, сети сгущения и съемочные сети.

Точную геодезическую сеть, имеющую координаты, распространяемые на всю территорию страны и являющуюся основой для построения других сетей, называют государственной геодезической сетью.

Сеть, полученную в результате развития между пунктами государственной геодезической сети и связывающую их со съемочными сетями, называют геодезической сетью сгущения.

Геодезическую сеть, создаваемую для непосредственного производства топографических съемок, для геодезического обеспечения инженерных работ и решения других научных и практических задач, называют съемочной геодезической сетью.

Государственные геодезические сети страны подразделяются на 1, 2, 3 и 4 классы.

Геодезическая сеть 1 класса проложена рядами триангуляции по параллелям и меридианам, которые образуют звенья длиной по 200-250 км (рис. 5.1).

Рис. 5.1. Схема государственной плановой геодезической сети

Звенья, пересекаясь между собой, образуют систему триангуляционных полигонов с периметрами порядка 800-1000 км. На пересечениях звеньев триангуляции измеряют базисные стороны с относительной погрешностью, не превышающей 1:400 000.

Длины сторон полигонометрических ходов 1 класса измеряют с относительной ошибкой 1:300 000. Горизонтальные углы в сетках 1 класса измеряют высокоточными теодолитами со среднеквадратическими ошибками угловых измерений на пунктах триангуляции т_b = 0,5" и на пунктах полигонометрии - т_b  = 0,7".

Геодезическая сеть 1 класса является геодезической основой для дальнейшего развития сетей в единой системе координат на всей территории страны.

Внутри полигона 1 класса методами триангуляции и полигонометрии создается геодезическая сеть 2 класса. Базисные стороны в сетях 2 класса измеряют не реже чем через 25 треугольников с относительной погрешностью не боле 1:300 000, а стороны полигонометрии - не более 1:250 000.

Горизонтальные углы в триангуляции и полигонометрии 2 класса измеряют высокоточными теодолитами с погрешностью не превышающей т_b  = 1,0".

Сеть геодезических пунктов 2 класса сгущают пунктами геодезических сетей 3 и 4 классов. Относительную допустимую ошибку измерения длин базисных сторон в триангуляции принимают 1:200 000, а в полигонометрии - 1:200 000 и 1:150 000 соответственно. Горизонтальные углы измеряют точными теодолитами с допустимой среднеквадратической ошибкой т_b  = 1,5" для сетей 3 класса и т_b  = 2,0" для сетей 4 класса.

Данные, характеризующие правила и точность построения государственных геодезических сетей, представлены в таблице 5.1.

Геодезические пункты государственной геодезической сети устанавливают таким образом, чтобы они по возможности равномерно покрывали территорию страны.

Таблица 5.1.

Точность построения государственных геодезических сетей

Государственные высотные (нивелирные) геодезические сети создают и развивают методами геометрического нивелирования и разделяют на сети I, II, III и IV классов.

Нивелирная сеть I класса создается нивелированием I класса (высокой точности) с применением высокоточных современных приборов и методик.

Нивелирные ходы I класса образуют полигоны периметром порядка 800 км и служат основой для высотных ходов II класса. Невязка в превышениях не превышает ± 0,5 мм  ( где L - длина двойного нивелирного хода, км).

Нивелирные сети II класса создают нивелированием II класса. Нивелирные ходы II класса прокладывают внутри сетки I класса, как правило, вдоль железных и автомобильных дорог, при этом они образуют полигоны периметром порядка 500-600 км. Невязка в превышениях не превышает ± 5 мм .

Нивелирные сети II класса сгущают нивелирными сетями III класса, которые в свою очередь сгущают нивелирными сетями IV класса.

Невязка в превышениях нивелирных сетей III класса не превышает ± 10 мм . Невязка в превышениях нивелирных сетей IV класса не превышает ± 20 мм  .

5.2. Обозначение пунктов государственных геодезических сетей на местности

Геодезические пункты государственных сетей выбирают по возможности на открытых возвышенных местах местности, таким образом, чтобы с каждого из них была обеспечена прямая видимость, по меньшей мере, до трех соседних пунктов.

Геодезические пункты для долговременной сохранности надежно закрепляют на земной поверхности геодезическими центрами (рис. 5.2), представляющими собой железобетонные монолиты, закладываемые ниже глубины сезонного промерзания. Геодезический центр несет координаты геодезического пункта.

Рис. 5.2. Геодезические центры государственной геодезической сети:
а - для районов с небольшой глубиной промерзания грунта; б - для районов с большой глубиной промерзания грунта;
1 - опознавательный столб; 2 - арматурная сетка; 3 - железобетонный монолит; 4 - соединение на цементном растворе; 5 - фундамент

Над центрами государственных сетей 1-4 классов устанавливают наружные знаки различных конструкций, которые бывают деревянными или металлическими (рис. 5.3).

Рис. 5.3. Возможные конструкции наружных геодезических знаков:
а - пирамида; б - простой сигнал; в - сложный сигнал

Основное назначение наружных знаков заключается в том, чтобы поднять визирную марку и геодезический прибор на высоту (до 50 м) и произвести измерения на находящиеся в пределах прямой видимости соседние знаки.

Пункты высотной государственной сети закрепляют на местности капитальными грунтовыми реперами, стенными реперами или марками. На всех нивелирных сетях I и II классов капитальные реперы закладывают на устойчивых геологических, как правило, коренных породах, в среднем через 50-80 км. Нивелирные сети III и IV классов закрепляют стандартными реперами и марками в среднем через 7-8 км, в труднодоступных и незаселенных местах - через 10-15 км. Основные типы таких реперов представлены на рис. 5.4.

Рис. 5.4. Типы нивелирных реперов: а - капитальный грунтовый репер государственной нивелирной сети; б - железобетонный опознавательный столб; в - репер пилонного типа; г - трубчатый репер

Реперы государственных нивелирных сетей закладывают в грунт на 0,5-1,0 м ниже максимально возможной глубины сезонного промерзания (рис. 5.4, а). В одном метре от капитального грунтового репера государственной нивелирной сети устанавливают железобетонный опознавательный столб, к которому на болтах прикрепляют чугунную охранную плиту с надписью (рис. 5.4, б).

В населенных пунктах государственную нивелирную сеть закрепляют стенными реперами или марками (рис. 5.5), которые закладывают в стены и фундаменты капитальных зданий, водонапорных башен, устои мостов и т.д.

Рис. 5.5. Типы нивелирных знаков в населенных пунктах:
а - стенной репер; б - стенная марка

Стенные марки обычно размешают на высоте 2-2,5 м над поверхностью земли. В центре марки имеется отверстие, до которого определяют ее высоту и к которой с помощью штифта крепят специальную рейку. Стенные реперы закладывают обычно на высоте 0,7-1 м над поверхностью земли. Стенные реперы имеют специальный уступ для установки рейки.

Координаты и высоты пунктов государственных геодезических сетей приводятся раздельно в каталогах координат или каталогах высот геодезических пунктов. Каталоги составляют в соответствии со специальной инструкцией. Они содержат описание физико-географических условий района работ, год производства работ, схему обоснования, сведения об использованных геодезических приборах, анализ и оценку точности произведенных работ. В каталоги помещают данные о сохранившихся пунктах старых геодезических сетей и надежно закрепленных на местности временных геодезических знаков.

Каталоги координат и высот пунктов государственных геодезических сетей (в том числе и в электронном виде) хранятся в Госгеофонде, подразделениях ГУГК России, Госгеонадзоре, а также районных администрациях. Данные о соответствующих пунктах государственных сетей могут быть получены по официальному запросу организации, производящей геодезические работы в данном районе.

5.3. Привязка к пунктам государственных геодезических сетей

Для определения координат точек съемочного обоснования на местности производят плановую их привязку к пунктам государственной геодезической сети, координаты которых известны. Из всего многообразия случаев привязки наиболее часто используют следующие.

1. Привязка трассы к одному пункту геодезической сети.

Привязку трассы осуществляют в такой последовательности (рис. 5.6). Дважды в прямом и обратном направлениях измеряют горизонтальную проекцию расстояния d между пунктом геодезической сети Р и точкой М начала трассы.

Рис. 5.6. Схема привязки трассы к одному пункту геодезической сети

Определяют одним из известных способов дирекционный угол направления РМ - a_РМ. Для этого обычно измеряют углы b₁ и b₂ на ближайшие пункты государственной геодезической сети Р₁ и Р₂. Учитывая, что дирекционные углы направлений Р₁Р и Р₂Р известны - a_Р1Р и a_Р2Р, легко найти искомый дирекционный угол a_РМ, после чего, измерив примычный угол g, определяют дирекционный угол первого направления самой трассы (5.1):

a_МN = a_РМ - 180° + g.                                                                                                           (5.1)

И, наконец, вычислив приращения координат DХ_РМ = d×cosa_РМ и DY_PM = d×sina_РМ, определяют координаты первой точки трассы М (5.2):

Х_M = Х_Р + DХ_РМ;  Y_M = Y_Р + DY_PM.                                                                                        (5.2)

2. Привязка трассы к двум пунктам геодезической сети способом прямой засечки.

Привязку трассы к двум пунктам геодезической сети осуществляют в такой последовательности (рис. 5.7). В пунктах с известными координатами Р₁ и Р₂ измеряют горизонтальные углы b₁ и b₂ на точку трассы М. Решив обратную геодезическую задачу для пунктов Р₁ и Р₂, находят горизонтальную проекцию расстояния между ними d, дирекционный угол линии a_Р1Р2 и дирекционные углы направлений a_Р1M и a_Р2M. Измерив в точке М примычные углы b и g, дважды определяют направление линии трассы МN (5.3):

Рис. 5.7. Схема привязки трассы к пунктам геодезической сети способом засечек

a_МN = a_Р1M - 180° + (b + g); a_МN = a_Р2M -180°+ g.                                                             (5.3)

Решив треугольник Р₁Р₂М определяют длины его сторон d₁ и d₂. Далее вычисляют приращения координат

DХ_Р1M = d₁cosa_Р1M; DY_Р1M = d₁sina_Р1M,

DХ_Р2M = d₂cosa_Р2M; DY_Р2M = d₂sina_Р2M,

и затем дважды определяют координаты точки М трассы (5.4):

Х _M = Х_Р1 + DХ_Р1M; Y _M = Y_Р1 + DY_Р1M;                                                                                     

Х _M = Х_Р2 + DХ_Р2M; Y _M = Y_Р2 + DY_Р2M.                                                                               (5.4)

3. Привязка трассы к двум пунктам геодезической сети способом обратной засечки.

Привязка трассы способом обратной засечки состоит в определении координат точки М трассы по известным координатам двух пунктов геодезической сети Р₁ и Р₂ (см. рис. 5.7). В данном способе угловые измерения ведут только в точке М трассы, определяя примычные углы b и g, но при этом измеряют горизонтальное расстояние до одного из пунктов, например d₁.

Решив обратную геодезическую задачу, определяют расстояние между пунктами геодезической сети d и дирекционный угол этой линии a_Р1Р2. Далее из теоремы синусов устанавливают , откуда .

Определив теперь угол b₁  = 180°- b₂ - b, по формулам (5.1) и (5.2) вычисляют искомое направление трассы a_МN и координаты точки М (Х_M, Y_M).

4. Привязка трассы к пунктам геодезической сети наземно-космическим способом.

В настоящее время наиболее простым, быстрым и дешевым является наземно-космический метод привязки трассы к пунктам геодезической сети.

При использовании систем спутниковой навигации "NAVSTAR" (США) или "ГЛОНАСС" (Россия) для привязки трасс к пунктам государственной геодезической сети, ее удается осуществить с необходимой точностью даже при использовании дешевых приемников "GPS" сравнительно невысокой точности (например, класса ГИС) в режиме работы с базовыми станциями "DGPS".

Базовую станцию устанавливают в одном из пунктов геодезической сети с известными координатами, которая получая информацию с навигационных искусственных спутников, корректирует ее и передает уточняющие поправки к координатам приемникам "GPS", установленным в точках трассы. Таким образом, определяют координаты точек трассы Х_M, Y_M и X_N, Y_N и далее, решив обратную геодезическую задачу, находят дирекционный угол направления a_МN.

Для длинных трасс, с целью исключения накопления ошибок в координатах точек, спутниковая навигационная привязка легко может быть применена для ряда точек по длине трассы с использованием нескольких пунктов геодезической сети в качестве базовых станций "DGPS".

5.4. Планово-высотное обоснование топографических съемок

Планово-высотное обоснование тахеометрических съемок, со съемочных точек которого осуществляют съемку подробностей рельефа и ситуации местности, обычно создают двумя способами:

прокладкой теодолитного хода (разомкнутого или замкнутого) с измерением горизонтальных углов полным приемом оптического теодолита или электронного тахеометра и промерами горизонтальных проекций сторон землемерной лентой или светодальномером. Высоты съемочных точек определяют геометрическим нивелированием;

прокладкой теодолитного хода с измерением горизонтальных углов полным приемом теодолита, определением горизонтальных расстояний между съемочными точками нитяным дальномером оптического теодолита или светодальномером электронного тахеометра (если тахеометрическую съемку выполняют электронным тахеометром). Высоты съемочных точек определяют методом тригонометрического нивелирования. Таким образом, в этом случае планово-высотное обоснование создают, используя один прибор - оптический теодолит или электронный тахеометр.

Съемочное обоснование по первому способу создают при тахеометрических съемках для проектирования объектов строительства, занимающих большие площади (средние и большие мостовые переходы, транспортные развязки движения в разных уровнях, аэропорты и т.д.), а также при съемках в населенных пунктах.

Съемочное обоснование по второму способу создают при относительно небольших площадях тахеометрических съемок (места со сложными инженерно-геологическими условиями, небольшие карьеры и резервы, пересечения и примыкания автомобильных дорог в одном уровне, малые водопропускные сооружения и т.д.).

Съемочным обоснованием тахеометрических съемок могут служить: трасса линейного сооружения, замкнутый полигон, сеть микротриангуляции и висячий ход. Выбор того или иного типа съемочного обоснования связан со стадией проектирования, рельефом местности, размерами и требуемым масштабом съемок.

Ориентирование съемочного обоснования тахеометрических съемок и определение координат съемочных точек обычно осуществляют привязкой к трассе линейного сооружения, либо к пунктам государственной геодезической сети. При съемках небольших площадей допускается ориентирование съемочного обоснования по магнитному азимуту с вычислением условных координат съемочных точек.

Минимальное число съемочных точек в зависимости от масштаба съемки приведено ниже:

Масштаб съемки.............................................................1:500    1:1000    1:2000     1:5000

Минимальное число съемочных точек:

на 1 км²............................................................................142          80            50           22

на 1 планшет...................................................................9              20            50           89

Съемочные точки обоснования размещают, как правило, на возвышенных участках местности с хорошо обеспеченной видимостью. Расстояния между съемочными точками не должны быть больше 350 м и меньше 50 м. В исключительных случаях минимальное расстояние между точками съемочного обоснования допускают до 20 м, но с обязательным центрированием теодолита на карандаш, вставляемый взамен вынутой шпильки и с визированием не на веху, а на шпильку.

Трассу линейного сооружения в качестве съемочного обоснования (рис. 5.8, а) используют в следующих случаях: при съемках притрассовой полосы дорог для проектирования системы поверхностного водоотвода; для целей камерального трассирования на сложных участках местности; на участках местности со сложным инженерно-геологическим строением; при съемках для проектирования малых искусственных сооружений; для проектирования пересечений и примыканий автомобильных дорог в одном уровне и т.д. Трассу нередко используют и как часть съемочного обоснования другого типа.

Рис. 5.8. Виды съемочного обоснования тахеометрических съемок:
а - трасса линейного объекта: Р₁, Р₂ - пункты геодезической сети; Cт I - Cт VIII - съемочные точки; В_уг1 - В_уг3 - вершины углов поворота трассы;
б - замкнутый полигон: 1 - трасса линейного объекта; 2 - полигон; 3 - диагональный ход;
в - микротриангуляция: 1 - трасса линейного объекта; 2 - триангуляционная сеть;
г - висячий ход: 1 - трасса линейного объекта; 2 - теодолитный ход

Съемочное обоснование в виде замкнутого полигона используют при съемках участков местности для проектирования объектов строительства, занимающих большие площади (рис. 5.8, б). В ряде случаев в полигон включают и часть трассы линейного сооружения. При расположении снимаемого участка местности в стороне от трассы осуществляют привязку съемочного обоснования к трассе, либо к ближайшим пунктам государственной геодезической сети. Для съемки удаленных от основного съемочного обоснования подробностей ситуации и рельефа назначают диагональные или висячие теодолитные ходы, при этом последние могут размещаться как внутри полигона, так и вне его пределов. Увязку угловых измерений, длин линий и превышений осуществляют как для всего полигона в целом, так и для каждой его части в отдельности.

Съемочное обоснование по типу микротриангуляции (рис. 5.8, в) создают на местности, неудобной для измерения длин линий землемерной лентой или рулеткой, например, при пересеченном или горном рельефах. По форме треугольники сети должны приближаться по возможности к равносторонним с размещением их вершин на возвышенных точках местности для обеспечения прямой видимости соседних вершин и большего охвата снимаемой площади. Одну из сторон обоснования размещают на удобном для измерения длины участке местности и принимают в качестве базиса. Его промеряют дважды в прямом и обратном направлениях с относительной невязкой не более 1:2000 и в случае необходимости вводят поправки за угол наклона линий. Все углы измеряют полным приемом теодолита с последующим аналитическим вычислением остальных длин сторон и координат всех съемочных точек обоснования.

При съемках относительно узких полос, вытянутых в поперечном направлении от трассы или от одной из сторон замкнутого полигона, в качестве съемочного обоснования тахеометрической съемки этого участка местности принимают висячий ход (рис. 5.8, г), т.е. теодолитный ход с числом сторон не более трех, опирающийся в своем начале на основное съемочное обоснование, либо на трассу линейного сооружения. За начало висячего хода удобно принимать одну из съемочных точек основного обоснования или трассы линейного сооружения.

Привязку висячего хода к основному съемочному обоснованию и измерение его углов осуществляют полным приемом теодолита, а длины линий лентой или дальномером в прямом и обратном направлениях.

Висячий ход размещают по возможности в середине полосы съемки, при этом если ширина последней превышает двойной предел отсчета по рейке (150´2 = 300 м), то кроме основного висячего хода прокладывают поперечные ходы.

Висячие ходы допускают для съемок масштабов 1:1000 и 1:2000. Для масштаба 1:500 допускают лишь одну выносную съемочную точку на расстояние не более 200 м от основного съемочного обоснования.

Предельную ошибку измерений углов при создании съемочного обоснования тахометрических съемок принимают (5.5):

 где                                                                                                                (5.5)

п - число измеренных углов обоснования.

Допустимую невязку в превышениях принимают (5.6):

 мм, где                                                                                                          (5.6)

L - длина двойного нивелирного хода, км.

Допустимую невязку в определении расстояний принимают (5.7):

 м, где                                                                                                             (5.7)

Sd - общая длина теодолитного хода, м.

Закрепление точек съемочного обоснования первоначально осуществляют сторожками и точками, при этом в центр точки вбивают гвоздь, над которым центрируют теодолит с точностью ±0,5 см. При ответственных съемках больших площадей, когда съемочные точки необходимо сохранить, последние закрепляют стандартными деревянными или железобетонными столбами. На лицевой части сторожков и столбов закрепления надписывают сокращенное название организации, выполняющей изыскания, номер съемочной точки и год производства съемки.

При создании съемочного обоснования по типу микротриангуляции закрепление съемочных точек целесообразно делать обрезками газовых труб, вбиваемых в землю, при этом исключается необходимость перестановки вех при переходе с одной съемочной точки на другую (вехи вставляют в отверстия труб).

5.5. Электронная тахеометрическая съемка

Произошедший в последние годы повсеместный переход на качественно новую технологию и методы системного автоматизированного проектирования объектов строительства (на уровень САПР) предопределил и коренное изменение технологии изысканий с многократным увеличением объемов изыскательской информации, собираемой в поле для разработки проектов. В связи с этим стала весьма острой проблема увеличения производительности полевых изыскательских работ, решение которой заключается в максимальной автоматизации процесса тахеометрических съемок, автоматизации обработки материалов полевых измерений, начиная с обработки полевых журналов, кончая автоматической подготовкой ЦММ и топографических планов на графопостроителях.

Автоматизация процесса тахеометрических съемок обеспечивается, в частности, внедрением в практику изысканий методов электронной тахеометрии: электронных тахеометров со встроенной памятью, позволяющей фиксировать информацию о более чем 3000 точек местности (типа SET5F-32M2RUS); электронных тахеометров с накопителями на магнитных носителях информации - электронными полевыми журналами (типа SDR33 с объемом памяти до 4 Mb).

Использование такого рода приборов позволяет исключить все рутинные промежуточные операции, свойственные обычным тахеометрическим съемкам, выполняемым с помощью оптических теодолитов или номограммных тахеометров, связанные со считыванием отсчетов, записью в полевые тахеометрические журналы, обработкой полевых журналов, ручной подготовкой топографических планов, дигитализацией планов при подготовке ЦММ. Все эти рутинные операции не только резко снижают производительность работ, но и неизбежно приводят к появлению определенного количества грубых ошибок и просчетов, т.е. к снижению качества конечной продукции.

Электронные тахеометрические съемки выполняют с использованием основных правил производства обычных тахеометрических съемок. Однако электронным тахеометрическим съемкам присущи некоторые специфические особенности.

При создании планово-высотного обоснования электронных тахеометрических съемок нет необходимости в частом размещении съемочных точек обоснования. Это связано с тем, что современные электронные тахеометры обеспечивают измерение горизонтальных расстояний до 1,5-5 км с обычной среднеквадратической погрешностью 5 мм ± 3 ррm и горизонтальных углов и зенитных расстояний со среднеквадратической погрешностью 4-6". Все это обеспечивает определение координат точек местности и их высот с необходимой точностью при размещении съемочных точек с шагом более 500 м. Поэтому размещение точек съемочного обоснования электронных съемок и их число определяются, прежде всего, условиями видимости снимаемой местности.

Планово-высотное обоснование электронных съемок создают двумя способами:

в виде теодолитных ходов и замкнутых полигонов, создаваемых с помощью электронного тахеометра;

в виде теодолитных ходов и замкнутых полигонов (при очень больших размерах съемки), создаваемых с помощью электронного тахеометра (плановое обоснование) и нивелира (высотное обоснование).

Привязку планово-высотного обоснования тахеометрических съемок к пунктам государственной геодезической сети легко производят с помощью одного лишь электронного тахеометра прямыми или обратными засечками.

На каждой съемочной точке обоснования осуществляют следующие операции:

устанавливают электронный тахеометр и центрируют его над точкой;

с помощью цилиндрического уровня горизонтального круга приводят прибор в рабочее положение;

с помощью силового кабеля подключают аккумуляторную батарею и включают прибор (если тахеометр не имеет встроенной батареи);

устанавливают опорное вертикальное направление (место зенита), ориентируя прибор на одну и ту же точку при двух положениях круга КЛ и КП, каждый раз нажимая кнопки "Z" и "Отсчет" на панели управления;

устанавливают опорное горизонтальное направление (ориентируют прибор) при двух положениях круга КЛ и КП, каждый раз нажимая кнопки "b" и "Отсчет" на пульте управления;

вводят в память тахеометра: Н₀ - высоту съемочной точки, А₀ - азимут (дирекционный угол) опорного направления, Х₀, Y₀ - координаты съемочной точки, К_п - коэффициент, учитывающий температуру и атмосферное давление, (i - l) - разность высоты прибора и отражателя, когда высота отражателя

телескопической вехи (тахеометрической вехи) не равна высоте прибора. Обычно высоту отражателя тахеометрической вехи l принимают равной высоте прибора i.

Съемку реечных точек ведут в обычном порядке, но вместо реек используют тахеометрические вехи с одним отражателем. В ходе съемки подробностей местности ведут кодирование семантической информации.

Создание съемочного обоснования и привязку его к пунктам государственной геодезической сети осуществляют в режиме "Полное последовательное измерение" тахеометра, съемку реечных точек осуществляют в режиме "Слежение".

Экспорт данных полевых измерений в память полевого или базового компьютера и последующую их окончательную обработку осуществляют с использованием соответствующего программного обеспечения.

5.6. Наземно-космическая съемка

В последние годы в практике изысканий автомобильных дорог стали находить все более широкое использование технологии современных топографических съемок с использованием систем спутниковой навигации «GPS». Технологии спутниковой навигации при производстве полевых работ обеспечивают высочайшую производительность труда и получение информации в электронном виде, максимально приспособленном для последующей обработки с использованием средств автоматизации и вычислительной техники.

Для производства полевых геодезических работ с использованием орбитального комплекса США «NAVSTAR» или России «ГЛОНАСС» проектно-изыскательские организации и фирмы должны располагать необходимым количеством приемников «GPS» требуемой точности.

В настоящее время по точности определения координат и назначению различают приемники следующих классов:

навигационного класса с точностью определения координат 150-200 м;

класса картографии и ГИС с точностью определения координат 1-5 м;

геодезического класса с точностью определения координат до 1 см.

Приемники навигационного класса дешевы и компактны, однако, призваны решать, главным образом, навигационные задачи на транспорте, в народном хозяйстве (например, при поиске полезных ископаемых и т.д.) и отдыхе.

Приемники класса точности картографии и ГИС также относительно дешевы и доступны проектно-изыскательским и строительным организациям (рис. 5.9).

Рис. 5.9. Одночастотный 12-канальный GPS-приемник класса точности картографии и ГИС "Pathfinder ProXL":
1 - компактная антенна с обтекателем; 2 - полуметровая сборная стойка; 3 - сумка для переноса системы; 4 - накопитель TDC1; 5 - кабель загрузки данных

Точность приемников класса картографии и ГИС может быть существенно повышена при базовом варианте их использования. В случае применения базовых станций (см. ниже) успешно могут быть использованы при решении большинства инженерно-геодезических задач, включая задачи, решаемые в режиме реального времени (например, съемка плана и продольного профиля существующей автомобильной дороги с движущегося автомобиля).

Приемники геодезического класса точности весьма недешевы, однако даже в автономном режиме работы обеспечивают определение координат точек местности с точностью до 1-3 см в кинематическом режиме и до 1 см при статических измерениях и, поэтому применимы для решения практически любых инженерно-геодезических задач.

При огромном многообразии приемников "GPS", обеспечивающих выполнение инженерно-геодезических задач на изысканиях и в строительстве, нужно стремиться приобретать приемники и геодезические системы, работающие не только с орбитальным комплексом США "NAVSTAR", но, прежде всего, работающие с отечественной навигационной системой "ГЛОНАСС".

Использование сравнительно недорогих GPS-приемников класса точности определения координат картографии и ГИС, дающих ошибки до нескольких метров оказывается возможным и для измерений геодезического класса точности (до 1 см), если использовать методику дифференциального (относительного) позиционирования в режиме работы с базовыми станциями, получившими название "Differential GPS" - "DGPS".

Технология дифференциального позиционирования основана на том, что ошибки определения абсолютных координат разными приемниками одних и тех же марок в пределах одного локального участка местности практически одинаковы. Тогда, если установить DGPS-приемник (базовую станцию) в точке с точно известными координатами, можно определять разницу между эталонными и GPS - координатами и ретранслировать поправки по радиоканалам на другие (ведомые) GPS-приемники.

Базовую DGPS-станцию устанавливают на точке с точно известными высотой и плановыми координатами (например, на пункте государственной геодезической сети) либо на пункте, специально созданном в любом удобном месте и привязанном традиционными методами наземной геодезии к пунктам государственной геодезической сети.

Сверхточные измерения с использованием приемников относительно невысокой точности сводятся к непрерывному сбору данных в течение некоторого отрезка времени при неподвижном приемнике и точном знании координат некоторой "опорной" точки, в которой установлена DGPS-станция. Современные GPS-приемники геодезического класса и даже класса картографии и ГИС уже позволяют выполнять съемочные работы в режиме "кинематической съемки", т.е. в режиме перемещения реечников от точки к точке, в каждой из которых координаты мгновенно регистрируются геодезистом на магнитные носители простым нажатием кнопки. То же самое можно делать и при выполнении съемки в реальном масштабе времени плана и профиля существующих автомобильных дорог при их реконструкции с движущегося автомобиля при скорости до 30 км/ч.

Высокую точность определения координат точек местности при использовании базовых DG PS-станций можно обеспечить приемниками умеренной точности, находящимися на расстоянии в пределах до 10 км от базовой DGPS-станции. Корректирующий сигнал автоматически устраняет все возможные ошибки системы, независимо от того, связаны ли они с уходом часов, ошибками эфемерид или ионосферными и тропосферными задержками радиосигналов. Именно по этой причине в качестве ведомых могут использоваться не только дорогие двухчастотные, но и относительно дешевые одночастотные приемники (см. рис. 5.9).

Работу с базовыми опорными DGPS-станциями организуют двумя способами.

В первом способе с опорной станции по телеметрическим каналам ведомым приемникам передаются сообщения об ошибках, а затем их компьютеры обрабатывают эти сообщения совместно с собственными данными о местоположении, определенном по спутниковым сигналам.

Во втором способе базовая DGPS-станция работает в режиме "псевдоспутника". Станция передает сигналы той же структуры, что и спутники, т.е. содержащие псевдослучайные коды и информационные сообщения. Ведомые приемники обрабатывают сигналы базовой станции в одном из своих неиспользованных каналов, т.е. получают данные коррекции тем же путем, что и данные об эфемеридах от навигационных спутников орбитального комплекса.

В рамках современной технологии изысканий автомобильных дорог при проектировании на уровне САПР-АД, а также при традиционных изысканиях, наряду с широким применением электронной наземной геодезии (электронные тахеометры, светодальномеры, регистрирующие нивелиры и т.д.), аэрофотосъемки и наземной стереофотограмметрии GPS-технологии в настоящее время стали находить все более широкое применение для решения следующих задач:

топографические крупномасштабные съемки местности на полосе варьирования трассы и для проектирования различных сооружений автомобильных дорог;

привязка геологических выработок и пунктов геофизических измерений на полосе варьирования трассы;

создание планово-высотных обоснований аэросъемок, фототеодолитных и тахеометрических съемок местности;

использование в качестве аэронавигационного оборудования при производстве аэросъемок различных видов и назначения;

разбивка трасс автомобильных дорог с продольным GPS-нивелированием;

съемка поперечников;

привязка геологических выработок и точек геофизических измерений по трассе автомобильных дорог;

привязка водопостов, съемка гидростворов и морфостворов, GPS-сопровождение гидрометрических работ (подводные съемки, измерения направлений, скоростей течения и расходов воды в реках, измерения расходов руслоформирующих наносов и т.д.);

планово-высотная привязка следов выдающихся и исторических паводков на местности;

съемка пересечений коммуникаций;

кинематические (с движущегося автомобиля) съемки плана и профиля дорог при изысканиях реконструируемых автомобильных дорог;

измерение траекторий автомобилей, параметров и режимов движения транспортных потоков на существующих автомобильных дорогах.

Следует иметь в виду, что в ближайшем будущем GPS-технологии будут постепенно вытеснять традиционные методы и технологии производства изыскательских работ на автомобильных дорогах.

Наземно-космические топографические съемки местности с использованием технических средств и технологий спутниковых навигационных систем "NAVSTAR" (США) и отечественной "ГЛОНАСС" производят в системе координат 1942 г. (с эллипсоидом Ф.Н. Красовского в качестве поверхности относимости и прямоугольной проекции Гаусса-Крюгера). Высоты точек местности определяются в Балтийской системе высот 1971 г.

Топографическая съемка местности с использованием GPS-систем уровня точности картографии и ГИС типа "Pathfinder ProXL" (см. рис. 5.9) может осуществляться по нескольким технологическим схемам.

Топографическая съемка открытой местности. Планово-высотное обоснование этой съемки заключается в установке дифференциальной базовой DGPS-станции на одном из пунктов государственной геодезической сети, либо на специальном пункте сети сгущения, размещаемом на возвышенном месте с привязкой его к пунктам государственной геодезической сети традиционными методами наземной геодезии.

Базовая DGPS-станция обеспечивает ретрансляцию поправок к собственным измерениям координат переносными GPS-приемниками по псевдодальностям до рабочего созвездия спутников. Съемкой охватывается участок местности в радиусе до 10 км с субдециметровой точностью, достаточной для подготовки крупномасштабных планов инженерного назначения и цифровых моделей местности ЦММ. Число реечников ограничивается только количеством имеющихся в наличии у организации производящей работы GPS-приемников (рис. 5.10). Съемочные работы можно производить практически при любых погодных условиях: в туман, в дождь, при снегопаде, сильной запыленности и в темное время суток.

Рис. 5.10. Схема геодезических измерений с использованием базовой станции «DGPS»

Для обеспечения работы по производству топографических съемок в реальном масштабе времени (т.е. в движении) необходимо перед началом съемочных работ произвести инициализацию (присвоение начальных значений) переносных GPS-приемников, которую осуществляют с помощью контроллера, где кроме того выбирают единицы измерений и системы координат, в которых предполагается выполнение топографической съемки.

Реечники перемещаются по заранее намеченным маршрутам, фиксируя как при обычной тахеометрической съемке все характерные точки местности (переломные точки рельефа, ситуационные и другие характерные точки местности). Координаты точек местности, появляющиеся на дисплее контроллера, записываются на магнитные носители информации простым нажатием кнопки.

Получение информации о местности в цифровом виде на магнитных носителях информации обеспечивает возможность проведения постизмерений в камеральных условиях для уточнения полученных результатов и последующую автоматизированную подготовку топографических планов на плоттерах и подготовку ЦММ для автоматизированного проектирования.

Схему опережающего создания съемочных геодезических сетей используют при производстве топографических съемок в закрытой местности, где необходима рубка визирок и просек, установка и закрепление точек съемочного планово-высотного обоснования. Дальнейшая топографическая съемка в лесу может осуществляться комбинированным способом, т.е. с использованием традиционных методов и схем наземной тахеометрии и методами GPS-съемки с использованием GPS-систем, типа "Pathfinder ProXL", обеспечивающих работу под кронами деревьев.

Схему постизмерений используют по окончании полевых работ, для чего информацию с подвижных GPS - приемников и базовых DGPS-станций заносят в память компьютера и с использованием специального программного обеспечения добиваются повышения точности спутникового позиционирования.

5.7. Наземное лазерное сканирование

Наземное лазерное сканирование трехмерным лазерным сканером, измеряющим трехмерные координаты точек впередилежащей местности с помощью лазерного импульсного безотражательного дальномера, который поворачивается по вертикали и горизонтали с получением плотного массива точек. Это современный оперативный вид съемки местности, который вобрал в себя последние достижения компьютерных технологий. Применение лазерного сканирования местности в настоящее время оказывается особенно эффективным в связи с большими объемами полевых работ по сбору информации для разработки проектов реконструкции и капитального ремонта существующих автомобильных дорог.

Трехмерный сканер измеряет трехмерные координаты по выбранному фрагменту местности с помощью безотражательного дальномера, который поворачивается по вертикали и горизонтали с получением плотного массива точек, имеющим три координаты и информацию о цвете.

Как и во всякой современной технологии в основе наземного лазерного сканирования лежат две составляющие - аппаратная и программная.

Суть технологии лазерного сканирования заключается в определении пространственных координат точек местности (поверхности объекта). Это реализуется посредством измерения расстояний до всех определяемых точек местности с помощью лазерного безотражательного дальномера. При каждом измерении луч дальномера отклоняется от своего предыдущего положения так, чтобы пройти через узел некоторой воображаемой сетки, называемой сканирующей матрицей. Количество строк и столбцов матрицы может регулироваться. При этом, чем выше плотность точек матрицы, тем выше плотность точек на поверхности объекта и тем выше точность результатов измерений снимаемого объекта. Все измерения производятся с очень высокой скоростью - до нескольких даже десятков тысяч измерений в секунду.

Прибор, реализующий на практике приведенную выше технологию измерений, называют лазерным сканером (рис. 5.11). В конструкции сканера отсутствуют обязательные атрибуты традиционных геодезических приборов: зрительная труба, устройство наведения (визир, целик и т.д.), устройство центрирования, метка на корпусе для измерения высоты прибора, уровень.

Рис. 5.11. Лазерный сканер Leica HDS2500

Результатом работы сканера является множество точек (пикселей) с вычисленными трехмерными координатами. Такие наборы точек принято называть облаками точек или сканами. Обычно количество точек в одном скане может варьироваться от нескольких сотен тысяч до нескольких миллионов. В начале координаты точек каждого скана определяются в условной системе координат самого сканера.

В большинстве конструкций сканеров используют импульсный лазерный безотражательный дальномер. На пути к снимаемому объекту импульсы лазерного излучения проходят через систему зеркал, которые осуществляют пошаговое отклонение лазерного луча. Чаще всего конструкция лазера состоит из двух подвижных зеркал, приводимых в движение прецизионными сервомоторами, обеспечивающими точное наведения лазерного луча на тот или иной узел сканирующей матрицы. Зная углы разворота зеркал в момент наблюдения и измерения расстояния, процессор вычисляет трехмерные координаты каждой точки.

Все управление работой прибора осуществляется посредством специального портативного компьютера с соответствующим программным обеспечением. Полученные трехмерные значения координат точек местности передаются на компьютер по интерфейсному кабелю и накапливаются в специальной базе данных. При этом объемы данных, получаемых со сканера, могут измеряться сотнями мегабайт, а порою и гигабайт.

Каждый сканер имеет определенную область обзора или поле зрения. Предварительное наведение сканера на исследуемые объекты осуществляется либо с помощью встроенной цифровой фотокамеры, либо по результатам предварительного сканирования. Работа по сканированию нередко происходит в несколько сеансов из-за ограниченного поля зрения и из-за специфической формы объекта. Для обеспечения процесса «сшивки» сканов, снятых с разных позиций сканера, в пределах зон взаимного перекрытия размещают специальные мишени, координаты которых обычно определяют с помощью безотражательного тахеометра. Поскольку при сканировании координаты точек вычисляются в системе координат самого сканера (рис. 5.12), для перевода всего массива данных в нужную систему координат нужно определить координаты, как минимум, трех мишеней.

Рис. 5.12. Система координат лазерного сканера

Целесообразность использования этой новой технологии в инженерном деле основана на следующих уникальных ее возможностях:

в технологии полностью реализован принцип дистанционного зондирования, позволяющий собирать информацию об исследуемом объекте, находясь на расстоянии от него. При этом информацию о местности сразу получают в цифровом виде, что значительно расширяет возможности дальнейшей компьютерной обработки;

по полноте и подробности получаемой информации с лазерным сканированием не может сравниться ни один из известных геодезических методов съемки;

лазерное сканирование отличается непревзойденной скоростью работы. Информация об объекте в виде облака точек собирается за считанные минуты;

лазерное сканирование отличается высокой точностью измерений ± 6 мм;

обеспечивает получение готового материала непосредственно в полевых условиях;

оперативно обеспечивает определение «мертвых» зон и их устранение.

Благодаря своей универсальности и высокой степени автоматизации процессов измерений, лазерный сканер является не просто геодезическим прибором, а инструментом оперативного решения широкого круга прикладных инженерных задач:

съемка сложных инженерных объектов с большим количеством коммуникаций;

съемка автомобильных дорог и дорожных объектов (мостов, путепроводов, развязок движения и т.д.) для разработки проектов их реконструкции и капитального ремонта;

съемка железных дорог и сооружений на них;

съемка открытых и закрытых горных разработок;

топографическая съемка местности;

исполнительные съемки строящихся объектов.

ГЛАВА 6. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТОВ

6.1. Общие сведения об организации и составе инженерно-геологических изысканий

Инженерно-геологические изыскания должны обеспечивать комплексное изучение инженерно-геологических условий района проектируемой автомобильной дороги, включая геологическое строение, сейсмотектонические, геоморфологические и гидрогеологические условия, состав, состояние и свойства грунтов, геологические и инженерно-геологические процессы и составление прогноза возможных изменений инженерно-геологических условий в сфере взаимодействия проектируемых объектов с геологической средой с целью получения необходимых и достаточных материалов для обоснования проектной подготовки строительства, в том числе мероприятий инженерной защиты объекта строительства и охраны окружающей среды.

Состав и характер инженерно-геологических изысканий зависят от стадии разработки проекта, сложности и степени изученности природных условий района изысканий.

Состав инженерно-геологических изысканий следующий:

сбор и обработка материалов изысканий и исследований прошлых лет;

дешифрирование материалов аэрокосмических съемок;

рекогносцировочное обследование, включая аэровизуальные и маршрутные наблюдения;

проходка горных выработок;

геофизические исследования;

полевые исследования грунтов;

гидрогеологические исследования;

стационарные наблюдения (локальный мониторинг компонентов геологической среды);

лабораторные исследования грунтов, подземных и поверхностных вод;

обследование грунтов оснований и фундаментов существующих зданий и сооружений;

составление прогноза изменений инженерно-геологических условий;

камеральная обработка материалов и составление технического отчета (заключения).

Сбор и обработка материалов изысканий и исследований прошлых лет. В состав материалов, подлежащих сбору и обработке, входят следующие документы:

материалы инженерно-геологических изысканий прошлых лет (технические отчеты об инженерно-геологических изысканиях, гидрогеологических, геофизических и сейсмологических исследованиях, стационарных наблюдениях и другие данные, находящиеся в государственных и ведомственных фондах и архивах);

результаты геолого-съемочных работ в виде геологических карт крупных масштабов;

аэрокосмические съемки территории;

научно-исследовательские работы и научно-техническая литература, в которых обобщаются данные о природных и техногенных условиях территорий и приводятся результаты новых разработок по методике и технологии выполнения инженерно-геологических изысканий.

Дешифрирование материалов аэрокосмических съемок и аэровизуальные наблюдения следует предусматривать при изучении и оценке инженерно-геологических условий значительных по протяженности территорий, а также при необходимости изучения динамики изменения этих условий.

Дешифрирование материалов аэрокосмических съемок выполняют для:

уточнения границ распространения генетических типов четвертичных отложений;

уточнения и выявления тектонических нарушений и зон повышенной трещиноватости пород;

установления распространения подземных вод, областей их питания, транзита и разгрузки;

выявления участков развития геологических и инженерно-геологических процессов;

установления видов и границ ландшафтов, уточнения границ геоморфологических элементов;

изучения динамики изменения инженерно-геологических условий, установление последствий техногенных воздействий, характера хозяйственного освоения территорий, преобразования рельефа, почв, растительного покрова и т.д.

Рекогносцировочные обследования территории включают:

осмотр места изыскательских работ;

визуальную оценку рельефа;

описание имеющихся обнажений, в том числе карьеров, строительных выработок и т.д.;

описание водопроявлений и геоботанических индикаторов гидрогеологических и экологических условий;

описание внешних проявлений геодинамических процессов;

опрос местного населения о проявлении опасных геологических и инженерно-геологических процессов.

Маршрутные наблюдения осуществляют в процессе рекогносцировочных обследований и инженерно-геологической съемки для выявления и изучения основных особенностей инженерно-геологических условий исследуемой территории. При маршрутных наблюдениях необходимо выполнять описание естественных и искусственных обнажений горных пород, выходов подземных вод, искусственных водных объектов, проявлений геологических и инженерно-геологических процессов, типов ландшафтов, геоморфологических условий.

Проходку горных выработок выполняют с целью:

установления и уточнения геологического разреза, условий залегания грунтов и грунтовых вод;

определения глубин залегания уровней грунтовых вод;

отбора образцов грунтов для определения их состава, состояния и свойств, а также проб грунтовых вод для их химического анализа;

проведения полевых исследований свойств грунтов, определения гидрогеологических параметров водоносных горизонтов, зон аэрации и производства геофизических исследований;

выполнения стационарных наблюдений;

выявления и оконтуривания зон проявления геологических и инженерно-геологических процессов.

Проходку горных выработок осуществляют, как правило, механизированным способом. Виды, глубины и назначение горных выработок при инженерно-геологических изысканиях определяют в соответствии с требованиями СП 11-105-97 (Инженерно-геологические изыскания для строительства. Ч. 1. Общие правила производства работ: СП 11-105-97. - М.: ПНИИИС Госстроя России, 1997. - 47 с.) (табл. 6.1).

Таблица 6.1.

Виды, глубины и назначение горных выработок

Геофизические исследования выполняют на всех стадиях изысканий в сочетании с другими видами инженерно-геологических работ с целью:

определения состава и мощности рыхлых четвертичных отложений;

выявления литологического строения массивов горных работ, тектонических нарушений и зон повышенной трещиноватости и обводненности;

определения глубин залегания грунтовых вод, водоупоров и направления движения потоков подземных вод, гидрогеологических параметров грунтов и водоносных горизонтов;

определения состава, состояния и свойств грунтов в массивах и их изменений;

выявления и изучения геологических и инженерно-геологических процессов и их изменений;

проведения мониторинга опасных геологических и инженерно-геологических процессов;

сейсмического микрорайонирования территории.

Полевые исследования грунтов следует проводить при изучении массивов грунтов с целью:

расчленения геологического разреза, оконтуривания линз и прослоев грунтов;

определения физических, деформационных и прочностных свойств грунтов в условиях естественного залегания;

оценки пространственной изменчивости свойств грунтов и т.д.

Полевые исследования грунтов рекомендуется, как правило, сочетать с другими способами определения свойств грунтов: лабораторными и геофизическими с целью выявления взаимосвязи между одноименными характеристиками.

Гидрогеологические исследования необходимо выполнять в тех случаях, когда подземные воды могут оказать существенное влияние на проектируемый объект и его эксплуатацию. Подземные воды влияют на изменение свойств грунтов, а также на интенсивность развития геологических и инженерно-геологических процессов (карст, суффозия, оползни, пучение и т.д.).

Стационарные наблюдения необходимо выполнять в сложных инженерно-геологических условиях для изучения:

динамики развития опасных геологических процессов (карст, оползни, обвалы, сели и т.д.);

развития подтопления, осадки и просадки территорий, в том числе вследствие сейсмической активности;

изменения состояния и свойств грунтов, уровненного, температурного и гидрохимического режимов подземных вод, глубин сезонного промерзания и оттаивания грунтов;

осадки, набухания и других изменений состояния грунтов.

Лабораторные исследования грунтов и камеральная обработка полученных материалов подробно изложены в разделах 6.6 и 6.8.

6.2. Современные технические средства, применяемые при инженерно-геологических изысканиях

Инженерно-геологические изыскания выполняют с применением прогрессивных методов производства работ, современных приборов и оборудования.

Одним из эффективных методов инженерно-геологических изысканий и поиска месторождений строительных материалов являются космические съемки и аэрогеологические методы.

Космические съемки применяют для выявления линий тектонических разломов, гидрогеологических условий, мест образования наледей.

Аэрокосмические методы значительно снижают объем трудоемких полевых работ и повышают качество инженерно-геологических изысканий.

При инженерно-геологическом дешифрировании аэрофотоснимков устанавливают типы геоморфологических элементов, контуры генетических и литологических разновидностей грунтов, характер современных физико-геологических явлений, общие инженерно-геологические условия.

По аэрофотоснимкам на основе анализа тона изображений и своеобразному растительному покрову могут быть выявлены участки местности с сырыми и избыточно-увлажненными грунтами, а по характеру рельефа - участки со скальными породами или мягкими грунтами. Сравнительно легко выявляют сухие места с обеспеченным хорошим поверхностным стоком, без признаков заболачивания и с глубоким залеганием грунтовых вод, а также сырые участки с необеспеченным стоком поверхностных вод и с признаками заболачивания даже при достаточно глубоком залегании грунтовых вод. Намечают последовательность и направление наземных маршрутов для поисков месторождений строительных материалов и резервов грунта.

Однако основной объем разведочных инженерно-геологических и инженерно-гидрогеологических изысканий выполняют бурением скважин. Для этого используют самоходные и переносные станки механического бурения. Перечень рекомендуемых станков для проходки скважин в зависимости от преобладающих грунтов приведен в табл. 6.2.

Таблица 6.2.

Станки для механического бурения

Переносные станки:

УКБ-12/25 и М-1 - легкие (массой до 20 кг), обеспечивают начальный диаметр скважин 100 мм, используемые способы бурения - колонковый, шнековый;

БСК-2М-100 и БЕКГМ-1-100 - тяжелые (масса 400-500 кг).

Прицепные станки:

Станок БУКС-ЛГТ - легкий, начальный диаметр устраиваемой скважины 150 мм, применяемый способ бурения - ударно-канатный.

Самоходные станки:

это станки на базе автомобилей ГАЗ-66 и ЗИЛ-131, способы бурения - ударно-канатный и колонковый, начальный диаметр скважин 300 мм (исключение составляют станок АВБ-2М с вибрационным способом бурения и станок Булиз-15 на базе ГАЗ-69 с комбинированным способом бурения и начальным диаметром устраиваемых скважин 150 мм).

Для испытаний грунтов в условиях естественного залегания применяют пенетрометры динамического и статического типа, установки лопастного типа, проводят штамповые и прессиометрические испытания грунтов в буровых скважинах.

Динамическое зондирование позволяет определять сопротивление грунта зонду, используемое при расчете глубины забивки свай, а также в первом приближении плотность грунта, удельное давление на глинистый грунт, угол внутреннего трения и модуль деформации. Установки динамического зондирования, предусматривающие автоматическое сбрасывание молота, приведены в табл. 6.3.

Таблица 6.3.

Установки динамического зондирования

ФГУП «Росстройизыскания» внедрило в производство зондировочно-буровую геотехническую установку, которая может бурить вертикально, наклонно, с использованием практически всех видов бурения. Позволяет вести статическое зондирование с усилием до 15 и даже при необходимости 20 тонн. Совмещенное бурение со статическим зондированием позволяет проходить те слои, которые не поддаются статическому зондированию, то есть переходить на буровое зондирование, впервые примененное в нашей стране. Смысл бурового зондирования заключается в том, что установка, снабженная датчиками, позволяет измерять все основные параметры режима бурения по глубине, то есть фактически строить график затрат энергии.

Радиоуправляемая самоходная многоцелевая буровая установка GM-50GT (производство Финляндии) производит буровые работы колонковым, ударно-канатным и шнековым способами, снабжена зондами для статического и динамического зондирования. Установка позволяет считать число полуоборотов на каждые 5 см заглубления зонда. Диаметр бурения 89 мм, глубина бурения составляет до 20 м, глубина проведения динамического зондирования - 25 м, статического зондирования - 5-6 м. Установка оснащена бортовым компьютером Geoprinter, который сохраняет результаты зондирования и после проведения работ выдает лобовое сопротивление, боковое трение и поровое давление в грунте.

Динамический пенетрометр PDG 1000 фирмы VECTRA (Франция) монтируется на прицепе. Вбивание конической иглы производится с помощью сил гравитации. Откалиброванная масса ударяет с регулярным интервалом по наковальне, связанной со стержнем держателя иглы. Погружение иглы в исследуемый грунт измеряется датчиком перемещения, установленным наверху стойки. Датчик давления фиксирует величину давления в гидравлической цепи в момент поднятия молотка после каждого удара. Установка имеет диаграмму сопротивления при вбивании калибровочной иглы под стандартным нагружением. Определено соотношение между плотностью грунта и сопротивлением вбиванию для всех видов и составов грунтов.

Метод статического зондирования позволяет получить сопротивление грунта, используемое при расчете забивки свай, а также приблизительные плотность грунта, угол внутреннего трения, модуль деформации и удельное давление на глинистые грунты. Метод основан на том, что грунты в зависимости от их структурных особенностей, состава и строения оказывают различное сопротивление прониканию зонда с рабочим наконечником, имеющим обычно форму конуса. Из установок статического зондирования наиболее распространены следующие: С-979, С-832, УСЗК-3, УСЗК-73В, СП-59 и ПИКА-9 (пенетрометроприставка к УГБ-1ВС), которые позволяют выполнить зондирование на глубину до 15-20 м, имеют массу 0,3-2,6 кг. В качестве регистрирующей аппаратуры используются манометры, динамометры, самописцы, манометры-тензодатчики, измерительные головки и т.д.

Для болотных грунтов следует применять пенетрометр П-4 конструкции Тверского государственного технического университета (ТГТУ). Пенетрометр П-4 включает помимо наконечника стержень для оценки трения штанг о грунт, соединительные штанги, упор и рукоятку, витую пружину и индикатор часового типа.

При задавливании конуса в грунт оператор на определенных глубинах фиксирует показания индикатора. В качестве показателя, характеризующего зондирование, вычисляется удельное сопротивление зондированию и строится график изменения по глубине усилия задавливания, а также удельного сопротивления зондированию.

При испытании слабых грунтов на сдвиг в условиях природного залегания используют приборы лопастного типа: сдвигомер-крыльчатка конструкции ТГТУ СК-8, крыльчатка ЦНИИС и сдвигомер-крыльчатка БелдорНИИ.

Испытание заключается в измерении максимального крутящего момента, возникающего при срезе грунта во время вращения в нем крестообразной лопасти. При повороте следят за стрелкой индикатора до тех пор, пока не прекратится ее отклонение и не начнется спад.

Отличительной особенностью сдвигомера-крыльчатки БелдорНИИ является наличие динамометрического устройства и двух крыльчаток с различными диаметрами. Крыльчатку ЦНИИС (комплектуется крыльчатками четырех размеров) используют, когда верхние слои слабой толщи осушены и уплотнены, поэтому при ее применении необходимо предварительное бурение.

ФГУП «Росстройизыскания» разработаны автоматизированные компрессионные сдвиговые приборы «Питон-К», «Питон-В», «Пласт-К», «Пласт-С», которые представляют результаты испытаний в цифровом виде.

Для выполнения гидрогеологических изысканий может быть использован многоканальный датчик «Madosolo» французской фирмы «IRIS INSTRUMENTS», предназначенный для контроля уровня грунтовых вод, как при единичных, так и стационарных наблюдениях. Прибор принимает электрические сигналы с сенсора, непосредственно производимые им самим. Временной интервал снятия показаний программируется от 1 мин до 24 час. Зафиксированные от 13 000 до 28 000 результаты измерений заносятся в электронную память прибора и преобразуются с помощью компьютера в обычные физические величины. Условия работы прибора: температура от -25° до +70°С при влажности от 0 до 100 %, точность измерений 0,2 %.

Помимо буровых и шурфовых работ, пенетрометров и установок лопастного типа используют геофизические методы исследований. Их стали широко применять при системном автоматизированном проектировании. Эти методы позволяют собирать инженерно-геологическую информацию в пределах широкой полосы варьирования трассы для последующего построения цифровых и математических моделей инженерно-геологического и гидрогеологического строения местности. Геофизические методы изысканий описаны в разделе 6.7.

6.3. Инженерно-геологические изыскания на полосе варьирования трассы

Цель инженерно-геологических изысканий - сбор сведений, характеризующих инженерно-геологические условия полосы варьирования в объеме необходимом и достаточном для их оценки и выбора рекомендуемого направления трассы.

Материалы инженерно-геологических исследований территории должны обеспечивать составление карт инженерно-геологического районирования в масштабах 1:50 000-1:20 0000 на основе использования имеющихся геологических, гидрогеологических и других карт соответствующего масштаба.

При недостаточности собранных материалов изысканий прошлых лет, материалов аэрокосмических съемок и других данных следует выполнять рекогносцировочные обследования или инженерно-геологические съемки в соответствии с техническим заданием заказчика.

Разработку документации на строительство осуществляют в три этапа:

определение цели инвестирования;

разработка ходатайства (декларации) о намерениях;

разработка обоснований инвестиций в строительство.

На этапе определения цели инвестирования материалы инженерно-геологических изысканий должны обеспечивать оценку инженерно-геологических условий полосы варьирования трассы, выбора направления автомобильных дорог с учетом необходимости развития инженерной защиты участков автомобильной дороги от вредных природных и техногенных процессов.

При инженерно-геологическом дешифрировании аэрофотоснимков устанавливают типы геоморфологических элементов, контуры генетических и литологических разновидностей грунтов, характер современных физико-геологических явлений, общие инженерно-геологические условия. Выявляют перспективность и направления наземных маршрутов для поиска месторождений строительных материалов и резервов грунта.

Для дешифрирования грунтов и гидрогеологических условий в залесенных районах применяют спектрозональные цветные аэросъемки. Спектрозональные аэрофотосъемки помогают установить необходимые для дешифрирования грунтов геоботанические признаки.

Материалы аэрокосмических съемок используют для объектов протяженностью более 100 км.

При недостаточном объеме имеющихся материалов, а также в связи с необходимостью их обновления могут быть выполнены рекогносцировочные обследования местности.

В процессе инженерно-геологической рекогносцировки производят визуальный осмотр местности, уточняют данные дешифрирования и предварительную инженерно-геологическую карту в отдельных ключевых местах, отмечают границы неблагоприятных в инженерно-геологическом отношении участков, а также границы месторождений и резервов, выявленных по предварительным данным. Выявляют характерные участки для подробных полевых исследований.

По материалам инженерно-геологических изысканий на этапе определения целей инвестирования составляют карты инженерно-геологического районирования территории и рекомендации по выбору района размещения объекта инвестирования.

На этапе разработки ходатайства (декларации) о намерениях с учетом решений, принятых в программах и схемах развития регионов, производят оценку возможности инвестирования в выбранном районе с учетом затрат на инженерную защиту автомобильной дороги и природоохранные мероприятия.

По материалам инженерно-геологических изысканий на этапе разработки ходатайства о намерениях составляют инженерно-геологическую карту в требуемом масштабе и заключение об инженерно-геологических условиях района предполагаемого размещения объекта строительства, включающее данные о необходимости инженерной защиты дороги, условиях природопользования и необходимости природоохранных мероприятий.

Карты должны отражать инженерно-геологические условия на необходимую для проектирования глубину, быть легко читаемыми и понятными для проектировщиков. При этом грунтово-гидрогеологические условия должны быть представлены не только в виде инженерно-геологических карт, но и в виде цифровых моделей инженерно-геологического строения местности.

При изысканиях для разработки обоснования инвестиций (ОИ) в строительство автомобильных дорог точки наблюдения, в том числе горные выработки, следует размещать в пределах полосы варьирования трассы вдоль ее оси, по поперечникам, в местах переходов через водотоки и пересечений других сооружений, а также на характерных элементах рельефа (склоны, борта оврагов, тальвеги, заболоченные участки и др.). Количество точек наблюдений устанавливают, исходя из табл. 6.4, в соответствии с СП 11-105-97.

Таблица 6.4.

Число точек наблюдений при выполнении инженерно-геологических съемок

На участках развития геологических и инженерно-геологических процессов, распространения специфических грунтов, а также в сложных инженерно-геологических условиях необходимо располагать поперечники из трех-пяти выработок и увеличивать ширину полосы инженерно-геологической съемки.

Полевые методы исследования грунтов следует использовать для оценки физико-механических свойств грунтов в массиве, установления характера пространственной изменчивости свойств грунтов, выявления, уточнения и прослеживания границ литологических тел (пластов, прослоев, линз) и других целей. Для этого рекомендуется применение зондирования, прессиометрии, а также выполнения геофизических исследований.

Количество точек статического и динамического зондирования должно быть не менее шести на каждом геоморфологическом элементе.

Для изысканий грунтово-гидрологических условий полосы варьирования автомобильных дорог проф. А.М. Кулижниковым рекомендована следующая технология выполнения работ с использованием георадаров (патент № 2109872 РФ).

Аналитически обоснованные границы полосы варьирования трассы заносят в память компьютера, при этом всю полосу варьирования разбивают на зоны с различными грунтово-гидрологическими условиями (например, болотистые, оползневые, карстовые и просадочные участки, участки с обеспеченными и необеспеченными поверхностными стоками и т.д.). Координаты границ зон с различными грунтово-гидрологическими условиями также заносят в память компьютера. В каждой зоне устанавливают расстояние между маршрутами движения вездехода, по которым определяют грунтово-гидрологические разрезы. Из рассмотрения в ходе последующих изысканий отбрасываются участки местности, прилегающие к начальной и конечной точкам трассы и образующиеся границей полосы варьирования и прямыми, направленными под углами 35-55° к воздушной линии. Задают начальное направление движения вездехода в зависимости от рельефа и ситуации, например под углом 45° вправо к направлению воздушной линии между начальной и конечной точками трассы.

Вездеход с георадаром движется по начальному направлению к правой границе полосы варьирования трассы, при этом пересекая по возможности самые высокие и низкие места рельефа, обходя встречающиеся деревья и другие ситуационные препятствия. По маршруту движения вездехода на экране дисплея просматривается и записывается на магнитные носители геологический разрез местности, на котором фиксируется положение уровня грунтовых вод. При движении вездехода его положение в декартовой системе координат определяют и заносят на магнитные носители с использованием систем спутниковой навигации GPS (например, американской «NAVSTAR» или российской «ГЛОНАСС») по установленному на вездеходе многоканальному приемнику. Например, приемник ASHTECH Р-12 определяет геодезические координаты с точностью до 5 мм и обладает значительной помехоустойчивостью. Потребляемая приемником мощность менее 12 Вт, питание осуществляется от сети постоянного тока 10-36 В. Помимо маршрутного GPS-приемника в середине полосы варьирования трассы устанавливают базовую станцию DGPS. Базовую станцию устанавливают на открытой возвышающейся над окружающей местностью площадке.

При достижении правой границы полосы варьирования трассы вездеход проходит вдоль границы параллельно воздушной линии, связывающей начальный и конечный пункты трассы.

Далее маршрут следования вездехода проходит через экстремальные точки рельефа в обход препятствий к левой границе полосы варьирования трассы с учетом принятого расстояния между грунтово-гидрологическими разрезами. Вездеход может осуществлять движение по интересующим участкам местности с возможностью маневрирования. При этом контролируют переходы из одной зоны грунтово-гидрологических условий в другую. Достигнув левой границы полосы варьирования, вездеход проходит параллельно воздушной линии и вновь направляется к правой границе полосы варьирования, и так далее до выхода в конечную точку зоны варьирования.

Перед началом, в процессе или после завершения грунтово-гидрогеологических геофизических изысканий выполняют контрольное бурение, по которому калибруют волновую картину геологического разреза для уменьшения погрешности определения залегания кровли и подошвы грунтовых напластований и положения уровня грунтовых вод.

По результатам полевых работ создают интегрированную пространственную математическую модель рельефа, геологии и гидрогеологии местности.

В местах индивидуального проектирования земляного полотна инженерно-геологические работы выполняют по особым программам. В состав работ включают крупномасштабную инженерно-геологическую съемку, горно-буровые работы, геофизическую разведку, полевые методы испытания грунтов. В местах ожидаемого строительства мостов и путепроводов для уточнения типов фундаментов закладывают выработки, применяют геофизические методы разведки и, в частности, пенетрацию.

Гидрогеологические исследования выполняют для ориентировочной оценки водопроницаемости грунтов - коэффициента фильтрации. Допускается применение экспресс-откачек в процессе или после бурения скважин. Количество опытов для водоносного горизонта следует принимать не менее шести.

Из каждого водоносного горизонта в пределах взаимодействия автомобильной дороги с геологической средой следует отбирать не менее трех проб воды на стандартный химический анализ.

Лабораторные методы определения показателей физико-механических свойств грунтов следует выполнять для классификации грунтов в соответствии с ГОСТ 25100-95 (Грунты. Классификация), количественной оценки их состава и физических характеристик согласно ГОСТ 5180-84 (Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик). Количество отобранных в процессе изысканий образцов грунта должно быть не менее шести для каждого основного литологического пласта.

При необходимости оценку прочностных и деформационных свойств грунтов осуществляют в соответствии с региональными таблицами характеристик грунтов, свойственных для исследуемого района, или по показателям физических характеристик в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83.

Характеристику состава и состояния крупнообломочных и скальных грунтов определяют по результатам их визуального описания, с использованием справочных табличных данных, а также по результатам геофизических исследований.

При определении физико-механических свойств грунтов следует также использовать метод инженерно-геологических аналогий.

Прогноз изменений инженерно-геологических и гидрогеологических условий при изысканиях следует осуществлять, как правило, в форме качественного прогноза с использованием сравнительно-геологических методов (природных аналогов и инженерно-геологических аналогий). Прогноз следует осуществлять на основе обобщения материалов изысканий прошлых лет, материалов аэрокосмических съемок и данных инженерно-геологического картирования исследуемой территории с учетом результатов рекогносцировочного обследования.

В результате прогноза изменений инженерно-геологических условий в районе изысканий устанавливают:

возможность возникновения и развития опасных геологических процессов и явлений определенного вида и масштаба;

направленность и характер возможных изменений состава и состояния грунтов под воздействием природных и техногенных факторов и проявления особых свойств грунтов и их ориентировочные характеристики, а также категорию опасности природных процессов в соответствии со СНиП 22-01-95 и тенденцию изменения отдельных факторов инженерно-геологических условий.

Состав и содержание технического отчета о результатах инженерно-геологических изысканий должен соответствовать требованиям пп. 6.3-6.5 СНиП 11-02-96 и СП 11-105-97. В заключительной части отчета должны быть сформулированы рекомендации и предложения по проведению последующих изысканий.

6.4. Инженерно-геологические изыскания по принятому варианту трассы

Для изучения почвенно-грунтовых условий вдоль принятого варианта трассы закладывают геологические выработки, расчистки, шурфы, прикопки и скважины.

Основным методом изучения грунтово-геологических условий при изысканиях дорог является механическое бурение с непрерывным отбором и осмотром керна и взятием образцов (диаметр не менее 100 мм) с ненарушенной структурой. С этой целью применяют ручные мотобуры, работающие шнековым инструментом, или инструменты ручных комплексов, буровые прицепные установки с приводом от бензиновых двигателей и буровые самоходные установки на гусеничном ходу или на базе автомобилей повышенной проходимости.

На трассе дороги, если отсутствуют грунты текучепластичной или текучей консистенции, илы, торфы и им подобные, то буровые скважины устраиваются через 250-300 м, глубиной до 3 м. Если перечисленные грунты встречаются, то расстояние между скважинами уменьшают до 150-200 м. При вскрытии грунтов, практически не обладающих несущей способностью, проходку выполняют на полную мощность с заглублением в несущие грунты на 1,5-2,0 м.

Если на конкретном участке трассы дороги предполагают устройство выемки, то бурение производят через 100 м, глубиной скважин на 2 м большей проектной глубины выемки или до скальных грунтов.

Буровые скважины и шурфы закладывают в пределах придорожной полосы шириной до 200 м во всех характерных местах рельефа.

Если обследуемые грунтовые напластования имеют незначительную мощность, а также при невозможности, экономической нецелесообразности использования механических буровых станков, закладывают шурфы.

Шурфы закладывают во всех характерных местах рельефа - на водоразделах, склонах, пониженных местах, в тальвегах и оврагах.

При I категории сложности местности по геологическому строению на 1 км трассы необходимо предусматривать не менее 2 шурфов, а при III категории - может потребоваться более 5 шурфов на км.

Шурфы копают размерами: шириной 1 м, длиной 1,5 м и глубиной до 2 м. Шурфы устраивают без крепления стенок до следующих глубин: в песчаных грунтах не более 1 м; в глинистых - не более 2 м; при наличии грунтовых вод до зеркала воды, но не более 2 м; при наличии скальных грунтов до скалы, но не более 2 м. Шурфы закладывают в стороне от оси дороги на расстоянии 10-15 м, располагая их так, чтобы узкая вертикальная стенка шурфа во время описания была освещена солнцем.

Для ускорения и облегчения грунтовых обследований в открытых местах с равнинным рельефом могут быть использованы механические шурфокопатели, смонтированные на шасси автомобилей высокой проходимости, которыми можно отрывать шурфы круглой формы - "дудки", диаметром до 80 см и глубиной до 3 м.

Из каждого генетического горизонта в шурфе берут пробы грунтов и монолит. При изучении Шурфов записывают в журнал визуальные данные о строении почвенно-грунтового разреза, структуре, составе, плотности, пористости, влажности и окраске отдельных слоев почвы, уровне грунтовых вод и интенсивности их притока. В дальнейшем эти данные уточняют количественными характеристиками в лабораторных условиях по взятым образцам грунта с ненарушенной структурой.

Прикопки глубиной 0,5-1,0 м закладывают между шурфами для уточнения мест изменений почвенно-грунтовых условий в среднем через 250-300 м. Если прикопка обнаруживает значительные изменения характера залегания грунтов по сравнению с соседним шурфом, то прикопку увеличивают и углубляют, превращая в шурф.

В местах больших сосредоточенных объемов земляных работ и со сложными грунтово-гидрогеологическими условиями инженерно-геологические изыскания проводят более детально.

При насыпях высотой до 12 м и косогорности положе 1:3 расстояние между выработками грунта .Принимается от 200 до 500 м в зависимости от категории местности при глубине выработки не менее 2 м. Нa участках автомобильных дорог при выемках глубиной до 12 м и длинах до 100 м закладывают не менее одной выработки, при длинах выемок 100-300 м - не менее двух, а при длинах более 300 м - не менее трех, во всех случаях на глубину сезонного промерзания грунтов и ниже предполагаемой глубины выемки, не менее чем на 2 м.

Если земляное полотно устраивают на участке с косогорностью круче 1:3, то на каждом поперечнике берут по три выработки с расстоянием между поперечниками от 100 до 400 м в зависимости от категории местности при глубине выработок не менее 5 м от поверхности земли.

Получен первый опыт использования георадаров при выполнении изыскательских работ. При изысканиях автомобильных дорог георадарные технологии позволяют: устанавливать грунтово-гидрогеологические условия местности; определять положение уровней грунтовых вод; оценивать глубины водоемов или рек в местах будущих мостовых переходов; определять места размещения и размеры инженерных коммуникаций; разведывать и оценивать запасы полезной толщи в карьерах и т.д.

При изысканиях протягивание георадара выполняют ручной буксировкой. Радарограммы по оси трассы в продольном направлении записывают непрерывно при средней длине файлов, соответствующей 200-500 м трассы, а в поперечном направлении фиксируют файлы, соответствующие длине поперечника 60-200 м. Производительность работ в зависимости от рельефа и залесенности территории достигает до 3-5 км в смену.

Результаты изысканий показали, что в лесных районах грунтово-гидрогеологические изыскания могут быть проведены только при расчистке створов прохода георадара от валежника. Протягивание георадара по кочковатой местности, по неровностям из заросших травой валунов существенно не сказывается на полученных результатах. Ограничения в применении подповерхностной радиолокации могут быть лишь при буксировке георадара по крутым склонам. В этих условиях оказывается сложным обеспечить равномерное прохождение его с одинаковой скоростью и целесообразно протягивание георадара снизу вверх. Но даже и в этих случаях направление сигнала не является вертикальным и для устранения данной погрешности разработана специальная программа, корректирующая определение глубин.

При изысканиях может быть использована технология непрерывного и интервального профилирования. Если непрерывное профилирование позволяет получить геологический разрез по всему створу, то интервальное - по отдельным коротким участкам створа. При интервальном профилировании геологический разрез между отдельными участками створа прогнозируется геологом, что сопряжено с возможными ошибками. Непрерывное профилирование требует несколько больших затрат на разметку и расчистку створов, но меньших на привязку. Его целесообразно проводить на малозалесенной местности при незначительном количестве валежника. Интервальное профилирование требует меньших затрат на разметку и расчистку створов, но больших на привязку. Его можно выполнять также и в залесенной местности, даже при большом количестве валежника.

Для резервов грунта при их площадочном распространении расстояние между выработками берут по сетке с шагом 75-150 м в зависимости от категории местности. При этом глубины выработок определяют мощностью полезного слоя грунта, потребностью в нем и способами последующей разработки. При резервах грунтов вытянутой формы (гидронамыв) расстояние между поперечниками принимают 50-100 м, а между выработками - 25-100 м при их глубине до 15 м.

В местах расположения малых искусственных сооружений количество выработок зависит от высоты насыпи и составляет при высоте ее до 6 м - 1-2, от 6 до 12 м - 2-4, более 12 м - 3-5 выработок. Глубина выработок зависит от свойств грунтов и при прочных грунтах составляет всего лишь 4-5 м, в то время как при слабых грунтах - 8-15 м.

При выполнении работ по инженерно-геологическому обследованию мостовых переходов руководствуются инструкцией ВСН 156-88 (Нормы по инженерно-геологическим изысканиям железнодорожных, автодорожных и городских мостовых переходов: ВСН 156-88. - М.: Минтрансстрой, 1988).

Варианты перехода назначают с учетом данных инженерно-геологической съемки, которая должна предшествовать разведочным работам. Масштаб съемки выбирается от 1:500 до 1:25 000 в зависимости от категории геологической сложности. Основой съемки служат аэрофотоснимки и карты. Съемкой охватывают полосу 300 м вверх и 200 м вниз по течению от оси мостового перехода. При выборе места перехода по аэроснимкам и фотосхемам с геологической точки зрения оценивают: положение коренных склонов долины, геологическое строение речной долины, направление руслового и пойменных потоков при расчетном уровне высокой воды, русловые переформирования, границы и протяженность излучин, рукавов и проток реки, наличие оползней, карстов и других неблагоприятных геологических явлений на участках спуска в долину и на подходах к мосту.

Во время разведочных работ выполняют буровые работы для получения разреза по оси мостового перехода с инженерно-геологическими испытаниями грунтов, включающими и полевые методы определения их физико-механических характеристик (пенетрация, зондирование и др.).

На каждом среднем мостовом переходе проходят не менее трех скважин (по берегам и в русле), на большом переходе - не менее пяти скважин. Во всех случаях глубина скважин должна быть не менее 15 м. Образцы отбирают из всех слоев грунта для определения гранулометрического состава, пластичности и естественной влажности. Кроме этого, из слоев, которые могут явиться несущими, отбирают монолиты в количестве не менее шести из каждого слоя для определения угла внутреннего фения и сцепления.

В дополнение к буровым скважинам применяют геофизические и радиометрические методы.

В результате работ по каждому принципиальному варианту мостового перехода представляют: инженерно-геологический паспорт, включающий: инженерно-геологическую карту; геолого-литологический разрез по оси перехода; данные анализа и испытания грунтов; пояснительную записку.

На выбранном варианте мостового перехода выполняют подробные инженерно-геологические изыскания в объеме, достаточном для разработки проекта мостового перехода.

Предварительно для составления сметы объемы буровых работ, ориентировочное количество скважин на мостовом переходе назначают согласно табл. 6.5, при этом, длину моста принимают с коэффициентом 1,3.

Таблица 6.5.

Ориентировочное количество скважин

Глубины разведочных скважин зависят от характера грунтов и типа проектируемого фундамента и их уточняют в каждом конкретном случае. Необходимое количество выработок назначают, сообразуясь с табл. 6.6.

Таблица 6.6.

Рекомендуемое количество выработок

В результате работ составляют паспорт перехода, который включает: инженерно-геологическую карту; схему расположения выработок; схему размещения точек геофизических наблюдений и пенетрационных работ; геолого-литологические разрезы; расчетные характеристики грунтов; химические анализы воды; пояснения к рекомендациям по проектным работам. Для больших мостовых переходов составляют пояснительную записку, к которой прилагают инженерно-геологическую карту с нанесенными вариантами мостовых переходов, геолого-литологические разрезы и колонки выработок, данные анализов и испытаний грунтов и их расчетные характеристики.

В местах строительства путепроводов выявляют инженерно-геологические условия в объеме, достаточном для определения типа и условий сооружения основания опор, а также для решения вопроса о наиболее целесообразном варианте прохождения трассы поверх пересекаемой дороги или под ней.

В результате работ представляют паспорт пересечения, включающий в себя: инженерно-геологическую карту, схему расположения выработок, геолого-литологические разрезы, данные испытаний грунтов и их расчетные характеристики, химические анализы воды с заключением о ее агрессивности по отношению к бетонам различных марок, данные о сейсмичности района строительства.

При проектировании транспортных развязок движения в разных уровнях к выработкам под конкретные опоры путепровода закладывают дополнительно 4-8 выработок (глубиной 2-4 м) в пределах площадки размещения съездов транспортной развязки.

При изысканиях на стадии рабочей документации (РД) на участках сооружения мостовых переходов и транспортных развязок обследуют места заложения каждой опоры. Количество выработок для каждой опоры назначают в зависимости от ширины фундамента и сложности геологических условий согласно табл. 6.7.

Таблица 6.7.

Количество и глубина скважин для опор мостов и путепроводов

Выполняют опытные откачки воды и нагнетания. Продолжают режимы стационарных наблюдений. При наличии вечной мерзлоты замеряют температуру в разведочных выработках. Отбирают образцы грунтов и воды в тех же объемах, что и на стадии инженерного проекта. Для проведения лопастных, штамповых и прессиометрических испытаний, опытных откачек оставляют специальные скважины. Более детально изучают строительные площадки с заложением скважин по сетке 50´50 м, 50´100 м.

В результате работ представляют:

уточненный геолого-литологический разрез по оси мостового перехода;

поперечные геолого-литологические разрезы основания каждой опоры (устоя);

заключение об инженерно-геологических условиях фундирования каждой опоры и инженерно-геологических условиях площадки с данными лабораторных и полевых испытаний грунтов. К заключению прилагают колонки буровых скважин, графики зондирования и опытных откачек, результаты химического анализа воды.

При инженерно-геологических обследованиях болот необходимо: установить границы участка со слабыми грунтами в пределах рассматриваемой территории;

выявить строение слабой толщи, в том числе наличие включений, а также характер пород и рельеф минерального дна;

установить физико-механические характеристики грунтов, слагающих слабую толщу;

выявить особенности гидрогеологического режима слабой толщи.

Инженерно-геологические изыскания выполняют поэтапно. Выделяют три этапа обследований:

на первом (рекогносцировочном) этапе лабораторных испытаний не ведут;

на втором - лабораторные исследования ограничивают определением показателей состава и состояния грунтов в полевой (нестационарной) лаборатории;

на третьем - выполняют испытания в стационарной лаборатории с целью выяснения показателей физико-механических свойств грунтов.

При двухстадийном проектировании (ИП и РД) первые два этапа обследований целесообразно проводить на первой стадии, а третий этап - на второй стадии проектирования.

На пересечениях трассой участков слабых грунтов должны быть получены: план масштаба 1:2 000 с сечением рельефа через 0,25-0,5 м, продольные и поперечные профили и проведен первый этап инженерно-геологического обследования.

Первый этап обследования. До проведения полевых инженерно-геологических работ изучают крупномасштабные топографические карты и материалы аэрокосмических съемок прошлых лет. Аэрофотоснимки позволяют установить подробную характеристику болотных массивов, исходя из особенностей изображения поверхности болот и своеобразия распределения на ней растительного покрова, микрорельефа, увлажнения и водных пространств. По материалам аэрокосмических съемок устанавливают границы болот, ориентировочную мощность торфяной толщи, приблизительный рельеф дна болот, генезис болот, источники их водного питания, направление и интенсивность внутреннего и поверхностного стока в болотах, относительное увлажнение их отдельных частей, геоморфологический тип болота, его микрорельеф и растительность.

При полевых работах выполняют зондировочное бурение скважин (используют бур геолога, торфяной бур, двухдюймовый буровой комплект без обсадки или буровую установку с бензиновым двигателем) в зоне, примыкающей к трассе. Скважины бурят по сетке от 50´50 м до 150´150 м в зависимости от размеров заболоченной территории. При этом захватывают зону общей шириной примерно 300 м (по 150 м в каждую сторону от оси).

При проходке зондировочных скважин для установления наименования грунтов и приблизительной оценки их физико-механических свойств отбирают пробы через 0,5-1,0 м по глубине. В это же время изучают особенности гидрогеологического режима толщи. Параллельно с зондировочным бурением или непосредственно вслед за ним по той же сетке проводят статическое зондирование толщи с помощью вдавливания конусных наконечников.

По результатам первого этапа представляют:

рекомендации по расположению трассы, исходя из наиболее благоприятных условий пересечения участка с точки зрения строения, рельефа дна и особенностей гидрологического режима слабой толщи;

предварительное определение типа основания;

предварительное заключение о целесообразности или нецелесообразности проработки варианта, предусматривающего использование слабой толщи в качестве основания.

Второй этап обследования назначают в том случае, если в результате первого этапа установлена целесообразность проработки варианта, предусматривающего использование слабой толщи в качестве основания.

На этом этапе бурят зондировочные скважины для каждого из возможных конкурирующих вариантов трассы, положение которых уточнено по результатам первого этапа. Скважины располагают по оси и на поперечниках, захватывая полосу, равную 1,5-2 размерам ширины насыпи понизу.

Расстояние между скважинами по оси трассы принимают примерно 25-50 м в зависимости от протяженности заболоченного участка и особенностей строения слабой толщи. Поперечники подразделяют на основные и промежуточные. На основных проходят пять-семь скважин, на промежуточных всего одну-три.

При проходке скважин отбирают пробы грунтов, через 0,5-1,0 м (но не менее 3 проб из каждого слоя) с нарушенным сложением и определяют основные показатели их состава и состояния в полевой (нестационарной) лаборатории. Параллельно или непосредственно за проходкой производят зондирование слабой толщи конусным наконечником, а также через каждые 0,5 м по глубине толщи испытывают грунты с помощью сдвиго-крыльчатки.

В лаборатории определяют: влажность, содержание органических веществ, степень волокнистости или степень разложения, пределы пластичности, плотность частиц грунта, плотность грунта, ботанический состав и содержание СаСО₃.

По результатам испытаний выделяют расчетные слои и определяют расчетные значения основных показателей состава и состояния грунтов, а также значения физико-механических свойств грунтов в пределах каждого слоя. Уточняют границы расчетных участков и определяют тип основания по устойчивости или строительный тип болота, а также устанавливают место расположения расчетных поперечников и границы наиболее неблагоприятных по своим физико-механическим свойствам слоев.

Уточнив предварительный вывод о целесообразности дальнейшей проработки варианта с использованием слабой толщи в качестве основания, осуществляют третий этап обследований.

Третий этап обследований. На этом этапе проводят следующие работы:

при необходимости дополнительную проходку зондировочных скважин и испытание сдвиго-крыльчаткой;

проходку опорных скважин на расчетных поперечниках с отбором монолитов грунта;

лабораторные испытания монолитов;

при необходимости определение динамических характеристик торфяной толщи.

Если основание относится к типу I, то проводят компрессионные и консолидационные испытания. Количество монолитов и их размеры определяют, исходя из того, чтобы для каждого вида испытаний можно было получить не менее шести образцов для каждого расчетного слоя на каждом расчетном участке.

При основаниях II и III типов, кроме компрессионных и консолидационных испытаний, дополнительно проводят исследования на сдвиг грунта из наиболее слабых слоев. Количество монолитов, отбираемых для сдвиговых испытаний, должно обеспечивать возможность получения не менее 9-12 образцов для каждого расчетного слоя на каждом расчетном участке.

Количество взятых монолитов должно быть увеличено на 25 % на случай их порчи при транспортировке, подготовке и проведении испытаний. Исследования на компрессию, консолидацию и сдвиг проводят в стационарных лабораториях по специальным методикам.

6.5. Разведка местных дорожно-строительных материалов

При строительстве, реконструкции и капитальном ремонте автомобильных дорог используют притрассовые и базисные месторождения.

К базисным - относят крупные месторождения каменных материалов (песка и камня), для разработки которых организуют длительно действующие карьеры, находящиеся в ведении как дорожных, так и других организаций. Материалы из таких карьеров транспортируют автомобилями, а на дальние расстояния железнодорожным или водным транспортом.

К притрассовым - относят все месторождения, в том числе месторождения грунта для возведения земляного полотна, расположенные в притрассовой полосе и разрабатываемые только в период строительства или реконструкции автомобильной дороги. Материалы из таких карьеров транспортируются преимущественно автомобилями.

По окончании строительства или реконструкции автомобильной дороги крупные притрассовые карьеры при условии их дополнительной разведки и утверждения запасов территориальной или государственной комиссией по запасам могут перейти в категорию базисных.

Цель поисково-разведочных работ - найти и разведать месторождения, содержащие дорожно-строительные материалы, которые удовлетворяют по запасам и качеству потребности строительства или реконструкции дороги, а разработка и транспортировка которых потребует наименьших затрат труда, средств и времени.

Дорожно-строительные материалы подразделяются на две группы: грунтовые строительные материалы и местные строительные материалы.

На отвод земель под разработку месторождений в начале полевых работ необходимо получить принципиальное письменное согласие землепользователей. Принципиальное согласие землепользователей на отвод земель оформляется на крупномасштабном плане расположения месторождения, составленном на основе имеющихся топографических планов и карт масштабов 1:2 000-1:10 000.

На стадии подготовки ОИ (ТЭР) задачу изыскания дренирующих и каменных материалов решают на основе изучения геологической, а также физико- и экономико-географической литературы и фондовых материалов территориальных геологических управлений, плановых, дорожных и изыскательских организаций. При наличии материалов аэрофотосъемки проводят их камеральное инженерно-геологическое дешифрирование и на его основе выявляют участки возможного залегания местных дорожно-строительных материалов.

В связи с тем, что при изысканиях автомобильных дорог на стадии подготовки ОИ применяют полевые методы, на перспективных участках, выявленных по результатам дешифрирования аэрофотоснимков, проводят геолого-поисковые маршруты и делают единичные расчистки, шурфы, канавы и скважины. Из выработок отбирают пробы для лабораторных исследований.

Поисковые работы ведут, как правило, в полосе варьирования трассы автомобильной дороги на ширине до 10 км.

При выявлении перспективных для следующей стадии проектирования базисных месторождений оценивают их запасы по категории С₁. Это означает, что предварительно оцененные запасы, условия залегания, форма и распространение полезного ископаемого устанавливают на основе геологических и геофизических данных, подтвержденных вскрытием полезного ископаемого в отдельных точках, либо по аналогии с изученными участками качество полезного ископаемого определяют по единичным пробам и образцам или по данным соседних разведанных участков.

В отдельных случаях при инженерно-геологических изысканиях на стадии разработки ОИ осуществляют обследования эталонных участков с тем, чтобы результаты этих обследований можно было распространить на весь район проложения трассы автомобильной дороги. В этом случае каждый из выбранных эталонных участков обследуют детальнейшим образом, причем притрассовые месторождения и резервы обследуют со степенью детализации, отвечающей подсчету запасов по категории В₂.

По результатам проведенных работ составляют отчет, в котором кратко характеризуют геологическое строение района изысканий, указывают зоны распространения геологических комплексов, перспективных с точки зрения наличия дорожно-строительных материалов, приводят сведения о качестве последних, дают общую оценку обеспеченности района изысканий дорожно-строительными материалами. Все эти данные могут быть нанесены на крупномасштабные инженерно-геологические карты в условных обозначениях.

Общий объем разведанных и согласованных запасов дорожно-строительных материалов в рекомендуемой для поиска полосе проложения вариантов трассы автомобильной дороги должен превышать заявленную потребность в 1,5-2,0 раза.

Поисково-разведочные работы на стадии проектирования выполняют в соответствии со СНиП 1.02.07-87 (СНиП 1.02.07-87. Инженерные изыскания для строительства. - М.: Госстрой СССР, 1988) на основании технического задания главного инженера проекта. В соответствии с техническим заданием главный геолог экспедиции составляет программу работ, в которой указывает состав и объемы работ, методику их проведения, состав исполнителей, определяемый в зависимости от объема работ и сроков их выполнения.

Поиск и разведка месторождений в полосе варьирования трассы выполняется с целью:

поиска месторождений дорожно-строительных материалов при их достаточно близком расположении;

оценки условий распространения, залегания и транспортировки материалов к трассе, запасов и их качества;

выделения наиболее перспективных участков по технико-экономическим показателям.

Разведку месторождений в поисках грунтов для земляного полотна выполняют со степенью детализации, отвечающей подсчету запасов по категории С₂. К этой категории относят запасы при соблюдении следующих условий:

контуры месторождений должны быть нанесены по геологическим или геоморфологическим данным и подтверждены отдельными обнажениями или единичными выработками;

проведена привязка к трассе;

выявлены условия залегания, форма тела полезного ископаемого и литологический состав по описаниям отдельных выработок, геофизической разведки и результатам изучения генетических типов грунтов района;

установлена пригодность грунтов для возведения земляного полотна в соответствии с действующими нормами по результатам испытаний единичных проб или по аналогии с другими участками на основании визуального изучения;

гидрогеологические условия месторождения должны быть ориентировочно известны;

горнотехнические условия предварительно выявлены;

разведанные запасы должны превышать заявленную потребность не менее чем в два раза.

Поисково-разведочные работы выполняют в три этапа (периода): подготовительный, полевой и камеральный.

В подготовительный период на основе дешифрирования аэрофотоснимков по составленной предварительной инженерно-геологической карте намечают маршруты поисков, а также предварительную сеть поисково-разведочных выработок и геофизических профилей.

На основе собранных материалов определяют необходимые объемы работ и составляют программу работ и смету.

Перед непосредственным развертыванием полевых работ изучают материалы фондов местных организаций, уточняют сведения о карьерах, выясняют сколько и какие материалы можно получить при разработке карьера.

Поиск и разведку проводят совместно с геологической рекогносцировкой или инженерно-геологической съемкой.

Основной метод поисковых работ - маршрутное геологическое обследование (рекогносцировка). Поисковые работы ведут по долинам рек и берегам озер, имея в виду нахождение залежей песчаного или гравийно-песчаного аллювия на террасах, в русле, сухих дельтах и конусах выноса, а также выходов скальных пород, слагающих цоколи древних террас или обрывы коренных берегов. В области развития ледниковых отложений объектами поисков являются зандровые участки, моренные песчано-гравийные образования и валунные поля. В горных районах - выходы скальных пород в обнажениях и обрывах, глыбовые россыпи и курумы, осыпи, селевые образования, аллювиальные, элювиальные, делювиальные и пролювиальные рыхлые отложения.

Поисковые маршруты по обеспечению материалов для земляного полотна, как правило, намечают в притрассовой 10-и километровой полосе. Поисковые маршруты по разведке материалов для дорожной одежды и укрепительных работ предусматривают по всей полосе варьирования конкурентных вариантов трассы.

Работы на маршрутах включают дешифрирование аэрофотоснимков, описание обнажений и геоморфологических форм, геофизические исследования, проходку, разведочные выработки и их опробование.

Геофизические работы (вертикальное электрозондирование, радиолокация и т.д.) проводят в целях оконтуривания месторождения, определения мощности полезной толщи и вскрышного слоя, установления уровня грунтовых вод.

В последние годы при разведке запасов дорожно-строительных материалов стали широко применять метод подповерхностной радиолокации, основанный на применении георадаров. Грунтовые радары позволяют зондировать карьеры каменных материалов и грунтов на глубину 0,5-50,0 м с разрешающей способностью соответственно 0,05-2,0 м. При этом метод является неразрушающим и экологически чистым.

Георадары позволяют при разведке оконтуривать на местности границы нахождения кондиционных дорожно-строительных материалов, определять размеры вскрышных работ и объемы запасов полезной толщи в карьерах, а также устанавливать положение уровней грунтовых вод.

Перед выполнением полевых георадарных работ изучают всю имеющуюся документацию по обследуемому району (топографические карты, продольные профили дорог, паспорта существующих карьеров), проводят рекогносцировочные работы, по которым устанавливают границы карьеров и намечают створы прохода георадара длиной 200-1000 м, при этом расстояние между маршрутами в поперечном направлении составляет в пределах 50-300 м. По каждому маршруту производят рубку просек шириной 1,0 м и очистку от валежника.

После выполнения радарных работ производят контрольное бурение 1-3 скважины на 2 га площади карьера. По результатам контрольного бурения и шурфования уточняют глубины залегания кровли и подошвы полезной толщи, а также отбирают образцы для лабораторного анализа.

При поиске грунтов для возведения земляного полотна и строительных песков выработки (шурфы, закопушки, скважины) размещают по всей длине маршрута (не менее одной на 1 км).

При поиске месторождений скальных и крупнообломочных пород сеть поисковых выработок, как правило, размешают по контуру перспективного участка и по двум взаимно перпендикулярным разведочным профилям, пересекающимся в центре участка.

На выявленных месторождениях плотность размещения сети разведочных выработок определяют согласно ВСН 182-91 (Нормы на изыскания дорожно-строительных материалов, проектирование и разработку притрассовых карьеров для автодорожного строительства; ВСН 182-91. - М.: СоюздорНИИ, 1992.-141 с.) по табл. 6.8.

Таблица 6.8.

Рекомендуемая плотность разведочных выработок

Все сведения, получаемые в процессе проведения полевых работ, заносят в журнал поисковых маршрутов и обследования месторождения.

Поисково-разведочные работы выполняют специальные отряды (партии) во главе с геологом.

Камеральные работы на стадии проработки вариантов проложения трассы выполняют в полевых условиях. При этом оформляют следующую поисково-разведочную документацию:

программу, откорректированную в ходе полевых работ;

журнал геологической рекогносцировки и поисковых маршрутов;

журналы буровых, горно-проходческих и геофизических работ;

карту фактического материала;

схематические планы месторождений и предварительные результаты подсчета запасов;

геологические и геофизические разрезы в масштабах: горизонтальный - 1:1000, вертикальный - 1:100);

результаты лабораторных испытаний или сведения о качестве материалов, полученные в местных организациях;

схематический план расположения месторождений и действующих карьеров;

материалы предварительных согласований.

После выбора оптимального варианта проложения трассы определяют перечень тяготеющих к выбранному варианту месторождений и карьеров, материалы из которых могут быть использованы при строительстве дороги.

Разведка месторождений дорожно-строительных материалов по выбранному варианту трассы. Детальную разведку месторождений по выбранному варианту трассы производят для окончательного решения вопросов обеспечения строительства грунтом для возведения земляного полотна и материалами для дорожной одежды и укрепительных работ.

Месторождения местных дорожно-строительных материалов разведывают и испытывают со степенью детализации, отвечающей категории В.

Суммарный запас месторождений должен превышать заявленную потребность не менее чем в 1,2 раза.

Топографическую инструментальную съемку месторождений производят в масштабах 1:2 000.

Месторождения грунтов, предназначенных для сооружения земляного полотна, разведывают со степенью детализации, обеспечивающей отнесение запасов к категории С.

Топографическую инструментальную съемку месторождений в поисках грунтов для возведения земляного полотна производят в масштабах 1:2 000-1:5 000, дренирующих грунтов и материалов для дорожной одежды - в масштабах 1:1 000-1:2 000. Месторождения привязывают к пикетажу трассы в точках примыкания к ней подъездных путей.

Детальную разведку месторождений песка и гравия, а также скальных и крупнообломочных пород для дорожной одежды выполняют согласно ВСН 182-91 по табл. 6.9.

При неоднородном составе полезной толщи количество выработок внутри контура может быть увеличено по усмотрению геолога.

Таблица 6.9.

Рекомендуемые расстояния между выработками и маршрутами

Глубину бурения и расчетную мощность полезной толщи определяют по положению прогнозируемого на период разработки уровня грунтовых вод.

В песчаных аллювиальных месторождениях, подлежащих разработке способом гидромеханизации, мощность полезной толщи определяют техническими возможностями земснаряда. При разведке песчаных месторождений в водоемах выделяют участки с минимальным содержанием прослоев глинистых грунтов.

Для обоснования проекта буровзрывных работ по рыхлению скальных грунтов выполняют сейсмические исследования (25 точек на 1 км разведочного маршрута) и проходят опорные выработки по разрешенной сетке.

В районах распространения вечномерзлых пород для сооружения земляного полотна и дорожной одежды следует использовать разрыхленные скальные породы, мерзлые дренирующие грунты, а также глинистые талые или мерзлые грунты, подвергнутые оттаиванию и просушиванию, с выполнением специальных конструктивных и технологических мероприятий.

Месторождения на местности закрепляют по контуру столбами, на которых подписывают наименование организации, проводившей разведку, номер месторождения и год проведения разведочных работ. Устья буровых скважин и геофизических точек отмечают столбами или кольями.

В процессе полевых работ обследуют условия разработки каждого месторождения и транспортировки материалов на трассу. При этом определяют:

площади для разработки;

способы разработки полезного ископаемого;

местоположение площадок для установки оборудования, складирования готовой продукции и размещения отвалов;

источники электроэнергии, а также возможности снабжения карьера необходимыми материалами и водой;

наличие или состояние подъездных путей, объемы ремонтных работ;

потребность в строительстве новых путей;

условия связи месторождения с ближайшей железнодорожной станцией или пристанью.

В процессе изысканий выполняют следующие камеральные работы:

оформляют поисковые и разведочные журналы;

составляют необходимые выкопировки и схемы;

производят предварительный подсчет запасов по каждому месторождению;

составляют ведомости рекомендуемых месторождений грунта для возведения земляного полотна и материалов для дорожной одежды;

готовят материалы согласований по отводу земель, их утверждению, составляют ведомости постоянного и временного отчуждения земель по намеченному варианту трассы.

В камеральный период обрабатывают и оформляют результаты всех полевых и лабораторных работ с составлением пояснительной записки «Строительные материалы инженерного проекта».

Разведочные работы на стадии разработки рабочей документации. На стадии разработки рабочей документации дополнительные разведочные работы проводят в следующих случаях:

по требованию экспертизы и согласующих проект организаций;

при утверждении запасов и заложения базисных карьеров;

при изменении положения трассы или проектной линии;

при превышении срока, установленного от разработки проекта до включения строительства в титульный список;

при целесообразности расширения отдельных месторождений;

при необходимости уточнить качество материалов и получения дополнительных данных;

при необходимости перевода запасов отдельных месторождений в более высокую категорию (например, А).

При дополнительной разведке месторождений строительных материалов для дорожной одежды, разведку и испытание образцов следует производить в объемах, обеспечивающих отнесение запасов к категории А.

Качество материала для каждого блока должно быть охарактеризовано по всем требуемым показателям в соответствии со СНиП 2.02.01-83 (СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений. Нормы проектирования. - М.: Госстрой СССР, 1985) и соответствующими ГОСТами.

Условия разработки месторождения должны быть изучены таким образом, чтобы на планах масштаба 1:1000-1:2000 можно было составить проект его разработки.

При дополнительных разведочных работах сеть выработок может быть более густой и в особо сложных случаях, в частности, при больших уклонах может доходить до 20 м.

6.6. Лабораторные испытания и полевые методы исследования физико-механических свойств грунтов и материалов

Лабораторные исследования грунтов выполняют с целью определения их состава, состояния, физических, механических, химических свойств для выделения классов, групп, подгрупп, типов, видов и разновидностей в соответствии с ГОСТ 25100-95, определения их нормативных и расчетных характеристик, выявления степени однородности грунтов по площади и глубине, выделения инженерно-геологических элементов, прогноза изменения состояния и свойств грунтов в процессе строительства и эксплуатации автомобильных дорог.

Отбор образцов грунтов из горных выработок и естественных обнажений, а также их упаковку, доставку в лабораторию и хранение следует производить в соответствии с ГОСТ 12071-2000 (ГОСТ 12071-2000. Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов).

Виды лабораторных определений физико-механических свойств грунтов при инженерно-геологических изысканиях согласно СП 11-105-97 приведены в табл. 6.10. Выбор вида и состава лабораторных определений характеристик грунтов производят с учетом вида грунта, стадии проектирования, характера сооружения, условий работы грунта, а также прогнозируемых изменений инженерно-геологических условий территории в результате ее освоения.

Таблица 6.10.

Виды лабораторных определений физико-механических свойств грунтов

Примечания: «+» - определения выполняются; «-» - определения не выполняются; «С» - определения выполняются по дополнительному заданию.

Лабораторные анализы и испытания выполняют в полевых и стационарных лабораториях. В полевой период выполняют те виды лабораторных анализов грунтов и материалов, которые не требуют использования сложной аппаратуры. В полевой период проводят лабораторные анализы грунтов, в результате которых определяют: гранулометрический состав, консистенцию, естественную влажность, плотность, стандартное уплотнение, коэффициент фильтрации, химический анализ воды на агрессивность и анализ водных вытяжек. В полевых условиях производят испытания физико-механических свойств грунтов в условиях естественного залегания.

Цели и методы полевых исследований свойств грунтов при инженерно-геологических изысканиях согласно СП 11-105-97 сведены в табл. 6.11.