Обоснование полосы варьирования 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 вне пределов зоны, освещенной мате­риалами изысканий.

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

Ширину полосы варьирования трассы устанавливают по топографи­ческим картам (обычно масштабов 1:25 000—1:10 000), по материалам аэрофотосъемок прошлых лет и по результатам воздушных обследований с учетом топографических, ситуационных, инженерно-геологических, гидрогеологических, почвенно-грунтовых, гидрологических и других ус­ловий. В настоящее время в проектно-изыскательских институтах России обоснование полосы варьирования, как правило, осуществляют субъек­тивно, без использования аналитических компьютерных методов.

В практике изысканий и проектирования автомобильных дорог за ру­бежом (например, в США, Канаде и др.) выбору полосы варьирования трассы на стадии предварительных работ уделяют 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 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. Суть его сводится к следующему.

С использованием имеющихся топографических карт, материалов аэ­рофотосъемок 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 изысканий технико-эконо­мического обоснования (ТЭО) для обоснования полосы варьирования при разработке 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 нецелесообразен (цен­ные сельскохозяйственные угодья, болота, оползни, осыпи, засоленные почвы, закарстованные участки местности 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 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. 25.1, зона а); границы зон с различными стоимостными показателями возведения земляного полотна автомобильной дороги (рис. 25.1, 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.

Компьютерное определение границ полосы варьирования произво­дят в следующей последовательности (рис. 25.2):

из исходной точки трассы последовательно задают направления на все впередилежащие точки первой (точки 1, 2, 3, 4) поперечной линии;

из каждой точки первой поперечной линии задают направления на все впередилежащие точки второй (точки 5, б, 7, 5, 9) поперечной линии (см. рис. 25.2) при условии, что они не пересекают границ зоны а\

•44

29 ф 37о 33 38

ъ,

%

ов

'0

/ А⁰

©

22_п

О 15

%49

'^/777^77^/77/^/

Рис. 25.1. Цифровая модель местности для обоснования границ полосы варьирования трассы

в каждый образованный угол поворота трассы и в каждый перелом продольного профиля вписывают горизонтальные и вертикальные кри­вые минимальных радиусов. 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.

Детальный сбор изыскательской информации осуществляют после

этого уже только в пределах полосы (или зон) варьирования наилучших вариантов трассы. На ранних стадиях проектирования нередко (ТЭО) при­ходится рассматривать значительное число принципиальных направлений трассы.

Р и с. 25.2. Вариантный перебор возможных направлений трассы

В связи с необходимостью при проектировании на уровне САПР-АД получения исходной топографиче­ской, инженерно-геологической, гид­рогеологической, почвенно-грунто-вой, гидрологической и других видов обязательной изыскательской инфор-

мации 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, стереофотограмметрического, навигационно-космиче-ского, инженерно-геологического и геофизического оборудования, а так­же современной вычислительной техникой, укомплектованной развитым парком периферийного оборудования (лазерными и струйными принте­рами, сканерами, плоттерами и т.д.).