نقشه برداری در راهسازی

یکی از زمینه ها در فعالیت های عمرانی که نقشه برداری در آن عهده دار نقش به سزایی می باشد راهسازی است.البته مبحث راهسازی بسیار گسترده است بطوریکه منظور از راه می تواند مسیری درون یا برونشهری باشد که از لحاظ طول و عرض متفاوت است . این مسیر می تواند شامل انواع پلها ، تقاطع های هم سطح و غیر همسطح ، جزیره میانی ، ترانشه ، میدان ، دور برگردان ، نهر و … باشد . می تواند مستقیم یا پر از قوس های ساده و مرکب باشد . این مسیر می تواند یک راه ساده روستایی در یک منطقه هموار باشد یا یک آزاد راه که از وسط یک دریاچه می گذرد.اکیپ نقشه برداری در فرایند احداث همه انواع راه های فوق ، از مطالعات اولیه گرفته تا طراحی و محاسبه احجام عملیات خاکی ، از زیر سازی و آماده سازی بستر گرفته تا روسازی ، از تهیه صورت وضعیت گرفته تا تحویل اولیه و نهایی پروژه باید حضوری مستمر داشته باشد تا جاده ای که ساخته می شود دقیقا بر اساس طرح بوده ،از لحاظ زیبایی و استحکام در وضعیت قابل قبولی باشد تا ایمنی و مدت زمان بهره برداری از آن افزایش پیدا کند . همچنین هزینه های انجام گرفته به درستی محاسبه و تایید شود و در صورت وضعیت پیمانکار بیاید.هر وقت در یک سازه ، محوطه ، میدان یک شهر ، پل ، تونل ، راه و … اصول زیبایی شناسی و هندسی به چشم می آید فقط نباید معماران و طراحان آن اثر را مورد تحسین قرار داد.هر وقت در موارد فوق ، استحکام ، مقاومت و ماندگاری به چشم می آید فقط نباید طراحی و نوع مصالح به کار رفته در آن اثررا ستود.

طراحان و معماران برای طراحی نیاز به یک بستر دارند. این بستر وضعیت موجود منطقه عملیاتی است.طرح پروژه باید با وضعیت موجود همخوانی داشته باشد یا اینکه طراح باید بداند که سازه ای که قرار است طراحی و احداث شود چه تغییرات و تحولاتی در منطقه ایجاد می کند.مثلا در احداث یک جاده یا خیابان طراح باید علاوه برطرح تفصیلی و کیفیت و جنس و مقاومت خاک منطقه : جهت شمال و جنوب ، وضعیت طبیعی و ناهمواریها ، نقاط دسترسی ، معارض های موجود در مسیر و بطور کل همه عوارض طبیعی و مصنوعی منطقه را در موقعیت و ابعاد درست خود در نظر بگیرد و بهترین و اقتصادی ترین و سالمترین مسیر ممکن را طراحی کند.بخش عظیمی از این بستر را گروه نقشه برداری تهیه می کند و از طریق نقشه های کاغذی و رقومی در اختیار طراحان قرار می دهد.

در مطالعات و طراحی اولیه از روش های تهیه نقشه ازعکسهای هوایی (فتوگرامتری ) و تهیه نقشه از عکسهای ماهواره ای ( سنجش از دور ) نیز استفاده می شود .اما در مرحله اجرایی حتما باید نقشه برداری زمینی صورت گیرد چون این روش بسیار دقیقترو به خصوص از لحاظ ارتفاعی به واقعیت نزدیکتر است.در هر فعالیت نقشه برداری آنچه که نقشی حیاتی ایفا می کند سیستم مختصات و شبکه دقیق مسطحاتی و ارتفاعی است .اگر این اتفاق در هر پروژه عمرانی بیفتد تا حدود زیادی خاطر همه از اجرای صحیح و دقیق پروژه آسوده خواهد بود.گروه نقشه برداری ابتدا به کمک دستگاه های نقشه برداری در منطقه ، یک شبکه مختصاتی ایجاد می کند . این شبکه از طریق احداث یک سری نقاط مبنا که بنچ مارک نامیده می شوند و هر کدام شامل نام و مختصات می باشند در محدوده عملیاتی گسترش می یابد . یک سیستم مختصات با استفاده از تعریف یک مبدا و تعیین جهت شمال تعریف می شود.سیستم مختصات می تواند جهانی یا محلی باشد.سیستم مختصات جهانی از طریق دستگاه تعیین موقعیت جهانی دقیق (جی پی اس های ایستگاهی ) یا از طریق بنچ مارک های سازمان نقشه برداری که در سراسر کشور پراکنده شده اند به محدوده عملیاتی منتقل می شود . سیستم مختصات محلی توسط گروه نقشه برداری به صورت فرضی در محل تعریف می شود. اما مهم این است که سیستم مختصات و نقاط مبنا در مراحل طراحی و اجرا یکی باشد. یعنی در مرحله اجرا از همان بنچ مارک هایی استفاده شود که در مرحله برداشت اولیه وضعیت موجود استفاده شده است.پس از توزیع بنچ مارک ها در منطقه ، مرحله برداشت وضعیت موجود فرا می رسد که با توجه به مقیاس مورد نیاز طراحان ، عوارض طبیعی و مصنوعی برداشت می شوند. سپس پلان و نقشه توپوگرافی تهیه شده و در اختیار گروه طراحی قرار می گیرد.

در اینجا برای روشن شدن اهمیت نقشه برداری دقیق و صحیح در مرحله برداشت اولیه به ذکر یک مثال می پردازیم

یک پروژه اصلاح هندسی بزرگراهی را در نظر بگیرید که قرار است  تقاطع غیر همسطح در مسیر ایجاد شود . وضعیت موجود توسط گروه نقشه برداری برداشت اولیه می شود.اما همه تیر های برق برداشت نمی شود و یکی دو تا از تیرها به اشتباه جا می افتد و در نقشه نمی آید.طراحان ، مسیر را طراحی می کنند و دست بر قضا تیر برق های جا افتاده معارض می باشند ، یعنی در مسیر دور برگردان قرار دارند،اما کسی نمی داند!طرح تحویل پیمانکار می شود . پیمانکار شروع به کار می کند .نقشه بردار پیمانکار بدون اینکه وضعیت موجود را جهت کنترل، نقشه برداری و برداشت مجدد نماید، میخ کوبی و گچ ریزی مسیر را انجام می دهد. تازه مشخص می شود 2 تیر برق معارض می باشند وباید جابجا شوند . پیمانکار قضیه را به کار فرما و دستگاه نظارت اطلاع می دهد . آنها نیزدر محل پروژه حاضر می شوند و مساله را مورد بررسی قرار می دهند. حال تازه مراحل نامه نگاری و هماهنگی با اداره برق منطقه صورت می گیرد . اداره برق باید پروژه جابجایی تیر برق را در ابتدا بررسی و طراحی نماید ، سپس آن را به مناقصه بگذارد . پیمانکار انتخاب کند ، قرار داد بنویسد و پیش پرداخت به حساب پیمانکار منتخب واریز نماید ! قطعا مخاطبان این مقاله می دانند که اگر قرار بود این پروژه 3 ماهه تمام شود حالا حداقل 6 ماه به طول می انجامد.در حالی اگر در زمان طراحی این مساله مشخص می شد ، همان زمان برایش تمهیداتی در نظر گرفته می شد.این فقط یک مثال کوچک از یک پروژه کوچک شهری بود.اگر در برداشت تراز ارتفاعی در نقاط ابتدا یا انتهای دوربرگردان فوق در محل برخورد با بزرگراه اشتباهی صورت می گرفت و بر آن اساس خط پروژه تعریف می شد و زیر سازی و روسازی انجام می گرفت و جداول نهر اجرا می شد شاید جهت اصلاح اشتباه فوق نیاز به تخریب و اجرای مجدد وجود داشت و هم پیمانکار و هم دستگاه نظارت زیر سوال بودند!

همانطور که می بینید عدم دقت در نقشه برداری اولیه وضعیت موجود ، عدم برداشت مجدد توسط نقشه برداری پیمانکار جهت کنترل، در پروژه های مشابه پروژه فوق می تواند منجر به خسارات جبران ناپذیری شود.پس از برداشت اولیه و تهیه بستر مناسب برای طراحی ، زمان فعالیت طراحان فرا می رسد که چند نمونه از این فعالیتها بدین شرح است : آنها باید طرح هندسی راه را که طرح بخش های قابل رویت مانند مسیر افقی ، نیمرخ طولی ، فاصله های دید ، شیب ها و نیمرخ عرضی می باشد بر اساس شرایط و استانداردها تعیین نمایند .بر اساس سرعت طرح ، خودروی طرح و حجم ترافیک طرح ، قوس های قائم و افقی و بربلندی آنها و … را طراحی نمایند . بر اساس عدد ضخامت روسازی که یک تابع ترکیبی از متغیرها و داده های طرح ، شامل مقاومت ، خاک بستر ، بارهای محوری ، شرایط جوی و … می باشد ضخامت هر یک از لایه های روسازی را تعیین نمایند. طرحی برای هدایت آبهای سطحی تهیه نمایند و در نهایت یک مجموعه اطلاعات فنی و هندسی در اختیار پیمانکار و گروه نقشه برداری آن قرار دهند که شامل پلان مسیر و پلها و پارکینگ ها و تقاطع های موجود در آن، خط پروژه و مقاطع عرضی تیپ در هر کیلومتر از مسیر می باشد.

گروه نقشه برداری در این مرحله موظف است به گروه اجرایی ، محل دقیق و صحیح هرکدام از اجزای طرح هندسی را نشان دهد و علامتگذاری نماید تا دقیقا مطابق طرح پروژه اجرا شود.علامتگذاری اجزای هندسی راه از طرق مختلف مانند میخ کوبی ، رنگ اسپری ، گچ ریزی و غیره صورت میگیرد

در ابتدا محور مسیر توسط اکیپ نقشه برداری میخ کوبی و مقاطع عرضی برداشت می شود . اطلاعات به نرم افزارهای مخصوص محاسبه حجم عملیات خاکی وارد شده و احجام خاکبرداری و خاکریزی محاسبه می شود وجهت تهیه صورت وضعیت تحویل دفتر فنی پیمانکار می گردد.

جهت اجرای عملیات ، واحد نقشه برداری جداولی را تهیه می کند که شامل مختصات محور مسیر ، تراز ارتفاعی لایه های مختلف خاکریزی و خاکبرداری و آسفالت است. در هر کیلومتر از مسیر مقطعی تیپ وجود دارد که شامل لایه های خاکریزی اساس و زیر اساس و آسفالت بیندر و آسفالت توپکا است. هر لایه باید با دقت مناسب خود اجرا شود و برای تراز ارتفاعی آن خطای مجاز در نظر گرفته می شود. این خطای مجاز در لایه زیراساس طبق استانداردها می تواند تا 2 سانتی متر نسبت به تراز ارتفاعی تعیین شده در خط پروژه باشد ، در لایه اساس این مقدار 1 الی 1.5 سانتی متر در لایه آسفالت بیندر 6 میلی متر و در لایه آسفالت توپکا 5 میلی متر می باشد. جانمایی پل ها و تراز ارتفاعی آنها نیز توسط گروه نقشه برداری صورت می پذیرد

همچنین تعیین دقیق محل سرشیب در ترانشه ها و پای شیب در خاکریزو علامتگذاری آنها نیاز به نقشه برداران زبردست و مجربی دارد.

در این میان هماهنگی بین گروه نقشه برداری و اجرا بسیار اهمیت دارد. آنها باید زبان یکدیگر را بدانند! سرپرست نقشه برداری وتکنیسین های نقشه برداری از یک سو ، سرپرست اجرایی و مباشر های خاکی و آسفالت و قالب بند و آرماتوربند ، حتی راننده گریدر و فینیشر از سوی دیگر.

این دو گروه باید به خوبی همدیگر و توانایی های هم را بشناسند و تعامل خوبی با هم داشته باشند.همانطور که گروه اجرایی باید از میزان سرعت عمل ، دقت و وضوح علامتگذاری گروه نقشه برداری مطلع باشد ، گروه نقشه برداری نیز باید از توانایی گروه اجرا و دستگاهها و ماشین آلات به خوبی سر در بیاورد . مثلا باید بداند که گریدر یا فینیشر چه قابلیت ها و پتانسیل هایی دارند.همچنین باید از ویژگی و مشخصات مصالح آگاه باشد.

از وظایف دیگر واحد نقشه برداری ، تحویل مرحله به مرحله پروژه و سرانجام تحویل نهایی آن به دستگاه نظارت و کارفرماست.طرح هندسی مسیرپس از اجرا باید در هر مرحله از لحاظ دقت موقعیت و ارتفاع مورد کنترل قرار گیرد تا مشخص شود که آیا بر اساس استاندارد ها اجرا شده است یا خیر؟

در اینجا برای آشکار شدن موضوع به ذکر مثال دیگری می پردازیم :

همیشه پروژه های راهسازی ، احداث یک راه جدید نیست به عنوان مثال در ایران جاده های بسیاری ، قدیمی و فرسوده اند و یا عرضشان برای حجم ترافیک مناسب نیست.لذا این جاده ها یا خیابانها نیاز به ترمیم ، بهسازی و تعریض دارند تا ناهمواریهای ناشی از نشست ، وجود چاله ، فراز و نشیب و موجهای عرضی اصلاح و تعمیر شود و همچنین فضای مناسبی برای ترافیک و سبقت به وجود آید و بر ایمنی راه افزوده شود. این عملیات شامل درزگیری ، لکه گیری ، پخش لایه کنترل کننده ترک های آسفالتی (جهت پیشگیری یا تاخیر از بازگشت ترک های آسفالت موجود به لایه های روکش که عامل عمده خرابی های زودرس در روکش های آسفالتی به شمار می رود و نیز رگلاژ نمودن و هموار نمودن سطح زیرین لایه نهایی آسفالت)، پخش روکش نهایی آسفالت و در صورت تعریض ،خاکبرداری شانه خاکی و اجرای مجدد لایه های زیر اساس و اساس و شانه خاکی با عرض جدید.

می خواهیم پروژه ای را در نظر بگیریم که اخیرا در کشورمان اجرا شده است . جاده ای برونشهری به طول 10 کیلومتر که یک شرکت پیمانکاری تعریض و بهسازی آن را به عهده گرفت. نقشه برداری اولیه این پروژه 3 سال قبل از ابلاغ و اجرایی شدن پروژه صورت پذیرفته بود و شرکت مشاور و طراح این پروژه کار نظارت را به عهده نداشت.دستگاه نظارت پس از کنترل اطلاعات نقشه برداری اولیه و بنچ مارکهای باقیمانده اعلام کرد که این اطلاعات ناقص و غیر قابل اطمینان است و محدوده عملیات باید دوباره نقشه برداری شود و مطالعات جدید صورت پذیرد.برای نقشه برداری جدید هیچگونه آیتمی در قرارداد در نظر گرفته نشده بود و مطالعات ، قابل ارزشگذاری در صورت وضعیت نبود.متاسفانه این اتفاق به صورت امری رایج در بسیاری از پروژه های کشور در آمده است .یعنی کارفرما به ازای عملیات نقشه برداری به پیمانکار پولی نمی دهد و پیمانکار نیز نمی تواند آن را در صورت وضعیت بیاورد.که این مساله با توجه به هزینه های عملیات نقشه برداری مانند تامین پرسنل و تجهیزات و انجام محاسبات و ترسیم و … جای سوال بسیار دارد !

شرط شروع خاکبرداری و آسفالت گرفتن تاییدیه از دستگاه نظارت در مورد صحت و دقت نقشه های تهیه شده توسط پیمانکاربود.دقت ارتفاعی 2 میلیمتر برای بنچ مارکهایی که می بایست در هر 250 متر ، سمت چپ و راست مسیر احداث می شد ! و دقت 5 میلیمتر برای برداشت آسفالت. پروژه به پیمانکار ابلاغ شده بود اما معطل نقشه برداری اولیه بود.

شرکت پیمانکار دوربین های نقشه برداری با کیفیت بالا و تعداد کافی در اختیار تیم نقشه برداری قرار داد و به سرپرست نقشه برداری جهت تشکیل تیمش اختیارات تام و امکانات کامل داد.

واحد نقشه برداری پیمانکار، تجهیز و تشکیل شد وعملیات برداشت راه مذکور را آغاز نمود . یک سیستم مختصات محلی تعریف شد . بنچ مارک ها با دقت بسیاری ترازیابی شدند .ترازیابی رفت و برگشت با دهانه هایی ثابت به طول مساوی (به این منظور که اگر خطایی یا اشتباهی صورت گرفت فقط دهانه هایی که با هم نمی خوانند قرائت مجدد شوند) و خطاهای مجاز سرشکن شدند.مقاطع عرضی و همه عوارض موجود در مسیر برداشت شد . نقشه پلان ، پروفیل طولی و عرضی 2 کیلومتراز مسیر توسط واحد نقشه برداری و دفتر فنی تهیه شد و تحویل دستگاه نظارت گردید. نقشه برداری نظارت ، بنچ مارک ها و برداشت مسیر را مورد کنترل قرار داد و آن را تایید و خط پروژه جدید را تعریف نمود.

خاکبرداری و اجرای لایه های زیر اساس و اساس و شانه خاکی از طریق میخ کوبی واحد نقشه برداری توسط گروه عملیات خاکی آغاز گردید. بنچ مارک ها در مرحله های اجرا و برداشت ، یکی بود و کار در هر مرحله تحویل دستگاه نظارت می شد و مورد تایید قرار می گرفت.در حقیقت اعتماد لازم بین نقشه برداری نظارت ونقشه برداری پیمانکار برقرار شده بود و این امتیاز بزرگی برای پیمانکار در سرعت بخشیدن به کار بود.

بر اساس خط پروژه ،جهت رگلاژ نمودن سطح زیرین واز بین بردن اعوجاجات و ناهمواریهای آسفالت موجود ، ضخامت آسفالت رگلاژی بالاجبار در هر قسمت از مسیر مقدار متفاوتی داشت . این ضخامت در هر 10 متر از 4 الی 8 سانتی متر متغیر بود.

در روکش های آسفالتی و برای تصحیح ناهمواری سطوح آسفالتی موجود و قدیمی و همچنین در آزاد راهها و راه های اصلی بایستی از فینیشر تمام اتوماتیک جهت پخش آسفالت استفاده کرد.در فینیشر های ساده و غیر اتوماتیک امکان پخش آسفالت با ضخامت متغیر در هر 10 متر از مسیر امکان پذیر نمی باشد. شرکت پیمانکاری از دستگاه فینیشر اتوماتیک ساخت کشور آلمان برخوردار بود.این دستگاه قابلیت پخش آسفالت را با ضخامت متغیر از طریق یک اسکی و یک سنسور دارد که به یک بازو متصل است. در روش سنسور پایه هایی روی زمین قرار داده می شود که نگهدارنده سیم بوکسل می باشد. سنسور دستگاه روی سیم بوکسل حرکت می کند و آسفالت را هم ارتفاع با آن می ریزد. اگر عرض آسفالت مسیر 9.7 متر باشد برای اجرا آن را به دو بند به عرض 4.85 تقسیم می کنند تا شیب عرضی از محور به سمت طرفین باشد. بند اول آسفالت به روش سنسور ریخته می شود و بند دوم به روش اسکی . در روش اسکی ، یک اسکی روی آسفالت بند اول حرکت می کند و در محور، هم ارتفاع با بند اول آسفالت را پخش می نماید.

نصب این پایه ها توسط گروه نقشه برداری با استفاده از دوربین ترازیابی صورت پذیرفت.پایه ها در هر 10 متر از مسیر و به ارتفاع مورد نیاز قرار داده می شد.ضریب تراکم 1.2 برای آسفالت در هر پایه اعمال می شد تا پس از کوبیدن آن با غلتک ، آسفالت در آن نقطه به ارتفاع پروژه برسد.همچنین شیب عرضی نیز توسط اکیپ نقشه برداری آسفالت مرتبا کنترل می شد. و در نهایت می بایست فقط اجرای لایه نهایی آسفالت (توپکا )

با ضخامت ثابت 4 سانتی متر صورت می پذیرفت که فینیشر می توانست به صورت اتوماتیک این کار را انجام دهد.

پروژه فوق پروژه موفقی از کار در آمد که یکی از دلایل اصلی آن توانمندی واحد نقشه برداری بود.بها دادن به واحد نقشه برداری از سوی شرکت پیمانکار و دستگاه نظارت به عنوان عنصری کلیدی و مستقل در پروژه ، استفاده از نیروهای متخصص ،در اختیار داشتن تجهیزات و نرم افزار کامل و دقیق و تسلط بر آنها، ایجاد یک سیستم مختصات بسیار دقیق ، استفاده از بنچ مارکهای یکسان در مراحل برداشت اولیه و اجرا ، عدم تعصب واحد نقشه برداری در مورد نوع برداشت و بالا رفتن سرعت برداشت ، ایجاد اعتماد بین واحد های نقشه برداری نظارت وپیمانکار ، هماهنگی واحد نقشه برداری با واحدهای اجرایی و دفتر فنی ، آشنایی کامل گروه نقشه برداری با دستگاهها و تکنولوژی روز راهسازی و نحوه عملکرد آنها . اینها گواه روشنی است از عملکرد واحد نقشه برداری در راستای موفقیت یک پروژه بزرگ راهسازی یا عمرانی . علم و فناوری روز به روز در حال پیشرفت است. دستگاه های جدید نقشه برداری ، نرم افزارهای جدید ، ماشین آلات و دستگاههای جدید راه و ساختمان که هرکدام دارای قابلیت ، دقت و سرعت بالاتر و کاربری آسانتر نسبت به موارد قدیمی هستند به بازار عرضه می شوند و به طبع متخصصان و مهندسین نقشه برداری شاغل در شرکتهای پیمانکاری و مشاوره و کارفرما از نقشی اساسی در به کاربری و استفاده مفید از پیشرفت در زمینه تکنولوژی، در عرصه آبادانی میهنمان برخوردار خواهند بود.