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线路工程测量第一节概述线路工程是指长宽比很大的工程，包括铁路、公路、供水明渠、输电线路、各种用途的管道工程等。这些工程的主体一般是在地表，但也有在地下的，还有的在空中，如地铁、地下管道、架空索道和架空输电线路等。用发展的眼光看，地下工程会越来越多。在线路工程遇到障碍物时，要采取不同的工程手段来解决，如遇山打隧道，过江河峡谷架桥梁等。线路工程建设过程中需要进行的测量工作，称为线路工程测量，简称线路测量。一、线路测量的任务和内容线路测量是为各种等级的公路和各种管道设计和施工服务的。它的任务有两方面：一是为线路工程的设计提供地形图和断面图；二是按设计位置要求将线路(公路和管道)敷设于实地。它包括下列各项工作：①收集规划设计区域各种比例尺地形图、平面图和断面图资料，收集沿线水文、地质以及控制点等有关资料。②根据工程要求，利用已有地形图，结合现场勘察，在中小比例尺图上确定规划路线走向，编制比较方案等初步设计。③根据设计方案在实地标出线路的基本定向，沿着基本走向进行控制测量，包括平面控制测量和高程控制测量。④结合线路工程的需要，沿着基本定向测绘带状地形图或平面图，在指定地点测绘工点地形图。测图比例尺根据不同工程的实际要求选定。⑤根据定线设计把线路中心线上的各类点位测设到实地，称为中线测量。中线测量包括线路起止点、转折点、曲线主点和线路中心里程桩、加桩等。⑥根据工程需要测绘线路断面图和横断面图。比例尺则依据工程的实际要求确定。⑦根据线路工程的详细设计进行施工测量。工程竣工后，对照工程实体测绘竣工平面图和断面图。二、线路测量的基本特点(1)全线性测量工作贯穿于整个线路工程建设的各个阶段。以公路工程为例，测量工作开始于工程之初，深入于施工的具体点位，公路工程建设过程中时时处处离不开测量技术工作。(2)阶段性这种阶段性既是测量技术本身的特点，也是线路设计过程的需要。体现了阶段性，反映了实地勘察、平面设计、竖向设计与初测、定测、放样各阶段的对应关系。阶段性有测量工作反复进行的含义。(3)渐近性线路工程从规划设计到施工、竣工经历了一个从粗到精的过程。线路工程的完美设计是逐步实现的。完美设计需要勘测与设计的完美结合，设计技术人员懂测量，测量技术人员懂设计，完美结合在线路工程建设的过程中实现。第二节、线路测量的基本过程一、规划选线阶段规划选线阶段是线路工程的开始阶段，一般内容包括图上选线、实地勘察和方案论证。(1)图上选线根据建设单位提出的工程建设基本思想，选用合适比例尺(1：5000-1：50000)的地形图，在图上比较、选取线路方案。现实性好的地形图是规划选线的重要图件，为线路工程初步设计提供地形信息，可以依此测算线路长度、桥梁和涵洞数量、隧道长度等项目，估算选线方案的建设投资费用等。(2)实地勘察根据图上选线的多种方案，进行野外实地视察、踏勘、调查，进一步掌握线路沿途的实际情况，收集沿线的实际资料。特别注意以下信息：有关的控制点；沿途的工程地质情况；规划线路所经过的新建筑物及交叉位置；有关土、石建筑材料的来源。地形图的现实性往往跟不上经济建设的速度，实际地形与地形图可能存在差异。因此，实地勘察获得的实际资料是图上选线的重要补充资料。(3)方案论证根据图上选线和实地勘察的全部资料，结合建设单位的意见进行方案论证，经比较后确定规划线路方案。二、线路工程的勘测阶段线路工程的勘测通常分初测和定测两个阶段。(1)初测阶段在确定的规划线路上进行勘测、设计工作。主要技术工作有：控制测量和带状地形图的测绘，为线路工程设计、施工和运营提供完整的控制基准及详细的地形信息。进行图上定线设计，在带状地形图上确定线路中线直线段及其交点位置，标明直线段连接曲线的有关参数。带状地形图上连贯首尾的粗线是定线设计的公路中线的局部(经过编者缩印处理)。图中的Kl、K2等是导线点，BMl等是水准点，JD是公路直线段的交点。方格线所注参数是方格的平面直角坐标。例如N2876600，E38638000，前者表示x坐标，后者表示y坐标。在JD两侧的ZH、HY、QZ、YH、HZ表示与直线段相连的曲线主点。(2)定测阶段主要的技术工作内容是将定线设计的公路中线(直线段及曲线)放样于实地；进行线路的纵、横断面测量，线路竖向设计等。三、线路工程的施工放样阶段根据施工设计图纸及有关资料，在实地放样线路工程的边桩、边坡及其他的有关点位，指导施工，保证线路工程建设则顺利进行。四、工程竣工运营阶段的监测对竣工工程，要进行竣工验收，测绘竣工平面图和断面图，为工程运营做准备。在运营阶段，还要监测工程的运营状况，评价工程的安全性。第三章中线测量线路工程的中心线由直线和曲线构成，中线测量就是通过线路的测设，将线路工程中心线标定在实地上。中线测量主要包括测设中心线起点、终点，各交点(JD)和转点(ZD)，量距和钉桩，测量线路各偏角(α)，测设圆曲线等。一、中线定线测量1、交点的测设线路的转折点称为交点，它是布设线路、详细测设直线和曲线的控制点。对于低等级的线路，常采用一次定测的方法直接在现场测设出交点的位置。对于等级高的线路或地形复杂的地段，一般先在初测的带状地形图上进行纸上定线，然后实地标定交点位置。定线测量中，当相邻两交点互不通视或直线较长时，需要在其连线上测定一个或几个转点，以便在交点测量转折角和直线量距时作为照准和定线的目标。直线上一般每隔200-300m设一转点，此外，在线路与其他线路交叉处，以及线路上需设置构筑物(如桥、涵等)时也要设置转点。由于定位条件和现场情况的不同，交点测设的方法也需灵活多样，工作中应根据实际情况合理选择测量方法。(1)根据地物测设交点根据交点与地物的关系测设交点。交点JD12的位置已在地形图上确定，可在图上量出交点到两房角和电杆的距离，在现场根据相应的房角和电杆，用皮尺分别量取相应尺寸，用距离交会法测设出JD12交点。(2)根据导线点和交点的设计坐标测设交点根据附近导线点和交点的设计坐标，反算出有关测设数据，按坐标法、角度交会法或距离交会法测设出交点。根据导线点6、7和JD1三点的坐标，反算出方位角和6点到JD1之间的距离D，按极坐标法测设JDl。按上述方法依次测设各交点时，由于测量和绘图都带有误差，测设交点越多，距离越远，误差积累就越大。因此，在测设一定里程后，应和附近导线点联测。联测闭合差限差与初测导线相同。限差符合要求后，应进行闭合差的调整。(3)穿线交点法测设交点穿线交点法是利用图上就近的导线点或地物点与纸上定线的直线段之间的角度和距离关系，用图解法求出测设数据，通过实地的导线点或地物点，把中线的直线段独立地测设到地面上，然后将相邻直线延长相交，定出地面交点桩的位置。其程序是：放点、穿线、交点。①放点放点常用的方法有极坐标法和支距法。Pl、P2、P3、P4为纸上定线的某直线段欲放的临时点。在图上以附近的导线点4、5为依据，用量角器和比例尺分别量出放样数据。实地放点时，可用经纬仪和皮尺分别在4、5点按极坐标法定出各临时点的位置。按支距法放出中线上的各临时点Pl、P2、P3、P4。即在图上从导线点14、15、16、17作导线边的垂线，分别与中线相交得各临时点，用比例尺量取各相应的支距和。在现场以相应导线点为垂足，用方向架标定垂线方向，按支距测设出相应的各临时点。②穿线放出的临时各点理论上应在一条直线上，由于图解数据和测设工作均存在误差，实际上并不严格在一条直线上，在这种情况下可根据现场实际情况，采用目估法穿线或经纬仪视准法穿线，通过比较和选择，定出一条尽可能多的穿过或靠近临时点的直线AB。最后在A、B或其方向上打下两个以上的转点校，取消临时点桩。③交点当两条相交的直线AB、CD在地面上确定后，可进行交点。将经纬仪置于B点瞄准A点，倒镜，在视线上接近交点JD的概略位置前后打下两桩(骑马桩)。采用正倒镜分中法在该两桩上定出a,b两点，并钉以小钉，挂上细线。仪器搬至C点，同法定出c,d点，挂上细线，两细线的相交处打下木桩，并钉以小钉，得到JD点。2、转点的测设当相邻两交点互相不通视时，需要在其连线上，测设一点或数点，以供交点、测转折点、量距或延长直线时瞄准之用。这样的点称为转点(ZD)。其测设方法如下：(1)两交点间设转点JD5和JD6为相邻而互不通视的两个交点，ZD为初定转点。欲检查ZD是否在两交点的连线上，可将经纬仪安置在ZD上，用正倒镜分中法延长直线／0s-2Df至tJ0；，与JD6的偏差为人用视距法测定a,b，则Zd应移动的距离'可按下式计算：将ZD'按'值移至ZD。在ZD上安置经纬仪，按上述方法逐渐趋近，直至符合要求为止。(2)延长线上设转点延长线上设转点在图12-11中，JD8、JD9，互不通视，可在其延长线上初定转点ZDf。在ZDf上安置经纬仪，用正倒镜照准JD8，固紧水平制动螺旋俯视JD9，两次取中得到中点JD9。若JD9与JD9。重合或偏差值f在容许范围内，即可将Jd9作为转点，否则应重设转点。用视距法定出a、6，则ZD应横向移动的距离'可按下式计算：将Z0按'值移至ZD。重复上述方法，直至符合要求为止。二、测定转向角线路的交点和转点确定后，可测量各交点的转向角。通常是测定线路前进方向的右角氏如图12-12所法。用DJ6经纬仪按测回法观测一个测回。为了测设曲线，还要通过所测的右角计算出线路的偏角。当多＜180。时为右偏角(线路向右转)，当泻＞180。时为左偏角(线路向左转)。右偏角或左偏角的计算按下式进行：在雇角测定后，定出其分角线方向C，在此方向上钉临时桩，以便日后测设线路曲线的中点，如图12-13所示。三、中桩测设为了测定线路的长度。进行线路中线测量和测绘纵横断面图，从线路起点开始，需沿线路方向在地面上设置整桩和加桩，这项工作称为中桩测设。从起点开始，按规定每隔某一整数设一桩，此为整桩。根据不同的线路；整柱之间的距离也不同，一般为20m、30m、50m等(曲线上根据不同半径及，每隔20m、10m或5m)。在相邻整桩之间线路穿越的重要地物处(如铁路、公路、[日有管道等]及地面坡度变化处要增设加桩。因此，加桩又分为地形加桩、地物加桩、曲线加桩和关系加桩等。为了便于计算，线路中桩均按起点到该桩的里程进行编号，并用红油漆写在木桩侧面，如整桩号为0十100，即此桩距起点100m(十号前的数为公里数)。整桩和加桩统称为里程桩，如图12-14中的a、b、c图。为避免测设中桩错误，量距一般用钢尺丈量两次，精度为l／1000。在钉桩时，对于交点桩、转点桩、距线路起点每隔500m处的整桩、重要地物加桩(如桥、隧道位置桩)，以及曲线主点校，都要打下方桩(如图12-14d所示)，桩顶露出地面约20cm，在其旁边钉一指示桩(如图12。14e所示)，指示桩为板桩。交点桩的指示校应钉在曲线圆心和交点连线外距交点20cm的位置，字面朝向交点。曲线主点的指示桩字面朝向圆心。其余的里程桩一般使用板桩，一半露出地面，以便书写校号，字面一律背向线路前进方向。第四节圆曲线里程桩放样当线路由一个方向转向另一个方向时，必须用曲线来连接。曲线的形式有多种，如圆曲线、缓和曲线及回头曲线等。本节主要少绍圆曲线里程桩的具体放样方法。圆曲线是最常用的一种平面曲线，又称单曲线，一般分两步放样。先测设出圆曲线的主点，即起点、中点和终点；然后在主点间进行加密，在加密过程中同时测设里程桩，也称圆曲线细部放样。圆曲线测设方法很多，详见第十章。具体选用何种方法，应根据实际工程要求和条件选择。现以某铁路圆曲线放样为例，介绍用偏角法测设圆曲线的过程。设某铁路圆曲线交点t／D＝K4十522．31m，以半径尺＝1200m，偏角＝10。49'测设圆曲线，整校间距J。＝20m，采用全站仪放样。（1）圆曲线主点放样①主点参数计算②主点测设将全站仪置于／0上，望远镜照准后视相邻交点或转点，沿此方向线量取切线长7、，得曲线起点2y，插上一测针。丈量ZY点至最近一个直线桩距离，如两桩号之差等于这段距离或相差在容许范围内，即可用方桩在测钎处打下Zy桩，否则应查明原因，进行处理，以保证点位的正确性。用望远镜照准前进方向的交点或转点，按