土木工程测量 [土木工程测量中对线路初测的探讨]

　　摘 要 在土木工程中，测量至关重要的环节，对工程的实施有着至关重要的影响。而对线路的初测，则是确定施工地点，并为施工提供相关数据的关键所在。文章将就土木工程测量中的线路初测进行探讨。
　　关键词 土木工程；线路初测；测量方法
　　
　　一般来说，进行勘测的目的就是要按照设计任务的要求，进行外业勘测与调查工作，以便能够为编制初步设计提供资料。具体来说，初测的任务就是对路线方案研究阶段所提出的各个具有比较价值的方案，同时根据工程的需要，实地选定线路位置，并对各比较线进行同样详细程度的带状地形测量、工程地质勘测和水文勘测。最后在合理的运用纸上定线的方法初步设计线路的平面位置和立面位置，最终能够按照设计结果，有效的计算出土石方数量、工程数量，编制工程程费用概算和初测报告，经上级批准后作为定测的依据。
　　1.导线布置
　　初测的首要工作是根据线路方案研究阶段在已有地形图上规划的线路位置，结合实际情况，选择线路转折点的位置，并打桩插旗，标定点位。担任这项工作的小组通称为大旗组。选点插旗是初测工作的关键，能否选出优良的线路位置，将直接影响道路工程的质量。
　　插旗时一般应在道路纸上定线的平面图上标出大旗点的位置和标高，并记录线路沿线的特征。大旗插完以后需要绘制线路的平、纵断面图，以研究确定地形图测绘的范围。当发现个别大旗位置不当或某段线路还可改善时，应及时改插或补插。大旗间的距离以能表示线路走向及清晰地观察目标为原则。
　　初测导线的选点工作是在插大旗的基础上进行的。导线点的位置应满足以下几项要求：
　　（1）尽量接近线路通过的位置。大桥及复杂中桥和隧道口附近、严重地质不良地段以及越岭垭口地点，均应设点。
　　 （2）地层稳固，便于保存。
　　（3）视野开阔，测绘方便。
　　（4）点间的距离以不短于50 m不大于400 m为宜。
　　采用电磁波测距仪测距时，导线点之间的距离不受限制，为测图应用方便，应在导线边上加设转点，转点间的距离应不大于400 m。对于钢尺量距导线除在导线边上设置转点外，宜设百米标，在地形变化处、道路交叉处、大中河流两岸、沟底、电线线路交叉处及其他各种需要处，均应设立加标。百米标及加标对导线边的横向误差不应大于0.1 m。当用电磁波测距仪或其他间接方法测距时，可不设百米标，但加标间不宜大于100 m。
　　2.导线测量与计算
　　线路导线测量时水平角的观测应使用不低于DJ6型精度的经纬仪，以全圆测回法测量右角，观测一测回，角度较差在±20“（DJz）或±30”（DJ6）以内时取平均数作为观测结果。
　　导线边长丈量的工作量很大，它直接影响着导线测量的进度与精度。根据规范规定，线路导线边长可采用电磁波测距仪、钢卷尺、2米因瓦横基尺和基线法测量。边长测量的相对中误差不应大于1／2000。
　　地形复杂地段和沿河流有比较线或需要大面积测绘地形时，可布置三角锁，以代替导线测量。这时，三角形中求距角一般不应小于30°，复杂时亦不应小于25°。三角形的边长一般以400 m为宜。水平角观测用DJ2型经纬仪，以全圆测回法观测两测回，满足要求后，平均分配闭合差于各角。三角锁的两端均应设置基线。两条基线之间三角形的个数不得超过10个，终了边基线长度与由起始边基线推算的长度的较差不得超过边长的1／1000。
　　在线路测量中，为控制测量误差的积累，规范规定：线路测量的起点、终点，以及每隔30 km的点，应与国家平面控制点或其他部门的不低于四等平面控制的点进行联测。联测的方法可采用导线测量法或角度交会法、前方交会法、后方交会法或两点后方交会法等。
　　如果遇到与国家平面控制点联测困难时，就需要在导线的起点、终点和不远于30km的导线点上用天文测量方法（太阳高度法或北极星任意时角法）或用陀螺经纬仪，测定导线边的真北方位角，以控制角度误差的积累。
　　当导线与国家控制点联测进行坐标计算时，首先要调整角度闭合差，然后根据调整后的角度闭合差和边长计算导线的坐标增量。由于国家控制点的坐标都是高斯投影面上的坐标，因此，在进行检核之前，必须将利用地面丈量的长度计算的坐标增量改化到高斯投影面上。这项改化分为两步：
　　（1）将坐标增量的∑△x和∑△y改化到大地水准面上。计算公式为
　　式中，∑△x0，∑△y0为改化为大地水准面上的纵、横坐标增量总和，以m为单位；∑△x，∑△y为根据边长和平差后的角度计算的纵、横坐标增量的总和，以m为单位；‰为导线的平均高程，以km为单位；R为地球的平均曲率半径，以km为单位。
　　（2）将大地水准面I二的坐标增量的总和化算至高斯投影面上。计算公式为
　　线路水准测量的任务是沿着线路设立水准点，并测定各水准点的高程，然后在水准点的 高程控制下测定线路导线各点和加标点的高程。前者称为基平测量，后者称为中平测量。
　　初测阶段一般地区水准点每两千米设立一个，遇有300 m以上的大桥和隧道，大型车站或重点工程地段应加设水准点。水准点应选在距离线路100 m的范围内，设在未被风化的基岩或稳固的建筑物，卜，亦可在坚实地基上埋设。水准点的标志一般为木桩、混凝土桩或条石。设立在基岩卜的水准点不需埋桩，可用较为突出的岩石代替，高程点位以红色标记，周围凿成圆形。
　　3.带状地形图测绘
　　初测阶段的带状地形图测绘是一项重要的技术性工作，测图的质量直接影响到初步设计的结果。因此，应当精心测绘，确保成图质量。
　　初测阶段控制测量包括路线平面控制测量和高程控制测量。控制测量的目的，一是控制地形，二是作为定测时放线的依据。因此，平面控制测量等级，应满足上述两项要求。高速公路、一级公路应采用一级导线或小三角；二级及二级以下公路应采用二级导线或小三角；三级导线是在测量设备等受限制时，方可采用。
　　在采用上述导线或小三角有困难的情况下，测量导线或中线点，其目的是要求用横断面控制路线两侧的地形。因此应钉设加桩，增测横断面，用横断面控制其地形，以便定线和移线之用。路线经过地区已有国家或其他部门设置的平面控制网时，宜予以利用，坐标系统不一致时应进行换算。
　　公路勘测规范规定：除水准控制测量外，对于路线沿线设置的中线桩、导线桩和设计需要进行控制的高程点以及有关建筑物、水位等，都应测量其高程。有些高程点，路线纵坡的设计要求很严，不能在地形图上判读，而应实测，点绘总断面图。路线地形图的测绘宽度，应以设计需要为准。路线有可能摆动较大，应测绘得宽一些。有比较线时，包括比较线及其中间地带都应测绘地形图，如正线与比较线过道或中间有山或河流、中间带可以不测。采用“现场定线法”初测时，线位移动量不会很大，地形测绘宽度可减小。路线地形测绘的图根点，应利用平面控制点作图根点。采用“现场定线法”时，用导线或中线点作图根点。当平 面控制点数量不能满足测图要求时，应进行图根控制测量。
　　根据地形的复杂程度及用图的目的，公路地形图测量应参照《铁路测量技术规则》对带状地形图的测图比例尺、带状地形图测绘宽度、等高线间距、视线长度规定执行。
　　地形图测绘的方法一般采用经纬仪小平板联合测图法或大平板仪测图法，在荫蔽地区有时亦采用横断晒测图法。地形点的密度，应能控制地形变化的特征，满足正确绘制等高线的要求，一般在图上的间距为15 mm～20mm。地物地貌的测绘除遵守测图的一般要求外，对于山顶、谷底点、垭口及山坡变化处的高程要准确测定；对于池塘、浅滩、河流、沟渠、泉井、水库、沼泽、坟墓、古迹、国家大地测量控制点以及地质钻孔等均应仔细测绘；测绘范吲以内的高压线、电力线、通讯线应分别测出，注明杆材及所属单位，与线路交叉跨越的已有铁路、公路、道路以及渡口应注明名称及去向；对于树林、果园、农田、旱地、荒地、菜地及其农作物区，应测绘其范围，并按规定的符号表示清楚；对于地质水文专业要求的其他特征，一氘如不良地质、高水位泛滥线，应由专业人员现场指定测绘，或由有关专业人员测绘。
　　4.结语
　　对施工线路的测量，是保证施工设计图科学性和可行性的关键。因此，测量人员在进行线路的测测时，必须要根据地形的需要，根据工程的需要，进行更多的分析研究，保证测量数据的准确性。
　　
　　参考文献
　　[1] 李正中，洪树田. 工程线路测量一体化的数学模型及其应用范例[J]. 辽宁工程技术大学学报，1997（03）.
　　[2] 李世平，李正中. 路线测量一体化的数字模型[J]. 辽宁工程技术大学学报（自然科学版），2002（03）.

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