工程测量学第二章第一讲

第二章线路设计阶段的测绘工作§2-1线路设计的有关知识§2-2线路初测阶段的测量工作§2-3线路定测阶段的测量工作§2-4线路纵横断面图的绘制§2-5既有线路测量§2-6航测、遥感技术在线路勘测的应用铁路、公路、输电线路以及输油（气）管道等均属于线型工程，它们的中线通称线路。一条线路的勘测和设计工作，主要是根据国家的计划与自然地理条件，确定线路经济合理的方案。线路在勘测设计阶段的测量工作，称为线路测量。线路测量是为线路设计收集一切必需的地形资料，并将所设计的线路中线测设于实地。§2-1线路设计的有关知识线路设计除了地形资料以外，还必须考虑线路所经地区的工程地质、水文地质以及经济等方面的因素，所以线路设计一般分阶段进行，其勘测工作也要分阶段进行。一、铁路工程建设的一般知识根据我国《铁路工程技术规范》规定，铁路建设标准分为3级：Ⅰ级铁路年输送量1000万吨（单车方向）Ⅱ级铁路500万吨年输送量1000万吨Ⅲ级铁路年输送量500万吨(一)铁路的基本组成铁路主要是由路基、轨道、桥涵、隧道、站场等工程建筑物所组成的一项综合工程，此外还有附属的设备和房屋。1、路基路基是轨道的基础，包括路基本体、排水设备和防护、加固建筑物等。2、轨道轨道是指在路基以上的部分，包括钢轨、轨枕、道床、道岔、附属设备等。3、桥梁桥梁是铁路线路跨越河流、渠道、山谷或公路、铁路交通线时的主要建筑。4、涵洞涵洞是当线路跨过较小的溪流或水渠时，设置在路基下的过水构筑物。5、隧道隧道是在山区修建铁路时从山体中凿出的一个地下通道，使线路能比较直顺而平缓地通过，隧道一般由洞身、衬砌、洞门等组成。（二）铁路工程建设的基本程序铁路建设要经过勘测设计和施工过程，建成后再交付运营。勘测设计是为铁路建设收集设计资料，并做出经济合理的设计，它是一项政策性强、涉及面广、技术复杂的工作，在铁路建设中占有十分重要的地位。铁路勘测设计一般要经过方案研究、初测和初步设计、定测和施工设计三个过程。（三）铁路工程建设中的测量工作铁路勘测任务可分为踏勘（初测）和定测。初测是为初步设计提供资料而进行的勘测工作，初步设计的主要任务是在提供的带状地形图上选定线路中心的位置。初测是对初步设计方案中认为有价值的线路进行实测，也就是进行实地选点，定出线路方向，沿线进行导线测量和水准测量，并测绘带状地形图。定测是在初步设计批准后，结合现场的实际情况确定线路是位置，并为施工设计收集必要的资料。初测工作包括：插大旗、导线测量、高程测量、地形测量。初测在线路的全部勘测工作中占有重要地位，它决定着线路的基本方向。1、选点插旗2、导线测量（1）水平角观测（2）边长丈量（3）导线的联测。3、高程测量初测高程测量主要有基平测量和中平测量，基平测量是沿线路布设水准点，作为线路高程控制网；中平测量是测定沿线各导线点、百米桩及加桩点的高程，用以绘制线路纵断面图和专业调查。（四）高速铁路的基本知识二、公路工程建设的一般知识公路是指连接城市、乡村和工矿基地等，主要供汽车行驶，具备一定技术和设施的道路。按其重要性和使用性质可分为：（1）国家干线公路（国道）（2）省干线公路（省道）（3）县公路（县道）（4）专用公路（一）公路等级公路根据其使用任务、功能和适应的交通量分为：高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路（二）公路的结构组成公路的结构组成主要包括：路基、路面、桥涵、隧道、路线交叉及沿线设施等。路基由行车道、中间带、路肩、边沟、边坡、截水沟、碎落台。护坡道等部分组成。（三）公路勘测设计公路勘测设计根据路线性质和要求，可分为两阶段设计、一阶段设计和三阶段设计。1、两阶段设计两阶段设计为一般公路采用的勘测设计程序。分为踏勘和详细测量两个阶段。2、一阶段设计一阶段设计适用于技术简单、方案明确的小型公路工程。即进行一次详细的定测，据以编制施工设计和工程预算。3、三阶段设计三阶段设计适合于技术上复杂而又缺乏经验的建设项目或建设项目的个别路段，特殊大桥、互通式立体交叉、隧道等。三阶段设计即初步设计、技术设计和施工设计3个阶段。技术设计阶段主要是对重大、复杂的技术问题，落实技术方案、计算工程数量，提出修正的施工方案，修正设计概算，其深度和要求介于初步设计和施工设计之间。(四)公路道路设计的基本依据公路道路设计的基本依据有设计车辆、设计车速、设计交通量、通行能力和服务水平等。1.设计车辆2.设计车速3.设计交通量4.通行能力和服务水平（五）公路勘测设计程序根据我国《公路工程基本建设管理办法》的规定，公路基本建设程序。（六）公路工程建设中的测量工作公路工程建设中的测量工作与铁路工程建设基本一致，有初测、定测、施工测量、竣工测量等工作。三、输电线路工程建设的一般知识（一）输电线路的分类与组成电力线路是电力系统的组成部分，它担负着输送和分配电能的任务。从电源向电力负荷中心输送电能的线路称为输电线路。输电线路按结构又可分为电缆线路和架空线路。架空输电线路的组成元件主要有导线、避雷针、金具、绝缘子、杆塔、拉线、基础及接地体等。（二）输电线路设计输电线路设计，一般包括两个阶段，即初步设计与施工设计阶段。初步设计阶段为选择经济合理的路径方案，进行图上选线和现场踏勘工作，踏勘主要是为室内选线收集资料，然后按查勘的结果修改图上选线，经研究比较，确定初步设计方案。施工设计阶段就是根据初步设计提出的线路方案，在实地进行选线、定线、距离测量、高程测量、断面测量以及杆塔定位测量等。（三）输电线路工程建设中的测量工作输电线路工程建设中的测量工作包括距离测量与直线定向、架空输电线路设计测量、线路施工复测和分坑测量、基础的操平找正及杆塔检查、架空线弧垂观测及检测等。定线测量平断面测量交叉跨越测量定位测量弧垂测量四、输油（气）管道工程建设的一般知识（一）输油（气）管道的分类及组成输油（气）管道一般按其输送距离和经营方式及输送目的分为3类：（1）油（气）田内部管理的矿场集输管道（2）长距离（干线）输油（气）管道（3）城市输油（气）管道（二）输油（气）管道的勘察设计长距离输油管道工程建设的勘察分为踏勘、初步勘察和详细勘察阶段，设计有初步设计与施工设计两个阶段。其过程是：踏勘编写踏勘报告编制可行性研究报告编写设计任务书初步勘察初步设计详细勘察施工设计。（三）输油（气）管道工程建设中的测量工作主要有地形测量、站场测量、距离测量与直线定向、断面测量、定位测量、架空管线及地下管线测量。五、线路测量的特点根据线路工程的作业特点内容，线路测量具有全线性，阶段性和渐近性的特点。全线性是测量工作贯穿于线路工程建设的全过程。阶段性既体现了测量技术本身的特点，也是路线设计过程的需要。渐进性说明了线路测量在项目建设的全过程中，历经了由粗到精，由高到低的过程。§2-2线路初测阶段的测量工作一、线路平面控制测量控制测量，即平面控制测量和高程控制测量，是在已有交通规划路线，在实地也有了规划路线基本走向的基础上，在相应的规划路线上进行的测量工作。线路平面控制网的建立，可采用GPS测量，导线测量、三角测量等方法。（一）GPS测量目前，GPS定位技术已大量应用于布设各等级线路控制测量，施工放样等线路工程测量的各方面，它具有速度快、精度高、不要求点间通视等技术优势，显著地提高了线路工程测量效益，改变了传统的线路测量作业模式和质量标准，成为线路测量的一种主要方法。按线路测量规范的规定，线路测量采用的坐标系要纳入国家大地测量坐标系。因此在初测和定测导线必须与国家大地控制点联测。为顾及线路工程自身的特点和线路定线、施工放样对控制点加密的需要，应分级建立GPS线路控制网，为此，可将线路控制网分两级布设：（1）建立边长较长的高一级的GPS线路首级平面平面控制网；（2）用常规测量技术进行线路导线测量，各段导线两端点应附和在高一级的GPS控制点上。（二）导线测量导线测量应在GPS测量加密的国家大地点或首级平面控制网的基础上进行，首先要选择导线点位，选择点位时应注意：（1）导线点宜选择地势较高的地方，且能前后互相通视。（2）导线点应选在开阔的地方（3）导线点间的距离要适中（4）导线点应尽可能接近将来的线路位置（5）桥梁及隧道两端附近，严重地质不良地段处应设置导线点2、导线测量导线点选定后，即进行导线测量。3、导线的联测《新建铁路工程测量规范》规定，导线的起、终点以及在中间每隔不远于30km处应与国家平面控制点或其他不低于四等的大地点进行联测。在利用国家控制点进行导线检核时，要考虑导线所用的控制点是否在同一个高斯投影带内，若不在同一个投影带内则应进行换带计算。由于国家控制点坐标均为高斯平面上的坐标，因此，在导线检核前必须将坐标增量改化至高斯投影面上。（一）将坐标增量总和改化至参考椭球面上。（二）把改化至参考椭球面的坐标增量总和算至高斯投影面上。二、线路高程测量线路高程测量采用水准测量和光电三角高程测量。其任务有两类，一是建立沿线高程控制点，二是测定导线点及中桩的高程。（一）水准测量初测阶段的水准测量根据工作目的及精度的不同，可分为基平测量和中平测量。（1）基平测量是沿线路布设水准点。水准点的高程采用一组往返或两组单程水准测量的方法测定。（2）中平测量是测定导线点及中桩高程。一般采用单程水准测量。（二）光电三角高程测量基平测量用光电三角高程测量时，可与导线测量合并进行，导线点作为高程转点，高程转点的距离和竖直角必须往返观测。（三）地形测量初测中的地形测量是测量沿线带状地形图，应尽量以导线点作为测站，必要时可设置一个测站点。初测目前已较多地采用航测方法测绘地形图。