土木工程測量 [土木工程測量中對線路初測的探討]

　　摘 要 在土木工程中，測量至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，對工程的實(shí)施有著至關(guān)重要的影響。而對線路的初測，則是確定施工地點(diǎn)，并為施工提供相關(guān)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵所在。文章將就土木工程測量中的線路初測進(jìn)行探討。
　　關(guān)鍵詞 土木工程；線路初測；測量方法
　　
　　一般來說，進(jìn)行勘測的目的就是要按照設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，進(jìn)行外業(yè)勘測與調(diào)查工作，以便能夠?yàn)榫幹瞥醪皆O(shè)計(jì)提供資料。具體來說，初測的任務(wù)就是對路線方案研究階段所提出的各個具有比較價(jià)值的方案，同時(shí)根據(jù)工程的需要，實(shí)地選定線路位置，并對各比較線進(jìn)行同樣詳細(xì)程度的帶狀地形測量、工程地質(zhì)勘測和水文勘測。最后在合理的運(yùn)用紙上定線的方法初步設(shè)計(jì)線路的平面位置和立面位置，最終能夠按照設(shè)計(jì)結(jié)果，有效的計(jì)算出土石方數(shù)量、工程數(shù)量，編制工程程費(fèi)用概算和初測報(bào)告，經(jīng)上級批準(zhǔn)后作為定測的依據(jù)。
　　1.導(dǎo)線布置
　　初測的首要工作是根據(jù)線路方案研究階段在已有地形圖上規(guī)劃的線路位置，結(jié)合實(shí)際情況，選擇線路轉(zhuǎn)折點(diǎn)的位置，并打樁插旗，標(biāo)定點(diǎn)位。擔(dān)任這項(xiàng)工作的小組通稱為大旗組。選點(diǎn)插旗是初測工作的關(guān)鍵，能否選出優(yōu)良的線路位置，將直接影響道路工程的質(zhì)量。
　　插旗時(shí)一般應(yīng)在道路紙上定線的平面圖上標(biāo)出大旗點(diǎn)的位置和標(biāo)高，并記錄線路沿線的特征。大旗插完以后需要繪制線路的平、縱斷面圖，以研究確定地形圖測繪的范圍。當(dāng)發(fā)現(xiàn)個別大旗位置不當(dāng)或某段線路還可改善時(shí)，應(yīng)及時(shí)改插或補(bǔ)插。大旗間的距離以能表示線路走向及清晰地觀察目標(biāo)為原則。
　　初測導(dǎo)線的選點(diǎn)工作是在插大旗的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。導(dǎo)線點(diǎn)的位置應(yīng)滿足以下幾項(xiàng)要求：
　�。�1）盡量接近線路通過的位置。大橋及復(fù)雜中橋和隧道口附近、嚴(yán)重地質(zhì)不良地段以及越嶺埡口地點(diǎn)，均應(yīng)設(shè)點(diǎn)。
　　 （2）地層穩(wěn)固，便于保存。
　�。�3）視野開闊，測繪方便。
　�。�4）點(diǎn)間的距離以不短于50 m不大于400 m為宜。
　　采用電磁波測距儀測距時(shí)，導(dǎo)線點(diǎn)之間的距離不受限制，為測圖應(yīng)用方便，應(yīng)在導(dǎo)線邊上加設(shè)轉(zhuǎn)點(diǎn)，轉(zhuǎn)點(diǎn)間的距離應(yīng)不大于400 m。對于鋼尺量距導(dǎo)線除在導(dǎo)線邊上設(shè)置轉(zhuǎn)點(diǎn)外，宜設(shè)百米標(biāo)，在地形變化處、道路交叉處、大中河流兩岸、溝底、電線線路交叉處及其他各種需要處，均應(yīng)設(shè)立加標(biāo)。百米標(biāo)及加標(biāo)對導(dǎo)線邊的橫向誤差不應(yīng)大于0.1 m。當(dāng)用電磁波測距儀或其他間接方法測距時(shí)，可不設(shè)百米標(biāo)，但加標(biāo)間不宜大于100 m。
　　2.導(dǎo)線測量與計(jì)算
　　線路導(dǎo)線測量時(shí)水平角的觀測應(yīng)使用不低于DJ6型精度的經(jīng)緯儀，以全圓測回法測量右角，觀測一測回，角度較差在±20“（DJz）或±30”（DJ6）以內(nèi)時(shí)取平均數(shù)作為觀測結(jié)果。
　　導(dǎo)線邊長丈量的工作量很大，它直接影響著導(dǎo)線測量的進(jìn)度與精度。根據(jù)規(guī)范規(guī)定，線路導(dǎo)線邊長可采用電磁波測距儀、鋼卷尺、2米因瓦橫基尺和基線法測量。邊長測量的相對中誤差不應(yīng)大于1／2000。
　　地形復(fù)雜地段和沿河流有比較線或需要大面積測繪地形時(shí)，可布置三角鎖，以代替導(dǎo)線測量。這時(shí)，三角形中求距角一般不應(yīng)小于30°，復(fù)雜時(shí)亦不應(yīng)小于25°。三角形的邊長一般以400 m為宜。水平角觀測用DJ2型經(jīng)緯儀，以全圓測回法觀測兩測回，滿足要求后，平均分配閉合差于各角。三角鎖的兩端均應(yīng)設(shè)置基線。兩條基線之間三角形的個數(shù)不得超過10個，終了邊基線長度與由起始邊基線推算的長度的較差不得超過邊長的1／1000。
　　在線路測量中，為控制測量誤差的積累，規(guī)范規(guī)定：線路測量的起點(diǎn)、終點(diǎn)，以及每隔30 km的點(diǎn)，應(yīng)與國家平面控制點(diǎn)或其他部門的不低于四等平面控制的點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測。聯(lián)測的方法可采用導(dǎo)線測量法或角度交會法、前方交會法、后方交會法或兩點(diǎn)后方交會法等。
　　如果遇到與國家平面控制點(diǎn)聯(lián)測困難時(shí)，就需要在導(dǎo)線的起點(diǎn)、終點(diǎn)和不遠(yuǎn)于30km的導(dǎo)線點(diǎn)上用天文測量方法（太陽高度法或北極星任意時(shí)角法）或用陀螺經(jīng)緯儀，測定導(dǎo)線邊的真北方位角，以控制角度誤差的積累。
　　當(dāng)導(dǎo)線與國家控制點(diǎn)聯(lián)測進(jìn)行坐標(biāo)計(jì)算時(shí)，首先要調(diào)整角度閉合差，然后根據(jù)調(diào)整后的角度閉合差和邊長計(jì)算導(dǎo)線的坐標(biāo)增量。由于國家控制點(diǎn)的坐標(biāo)都是高斯投影面上的坐標(biāo)，因此，在進(jìn)行檢核之前，必須將利用地面丈量的長度計(jì)算的坐標(biāo)增量改化到高斯投影面上。這項(xiàng)改化分為兩步：
　　（1）將坐標(biāo)增量的∑△x和∑△y改化到大地水準(zhǔn)面上。計(jì)算公式為
　　式中，∑△x0，∑△y0為改化為大地水準(zhǔn)面上的縱、橫坐標(biāo)增量總和，以m為單位；∑△x，∑△y為根據(jù)邊長和平差后的角度計(jì)算的縱、橫坐標(biāo)增量的總和，以m為單位；‰為導(dǎo)線的平均高程，以km為單位；R為地球的平均曲率半徑，以km為單位。
　�。�2）將大地水準(zhǔn)面I二的坐標(biāo)增量的總和化算至高斯投影面上。計(jì)算公式為
　　線路水準(zhǔn)測量的任務(wù)是沿著線路設(shè)立水準(zhǔn)點(diǎn)，并測定各水準(zhǔn)點(diǎn)的高程，然后在水準(zhǔn)點(diǎn)的 高程控制下測定線路導(dǎo)線各點(diǎn)和加標(biāo)點(diǎn)的高程。前者稱為基平測量，后者稱為中平測量。
　　初測階段一般地區(qū)水準(zhǔn)點(diǎn)每兩千米設(shè)立一個，遇有300 m以上的大橋和隧道，大型車站或重點(diǎn)工程地段應(yīng)加設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)。水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)選在距離線路100 m的范圍內(nèi)，設(shè)在未被風(fēng)化的基巖或穩(wěn)固的建筑物，卜，亦可在堅(jiān)實(shí)地基上埋設(shè)。水準(zhǔn)點(diǎn)的標(biāo)志一般為木樁、混凝土樁或條石。設(shè)立在基巖卜的水準(zhǔn)點(diǎn)不需埋樁，可用較為突出的巖石代替，高程點(diǎn)位以紅色標(biāo)記，周圍鑿成圓形。
　　3.帶狀地形圖測繪
　　初測階段的帶狀地形圖測繪是一項(xiàng)重要的技術(shù)性工作，測圖的質(zhì)量直接影響到初步設(shè)計(jì)的結(jié)果。因此，應(yīng)當(dāng)精心測繪，確保成圖質(zhì)量。
　　初測階段控制測量包括路線平面控制測量和高程控制測量�？刂茰y量的目的，一是控制地形，二是作為定測時(shí)放線的依據(jù)。因此，平面控制測量等級，應(yīng)滿足上述兩項(xiàng)要求。高速公路、一級公路應(yīng)采用一級導(dǎo)線或小三角；二級及二級以下公路應(yīng)采用二級導(dǎo)線或小三角；三級導(dǎo)線是在測量設(shè)備等受限制時(shí)，方可采用。
　　在采用上述導(dǎo)線或小三角有困難的情況下，測量導(dǎo)線或中線點(diǎn)，其目的是要求用橫斷面控制路線兩側(cè)的地形。因此應(yīng)釘設(shè)加樁，增測橫斷面，用橫斷面控制其地形，以便定線和移線之用。路線經(jīng)過地區(qū)已有國家或其他部門設(shè)置的平面控制網(wǎng)時(shí)，宜予以利用，坐標(biāo)系統(tǒng)不一致時(shí)應(yīng)進(jìn)行換算。
　　公路勘測規(guī)范規(guī)定：除水準(zhǔn)控制測量外，對于路線沿線設(shè)置的中線樁、導(dǎo)線樁和設(shè)計(jì)需要進(jìn)行控制的高程點(diǎn)以及有關(guān)建筑物、水位等，都應(yīng)測量其高程。有些高程點(diǎn)，路線縱坡的設(shè)計(jì)要求很嚴(yán)，不能在地形圖上判讀，而應(yīng)實(shí)測，點(diǎn)繪總斷面圖。路線地形圖的測繪寬度，應(yīng)以設(shè)計(jì)需要為準(zhǔn)。路線有可能擺動較大，應(yīng)測繪得寬一些。有比較線時(shí)，包括比較線及其中間地帶都應(yīng)測繪地形圖，如正線與比較線過道或中間有山或河流、中間帶可以不測。采用“現(xiàn)場定線法”初測時(shí)，線位移動量不會很大，地形測繪寬度可減小。路線地形測繪的圖根點(diǎn)，應(yīng)利用平面控制點(diǎn)作圖根點(diǎn)。采用“現(xiàn)場定線法”時(shí)，用導(dǎo)線或中線點(diǎn)作圖根點(diǎn)。當(dāng)平 面控制點(diǎn)數(shù)量不能滿足測圖要求時(shí)，應(yīng)進(jìn)行圖根控制測量。
　　根據(jù)地形的復(fù)雜程度及用圖的目的，公路地形圖測量應(yīng)參照《鐵路測量技術(shù)規(guī)則》對帶狀地形圖的測圖比例尺、帶狀地形圖測繪寬度、等高線間距、視線長度規(guī)定執(zhí)行。
　　地形圖測繪的方法一般采用經(jīng)緯儀小平板聯(lián)合測圖法或大平板儀測圖法，在蔭蔽地區(qū)有時(shí)亦采用橫斷曬測圖法。地形點(diǎn)的密度，應(yīng)能控制地形變化的特征，滿足正確繪制等高線的要求，一般在圖上的間距為15 mm～20mm。地物地貌的測繪除遵守測圖的一般要求外，對于山頂、谷底點(diǎn)、埡口及山坡變化處的高程要準(zhǔn)確測定；對于池塘、淺灘、河流、溝渠、泉井、水庫、沼澤、墳?zāi)�、古跡、國家大地測量控制點(diǎn)以及地質(zhì)鉆孔等均應(yīng)仔細(xì)測繪；測繪范吲以內(nèi)的高壓線、電力線、通訊線應(yīng)分別測出，注明桿材及所屬單位，與線路交叉跨越的已有鐵路、公路、道路以及渡口應(yīng)注明名稱及去向；對于樹林、果園、農(nóng)田、旱地、荒地、菜地及其農(nóng)作物區(qū)，應(yīng)測繪其范圍，并按規(guī)定的符號表示清楚；對于地質(zhì)水文專業(yè)要求的其他特征，一氘如不良地質(zhì)、高水位泛濫線，應(yīng)由專業(yè)人員現(xiàn)場指定測繪，或由有關(guān)專業(yè)人員測繪。
　　4.結(jié)語
　　對施工線路的測量，是保證施工設(shè)計(jì)圖科學(xué)性和可行性的關(guān)鍵。因此，測量人員在進(jìn)行線路的測測時(shí)，必須要根據(jù)地形的需要，根據(jù)工程的需要，進(jìn)行更多的分析研究，保證測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
　　
　　參考文獻(xiàn)
　　[1] 李正中，洪樹田. 工程線路測量一體化的數(shù)學(xué)模型及其應(yīng)用范例[J]. 遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)，1997（03）.
　　[2] 李世平，李正中. 路線測量一體化的數(shù)字模型[J]. 遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2002（03）.

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