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，測量至關重要的環(huán)節(jié)，對工程的實施有著至關重要的影響。而對線路的初測，則是確定施工地點，并為施工提供相關數(shù)據(jù)的關鍵所在。文章將就土木工程測量中的線路初測進行探討。
　　關鍵詞 土木工程；線路初測；測量方法
　　
　　一般來說，進行勘測的目的就是要按照設計任務的要求，進行外業(yè)勘測與調(diào)查工作，以便能夠為編制初步設計提供資料。具體來說，初測的任務就是對路線方案研究階段所提出的各個具有比較價值的方案，同時根據(jù)工程的需要，實地選定線路位置，并對各比較線進行同樣詳細程度的帶狀地形測量、工程地質(zhì)勘測和水文勘測。最后在合理的運用紙上定線的方法初步設計線路的平面位置和立面位置，最終能夠按照設計結果，有效的計算出土石方數(shù)量、工程數(shù)量，編制工程程費用概算和初測報告，經(jīng)上級批準后作為定測的依據(jù)。
　　1.導線布置
　　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，結合實際情況，選擇線路轉折點的位置，并打樁插旗，標定點位。擔任這項工作的小組通稱為大旗組。選點插旗是初測工作的關鍵，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。
　　插旗時一般應在道路紙上定線的平面圖上標出大旗點的位置和標高，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。當發(fā)現(xiàn)個別大旗位置不當或某段線路還可改善時，應及時改插或補插。大旗間的距離以能表示線路走向及清晰地觀察目標為原則。
　　初測導線的選點工作是在插大旗的基礎上進行的。導線點的位置應滿足以下幾項要求：
　　（1）盡量接近線路通過的位置。大橋及復雜中橋和隧道口附近、嚴重地質(zhì)不良地段以及越嶺埡口地點，均應設點。
　　 （2）地層穩(wěn)固，便于保存。
　�。�3）視野開闊，測繪方便。
　�。�4）點間的距離以不短于50 m不大于400 m為宜。
　　采用電磁波測距儀測距時，導線點之間的距離不受限制，為測圖應用方便，應在導線邊上加設轉點，轉點間的距離應不大于400 m。對于鋼尺量距導線除在導線邊上設置轉點外，宜設百米標，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，均應設立加標。百米標及加標對導線邊的橫向誤差不應大于0.1 m。當用電磁波測距儀或其他間接方法測距時，可不設百米標，但加標間不宜大于100 m。
　　2.導線測量與計算
　　線路導線測量時水平角的觀測應使用不低于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)時取平均數(shù)作為觀測結果。
　　導線邊長丈量的工作量很大，它直接影響著導線測量的進度與精度。根據(jù)規(guī)范規(guī)定，線路導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大于1／2000。
　　地形復雜地段和沿河流有比較線或需要大面積測繪地形時，可布置三角鎖，以代替導線測量。這時，三角形中求距角一般不應小于30°，復雜時亦不應小于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。三角鎖的兩端均應設置基線。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、終點，以及每隔30 km的點，應與國家平面控制點或其他部門的不低于四等平面控制的點進行聯(lián)測。聯(lián)測的方法可采用導線測量法或角度交會法、前方交會法、后方交會法或兩點后方交會法等。
　　如果遇到與國家平面控制點聯(lián)測困難時，就需要在導線的起點、終點和不遠于30km的導線點上用天文測量方法（太陽高度法或北極星任意時角法）或用陀螺經(jīng)緯儀，測定導線邊的真北方位角，以控制角度誤差的積累。
　　當導線與國家控制點聯(lián)測進行坐標計算時，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算導線的坐標增量。由于國家控制點的坐標都是高斯投影面上的坐標，因此，在進行檢核之前，必須將利用地面丈量的長度計算的坐標增量改化到高斯投影面上。這項改化分為兩步：
　�。�1）將坐標增量的∑△x和∑△y改化到大地水準面上。計算公式為
　　式中，∑△x0，∑△y0為改化為大地水準面上的縱、橫坐標增量總和，以m為單位；∑△x，∑△y為根據(jù)邊長和平差后的角度計算的縱、橫坐標增量的總和，以m為單位；‰為導線的平均高程，以km為單位；R為地球的平均曲率半徑，以km為單位。
　�。�2）將大地水準面I二的坐標增量的總和化算至高斯投影面上。計算公式為
　　線路水準測量的任務是沿著線路設立水準點，并測定各水準點的高程，然后在水準點的 高程控制下測定線路導線各點和加標點的高程。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)水準點每兩千米設立一個，遇有300 m以上的大橋和隧道，大型車站或重點工程地段應加設水準點。水準點應選在距離線路100 m的范圍內(nèi)，設在未被風化的基巖或穩(wěn)固的建筑物，卜，亦可在堅實地基上埋設。水準點的標志一般為木樁、混凝土樁或條石。設立在基巖卜的水準點不需埋樁，可用較為突出的巖石代替，高程點位以紅色標記，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重要的技術性工作，測圖的質(zhì)量直接影響到初步設計的結果。因此，應當精心測繪，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，二是作為定測時放線的依據(jù)。因此，平面控制測量等級，應滿足上述兩項要求。高速公路、一級公路應采用一級導線或小三角；二級及二級以下公路應采用二級導線或小三角；三級導線是在測量設備等受限制時，方可采用。
　　在采用上述導線或小三角有困難的情況下，測量導線或中線點，其目的是要求用橫斷面控制路線兩側的地形。因此應釘設加樁，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置的平面控制網(wǎng)時，宜予以利用，坐標系統(tǒng)不一致時應進行換算。
　　公路勘測規(guī)范規(guī)定：除水準控制測量外，對于路線沿線設置的中線樁、導線樁和設計需要進行控制的高程點以及有關建筑物、水位等，都應測量其高程。有些高程點，路線縱坡的設計要求很嚴，不能在地形圖上判讀，而應實測，點繪總斷面圖。路線地形圖的測繪寬度，應以設計需要為準。路線有可能擺動較大，應測繪得寬一些。有比較線時，包括比較線及其中間地帶都應測繪地形圖，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，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，應利用平面控制點作圖根點。采用“現(xiàn)場定線法”時，用導線或中線點作圖根點。當平 面控制點數(shù)量不能滿足測圖要求時，應進行圖根控制測量。
　　根據(jù)地形的復雜程度及用圖的目的，公路地形圖測量應參照《鐵路測量技術規(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)有時亦采用橫斷曬測圖法。地形點的密度，應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、埡口及山坡變化處的高程要準確測定；對于池塘、淺灘、河流、溝渠、泉井、水庫、沼澤、墳墓、古跡、國家大地測量控制點以及地質(zhì)鉆孔等均應仔細測繪；測繪范吲以內(nèi)的高壓線、電力線、通訊線應分別測出，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，應由專業(yè)人員現(xiàn)場指定測繪，或由有關專業(yè)人員測繪。
　　4.結語
　　對施工線路的測量，是保證施工設計圖科學性和可行性的關鍵。因此，測量人員在進行線路的測測時，必須要根據(jù)地形的需要，根據(jù)工程的需要，進行更多的分析研究，保證測量數(shù)據(jù)的準確性。
　　
　　參考文獻
　　[1] 李正中，洪樹田. 工程線路測量一體化的數(shù)學模型及其應用范例[J]. 遼寧工程技術大學學報，1997（03）.
　　[2] 李世平，李正中. 路線測量一體化的數(shù)字模型[J]. 遼寧工程技術大學學報（自然科學版），2002（03）.

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