线路工程测量技术与方法研究

线路工程测量技术与方法研究内容摘要：

计划和设计，造成施工困难，甚至发生意想不到的危险，延误了工期，增大工程费用，或者必须 以 较高的费用，用于竣工后的危害政治和维修养护 [2]。 按照基本建设程序，线路工程勘测工作一般包括搜集已有 资料、地形、地质调查测绘，工程地质和水文地质勘探及实验等工作。 勘测工程依设计阶段不同，其任务、目的和设计要求也不同，工作的范围、内容和深度也不相同。 这就要求调查测绘应根据不同设计阶段的任务、目的和要求，针对线路工程的特点，确定应搜集资料的内容和范围。 根据规定，铁路勘测分初步设计、技术设计、施工图三个阶段，公路勘测一般分为两个阶段。 每个阶段的任务、目的和设计要求是不相同。 当线路大方向确定之后，要求应做好大面积选线、区域性工程地质调查和必要的地址勘探工程。 掌握区域工程地质和水文地质情况及其与工程的关系，查明重 点工程的地质条件。 从政治、经济、国防、安全核技术等方面综合考虑，进行认真的方案比选，提出选择隧道位置的意见。 在此阶段，必须搜集满足以上初步设计要求的勘测资料。 技术设计阶段要求对线性工程进行详细的调查、测绘、补充地质勘察和地址、试验等，落实初步设计方案，制定工程处理方案，确定整个工程的布置和工程的布置和工程处理方案措施等。 所搜集的勘测资料应能满足技术设计的要求。 施工图阶段，着重补充技术设计后有待补充的勘测资料和施工详图，并解决施工中发生的有关变更设计问题。 调查内容 线路工程调查的内容系根据有关规范 、 规则 及细则进行。 通过调查所取得的资料 ，应能充分地说明线路工程通过地段的地形、地质条件、自然条件和施工条件等。 根据过去的实践经验 ， 证明这些资料是工程设计和施工必须具备的基础资料，它包括初测阶段到定测阶段整个过程的调查资料，其内容和深细度根据线路工程的规模和各阶段的勘测设计要求确定。 最后应形成系统、完整的资料。 线路工程调查的内容可分为以下几分方面： （ 1） 自然地理概况调查。 以地形地貌特征为主，其中包括：山脉、水系、地形的陡缓、标高、地表植被情况、建筑物分布于地质结构有关的地形地貌特征等的概况；容易成为有重大影响的地 貌单元及不良地质现象等。 （ 2） 地质条件调查。 分工程、水文地质两项。 工程地址特征：地层、岩性及地黑龙江工程学院本科生毕业论文 7 质结构特征，着重查清地质结构变动的性质、类型和规模；断层、节理、软弱结构面特征及其与工程的组合关系；围岩的基本物理力学性质等。 水文地质特征：地下水类型、含水层的分布范围、水量和补给关系、水质及其对混凝土的侵蚀性等。 （ 3） 影响工程稳定的不良地质和特殊地质现象的调查。 必须查明其发生、发展的原因及其类型和规模，根据其发展的趋势，判明其对工程影响程度。 （ 4） 地层中含有害气体或有害健康矿体的调查。 须查明其类型、成分、含 量和分布于工程具体位置等，以便采取预防措施和进行处理设计。 （ 5） 地震强度调查。 一般按照国家地震局提供的 1： 300 万的区 划图对线路沿线进行地震基本强烈区划，通过高烈度地震区时，应调查历史发生过的地震对既有建筑物的毁损情况、自然破坏现象等，结合岩性、构造、水文地质等条件，确定强度界限的具体里程及地点，分析评价其对线路工程的影响。 （ 6） 气象资料调查。 包括气温、气压、风、湿度、降雨量、洪水、晴雨情况、积雪量、积雪 与 雪融期以及地层冻结深度等。 （ 7） 施工条件调查。 包括建筑材料和水电供应情况，交通运输现状，施工场地与 弃碴条件以及弃碴利用的可能性，生活供应，医药条件及施工用地和建筑物拆迁等。 勘测的 内容及测量工作 它的内容有中线测量、纵断面测量、横断面测量，带状地形测量、施工放样，竣工测量和有关调查工作等，其主要目的是为设计、施工、运营管理提供必要的基础资料。 各种线路工程测量工作的内容和方法基本相同，只要掌握一两种典型的线路工程的测量内容、方法与精度要求等，即可举一反三，针对其他某一线路工程的具体情况，完成该工程的测量工作。 下面以铁路为例，简单介绍 勘测阶段的测量工作。 铁路是一种以钢轨引导列车的运输方式，它 是建造在大地上的一种线性工程构造物。 为保证交通的安全，它不仅要有平顺的线形、和缓的纵坡，而且还要有坚实稳定的路基、整平的（路）面、牢固耐用的桥涵和其他人工构造物及附属设备。 铁路勘测任务可分为踏测（初测）和定测。 初测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带状地形图上选定线中心线的位置，亦即纸上定线，进过经济、技术比较提出一个推荐方案。 初测对初步设计方案认为有价值的线路进行实测，即进行实地选点，定出线路中心线，沿线进行导线测量和水准测量，并测绘带状地形图。 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站有重要的位置，他决定着线路的基本方向。 定测是在初步设计批准后，结合现场实际情况确定线路位置，并为施工设计黑龙江工程学院本科生毕业论文 8 手机必要的资料。 线路定测阶段的测量工作主要有：中线测量、线路纵、横断面测量。 线路工程的施工 线路工程设计阶段测量的主要任务是确定路线线位、构造物的准确位置及布设方案 , 因此 , 它包括平面、高程控制和一般测量。 而施工测量是施工单位按照设计图纸完成修建工程实体所进行的全部测量工作 , 称之为施工测量。 线路施工 测量工作 利用原 设计阶段的测量标志和测量成果 , 并在此基础上 , 根据施工需要而加密的完全为施工服务的测量工作。 因此 , 施工测量工作是能否按设计图纸完成工程建设 , 保证达到技术标准和质量要求的重要先决条件 , 而必须予以充分的注意 [3]。 下面分别介绍了公路、桥 涵 、隧道等的测量方法。 道路施工测量 施工放样的基本方法 路线施工放样的基本方法是将已知距离、已知角度、已知高程、已知坡度等放样于施工现场。 通常，在满足精度要求的前提下，施工放样可根据工程场地、进度及各部位不同施工阶段要求等采用不同的仪器或工具，下面进 行简要介绍。 (1)已知距离的放样：已知距离指设计图上某一平距或斜距或结构物平面某一尺寸，放样工具可用钢尺或测距仪（或全站仪）。 ① 钢尺放样测量 地面上任意两点之间的平距或斜距，可用钢尺进行丈量。 当要求有一定精度时，需进行某些改正，如温度、拉力、斜距等。 放样与丈量工作相反。 根据图纸要求，按一定方向，把一已知距离，落实到地面上。 首先，根据实际条件，先进行各项改正值的计算。 其次，按与丈量改正数符号相反值加到该已知距离上。 最后进行放样：找出该放样的距离（线段）起点，拉尺子零点；找该距离方向，让尺子另一端在该方向 上；两尺手按改正时计算用的拉力值拉紧尺子两端；从尺子上读该放样距离长（改正后值），作标记，得放样值（如一尺段不够，则在一尺端点做标记，另一尺段零点从标记处开始，继续下一尺段，直到累计尺长为放样距离长为止）。 ② 测距仪放样测量 以 SETC 系列全站仪为例，准备工作包括：棱镜常数的输入、气压改正、地球曲率和折光的端正、测量模式的选择。 测距：在一已知点架仪器，根据放样功能，输入一已知距离，瞄准放样方向，在该方向上指挥立棱镜，测出仪器与棱镜之间的距离，此时仪器上显示为 ： 放样值 —实黑龙江工程学院本科生毕业论文 9 测值。 当显示值大于零，则指挥棱镜在放 样方向上向离开仪器方向移动；反之，当小于零时，则向仪器方向移动，直至为零显示（或在允许偏差内），则此时立棱镜点与仪器之间距离为放样距离（注：全站仪放样时的距离为设计值，仪器自动进行改正）。 除 采用全站仪放样距离功能外（作为测距仪用），还可直接用测距仪放样，用经纬仪标定方向。 (2)已知水平角的放样 ① 经纬仪放样测量 如图 所示，已知 AB 的方向及 β角。 放样方法：一般采用正倒镜分中法。 步骤： A 点架仪器，对中、整平（电子经纬仪应做准 备工作） ； 瞄准已知点 B，读初始水平度盘值（或把初始值设置为零） α；转动仪器，使仪器在读盘时读数为 α +β，定出方向 AC1；在盘右时读数为 α +β， 定出 AC2 方向； C C2 尽量靠近，平分得 C,则 ∠ BAC 为放样角值；重新复测该角值，如等于 β(或在测角精度要求内 )则工作完成，否则，重新放样，直至满足要求至。 ② 全站仪放样测量 采用图示同 图 ， 当使用全站仪放 样 角时，可采用两种放样功能，一是直接输入一已知角，二是通过输入坐标点，仪器进行角度计算，放样已知角。 步骤：准备工作；放置仪器，对中、整平；输入放样值； 分别用盘左、盘右瞄准起始方向，转动望远镜，当角度显示为零时，该方向与初始方向夹角为放样角值； C1，C2 尽量靠近，平分 得 C,则 ∠ BAC 为放样角值；重新复测该角值，如等于 β(或在测角精度要求内 )则工作完成，否则，重新放样，直至满足要求至。 （ 3） 水准仪放样测量 通过水平视线从已知高程点出发，在指定点位上放出一高程，从而得出该点填、 图 经纬仪放样测量 黑龙江工程学院本科生毕业论文 10 挖高或该点位构造物竖向标高。 例：在 A 点放样一高程为 的点。 已知 B 点高程为。 如图 所示。 步骤：在 A、 B 之间架仪器；在 B 点立尺读数 b,设 B=；在 A 点立尺，则A 点读数应为 A=Hb+bH4=+= A 点立尺前，可先打一木桩（或水泥桩，或作一标记）。 立尺读数 a1，如 a﹤ a1，则该点应填，回填值 a1a,放样高为 ； a﹥ a1,则下挖，下挖值 a1a，得放样高=，应在复查一次。 (4)已知坡度线放样 路基、排水沟、隧道等施工中常需放样一已知坡度 ， 放样可采用（ 3） 中介绍放样高程法，即把坡度换算为 距离与高程之间的关系。 施工测量 （ 1） 恢复导向点、水准 点 路线经过勘察设计后，往往要经过一段时间才施工，对失掉的导线点或水准点要求补测恢复或根据施工具体要求进行加密。 选点时可根据地形及施工要求确定，精度应根据《公路勘察规范》要求，方法按前述基本方法。 （ 2） 恢复中线 恢复中线指恢复掉失的交点、转点及中桩点的桩位。 常采用直角坐标法、极坐标法、角度 交会 法及距离交 会 法等。 ① 直角坐标法。 直角坐标法指通过指定的坐标系，计算出（ x、 y），以此确定地面点的位置。 坐标系可采用独立坐标系或 1954 年北京坐标系。 ② 极坐标法。 极坐标法是通过两已知点，求得放样点距一已知点的距离及 连线方向与已知方向的夹角进行放样。 放样时，可采用放样距离与角度相结合方法，方法见前述。 ③ 距离交会法。 距离交会法指从两已知点出发，通过两个距离交出放样点。 图 水准仪放样测量 黑龙江工程学院本科生毕业论文 11 ④ 角度交会法（或称方向交汇法）。 角度交会法指从两已知点出发（一已知直线段两端点），根据两个放样角放样一点。 （ 3） 横断面的检查和补测 路基施工前，应详细检查、校对横断面，发现错误或怀疑时，应进行复测。 其目的一是复核填、挖工程数量；二是复核设置构造物处地形是否与设计相符。 检查和补测方法按横断面测量方法，分直线、圆曲线、缓和曲线段。 （ 4） 竣工测量 路基土 石方完成后，应进行全线的竣工测量，包括中线测量、横断面测量及中平测量，以便修整路基，并作为竣工验收的依据。 除进行上述工作外，还应对导线点、水准点、曲线交点及长直线转点等进行加固，并重新编制各种固定表。 路基放样 路基施工前，在地面上把路基轮廓表示出来，即把坡脚点或坡顶点找出来，钉上边桩，同时还应把边坡坡度表示出来，以便正常施工。 其方法是 边桩放样 和 根据路基中心填、挖高度放样。 桥涵施工测量 桥涵施工放样测量的主要任务是将文件设计意图逐步转移到实地上去，指导构造物各部分的施工。 对于施工单 位（或称承包商），必须组织工程技术人员对设计文件、图纸及有关资料进行研究和现场核对，必要时进行补充调查。 在桥涵施工准备阶段和施工过程中，一般应进行下列的测量工作： （ 1） 对校涵中线位置桩、三角网基准点（或导线点）、水准点及其测量资料进行检查、核对，若发现桩 标 志不足、不稳妥、被移到或测量精度不符合要求时，应按规范要求补测、加固、移设或重新测校，并通过监理核对后报送建设单位（或称业主）； （ 2） 补充施工过程中需要的中线桩； （ 3） 测定墩、台的中线和基础桩的位置； （ 4） 测定桥、涵锥坡、翼墙及导流构造物的位 置； （ 5） 根据施工条件补充水准点； （ 6） 在施工过程中，测定并检查各施工部位的平面位置、标高、几何尺寸等。 桥梁轴线的标定 桥梁轴线的具体位置是在桥位勘察时，由路线方案、地形、地质、河床等情况选定的，并设有控制桩。 施工前，一是应检查桥梁轴线控制桩是否满足施工要求；二是现场恢复桥轴线位置及轴线长。 恢复前，必须详细掌握设计图纸上的尺寸、数据及桩黑龙江工程学院本科生毕业论文 12 标志 固定表等。 恢复轴线的方法有下面几种：直接丈量法 、 视差法 、 三角网法 、 测距法 等。 墩台的施工放样 桥梁墩、台的放样在施工中是一项十分重要的工作。 当墩、台间距离精 度不能满足要求甚至出现错误时，将会影响到上部构造物的浇注和安装，造成质量事故。 当墩、台出现左、右偏位时，会使支座位置也跟随偏移，这样，在结构内部。