第十四章線路測量14.1線路測量概述

14.2線路縱橫斷面測繪14.3高速鐵路概述

線路工程是指長寬比很大的工程，包括鐵路、公路、供水明渠、輸電線路、各種用途的管道工程等。這些工程的主體一般是在地表，但也有在地下的，還有的在空中，如地鐵、地下管道、架空索道和架空輸電線路等。用發(fā)展的眼光看，地下工程會越來越多。在線路工程遇到障礙物時，要采取不同的工程手段來解決，如遇山打隧道，過江河峽谷架橋梁等。

線路測量：是指鐵路、公路、管道、輸電線路、水渠、河道等線狀工程在勘測設(shè)計、施工建造和運(yùn)營管理三個階段中所進(jìn)行的測量工作的總稱。14.1線路測量概述

線路測量的目的是確定線路的空間位置。線路測量的任務(wù):

在勘測設(shè)計階段：為線路工程的各設(shè)計階段提供充分、詳細(xì)的地形資料。(地形圖和斷面圖)

在施工建造階段：是在施工開始之前和整個施工過程中，配合施工的進(jìn)度，將線路中線及其構(gòu)筑物按設(shè)計文件要求的位置、形狀和規(guī)格，正確地放樣于地面。

在運(yùn)營管理階段：檢查、監(jiān)測線路的運(yùn)營狀態(tài)，并為線路上各種構(gòu)筑物維修、養(yǎng)護(hù)、改建、擴(kuò)建提供資料。

14.1線路測量概述

①收集規(guī)劃設(shè)計區(qū)域各種比例尺地形圖、平面圖和斷面圖資料，收集沿線水文、地質(zhì)以及控制點(diǎn)等有關(guān)資料。

②根據(jù)工程要求，利用已有地形圖，結(jié)合現(xiàn)場勘察，在中小比例尺圖上確定規(guī)劃路線走向，編制比較方案等初步設(shè)計。

③根據(jù)設(shè)計方案在實地標(biāo)出線路的基本定向，沿著基本走向進(jìn)行控制測量，包括平面控制測量和高程控制測量。

④結(jié)合線路工程的需要，沿著基本定向測繪帶狀地形圖或平面圖，在指定地點(diǎn)測繪工點(diǎn)地形圖。測圖比例尺根據(jù)不同工程的實際要求選定。

14.1線路測量概述

⑤根據(jù)定線設(shè)計把線路中心線上的各類點(diǎn)位測設(shè)到實地，稱為中線測量。中線測量包括線路起止點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)、曲線主點(diǎn)和線路中心里程樁、加樁等。

⑥根據(jù)工程需要測繪線路斷面圖和橫斷面圖。比例尺則依據(jù)工程的實際要求確定。

⑦根據(jù)線路工程的詳細(xì)設(shè)計進(jìn)行施工測量。工程竣工后，對照工程實體測繪竣工平面圖和斷面圖。

14.1線路測量概述

線路測量的基本特點(diǎn)

(1)全線性

測量工作貫穿于整個線路工程建設(shè)的各個階段。以公路工程為例，測量工作開始于工程之初，深入于施工的具體點(diǎn)位，公路工程建設(shè)過程中時時處處離不開測量技術(shù)工作。

(2)階段性

這種階段性既是測量技術(shù)本身的特點(diǎn)，也是線路設(shè)計過程的需要。體現(xiàn)了階段性，反映了實地勘察、平面設(shè)計、豎向設(shè)計與初測、定測、放樣各階段的對應(yīng)關(guān)系。階段性有測量工作反復(fù)進(jìn)行的含義。

14.1線路測量概述

(3)漸近性

線路工程從規(guī)劃設(shè)計到施工、竣工經(jīng)歷了一個從粗到精的過程。線路工程的完美設(shè)計是逐步實現(xiàn)的。完美設(shè)計需要勘測與設(shè)計的完美結(jié)合，設(shè)計技術(shù)人員懂測量，測量技術(shù)人員懂設(shè)計，完美結(jié)合在線路工程建設(shè)的過程中實現(xiàn)。

14.1線路測量概述

（4）屬于國家基本建設(shè)，投資可觀，規(guī)模宏大，內(nèi)容復(fù)雜。

各階段工作內(nèi)容不同

不同工程物施工過程中，測量精度的要求不同。

勘測設(shè)計階段——建立測圖控制網(wǎng)

施工建造階段——建立施工控制網(wǎng)

運(yùn)營管理階段——建立變形監(jiān)測網(wǎng)

14.1線路測量概述

勘測設(shè)計階段

——方案研究階段收集相關(guān)地區(qū)的中、小比例尺地形圖收集各種航攝相片、氣象、水文、經(jīng)濟(jì)資料供設(shè)計人員找出線路主要的可能方案，初步確定一些重要的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如線路等級、限制坡度、牽引種類、運(yùn)輸能力等，并提出線路初步方案和可行性研究報告。14.1線路測量概述

——初測和初步設(shè)計階段初測是為初步設(shè)計而做的測繪工作。測量任務(wù)：１.布設(shè)控制網(wǎng)（初測導(dǎo)線，初測水準(zhǔn)點(diǎn)）２.測繪大比例尺地形圖３.測繪斷面圖初步設(shè)計：根據(jù)帶狀地形圖和各種初測資料，確定各種方案的線路中線位置（稱為紙上定線），確定線路、橋涵、隧道等工程物的走向、位置和形式等，并作出工程概算。初步設(shè)計要對一切有價值的方案進(jìn)行研究比選，通過經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等方面的比較，提出一個推薦方案。做到基本穩(wěn)定線路方案，為下一階段的工作打好基礎(chǔ)。14.1線路測量概述

——定測和施工設(shè)計階段定測是為施工設(shè)計而做的測量工作。任務(wù)：１.將初步設(shè)計確定的線路中線測設(shè)到地面上。２.詳細(xì)測繪線路縱橫斷面。３.重點(diǎn)工程工點(diǎn)地形圖測繪等。施工設(shè)計主要任務(wù)是根據(jù)定測資料進(jìn)行線路縱斷面設(shè)計和路基設(shè)計，以及對線路上所有橋涵、隧道、車站、擋土墻等構(gòu)筑物進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計，并提供工程數(shù)量和工程預(yù)算，形成施工設(shè)計文件。14.1線路測量概述

施工建造階段1.交樁—設(shè)計單位和施工單位交接控制樁點(diǎn)。2.施工復(fù)測—施工單位檢查控制樁點(diǎn)的正確性。3.建立施工控制網(wǎng)—對重要工程建立控制。4.施工放樣—按設(shè)計要求在地面上測設(shè)工程物位置。5.竣工測量—檢查工程物的位置、形狀、尺寸。14.1線路測量概述

施工建造階段

為使車輛平順的轉(zhuǎn)變方向，需在兩相鄰直線間測設(shè)所設(shè)計的曲線。其中有平曲線和豎曲線。平曲線分為圓曲線和緩和曲線兩種。圓曲線又有單曲線、復(fù)曲線、反向曲線和回頭曲線等多種。圓曲線:一定半徑R的圓弧構(gòu)成的曲線?？刂茍A曲線形狀的3個主要點(diǎn)稱為圓曲線主點(diǎn)，即直圓點(diǎn)(ZY)、曲中點(diǎn)(QZ)和圓直點(diǎn)(YZ)。測設(shè)圓曲線的基本數(shù)據(jù)稱為圓曲線要素,即切線長T、曲線長L和外矢距E。測設(shè)曲線時，先測設(shè)曲線主點(diǎn)，再測設(shè)曲線細(xì)部點(diǎn)。

14.1線路測量概述

緩和曲線

連接直線和圓曲線的過渡曲線。緩和曲線的曲率半徑是由無窮大逐漸變化為圓曲線的半徑。在緩和曲線上任一點(diǎn)的曲率半徑與該點(diǎn)至起點(diǎn)的曲線長度成反比。在圓曲線的兩端加設(shè)等長的緩和曲線后，曲線主點(diǎn)則為：直緩點(diǎn)(ZH)、緩圓點(diǎn)(HY)、曲中點(diǎn)(OZ)、圓緩點(diǎn)(YH)和緩直點(diǎn)(HZ)。當(dāng)圓曲線半徑R、緩和曲線長l0及轉(zhuǎn)向角α已知時，曲線要素切線長T、外矢矩E、曲線長L和切曲差q等數(shù)值即可算得，據(jù)以測設(shè)曲線主點(diǎn)。

14.1線路測量概述

中線樁（中樁）：表示線路中心位置的木樁（方樁）?？刂茦肚€：直圓點(diǎn)（ZY）、圓直點(diǎn)（YZ）；直緩點(diǎn)（ZH）、緩圓點(diǎn)（HY）、圓緩點(diǎn)（YH）、緩直點(diǎn)（HZ）、曲中點(diǎn)（QZ）、交點(diǎn)（JD）直線：轉(zhuǎn)點(diǎn)（ZD）、交點(diǎn)（JD）控制樁需要設(shè)置標(biāo)志樁予以說明。14.1線路測量概述

公里樁里程樁（板樁）百米樁里程是指從線路起點(diǎn)起到該點(diǎn)的距離。如：某中線樁的里程為K326+750.89，表示從線路起點(diǎn)起沿中線到該點(diǎn)的距離為326km又750.89m。加樁（板樁）地形變化和設(shè)計需要的位置直線不遠(yuǎn)于50米曲線不遠(yuǎn)于20米14.1線路測量概述

14.1線路測量概述

14.2線路縱橫斷面測繪1線路縱斷面的測繪

線路縱斷面測繪的任務(wù)是沿著地面上已經(jīng)定出的線路測出所有中線樁的高程，并根據(jù)測得的高程和各樁的里程繪制線路的縱斷面圖，為線路縱斷面設(shè)計服務(wù)，以確定線路的坡度、路基的標(biāo)高和填挖高度以及沿線橋梁隧道的位置等。線路縱斷面測量又稱線路水準(zhǔn)測量。它的任務(wù)是測定中線上各里程樁的地面高程，繪制中線縱斷面圖，作為設(shè)計線路坡度、計算中樁填挖尺寸的依據(jù)。

14.2線路縱橫斷面測繪1線路縱斷面圖的測繪

方法：水準(zhǔn)測量光電三角高程測量

線路水準(zhǔn)測量分兩步進(jìn)行：首先在線路方向上設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn)，建立高程控制，稱為基平測量；其次是根據(jù)各水準(zhǔn)點(diǎn)高程，分段進(jìn)行中樁水準(zhǔn)測量，稱為中平測量?；綔y量的精度要求比中平高，一般按四等水準(zhǔn)測量的精度；中平測量只作單程觀測，按普通水準(zhǔn)測量精度。

14.2線路縱橫斷面測繪1線路縱斷面圖的測繪

線路縱斷面圖表示線路中線上地面起伏變化情況的斷面圖，一般繪制在透明方格紙上。

地面線按中線樁里程和高程繪制

橫坐標(biāo)為里程比例尺為1：10000

縱坐標(biāo)為高程比例尺為1：1000

高程比例尺比水平比例尺大10倍，以突出地面的起伏變化?？v斷面圖應(yīng)按線路里程增加方向從左向右繪制。14.2線路縱橫斷面測繪14.2線路縱橫斷面測繪2線路橫斷面圖的測繪

任務(wù)：測定線路中線樁兩側(cè)一定范圍的地面起伏形狀，并繪制橫斷面圖供路基斷面設(shè)計、路基土石方量計算或路基邊坡放樣使用。橫斷面測量是測定各中心樁兩側(cè)垂直于線路中線的地面高程，可供路基設(shè)計、計算土石方量及施工放邊樁之用。

橫斷面方向在直線地段與線路方向垂直；在曲線地段與各點(diǎn)的切線方向垂直。

14.2線路縱橫斷面測繪2線路橫斷面圖的測繪——橫斷面測量的密度和寬度（1）密度：所有中線樁均應(yīng)施測。工程集中地段和地質(zhì)不良地段應(yīng)加測。（2）寬度：主要以填挖高度為主,能滿足橫斷面設(shè)計的需要?！獧M斷面的方向（1）直線段:與中線垂直（2）曲線段：曲線的法線方向，即半徑方向。常用儀器：經(jīng)緯儀

14.2線路縱橫斷面測繪2線路橫斷面圖的測繪——橫斷面測量的方法

(1)經(jīng)緯儀測量橫斷面。將儀器置于中線上，讀取中線樁兩側(cè)地形變化點(diǎn)的視距和豎直角，計算出各點(diǎn)相對于中線樁的水平距離和高差。

14.2線路縱橫斷面測繪2線路橫斷面圖的測繪

(2)水準(zhǔn)儀測量橫斷面。先用方向架定出橫斷面方向，用皮尺丈量橫斷面上的各特征點(diǎn)至中線樁的距離，再測出其高差。水準(zhǔn)儀法地勢平坦、通視良好的地段。安置一次儀器可測繪多個橫斷面。橫斷面方向：方向架水平距離：皮尺丈量高差：水準(zhǔn)儀測定

14.2線路縱橫斷面測繪（3）任意點(diǎn)光電測距法

儀器：光電測距儀/全站儀（安置在任意點(diǎn)）優(yōu)點(diǎn)：精度高速度快安置一次儀器可測量多個斷面如有袖珍計算機(jī)配合計算，將能充分發(fā)揮光電測距的優(yōu)勢。14.2線路縱橫斷面測繪鐵路和一級公路檢測時的限差：高程±（m）距離±（m）二級～四級公路的檢測限差：高程±（m）距離±（m）

h：檢測點(diǎn)相對于中樁的高差

l：檢測點(diǎn)至中樁的水平距離。

——橫斷面測量的精度要求——橫斷面圖繪制橫斷面圖一般是繪制在毫米方格紙上。為了便于計算面積和設(shè)計路基斷面，其水平距離和高程采用同一比例尺，通常是1∶200。作用：路基橫斷面設(shè)計面積計算比例尺：水平和高程均為1：200繪制順序：在方格紙上自下而上從左到右14.2線路縱橫斷面測繪14.2線路縱橫斷面測繪14.3高速鐵路概述“十一五”期間，交通運(yùn)輸量快速增長國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展；人民生活水平提高；城鎮(zhèn)化進(jìn)程提速；工業(yè)化、機(jī)動化趨勢明顯運(yùn)力不足成為制約國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸

14.3高速鐵路概述運(yùn)輸工具高效化成為重要解決途徑創(chuàng)新交通系統(tǒng)公路水路鐵路航空高速公路網(wǎng)特種重型卡車大中型客車大型船舶遠(yuǎn)洋船舶智能港口系統(tǒng)高速鐵路網(wǎng)城市軌道交通重載列車通用飛行器智能航運(yùn)系統(tǒng)14.3高速鐵路概述鐵路成為“十一五”建設(shè)的重點(diǎn)14.3高速鐵路概述軌道交通：快速、高效環(huán)保的運(yùn)輸方式人均占地面積(m2)單位能耗(kcar/p*km)人均CO2排放(g/p*km)死亡率(每億人*km)運(yùn)量(p/h)運(yùn)輸速度(km/h)適用范圍6~101~210~200~0.50180~216721~83170~10044.60019.42k0.0050.0821.17-10k~30k6k~9k3k10~1520~5020~4040~60短途較廣中距離長距離14.3高速鐵路概述14.3高速鐵路概述14.3高速鐵路概述14.3高速鐵路概述14.3高速鐵路概述上海市軌道交通規(guī)劃：到2010年，建成11條軌道線，通車?yán)锍踢_(dá)到400公里(到2012年，建成13條軌道線，通車?yán)锍踢_(dá)到500公里)，形成“四縱三橫”的城市軌道交通網(wǎng)。遠(yuǎn)景目標(biāo)：至2050年，上海市建設(shè)4條市域快速線(Ｒ線)，8條市區(qū)地鐵線(Ｍ線)，5條市區(qū)輕軌線(L線)，共17條軌道交通線，總長約810公里。14.3高速鐵路概述北京市軌道交通規(guī)劃：軌道建設(shè)在建規(guī)模已達(dá)到113公里。到2010年，軌道交通線路網(wǎng)通車?yán)锍虒⑦_(dá)到250公里至300公里；2015年將達(dá)350公里；至2050年共由16條地鐵線路簡稱M以及6條城鐵線路簡稱L組成。市區(qū)軌道交通規(guī)劃線網(wǎng)長度為685.5公里.14.3高速鐵路概述盾構(gòu)機(jī)工作原理14.3高速鐵路概述軌道交通施工中測量工作施工測量放樣\檢測-保證工程質(zhì)量第三方監(jiān)測(幾何\物理)-保證安全14.3高速鐵路概述擬建中的中國高速鐵路網(wǎng)京滬高鐵 1300億投資滬杭高鐵 350億投資“四橫四縱” 1.2萬公里14.3高速鐵路概述京滬高速鐵路全長1318公里，沿途經(jīng)過北京、天津、濟(jì)南、南京、上海等21座車站。設(shè)計時速350公里，初期運(yùn)行時速300公里。與既有京滬鐵路大體平行，正線全長約1318km，較既有京滬線縮短約140km。橋梁長度約1140km，占正線長度86.5%；隧道長度約16km，占正線長度1.2%；路基長度162km，占正線長度12.3%；全線鋪設(shè)無碴約1268正線公里，占線路長度的96.2%。有碴軌道約50正線公里，占線路長度的3.8%。全線用地總計5000hm2（不包括北京南站、北京動車段、大勝關(guān)橋及閑逛工程）。14.3高速鐵路概述京滬高速鐵路將全線鋪設(shè)減振效果很好的無縫線路和無碴軌道，全線實行防災(zāi)安全實時監(jiān)控，并運(yùn)用具有世界先進(jìn)水平的動力分散型電動車組，由集行車控制、調(diào)度指揮、信息管理和設(shè)備監(jiān)測于一體的綜合自動化系統(tǒng)統(tǒng)一指揮。此外，京滬高速鐵路全線將封閉運(yùn)行，并在道口實現(xiàn)全立交。

14.3高速鐵路概述武廣客運(yùn)專線武漢段在我國首次采用德國技術(shù)，系無碴軌道，列車運(yùn)行時速達(dá)300公里。試驗段按一次鋪設(shè)、跨區(qū)間無縫線路設(shè)計，通常理解為鋪設(shè)的鋼軌，焊接為一根超長無縫線路，看不到現(xiàn)在鋼軌的接頭。在武廣客運(yùn)專線上，將選用最先進(jìn)的動車組上線營運(yùn)，目前只能從國外進(jìn)口，每輛車造價達(dá)500萬元以上，動車組每節(jié)車都自帶動力。編組時不像現(xiàn)在一趟車18-20節(jié)車廂，動車組6-8輛為一趟車，十分靈活，外觀呈流線型，十分美觀。無碴軌道的路基基床基層和表層要求工后沉降小。14.3高速鐵路概述保證列車速度目標(biāo)值，同時確保列車運(yùn)營安全、舒適，鐵道部明確要求時速200km以上的客運(yùn)專線鐵路必須建立精測網(wǎng)。《客運(yùn)專線無碴軌道鐵路工程測量暫行規(guī)定》《時速200～250公里有碴軌道鐵路工程測量指南(試行)》。14.3高速鐵路概述在國家測量網(wǎng)基礎(chǔ)上建立CPⅢ控制點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)

CPⅠ參照控制點(diǎn)

CPⅡ線下施工測量控制點(diǎn)

CPⅢ無碴軌道施工特殊控制點(diǎn)

無砟軌道客運(yùn)專線鐵路工程測量平面控制網(wǎng)按分級布網(wǎng)的原則分三級布設(shè)，第一級為基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)（CPⅠ），第二級為線路控制網(wǎng)（CPⅡ），第三級為基樁控制網(wǎng)（CPⅢ），主要為鋪設(shè)無砟軌道和運(yùn)營維護(hù)提供控制基準(zhǔn)。

CPⅢ：中文為基樁控制網(wǎng)。沿線路布設(shè)的三維控制網(wǎng)，平面控制起閉于基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)（CPⅠ）或線路控制網(wǎng)（CPⅡ），高程控制起閉于沿線路布設(shè)的二等水準(zhǔn)網(wǎng),一般在線下工程施工完成后施測，為無碴軌道鋪設(shè)和運(yùn)營維護(hù)的基準(zhǔn)。由中華人民共和國鐵道部提出。一、無碴軌道施工測量的標(biāo)志點(diǎn)布置

在無碴軌道的施工和驗收測量中需要用到在線路的兩側(cè)每隔60米所布置的測量標(biāo)志點(diǎn)（CPⅢ點(diǎn)），這些測量標(biāo)志點(diǎn)的作用是：

1)作為測量標(biāo)志

2)安放供全站儀自動掃描的反射棱鏡14.3高速鐵路概述二、CPⅢ控制點(diǎn)觀測注意事項

根據(jù)第一步布控的CPⅢ控制網(wǎng)，進(jìn)行外業(yè)的數(shù)據(jù)采集觀測，在這里主要包括全站儀和水準(zhǔn)儀.說明：1）CPⅢ點(diǎn)的編號統(tǒng)一（左側(cè)為奇數(shù)，右側(cè)為偶數(shù)）

2）測量人員操作過程中要嚴(yán)格按照規(guī)范要求，避免不必要的認(rèn)為誤差

3）棱鏡常數(shù)的設(shè)置要正確（棱鏡越大光線在棱鏡中的反射越強(qiáng)）

如果外業(yè)觀測時棱鏡常數(shù)設(shè)置不正確，那在內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)計算過程中工作量非常大。

4）外業(yè)觀測時，每個測站觀測的CPⅢ點(diǎn)為8個，每次搬站只向前移動一對棱鏡，且氣壓溫度值輸入必須正確，儀器自由設(shè)站，無須量儀器高，儀器自動計算。說明：1）每隔一對CPⅢ棱鏡進(jìn)行自由建站

2）兩個方向個觀測2×2個CPⅢ控制點(diǎn)

3）每個CPⅢ控制點(diǎn)至少觀測3次以上

4）每測站至少觀測2測回

5）與CPⅠ、CPⅡ進(jìn)行連接測量14.3高速鐵路概述三、CPⅢ控制點(diǎn)成果整理

檢查外業(yè)觀測數(shù)據(jù)的連續(xù)性，并對明顯的單個錯誤數(shù)據(jù)進(jìn)行改正。

利用平差軟件對外業(yè)CPⅢ點(diǎn)的全站儀和水準(zhǔn)儀觀測的數(shù)據(jù)，進(jìn)行平差計算，首先獲得CPⅢ點(diǎn)的獨(dú)立坐標(biāo)，然后再加入CPⅠ、CPⅡ點(diǎn)的準(zhǔn)確坐標(biāo)值，即可平差計算得到CPⅢ點(diǎn)的絕對坐標(biāo)值（最小二乘法）。14.3