第一章工程概況1.1測區(qū)概況內(nèi)蒙古碳窯區(qū)至沙沙溝K742-755段高速公路位于鄂爾多斯市伊金霍洛旗，該觀測區(qū)域的地理坐標(biāo)：東經(jīng)108°58′至110°25′之間，北緯38°56′至39°49′之間。它的地理位置處于內(nèi)蒙古鄂爾多斯高原的東南部和毛烏素沙地的東北端，如圖所示，海拔較高，地形相對較小。研究區(qū)域?yàn)闇貛Т箨懶詺夂?，干旱，?qiáng)風(fēng)，低降雨和溫差大。年平均降水量為340mm-420mm，從東南向西北方向依次減少，年平均溫度為6.2℃，最低氣溫為-31.4℃，最高氣溫為36.6℃，無霜期為130-140天。是多民族混居的地區(qū)。一年的無霜期適合測量任務(wù)。圖1-1測區(qū)的衛(wèi)星影像圖1.2工程概況為了加強(qiáng)區(qū)域之間的緊密聯(lián)系并加快區(qū)域之間的交流，計(jì)劃在內(nèi)蒙古鄂爾多斯市伊金霍洛旗碳窯區(qū)至沙沙溝修建一條高速公路，該項(xiàng)目優(yōu)化了兩個地點(diǎn)之間的公路網(wǎng)絡(luò)，目的是改善兩條高速公路之間的交通環(huán)境，促進(jìn)兩地經(jīng)濟(jì)發(fā)展。本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容如下：有控制測量、中線測量、縱橫斷面的測量還有施工的量設(shè)計(jì)。1.3研究區(qū)域現(xiàn)有數(shù)據(jù)和結(jié)果分析1.3.1測區(qū)已有成果資料該測區(qū)有已知D級三角高程控制點(diǎn)共16個，DD173～DD188。此D級控制網(wǎng)滿足如下的要求：1、采用任意直角坐標(biāo)系；2、平均投影面長度為1250米；3、使用1985國家高程基準(zhǔn)，其等高距為2米。1.3.2測區(qū)已有資料分析通過現(xiàn)場實(shí)地勘測，造標(biāo)、埋石質(zhì)量比較好，所有的D級控制點(diǎn)標(biāo)石保存相對比較完好，并且精度滿足要求，能夠作為此設(shè)計(jì)起算的數(shù)據(jù)；高程控制網(wǎng)的成果和精度也滿足設(shè)計(jì)的要求；測區(qū)已知的控制點(diǎn)同時為水準(zhǔn)點(diǎn)。1.4公路測量主要技術(shù)依據(jù)(1)《公路勘測規(guī)范》(JTGC10-2007)(2)《工程測量規(guī)范》(GB50026-2007)(3)《國家三、四等水準(zhǔn)測量規(guī)范》(GBT12898-2009)(4)《全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范》(GB/T18314-2009)坐標(biāo)系統(tǒng)的選擇2.1坐標(biāo)系統(tǒng)的選擇被觀測的地區(qū)的地形圖使用2000國家大地坐標(biāo)系（CGCS2000）,由于投影歸算而引起的每公里長度變形的限差為2.5～10cm/km。使用的2000國家大地坐標(biāo)系（CGCS2000）所涉及到的地球橢球參數(shù)的數(shù)值內(nèi)容如下：長半軸：a=6378137m短半軸：b=6356752.31414m第一偏心率：=0.00669438002290第二偏心率：=0.00673949677547為了保證控制測量、地形圖測量和放樣工作的順利進(jìn)行。在平面控制網(wǎng)坐標(biāo)系統(tǒng)的選擇方面，主要考慮到的問題是長度變形，因此要求測量區(qū)域的投影長度變形值要≤2.5cm/km。已有的測區(qū)地形圖仍使用2000國家大地坐標(biāo)系（CGCS2000）。2.23°帶高斯投影長度變形計(jì)算該觀測地區(qū)的中心經(jīng)度和平均緯度分別為東經(jīng)109°41′30″、北緯39°22′30″。使用的坐標(biāo)系統(tǒng)為3°帶第37帶高斯投影平面直角坐標(biāo)系，其中央子午線的經(jīng)度111°。因?yàn)橥队岸鸬拈L度變形所涉及的內(nèi)容如下：是歸算到參考橢球面的地面長度的變形值，根據(jù)文獻(xiàn)[1]及文獻(xiàn)[9]得到計(jì)算公式如下： (2-1)式中：—測區(qū)地面的平均高程；—地球的平均曲率半徑；—地面長度；—子午圈曲率半徑；—卯酉圈曲率半徑。B—大地緯度地面的平均高程=1250m，S為1km，通過計(jì)算得:=6343991.0m，N=6386746.3m，=6365332.8m,將數(shù)值代入即可計(jì)算得：=-0.196m/km=-19.6cm/km。是歸算到高斯投影面的變形值，根據(jù)文獻(xiàn)[1]得計(jì)算公式: (2-2)式中：—測區(qū)中央離中央子午線的距離；—緯度平均值的平均地球曲率半徑；—測區(qū)中央經(jīng)度；—橢球體第二偏心率；—測區(qū)與中央子午線的經(jīng)度差，化算至秒。再根據(jù)公式，計(jì)算出測區(qū)的中心在高斯投影3°帶橫坐標(biāo)大致數(shù)值:測區(qū)與中央子午線的經(jīng)度差=109°41′30″-111°=-1°18′30″=4710″，測區(qū)平均緯度=39°22′30″，計(jì)算得 η2==0.004027153686，將數(shù)值代入得=112.7km，=15.6cm/km，=計(jì)算得=-19.6+15.6=-4.0cm/km每公里的長度的變形值為-4.0cm/km，不滿足規(guī)范2.5cm/km限差要求。因與大小較均衡，故采用高程抵償面作為投影面的高斯投影平面直角坐標(biāo)系，令=0，可通過以下公式確定抵償面的高程抵，即：(2-3)計(jì)算得=997m，則高程抵償面的高程為抵=1250-997=253m。此時0，滿足規(guī)范要求，故采用CGCS2000國家大地坐標(biāo)系，選高程為253m的抵償高程面為投影面，采用中央子午線109°41′30″的任意帶高斯投影平面直角坐標(biāo)系。2.3高程基準(zhǔn)的選擇當(dāng)前我國使用的的高程基準(zhǔn)是1985國家高程基準(zhǔn)，此設(shè)計(jì)也采用1985國家高程基準(zhǔn)作為選擇。第三章測量準(zhǔn)備階段3.1儀器準(zhǔn)備依照規(guī)范和相應(yīng)的要求，本次設(shè)計(jì)中所使用到的儀器設(shè)備有華測X10雙頻GPS接收機(jī)3臺(附三腳架)、拓普康GTS-102N全站儀3臺、蘇一光DSZ3自動安平水準(zhǔn)儀。詳細(xì)見下圖3-1。圖3-1投入使用的主要測量儀器一覽圖3.2人員準(zhǔn)備根據(jù)所測區(qū)域和設(shè)計(jì)項(xiàng)目建設(shè)周期的需求，共計(jì)參與的測量人員人數(shù)為12人。包括2名高級工程師，3名測量高級技師，剩下的均為外業(yè)測量人員，參加負(fù)責(zé)本次項(xiàng)目高速公路施工測量的任務(wù)。3.2測量技術(shù)方法1導(dǎo)線測量：主要是將事前選中的控制點(diǎn)連線使其成為折線，再通過測邊和測角的方法來確定控制點(diǎn)所處的位置。導(dǎo)線具有以下特點(diǎn)：布設(shè)靈活、推進(jìn)快速、受地形條件限制的影響比較小等。依據(jù)該地區(qū)現(xiàn)場的情況和要求，本設(shè)計(jì)將導(dǎo)線布設(shè)為附合導(dǎo)線。2全站儀的施工放樣：具體的操作方法如下。1）首先在已知點(diǎn)設(shè)站2）儀器進(jìn)行整平對中3）輸入設(shè)站點(diǎn)坐標(biāo)4）輸入定向點(diǎn)坐標(biāo)5）進(jìn)行定向6）輸入放樣點(diǎn)坐標(biāo)7）使用儀器進(jìn)行放樣操作3坐標(biāo)測量：具體的操作方法如下。1）首先在全站儀上設(shè)定測出站點(diǎn)的度盤讀數(shù)為它的方位角2）然后設(shè)置棱鏡常數(shù)3）再設(shè)置大氣改正值或者氣壓、氣溫值4）再量取儀器和棱鏡的高度并將其輸入到全站儀5）最后照準(zhǔn)所要觀測的棱鏡，按下坐標(biāo)測量鍵位，全站儀于是開始測距、計(jì)算并且將該測點(diǎn)的三維坐標(biāo)顯示在屏幕上。4中線測量：主要依照定線設(shè)計(jì)的要求將位于線路中心線上各類點(diǎn)的位置測設(shè)到實(shí)地規(guī)定位置的方法。第四章控制測量的技術(shù)設(shè)計(jì)4.1首級平面控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)4.1.1首級平面控制網(wǎng)的布設(shè)采用E級的GPS控制網(wǎng)的精度對平面的首級控制網(wǎng)進(jìn)行布設(shè)。通過聯(lián)測三個已知的D級GPS控制點(diǎn)DD173、DD182和DD188，將首級控制網(wǎng)布設(shè)成附合路線形式，共布設(shè)了7個GPS的控制點(diǎn)，分別編號為E1～E7，并使用三架GPS接收機(jī)進(jìn)行同步觀測。E級GPS控制網(wǎng)的布設(shè)方案圖4-1所示:圖4-1E級GPS控制網(wǎng)的布設(shè)圖根據(jù)規(guī)范文件[12]的規(guī)定，E級的GPS的控制網(wǎng)的布設(shè)要求參考圖4-2和圖4-3。圖4-2GPS網(wǎng)的精度的技術(shù)要求(GB/T18314-2009)圖4-3GPS控制網(wǎng)附合路線的邊數(shù)的技術(shù)要求(GB/T18314-2009)GPS控制網(wǎng)精度參考專著[8]，各等級城市GPS測量的相鄰點(diǎn)間基線長度的精度計(jì)算公式為: (4-1)式中：－基線向量的弦長中誤差，單位為mm；－固定誤差，單位為mm；－比例誤差系數(shù)，單位為；－相鄰點(diǎn)的距離，單位為km。根據(jù)規(guī)范文件[12]規(guī)定，城市的E級的GPS測量控的制網(wǎng)的最弱邊相對中誤差的限差值為1/45000。最短邊是E級GPS控制網(wǎng)的最弱邊。本設(shè)計(jì)中E級的GPS網(wǎng)中最短邊的邊長是1159.404m。將數(shù)據(jù)代入得σ=2.57mm，即相對中誤差1/2217000，小于1/45000，即滿足限差要求，因此，在理論上，本設(shè)計(jì)中E級GPS的控制網(wǎng)是滿足要求的。(2)GPS控制測量技術(shù)統(tǒng)計(jì)表E級GPS控制網(wǎng)的技術(shù)統(tǒng)計(jì)圖見4-4。4-4GPS控制網(wǎng)的技術(shù)統(tǒng)計(jì)圖4.1.2GPS儀器選擇根據(jù)施工方已經(jīng)有的儀器配置以及任務(wù)要求，本次GPS測量將采用設(shè)備系華測X10雙頻GPS接收機(jī)3臺(附三腳架)。該儀器靜態(tài)測量的水平精度2.5mm+0.5ppm，垂直精度系5mm+0.5ppm。4.1.3GPS控制點(diǎn)的選點(diǎn)、埋石1.選點(diǎn)要求各級GPS點(diǎn)的點(diǎn)位布點(diǎn)的應(yīng)該滿足：(1)能夠便于接收設(shè)備的安裝、儀器的使用操作、視野也應(yīng)該開闊、視野范圍內(nèi)的障礙物高度角≤15°；(2)周圍不應(yīng)該有強(qiáng)烈反射衛(wèi)星信號的物體；(3)地面堅(jiān)固牢靠，便于標(biāo)石長期的保存；(4)最大化的利用符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求的已有控制點(diǎn)；(5)周圍的交通應(yīng)該便利通暢。2.埋石要求E級GPS控制點(diǎn)點(diǎn)位選用標(biāo)石為普通標(biāo)石，沿方向選擇的的點(diǎn)應(yīng)土壤質(zhì)量較好且能夠長期保存。標(biāo)識使用200mm×400mm×400mm制好的水泥樁，如圖4-2所示，使用混凝土澆灌，樁位應(yīng)低于地面高度300~500mm，點(diǎn)號在樁頂中標(biāo)示。用“GPS”加“序號”標(biāo)識各個點(diǎn)位，控制點(diǎn)的埋設(shè)的年代和類型需在標(biāo)石的上表面進(jìn)行壓印。標(biāo)石圖示如圖4-5所示。圖4-5普通標(biāo)石圖示點(diǎn)位選埋完成后，準(zhǔn)確繪制GPS點(diǎn)之記，并按照相關(guān)規(guī)范填寫相應(yīng)點(diǎn)位的信息，同時應(yīng)拍攝標(biāo)石周圍環(huán)境建造及照片。選點(diǎn)工作完成之后，要記得繪制GPS選點(diǎn)圖。4.1.4觀測方法本設(shè)計(jì)的GPS控制網(wǎng)使用三臺GPS接收機(jī)靜態(tài)同步觀測，邊連式是所采用的觀測作業(yè)方式，翻轉(zhuǎn)式是遷站方案。首先在DD188，E1和E2三點(diǎn)安裝GPS接收機(jī)，在一觀測時段結(jié)束后，將接收機(jī)由DD188站遷至DD182站，再觀測一個時段，將接收機(jī)由E1站遷至E3站，并依次遷站，當(dāng)接收機(jī)由E5站遷站至DD173，觀測一個完整的觀測時段。4.1.5技術(shù)要求GPS網(wǎng)觀測的基本技術(shù)應(yīng)符合圖4-6。圖4-6GPS基本技術(shù)規(guī)定圖4.2平面加密控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)4.2.1加密平面控制網(wǎng)布設(shè)方案平面的加密控制網(wǎng)采用一級導(dǎo)線，附合E級的GPS控制點(diǎn)和已知的D級GPS控制點(diǎn)位，在相鄰的兩已知點(diǎn)間進(jìn)行附合導(dǎo)線的布設(shè)，共布72個一級導(dǎo)線點(diǎn)，分別編號A1~A72。一級導(dǎo)線測量采用拓普康全站儀進(jìn)行測量。加密平面控制網(wǎng)的布設(shè)方案見圖4-7。圖4-7一級導(dǎo)線控制網(wǎng)布設(shè)圖根據(jù)規(guī)范文件[13]規(guī)定，一級導(dǎo)線技術(shù)要求參考圖4-8。圖4-8一級導(dǎo)線測量的主要技術(shù)要求(JTGC10-2007).注：表中n為測站數(shù)。(1)一級導(dǎo)線網(wǎng)精度估算根據(jù)所布加密網(wǎng)，可知最弱點(diǎn)系最長附合導(dǎo)線中點(diǎn)，也就是E1至E2點(diǎn)間附合導(dǎo)線中點(diǎn)，E1至E2點(diǎn)間附合導(dǎo)線的總測繪長度為L′=4.72km。根據(jù)規(guī)范文件[13]要求，最弱點(diǎn)的中誤差小于等于50mm。不考慮起始點(diǎn)和其實(shí)際方位角的誤差，附合導(dǎo)線最弱點(diǎn)的中誤差為：(4-2)(4-3) (4-4)式中：—導(dǎo)線平均邊長—附合導(dǎo)線段所測邊數(shù)—測角中誤差—測距中誤差導(dǎo)線平均邊長為=429.364m；所測邊數(shù)=11。經(jīng)計(jì)算，測距中誤差=11.44mm，=18.97mm，=31.44mm，=36.72mm即最弱點(diǎn)中誤差=±36.72mm±50mm，滿足限差要求，因此本次平面加密控制網(wǎng)的方案合理可行。(2)一級導(dǎo)線的技術(shù)統(tǒng)計(jì)表一級導(dǎo)線網(wǎng)的技術(shù)統(tǒng)計(jì)圖4-9。圖4-9一級導(dǎo)線網(wǎng)技術(shù)統(tǒng)計(jì)圖4.2.2平面加密控制網(wǎng)的觀測方法(1)觀測儀器本設(shè)計(jì)測量采用拓普康的GTS-102N全站儀，該儀器標(biāo)稱精度為±2mm+2ppmD，測角中誤差為±5″。(2)一級導(dǎo)線控制點(diǎn)的標(biāo)石埋設(shè)一級導(dǎo)線點(diǎn)的標(biāo)石埋石采用預(yù)制標(biāo)石進(jìn)行埋設(shè)。根據(jù)《公路勘測規(guī)范》(JTGC10-2007)[13]的各級導(dǎo)線點(diǎn)的標(biāo)石規(guī)格，一級導(dǎo)線點(diǎn)標(biāo)石規(guī)格應(yīng)符合圖4-10。圖4-10一級導(dǎo)線平面控制樁尺寸圖(mm)(3)觀測方法本次一級導(dǎo)線觀測采用全站儀進(jìn)行觀測。先將儀器安設(shè)在A1點(diǎn)上，后視DD188點(diǎn)定向。邊長測量采用往返觀測，測量四個測回；水平角測量為盤左、盤右法進(jìn)行觀測，觀測兩個測回。依次測量，當(dāng)測量導(dǎo)線附合到E1點(diǎn)，即完成一條導(dǎo)線的測量工作，經(jīng)計(jì)算，如DD188至E1點(diǎn)間的附合導(dǎo)線的各項(xiàng)誤差滿足規(guī)范文件的限差要求，即可根據(jù)同樣的方法，對其他附合導(dǎo)線進(jìn)行施工測量。4.3首級高程控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)4.3.1首級高程控制網(wǎng)的布設(shè)方案圖4-11首級高程控制網(wǎng)參考規(guī)范文件[10]，支線長度20千米以下，采用四等水準(zhǔn)測量精度施測，因此首級高網(wǎng)，采用四等水準(zhǔn)測量，并進(jìn)行觀測。聯(lián)測三個已知的國家水準(zhǔn)點(diǎn)DD188、DD182和DD173，布設(shè)成附合水準(zhǔn)路線，如圖4-11所展示，布設(shè)了7個四等的水準(zhǔn)點(diǎn)，分別編號H1～H7。其主要技術(shù)要求見圖4-12和圖4-13:圖4-12高程控制測量技術(shù)要求(JTGC10-2007)圖4-13水準(zhǔn)測量的技術(shù)規(guī)范要求(JTGC10-2007)注：(1)l為水準(zhǔn)點(diǎn)間的路線或附合水準(zhǔn)路線的長度(km)；(2)為測站數(shù)。(1)四等水準(zhǔn)網(wǎng)精度的估算高程首級控制網(wǎng)運(yùn)用四等附合水準(zhǔn)路線，即圖4-14所示，水準(zhǔn)路線中點(diǎn)H4為最弱點(diǎn)。根據(jù)規(guī)范文件[13]規(guī)定，公路高程網(wǎng)的最弱點(diǎn)中誤差應(yīng)該小于等于±25mm。本次設(shè)計(jì)，四等附合水準(zhǔn)路線的水準(zhǔn)路線總長度=14.91km。最弱點(diǎn)位系中點(diǎn)H4，最弱點(diǎn)位中誤差為:(4-5)水準(zhǔn)路線的總長度為=14.91km,=±10mm，代入公式(4-5)得=±19.3mm，滿足規(guī)范要求。圖4-14首級高程控制網(wǎng)首級高程網(wǎng)的最弱點(diǎn)位的高程的中誤差滿足限差，因此在理論上本次首級高程網(wǎng)方案合理可行。(2)四等水準(zhǔn)網(wǎng)的技術(shù)統(tǒng)計(jì)表四等水準(zhǔn)網(wǎng)的技術(shù)統(tǒng)計(jì)表見圖4-15。圖4-15四等水準(zhǔn)網(wǎng)的技術(shù)統(tǒng)計(jì)圖4.3.2首級高程控制網(wǎng)的觀測方法(1)觀測儀器選用蘇一光DSZ3自動安平水準(zhǔn)儀為本次測量的儀器，該儀器每1km的往返觀測的標(biāo)準(zhǔn)偏差為±2.5mm。(2)四等水準(zhǔn)點(diǎn)的埋設(shè)關(guān)于點(diǎn)位標(biāo)石的埋設(shè)，本次使用預(yù)制標(biāo)石?；炷疗胀ㄋ疁?zhǔn)標(biāo)石規(guī)格如圖4-16。(3)觀測方法四等水準(zhǔn)的測量用水準(zhǔn)儀觀測，確保測量時的前后視線距離相等，應(yīng)用皮尺先丈量好前后視距，保證前后視線距離相差1m以內(nèi)，隨后再進(jìn)行觀測。本次測量為后-后-前-前的讀數(shù)方法，并正確填寫記錄手簿。采取軟件平差易進(jìn)行內(nèi)業(yè)計(jì)算的解算。最弱點(diǎn)高程中誤差≤2.5cm。四等水準(zhǔn)測量主要技術(shù)要求見圖4-17。圖4-16混凝土普通水準(zhǔn)標(biāo)石圖4-17四等水準(zhǔn)測量規(guī)范要求(JTGC10-2007)4.4加密高程控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)4.4.1加密高程控制網(wǎng)的布設(shè)方案三角高程測量為本次加密網(wǎng)測量方法，合并于一級導(dǎo)線網(wǎng)的測量，與其同時進(jìn)行，且一級導(dǎo)線網(wǎng)的點(diǎn)，也系加密高程網(wǎng)的控制點(diǎn)，本次總共布設(shè)了72個加密高程控制點(diǎn)，其編號為A1～A72。示意圖見圖4-11。點(diǎn)位詳細(xì)統(tǒng)計(jì)圖見圖4-18。圖4-18高程加密線路統(tǒng)計(jì)圖根據(jù)規(guī)范[13]規(guī)定，光電測距三角高程測量主要技術(shù)要求見圖4-19。圖4-19光電測距三角高程測量規(guī)范要求(JTGC10-2007)圖4-20高程加密控制網(wǎng)高程加密控制網(wǎng)的技術(shù)統(tǒng)計(jì)圖見圖4-21。圖4-21高程加密網(wǎng)的技術(shù)統(tǒng)計(jì)圖4.4.2高程加密網(wǎng)的觀測方法(1)觀測儀器高程加密網(wǎng)的測量合并于平面網(wǎng)，并同時進(jìn)行測量，因此與平面網(wǎng)的儀器相同。(2)觀測方法用全站儀進(jìn)行加密點(diǎn)的測量，聯(lián)測首級網(wǎng)的水準(zhǔn)點(diǎn)，則可得到加密點(diǎn)的高程。邊長測量采用往返觀測，測量兩個測回，當(dāng)兩個測回的邊長讀數(shù)較差不超過5mm，取兩個測回的平均值為導(dǎo)線邊長；垂直角的觀測采用中絲法，測量兩個測回。根據(jù)規(guī)范文件[13]光電測距三角高程測量觀測技術(shù)要求參考下圖4-22。圖4-22光電測距三角高程測量觀測規(guī)范要求(JTGC10-2007）

第五章公路工程施工測量技術(shù)設(shè)計(jì)5.1中線測量5.1.1線路直線段的測設(shè)1.直線段的測設(shè)(1)直線段控制樁的測設(shè)在地面上，根據(jù)全站儀坐標(biāo)法，測設(shè)出JD,ZD控制樁。將全站儀安置在一級導(dǎo)線點(diǎn)，并量測各交點(diǎn)及轉(zhuǎn)點(diǎn)的坐標(biāo)，用一級導(dǎo)線作初測導(dǎo)線，后視兩個點(diǎn)來定向，再根據(jù)坐標(biāo)依次測設(shè)出各個點(diǎn)位。測設(shè)好一個測站的相關(guān)點(diǎn)后，采用穿線法檢驗(yàn)是否位于同一直線上，如果各點(diǎn)在同一直線上，則可遷全站儀至其他點(diǎn)，再依次測設(shè)出其他點(diǎn)位。(2)控制樁的埋設(shè)根據(jù)規(guī)范文件[13]規(guī)定，所有線路的控制樁用樁頂與地面平齊的方樁埋設(shè)，用小釘子對點(diǎn)位進(jìn)行精確表示，并布設(shè)標(biāo)志樁于控制樁30～50厘米的地方，寫明控制樁名稱、編號及里程，字面朝向控制樁，標(biāo)志樁在直線段釘設(shè)在路線前進(jìn)方向的左側(cè)。(3)直線段中樁的測設(shè)同時進(jìn)行直線段中樁的測設(shè)與直線段控制樁的測設(shè)。沿公路中線方向，在每100米測設(shè)一個百米樁，且每1千米測設(shè)一個公里樁，同時應(yīng)根據(jù)地形每隔50米左右測設(shè)一個加樁。根據(jù)量測所獲取的所有樁位的坐標(biāo)，采用全站儀坐標(biāo)法對中樁進(jìn)行測設(shè)。(4)里程樁和加樁的埋設(shè)根據(jù)規(guī)范[13]，用板樁將公路里程樁和加樁釘設(shè)在中心線上，朝向線路起點(diǎn)的一側(cè)樁面寫明該樁的里程。2.直線段測設(shè)的技術(shù)要求根據(jù)規(guī)范[13]要求，中樁間距應(yīng)符合圖5-1的要求。圖5-1中樁間距(JTGC10-2007)根據(jù)規(guī)范[13]的要求，中樁平面樁位精度應(yīng)符合圖5-2的規(guī)定:圖5-2中樁平面樁位精度(JTGC10-2007)5.1.2有緩和曲線的圓曲線放樣測量1.平面曲線放樣數(shù)據(jù)(1)緩和曲線參數(shù)方程緩和曲線參數(shù)方程為 (5-1)式中：R—圓曲線的半徑；l0—緩和曲線的長度；li—i點(diǎn)至ZH點(diǎn)的曲線的長度；xi—i點(diǎn)在直角坐標(biāo)系中的x坐標(biāo)；yi—i點(diǎn)在直角坐標(biāo)系中的y坐標(biāo)。(2)帶有緩和曲線的圓曲線參數(shù)方程有緩和曲線的圓曲線參數(shù)方程為 (5-2)式中：R—圓曲線半徑；m—加設(shè)緩和曲線后切線增加值；p—加設(shè)緩和曲線后切線內(nèi)移值。(3)帶緩和曲線的線路舉例計(jì)算圖5-1本次公路設(shè)計(jì)的線路舉例曲線m，p，稱為緩和曲線參數(shù)計(jì)算公式為 (5-3)L0=300m，R=700m，ρ=206265″。計(jì)算得=12°16′40″，m=149.77m，p=5.36m。(4)曲線要素計(jì)算公式曲線要素計(jì)算公式為 (5-4)式中：T—切線長;L—曲線長;E—外矢距;q—切曲差;—偏角;R—圓曲線半徑;—圓和曲線長度;—HY的緩和曲線角度。計(jì)算得：T=319.1m，L=629.9m，E=25.4m，q=8.3m。根據(jù)R、、計(jì)算得T，L，E、q，檢核q=2T-L。在得到上述曲線要素后，就可以根據(jù)交點(diǎn)的里程算出主要點(diǎn)的里程。 (5-5)檢核：(5-6) 計(jì)算得：ZH=JD70-319.1HY=JD70-19.1QZ=JD70-4.15HZ=JD70-310.8YH=JD70-1.8檢核：JD70=JD70-4.15+8.3/2=JD702.帶有緩和曲線的圓曲線的放樣方法(1)曲線上主要點(diǎn)測設(shè)方法設(shè)置緩和曲線的圓曲線如圖5-1。圖5-1帶有緩和曲線的圓曲線圖計(jì)算出各主要點(diǎn)的里程以后，然后進(jìn)行測設(shè)。它包含的步驟如下:1)首先將全站儀安裝在JD上然后進(jìn)行定向，依照J(rèn)D沿兩條切線的方向量出相應(yīng)切線的長度，就能夠得到ZH和HZ兩點(diǎn)。2)在交點(diǎn)JD上，依據(jù)γ=(180°-α)/2置(180°-α)的角平分線。在此平分線從JD開始量測外矢距E，就可以得到中點(diǎn)QZ。3)根據(jù)x0及y0設(shè)置HY及YH。在兩切線上，從JD起分別朝曲線的起點(diǎn)、終點(diǎn)量測T-x0(2)曲線的詳細(xì)測設(shè)方法本設(shè)計(jì)選取全站儀坐標(biāo)法進(jìn)行有關(guān)曲線詳細(xì)的測設(shè)。在曲線主要點(diǎn)定出后，還要沿著曲線加密曲線樁，在曲線段每隔100米測設(shè)一個百米樁，每隔1千米設(shè)置一個公里樁，依據(jù)實(shí)際地形調(diào)整，每隔20米左右設(shè)置一個加樁，才能在地面上比較確切地反映曲線的形狀。(3)曲線坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到測量坐標(biāo)系中的坐標(biāo)施工放樣設(shè)備采用全站儀，將全站儀安置在線路附近的某個控制測量樁上面，以另一控制樁為后視，再計(jì)算出線路上任意細(xì)部點(diǎn)的三維坐標(biāo)（設(shè)計(jì)坐標(biāo)），再使用全站儀坐標(biāo)放樣功能，即可精確并且迅速的測設(shè)點(diǎn)位位置。下面來說明該曲線上逐樁的坐標(biāo)計(jì)算：1）緩和線段弧長：偏角：方位角：弦長： 樁點(diǎn)X：樁點(diǎn)Y:2）圓曲線段弧長：偏角：方位角：弦長：樁點(diǎn)X：樁點(diǎn)Y：坐標(biāo)經(jīng)此變換，安裝全站儀于控制點(diǎn)上，直接使用坐標(biāo)放樣功能來進(jìn)行曲線放樣。以圖5-1的線路為例，有以下放樣計(jì)算圖。圖5-3帶緩和曲線的曲線放樣計(jì)算圖表5-3帶緩和曲線的曲線放樣計(jì)算圖(續(xù))5.2線路縱橫斷面測量5.2.1線路縱斷面測量的方法依照測量的任務(wù)的要求，本次使用水準(zhǔn)測量作為縱斷面的測量方法。采用初測的高程網(wǎng)的水準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行定測的高程的測量。但需要逐一檢測，限差為mm。檢驗(yàn)完初測的水準(zhǔn)點(diǎn)之后，按照中平測量有關(guān)的要求，在測設(shè)出各個里程樁和加樁的高程后，也要繪制好縱斷面圖。中平測量就是指線路中樁的水準(zhǔn)測量，一般相鄰的兩水準(zhǔn)點(diǎn)為一個測段，從一水準(zhǔn)點(diǎn)開始，通過視線高法逐點(diǎn)來施測中樁在地面上的高程，附合到下一個水準(zhǔn)點(diǎn)上。相鄰兩轉(zhuǎn)點(diǎn)間觀測的中樁，稱為中間點(diǎn)。在觀測的時候，要先測量轉(zhuǎn)點(diǎn)，然后再觀測中間點(diǎn)，以達(dá)到削弱高程傳遞誤差的目的。轉(zhuǎn)點(diǎn)應(yīng)立在相對穩(wěn)定的固定點(diǎn)或尺墊上，水準(zhǔn)尺讀數(shù)到mm單位，視線距度小于等于150m；中間點(diǎn)水準(zhǔn)尺應(yīng)立在與中樁緊靠的地面，水準(zhǔn)尺讀數(shù)到cm?？v斷面圖的橫坐標(biāo)是中樁的里程，通過其高程W為縱坐標(biāo)繪制而成。采用1:2000的里程比例尺。在縱斷面圖上，使用水平比例尺的10~20倍作為高程比例尺，用來表示地形的起伏的情況。1.線路縱谷單面測量的技術(shù)要求根據(jù)規(guī)范[13]的規(guī)定，中樁高程測量的精度要求見圖5-3。圖5-3中樁高程測量的精度要求(JTGC10-2007)注：L表示相鄰點(diǎn)水準(zhǔn)點(diǎn)間路線的長度，單位為km。5.2.2線路橫斷面測量的方法路基寬度及地形情況確定橫斷面測量的寬度，通常在中線兩側(cè)各測15～50m。根據(jù)施工方已有儀器配置和任務(wù)要求，采用全站儀對線路橫斷面進(jìn)行測量。(1)橫斷面方向的確定。橫斷面的方向：垂直于直線地段的線路方向，垂直于曲線段中各點(diǎn)的切線方向。(2)橫斷面上的點(diǎn)位測定。在進(jìn)行縱斷面測量時，在橫斷面的中樁的高程已經(jīng)測出的情況下，橫斷面中，用全站儀來測定各地形的特征點(diǎn)相對于中樁的平距和高差。在中線樁安裝全站儀，對中線樁的兩側(cè)的各個地形變化點(diǎn)的垂直角以及視距進(jìn)行讀取，將各點(diǎn)相對于中樁的水平距離以及高差計(jì)算出來。(3)繪制橫斷面。通常采用1:100或者1:200的縱橫比例尺繪制橫斷面。將地面特征點(diǎn)在斷面圖中繪制出來，并將里程及位置在中樁標(biāo)出，最后將相鄰點(diǎn)相連，即完成橫斷面圖。1.線路橫斷面測量的技術(shù)要求橫斷面中的距離、高差的度數(shù)應(yīng)取位至0.1m。橫斷面成果的檢驗(yàn)限差公式為： (5-9) (5-10)式中：H為檢查點(diǎn)至中樁的高差；L為檢查點(diǎn)至中樁的水平距離，單位為m。根據(jù)規(guī)范[8]規(guī)定，橫斷面檢驗(yàn)互差限差要求見圖5-4。圖5-4橫斷面檢驗(yàn)互差限差(JTGC10-2007)5.3路基邊樁的測設(shè)5.3.1邊樁測設(shè)的方法通過計(jì)算獲得路基邊坡線和地面線之間的交點(diǎn)的坐標(biāo)，然后使用儀器測設(shè)在地面，還要釘設(shè)邊樁，將其作為路基施工的依據(jù)。接著將每一個邊樁都依次標(biāo)定出來，兩側(cè)邊樁到中樁之間的距離來確定其位置，使用解析法來進(jìn)行放樣，具體如下：解析法通常按照路基填挖高度、邊坡高、路基寬度和橫斷面地形等，首先將路基中心樁到邊樁的距離計(jì)算出來，再在實(shí)地沿橫斷面方向按距離將邊樁放出來。具體操作的方法如下：(1)平坦地區(qū)的邊樁放樣如圖5-5(a)所示為坡腳樁、填方路堤到中樁的距離 (5-11)如圖5-5(b)所示為路塹中樁、挖方路塹到邊樁的距離 (5-12)式中：B為路基的寬度；m為邊坡率(1:m為坡度)；H為填挖得高度；S為路塹邊溝頂寬。圖5-5填挖方路堤(路塹)圖(2)傾斜地區(qū)的邊坡放樣在傾斜地段邊坡至中樁的平距會隨著地面坡度的變化而變化，如圖5-6(a)所示是路堤坡腳至中樁的距離D上與D下，分別為: (5-13)如圖5-6(b)，路塹坡頂至中樁的距離D上與D下，分別為: (5-14)式中：h上、h下為上、下側(cè)坡腳(或坡頂)至中樁的高差。圖5-6路堤坡腳至中樁(路塹坡頂至中樁)距離圖圖中B、S和m已知，因此D上與D下會隨著h上、h下變化而變化。因?yàn)檫厴稕]有確定，因此h上、h下都是未知數(shù)。在實(shí)際操作時，一般采用“逐點(diǎn)趨緊法”，在工作現(xiàn)場邊測邊標(biāo)定。5.3.2路基邊坡的測設(shè)方法邊樁被測設(shè)出之后，為確保填、挖的邊坡滿足設(shè)計(jì)得要求，還要將設(shè)計(jì)出的邊坡于實(shí)地標(biāo)定出來以便于進(jìn)行施工。通過邊坡樣板法來測設(shè)邊坡：施工之前依照設(shè)計(jì)變樣板，在施工時，依照邊坡樣板來進(jìn)行測設(shè)。①邊坡的測設(shè)用活動邊坡尺：具體的做法如下圖5-7，水準(zhǔn)器氣泡處于居中位置時，設(shè)計(jì)坡度為邊坡尺的斜邊所指示的坡度，可依據(jù)來指示與檢驗(yàn)路堤的填筑，或檢核路塹的開挖。5-7用活動邊坡尺測設(shè)圖②邊坡的測設(shè)用固定邊坡樣板：如下圖5-8所示，進(jìn)行開挖路塹時，在坡頂外側(cè)按設(shè)計(jì)坡度來設(shè)立固定樣板，在施工過程中可隨時指示并檢核開挖和修整的情況。5-48用固定邊坡樣板圖5.4豎曲線施工放樣測量5.4.1豎曲線放樣數(shù)據(jù)參考專著《工程測量學(xué)》[7]，曲線要素包括半徑R，縱向轉(zhuǎn)折角 (5-15)式中：i1，i2為兩相鄰的縱向坡度值；為變坡點(diǎn)的坡度代數(shù)差。豎曲線切線長度 （5-16）曲線長度 (5-17)外矢量 (5-18)由變坡點(diǎn)的里程計(jì)算出曲線上其他各點(diǎn)的里程。起點(diǎn)=變坡點(diǎn)-T,終點(diǎn)=起點(diǎn)+L。曲線上各點(diǎn)的y坐標(biāo)方向與半徑方向相同，也可以認(rèn)為它是切線上與曲線上的高程差。高程差y的計(jì)算公式為 (5-19)式中：R—豎曲線半徑；x—樁點(diǎn)離邊坡點(diǎn)的距離；y—切線上與曲線上的高程差。坡度線上各點(diǎn)的高程可根據(jù)變坡點(diǎn)的高程，坡段的坡度，以及曲線點(diǎn)間距求得。豎曲線上的設(shè)計(jì)高程 (5-20)5.4.2豎曲線的放樣方法豎曲線設(shè)計(jì)是縱斷面設(shè)計(jì)中的一部分，基于便利，在進(jìn)行豎曲線的設(shè)計(jì)時，盡可能的將變坡點(diǎn)放置在整樁上(里程為10m的整數(shù)倍的樁點(diǎn))。依照變坡點(diǎn)的里程來計(jì)算曲線上其余各點(diǎn)的里程情況。(1)為得到豎曲線的起點(diǎn)和終點(diǎn)，要從變坡點(diǎn)沿路線方向進(jìn)行切線長T的量取。(2)從豎曲線的起點(diǎn)或者終點(diǎn)起，沿著切線方向每隔20m的距離設(shè)置一個曲線點(diǎn)并且設(shè)置標(biāo)樁。(3)在進(jìn)行測設(shè)各個曲線點(diǎn)的高程時，要在曲線點(diǎn)的木樁上標(biāo)明地面高程與設(shè)計(jì)高程之差的情況。

第六章施工測量安全和儀器使用與管理6.1施工測量安全1施工人員在出入施工現(xiàn)場時佩戴安全設(shè)備，嚴(yán)禁在施工現(xiàn)場穿拖鞋進(jìn)出。2所有的調(diào)查人員都應(yīng)持有工作許可證，并且定期接受安全生產(chǎn)教育。3在不平坦的地方進(jìn)行測量任務(wù)時，一定要確保儀器的穩(wěn)定。4作業(yè)人員在進(jìn)行施工測量時，要隨時注意自身和他人安全情況，防止意外發(fā)生。5當(dāng)遇到炎熱天氣和下雨天氣時，如果需要進(jìn)行戶外測量，必須佩戴雨傘，確保儀器不會遭受損壞。6當(dāng)處于交通繁忙的地帶時，需要穿戴反光衣和設(shè)置紅旗等標(biāo)志就行警告。6.2儀器使用與管理1工程中使用的測量儀器應(yīng)符合測相關(guān)的規(guī)格和規(guī)定。2在使用新購買的儀器設(shè)備之前必須要經(jīng)過國家法定計(jì)量驗(yàn)證機(jī)構(gòu)的驗(yàn)證方可使用。3儀器在使用前后，應(yīng)進(jìn)行定期檢查和維修，確保儀器在使用過程中不會發(fā)生故障。4相關(guān)的各種光電和激光設(shè)備需要定期送到有關(guān)部門進(jìn)行檢驗(yàn)，以保證儀器測量的準(zhǔn)確性和可靠性，識別的時間不宜超過規(guī)定的時間。5禁止操作使用未經(jīng)檢查和識別、出廠之前沒有校準(zhǔn)以及超過識別期限、存在故障缺陷的儀器設(shè)備。6在使用全站儀和光電測距儀時，如果不需要使用濾鏡，使望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)直射的陽光，防止損害眼睛或位于測距部分的發(fā)光二極管。7在強(qiáng)光、雨天或潮濕的環(huán)境中工作時，要確保儀器在雨傘下使用。8在搬遷儀器設(shè)備時，要輕拿輕放，還要在安裝儀器之前檢查下三腳架。9在所有的測量工作完成后，要拔出電池并將其放到指定位置，防止亂放第二天使用儀器時找不到電池耽誤測量工作的進(jìn)行。10測量的儀器應(yīng)存放在干燥、通風(fēng)、防塵、防銹等環(huán)境下保存，以減少外界環(huán)境對儀器使用壽命的損害。參考文獻(xiàn)[1]孔祥元,郭際明.