第八讲 线路工程测量可行性研究报告.doc

第八讲 线路工程测量84线路设计的有关知识线路工程放样线路初测阶段的测量工作线路定测阶段的测量工作线路纵横断面图的绘制既有线路测量航测、遥感技术在线路勘测的应用输电线路施工测量线路设计的有关知识线路初测阶段的测量工作线路定测阶段的测量工作线路纵横断面图的绘制既有线路测量航测、遥感技术在线路勘测的应用输电线路施工测量线路设计的有关知识1、线路测量概念线路在勘测设计阶段的测量工作2、线路设计的应考虑的因素地形资料水文地质工程地质线路设计分阶段进行经济勘测工作也要分阶段进行3、线路的类型铁路公路铁路工程建设的一般知识铁路工级铁路 年输送量1000万吨（单车方向）程技术分类级铁路500万吨年输送量1000万吨）规范规定级铁路 年输送量500万吨铁路工程建设的一般知识基本组成路基轨道桥梁涵洞隧道l轨道的基础，包括路基本体、排水设备和防护、加固建筑物等。路基以上的部分，包括钢轨、轨枕、道床、道岔、附属设备等。铁路线路跨越河流、渠道、山谷或公路、铁路交通线时的主要建筑。线路跨过较小的溪流或水渠时，设置在路基下的过水构筑物。l山区修建铁路时从山体中凿出的一个地下通道，l一般由洞身、衬砌、洞门等组成铁路工程建设的一般知识路堤横断面图路堤实例图铁路工程建设的一般知识路堑横断面图路堑实例图铁路工程建设的一般知识轨道横断面无咋轨道横断面铁路工程建设的一般知识无砟轨道对单开道岔称双开道岔铁路工程建设的一般知识交叉渡线铁路工程建设的一般知识铁路桥梁铁路桥梁铁路工程建设的一般知识铁路桥梁铁路涵洞铁路涵洞铁路隧道铁路勘测设计提供资料而进行的勘测工作，主要任务是研究、初测、初步设计定测施工设计在提供的带状地形图上选定线路中心的位置。定出线路方向，沿线进行导线测量和水准测量，并测绘带状地形图。结合现场的实际情况确定线路是位置，并为施工设计收集必要的资料。初测的内容1、选点插旗2、导线测量（1）水平角观测（2）边长丈量（3）导线的联测。3、高程测量初测高程测量主要有基平测量和中平测量，基平测量是沿线路布设水准点，作为线路高程控制网；中平测量是测定沿线各导线点、百米桩及加桩点的高程，用以绘制线路纵断面图和专业调查。（四）高速铁路的基本知识100-120 常速 120-160中速160-200准高速 200-400 高速400特高速公路工程建设的一般知识重要国家干线公路（国道）性和使用省干线公路（省道）性质分县公路（县道）类专用公路高速公路公路等一级公路级二级公路三级公路四级公路公路的结构组成路基路面桥涵隧道路线交叉及沿线设施行车道、中间带、路肩、边沟、边坡、截水沟、碎落台。护坡道等部分组成。公路的结构组成两阶段设计两阶段设计为一般公路采用的勘测设计程序。分为踏勘和详细测量两个阶段。公路的勘测设计一阶段设计三阶段设计适用于技术简单、方案明确的小型公路工程。即进行一次详细的定测，据以编制施工设计和工程预算。适合于技术上复杂而又缺乏经验的建设项目或建设项目的个别路段，特殊大桥、互通式立体交叉、隧道等。三阶段设计即初步设计、技术设计和施工设计3个阶段。技术设计阶段主要是对重大、复杂的技术问题，落实技术方案、计算工程数量，提出修正的施工方案，修正设计概算，其深度和要求介于初步设计和施工设计之间。公路的结构组成基本依据1.设计车辆2.设计车速3.设计交通量4.通行能力和服务水平公路勘察设计的程序l根据我国公路工程基本建设管理办法的规定，公路基本建设程序。公路勘察设计的基本工作测量工作与铁路工程建设基本一致，有初测、定测、施工测量、竣工测量等工作。输电线线路的一般知识电缆线路输电线路概念架空线路从电源向电力负荷中心输送电能的线路架空线路的组成导线、避雷针、金具、绝缘子、杆塔、拉线、基础及接地体等。输电线线路的设计l选择经济合理的路径方案，进行图上选线和现场初步设计施工设计l踏勘工作，踏勘主要是为室内选线收集资料，l然后按查勘的结果修改图上选线，经研究比较，l确定初步设计方案。l是根据初步设计提出的线路方案，在实地进行选线、l定线、距离测量、高程测量、断面测量以及杆塔定l位测量等。输电线线路工程中的测量工作定线测量：定线、设立标桩、直线转角测量、距离和高程测量平断面测量：纵断面、横断面、地物测量交叉跨越测量：交叉点、交叉角定位测量：电线杆塔的位置弧垂测量：导线弧垂 四、输油（气）管道工程建设的一般知识 （一）输油（气）管道的分类及组成 （按其输送距离和经营方式及输送目的分为3类）： （1）油（气）田内部管理的矿场集输管道 （2）长距离（干线）输油（气）管道 （3）城市输油（气）管道重点 （二）长距离输油（气）管道的勘察设计 长距离输油管道工程建设的勘察分为踏勘、初步勘察和详细勘察阶段，设计有初步设计与施工设计两个阶段。其过程是： 踏勘编写踏勘报告编制可行性研究报告编写设计任务书初步勘察初步设计详细勘察施工设计。 （三）输油（气）管道工程建设中的测量工作 主要有地形测量、站场测量、距离测量与直线定向、断面测量、定位测量、架空管线及地下管线测量。 2-2 线路初测阶段的测量工作 一、线路平面控制测量 控制测量，即平面控制测量和高程控制测量，是在已有交通规划路线，在实地也有了规划路线基本走向的基础上，在相应的规划路线上进行的测量工作。 线路平面控制网的建立，可采用GPS测量，导线测量、三角测量等方法。 （一）GPS测量 目前，GPS定位技术已大量应用于布设各等级线路控制测量，施工放样等线路工程测量的各方面，它具有速度快、精度高、不要求点间通视等技术优势，显著地提高了线路工程测量效益，改变了传统的线路测量作业模式和质量标准，成为线路测量的一种主要方法。 按线路测量规范的规定，线路测量采用的坐标系要纳入国家大地测量坐标系。因此在初测和定测导线必须与国家大地控制点联测。 为顾及线路工程自身的特点和线路定线、施工放样对控制点加密的需要，应分级建立GPS线路控制网，为此，可将线路控制网分两级布设： （1）建立边长较长的高一级的GPS线路首级平面平面控制网； （2）用常规测量技术进行线路导线测量，各段导线两端点应附和在高一级的GPS控制点上。 （二）导线测量 导线测量应在GPS测量加密的国家大地点或首级平面控制网的基础上进行，首先要选择导线点位，选择点位时应注意： （1）导线点宜选择地势较高的地方，且能前后互相通视 （2）导线点应选在开阔的地方 （3）导线点间的距离要适中 （4）导线点应尽可能接近将来的线路位置 （5）桥梁及隧道两端附近，严重地质不良地段处应设置导线点 在利用国家控制点进行导线检核时，要考虑导线所用的控制点是否在同一个高斯投影带内，若不在同一个投影带内则应进行换带计算。 由于国家控制点坐标均为高斯平面上的坐标，因此，在导线检核前必须将坐标增量改化至高斯投影面上。 （一）将坐标增量总和改化至参考椭球面上。 （二）把改化至参考椭球面的坐标增量总和算至高斯投影面上。 二、线路高程测量线路高程测量采用水准测量和光电三角高程测量。其任务有两类，一是建立沿线高程控制点，二是测定导线点及中桩的高程。（一）水准测量初测阶段的水准测量根据工作目的及精度的不同，可分为基平测量和中平测量。（1）基平测量是沿线路布设水准点。水准点的高程采用一组往返或两组单程水准测量的方法测定。（2）中平测量是测定导线点及中桩高程。一般采用单程水准测量。 （二）光电三角高程测量基平测量用光电三角高程测量时，可与导线测量合并进行，导线点作为高程转点，高程转点的距离和竖直角必须往返观测。 （三）地形测量 初测中的地形测量是测量沿线带状地形图，应尽量以导线点作为测站，必要时可设置一个测站点。 初测目前已较多地采用航测方法测绘地形图。线路定测阶段的测量工作定测的l准确地把初步设计的纸上线路测设到实地上，主要l并且结合现场的具体情况改善线路的位置。任务中线测将纸上线路测设到实地上的工作。量（一）穿线放线法定测方法（二）拨角放线法（三）RTK法（四）全站仪极坐标法 一、穿线放线法 适用于地形不太复杂，且定测中线离初测导线不远的地区。放线具体步骤：（1）室内选点（2）测设数据准备（3）现场放线（4）穿线（5）交点定位 二、拨角放线法拨角放线法是根据在纸上所量得的设计线路各交点的纵横坐标，计算出每一段直线的距离和方向，从而算的交点的转向角。其工作方法：（1）放线资料的内业计算（2）放线定交点（3）与测量导线联测三、RTK法四、全站仪极坐标法线路纵横断面的测绘l断面图是根据断面外业测量资料绘制而成，非常l直观地体现了地面现状的起伏状况，是工程设l计和施工中的重要资料，也是铁路、公路设计的l基础资料之一。 一、线路纵断面的测绘 线路的平面位置在实地测设之后，应测出各里程桩处的高程。 从而绘制表示沿线起伏情况的纵横断面图，以便进行线路纵向坡度，桥面位置、隧道洞口位置的设计。 里程桩：又称中桩，表示该桩至路线起点的水平距离。分为整桩和加桩。 注意 定测阶段的高程测量，应尽量采用初测水准点的高程数据。 初测水准点检测后，以中平测量的要求测出各里程桩、加桩处的高程，并绘制纵断面图。 断面图采用直角坐标系绘制，其横坐标表示水平距离，纵坐标表示高程。 线路纵断面图是以中桩的里程为横坐标，以其高程为纵坐标的。 二、线路横断面的测绘 线路横断面测量的主要任务是在各中桩处测定垂直于线路中线方向的地面起伏，然后绘制横断面图。 横断面是设计路基断面图、计算土石方和施工时确定路基填挖边界的依据。 横断面的宽度，由路基宽度及地形情况确定。横断面的测绘方法横断面测绘的方法与精度要求1、横断面方向的确定：方向架或经纬仪确定2、横断面测量可用经纬仪或水准仪、或全站仪测量横断面的绘制的步骤（一）确定横断面方向。横断面的方向，在直线地段与线路方向垂直，在曲线地段与各点的切线方向垂直。（二）横断面上点位的测定。（三）绘制横断面图注意绘制横断面时，常选择纵横比例相同，一般采用1:200的比例尺，设计人员根据横断面设计路基、路堑设计图，作为计算土方的依据之一。既有线路测量基本内容：既有线路的勘测设计与新线路一样，即经过方案研究、初测、初步设计、定测和施工测绘等。既有线路的勘测工作主要集中在初测阶段，包括线路的平面测绘、纵横断面测绘、地形测绘等。跟新线路勘测中测设线路步骤相反：新线勘测中是把设计好的中线测设到地面，根据计算好的曲线要素、长度和转角测设曲线。而既有线路平面测绘则是把已经建成的线路详细现状测绘出来，根据测绘的资料翻过求算曲线的转角、半径、长度等曲线要素，以便在此基础上设计新的曲线。既有线路测量方法l采用钢尺丈量、全站仪极坐标法、偏角法等。内容一、里程丈量里程丈量是为了在既有线路上定出千米桩、百米桩和加桩的位置，作为勘测设计和施工的里程依据，也是既有线路平面坐标计算的长度依据。既有线路测量-内容 二、线路调绘 线路调绘又称为横向测绘，是对既有线路两侧3050m以内的地物、地貌进行调查和测绘。其目的是作为修改和补充既有线路平面图以及拆迁建筑物、路基加宽、防护、排水系统布置以及第二线左右侧选择等意见的依据。 三、高程测量 既有线路高程测量的目的是沿线路检测已有水准点和布设新的水准点，测量沿线所有百米桩和加桩处钢轨顶面的高程。测量工作分为水准点高程测量和中桩高程测量。 对既有水准点的编号、地点等进行布设。 水准点高程测量要求进行两次测量。 中桩高程测量也应测两次，高程线路应起闭于水准点。既有线路测量-内容 四、站场测绘 站场平面的比例尺为1：2000或1：1000，其测绘范围根据需要确定，除了要测绘站场及其周围的地形外，还要对站内既有建筑和设备进行测绘。 测量的主要内容有：基线测量、高程测量、横断面测量、站场平面测绘、地形测绘、站内股道及线路测量、道岔测量等。 五、桥涵测量 既有桥梁丈量在调查和有关资料的基础上进行。 既有桥涵测量的精度要求如下： （1）长度采用钢尺丈量 （2）大中桥的桥长、跨度、桥墩中心间的长度两次丈量的较差应不大于1/2000 （3）丈量完后绘制丈量图 （4）高程以水准施测，其精度不低于水准点高程测量的精度。航测、遥感技术在线路勘测中的应用取决于线路勘测外业勘测内业设计计算机软硬件地形数据的采集精度与自动化野外实测采集图的数字化大比例尺地形遥感方法采集一、航测资料的获取主要任务l为线路设计提供地形资料。作业过程（一）准备工作准备工作包括接受任务、收集资料、进行路线方案研究、会同航摄部门进行航道设计、完成航摄技术计算、编制领航图等。（二）摄影工作摄影工作首先要编制摄影计划，然后进行航空摄影，摄影处理，获得航摄像片。（三）外业工作外业工作包括像片调绘及控制测量。（四）内业工作内业工作包括像控点加密、立体测图、底图清绘、整饰等。 二、航测数据的采集 航测数据的采集的主要目的是为建立线路设计用的带状数字地面模型提供地形数据。 （一）航测数据的采样方法 DTM的航测数据采样方法包括等高线法、规则格网法、选择采样法、渐近采样法、剖面法、混合采样法等。 （二）采样数据的属性 就DTM而言，采样是一个确定在何处需要量测的过程，它由两个参数决定，即数据点的分布和密度。采样数据的分布通常由数据位置和结构来确定。位置有地理坐标系中的经纬度或格网坐标系中的坐标决定。数据的结构可分为规则、半规则、不规则3大类。 采样数据的密度取决于DTM的精度要求、区域内的地形特征以及计算机的容量等。线路施工与竣工测量-线路施工1、主要任务放样出作为施工依据的桩点的平面位置和高程。（这些桩点是指线路中心位置的中线桩和路基施工边线的边桩。 ）2、线路复测在施工之前必须进行中线的恢复工作和对定测资料进行可靠性和完整性进行检查3、路堤边坡放样修筑路堤之前，需要在地面上把路基工程界线标定出来线路施工与竣工测量-线路复测内容n全线GPS点的坐标、导线点的右角、导线点间的距离、转向角测量、直线转点测量、曲线控制桩测量和线路水准测量等。目的n恢复定测桩点和检查定测质量。线路施工与竣工测量-边坡放样 路基施工填挖边界线的标定，称为路基边坡放样。 路基横断面是根据中线桩的填挖高度和所用材料在横断面图上画出的。 路基的填方称为路堤，挖方称为路堑，填挖高度为零时，称为路基施工零点。 路基施工前除了要标定出中线桩以外，还要标定出路基的边桩，即路堤坡脚线和路堑的坡顶线。 它是用木桩标出路堤坡脚线或路堑坡顶线到线路中线的距离，作为修筑路基填挖方开始的范围。 （一）从横断面图上求出边桩位置 当所测的横断面图有足够的精度时，可在横断面图上根据填挖高度绘出路基断面，则左右两侧边桩离中线桩的水平距离从图上可直接量出。 （二）平坦地面路基边桩位置的测设 在平坦地面，路基边桩到中线桩的水平距离可用公式计算D1 D2b2+ m H （三）倾斜地面路基边桩位置的测设 可用试探法在实地测设路堤或路堑边桩。 在路堤的坡下一侧时，D1 的计算式为b2 在路堤的坡上一侧时，D2 的计算式为D2b2+ m ( H - h2 )D1 1 )+ m ( H + h 在测设路堑的边桩时，在坡下一侧，D1 按下式计算：b2 在路堑的坡上一侧时，D2按下式计算：D2b2+ m ( H + h2 )+ m ( H - h1 )D1三、路基高程放样 路基高程的放样是通过中桩高程测量，在中桩和路肩边上竖立标杆，杆上画出标记，表示需要填筑的高度。 通常给出的设计标高是指路肩边的标高，可自纵断面图上查得。但是到路基最后整修时，所测设的是中桩路基面的标高。四、竣工测量在路基土石方工程完工之后，铺轨之前应当进行线路竣工测量。它的任务是最后确定线路中线位置，作为铺轨的依据；同时检查路基施工质量是否符合设计要求。它的内容包括中线测量、高程测量和横断面测量。(一)中线测量首先根据护桩将主要控制点恢复到路基上，进行线路中线贯通测量；在有桥、隧的地段，应从桥梁、隧道的线路中线向两端引测贯通。贯通测量后的中线位置，应符合路基宽度和建筑物接近限界的要求；同时中线控制桩和交点桩应固桩。对于曲线地段，应支出交点，重新测量转向角值；当新测角值与原来转向角之差在允许范围内时，仍采用原来的资料；测角精度与复测时相同。曲线的控制点应进行检查，曲线的切线长、外矢距等检查误差在 1/2 000 以内时，仍用原桩点；曲线横向闭合差不应大于 5 cm。中线上，直线地段每 50 m、曲线地段每 20 m 测设一桩；道岔中心、变坡点、桥涵中心等处均需钉设加桩；全线里程自起点连续计算，消灭由于局部改线或假设起始里程而造成的里程不能连续的“断链”。（二）高程测量竣工测量时，应将水准点移设到稳固的建筑物上，或埋设永