二道川乡至纳林滩公路勘测设计书

1、道川乡至纳林滩公路勘测设计书1. 概述1.1 测区概况二道川乡至纳林滩公路自二道川乡西侧引出途经二道川， 东麻黄 套，麻黄套，素卓尔，东木呼尔川，终到纳林滩。二道川乡中心至纳 林滩中心线路全长 40 公里，五康公路设计时速 60km/h。二道川乡位于榆林地区定边县北侧。 二道川乡与纳林滩基本处于 一条线上。 二道川乡与纳林滩所处地区为平缓丘陵地势， 地貌形式比 较简单，坡度缓慢，从二道川乡至纳林滩高程逐渐增大，其平均高程 在1340m左右。两村所在区域离城区较远，地形比较简单，无复杂地 形，大多为旱地农田，树木稀少，人口比较稀疏，建筑物比较稀少， 全年平均降雨量约在 400-1000mm雨量集

2、中在7-9月份，全年平均 气候10-18 C,夏季气温较高，一般为27 C左右，冬季有雪，较寒冷， 最低温度可达-8 C;宜于外业作业时间为3-12月；其地形图概况附 图一。1.2 已有资料二道川乡 1:5 万地形图，纳林滩 1:5 万地形图。1.4 坐标系统1.41 平面坐标系统平面坐标系统采用高斯正行任意投影带，测区中心坐标为(4201818.304，18741835.392379),中央子午线经度为 105 度.141.1 现有坐标系统图纸坐标系为6度带西安80坐标系，沿途国家点坐标系统分析根据测区地形情况和线路长度及位置，测区平均海拔1340m东西长度 44km 中心位于(420181

3、8.304，18741835.392379)，长度综合变形 &/S二-Hm/R+ym2/2R2<1/150001.4.1.3建立坐标系高斯正行投影3度带国家一一80平面坐标系统y值变动有正育伺*笫二歩投影带亢度的确走实師上测区范IH不是一个理想的水平面，总是高低不平 虽然耒剧新投彭，残余变形依然存在主，據成中唳差形式:负眷 =2矽&两次变形值栢等，长度变形为零1代入上式彳£由 Y 坐标可知 L0=105°由中心点坐标反算得 B=37 55 00 1=2 ° 45由=2R得=130668.59m求得过中心点的 =1° 41 23新坐标

4、系的中央子午线经度=L0+l-=1 ° 41 =106° 04经换带坐标转换得控制点 P1(4201935.329, 631390.984)P2(4192334.894, 651288.517)P3 (4104597.167,664263.619)1.4.2 高程坐标系 采用 1 985国家高程基准1.5 仪器设备瑞士 Leica1230型GPS接收机3台套，仪器标称精度3+0.5ppm。DS3水准仪4台套，标称精度为每公里高差中误差0.3mm1.6 人员组织计划组织 1 7名专业测量人员参加复测， 共分 2 组。其中第一组为GPS组，安排11名测量人员；第二组为水准组，安

5、排 6名测量人员；2. 平面控制测量本次测量沿线控制采用D级GPS网，加密采用5'导线。2.1 GPS首级控制根据测区实际情况与沿途国家点， 每5公里布设一段GPS点，共布设2点，与2点进行联测，采用整网平差。GPS空制网见附图二。GPS观测技术见表2.11GPS平差限差要求见表2.12GPS观测技术见表2.11级另uBCDE项目卫星高度角（°）> 15> 15> 15> 15有效卫星总数> 5> 4> 4> 4静时段中任一卫星有效观测> 30> 20> 15> 15态时间（min）测时段长度（min）&

6、gt; 90> 60> 45> 45曰观测时段数> 2121212量数据采样间隔（S）15 601560156015 60PDOP 或 GDOP< 6< 8< 10< 10表2.12测量精度指标控制网级别基线边方向中误差（）最弱边相对中误差可重复性测量精度（mm）相对点位精度（mm）一级< 1.31/20000108+DX 10-6二级< 1.71/1000015102.2导线控制测量根据规范，在首级GPS空制网的控制下，在测区加密5秒一级导线网。 导线网为符合导线，其中两条符合边为G01-JD1和JD3-G02路线导线网见附图三 控

7、制点的布设应满足一下要求：.1、控制点必须在国家控制点上进行加密.2控制点点位应选在距线路中线较近、稳固可靠且不易被施工破坏 的范围之内，以便于长期保存，方便测设中心。.3、加密的平面和高程点尽量共用.4、点间距离按照250 300m左右为宜，且保证点间互相通视。.5.导线测量水平角观测技术要求如表 2.21测回法观测的各项限差如表 2.222.21 导线测量水平角观测技术等级测角中误差测回数方位角闭合差DJ2DJ6一级<± 524<± 10二级<± 812<± 16注：n为测站数2.22 测回法观测的各项限差仪器测角等级一测回内

8、2C较差同一方向值各测回较差2秒13秒9秒导线环（段）的测角中误差按照下式计算:(3.1.2 )式中f B附合或闭合导线方位角闭合差n计算f b测站数N附合导线或闭合导线环个数3高程控制测量根据各级公路及构造物的水准测量等级标准，此次修路工程高程控制采用三等水准测量，选用的高程系统为国家85高程系统。各级公路及构造物的水准测量等级标准见表3.11,水准测量作业的主要技术要求如表3.12，水准测量观测限差（mm如表3.13。3.11准测量等级标准测量项目等 级 水准路线最大长度（km）高速公路，一级级1000m2000特大桥，2000m4000米长隧道表3.12 水准测量作业的主要技术要求等级水

9、准尺类 型水准仪等级视距（m）前后视距差（m）测站前后视距差累积（m）视线高度（m）-三-等因瓦S1> 3< 3< 6三丝能读数表3.13水准测量观测限差（mm）等 级基、辅分划读数差基、辅分划所测高差 之差/两次读数所 测高差之差（数字）检测间歇点咼差 之差等1.01.53.03.2水准点的布设从测区的已知国家高程点引导水准路线的起点，沿线布设水准路线如附图四所示表3.2水准测量精度要求水准测量等 级每千米偶然 中误差M 每千米全中误差MW限 差（mm）检测已测段高差之往返测不符值附合或环线闭合差三等< 1.0< 6.020«L12 L12兀每千米偶然

10、中误差按下式估算:1（ 5.5-1）：4n L每千米全中误差按卜式估算'1 WW（ 5 5_2 ）Mw （5.5 2 丿.N L式中:测段往返咼差不符值（mr）L测段长或环线周长（km）;n 测段数；W 水准路线的环线闭合差（mr）N水准环数。3.4观测成果整理编制高差表，计算正常位水准面不平行改正数，水准路线闭合 差，1km水准测量高差中数的偶然中误差及其全中误差。各等水准网 的计算，采用条件观测平差或间接观测平差。4.线路带状图测绘4.1 一般规定测图比例尺应附合公路工程基本建设项目设计文件编制办法 的规定。地形图的基本等高距应符合下表 4.14.1地形图的基本等高距地形类别不同比

11、例尺的基本等高距（m）1 : 5001 : 10001 : 20001 : 5000平原区0.50.51.02.0微丘区0.51.02.05.0重丘区1.01.02.05.0山岭区1.02.02.05.0注：基本等高距可视工作需要在此表基础上适当加密;一个测区同一比例尺，宜采用一种基本等高距地形图的图式应符合1： 500, 1： 1000,1 : 2000测图图式的 规范要求。本次地形图测图比例尺为1： 1000.地形图的精度应满足下表4.2地物点位置中误差（mm）等高线的高程中误差（mm）主要地物一般地物平原区微丘区重丘区山岭区,112口± 0.6± 0.83Hd2Hd3

12、Hd1 Hd323注：主要地物是指外廓明显的坚固建筑物;森林、隐蔽或困难地区，可按表中要求放宽0.5倍;Hd为基本等咼距。5.选线，定线 5.1选线由于测区沿路线地势比较平缓，且比较开阔，无较大障碍，故我 们选用纸上定线进行路线定线。 路线沿线必须从二道川乡出发， 沿途 经过东麻黄套，麻黄套，素卓尔，东木呼尔川，终到纳林滩。纸上定线要求：1）应将有特殊要求或控制的地点，必须避绕的建筑物或地质不良的 地带，地下建筑或管线等标注于地形图上。2）山岭地区的越岭路线，需要进行纵坡控制的地段应在地形图上进 行放坡，将放坡点标示于图上。 、3）在地形图上选定路线曲线与直线位置，定出交点，计算坐标和转 角，

13、计算平曲线要素，计算路线连续里程。4）沿路线中线按一定桩距从图上判读其高程， 点绘纵断面图。 河堤、 铁路、立体交叉等需要重点控制的地段或地点， 应实测高程点绘纵断 面图，并据以进行纵坡设计。5）应根据路线中线线位，在地形图上测绘控制性横断面，并按纵坡 设计的填挖高度进行横断面设计， 作为中线横向检验和计算路基土石 方数量的依据。6）依据纸上定线的线位及实地调查资料，初步确定人工构造物的位 置、交角、类型与尺寸。7）综合检查路线线形设计及有关构造物的配合情况与合理性。线形 设计可采用透视图法检验平、纵、横组合情况。8）纸上定线后，对高填深挖地段、大型桥梁、隧道、立体交叉以及需要特殊控制的地段，

14、应进行实地放线、核对，并作为各专业工程勘 测调查的依据。9）所确定的线位应总体配合恰当、工程经济合理、线形连续顺适。对需进行比较的方案，应按上述步骤方法定出线位、计算工程量，进 行技术经济比较。5.2 定线在 1 ：5 万地形图上进行，根据选线要求和既有线位，在图上定出 三点： JD1,JD2,JD3, 保证线路坡度满足一级公路的百分之十的要求。 纸上定完线后，需沿线进行实地勘察，进行实地定线改正。 现场定线要求： 1）现场踏勘前应在 1/50000 地形图上对路线进行总 体布局，拟定主要技术措施，确定控制点、绕避点，选择路线合适通 过最佳位置。2）越岭路线或受纵坡控制的路段，应选择好坡面与展

15、线方式，进行 放坡试线，作出分段安排。3）3）根据公路勘测规范中各种地形的定线要点和放坡点进行布 线，穿线定点钉设交点和转点。4）测定交角，进行中桩、水准、横断面和地形线等测量。5）通过内业工作，对路线进行平、纵、横面综合检查，确定线位6 中线测量6.1 线路中桩计算6.1.1 直线段中桩里程于坐标计算在直线段，从起点JD1起，里程计为K0+000,往后沿路线中线 每20米加一桩，桩号记为 K0+020,当里程数达到千位时，则将千位 数加至K后，如K1+02Q以此类推，直至JD2,如JD2非整桩，则以 JD2最近的整桩号和JD2点坐标通过两点距离公式计算出两点之间距 离，加至最后的整桩里程上及

16、可得到 JD2的里程。直线段桩号坐标计算，应先通过 JD1和JD2两点坐标，计算出 JD1和JD2边的方位角，然后同过平面坐标转换即可将所有桩号坐标 转换到工程所用坐标系统下。方位角计算公式： A=arctanA=arctan(Y2-Y1)/(X2-X1) 坐标转换公式： X=XJD1+xcosA12-ysin A12Y=YJD1+xsin A12-ycos A12其中：A为LJD1-JD2边的方位角XJD1 为 JD1 点工程 X 坐标；YJD1 为JD1点工程Y坐标；路线中桩间距不应大于下表 6-1的规定:6-1直线（m）曲线（m）平原微丘区重丘山岭区不设超高的曲线R>6030<

17、;R<60R<30< 50< 252520105注：表中R为曲线半径，以米计缓和曲线段里程计算和坐标计算缓和曲线曲线半径长度和缓和弧长按下表6-2，6-3规定 6-2公路等级高速公路一级公路二级公路三级公路计算行车速 度（km/h）12010080100806080606030临界曲线半 径（m）2100150090015009005009005002501306-3公路等级高速公路*-二二三设计行车速度（Km/h）12010080100806080604030缓和曲线最小长100857085705070503525度(m)本次路线只有一个转点JD2,设置一段缓和曲线，

18、根据上表要求, 该路线圆曲线半径为1500米，缓和曲线长度为100米。确定曲线位置，计算缓和曲线要素，确定出缓和曲线上的五大桩ZH点，HQ点，QZ点，QH点，HZ点的位置。曲线要素的求解按以下要素进行：计算路线转角tan 12=( YJD2- YJD1)/( XJD2- XJD1)，tan 23=( YJD3- YJD2)/( XJD3- XJD2),转角 a = A23- A12 曲线主点里程推算为ZH桩号=JD桩号-THY桩号二ZH桩号+lsQZ桩号二ZH桩号+L/2YH桩号二HY桩号+LyHZ桩号二YH桩号+ IsJD桩号二QZ桩号+D/2（检核）缓和曲线桩号坐标求取：如图，以ZH点为坐

19、标原点，以切线为 X方向，以垂直X方向指向圆心方向为丫方向，建立坐标系，则:由 dx = d 1x Sin B x 、 dy = d 1 x Cos 3 x ，将 Sin 3 x 和Cos 3 x用函数幕级 数展开，同时将3X12=2LsR代入并分别 对其进行积分，略去高次项得标:x =l-l5/40R2l2hy = I2h/6RLS缓和曲线终点坐x h =Ih-I3h/40R2I2h /6R缓和曲线直角坐标为:式中：x 缓和曲线上任意I 一点的横坐标；y 缓和曲线上任意I 一点的纵坐标；x h 缓和曲线终点处的横坐标；y h 缓和曲线终点处的纵坐标；其余符号同前。最后通过坐标转换，将其转换为

20、工程所用坐标系，转换坐标；卜X = X盘 + X £05 吗3 sinY y 十 h sinH-jcos其中XZH3与 YZH3为工程中的JD2与JD3直线段上ZH点坐标，A23为该直线线段的方位角。中桩里程及坐标通过和求出所有中桩及主点里程于坐标，将其列 为表格，其详细内容见俘虏表格一(中桩于主点里程及坐标数据)。6.2中线测量通过6.1中桩计算，获得线路中线中桩及主点里程及坐标，则将 其放样到实地，获得路线中线。放样的常用方法有拔角法，支距法，极坐标法和GPS(RTK)7 中平测量(纵断面测量)纵断面设计线的标高是指路基边缘标高，高速公路则指分隔带外侧 边缘的标高，对于改建公路则

21、指路面中心线的标高。纵断面设计线的确定包括： 纵坡度的选定、 坡长的限定以及竖曲线半 径的拟定。为了满足行车和排水要求， 道路应有最大纵坡和最小纵坡的限制。 坡 长限制应有利于行车平顺， 尽量减少纵断面上的转坡点和设置大半径 的竖曲线，坡长应注意做到：缓坡宜长、陡坡宜短。纵断面设计线拟定前，应先确定标高控制点(如桥涵标高、最小填土 高度、最大挖方深度、交叉口标高等 ) 。对于山区公路横断面依据地 面线试定合宜的填挖高度，试定拉坡，然后按照“标准”规定确定纵 坡度及其长度，并拟定竖曲线。纵断面设计长度与平面设计的长度相同。2.8 道路横断面设计道路横断面设计的基本要求：(1) 公路横断面设计应最

22、大限度地降低路堤高度，减小对沿线生态的 影响，保护环境，使公路融入自然。条件受限制不得已而出现高填、 深挖时，应同架桥、建隧、分离式路基等方案进行论证比选。(2) 路基断面布设应结合沿线地面横坡、 自然条件、 工程地质条 件等进行设计。自然横坡较缓时，以整体式路基断面为宜。 横坡较陡、工程地质复杂时，高速公路宜采用分离式路基断面(3) 整体式路基的中间带宽度宜保持等值。 当中间带的宽度增减 时，应设置过渡段。过渡段以设在回旋线范围内为宜，长度应与回旋 线长度相等。条件受限制时，过渡段的渐变率不应大于1 100。(4) 整体式路基分为分离式路基或分离式路基汇合为整体式路 基时，其中间带的宽度增宽

23、或减窄时，应设置过渡段。其过渡段以设 置在圆曲线半径较大的路段为宜。按照平纵断面的设计， 可取其中 l 公里左右做横断面设计， 该段范围 内所有桩号的横断面地面线， 除规定的路基路面宽度外应照各桩断面 的地形质情况确定边坡度、边沟形状尺寸，绘出横断面的设计线 ( 即 “戴帽子” ) ，绘出各桩号的横断面图。路拱的型式应按道路等级、 性质及道路宽度， 采用直线横坡或方程式 不同的路拱 (横坡) 曲线。高填深挖路段需设挡土墙等防护工程外， 应按规定计算或参照标准图 设计。具体过程如下：以两个相邻水准点为一测段，从一个水准点出发，逐个测定中桩 的地面高程，符合到下一个水准点上。如下图，由BM1到BM

24、2为一测段中线中桩水准测量，其步骤为，水准仪置与I站，后视水准点BM1前视转点ZD1,将读数记录表后视， 前视栏如下表，然后观测BM1至ZD1之间的中间点K0+000,K0+020,K0+040,K0+060,K0+080,将读数记入中视栏；再将仪器搬置II站，后视 ZD1，前视转点ZD2,然后观测各中间点K0+100,K0+120,K0+140,K0+160,K0+180,将读数分别记入后视前视和中视栏。按此方法以此类推，直至符合到水准点BM2.将观测数据按以下记录方式进行记入表格中桩的地面高程及前视点的高程应按所属测站的视线高进行计算。每一测站的计算按下式进行： 视线高程二后视点高程+后视

25、读数中桩高程二视线高程-中视读数转点高程二视线高程-前视读数各站记录后，应立即计算各点咼程，直至下一个水准点时计算咼 差闭合差，让其满足规范要求。，但不进行闭合差的调整，而以原计算的各点中桩点高程作为绘制纵断面图的数据。根据中平测量结果数据，以里程为横坐标，高程为纵坐标，沿中 线方向绘制地面起伏和纵坡变化的现状图， 即绘制纵断面图。 它可以 反映各地段路纵坡大小， 中线上的填挖尺寸和构筑物布置， 是路线设 计和施工的重要资料。8. 横断面测量2.8 道路横断面设计道路横断面设计的基本要求：(1) 公路横断面设计应最大限度地降低路堤高度，减小对沿线生 态的影响，保护环境，使公路融入自然。条件受限制不得已而出现高 填、深挖时，应同架桥、建隧、分离式路基等方案进行论证比选。(2) 路基断面布设应结合沿线地面横坡、 自然条件、 工程地质条 件等进行设计。自然横坡较缓时，以整体式路基断面为宜。 横坡较陡、 工程地质复杂时，高速公路宜采用分离式路基断面。(3) 整体式路基的中间带宽度宜保持等值。 当中间带的宽度增减 时，应设置过渡段。过渡段以设在回旋线范围内为宜，长度应与回旋 线长度相等。条件受限制时，过渡段的渐变率不应大于 1 100。(4) 整体式路基分为分离式路基或分离式路基汇合为整体式路 基时，其中间带的宽度增宽或减窄时，应设置过渡段