第五章路线勘测设计

道路勘测设计孙华福建林业职业技术学院第五章路线勘测第五章路线勘测第一节勘测设计程序一、测设依据与设计阶段的划分

（一）测设依据：“规程”，“设计任务书”

（二）设计阶段（一阶段、二阶段、三阶段）

上报批准设计任务书踏查详细测量（定测）编制施工图

踏勘测量（初测）

编制初步设计文件

上报批准

详细测量（定测）

编制施工图

强调三点：1、根据国家要求，一般采用二阶段设计。

2、对任务急，方案明确，线路较短，工程简易的项目，可采用一阶段设计。

3、总体设计中，已完成路网设计，可采用一阶段设计二、踏勘测量和初步设计

1、目的：主要解决方案问题。

2、内容：略

三、详细测量和施工图设计1、目的：在初步设计确定的线路走向，设计方案，搜集的资料的基础上，进一步具体化，提出施工图与预算，以满足施工的需要。

2、内容：

①选线和定线

②中线测量

③水准测量

④横断测量

⑤地形测量

⑥水文地质与筑路材料调查

⑦拆迁占地

⑧桥涵、挡土墙、路面设计

⑨编制施工图设计与预算文件第二节路线踏查一、踏查的任务

结合实例讲解：1、确定基本走向

2、了解自然条件3、选定控制点4、模拟线路中心位置5、提出设计方案和施工原则

6、估计工程量、三材用量、投资状况

二、踏查的内容和方法

（一）准备工作

1、收集资料（地形图、资源资料、水准点等）

2、图上确定线路方案（二）野外踏查

1、野外踏查

气压计、计步器、指北针、手水准、测高器、罗盘仪

2、野外调查内容

踏查报告

补充：线路方案比选工程实例一：工程实例二：

两度跨河方案右岸台地好、地形平第三节选线原则与线路的基本形式预备知识：

1、纸上定线与现场定线

2、技术上可能、经济上合理之说明

3、目的要求

①空间位置：平、纵横有机结合

②测设质量：技术标准、工程造价、维修养护费用三者有机结合

③勘测工作：快速测设与质量精度要求

4、大、中、小控制点（举例说明）一、自然条件对选线的影响

1、地形2、水文3、水文地质4、工程地质5、土壤种类6、植物

二、选线的原则与要求1、技术标准：验证任务书与路网规划是否合理

2、多方案比选：确定经济合理者

3、平顺、纵均衡，横向合理

4、山、水、田、林、路综合治理

5、路桥配合：大中桥（基本控制点），小桥涵服从线路

6、避开不良地质

7、经济不巨增下，尽量提高指标；不降低指标下，尽量节省造价

8、考虑施工难易三、线路基本形式

（一）按地形分1、沿溪线2、越岭线3、山脊—山坡线

（二）按坡度分1、自由高线2、紧迫高线第四节山岭区选线一、越岭线

什么叫越岭线

（一）特点

平面：受地形约束，弯道多，半径小。

纵面：受高差控制，连续上下坡，有时纵坡较陡。

横面：陡坡地质条件与路基稳定性的矛盾。

主要矛盾是纵坡高差的矛盾。

故选线时应以纵坡为主导，先放坡。二、布局1、垭口选择

①垭口位置：符合路线总方向

②垭口的高低：首先考虑海拔较低的垭口

③山坡展线条件：曲折程度较好，横坡较缓，地质较好

④垭口地质：较稳定

⑤山体较厚

2、过岭标高的选择

①浅挖低填——适合于过岭地段，山坡平缓，定线容易，垭口宽而厚

②深挖垭口——适合地质良好，挖深在20M以内垭口瘦峭

③隧道穿线——挖深在20—25M以上时

3、垭口两侧线路的展线（1）自然展线

①跨沟线②绕山嘴展线③鸡爪地形展线

经验：肥山阔沟——绕进绕出

廋山深沟——直穿直跨

上部通过宜直穿；下部通过宜绕越

（2）回头展线

①山包和山脊平台

②缓坡

③山沟和山坳

（3）螺旋展线：高架桥和隧道

补充内容：1、避免反坡2、利用大坡抢占有利地形3、长坡尽头避急弯。

二、山坡线什么叫山坡线？

适用情况：1、峡谷无台地。

2、平缓河谷需升坡

3、上下岭的引线

要点：1、平面弯曲要少

2、横坡要平缓

3、地质要稳定

问题：1、越岭线垭口的选择要点

2、垭口两侧展线的方式和适用情况。三、沿溪线（一）特点：

1、优点：①纵坡受限不大

②较少展线和迂回绕越

③便于集运材

④居民点集中

⑤砂石来源丰富，便于施工养护。

2、缺点：①受洪水威胁大

②石方工程大而集中

③常遇不良地质和鸡爪地形

④占地矛盾突出

⑤防护工程量大

总之：纵面困难少，平面受限大。（二）布局1、定位:

洪水位的调查利弊分析

①低线：线型好，工程省，便于跨河，易受洪水威胁，防护工程多。

②高线：不受洪水威胁，废方易处理，线型差，工程量大，跨河难。

结论：低线应是沿溪线的主体，但是要注意防洪，高线可作为解决局部问题的手段。

2、选岸：反复比较，避难就易，选择有利的一岸。

①地形、地质条件②积雪冰冻地区的选岸③资源④居民区分布

3、桥位选择（常见的路桥配合形式）①跨支流支沟口直跨向支沟上游绕进一定距离再跨

②跨主流在S弯腰部过河

在河弯附近过河（河床稳定、河流顺直、桥位不受水的影响处）

在与线路接近平行的顺直河段上跨越（斜交或把桥头接成作为勺形）

（三）几种河谷地形条件下的选线1、开阔河谷

2、河道弯曲，较狭窄的河谷

①绕越

②取直（二度跨河，改移河道）通过技术经济比较

补充：A：个别河滩宽浅的大河湾：河滩布线。

B：个别突出山嘴：切嘴填弯。

3、陡崖峭壁河断①绕越

直穿：与河争路，侵占部分河床；硬开石壁

1、河床纵坡陡峻河段

介于沿溪——越岭线之间

①急流、跌水河段：可利用下游支沟或缓坡展线而下。

②连续陡坡河段：同越岭线

（四）注意事项

1、重视沿溪人行小道的作用。

2、台地的利用。

3、防护工程的设置。

思考：

1、什么是沿溪线。

2、沿溪线的优缺点。

3、桥位选择的方式。第五节 定线选线包括：方案确定；线路布局；定线

1、定线的基本任务：

据技术标准和线路方案，结合地形，地质条件，综合考虑平、纵、横三面。具体定出路线交点和转点、平曲线半径。

2、具体办法

①纸上定线②现场定线③纸上调整④纸上移线

一、越岭线放坡定线的方法（一）试坡摸底：粗定沿线应穿应避的中间控制点，拟定轮廓。

（二）结合地形放坡，定出路基标高，放坡定点，定出导向线

（三）据坡度点找出合适的线路中心

当山坡坦于1：2.5时（21º48′时）半挖半填

当山坡陡于1：1.5时（33º41′时）全挖

地质不良时应全填

（四）穿线交点

实际做法：导线测量——1：500展图——图上定线——现场放线——交出交转点——推荐半径（同心圆）

（五）曲线插设

二、一般曲线的定线方法（一）单交点法：适用于转角不大，受地形限制不很严重的地方。

（二）虚交点法：适用于转角过大，交点距中线过远且地形复杂，E、T丈量困难，设一个交点不易决定圆曲线位置或交点难到达处。

（三）双交点法

（四）复曲线法

三、回头曲线的定线方法P188（一）双交点法

（二）虚交点法（三）圆心法

四、计算方法1、单交点法

T=Rtgα/2

L=Rα

E=R(secα/2-1)

2、虚交点法求出a,b值。

T=Rtgα/2

L=Rα

E=R(secα/2-1)

AE=T-bBF=T-a

3、双交点法R是计算出来的。

AB=T1+T2

AB=RtgαA/2+RtgαB/2

T1=RtgαA/2

T2=RtgαB/2

L=Rα4、复曲线法R1为配的半径，

R2为计算的半径

T1=R1tgαA/2

T2=AB—T1

R2=

L1=R1αAE1=R1(secαA/2-1)

L2=R2αBE2=R2(secαB/2-1)

L=L1+L2

小结：1、定线的步骤和曲线的定线方法。

2、回头曲线的定线方法。

第六节平曲线的测设一、圆曲线段的测设

（一）切线支距法（适合平坦开阔地区）

偏角法（适于任何地区）

偏角Δ=L/2R

弦长Δ=β/2

ZY至QZ段由ZY测量，QZ至YZ由YZ测量。β二、缓和曲线段的测设:（一）切线支距法：

以ZH（或HZ）为坐标原点，

以切线方向为X轴，以半径

方向为Y轴，在缓和曲线上

某点A的坐标：

L----某点A到原点（ZH）的曲线长度

当L=LS时（既为HY或YH点）

X=LS（1-LS2/40R2）

Y=LS/6R

βC【例】已知R=250M，LS=75M，ZH=K17+443.28,测设缓和曲线上的各点.

解:桩号LXY

ZHK17+443.28000

+46016.7216.720.04

+48036.7236.710.44

+50056.7256.681.62

HYK17+518.287574.833.75

施测方法:据X,Y测设各桩点

自ZH沿切线方向分别量16.72,并作垂距0.04

36.720.44

56.681.62

HY74.833.75

得各点桩位.

直角测设:仪器、十字架、皮尺交会.

（二）偏角法:缓和曲线起点到某点的连线与起线的夹角(既偏角).

β0=90LS/πR

当L=LS(既为HY或YH时)δ0=30LS/πR

δ0=LS*180/6R*πδ=(L/LS)2•δ0

缓和曲线弧弦差很小,故弧长=弦长.

测设方法:以δ定向,以弦长定位相交而得.

【例】已知R=250M，LS=75M，ZH=K17+443.28

试用偏角法定设各桩.

解:桩号Lδ

ZHK17+443.2800

+46016.720º08′33″

+48036.720º41′12″

+50056.721º38′19″

HYK17+518.28752º51′53″

HY桩用切线支距法计算,偏角δ’=arctg(y/x)

=arctg(3.75/74.83)

=2º52′08″

δ’-δ=15’误差.

〖练习〗

1.已知R=200Mα=43º16′36″LS=75JD=K10+254.68

求曲线要素与里程.

2.已知R=175Mα=58º35′20″LS=75JD=K4+500.74

求曲线要素与里程.

3.已知R=50Mα=90º48′08″LS=35JD=K15+305.86

加桩+251.69,+261.69,+281.69,+305.93,+325.93,+335.93,用偏角法,切线支距法测设步骤.

4.已知R=174Mα=39º17′15″LS=50JD=K5+438.21

加桩+370.9,+390.9,+415.9,+440.21,+465.21,+485.21,用偏角法,切线支距法测设步骤.

5.已知R=200Mα=21º38′10″LS=35JD=K5+672.37

加桩+631.61,+641.61,+661.61,+682.13,+700,+712.13,用偏角法,切线支距法测设步骤.

第七节中线测设提问；1、放坡定线的方法和步骤

2、一般曲线有哪几种定线方法，各适用于哪种情况。

传统中线的测量方法（经纬仪测量）

一、测角与中桩的内容

测角组

1、标定交、转定桩

2、测转角α，钉出曲中方向桩，推荐半径R

3、角度校核

4、距离校核

中桩组

1、直线段：定线，量距，钉桩

2、丈量基线（复曲线，虚交，双交）

3、圆曲线主点测设

4、圆曲线详细测设

5、护桩、插桩、填表补充：1、中线测量人员分工与仪器配备

2、（一个弯道上）曲线测设步骤二、 标定交转点什么是交点，什么是转点

（一）以转点和一交点为准定另一交点

（二）以二交点为准定转点

（三）钉骑马桩

三、 测角与计算预备知识：

1、左角与右角2、转角（偏角）3、左偏与右偏4、曲中方向

5、右角与转角关系（α=180-β）+为右偏，-为左偏

（一）测角

前半测回β1=m1-n1当m<n时m+360再减

后半测回β2=m2-n2β=（β1+β2）/2

（二）计算α=180-β+为右偏，-为左偏

方位角：A前边=A后边+|α|

曲中方向读数：m=（m2+n2）/2

课堂作业：已知：m1=00°32′

n1=190°48′

m2=268°08′

n2=98°23′

A后边=86°23′求右角β

四、直线丈量

卡链间接丈量

JD91.5m五、 加桩1、线路起终点桩0+000、K6+500

2、公里桩K1+000、K2+000

3、百米桩K1+100、K2+300

4、转点桩ZDK1+586

5、直线段加桩+426、+655

6、基本桩+020、+080

7、平曲线主点桩ZYK2+256.34、QZ、YZ

8、平曲线加桩K3+234.14

9、指示桩

10、保护桩

桩号规格：交转点：5ⅹ5ⅹ30；一般中桩：2ⅹ5ⅹ25

JD91.5m六、固定桩N1N2N3JD七、 断链处理长链K0+162=K0+102(长60M)

长60M0+162

0+102

短110M

K1+830K1+940

短链K1+830=K1+940(短110M)

全线总长:全线最后里程+全线长链之和-全线短链之和

八、记录复核及有关内业

指导学生正确填写“测角中桩记录”；交转点表

九、精度要求（一）距离校核

链距与视距平丘：±1/200山丘：±1/100

链距与链距平丘：±1/1000山丘：±1/500

钉桩：纵向±5CM

横向±10CM

沿半径方向±10CM

（二）角度校核

二半测回2′；磁方位角观测值与推算值不超过2°。

小结1、方位角的计算

2、加桩的类型

3、角度的计算

4、长短链的处理

第八节坐标法测量中线（全站仪测量）一、控制点的测设

(一) 已知某点的坐标,求另一点的坐标

①置罗盘仪于JDA，视S点,得方位角β0，测JDA—S的距离L1

得XS=XA+L1cosβ0YS=YA+L1sinβ0

②置镜于S点，后视JDA，并拨成(β0+1800)角，则00方向为X轴方向。

③前视JDB，得β1与L2，根据XB=XS+L2cosβ1YB=YS+L2sinβ1

得B点坐标

④同理测JDC，得β2与L3，得JDC的坐标。(二) 已知二点坐标，求算方位角与距离。已知XAXBXC

YAYBYC

用LA-B2=(XB-XA)2+(YB-YA)2

βA-B=arctg[(YB-YA)/(XB-XA)]+n*1800

当△Y、△X>0,n=0

△Y>0、△X<0,n=1

△Y<0、△X<0,n=1

△Y<0、△X>0,n=2

同理得LB-C,βB-C

а=βB-C-βA-B

当а>0时为右偏,а<0时为左偏.

(三)已知二点坐标JDA，S点JDA(XA，YA)，S(XS，YS)置镜于S点，后JDA，归β0的反方位角,此时度盘内00方向即为X轴方向。

同上述方法.

※注:已知一点坐标与已知的二点坐标的差别在于:

已知二点坐标的求算中,整个控制点的测设坐标为原始的大地坐标,而一点坐标的推算由于罗盘仪测角的误差,整个系统将产生一个偏角误差。二、全站仪的放线(1)坐标计算

（一）直线段

已知:方位角аAB，JDA(XA,YA)，桩号Q，则直线上P1点的坐标为：

XP1=XA+(P1-Q)•cosаAB

YP1=YA+(P1-Q)•sinаAB

（二）第一缓和曲线（ZH-HY段任一点）XP2=XZH+S•cosаZ