第九章：专业性测量

专业性测量第九章温故知新地形图应用的基本内容面积量算工程建设中的地形图应用确定点的平面坐标确定两点间的水平距离确定直线的坐标方位角确定点的高程确定两点间的坡度在图上设计等坡线几何图形法坐标计算法（解析法）不规则图形面积量算绘制地形断面图按限制坡度选择最短路线确定汇水范围场地平整填挖边界确定及填挖土方量计算地形图的应用专业性测量面水准测量纵断面测量涉猎其他面水准测量应用：在园林施工中，诸如露天剧场、广场等要求平整地面，需要进行水准测量。方法：根据地形图资料进行计算(大比例尺地形图资料)方格法（较平坦地区）方格法在建筑场地的范围内，用经纬仪和皮尺在地面设置方格网靠近或穿过这块场地设置一条基线AB。在基结上丈量等长度的12、23、…线段，其长度按地形起伏情况及估算精度要求而定，一般为10~50m。如图示：然后分别在1、2、…点上安置经纬仪测设垂直方向线11′、22′…。在各方向线上再按等长度丈量，得各方格的角点，并在地面作出标志（钉小木桩或撒白灰）和进行编号。一般采取行列编号法，每个方格角点有两个标号联合表示。如图示为行列编号法，有六五行，分别以A、B、C、D、E、F表示六列列号，以1、2、3、4、5表示五行行号。对于最左上角的一格其四个角点点号为A1、A2、B1、B2表示进行面水准测量，求各方格角点高程各角点的高程可用水准测量的方法连测解决，因为是求场地面积内各方格角点高程，故称面水准测量。其方法是如场地附近有水准点，可从水准点出发。如场地附近没有水准点，则可假定某方格角点为水准点，并给以假定高程值。按水准路线的形式组成一条闭合水准路线。闭合计算，进行平差由于是闭合水准路线，起闭于同一点，而有总高差Σh≠0，则为闭合路线的闭合差，即该闭合水准路线有偏差，进行平差。计算场地平整后的设计高程绘一张与图一致的空白方格网，将面水准测量记录手薄中各点高程填注在各相应的方格角点左上方，计算场地平均高程。绘出等高线。该等高线为挖、填边界线。其他各项的计算：各方格角点挖、填深度，各方格挖、填方量，总挖、填方量与利用地形图计算场地挖、填方量的计算相同。纵断面测量纵断面测量又称路线水准测量，它的主要任务是沿路中线设立水准点；测定路中线上各里程桩和加桩的地面高程；然后根据各里程桩的高程绘制纵断面图。阶段规划设计阶段勘测设计阶段施工阶段竣工阶段及其它初测定测工作内容收集资料图上选线实地勘察方案比较与论证平面控制测量高程控制测量地形测量特殊用途地形测量实地定线中线测量曲线放样纵横断面测量纵横断面图绘制恢复定线线路边线放样施工放样施工监测验收测量竣工测量竣工图编制工程营运监测安全性评价线路测量的主要内容纵断面测量路线是循着公路、铁路、隧道或渠道等工程的中心桩前进，利用水平仪测定各中心桩的高程。依据各中心桩之高程作为纵坐标，各桩之距离作为横坐标绘制纵断面图。纵断面图是用来提供路面坡度设计的参考，以决定施工基面高程、填土或挖土的高度。纵断面测量：踏勘选线，中线测量，纵横断面测量踏勘选线：选线的任务是要在地面上选定合理路线，标定路线中心位置。中线尽量短而直，尽量少占耕地，要避免修建过多的建筑物，沿线有较好的地质条件。尽可能确定一条既经济又合理的中线。路线布设：选线时，应沿线路附近布设一些水准点，以便满足线路纵横断面测量的需要。水准点点位既要便于日后用来测定线路高程，又要能够长期保存，点位间隔在1~2km。路线组成附合或闭合水准路线，一般用四等水准测量的方法施测。中线测量中线测量的任务主要是把线路中心线在地面上标定出来，测定线路长度，用一系列里程桩标定线路经过的位置。用附合水准测量的方法，测定路中线各里程桩的地面高程，称为中平测量，可采用DS3水准仪和5米塔尺进行水准测量或测距仪三角高程测量。限差为±50mm。从水准点BM开始，首先置水准仪于Ⅰ站，在BM1立尺，读取后视读数，然后在测站视线范围上立尺并读数，称为中视读数。

中桩及转点的高程按下式计算：

视线高程=后视点高程+后视读数转点高程=视线高程-前视读数中桩高程=视线高程-中视读数应保证读数正确，要求读至毫米，并选在较稳固之处，在软土处选转点时，应按尺垫并踏紧，有时也可选中桩作为转点。由于中间点不传递高程，且本身精度要求仅分米，为了提高观测速度，读数取至厘米即可。中桩：为了测定管线的实际长度和测绘纵横断面，应从管道的起点开始，沿管道中线测设一些桩点，这些桩点统称为中线桩，简称中桩。整桩：从管道起点开始，每隔一段固定的距离测设的桩点，一般为20米、30米或50米。加桩：整桩之间重要地物、地形变化点处的桩点。里程桩测设沿路方向在地面上设置桩，从起点开始，按规定每隔某一整数设一桩，叫做整桩。根据不同的线路，整桩之间的距离也不同，一般为20m、30m、50m等。（曲线上根据不同半径，每隔20m、10m或5m），在相邻整桩之间穿越重要地物处（如铁路、公路）要增设加桩，整桩和加桩统称里程桩。为了便于计算，线路里程桩均按桩的里程进行编号，并用红油漆写在木桩侧面，如整桩号为1+100，即此桩距渠道起点1KM又100M（“+”号前的数为公里数，“+”号后的数为米数），为了避免测设里程桩错误，量距一般用钢尺丈量两次，精度为1/1000。当精度要求不高时，可用皮尺或测绳丈量一次，再在观测偏角时用视距法进行检核。中线测量完成后，一般应绘出路线测量路线平面图，在图上绘出路线走向，主要桩点，主要数据等等。纵断面测量纵断面测量又称路线水准测量，路线纵断面图是表示线路中线方向地面高低起伏形状和纵坡变化的剖视图，它是根据中平测量成果绘制而成。在铁路、公路、运河、渠道的设计中，纵断面图是重要的资料。如下图所示，为公路纵断面图。为了明显表示地势变化，图的高程（竖直）比例尺通常比里程（水平）比例尺大10倍，如水平比例尺为1：2000，则竖直比例尺应为1：200。纵断面图包括两部分，上半部绘制断面线，进行有关注记；下半部填写资料数据表。坡度与坡长：从左至右向上斜者为上坡（正坡），向下斜者为下坡（负坡），水平线表示平坡；线上注记坡度的百分数（铁路断面图为千分数）。线下注记坡长。设计高程：按中线设计纵坡计算的路基高程。地面高程：按中平测量成果填写的各里程桩的地面高程。里程桩与里程：按中线测量成果，根据水平比例尺标注的里程桩号。为使纵断面图清晰，一般只标注百米桩和公里桩，为了减少书写，百米桩的里程只写1~9，公里桩则用符号O表示，并注明公里数。直线和曲线：为路线中线的平面示意图，按中线测量资料绘制。直线部分用居中直线表示，曲线部分用凸出的矩形表示，上凸者表示路线右弯，下凸者表示左弯，并在凸出的矩形内注明交点编号和曲线半径。

纵断面测量实例纵断面高程测量是利用间视法测量中心线上里程桩的地面高程，如图示，首先从BM1（高程为76.605M）引测高程，得0+000（TP1）高程，再将水准仪置于测站2，后视转点TP1，前视转点TP2，将观测结果记入表中“后视和前视”栏内；然后观测中间间视点，0+100桩，将观测结果记入表中，搬站至测站3，后视转点TP2，前视TP3，然后观测间视点0+265.5桩，0+300桩，0+361桩，观测结果记录表中。计算各里程桩的高程：视线高程=后视点高程+后视读数例如在测站2后视TP1（77.306），后视读数为0.933M，则视线高程：77.306m+0.933M=78.239m转点高程=视线高程—前视读数例如在测站2，前视TP2，前视读数为1.958m，则转点TP2高程：78.239m-1.958m=76.281m间视点高程=视线高程-间视读数例如在测站2，间视0+000桩，读数为1.56m,则间视点高程：78.239m-1.56M=76.679m

纵断面图的绘制纵断面是以中线桩的里程为横坐标，以高程为纵坐标的直角坐标系中绘制，为了明显地表示地面起伏，一般取高程比例尺比里程比例尺大10倍或20倍。纵断面图一般自左至右绘制毫米方格纸上。为了节省纸张和便于阅读，图上的高程，可以不从零开始，而从某一合适的数值起绘。根据各桩点的里程和高程在图上标出相应地面点位置，依次连接各点绘出地面线；再绘出路线设计线。根据起点（0+000）的设计高程，离起点的距离，均可以求得相应点处的“高程”。然后，再根据各桩点的地面高程，即可算出各点的挖深或填高数，分别填在图中相应位置。如图示。横断面测量垂直于线路中线方向的断面称横断面，路线所有里程桩一般都应测量其横断面。横断面测量的任务是测定线路各中桩处与中线相垂直方向的地面高低起伏情况，通过测定中线两侧地面变坡点至中线的距离和高差，即可绘制横断面图，为路基横断面设计，土石方量的计算和施工时边桩的放样提供依据。横断面应逐桩施测，其施测宽度及断面点间的密度应根据地形、地质和设计需要而定。

横断面方向的测定直线上横断面方向的测定：在直线上横断面应与路线方向相垂直，一般采用简易直角方向架来定向。方向架为坚固木料制成，长约1.5m，在上部两个垂直方向雕空，中间插入AB、CD互相垂直的两个觇板，下面镶以铁脚可以插入土中。将方向架插在中桩上，以AB觇板瞄准直线上另一中桩，则CD觇板即为横断面方向。曲线上横断面方向的测定当中桩位于曲线上时，横断面方向应为该曲线的圆心方向，在实际工作中，多采用弯道求心方向架（即在一般方向架上增加一活动觇板）获得。如图所示，首先置求心方向架于曲线起点ZY，用AB觇板瞄准JD方向，此时CD觇板即为圆心方向，然后旋转活动觇板EF瞄准曲线上1点，并用螺旋固定EF位置，合弦切角α不变，移方向架于1点，用CD觇板瞄准曲线起点ZY，此时，EF觇板所指的方向即为1点的圆心方向。横断面测量的方法横断面测量的目的是测定路线两测变坡点的平距与高差，视线路的等级和地形情况，可以采用不同的方法。对于铁路、高速公路和一级公路应采用水准仪法或不低于经纬仪视距的方法测量，对于二级以下公路的断面可采用手水准皮尺法或标杆比抬法测量。3.横断面图的绘制