第十二章铁路及公路线路测量 本章提要 本章系统地介绍了铁路及公路线路测量的内容和方法。前半部分介绍了铁路测量 中的新线初测、定测以及既有铁路线路和站场测量,详细讨论了在新线初测中如何进行 导线测量、高程测量和带状地形图的测绘以及在定测中怎样进行线路中线测量、线路高 程及纵横断面测量,阐述了既有线线路的纵向丈量和横向测绘,线路中线平面测量、高 程测量和横断面测量及站场测绘的基本内容和方法:后半部分介绍了公路线路的测量工 §12-1铁路线路测量概述 铁路线路勘测概述 铁路线路勘测的目的就是为铁路的设计搜集所需地形、地质、水文、气象、地震等方面 的资料,经过室内研究、分析和对比,在线路的起、终点之间找出在平面上直而短,在立面上 坡度小的线路位置,以保证所选线路和工程在经济上合理、技术上可行,使其在国民经济和国 防建设中充分发挥效益,故修建一条铁路,一般要经过下列程序 1.方案研究 在小比例尺地形图上找出线路可行的方案和初步选定一些重要技术标准,如线路等级、 限制坡度、牵引种类、运输能力等,并提出初步方案(在中比例尺地形图一如1:5万图上选 出线路的多个位置) 2.初测和初步设计 初测是为初步设计提供资料而进行的勘测工作,其主要任务是提供沿线大比例尺带状地 形图以及地质和水文资料。初步设计的主要任务是在提供的带状地形图上选定线路中心线的 位置,亦称纸上定线,经过经济、技术比较提出一个推荐方案;同时要确定线路的主要技术标 准,如线路等级、限制坡度、最小半径等。 3.定测和施工设计 定测是为施工技术设计而做的勘测工作,其主要任务是把初步设计中所选定的线路中线 测设到地面上去,并进行线路的纵断面和横断面测量;对个别工程还要测绘大比例尺的工点地 形图。施工技术设计是根据定测所取得的资料,对线路全线和所有个体工程做出详细设计,并 提供工程数量和工程预算。该阶段的主要工作是线路纵断面设计和路基设计,并对桥涵、隧道 车站、档土墙等做出单独设计 线路测量 线路测量是指铁路线路在勘测、设计和施工等阶段中所进行的各种测量工作。它主要包 括:为选择和设计铁路线路中心线的位置所进行的各种测绘工作;为把所设计的铁路线路中心 线标定在地面上的测设工作:为进行路基、轨道、站场的设计和施工的测绘和测设工作 为满足铁路线路勘测设计、施工的需要,我国铁路新线测量通常也相应分两阶段进行 即:新线初测和新线定测 s12-2新线初测 线路初测工作主要包括:选点插旗、导线测量、高程测量、带状地形图测绘等。初测在 条线路的全部勘测工作中占有重要地位,它决定着线路的基本方向。 、选点插旗 初测的首要工作是根据线路方案研究阶段在已有地形图上规划的线路位置,结合实际情
1 第十二章 铁路及公路线路测量 本 章 提 要 本章系统地介绍了铁路及公路线路测量的内容和方法。前半部分介绍了铁路测量 中的新线初测、定测以及既有铁路线路和站场测量,详细讨论了在新线初测中如何进行 导线测量、高程测量和带状地形图的测绘以及在定测中怎样进行线路中线测量、线路高 程及纵横断面测量，阐述了既有线线路的纵向丈量和横向测绘，线路中线平面测量、高 程测量和横断面测量及站场测绘的基本内容和方法；后半部分介绍了公路线路的测量工 作。 §12—1 铁路线路测量概述 一、铁路线路勘测概述 铁路线路勘测的目的就是为铁路的设计搜集所需地形、地质、水文、气象、地震等方面 的资料,经过室内研究、分析和对比,在线路的起、终点之间找出在平面上直而短，在立面上 坡度小的线路位置,以保证所选线路和工程在经济上合理、技术上可行，使其在国民经济和国 防建设中充分发挥效益，故修建一条铁路,一般要经过下列程序: 1.方案研究 在小比例尺地形图上找出线路可行的方案和初步选定一些重要技术标准,如线路等级、 限制坡度、牵引种类、运输能力等,并提出初步方案（在中比例尺地形图—如 1：5 万图上选 出线路的多个位置）。 2.初测和初步设计 初测是为初步设计提供资料而进行的勘测工作,其主要任务是提供沿线大比例尺带状地 形图以及地质和水文资料。初步设计的主要任务是在提供的带状地形图上选定线路中心线的 位置,亦称纸上定线,经过经济、技术比较提出一个推荐方案；同时要确定线路的主要技术标 准，如线路等级、限制坡度、最小半径等。 3.定测和施工设计 定测是为施工技术设计而做的勘测工作,其主要任务是把初步设计中所选定的线路中线 测设到地面上去,并进行线路的纵断面和横断面测量；对个别工程还要测绘大比例尺的工点地 形图。施工技术设计是根据定测所取得的资料,对线路全线和所有个体工程做出详细设计,并 提供工程数量和工程预算。该阶段的主要工作是线路纵断面设计和路基设计,并对桥涵、隧道、 车站、档土墙等做出单独设计。 二、线路测量 线路测量是指铁路线路在勘测、设计和施工等阶段中所进行的各种测量工作。它主要包 括:为选择和设计铁路线路中心线的位置所进行的各种测绘工作；为把所设计的铁路线路中心 线标定在地面上的测设工作；为进行路基、轨道、站场的设计和施工的测绘和测设工作。 为满足铁路线路勘测设计、施工的需要，我国铁路新线测量通常也相应分两阶段进行， 即：新线初测和新线定测。 §12—2 新线初测 线路初测工作主要包括：选点插旗、导线测量、高程测量、带状地形图测绘等。初测在 一条线路的全部勘测工作中占有重要地位，它决定着线路的基本方向。 一、选点插旗 初测的首要工作是根据线路方案研究阶段在已有地形图上规划的线路位置,结合实际情
况,选择线路转折点的位置,并打桩插旗,标定点位,为导线测量及各专业调查指出行进方向。 选点插旗是初测工作的关键,能否选出优良的线路位置,将直接影响线路工程的质量 插旗时一般应在铁路纸上定线的平面图上标出大旗点的位置和标高,并记录线路沿线的 特征。大旗插完以后需要绘制线路的平、纵断面图,以研究确定地形图测绘的范围。当发现个 别大旗位置不当或某段线路还可改善时,应及时改插或补插。大旗间的距离以能表示线路走向 及清晰地观察目标为原则。 大旗点的选定,一方面要考虑线路的基本方向,另一方面要考虑到导线测量、地形测量 的要求,因为一般情况下,大旗点亦为导线点,故要顾及便于测角、量距及地形测绘 导线测量 (一)导线点的布设 初测导线是测绘线路带状地形图和定线放线的基础,导线的选点工作是在插大旗的基础 上进行的。导线点的位置应满足以下几项要求 1.尽量接近线路通过的位置。大桥及复杂中桥和隧道口附近、严重地质不良地段以及越 岭垭口地点,均应设点; 2.地层稳固、便于保存; 3.视野开阔、测绘方便 4.点间的距离以不短于50米、不大于400米为宜。采用电磁波测距仪测距时,导线点之 间的距离不受限制。为测图应用方便,应在导线边上加设转点,转点间的距离应不大于400 导线点转点应钉设控制桩和标志桩。导线点的编号自起点顺序编写,点号之前冠以“C” 字。如“C5”,则表示5号初测导线点。假定该点离开线路起点的距离为2570.55米,则应写 为CK2+570.55。“CK”,表示初测里程,C是“初”字汉语拼音的声母。现在我国铁路测量的 桩点代号除惯用的外,均采用汉语拼音系统 (二)导线的施测 1.水平角测量及其精度:水平角观测,按《测规》规定进行,使用J2或J经纬仪,用 测回法测角,两半测回之间要变动度盘位置,角度较差在±15″(J2)或±30″(J)以内 时,取平均数作为观测结果 2.导线边长的量测与精度 导线边长的量测方法已在第4章中叙及,量测时,初测导线边长的精度按《测规》(见 表12-1)要求进行 表12-1导线测量边长限差 检测较差 相对闭合差 光电测距其它测 光电测距 其它测 (mm)距方法「(水平角平差)(水平角不平差)距方法 2√2 2000 4000 2000 2000 三、导线的联测与检核 1、概述 为了确定初测导线的方位,检验导线水平角及边长的量测精度,《测规》规定:导线的 起、终点及每隔30公里的点,应与国家大地点(三角点、导线点、Ⅰ级军控点)或其他不低
2 况,选择线路转折点的位置,并打桩插旗,标定点位，为导线测量及各专业调查指出行进方向。 选点插旗是初测工作的关键，能否选出优良的线路位置，将直接影响线路工程的质量。 插旗时一般应在铁路纸上定线的平面图上标出大旗点的位置和标高,并记录线路沿线的 特征。大旗插完以后需要绘制线路的平、纵断面图,以研究确定地形图测绘的范围。当发现个 别大旗位置不当或某段线路还可改善时,应及时改插或补插。大旗间的距离以能表示线路走向 及清晰地观察目标为原则。 大旗点的选定，一方面要考虑线路的基本方向，另一方面要考虑到导线测量、地形测量 的要求，因为一般情况下，大旗点亦为导线点，故要顾及便于测角、量距及地形测绘。 二、导线测量 （一）导线点的布设 初测导线是测绘线路带状地形图和定线放线的基础，导线的选点工作是在插大旗的基础 上进行的。导线点的位置应满足以下几项要求: 1.尽量接近线路通过的位置。大桥及复杂中桥和隧道口附近、严重地质不良地段以及越 岭垭口地点,均应设点； 2.地层稳固、便于保存； 3.视野开阔、测绘方便； 4.点间的距离以不短于 50 米、不大于 400 米为宜。采用电磁波测距仪测距时,导线点之 间的距离不受限制。为测图应用方便，应在导线边上加设转点，转点间的距离应不大于 400 米。 导线点转点应钉设控制桩和标志桩。导线点的编号自起点顺序编写，点号之前冠以“C” 字。如“Ｃ5”,则表示 5 号初测导线点。假定该点离开线路起点的距离为 2 570.55 米,则应写 为 CK2+570.55。“CK”,表示初测里程,C 是“初”字汉语拼音的声母。现在我国铁路测量的 桩点代号除惯用的外,均采用汉语拼音系统。 （二）导线的施测 １. 水平角测量及其精度：水平角观测，按《测规》规定进行，使用 J2或 J6 经纬仪，用 测回法测角，两半测回之间要变动度盘位置，角度较差在±15″（J2）或±30″（J6）以内 时，取平均数作为观测结果。 ２. 导线边长的量测与精度 导线边长的量测方法已在第 4 章中叙及，量测时，初测导线边长的精度按《测规》（见 表 12-1）要求进行。 表 12-1 导线测量边长限差 三、导线的联测与检核 1、概述 为了确定初测导线的方位，检验导线水平角及边长的量测精度，《测规》规定：导线的 起、终点及每隔 30 公里的点,应与国家大地点（三角点、导线点、Ⅰ级军控点）或其他不低 检测较差 相对闭合差 光电测距 （mm） 其它测 距方法 光电测距 其它测 （水平角平差） （水平角不平差） 距方法 2 2 MD 2000 1 4000 1 2000 1 2000 1
于四等的大地点、GPS点进行联测。 当与国家平面控制点联测困难时,应在导线的起点、终点和不远于30公里的导线点上用 天文测量方法(太阳高度法)或用陀螺经纬仪,测定导线边的真北方位角,以控制角度误差的积 如图12-1所示,在导线点A上测得的A1边的真北方位角为AN,在导线点B上测得的 BC边的真北方位角为Ak,它们分别是根据A点和B点上的真北方向测定的 图12-1方位角检测 由观测角B推算BC边的方位角时其计算式为 a=A+(n+1)180°-∑B(12-1) 如果以B点上的真北方向为准,则BC边上的计算方位角Ak为 Ak=ak±y=A+(+180-∑B±y (122) y=(B-)snφ 式中y—子午线收敛角 φ-A、B两点的平均纬度; λ-A点的经度 AB-B点的经度 当B点在A点之东时,y取正号;反之,取负号。 由于观测误差的存在,因此A和A4将不相等,产生角闭合差/为 f=4-A=Ax+(n+1)180°-∑B±y-A (12-3) 对于只有方向控制的导线,方位角的闭合差不得超过±30°√m+10(m为折角的个数) 若线路导线已与国家平面控制点联测构成附合导线时,其方位角的闭合差不应超过 ±40″ 注意,在与国家控制点联测进行检核时,要检査控制点与检核线路的起算点是否处于同 投影带内,否则应先换带计算,然后进行检核计算。 2、导线的两化改正
3 于四等的大地点、GPS 点进行联测。 当与国家平面控制点联测困难时,应在导线的起点、终点和不远于 30 公里的导线点上用 天文测量方法(太阳高度法)或用陀螺经纬仪,测定导线边的真北方位角,以控制角度误差的积 累。 如图 12-1 所示,在导线点 A 上测得的 A1 边的真北方位角为 AN ，在导线点 B 上测得的 BC 边的真北方位角为 AK ，它们分别是根据 A 点和 B 点上的真北方向测定的。 图 12-1 方位角检测 由观测角β推算 BC 边的方位角时其计算式为 + = + + − 1 1 ' ( 1)180 n ak AN n i （12-1） 如果以 B 点上的真北方向为准,则 BC 边上的计算方位角 AK′为 = − = = + + − + ( )sin ( 1)180 1 1 ' ' B A n AK K AN n i （12-2） 式中 —子午线收敛角； —A、B 两点的平均纬度； A —A 点的经度； B —B 点的经度； 当 B 点在 A 点之东时, 取正号；反之,取负号。 由于观测误差的存在,因此 ' Ak 和 Ak 将不相等,产生角闭合差 f 为 + = − = + + − − 1 1 ' ( 1)180 n Ak Ak AN n i Ak f (12-3) 对于只有方向控制的导线,方位角的闭合差不得超过± 30 n +10 （n 为折角的个数）。 若线路导线已与国家平面控制点联测构成附合导线时,其方位角的闭合差不应超过 40 n 。 注意,在与国家控制点联测进行检核时,要检查控制点与检核线路的起算点是否处于同 一投影带内,否则应先换带计算,然后进行检核计算。 2、导线的两化改正
当初测导线与国家控制点联测进行坐标检核时,应首先将导线测量成果化算到大地水准 面上,然后再归化到高斯投影面上,才能与国家控制点坐标进行比较检核,这项工作称为导 线的两化改正 1)将坐标增量的总和改化至大地水准面上。计算公式为 H R RLR (12-4) ∑△=∑A H R ∑4=∑ 式中∑Ax、∑A改化为大地水准面上的纵、横坐标增量的总和,以米为单位 ∑Ax、∑y一根据边长和平差后的角度计算的纵、横坐标增量的总和以米为单 位 Hm-导线的平均高程,以公里计; R一地球的平均曲率半径,以公里计 2)将大地水准面上的坐标增量的总和化算至高斯投影面上。计算公式为 Ax 2R (12-5) 式中∑Ax、∑A,一高斯平面上纵、横坐标增量的总和,以米为单位: ym一导线两端点横坐标的平均值,以公里计 四、坐标换带计算 初测导线与国家控制点联测时,有时导线点与联测的国家控制点会处于两个投影带中, 因而必须先将邻带的坐标换算为同一带的坐标才能进行检核,这项工作简称坐标换带。它包 括6°带与6°带的坐标互换、6°带与3°带的坐标互换等 坐标换带的基本公式,是根据邻带坐标换带的原理,找出地面上任意一点P在西(东) 带的投影坐标(x,y)与其在东(西)带的投影坐标(x,y2)之间的内在联系而建立的。 基本公式分严密公式和近似公式。为方便计算,将基本公式的换带常数编制成表,称坐标换 带表,供计算时直接查用。 换带表有《六度带高斯、克吕格坐标换带表》和《三度带高斯、克吕格坐标换带表》两 种。每种表又根据换带计算的精度要求不同,分为表Ⅰ和表Ⅱ(“简表”)。使用严密公式换带 时,用表Ⅰ査取常数进行计算,其结果的最大误差不超过1mm;当采用近似公式换带时,用 简表进行计算,其结果精度不超过1m。 按《测规》要求,线路测量的坐标换带用表Ⅰ。现有专用换带计算软件可供换带计算使 五、高程测量 初测阶段高程测量的目的:一是沿线路设置水准基点,建立线路高程控制系统:二是测量 中桩(导线桩、加桩一地形和地质显著变化处所钉设的桩橛)高程,为地形测绘建立较低
4 当初测导线与国家控制点联测进行坐标检核时，应首先将导线测量成果化算到大地水准 面上，然后再归化到高斯投影面上，才能与国家控制点坐标进行比较检核，这项工作称为导 线的两化改正。 1）将坐标增量的总和改化至大地水准面上。计算公式为 = − = − = − = − (1 ) (1 ) 0 0 R H y y R H y y R H x x R H x x m m m m (12-4) 式中 0 x 、 0 y —改化为大地水准面上的纵、横坐标增量的总和,以米为单位； x 、y —根据边长和平差后的角度计算的纵、横坐标增量的总和,以米为单 位; Hm—导线的平均高程,以公里计； R—地球的平均曲率半径，以公里计。 2）将大地水准面上的坐标增量的总和化算至高斯投影面上。计算公式为: = + = + 2 0 2 0 2 0 2 0 2 2 y R y y y x R y x x m s m s (12-5) 式中 s x 、 s y —高斯平面上纵、横坐标增量的总和,以米为单位； m y —导线两端点横坐标的平均值,以公里计。 四、坐标换带计算 初测导线与国家控制点联测时,有时导线点与联测的国家控制点会处于两个投影带中, 因而必须先将邻带的坐标换算为同一带的坐标才能进行检核,这项工作简称坐标换带。它包 括 6°带与 6°带的坐标互换、6°带与 3°带的坐标互换等。 坐标换带的基本公式，是根据邻带坐标换带的原理，找出地面上任意一点 P 在西（东） 带的投影坐标（x1， y1）与其在东（西）带的投影坐标（x2，y2）之间的内在联系而建立的。 基本公式分严密公式和近似公式。为方便计算，将基本公式的换带常数编制成表，称坐标换 带表，供计算时直接查用。 换带表有《六度带高斯、克吕格坐标换带表》和《三度带高斯、克吕格坐标换带表》两 种。每种表又根据换带计算的精度要求不同，分为表Ⅰ和表Ⅱ（“简表”）。使用严密公式换带 时，用表Ⅰ查取常数进行计算，其结果的最大误差不超过 1mm；当采用近似公式换带时，用 简表进行计算，其结果精度不超过 1m。 按《测规》要求，线路测量的坐标换带用表Ⅰ。现有专用换带计算软件可供换带计算使 用。 五、高程测量 初测阶段高程测量的目的：一是沿线路设置水准基点,建立线路高程控制系统；二是测量 中桩（导线桩、加桩—地形和地质显著变化处所钉设的桩橛）高程，为地形测绘建立较低一
级的高程控制系统 水准点高程测量应与国家水准点或相当于国家等级水准点联测,路线长度应不远于 30km联测一次,形成附合水准路线,以检验测量成果并进行闭合差调整。 水准点应沿线路布设,做到既方便又实用,又利于保存。《测规》要求,一般地段每隔约 2km设置一个水准点,工程复杂地段每隔约1km就应设置一个水准点。水准点最好设在距线路 100m范围内。如果有条件,水准点宜设在不易风化的基岩上,坚固稳定的建筑物上亦可埋设 混凝土水准点。水准点设置后,以“BM”字头顺序编号。 1、水准点高程测量 1)水准测量 水准点水准测量精度按五等水准测量要求,其限差如表12-4所列。表中R为测段长度, L为附合路线长度,F为环线长度,单位为km 测量所使用的水准仪精度指标不应低于S3级:所用的水准尺,宜使用整体式板尺,其分 划线应经过检定,每米平均分划线真长与名义长度之差,不得超过0.5mm 水准测量通常可采用一组往返或两台水准仪并测的方法。尺读数估至mm,高差较差不符 值在允许范围(表12-4)内时,取其平均值 为了保证水准点测量精度,应注意以下各点 (1)测量应在成象清晰、稳定的时间内进行 (2)前、后视距离应尽量相等,如一个测站因条件限制,造成前后视距离相差较大,则应 在以后的测站中予以补偿; (3)一般情况下,视线长度不应大于150m。但在跨越河流、深谷时,视线长度可增长至 200m,宜采用以下跨河水准测量方法: 表12-4五等水准测量精度 五等水准测量精度 限差(mm) 图123跨河水准测量 中误俭验已测往返测附合路线 环闭合差 (m)段高差之割不符值闭合差 1s75±30y±30R3±3F 如图12-3,在河(谷)两侧大致等高处设置转点A、B及置镜点C、D,并使AC≈BD=15 om。往测程序如图示:首先在C点置镜,观测完B点后,应尽快渡河(越谷)至D点置镜, 在观测A点时不允许再调焦。返测程序与往测相反。往返测得的两转点高程不符值在限差范 围以内时,取用平均值。 2)光电测距三角高程测量 用光电测距三角高程测量方法测量水准点,宜与平面导线测量合并进行,即导线边长测 量、水准点高程测量和中桩高程测量一次完成。 初测导线的导线点应作为高程转点,高程转点间或转点与水准点间的距离和竖直角必须 往返观测,斜距应加气象改正,高差可不加球气差改正,最后采用往返观测的平均值 往返观测的平均高差可以削减大地折光系数K对高差的影响,但无法完全抵消。因此,在 5
5 级的高程控制系统。 水准点高程测量应与国家水准点或相当于国家等级水准点联测，路线长度应不远于 30km 联测一次，形成附合水准路线，以检验测量成果并进行闭合差调整。 水准点应沿线路布设,做到既方便又实用，又利于保存。《测规》要求,一般地段每隔约 2km 设置-个水准点,工程复杂地段每隔约 1km 就应设置一个水准点。水准点最好设在距线路 l00m 范围内。如果有条件,水准点宜设在不易风化的基岩上，坚固稳定的建筑物上亦可埋设 混凝土水准点。水准点设置后，以“BM”字头顺序编号。 1、水准点高程测量 1）水准测量 水准点水准测量精度按五等水准测量要求,其限差如表 12-4 所列。表中 R 为测段长度， L 为附合路线长度,F 为环线长度,单位为 km。 测量所使用的水准仪精度指标不应低于 S 3 级；所用的水准尺,宜使用整体式板尺，其分 划线应经过检定,每米平均分划线真长与名义长度之差,不得超过 0.5mm。 水准测量通常可采用一组往返或两台水准仪并测的方法。尺读数估至 mm,高差较差不符 值在允许范围（表 12-4）内时,取其平均值。 为了保证水准点测量精度,应注意以下各点： （1)测量应在成象清晰、稳定的时间内进行； （2）前、后视距离应尽量相等,如一个测站因条件限制,造成前后视距离相差较大,则应 在以后的测站中予以补偿； （3）一般情况下,视线长度不应大于 150m。但在跨越河流、深谷时,视线长度可增长至 200m，宜采用以下跨河水准测量方法： 表 12-4 五等水准测量精度 如图 12-3,在河(谷)两侧大致等高处设置转点 A、B 及置镜点 C、D,并使 AC BD=15～ 20m。往测程序如图示:首先在 C 点置镜，观测完 B 点后,应尽快渡河（越谷）至 D 点置镜, 在观测 A 点时不允许再调焦。返测程序与往测相反。往返测得的两转点高程不符值在限差范 围以内时,取用平均值。 2）光电测距三角高程测量 用光电测距三角高程测量方法测量水准点,宜与平面导线测量合并进行,即导线边长测 量、水准点高程测量和中桩高程测量一次完成。 初测导线的导线点应作为高程转点,高程转点间或转点与水准点间的距离和竖直角必须 往返观测,斜距应加气象改正,高差可不加球气差改正,最后采用往返观测的平均值。 往返观测的平均高差可以削减大地折光系数 K 对高差的影响,但无法完全抵消。因此,在 图 12-3 跨河水准测量
测量时应尽可能缩短往返测量得时间间隔,力求使往返测在同一气象条件(温度、湿度及大 气压力等)下完成,使K值的变化达到最小 水准点光电测距三角高程应满足表12-5的要求:水准点的设置要求、闭合限差及检测 极限,应符合水准测量要求(表12-4)。 表12-5水准点光电测距三角高程测量技术要求 竖直角 距离测回数 边长范围 测回数最大角测回间较指标差互(x米) 往返各一测回|往返各 20 10 10 200~500 两测回 当竖直角大于20°或边长小于200m时,应增加测回数以提高观测精度。 2、中桩高程测量 1)水准测量 中桩水准测量在水准点水准测量完成后进行。所用水准仪应不低于S0级。从已经设置 的水准基点开始,沿导线进行中桩水准测量,最后附合于相邻的另一个水准点上,形成附合 水准路线,限差要求见表12-6。中桩水准测量应把导线点做为高程转点,高程取位至mm 中桩高程取位至cm 表12-6中桩高程测量限差(mm) 目 附合路线闭合差检 水准测量 ±50√ ±100 L-附合路线长度, 光电测距三角高程测量 ±50 ±100 单位km 困难地段 ±300 ±150 视距三角高程测量 懲道顶 ±800 ±400 2)光电测距三角高程测量 前已叙及,光电测距三角高程测量是与导线边长测量、水准点高程测量同时完成的。但 为了满足往返测“宜在同一气象条件下完成”的要求,要尽可能地缩短往返测的间隔时间;又 由于中桩高程精度要求较低,用光电测距三角高程测量时,只须单向测量即可。考虑到上述两 种情况,中桩高程测量宜在水准点高程测量的返测后进行。 中桩光电测距三角高程测量应满足表12-7的要求。其中距离和竖直角可单向正镜观测两 次(两次之间应改变反射镜高度),也可单向观测一测回。两次或半测回之差在限差以内时取 均值。 6
6 测量时应尽可能缩短往返测量得时间间隔，力求使往返测在同一气象条件（温度、湿度及大 气压力等）下完成，使 K 值的变化达到最小。 水准点光电测距三角高程应满足表 12-5 的要求；水准点的设置要求、闭合限差及检测 极限，应符合水准测量要求(表 12-4)。 表 12-5 水准点光电测距三角高程测量技术要求 距离测回数 竖直角 边长范围 测回数 最大角 （米） 值（°） 测回间较 差（″） 指标差互 差（″） 往返各一测回 往返各 两测回 20 10 10 200～500 当竖直角大于 20°或边长小于 200m 时,应增加测回数以提高观测精度。 2、中桩高程测量 1）水准测量 中桩水准测量在水准点水准测量完成后进行。所用水准仪应不低于 S10 级。从已经设置 的水准基点开始,沿导线进行中桩水准测量,最后附合于相邻的另一个水准点上,形成附合 水准路线，限差要求见表 12-6。中桩水准测量应把导线点做为高程转点,高程取位至 mm； 中桩高程取位至 cm。 表 12-6 中桩高程测量限差（mm） 2）光电测距三角高程测量 前已叙及,光电测距三角高程测量是与导线边长测量、水准点高程测量同时完成的。但 为了满足往返测“宜在同一气象条件下完成”的要求,要尽可能地缩短往返测的间隔时间；又 由于中桩高程精度要求较低,用光电测距三角高程测量时,只须单向测量即可。考虑到上述两 种情况,中桩高程测量宜在水准点高程测量的返测后进行。 中桩光电测距三角高程测量应满足表 12-7 的要求。其中距离和竖直角可单向正镜观测两 次（两次之间应改变反射镜高度）,也可单向观测一测回。两次或半测回之差在限差以内时取 平均值
表12-7中桩光电测距三角高程测量观测 类别/距离测回 竖直角 半测回或两 数 最大竖直角 半测回间较差次高差较差 测回数 (mm) 往返各一 中丝法往返 高程转点测回 12 各一测 中桩单向一测 单向两次 100 单向一测回 若单独进行中桩光电测距三角高程测量时,其高程路线应起闭于水准点。把导线点作为 高程转点,高程转点间的竖直角,可用中丝法往返观测一测回,中桩高程测量应满足表12-6 要求。 六、地形测量 在导线测量、高程测量完成的基础上,按勘测设计的要求,须沿初测导线测绘比例尺为 1:500~1:10000的带状地形图。 地形测量是以导线作为平面控制、已知高程的导线点及水准点作为高程控制进行的。有 关地形测量的原理、方法等,详见第7章 §12-3新线定测 定测阶段的主要测量工作是:线路中线测量、线路纵断面测量及线路横断面测量 、线路中线测量 初测完成后,在初测的带状地形图上设计,定出线路中线。这一工作称为纸上定线 中线测量是定测阶段的主要工作,它的任务是把在状地形图上设计好的线路中线,结合现 场具体条件,测设于实地,并用木桩标定 中线测量工作分放线和中桩测设两步进行 放线,是把纸上定线所确定的交点间的直线测设于地面上 中桩测设,是实地进行丈量距离、量测转向角、测设曲线,并按规定钉设中桩(公里桩 加桩)。 1、放线 放线常用的方法有拨角法放线、支距法放线及极坐标法放线等。具体采用什么方法,可根 据线路经过地区的地形条件、纸上定线与初测导线的相互位置、初测图纸的精度以及测量所 用的仪器设备精度而定。 )拨角法放线 根据平面图纸上定线交点的坐标,预先在室内计算出每条直线线段的长度及其坐标方位角 (进而计算出转向角),然后到现场置仪器于交点,拨角、量距放出中线。拨角法放线分为三 个步骤:计算放线资料、实地放线及调整误差 (1)计算放线资料 ①计算交点和转点的极坐标,即计算在导线点或测设出的交点上测设其他点的水平距离S 水平角B或转向角a 转向角a=a前一a后,a>0,为右转;a<0,为左转。后为后一直线的坐标方位角, 7
7 表 12-7 中桩光电测距三角高程测量观测 类别 距离测回 数 竖直角 半测回或两 次高差较差 （mm） 最大竖直角 （°） 测回数 半测回间较差 （″） 高程转点 往返各一 测回 30 中丝法往返 12 各一测回 中桩 单向一测 回 40 单向两次 100 单向一测回 30 若单独进行中桩光电测距三角高程测量时，其高程路线应起闭于水准点。把导线点作为 高程转点,高程转点间的竖直角,可用中丝法往返观测一测回,中桩高程测量应满足表 12—6 要求。 六、 地形测量 在导线测量、高程测量完成的基础上，按勘测设计的要求，须沿初测导线测绘比例尺为 1：500～1：10000 的带状地形图。 地形测量是以导线作为平面控制、已知高程的导线点及水准点作为高程控制进行的。有 关地形测量的原理、方法等，详见第 7 章。 §12—3 新线定测 定测阶段的主要测量工作是：线路中线测量、线路纵断面测量及线路横断面测量。 一、线路中线测量 初测完成后,在初测的带状地形图上设计,定出线路中线。这一工作称为纸上定线。 中线测量是定测阶段的主要工作,它的任务是把在状地形图上设计好的线路中线，结合现 场具体条件，测设于实地，并用木桩标定。 中线测量工作分放线和中桩测设两步进行。 放线，是把纸上定线所确定的交点间的直线测设于地面上； 中桩测设，是实地进行丈量距离、量测转向角、测设曲线，并按规定钉设中桩（公里桩、 加桩）。 1、放线 放线常用的方法有拨角法放线、支距法放线及极坐标法放线等。具体采用什么方法,可根 据线路经过地区的地形条件、纸上定线与初测导线的相互位置、初测图纸的精度以及测量所 用的仪器设备精度而定。 1）拨角法放线 根据平面图纸上定线交点的坐标,预先在室内计算出每条直线线段的长度及其坐标方位角 （进而计算出转向角）,然后到现场置仪器于交点,拨角、量距放出中线。拨角法放线分为三 个步骤：计算放线资料、实地放线及调整误差。 (1)计算放线资料 ①计算交点和转点的极坐标 ， 即计算在导线点或测设出的交点上测设其他点的水平距离 S、 水平角β或转向角α。 转向角α=α前－α后， α>0 ，为右转；α<0，为左转。α后为后一直线的坐标方位角
a为前一直线的坐标方位角。 图12-4拨角放线 图12-4为一平面图的局部图中CC1…为初测导线;JDJD1…为纸上定线。初测 导线各边的坐标方位角及导线点的坐标均为已知;纸上定线各交点OD)的坐标,可直接从平 面图上量出。由坐标反算公式,可求出纸上定线各边长度及其坐标方位角,从而可求出各交点 偏角,如表12-8。所有室内计算结果,应使用比例尺和量角器在平面图上核对。 如图12-4及表12-8,由导线点C测设中线起点D的极坐标测设数据为: B=a 143°0736 S=14547m JD的转向角 -124°20'17”(左转) 表12—8拨角法放线距离及偏角计算表 桩号坐标(m)坐标增量(m)坐标方位角a直线长度父转向角 △ 0 162935431l l612554265 1242017(左) 153 537 740549 558.37 JD1|1627854802 71240(右) 556 1829562.46 JD2|1636355358 92519(左) 228 697 715310733.34 1659156055 554204(右) 458 595 1273514750.86 JD 1613356650 ②计算曲线要素及主点里程 根据直线转向角am、曲线半径R及缓和曲线长度l,计算曲线各要素及曲线主要点里程。 资料经核对无误后,应填在拨角定线资料表中,供外业中桩测设时使用 (2)现场放线 根据室内计算资料,在Co点置镜,后视C1点,拨角143°07′36″定出Co-JD方向,量
8 α前为前一直线的坐标方位角。 图 12-4 为一平面图的局部,图中 C0C1 …为初测导线； 0 1 JD JD ……为纸上定线。初测 导线各边的坐标方位角及导线点的坐标均为已知；纸上定线各交点(JD)的坐标,可直接从平 面图上量出。由坐标反算公式,可求出纸上定线各边长度及其坐标方位角,从而可求出各交点 偏角,如表 12-8。所有室内计算结果，应使用比例尺和量角器在平面图上核对。 如图 12-4 及表 12-8，由导线点 C0 测设中线起点 0 JD 的极坐标测设数据为： 143 07 36 0 0 0 1 = − = C ～JD C ～C s =145.47m 0 JD 的转向角： 0 124 20 17 0 1 0 0 = − = − JD ～JD C ～JD （左转） 表 12—8 拨角法放线距离及偏角计算表 桩号 坐 标（m） 坐标增量（m） 坐标方位角α ° ′ ″ 直线长度 s(m) 交点转向角 x y x y ° ′ ″ C 1 235 18 30 C 0 16293 54311 -138 -46 198 26 06 145.47 0 JD 16125 54265 124 20 17 (左) 153 537 74 05 49 558.37 1 JD 16278 54802 7 12 40 (右) 85 556 81 18 29 562.46 2 JD 16363 55358 9 25 19 (左) 228 697 71 53 10 733.34 3 JD 16591 56055 55 42 04 (右) -458 595 127 35 14 750.86 4 JD 16133 56650 ②计算曲线要素及主点里程 根据直线转向角 JD 、曲线半径 R 及缓和曲线长度 l,计算曲线各要素及曲线主要点里程。 资料经核对无误后,应填在拨角定线资料表中,供外业中桩测设时使用。 （2）现场放线 根据室内计算资料,在 C 0 点置镜,后视 C 1 点,拨角 143°07′36″定出 0 0 C − JD 方向,量 图 12-4 拨角放线
距145.47m定出JD0点。然后在JD0、JD1…依次置镜,根据相应的直线长度s及向角an, 用极坐标法顺序定出D1、D2…等直线交点 水平角观测应使用DJ2或DJ级经纬仪,采用正倒镜分中法测设,在限差范围内时取平均 值。边长可用光电测距仪、钢卷尺测量,其方法与精度要求与对初测导线的测量精度要求相 同。所不同的是,初测时是量测角度和边长,定测时是测设转向角度和中线。在量测中线的同 时,按规定应钉设百米桩、公里桩、加桩、曲线主点桩和测设曲线等。 (3)调整闭合差 拨角法定线的弱点是误差积累。为了保证放线的精度,每隔3~5km,特殊情况下不大于 10km,应与初测导线(或航测控制点、GPS点)联测一次,联测闭合差不应超过以下规定: 长度相对闭合差: 水平角闭合差:±30√m n为测站总数。计算长度相对闭合差时,长度采用初、定测导线闭合环的长度。当闭合差超限 时,应査找原因予以改正:当闭合差符合精度要求时,则应按具体情况进行调整 图12-5是图12-4某一处的情况,为了叙述方 便,将纸上定线转点D2、JD3、JD4分别用B 图125拨角放线闭合差 C及D表示;初测导线转点C3、C4则用M、N 表示。bc是拨角放线后线路中线在现场的实际位 闭合差调整分以下几个具体步骤: ①计算闭合差 如图12-5,C点是线路中线转点的理论位置,c点是实测位置,则cC是长度闭合差f; 线路中线理论位置BC的坐标方位角aBC与放线后实际位置bc标方位角ah之差,即是角度闭 合差∫ 为计算闭合差,在c点与初测导线点N联测,测量角值B1、B2,丈量距离cN。初测导线点 M、N及其边长MN的坐标方位角a为已知:纸上定线转点B(D2)、C(JD3)、D(D4) 及其各边方位角由表12-8得。有关已知值,均填入表12-9中
9 距 145.47m 定出 0 JD 点。然后在 0 JD 、 1 JD …依次置镜,根据相应的直线长度 s 及向角 JD , 用极坐标法顺序定出 1 JD 、 2 JD …等直线交点。 水平角观测应使用 DJ2 或 DJ6 级经纬仪,采用正倒镜分中法测设，在限差范围内时取平均 值。边长可用光电测距仪、钢卷尺测量，其方法与精度要求与对初测导线的测量精度要求相 同。所不同的是,初测时是量测角度和边长,定测时是测设转向角度和中线。在量测中线的同 时,按规定应钉设百米桩、公里桩、加桩、曲线主点桩和测设曲线等。 (3)调整闭合差 拨角法定线的弱点是误差积累。为了保证放线的精度,每隔 3～5km,特殊情况下不大于 10km,应与初测导线（或航测控制点、GPS 点）联测一次,联测闭合差不应超过以下规定： 长度相对闭合差： 2000 1 水平角闭合差： 30 n n 为测站总数。计算长度相对闭合差时,长度采用初、定测导线闭合环的长度。当闭合差超限 时,应查找原因予以改正；当闭合差符合精度要求时,则应按具体情况进行调整。 图 12-5 是图 12-4 某一处的情况,为了叙述方 便,将纸上定线转点 2 JD 、 3 JD 、 4 JD 分别用 B、 C 及 D 表示；初测导线转点 C3 、C4 则用 M、N 表示。bc 是拨角放线后线路中线在现场的实际位 置。 闭合差调整分以下几个具体步骤： ①计算闭合差 如图 12-5，C 点是线路中线转点的理论位置,c 点是实测位置,则 cC 是长度闭合差 e f ； 线路中线理论位置BC的坐标方位角 BC 与放线后实际位置bc标方位角 bc 之差,即是角度闭 合差 f 。 为计算闭合差,在 c 点与初测导线点 N 联测,测量角值 1、 2 ,丈量距离 cN。初测导线点 M、N 及其边长 MN 的坐标方位角 MN 为已知；纸上定线转点 B( 2 JD )、C（ 3 JD ）、D（ 4 JD ） 及其各边方位角由表 12-8 得。有关已知值,均填入表 12-9 中。 图 12-5 拨角放线闭合差
表12-9拨角定线闭合差计算表 桩号右角β坐标方位角a距离L坐标增量(m) 坐标(m) 13830 N3234036 16457 56110 3375754144.89134.31-54.36 c|2660512 16591.356055.6 2515242 a.计算长度闭合差∫ 由MN边坐标方位角(121°3830″)推算Nc边坐标方位角(33705754"); 根据Ne边长(144.89m)及其坐标方位角,计算坐标增量Ax(134.31m)及△ (-54.36m); 计算点c坐标x。(16591.3m),ya(56055.6m) C(JD3)坐标已知(见表12-10):xc=16591m,yc=56055m 则坐标闭合差 6=x-xc=0.3m 6,=y-yc=0.6m 长度闭合差 f=±V62+2=±067m b.计算角度闭合差∫ 按表12-11由Me边坐标方位角(337°57′54″)推算bc边坐标方位角(71°5242″); 按表12-10已知BC边坐标方位角(71°5310″); 则角度闭含差 f 28 C.精度检核 《测规》规定:长度相对容许闭合差f“2000度容许闭合差f*=土20 n为测站数,本例n=9,f。容=士60″。 0.67 长度相对闭合差K e4132861682000 角度闭合差∫=28”<f0=60″
10 表 12-9 拨角定线闭合差计算表 桩号 右角 β ° ′ ″ 坐标方位角 α ° ′ ″ 距离 （m） 坐标增量（m） 坐标（m） Δx Δy x y M 121 38 30 N 323 40 36 16457 56110 337 57 54 144.89 134.31 -54.36 c 266 05 12 16591.3 56055.6 251 52 42 b a.计算长度闭合差 e f 由 MN 边坐标方位角( 1213830 )推算 Nc 边坐标方位角( 3375754 )； 根据 Nc 边长（144.89m）及其坐标方位角,计算坐标增量 x (134.31 m)及 y （-54.36 m）； 计算点 c 坐标 c x (16 591.3 m), c y （56 055.6 m）； C( 3 JD )坐标已知（见表 12-10）: C x =16 591 m, C y =56 055 m； 则坐标闭合差: x = xc −xC = 0.3m y = yc − yC = 0.6m 长度闭合差 f e x y 0.67m 2 2 = + = b .计算角度闭合差 f 按表 12-11 由 Nc 边坐标方位角（337゜57´54″）推算 bc 边坐标方位角( 715242 )； 按表 12-10 已知 BC 边坐标方位角（ 715310 ）； 则角度闭含差 = − = 28 bc BC f c．精度检核 《测规》规定：长度相对容许闭合差 e f 容= 2000 1 ,角度容许闭合差 f 容=土 2O″ n ， n 为测站数,本例 n=9, f 容=士 60″。 长度相对闭合差 K= 2000 1 6168 1 4132.8 0.67 = = e f e 角度闭合差 f =28″＜ f 容=60″