第九章：專業(yè)性測量

專業(yè)性測量第九章溫故知新地形圖應(yīng)用的基本內(nèi)容面積量算工程建設(shè)中的地形圖應(yīng)用確定點(diǎn)的平面坐標(biāo)確定兩點(diǎn)間的水平距離確定直線的坐標(biāo)方位角確定點(diǎn)的高程確定兩點(diǎn)間的坡度在圖上設(shè)計(jì)等坡線幾何圖形法坐標(biāo)計(jì)算法（解析法）不規(guī)則圖形面積量算繪制地形斷面圖按限制坡度選擇最短路線確定匯水范圍場地平整填挖邊界確定及填挖土方量計(jì)算地形圖的應(yīng)用專業(yè)性測量面水準(zhǔn)測量縱斷面測量涉獵其他面水準(zhǔn)測量應(yīng)用：在園林施工中，諸如露天劇場、廣場等要求平整地面，需要進(jìn)行水準(zhǔn)測量。方法：根據(jù)地形圖資料進(jìn)行計(jì)算(大比例尺地形圖資料)方格法（較平坦地區(qū)）方格法在建筑場地的范圍內(nèi)，用經(jīng)緯儀和皮尺在地面設(shè)置方格網(wǎng)靠近或穿過這塊場地設(shè)置一條基線AB。在基結(jié)上丈量等長度的12、23、…線段，其長度按地形起伏情況及估算精度要求而定，一般為10~50m。如圖示：然后分別在1、2、…點(diǎn)上安置經(jīng)緯儀測設(shè)垂直方向線11′、22′…。在各方向線上再按等長度丈量，得各方格的角點(diǎn)，并在地面作出標(biāo)志（釘小木樁或撒白灰）和進(jìn)行編號(hào)。一般采取行列編號(hào)法，每個(gè)方格角點(diǎn)有兩個(gè)標(biāo)號(hào)聯(lián)合表示。如圖示為行列編號(hào)法，有六五行，分別以A、B、C、D、E、F表示六列列號(hào)，以1、2、3、4、5表示五行行號(hào)。對(duì)于最左上角的一格其四個(gè)角點(diǎn)點(diǎn)號(hào)為A1、A2、B1、B2表示進(jìn)行面水準(zhǔn)測量，求各方格角點(diǎn)高程各角點(diǎn)的高程可用水準(zhǔn)測量的方法連測解決，因?yàn)槭乔髨龅孛娣e內(nèi)各方格角點(diǎn)高程，故稱面水準(zhǔn)測量。其方法是如場地附近有水準(zhǔn)點(diǎn)，可從水準(zhǔn)點(diǎn)出發(fā)。如場地附近沒有水準(zhǔn)點(diǎn)，則可假定某方格角點(diǎn)為水準(zhǔn)點(diǎn)，并給以假定高程值。按水準(zhǔn)路線的形式組成一條閉合水準(zhǔn)路線。閉合計(jì)算，進(jìn)行平差由于是閉合水準(zhǔn)路線，起閉于同一點(diǎn)，而有總高差Σh≠0，則為閉合路線的閉合差，即該閉合水準(zhǔn)路線有偏差，進(jìn)行平差。計(jì)算場地平整后的設(shè)計(jì)高程繪一張與圖一致的空白方格網(wǎng)，將面水準(zhǔn)測量記錄手薄中各點(diǎn)高程填注在各相應(yīng)的方格角點(diǎn)左上方，計(jì)算場地平均高程。繪出等高線。該等高線為挖、填邊界線。其他各項(xiàng)的計(jì)算：各方格角點(diǎn)挖、填深度，各方格挖、填方量，總挖、填方量與利用地形圖計(jì)算場地挖、填方量的計(jì)算相同?？v斷面測量縱斷面測量又稱路線水準(zhǔn)測量，它的主要任務(wù)是沿路中線設(shè)立水準(zhǔn)點(diǎn)；測定路中線上各里程樁和加樁的地面高程；然后根據(jù)各里程樁的高程繪制縱斷面圖。階段規(guī)劃設(shè)計(jì)階段勘測設(shè)計(jì)階段施工階段竣工階段及其它初測定測工作內(nèi)容收集資料圖上選線實(shí)地勘察方案比較與論證平面控制測量高程控制測量地形測量特殊用途地形測量實(shí)地定線中線測量曲線放樣縱橫斷面測量縱橫斷面圖繪制恢復(fù)定線線路邊線放樣施工放樣施工監(jiān)測驗(yàn)收測量竣工測量竣工圖編制工程營運(yùn)監(jiān)測安全性評(píng)價(jià)線路測量的主要內(nèi)容縱斷面測量路線是循著公路、鐵路、隧道或渠道等工程的中心樁前進(jìn)，利用水平儀測定各中心樁的高程。依據(jù)各中心樁之高程作為縱坐標(biāo)，各樁之距離作為橫坐標(biāo)繪制縱斷面圖?？v斷面圖是用來提供路面坡度設(shè)計(jì)的參考，以決定施工基面高程、填土或挖土的高度?？v斷面測量：踏勘選線，中線測量，縱橫斷面測量踏勘選線：選線的任務(wù)是要在地面上選定合理路線，標(biāo)定路線中心位置。中線盡量短而直，盡量少占耕地，要避免修建過多的建筑物，沿線有較好的地質(zhì)條件。盡可能確定一條既經(jīng)濟(jì)又合理的中線。路線布設(shè)：選線時(shí)，應(yīng)沿線路附近布設(shè)一些水準(zhǔn)點(diǎn)，以便滿足線路縱橫斷面測量的需要。水準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)位既要便于日后用來測定線路高程，又要能夠長期保存，點(diǎn)位間隔在1~2km。路線組成附合或閉合水準(zhǔn)路線，一般用四等水準(zhǔn)測量的方法施測。中線測量中線測量的任務(wù)主要是把線路中心線在地面上標(biāo)定出來，測定線路長度，用一系列里程樁標(biāo)定線路經(jīng)過的位置。用附合水準(zhǔn)測量的方法，測定路中線各里程樁的地面高程，稱為中平測量，可采用DS3水準(zhǔn)儀和5米塔尺進(jìn)行水準(zhǔn)測量或測距儀三角高程測量。限差為±50mm。從水準(zhǔn)點(diǎn)BM開始，首先置水準(zhǔn)儀于Ⅰ站，在BM1立尺，讀取后視讀數(shù)，然后在測站視線范圍上立尺并讀數(shù)，稱為中視讀數(shù)。

中樁及轉(zhuǎn)點(diǎn)的高程按下式計(jì)算：

視線高程=后視點(diǎn)高程+后視讀數(shù)轉(zhuǎn)點(diǎn)高程=視線高程-前視讀數(shù)中樁高程=視線高程-中視讀數(shù)應(yīng)保證讀數(shù)正確，要求讀至毫米，并選在較穩(wěn)固之處，在軟土處選轉(zhuǎn)點(diǎn)時(shí)，應(yīng)按尺墊并踏緊，有時(shí)也可選中樁作為轉(zhuǎn)點(diǎn)。由于中間點(diǎn)不傳遞高程，且本身精度要求僅分米，為了提高觀測速度，讀數(shù)取至厘米即可。中樁：為了測定管線的實(shí)際長度和測繪縱橫斷面，應(yīng)從管道的起點(diǎn)開始，沿管道中線測設(shè)一些樁點(diǎn)，這些樁點(diǎn)統(tǒng)稱為中線樁，簡稱中樁。整樁：從管道起點(diǎn)開始，每隔一段固定的距離測設(shè)的樁點(diǎn)，一般為20米、30米或50米。加樁：整樁之間重要地物、地形變化點(diǎn)處的樁點(diǎn)。里程樁測設(shè)沿路方向在地面上設(shè)置樁，從起點(diǎn)開始，按規(guī)定每隔某一整數(shù)設(shè)一樁，叫做整樁。根據(jù)不同的線路，整樁之間的距離也不同，一般為20m、30m、50m等。（曲線上根據(jù)不同半徑，每隔20m、10m或5m），在相鄰整樁之間穿越重要地物處（如鐵路、公路）要增設(shè)加樁，整樁和加樁統(tǒng)稱里程樁。為了便于計(jì)算，線路里程樁均按樁的里程進(jìn)行編號(hào)，并用紅油漆寫在木樁側(cè)面，如整樁號(hào)為1+100，即此樁距渠道起點(diǎn)1KM又100M（“+”號(hào)前的數(shù)為公里數(shù)，“+”號(hào)后的數(shù)為米數(shù)），為了避免測設(shè)里程樁錯(cuò)誤，量距一般用鋼尺丈量兩次，精度為1/1000。當(dāng)精度要求不高時(shí)，可用皮尺或測繩丈量一次，再在觀測偏角時(shí)用視距法進(jìn)行檢核。中線測量完成后，一般應(yīng)繪出路線測量路線平面圖，在圖上繪出路線走向，主要樁點(diǎn)，主要數(shù)據(jù)等等?？v斷面測量縱斷面測量又稱路線水準(zhǔn)測量，路線縱斷面圖是表示線路中線方向地面高低起伏形狀和縱坡變化的剖視圖，它是根據(jù)中平測量成果繪制而成。在鐵路、公路、運(yùn)河、渠道的設(shè)計(jì)中，縱斷面圖是重要的資料。如下圖所示，為公路縱斷面圖。為了明顯表示地勢變化，圖的高程（豎直）比例尺通常比里程（水平）比例尺大10倍，如水平比例尺為1：2000，則豎直比例尺應(yīng)為1：200。縱斷面圖包括兩部分，上半部繪制斷面線，進(jìn)行有關(guān)注記；下半部填寫資料數(shù)據(jù)表。坡度與坡長：從左至右向上斜者為上坡（正坡），向下斜者為下坡（負(fù)坡），水平線表示平坡；線上注記坡度的百分?jǐn)?shù)（鐵路斷面圖為千分?jǐn)?shù)）。線下注記坡長。設(shè)計(jì)高程：按中線設(shè)計(jì)縱坡計(jì)算的路基高程。地面高程：按中平測量成果填寫的各里程樁的地面高程。里程樁與里程：按中線測量成果，根據(jù)水平比例尺標(biāo)注的里程樁號(hào)。為使縱斷面圖清晰，一般只標(biāo)注百米樁和公里樁，為了減少書寫，百米樁的里程只寫1~9，公里樁則用符號(hào)O表示，并注明公里數(shù)。直線和曲線：為路線中線的平面示意圖，按中線測量資料繪制。直線部分用居中直線表示，曲線部分用凸出的矩形表示，上凸者表示路線右彎，下凸者表示左彎，并在凸出的矩形內(nèi)注明交點(diǎn)編號(hào)和曲線半徑。

縱斷面測量實(shí)例縱斷面高程測量是利用間視法測量中心線上里程樁的地面高程，如圖示，首先從BM1（高程為76.605M）引測高程，得0+000（TP1）高程，再將水準(zhǔn)儀置于測站2，后視轉(zhuǎn)點(diǎn)TP1，前視轉(zhuǎn)點(diǎn)TP2，將觀測結(jié)果記入表中“后視和前視”欄內(nèi)；然后觀測中間間視點(diǎn)，0+100樁，將觀測結(jié)果記入表中，搬站至測站3，后視轉(zhuǎn)點(diǎn)TP2，前視TP3，然后觀測間視點(diǎn)0+265.5樁，0+300樁，0+361樁，觀測結(jié)果記錄表中。計(jì)算各里程樁的高程：視線高程=后視點(diǎn)高程+后視讀數(shù)例如在測站2后視TP1（77.306），后視讀數(shù)為0.933M，則視線高程：77.306m+0.933M=78.239m轉(zhuǎn)點(diǎn)高程=視線高程—前視讀數(shù)例如在測站2，前視TP2，前視讀數(shù)為1.958m，則轉(zhuǎn)點(diǎn)TP2高程：78.239m-1.958m=76.281m間視點(diǎn)高程=視線高程-間視讀數(shù)例如在測站2，間視0+000樁，讀數(shù)為1.56m,則間視點(diǎn)高程：78.239m-1.56M=76.679m

縱斷面圖的繪制縱斷面是以中線樁的里程為橫坐標(biāo)，以高程為縱坐標(biāo)的直角坐標(biāo)系中繪制，為了明顯地表示地面起伏，一般取高程比例尺比里程比例尺大10倍或20倍?？v斷面圖一般自左至右繪制毫米方格紙上。為了節(jié)省紙張和便于閱讀，圖上的高程，可以不從零開始，而從某一合適的數(shù)值起繪。根據(jù)各樁點(diǎn)的里程和高程在圖上標(biāo)出相應(yīng)地面點(diǎn)位置，依次連接各點(diǎn)繪出地面線；再繪出路線設(shè)計(jì)線。根據(jù)起點(diǎn)（0+000）的設(shè)計(jì)高程，離起點(diǎn)的距離，均可以求得相應(yīng)點(diǎn)處的“高程”。然后，再根據(jù)各樁點(diǎn)的地面高程，即可算出各點(diǎn)的挖深或填高數(shù)，分別填在圖中相應(yīng)位置。如圖示。橫斷面測量垂直于線路中線方向的斷面稱橫斷面，路線所有里程樁一般都應(yīng)測量其橫斷面。橫斷面測量的任務(wù)是測定線路各中樁處與中線相垂直方向的地面高低起伏情況，通過測定中線兩側(cè)地面變坡點(diǎn)至中線的距離和高差，即可繪制橫斷面圖，為路基橫斷面設(shè)計(jì)，土石方量的計(jì)算和施工時(shí)邊樁的放樣提供依據(jù)。橫斷面應(yīng)逐樁施測，其施測寬度及斷面點(diǎn)間的密度應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)和設(shè)計(jì)需要而定。

橫斷面方向的測定直線上橫斷面方向的測定：在直線上橫斷面應(yīng)與路線方向相垂直，一般采用簡易直角方向架來定向。方向架為堅(jiān)固木料制成，長約1.5m，在上部兩個(gè)垂直方向雕空，中間插入AB、CD互相垂直的兩個(gè)覘板，下面鑲以鐵腳可以插入土中。將方向架插在中樁上，以AB覘板瞄準(zhǔn)直線上另一中樁，則CD覘板即為橫斷面方向。曲線上橫斷面方向的測定當(dāng)中樁位于曲線上時(shí)，橫斷面方向應(yīng)為該曲線的圓心方向，在實(shí)際工作中，多采用彎道求心方向架（即在一般方向架上增加一活動(dòng)覘板）獲得。如圖所示，首先置求心方向架于曲線起點(diǎn)ZY，用AB覘板瞄準(zhǔn)JD方向，此時(shí)CD覘板即為圓心方向，然后旋轉(zhuǎn)活動(dòng)覘板EF瞄準(zhǔn)曲線上1點(diǎn)，并用螺旋固定EF位置，合弦切角α不變，移方向架于1點(diǎn)，用CD覘板瞄準(zhǔn)曲線起點(diǎn)ZY，此時(shí)，EF覘板所指的方向即為1點(diǎn)的圓心方向。橫斷面測量的方法橫斷面測量的目的是測定路線兩測變坡點(diǎn)的平距與高差，視線路的等級(jí)和地形情況，可以采用不同的方法。對(duì)于鐵路、高速公路和一級(jí)公路應(yīng)采用水準(zhǔn)儀法或不低于經(jīng)緯儀視距的方法測量，對(duì)于二級(jí)以下公路的斷面可采用手水準(zhǔn)皮尺法或標(biāo)桿比抬法測量。3.橫斷面圖的繪制