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1、第二章 线路设计阶段的测绘工作2-1 线路设计的有关知识铁路、公路、输电线路以及输油（气）管道等均属于线型工程，它们的中线通称线路。一条线路的勘测和设计工作，主要是根据国家的计划与自然地理条件，确定线路经济合理的方案。线路在勘测设计阶段的测量工作，称为线路测量。线路测量是为线路设计收集一切必须的地形资料，并将所设计的线路中线测设于实地。线路设计除了地形资料以外，还必须考虑线路所经地区的工程地质、水文地质以及经济等方面的因素，所以线路设计一般分阶段进行，其勘测工作也要分阶段进行。本章主要介绍线路初测、定测、线路纵横断面测绘等方面的知识，本节先介绍铁路、公路、输电线路、输油（气）管道勘测设计的有关
2、知识。一、铁路工程建设的一般知识,根据我国铁路工程技术规范规定，铁路建设标准分为三级：级铁路指在路网中起骨干作用的铁路，要求远期（运营10年后）年输送能力大于1000万吨（单车方向）。级铁路指在路网中起辅助作用的铁路，要求远期年输送能力为1000500万吨。级铁路指在某一地区服务的铁路，年输送能力小于500万吨。1铁路基本组成铁路主要是由路基、轨道、桥涵、隧道、站场等工程建筑物所组成的一项综合工程，此外还有附属的设备和房屋如行车信号、车站内的站台、天桥、地道、水塔等。 2铁路工程建设的基本程序铁路建设要经过勘测设计和施工的过程，建成后再交付运营。这些工作一般都由设计、施工和运营等部门分别承担。
3、,在铁路建成后，随着经济的发展和运量的增长，常常要对既有线进行加强和改建。方案研究是为了找出线路的可能方案和确定一些重要技术问题，提出初步选择意见。经过全面的分析比较后，提出方案研究报告。方案研究报告包括对线路可行的各个方案和主要技术标准，如限制坡度、牵引种类、运输能力等提出选择意见，并对工程费用提出初步估算。为了保证线路可以通行，需要对控制线路方向的局部重点地段（如跨越主要分水岭的各个垭口、长隧道或桥渡、严重地质不良地段以及地形复杂地段），深入现场进行调查研究，掌握确切的资料，以作为方案研究的依据。方案确定后，即下达勘测设计任务书，这时就要进行初测。初测是初步设计阶段的勘测工作。初测的主要任
4、务是提供沿线大比例尺带状地形图以及地质和水文方面的资料。初步设计系由设计人员，在初测带状地形图上，研究线路的方向、坡度、曲线半径以及难易程度，选定一个经济合理的方案，线路位置和重大工程基本上要确定，以及确定主要技术标准。由于这项工作在室内进行，故称为纸上定线。,在纸上定线之后，即可编制主要线路方案的详细纵断面图及有关线路比较方案的简明纵断面图。最后，进行工程费用概算。定测的主要任务是把初步设计中选定的线路中线测设到地面上去，测设时应结合现场的地形、水文、地质等实际情况尽量改善线路的位置，力求选出最经济合理的线路位置。并为施工设计收集资料。施工设计是根据定测资料对线路全线和所有个体工程做出详细设
5、计，并提供工程数量和各种表报。施工设计中最主要的是线路的平面和纵断面设计。此外对桥涵、隧道、特殊路基以及车站等都要做出单独设计。3铁路工程建设中的测量工作勘测设计阶段的测量工作有草测、初测和定测工作。在方案研究中，如无足够的地形资料，就要进行草测。初测时要进行线路平面控制测量、线路高程测量和地形测量。定测中要进行放线交点工作，中线的测设（包括直线和曲线的测设），纵断面测绘和横断面测绘。,施工阶段测量的任务主要是保证各种建筑物能按照设计位置准确地建立起来。施工阶段的首项工作是进行“复测”。复测是为了检查线路的主要控制桩的正确性和补设缺损的桩橛。在施工前要做“固桩”和“护桩”工作，以保证施工过程中
6、桩点不致丢失或便于随时恢复。路基施工前还要进行路基边桩的放样。在施工过程中要随时进行中线和高程测量，这些工作常常要反复进行多次，贯穿整个施工过程。各种工程结束后，则进行贯通全线的竣工测量。运营阶段，当对既有线路进行改建，修建复线时，都需要进行一系列的测量，其测量工作的特点是以既有线路为基础并对既有线路要作详细的测量。为了更新资料，对线路现状和沿线地形每隔一定年份要进行全线的测量，即所谓“旧线测量”。铁路测量按不同的工程来分，有线路测量、桥梁测量、隧道测量和站场测量等。 铁路测量的特点是测量和设计工作紧密结合，如初测中的导线测量工作，同时又有选线的作用，定测的放线也有同样的特点。此外，铁路测量中
7、测量和测设工作往往交错进行，如定测中为了进一步详细测绘地形资料供线路纵断面和横断面设计之用，首先要把中线测设到地面。,二、公路工程建设的一般知识公路是指连接城市、乡村和工矿基地等，主要供汽车行驶，具备一定技术和设施的道路。按其重要性和使用性质，公路可划分为：国家干线公路（国道）、省干线公路（省道）、县公路（县道）以及专用公路等。1公路等级公路根据其使用任务、功能和适应的交通量分为高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路五个等级。高速公路为专供汽车分向、分车道行驶并全部控制出入的干线公路。四车道高速公路一般能适应按各种汽车折合成小客车的年平均日交通量为2500055000辆；六车道为45
8、00080000辆；八车道为60000100000辆。其他公路为除高速公路以外的干线公路、集散公路、地方公路四个等级。,2公路的结构组成公路的结构组成主要包括：路基、路面、桥涵、隧道、路线交叉及沿线设施等。 3公路勘测设计阶段公路勘测设计根据路线的性质和要求，可分为两阶段设计、一阶段设计和三阶段设计。（1）两阶段设计两阶段设计为公路勘测的主要阶段，即通常一般公路所采用的勘测设计程序。分为踏勘和详细测量两个阶段。公路踏勘主要是了解线路所经地区的自然地理条件（包括地形、土壤、地质、水文以及气象等情况），选择线路的大致位置，为初步设计收集资料，进行初测、编制初步设计和工程概算。公路详细测量是全面深入
9、地研究线路的各项情况，精确地测定线路的长度和位置，编制施工图和工程预算。,（2）一阶段设计一阶段设计适用于技术简单、方案明确的小型公路工程。即进行一次详细的定测，据以编制施工设计和工程预算。（3）三阶段设计三阶段设计适合于技术上复杂而又缺乏经验的建设项目或建设项目中的个别路段、特殊大桥、互通式立体交叉、隧道等。三阶段设计即初步设计、技术设计和施工设计三个阶段。技术设计阶段主要是对重大、复杂的技术问题，落实技术方案、计算工程数量，提出修正的施工方案，修正设计概算。其深度和要求介于初步设计和施工设计之间。不论采用哪种划分阶段设计，在勘测前都要进行实地调查，他是勘测前不可缺少的一个步骤，但不作为一个
10、阶段。4公路道路设计的基本依据公路道路设计的基本依据有设计车辆、设计车速、设计交通量、通行能力和服务水平等。,公路工程建设中的测量工作与铁路工程建设基本一致，有初测、定测、施工测量、竣工测量等工作。三、输电线路工程建设的一般知识1输电线路的分类与组成目前我国采用的各种不同电压等级有35、60、110、220、330、500kV。通常称35220 kV的线路为高压输电线路，330500 kV的线路为超高压输电线路。此外，担负分配电能任务的线路称为配电线路。输电线路按结构又可分为电缆线路和架空线路，架空线路与电缆线路相比有许多优点，如结构简单、施工周期短、建设费用低、散热性能好、输送容量大等。在此
11、只介绍架空输电线路的组成。2输电线路设计阶段输电线路设计，一般包括两个阶段，即初步设计与施工图设计阶段。 3输电线路工程建设的测量工作输电线路工程建设的测量工作包括距离测量与直线定向、架空输电线路设计测量、线路施工复测和分坑测量、基础的操平找正及杆塔检查、架空线弧垂观测及检查等。,四输油（气）管道工程建设的测量工作输油（气）管道工程建设的测量工作包括线路地形图测量、站场测量、距离测量与直线定向、断面测量、定位测量、架空管线及地下管（沟）道所进行的测量工作。五、线路测量的特点根据线路工程的作业内容，线路测量具有全线性、阶段性和渐近性的特点。全线性是指测量工作贯穿于线路工程建设的全过程。例如铁路、
12、公路工程从项目立项、决策、勘测设计、施工、竣工图编制、营运监测等都需进行必要的测量工作。阶段性既体现了测量技术本身的特点，也是路线设计过程的需要。在不同的实施阶段，所进行的测量工作内容与要求也不同，并要反复进行，而且各阶段之间测量工作也不连续。渐近性说明了线路测量在项目建设的全过程中。历经了由粗到精、由高到低的过程。线路工程项目高标准、高质量、低投资、高效益目标的实现，必须是严肃、认真、全面的勘察和科学、合理、经济、完美的设计与精心、高质量施工等的完美结合。因此测量工作必须遵循“由高级到低级”的原则，分阶段、分先后循序渐进逐步实施，同时也必须顾及到典型工程对测量的特殊要求。,各种线型工程的勘测
13、设计工作有许多共同之处，其测量工作的内容和方法基本相同，只要掌握一两种典型线型工程的测量内容、方法及精度要求等，可举一反三，完成其他线型工程的测量工作。相比之下，以铁路、公路的勘测设计对测量的要求较高、较为全面和细致，故下面以铁路、公路为例介绍线路初测、定测等方面的测量工作。2-2 线路初测阶段的测量工作根据初拟方案，进行现场踏勘，踏勘过程中，应根据不同地形特点和实际情况，进行线路总体方案布设，对初拟的路线方案和比较方案进行调整或修正，确定路线走廊带，标出线路的走向和大致位置后进行初测。初测是铁路、公路设计中一个重要的勘测阶段，是初步设计的基础和依据，是初步设计阶段的测量工作。其外业为：线路平
14、面控制测量、线路高程测量和地形测量。这些测量工作的具体做法在数字测图原理与方法、大地测量学等课程中已作了详细介绍，因此本节只对铁路、公路初测的特点作一些概述。,一、线路平面控制测量 控制测量：即平面控制测量和高程控制测量。是在已有交通规划路线，在实地也有了规划路线的基本走向的基础上，在相应的规划路线上进行测量。 线路平面控制网的建立，可采用GPS测量、导线测量、三角测量、三边测量等方法。一、 GPS线路控制测量目前，GPS定位技术已大量应用于布设各等级线路控制测量，施工放样等线路工程测量的各方面，它具有速度快、精度高、不要求点间通视等技术优势，显著地提高了线路工程测量的效益，改变了传统的线路测
15、量作业模式和质量标准，成为线路测量的一种主要方法。按线路测量规范的规定，线路测量采用的坐标系要纳入国家大地测量坐标系。因此，线路的初测和定测导线必须与国家大地控制点联测，利用GPS测量加密国家四等大地点。用GPS静态相对定位法，可以为线路导线测量建立导线的起闭点。同时要顾及线路工程自身的特点和线路定线、施工放样对控制点加密的需要，应分级建立GPS线路控制网。,为此可将线路控制网分两级布设：（1）建立边长较长的高一级的GPS线路首级平面控制网；（2）用常规测量技术进行线路导线测量，各段导线两端点应附合在高一级的GPS控制点上。GPS控制网的点位除满足GPS要求外，尚需考虑有利于后续用全站仪加密布
16、设符合导线或施工放样的需要。GPS线路控制网的点位应选在沿线路方向离线路中线50300m、稳固可靠且不易被施工破坏的范围内。一般每隔5km左右设置一对相互通视的、边长为5001000m的GPS点。 2 导线测量（1）导线点的布设要求导线测量应在GPS测量加密的国家大地点或首级平面控制网的基础上进行，首先要选择导线点位。这时应注意： 导线点宜选在地势较高的地方，且能前后互相通视； 导线点应选在开阔的地方，以便作为图根控制，进行地形测量；, 导线点间的距离要适中，不宜大于400m和小于50m，即使地势平坦，视线清晰时，亦不应大于500m。若使用测距仪或全站仪时，导线点间的距离可增至1000m，并应
17、在不远于500m处增设内分点。导线点应尽可能接近将来的线路位置，以便为定测时所利用。桥梁及隧道两端附近，严重地质不良地段以及越岭垭口处应设置导线点。在有比较线的地段，比较线按、顺序编列。如比较线的里程桩号用C8DK4+167.05（C8表示比较线第8个导线点）；比较线的里程桩号用C5DK0+328.05等。对于比较线起、终点里程桩号与正线里程桩号的关系均须注明。为了便于实地查对，在比较线与正线衔接处应立一面标旗。经过方案比较后，当决定采用比较线时，正线C39DK13+125.40点以后的里程不必更改，只需在图上及手薄上分别注明：,（2）导线测量导线点选定后，即进行导线观测。铁路初测导线的水平角
18、可用DJ 2及DJ 6级仪器以测回法观测右角，观测一测回。两半测回之间应变动度盘位置。两半测回间角值之较差在15（DJ 2）或30（DJ 6）限差之内时取其平均值。铁路初测导线的边长可采用光电测距仪或全站仪测量，往返测量各一测回，边长相对误差应不大于1:2000。 （3）导线的检核新建铁路工程测量规范规定，导线的起、终点以及在中间每隔不远于30km处应与国家平面控制点或其他单位不低于四等的平面控制点进行联测。有条件时，可采用GPS加密四等以上大地点并代替初测导线测量。当缺乏平面控制点或联测有困难时，应进行真北观测（太阳高度法或北极星任意时角法）或用陀螺经纬仪定向（见第八章）检核导线角度。,当初
19、测导线与国家控制点联测进行角度检核时，角度闭合差若小于表2-1、表2-2中的规定时，通常不进行平差。而利用坐标增量闭合差对导线进行检核时，则需要调整角度闭合差，用平差后的角度来计算坐标增量。在利用国家控制点进行导线检核之前，首先要考虑所用的控制点是否在同一个高斯投影带内，若不在同一投影带内则应进行换带计算。铁路测量中对换带计算的精度要求较低，故可用坐标换带简表进行换算。 由改化至高斯平面上的坐标增量总和计算的坐标值与国家平面控制点闭合，从而求得导线全长的闭合差，当相对闭合差不大于1/2000时，可调整闭合差。导线点调整后，对已测带状地形图不进行改动。二、线路高程测量线路高程测量采用水准测量和光
20、电三角高程测量。其任务有两类，一是建立沿线高程控制点，二是测定导线点及中桩的高程。 1水准测量,初测阶段的水准测量根据工作目的及精度的不同，可分为基平测量和中平测量。（1） 基平测量系沿线路布设水准点。一般地段每隔约2km设立一点，在工程复杂地段1km设立一点，在300m以上的大桥两端以及隧道洞口附近各设一点。水准点的高程采用一组往返或两组单程水准测量的方法测定。水准仪的型号应不低于DS3型。水准点高程测量应与国家水准点或相当于国家等级的水准点联测。当线路距上述水准点在5km以内时，应不远于30km联测一次.（2）中平测量是测定导线点及中桩高程。一般采用单程水准测量。水准路线应起闭于基平测量时
21、所设立的水准点上。导线点应作为转点，转点高程取位至毫米，中桩高程取位至厘米. 2光电三角高程测量基平测量用光电三角高程测量时，可与导线测量合并进行，导线点作为高程转点，高程转点间的距离和竖直角必须往返观测，并宜在同一气象条件下完成。用光电三角高程进行中桩测量时，其高程路线应起闭于基平测量中测定过高程的导线点上，其路线长度不宜大于2km。,三、地形测量初测中的地形测量是测量沿线带状地形图，应尽量以导线点作为测站，必要时可设置一个测站点。但在地貌、地物复杂处，设置一个测站点尚不能测出隐蔽的测点时，可继续设置第二个测站点。地形图的比例尺，一般为1:2000，地形简单的平坦地区可用1:5000，困难地
22、区使用1:1000。测图带的宽度应能满足纸上定线的需要，一般在选点时根据现场情况决定。对于1:2000测图，测图带宽度在平坦地区约为400600m，在丘陵地区约为300400m。测量的方法与一般地形测量方法相同。初测目前已较多地采用航测方法测绘地形图。,2-3 线路定测阶段的测量工作线路定测是根据初步设计及鉴定意见作了纸上定线之后进行的。定测的主要任务是准确地把初步设计的纸上线路测设到实地上，并且结合现场的具体情况改善线路的位置。定测是初步设计与施工设计中间进行的测量工作，因此，定测阶段要为施工设计准备必要的资料。将纸上线路测设到实地上的工作，称为中线测量。它是依据初测导线点定出设计的纸上线路
23、，再沿此线路测设中线桩（百米桩和加桩）和曲线（曲线测设见第七章）。线路由直线和曲线组成，在没有测设曲线之前，线路是由一系列连续的折线所确定，此时定线的任务是把直线段在地面上测设出来，测设直线的各交点和直线上的转点。 在定测工作中将纸上线路测设到实地的方法如下：一、穿线放线法此法适用于地形不太复杂，且定测中线离初测导线不远的地区。其放线的步骤为：,1室内选点：在初测地形图上，根据纸上线路与初测导线的相互关系，选择定测中线转点位置。其位置一般要选择在地势较高，且互相通视的地方，并且纸上线路的每条直线段最好有三个以上的点，以便核对。2测设数据准备：如图2-8所示，Cl、C2C5为初测导线点，从初测导
24、线上作垂线与纸上线路相交，得交点ZD3、ZD4，以它们作为定测的中线转点。在图上量出初测导线点到纸上线路的支距长度。有时，根据需要也可在图上选出便于放线的明显地物点。如果用ZD2作为定测的中线转点时，也可量取ZD2相对于初测导线的极坐标，例如图中1 = 52.5，极距为4.25m。按照上述方法，找出纸上线路各转点与初测导线的相互关系，作为放线的依据。,3现场放线：用经纬仪和光电测距仪或全站仪实地测设各中线转点的支距，以严格控制线路位置。定测中线转点放出后，如果个别点的位置不太合适，可以根据现场的实际情况调整支距或角度，使其位于适当的地点。4穿线：根据实地上已放出的点位，用经纬仪检查这些点是否在
25、一条直线上。如偏差不大时，可以适当调整其位置，使位于一条直线上。5交点：在穿线时，应估计出交点（如JD5）的位置，在JD5前后各打一骑马桩A、B，如图2-9所示。在定出另一直线段ZD6ZD7后，两直线段相交即得交点JD5。为便于JD5交点桩的恢复，在ZD6ZD7的延长线上也打两个骑马桩C、D。交点也可用两台经纬仪从两个方向同时交出，考虑到日后恢复交点和交点桩以后的固桩，仍宜打上骑马桩。,交点定出后，在交点上观测一个测回，然后计算偏角，并注明其左偏或右偏。偏角计算公式为： 左偏角 右偏角 如果交点遇到障碍或位于不能置镜处或交点较远时，一般采用测设副交点的方法来解决。所谓副交点就是当交点不能设桩时
26、，在两切线适当位置选择的辅助点。副交点通常选在便于测角量边处，并且要注明副交点与交点的关系。如图2-10（a）所示，在切线上适当的位置选定两个副交点A、B。测定其角度、及辅助线AB的距离，则偏角 。,二、拨角放线法拨角放线法是根据在纸上所量得的设计线路各交点的纵横坐标，计算出每一段直线的距离和方向，从而算得交点上的转向角。外业人员按照这些资料，在现场直接拨角测距，而定出所设计的线路。它适用于不论有无初测导线的任何地区，例如用航测图作纸上定线，因控制桩较少，只能用此法放线。此法放线可循序前进，较穿线法简便，工效高，但放线误差容易累积。因此一般连续放出若干个交点后应与初测导线点闭合，以检查偏差是否
27、过大，然后重新由初测导线点开始放出以后的交点，以免误差积累。在地形、地质复杂的地段，更应经常地与初测导线闭合，以保证中线的正确位置。其工作方法如下：1放线资料的内业计算如图2-11所示，C1、C2、C6等点为初测导线点，JD1、JD2JD5为定测中线的交点，由初测地形图上依次量取每个交点的纵、横坐标（x、y）至米。然后，按表2-3计算出各交点之间直线长度和各交点上的偏角以及各点的拨角值，并用地形图上的图解值进行校核。数据计算也可用掌上电脑或可编程计算器（如CASIO fx-4800P）等编程计算。,2放线定交点放线资料计算完毕并经复核无误后，便可进行外业放线。根据表2-3的计算资料，首先将仪器
28、置于C1点上后视C2点，拨角度1 = 1437.7，测量距离L1 = 145.48m，定出交点JD1。然后将仪器搬到JD1，后视C1点，拨角度2 = 5539.8，测量距离L2 = 558.37m，定出交点JD2。用同法依次可定出其他各交点。,3与初测导线联测在实地放出若干个交点后，应与初测导线联测。如图2-12， JD3与JD4 分别为纸上线路的交点JD3与JD4放在实地上的位置。在JD4上与初测导线点C5联测，联测的精度要求与初测导线相同。然后，按照表2-4计算的坐标JD4与JD4 JD3的方位角，与表2-3中JD4的坐标和JD3JD4的方位角进行比较，可求得方向闭合差：而求得坐标闭合差也
29、在允许限差以内。,若闭合差超过限差时，应检查不闭合的原因，并予以改正。闭合差在允许的范围内时，一般不进行调整，而 是采用为新的起点，重新计算 和纸上线路交点JD5的长度以及在 处的拨角，并且根据 和纸上线路交点JD5、JD6两点计算出在JD5处的拨角5。然后就可以由上述计算数据定出JD5和JD6。以后的各交点又可从JD6开始按表2-3中计算的数据继续测设。交点定出后，即可进行曲线测设，并沿线路定出百米桩及加桩。在中线测量中，其角度观测的要求与初测导线一致。距离测量需进行两次，两次测量的较差应不大于边长的1/2000，距离取至厘米。,三GPS（ RTK）法实时动态（RTK）测量系统是GPS测量技
30、术与数据传输技术相结合而构成的组合系统，是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量技术。RTK技术是GPS测量技术发展中的一个新的突破和里程碑。它不仅具有GPS技术的所有优点，而且可以实时获得观测结果及精度，大大地提高了作业效率并拓宽了GPS的应用领域。因而GPS RTK技术在线路测量中的应用受到极大的关注，在线路初测、定测、施工测量等领域发挥了巨大作用。用RTK进行线路中线定测时，首先应在室内根据设计数据计算出各待定点的坐标，包括整桩、曲线主点、桥位等加桩，然后将这些数据送到手持机中，有了坐标以后在实测前还应作坐标转换参数的计算，以便把GPS测量结果转换到工程采用的坐标系统。这样便可在野外
31、进行测设工作。具体测设方法可参见第六章。四全站仪极坐标法全站仪是当今地面测量工作走向自动化、数字化的核心测量仪器，具有自动化、数字化、可编程等强大的功能。目前线路地面测量的外业工作与部分内业数据处理几乎都可在全站仪中完成。且全站仪极坐标法具有放样方法简单、灵活的优点，在线路中线定测中普遍使用。利用前面介绍的穿线放线法和拨角放线法所准备的放样数据，采用全站仪极坐标法可以很方便地完成中线测设工作。,2-4 线路纵横断面的测绘断面图是根据断面外业测量资料绘制而成，非常直观地体现了地面现状的起伏状况，是工程设计和施工中的重要资料，也是铁路、公路设计的基础文件之一。一、线路纵断面的测绘线路的平面位置在实
32、地测设之后，应测出各里程桩处的高程。从而绘制表示沿线起伏情况的纵断面图，以便进行线路纵向坡度、桥面位置、隧道洞口位置的设计。定测阶段的高程测量，应尽量采用初测水准点的高程数据。当水准点被破坏或受到施工影响时，应补设新点。新设水准点的测量要求与基平测量相同。初测水准点检测后，以中平测量的要求测出各里程桩、加桩处的高程，并绘制纵断面图。断面图采用直角坐标法绘制，其横坐标表示水平距离，纵坐标表示高程。线路纵断面图是以中桩的里程为横坐标，以其高程为纵坐标而绘制的。常用的里程比例尺有1:2000和1:1000。在纵断面图上，为明显表示地形起伏状态，通常使高程比例尺为水平比例尺的1020倍。图2-13为定
33、测阶段结束后，上交的线路详细纵断面图实例。图中连续里程，系扣除断链后贯串线路全长的累计里程。,二、线路横断面的测绘在铁路、公路设计中，只有线路的纵断面图还不能满足路基、隧道、桥涵、站场等专业设计以及计算土石方数量等方面的要求，因此，必须测绘横断面图。线路横断面测量的主要任务是在各中桩处测定垂直于道路中线方向的地面起伏，然后绘制横断面图。横断面图是设计路基横断面、计算土石方和施工时确定路基填挖边界的依据。横断面测量的宽度，由路基宽度及地形情况确定，一般在中线两侧各测1550m。1确定横断面方向在线路上，一般应在曲线控制点、公里桩和线路纵、横向地形明显变化处测绘横断面。在大中桥头、隧道洞口、挡土墙
34、等重点工程地段，适当加密横断面。横断面的方向，在直线地段与线路方向垂直；在曲线地段与各点的切线方向垂直。其确定方法可用方向架、经纬仪等进行。2横断面上点位的测定,横断面上中桩的地面高程已在纵断面测量时测出，横断面上各地形特征点相对于中桩的平距和高差可用经纬仪、水准仪皮尺法、全站仪等测定。（1） 采用经纬仪测量横断面时，是将仪器置于中线桩上，读取中线桩两侧各地形变化点的视距和垂直角，计算各观测点相对中桩的水平距离与高差。此法宜用于地形起伏变化较大的山区。 （2） 采用水准仪皮尺法测量横断面时，由方向架确定断面方向，皮尺量距，水准仪测量高差。该法适用于施测横断面较宽的平坦地区。（3） 采用全站仪测
35、量横断面时，可将仪器置于中线桩上，直接测量中线桩两侧各地形变化点的水平距离与高差。3绘制横断面图绘制横断面图的纵横比例尺相同，一般采用1:100或1:200。根据横断面测量中得到的各点间的平距和高差，检验横断面测量成果，横断面测量检测限差为：,式中 H为检查点至中桩的高差；L为检查点至中桩的水平距离，单位为米。检查合格后，绘出各中桩的横断面图（图2-14）。在横断面图上应标定中桩位置和里程，并逐一将地面特征点画在图上，再连接相邻点，即绘出横断面图。,2.5 既有线路测量为了增强铁路、公路的运输能力，除修建新线之外，对既有线路进行技术改造也是一种有效措施。既有线路的勘测设计与新建线路一样，即经过
36、方案研究、初测、初步设计、定测和施工设计。既有线路的勘测工作主要集中在初测阶段，包括：线路的平面测绘，纵横断面测绘，地形测绘等，定测的测量工作应尽量利用初测资料，定测与初测的内容基本上相同，主要区别在于：初测中可做得较为简略，而定测时应作详细的测绘。既有线勘测的主要特点是：勘测基本上沿着既有线进行，较之新线勘测减少了大量的选线测量工作，由于改建和增建工程是在既有线的基础上进行，所以勘测中主要内容之一是对既有线路及各种建筑物作详细测绘。既有线平面测绘实质上是新线勘测中测设中线的反转过程，新线勘测中是把设计好的中线测设到地面，根据计算好的曲线要素、长度和转角测设曲线。而既有线平面测绘则是把已经建成
37、的线路测绘出来，根据测绘的资料反过来求算曲线的转角、半径、长度等曲线要素，以便在此基础上设计新的曲线。既有线路测量的主要内容有：既有线里程丈量、线路调绘、高程测量、横断面测量、线路平面测绘、地形测绘、站场测绘及绕行线定测、设备调查等。一、既有线的里程丈量里程丈量是为了在既有线路上定出公里桩、百米桩和加桩的位置，作为勘测设计和施工的里程依据，也是既有线平面坐标计算的长度依据。,二、线路调绘线路调绘又称为横向测绘，是对既有线路两侧3050m以内的地物、地貌进行调查和测绘。其目的是作为修改和补充既有线平面图以及拆迁建筑物、路基加宽、防护、排水系统布置以及第二线左右侧选择等意见的依据。三、既有线高程测
38、量既有线高程测量的目的是：沿线路检测已有水准点和补设新的水准点，测量沿线所有百米桩和加桩处钢轨顶面的高程。测量工作分为水准点高程测量和中桩高程测量。四、站场测绘站场平面图的比例尺为1:2000或1: 1000，其测绘范围根据需要确定，除了要测绘站场及其周围的地形外，还要对站内既有建筑和设备进行测绘，测量的主要内容有：基线测量、高程测量、横断面测量、站场平面测绘、地形测绘、站内股道及线路测量、道岔测量等。五、桥涵测量1既有桥涵丈量应在调查和有关资料的基础上进行。丈量的数据必须核对，并查明各部位的建筑材料等有关情况。2既有桥涵的精度要求：,六、既有曲线测量既有曲线测量的基本原理与新线勘测中测设曲线
39、相同，只是因目的不同，方法上稍有差异，新线勘测中是将设计好的曲线测设到地面，既有曲线测量中则要测绘既有曲线的详细现状。既有曲线测量采用全站仪极坐标法、偏角法、矢距法等。另外，用RTK技术进行既有线测量时，基准站安置在道轨旁的已知点上，流动站安置在可在轨道上开行的任何一种平板车上， 随着平板车的运动，RTK测量系统将实时地得出线路中线各点的三维坐标，一次性完成平面与高程测量。2-6 航测、遥感技术在线路勘测中的应用线路勘测设计的过程可分为外业勘测和内业设计，内业设计部分主要取决于计算机硬、软件水平的提高与发展；外业勘测部分主要是地形数据采集的高精度与自动化，这取决于各种新技术、先进设备的支持。外
40、业勘测中最关键的问题是如何高效、准确、及时的获取设计所需线路的各类地形数据。,地形数据的获取一般有三种方法：野外实测采集地形数据；已有大比例尺地形图的数字化；航测遥感方法采集地形数据。野外实测数据可采用GPS和全站仪等方法从野外实测获得地形数据；地形图数字化有手扶跟踪数字化和全自动数字化；航测遥感采集地形数据视其采集设备的不同有模拟法、解析法、全数字测图以及遥感判释等几种方式。随着计算机技术、信息技术、光电技术、测绘技术、遥感技术等高新技术的进步以及学科的相互交叉和渗透、相互影响和促进，线路勘测设计技术得到了迅速的发展。从技术发展的角度看，全球定位系统（GPS）、航空摄影测量、遥感以及地理信息
41、系统（GIS）为线路的勘测设计提供了有力的技术支持。随着航空，航天技术的发展，许多国家愈来愈广泛地采用航测、遥感方法进行铁路、公路、输电线路的勘测设计。与传统的线路勘测设计手段相比，航测、遥感方法具有明显的优点：把繁重的野外工作大部分变为室内作业，节省了大量的人力、物力；减轻了劳动强度；缩短了勘测设计周期；提高了勘测质量。所以，有不少国家的高等学校和科研单位对这方面工作进行研究和推广使用。这就为铁路、公路、输电线路勘测设计采用航测、遥感技术提供了有利条件。,一、航测资料的获取线路航测的主要任务是为线路设计提供地形资料，通过航片立体观察、判释，提供有关地质、水文、地貌等有关资料。线路航测的作业过
42、程包括：准备工作、摄影工作、外业工作和内业工作等四个阶段。二、航测数据的采集航测数据采集的主要目的是为建立线路设计用的带状数字地面模型提供地形数据。根据数字地面模型的用途、结构和地形特征的不同，航测数据采集有各种不同的要求，其中数据的采样方法、采样数据的属性等因素对数字地面模型的费用和精度等都有直接的影响。1航测数据采样方法涉及（DTM）的航测数据采样方法包括等高线法、规则格网法、选择采样法、渐进采样法、剖面法、混合采样法等，这些方法可以是人机交互式的或自动化的。其中等高线法、剖面法、选择采样法、混合采样法等方法适合于利用解析测图仪进行半自动的交互式数据采集。自动采集方法按照像片上的规则格网利
43、用数字影像匹配进行数据采集，是数字摄影测量系统最主要的特征。2采样数据的属性三航测、遥感方法在线路勘测中的应用航测、遥感方法在线路勘测中的应用，主要体现在以下几方面：,1利用航摄、遥感像片上丰富的地表信息，通过立体观察、像片判释和少量的实地调查以及配合地面控制测量工作，可在航摄像片的立体光学模型上选线，为线路勘测设计提供各种像片平面图和地面信息，2通过航测、遥感判释，可获得路线所经区域的地形、地貌、地物等基本资料，并可得到路线所经区域的岩石与土壤、地质构造、不良地质现象、水文、水涯线及洪水痕迹等地质、水文资料，为路线方案的选择及路线设计提供依据。3航摄影像和遥感图像含有大量的丰富的地表信息。可
44、直接生产被摄区域的大比例尺地形图和地形三维坐标数据，生成带状数字地面模型，为线路测设提供可靠的地形数据。四线路勘测设计一体化 随着数字摄影测量发展，航测遥感数据的采集与处理进入自动化，数据库技术和网络技术的发展，展示了高新技术在我国线路勘测设计中应用的广阔前景。线路勘测地形数据采集与处理的自动化和数模技术、工程数据库、路线CAD紧密结合成一个有机的整体，可实现地面数据采集、资料获取、数据处理、道路设计与优化直至成果输出等线路勘测设计全过程都自动传递，达到勘测与设计信息的真正共享，将形成覆盖数据采集与处理、线路初步设计、施工图设计到输出设计文件的路线设计全过程的一体化。计算机不仅参与勘测设计计算、绘图工作，而且还参与勘测设计各阶段工作的管理、协调和质量控制等，这就是所谓的勘测设计一体化。,基于摄影测量与遥感方法的线路勘测一体化系统的数据库建库工作包括：基础数据的采集与编辑，沿公路走向的带状数字地面模型（DTM）、DOM的采集与制作，三维线路建模，数据库的建立等，从而可快速、准确地为公路设计提供所需的一切地形资料。数据采集系统主要有全数字摄影测量工作站和遥感图像处理工作站。,
