道路定测阶段测量工作及重要控制点

定线测量

道路定测阶段测量的主要工作包括定线测量、中桩测量及线路纵、横断面测量。其中，定线测量和中桩测量合称为中线测量。

道路工程一般由路基、路面、桥涵、隧道及各种附属设施等构成。无论是公路还是城市道路，平面线形均要受到地形、地物、水文、地质及其他因素的限制而改变路线方向。为保证行车舒适、安全，并使路线具有合理的线形，在直线转向处必须用曲线连接起来，这种曲线称为平曲线。平曲线包括圆曲线和缓和曲线两种。如图6-2-1所示，圆曲线是具有一定半径的圆的一部分，即一段圆弧，它又可分为单曲线、复曲线、回头曲线等。缓和曲线是直线和圆曲线之间加设的一段曲线，其曲率半径由无穷大逐渐变化为圆曲线半径。

由上述分析可知，道路中线是由直线和平曲线两部分组成的。道路中线测量是通过直线和平曲线的测设，将道路中心线的平面位置用木桩具体地标定在现场，并测定路线的实际里程。道路中线测量是道路工程测量中关键性的工作，其是测绘纵、横断面图和平面图的基础，也是道路设计、施工和后续工作的依据。

图6-2-1　道路折线与中线表示

从图6-2-1中可以看出，中线测量的重要控制点是交点和转点。所谓交点是指路线改变方向的转折点，通常以JD表示；而转点是指当相邻两交点之间距离较长或互不通视时，需要在其连线或延长线上定出的一点或数点，以供交点、测角、量距或延长直线瞄准之用，通常以ZD表示。定线测量就是要将线路以折线的方式表示在实地，即需要测设线路起点、终点和各交点的位置，并根据实地情况加设转点。

1.交点的测设

对于一般低等级线路，通常采用一次定测的方法直接放线，在现场标定交点位置。对于高等级线路或地形复杂的地段，需要用已知控制点放出交点位置，具体方法有放点穿线法和极坐标法。

（1）放点穿线法。放点穿线法是纸上定线放样时常用的方法。其是以初测时测绘的带状地形图上就近的导线点为依据，按照地形图上设计的路线与导线之间的角度和距离关系，在实地将路线中线的直线段测设出来；然后将相邻直线延长相交，定出交点桩的位置。具体测设步骤如下：

1）放点。简单易行的放点方法有支距法和极坐标法两种。在地面上测设路线中线的直线部分，只需要定出直线上若干个点，就可以确定这一直线的位置。如图6-2-2所示，欲将纸上定出的两段直线JD3－JD4和JD4－JD5测设于地面，只需要在地面上定出1、2、3、4、5、6等临时点即可。这些临时点可以选择支距点，即垂直于初测导线边垂足为导线点的直线与纸上所定路线的直线相交的点，如1、2、4、6点；也可选择初测导线边与纸上所定路线的直线相交的点，如3点；或选择能够控制中线位置的任意点，如5点。为便于检查核对，一条直线应选择三个以上的临时点。这些点一般应选择在地势较高、通视良好、距离初测导线点较近、便于测设的地方。临时点选定之后，即可以在地形图上量取点所用的坐标或者距离和角度，如图6-2-2中距离li和角度β，然后绘制放点示意图，表明点位和数据作为放点的依据。

图6-2-2　初测导线与纸上所定路线

放点时，在现场找到相应的初测导线点。可用支距法放点，步骤：用全站仪定出导线垂线方向，再用全站仪量出支距li即可定出点位；也可用极坐标法放点，步骤：将全站仪安置在相应的导线点上，直接用全站仪坐标放样定出点位。

2）穿线。由于图解数据和测量误差的影响，在图上同一直线上的各点放到地面后，一般均不能准确位于同一直线上。图6-2-3所示为在图纸上某一直线段上选取的1、2、3、4点放样到现场的情况，显然所放四点是不共线的。这时可以根据实地情况，采用目估或全站仪法穿线，通过比较和选择定出一条尽可能多地穿过或靠近临时点的直线AB，在A、B或其方向线上打下两个或两个以上的方向桩，随即取消临时点，这种确定直线位置的工作称为穿线。

图6-2-3　穿线

3）交点。当相邻两直线AB、CD在地面上定出后，即可以延长直线进行交会定出交点，如图6-2-4所示。按下述操作步骤进行：

①将全站仪安置于B点，盘左瞄准A点，倒转望远镜沿视线方向，在交点的概略位置前后打下两个木桩，俗称“骑马桩”，并沿视线方向用铅笔在两桩顶上分别标出ɑ1和b1。

②盘右仍瞄准A点后，再倒转望远镜，用与上述同样的方法在两桩顶上又标出ɑ2和b2点。

③分别取ɑ1和ɑ2、b1和b2的中点并钉上小钉得ɑ和b两点，用细线将ɑ和b两点连接。这种以盘左、盘右两个盘位延长直线的方法称为正倒镜分中法。

④将仪器置于C点，瞄准D点，同法定出c和d两点，拉上细线。

图6-2-4　交点

⑤在两条细线ɑb和cd相交处打下木桩，并在桩顶钉以小钉，便得到交点。

（2）极坐标法。极坐标法是先在地形图上量算出纸上所定路线的交点坐标，然后在野外将仪器置于初测导线点或已确定的交点上，用全站仪采用坐标放样的方法依次定出各交点的位置。

如图6-2-5所示，N1、N2等为初测导线点，在N1点安置全站仪，以N2点为定向，根据JD1的坐标便可放出交点JD1。然后在JD1上安置全站仪，以N1点为定向点，便可以放出交点JD2。同法依次可定出其他交点。(www.xing528.com)

图6-2-5　拨角放线法定线

这种方法工作效率高，适用于测量导线点较少的线路，缺点是放点的次数越多，累计误差也越大，故每隔一定距离（一般每隔3～5个交点）应将测设的交点与测图导线联测，以检查放点的质量，然后重新以初测导线点开始放出以后的交点。检查满足要求则可以继续观测；否则应查明原因予以纠正。

2.转点的测设

（1）在两交点之间设转点。如图6-2-6所示，设JD5、JD6为相邻不通视的交点，ZD′为初定转点，现欲在不移动交点的条件下精确定出转点ZD，具体方法如下：将全站仪安置于ZD′，后视JD5，用正倒镜分中法得JD′6，测量前后交点与ZD′的视距分别为ɑ、b。如果JD′6与JD6的偏差为f，则ZD′应横移的距离e可用下式计算：

将ZD′沿偏差f的相反方向横移e至ZD。将仪器移至ZD，延长直线JD5—ZD看是否通过JD6或偏差f是否小于容许值；否则应再次设置转点，直至符合要求为止。

图6-2-6　两不通视交点间设置转点

（2）在两交点延长线设转点。如图6-2-7所示，设JD8、JD9互不通视，ZD′为其延长线上转点的目估位置。仪器置于ZD′处，盘左瞄准JD8，在JD9附近标出一点，盘右再瞄准JD8，在JD9附近处又标出一点，取两次所标点的中点得JD9′。若JD9′和JD9重合或偏差f在容许范围内，即可将JD9′代替JD9作为交点，ZD′即作为转点。若偏差f超出容许范围或JD9为死点，不许移动，则应调整ZD′的位置。

将ZD′沿偏差f的相反方向横移e至ZD，然后将仪器移至ZD，重复上述方法，直至f小于容许值为止，最后将转点ZD和交点JD9用木桩标定在地面上。

图6-2-7　两不通视交点延长线上设置转点

3.转角的测定

转角是路线由一个方向偏转到另一方向时偏转后的方向与原方向延长线的水平夹角。转角有左、右之分，如图6-2-8所示，偏转后的方向位于原方向延长线左侧的转角称为左转角，用αz表示；位于原方向延长线右侧的转角称为右转角，用αy表示。转角一般不直接测定，而是根据实测的路线右角β右按下式计算而得：

β右通常采用全站仪以测回法观测，两个半测回所测角值的不符值视线路等级而定：如高速公路、一级公路限差为±20″，满足要求取平均值，取位至1″；二级及二级以下的公路限差为±60″，满足要求取平均值，取位至30″（10″舍去，20″、30″、40″取为30″，50″进为1′）。

4.测定右角分角线方向

为了测设平曲线中点桩，需要在测右角的同时测定右角分角线方向。如图6-2-9所示，在观测右角后不变动仪器，首先计算分角线方向在水平度盘上的读数值，然后转动照准部使水平度盘读数为分角线方向读数值，这时望远镜正镜或倒镜方向即分角线的方向，在此方向上钉桩即曲线中点方向桩。

在图6-2-9中，若后视方向水平度盘读数为b，前视方向水平度盘读数为ɑ，则分角线方向的水平度盘读数k为

图6-2-8　转角测定示意图

图6-2-9　分角线方向示意图

5.路线控制桩固定

为便于以后施工时恢复路线及放样，对于中线控制桩，如路线起点桩、终点桩、交点桩、转点桩，大中桥桥位桩及隧道起点、终点桩等重要桩志，均须妥善固定和保护，以防止丢失和破坏。

桩志固定方法应因地制宜地采取埋土堆、垒石堆、设护桩（也称“栓桩”）等。护桩方法很多，如距离交会法、方向交会法、导线延长法等，具体采用什么方法应根据实际情况灵活掌握。公路工程测量通常多采用距离交会法定位。护桩一般设三个，护桩之间的夹角不宜小于60°，以减少交会误差，如图6-2-10所示。

护桩应尽可能利用附近固定的地物点，如房基墙角、电杆、树木、岩石等设置。如无此条件，则可埋设混凝土桩或钉设大木桩。护桩位置的选择应考虑不致为日后施工或车辆行人所毁坏。在护桩或在作为控制的地物上用红油漆画出标记和方向箭头，写明所控制的固定桩志名称、编号及与桩志的斜向距离，并绘制出示意草图，记录在手簿上，供日后编制“路线固定护桩一览表”。

图6-2-10　距离交会法护桩