篇文章只需一步：渠道测量和纵横断面图的绘制

渠道是常见的普通水利水电工程。无论引水发电、灌溉、排水等都经常兴修渠道。在勘测、设计中所进行的测量工作，称为渠道测量。主要内容包括：踏勘选线、中线测量、纵横断面测量、土方计算等。渠道测量的内容和方法与一般道路测量基本相同，都是沿着选定的路线方向进行，因此属于线路测量的范围。

一、踏勘选线

踏勘选线的任务，是根据水利水电工程规划所定的渠线方向、引水高程和设计坡度，在实地确定一条既经济又合理的渠道中线位置。这条中线应符合下列要求：

（1）尽量短而直。

（2）要避免修建过多的渠系过水建筑物（如渡槽、倒虹吸管等），应尽量少占耕地，以减少工程费用和经济损失。

（3）沿线应有较好的地质条件，无严重渗漏和塌方现象。

（4）在山丘区应尽量避免填方，以保证渠道边坡的稳定性。

如果兴建的渠道较长，规模较大，应该先在地形图上进行初步选线（如果没有现状地形图，应先沿规划渠道方向进行带状地形测量），然后到现场踏勘校对，结合实际情况进行修改，最后确定渠道起点、转折点和终点，并用木桩标定这些点的位置，绘制点位略图，以便日后寻找。如果渠道较短，规模很小，可以直接在实地选线。

平原地区的选线比较简单，一般要求尽量选成直线，只有在必须绕过居民区、厂区或其他重要地区时才需转弯。

山丘地区的渠道一般盘山而走，依着山势随弯就弯，但要控制渠线的高程位置，以保证符合引水高程和设计坡度的要求。为此，需要根据已知水准点来进行探测确定。

不管是平原地区还是山丘地区，选线阶段测量的主要任务是沿所定渠道方向布设四等水准路线，进行四等水准测量。每隔1～2km左右应设置一个水准点，点位应靠近渠道，既要便于日后用来测定渠道高程，又要能够长期保存而不会因为施工遭到破坏。山丘区渠道高程位置的具体确定，须在中线测量时测出各点至渠首（起点）的距离，依据设计坡度算得各点应有的高程之后才能进行。

二、中线测量

渠道中线测量的任务主要是在渠道起讫点间进行定线，测定渠线长度，用一系列的里程桩标定渠线经过的位置。在平原区，渠道转折处需要测定转折角和敷设圆曲线；在山丘区，渠道的高程位置需要进行探测确定。

（一）平原区的中线测量

从渠首起点开始，朝着终点或转折点方向用花杆和皮卷尺进行定线和量距，按照规定间距（一般50m或100m）打桩标定中线位置，以该桩对起点的距离作为桩号，注在桩侧，称为里程桩。里程桩号按“×（km）+×××（m）”的方式编写：起点桩号为0+000；其余分别为0+050、0+100、…、1+000、1+050、…。在相邻两里程桩之间的重要地物（如道路）和坡度突变的位置上，应加设木桩，称为加桩；加桩亦按对起点的距离进行编号，但不是规定间距的整倍数。当桩定到转折点上时，应用经纬仪测定转折角α（即来水方向的延长线转至去水方向的角值，有左转和右转两种情况），并按设计要求测设圆曲线。

（二）山丘区的中线测量

从渠首起点开始，用皮卷尺大致沿着山坡等高线向前量距，按规定要求标定里程桩和加桩，每量50m或100m用水准测量测定一下桩位高程，看渠线位置是否偏低或偏高。如图9-1所示，假设丈量到了A点，离渠首距离为D；令渠首进水底板设计高程为H进，设计渠深（包括水深和安全超高）为h，渠底设计坡度为i。据此可以算得A点应有的渠岸地面高程为

图9-1　山丘区渠道高程位置的测定

根据附近的水准点BM2引测高程标定A点在山坡上的位置。但为了保证盘山渠道外边坡的稳定性，尽量减少填方，一般应根据山坡坡度将桩位适当提高，即将木桩打在略高于所定A点的位置上。

三、纵横断面测量

渠道纵横断面测量的目的，是为了了解渠道沿线一定宽度范围内的地面起伏情况，为渠道设计、施工提供基本资料。

（一）纵断面测量

纵断面测量的任务就是用水准测量的方法测定渠道中线各里程桩和加桩的地面高程。

进行纵断面水准测量时，应利用渠道沿线布设的水准点，将渠线分成许多段，每段分别与邻近两端的水准点组成附合水准路线，然后从首段开始，逐段进行施测。附合路线的长度应不超过2km，高程闭合差应不大于±40（mm）（L为附合路线长，以km计）；闭合差不用调整，但超限必须返工。在每一个测站上，标尺至水准仪的距离应不超过150m；由于相邻各桩之间距离不远，高差不大，一站能够测定若干桩点的高程（地面高），除其中最端头的一点用作转点传递高程外，中间各个不用作传送高程的点称为间视。观测和记录应按桩号顺序进行，先读取后视转点读数，再依次读取各间视点读数，最后读取前视转点读数（转点桩位地面可放置尺垫）。采用视线高法计算各点的高程。转点读数和高程计算取至毫米；间视读数和高程计算取至厘米。图9-2表示纵断面水准测量的方法，记录格式如表9-1所示。

表9-1　纵断面水准测量手簿

图9-2　渠道纵断面水准测量

（二）横断面测量

横断面测量的任务，是在里程桩和加桩位置上，测定垂直于渠线方向的各坡度变化点对桩位地面的平距和高差。横断面测量的宽度视渠道大小而定，一般为10～50m，即中线两侧各5～25m。

为了进行横断面测量，须先用目估法或用十字架（见图9-3）标定与渠线垂直的断面方向，然后从里程桩或加桩起，用两根花杆在此方向按平置法测量相邻两地面点间的平距和高差。如图9-4所示，使靠地面较高点的花杆着地，当这根花杆抬平时，另一端在竖直花杆上所截取的读数就是两点间的高差；其平距则根据平置花杆的分划读出。高差和平距都取至分米。记录格式如表9-2所示，以分子表示相邻两点间的高差，分母表示相应的平距；高差的正负以断面延伸方向为准，延伸点较高则高差为正，延伸点较低则高差为负。如果延伸方向和已量过的两点间坡度一致，或和已到的一点高度相同，通常可以不再往前量，分别注“同坡”或“平”表示。左、右断面的区分以渠线前进方向（即水流方向）为准，测量结果应分侧记录，左边各点间的高差和平距记左侧，右边的记在右侧。

图9-3　十字架(www.xing528.com)

图9-4　横断面测量的方法

横断面测量也可以采用水准仪或经纬仪进行施测，视渠道大小而定。采用仪器观测时，一般都是直接测定各断面点对测站桩位地面的平距和高差。

表9-2　东风干渠渠道横断面测量手簿（共60页第一页）

四、纵横断面图的绘制

（一）纵断面图的绘制

纵断面图是反映渠道水流方向所经地面起伏情况的图，依据里程桩和加桩的高程绘制在印有毫米方格的坐标纸上。图上纵向表示高程，横向表示里程（平距）。因为沿线地面高差要比渠道长度小得多，为了明显反映地面起伏情况，高程比例尺通常要比平距比例尺大10倍（山丘区）～20倍（平原区）。常用比例尺：高程为1∶100、1∶200或1∶500；平距为1∶1000、1∶2000或1∶5000。

纵断面图的绘制步骤和方法如下：

（1）在坐标纸的左下角绘制图标，自上至下依次分设计坡度、地面高程、设计高程、挖深、填高、里程等栏目。图标大小上下为8cm，左右为5cm，右方栏边线一般作为渠道起点，并将此边线向上延伸作为标高线（即纵坐标轴），同时将每栏横线向右延绘至坐标纸边缘，如图9-5所示。

（2）在里程栏按平距比例尺标出里程桩和加桩的位置，并注明桩号；在坡度栏绘出设计坡度线，并注明坡度值。在其他有关栏对应桩号的位置上注明地面高程、渠底设计高程、挖深和填高数值。其中渠底设计高程（H底）可根据渠首底板高程（H进）、渠底设计坡度（i）和底点对起点的里程之差（D）按公式

图9-5　渠道断面图示例

计算求得。地面高程减去渠底设计高程即为挖填数值。其值为正表示挖深，其值为负表示填高。

（3）根据下面栏目中注明的最小渠底设计高程确定标高线的起点高程，以保证地面最低点能在图上标出并略有余地。标高线的起点高程应为整数米，起点往上按高程比例尺划分每米区间，并标注相应的高程数值。如果在一张图上不能同时将地面最高点也标绘出来时，则应进行分幅，或在同一图上适当位置另绘一根标高线，加大起始高程注记来标绘较高地面点的位置。

（4）根据各里程桩和加桩的地面高程标出断面点的位置，用直线将各点依次连接起来，即绘成纵断面图。

（二）横断面图的绘制

横断面图也用坐标纸进行绘制，但不需要图标。为了计算面积方便，图上平距和高程通常采用同一比例尺。常用比例尺为1∶100或1∶200。只有当断面很宽而地面又比较平坦时，才采用较小的平距比例尺和较大的高程比例尺。绘制横断面图时，先在适当位置标定桩点，并注上桩号和高程；然后以桩点为中心，以横向代表平距，纵向代表高差，根据所测横断面成果标出各断面点的位置，用直线依次连接各点即可，如图9-6所示。由于横断面图数量较多，为了节约纸张也为了使用方便，在一张坐标纸上往往要绘许多个，必须依照桩号顺序从上至下、从左至右排列；同一纵列的各横断面中心桩应在一条直线上，彼此之间隔开一定距离。

图9-6　渠道横断面图示例

五、土方计算

为了确定工程投资和合理安排劳力，在渠道施工前必须计算土方量。

土方计算通常采用平均断面法。假设相邻两个挖方（或填方）横断面的面积分别为A1、A2，两个横断面的间距为D，则其全方量为

间距D即两桩里程之差，可从纵断面图上查取；面积A1、A2则须通过在横断面图上套绘渠道设计断面来确定。为此，应根据里程桩和加桩的挖深，先在横面图上标出设计渠底中心点的位置，再根据渠底宽度、边坡坡度、渠深和堤宽等尺寸画出设计断面，如图9-6中的虚线所示。设计断面边线与自然地面线所包围的面积即为挖方或填方面积，可用第八章第二节中所述方法求得它们的大小。为了套绘设计断面简便起见，可以先用硬塑料片或硬纸片按设计尺寸和横断面图的比例尺制作一块渠道断面模片，然后在挖深或填高位置上安置模片进行套绘。

土方计算采用表格（如表9-3所示）按桩号顺序进行。表中的计算数据均从纵、横断面图上抄来。如果相邻两断面既有挖方又有填方时，应分别计算挖方量和填方量。如果相邻两个中线桩，一个为挖深，另一个为填高，则中间必有一个不挖不填的“零点”。零点的挖填面积不一定为零，因此必须找到零点补测横断面。零点在渠线上的位置可根据图9-7求得。设零点到邻近里程桩A的距离为x，相邻两里程桩A、B之间的距离为D，A点挖深为hA，B点填高为hB，则由图可知

图9-7　零点位置的确定

表9-3　东风渠道土方计算表（共80页第1页）

由此解得

例如图9-5中，0+150与0+178两桩之间有一个零点I，该点离开0+150的距离x=28×0.35/（0.35+0.16）=19.2（m），归算至渠道起点的里程桩号为0+169.2，应填入表9-3中，并根据补测的零点横断面，将这两个里程桩间的土方分成两部分进行计算。