公路线路的初测
初步测量简称初测,它是两阶段设计中的第一阶段。初测的任务是:根据公路主管部门批准的公路设计任务书和已经批复的工程可行性报告初步拟定的路线走向以及现场踏勘,通过现场对各比选方案的勘测,从中确定采用方案,进一步勘测落实初步选定路线,进行导线、高程、地形、桥涵及构造物、路线交叉、概算等测量和勘察工作。初测阶段的测量工作主要有控制测量、地形图测绘和路线定线,其中控制测量包括平面控制测量和高程控制测量。
5.2.2.1 平面控制测量
平面控制测量的目的:一是测绘大比例尺地形图,二是用作定测时和施工阶段放线的依据。平面控制测量的等级,应满足《公路勘测规范》(JTG C10—2007)的有关要求,详见表5-2。
表5-2 平面控制测量等级
平面控制网的设计,首先在小比例尺地形图上进行控制网点位的选择,然后在其基础上进行现场踏勘并确定点位。可以先布设首级控制网,然后再加密控制网。
平面控制测量,可以采用GPS测量、导线测量、三角测量或三边测量方法进行,目前主要以导线测量为主,所以平面控制测量习惯上也称导线测量,主要利用静态GPS和全站仪施测,是测绘道路带状地形图和定线、放线的基础。导线应全线贯通,导线的布设一般是沿着线路前进的方向采用附合导线的形式。导线点位尽可能接近道路中线位置,距离中线的距离应大于50 m,小于300 m,每一点至少应有一相邻点通视,在桥隧等工点还应增设加点。相邻点间平均边长见表5-3,四等及以上控制网中相邻点之间的距离不得小于500 m,一、二级平面控制网中相邻点之间的距离在平原、微丘区不得小于200 m,重丘、山岭区不得小于100 m,最大距离不应大于平均边长的2倍。点的位置要便于加密、扩展,易于保存、寻找,同时便于测角、测距及地形图测量和中桩放样。
表5-3 不同等级相邻点平均边长参考值
初测导线的水平角观测,习惯上均观测导线右角,应使用不低于DJ2型经纬仪或与其精度相同的全站仪观测一个测回,两半测回间角值较差的限差:DJ2型仪器为15″,在限差以内时取平均值作为导线转折角。
由于初测导线延伸很长,为了检核导线的精度并取得统一坐标,必须设法与国家平面控制点或GPS点进行联测。一般要求在导线的起、终点及每延伸不远于30 km处联测一次;当联测有困难时,应进行真北观测,以限制角度测量误差的累积。
当前,随着测量仪器设备的发展,在铁路和公路平面控制测量中,初测导线越来越多地使用GPS和全站仪配合施测。从起点开始沿道路方向直至终点,每隔5 km左右布设GPS对点(每对GPS点间距三四百米),在GPS对点之间按规范要求加密导线点,用全站仪测量相邻导线点间的边长和角度,之后使用专用测量软件,进行导线精度校核及成果计算,最终获得各初测导线点的坐标。
若利用路线经过地区已有的国家或其他有关部门的平面控制资料,需对原有控制点进行检测,原有控制测量点的坐标系统与新建道路的坐标系统不一致时,应进行换算。
一级以上导线平差计算应采用严密平差法,二级以下可以采用近似平差法。
5.2.2.2 高程控制测量
公路高程系统一般采用1985国家高程基准,同一个公路项目采用同一个高程系统,并应与相邻项目高程系统衔接,三级以下公路联测有困难时,可以采用假定高程。
高程系统可以采用水准测量或三角高程测量的方法进行,沿线路布置水准点,既可与平面控制网点重合,也可单独布设。在高程异常变化平缓的地区可以使用GPS测量的方法进行,但需要对作业成果进行充分的检核。高程控制网全线贯通,统一平差。各级公路及构造物的高程控制测量等级不得低于表5-4的规定,水准测量的主要技术要求应符合表5-5的有关规定。
表5-4 高程控制测量等级
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表5-5 水准测量的主要技术要求
注:计算往返高差时,l为水准点间的路线长度(km);计算附合或环线闭合差时,l为附合或环形的路线长度(km);n为测站数;Li 为检测段长度(km),小于1 km时按1 km计算。
高程控制点最好沿着公路路线布设,距路线中心线的距离要大于50 m、小于300 m,相邻控制点之间的间距以1~1.5 km为宜,重丘、山岭区根据需要适当加密,大桥、隧道口及其他大型构筑物两端应增设水准点。
5.2.2.3 地形图测绘
各等级公路进行地形图测绘,地形图成果首选数字地形图,一般根据线路所在地区的地形、地物和植被覆盖情况、公路等级及所具备的经济、技术条件等,确定地形图的测绘方式,地形图比例尺、等高距的选择,精度要求应符合《公路勘测规范》的相关规定。地形图分为路线地形图和工点地形图。路线地形图是以导线(或路线)为依据的带状地形图,主要供纸上定线或路线设计用,测图比例尺一般采用1∶2 000或1∶1 000;工点地形图是利用导线(或路线)或与其取得联系进行测量的,为特殊小桥涵和复杂的排水、防护、改河、交叉道等工程布设的专用地形图。工点地形图可以采用1∶500~1∶2 000。
地形图的测绘范围根据公路等级、地形条件及设计需要等合理确定,以能满足线形优化及构造物布置的需要为原则,二级及二级以上公路中线每侧不小于300 m,采用现场定线法时,地形图的测绘范围中线每侧不小于150 m。高速公路和一级公路采用分离式路基时,地形图需要覆盖中间带,当两条线路相距很远或中间带为大河与高山时,中间地带的地形图不需测绘。
当公路等级低且无须利用地形图进行纸上定线时,可以利用纵、横断面资料,配合仪器测量现场勾绘地形图。
5.2.2.4 路线定线
大比例尺地形图测绘完成后,设计人员可以在地形图上进行路线定线,定线时要充分了解并掌握沿线规划以及地形、地貌、地质、水文、气候、地下埋藏、地面建筑设施等概况。根据工程规模等级不同,路线定线分为纸上定线和现场定线。
纸上定线时,首先将具有特殊要求和控制的地点、必须绕避的建筑物或地质不良地带、地下建筑和管线等标注于地形图上;其次,越岭路线需要进行纵坡控制的地段,应在地形图上进行放坡,并将放坡点标示于图上。路线上一般地形变坡点的高程可从图上判读,对高程要求较严格的路段和地点如河堤、铁路、立体交叉、水坝、干渠、重要管线交叉等应实测其高程,点绘纵断面图。而对于高填深挖地段、大型桥梁、隧道、立体交叉以及需要特殊控制的地段进行实地放桩,进行纵、断面测量,同时需在地形图上点绘或实测控制性横断面。
现场定线一般只适用于三、四级公路的线路选取,现场踏勘前,应在地形图上确定控制点、绕避点,选择路线通过的最佳位置。越岭路线或受纵坡控制的路段,选择坡面及展线方式进行放坡试线。
5.2.2.5 初测后应提交的资料
(1)各种调查、勘测原始记录及检验资料。
(2)纸上定线或移线成果及方案比较资料。
(3)各种主要构造物设计方案及计算资料。
(4)路基、路面、桥梁、交叉、隧道等工程设计方案图及比较方案图。
(5)沿线设施、环境保护、筑路材料等设计方案。
(6)平纵面缩图,主要技术指标表,勘测报告及有关协议、纪要文件。
(7)根据设计需要编制的各种图表、说明资料。
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