定测公路线路的方法与步骤

公路线路的定测

公路线路的定测即定线测量，也称公路详细测量，是指施工图设计阶段的外业勘测和调查工作。其任务是根据上级批准的初步设计，具体核实路线方案，现场确定路线或放线，并进行详细测量和调查工作；其目的是为施工图设计和编制工程预算提供资料。

定测的具体工作内容有：

定线测量，根据批准的初步设计，将公路中线测设于现场的工作。

中线测量，丈量路线的里程，将路线的起点作为零点，逐链累加计算，包括放样曲线。

中桩高程测量，测量中线上逐桩的高程，绘制纵断面图。

横断面测量，在实地测量每个中桩在路线横向（法线方向）的地面起伏变化情况，并画出横断面的地面线，为路基横断面设计、计算土石方数量及今后的施工放样提供资料。

地形图测绘；对初测地形图进行补测或修测。

5.2.3.1　准备工作

（1）搜集工程可行性研究、初测阶段勘测、设计的有关资料以及审查、批复意见。

（2）根据任务的内容、规模和仪器设备情况，拟定勘测方案。

（3）对初步设计所搜集的资料进行现场核查。

（4）对沿线地形、地貌及地物的变化情况进行核查。

（5）对初测阶段施测的路线平面、高程控制测量进行全面检查，包括对初测阶段设置的平面、高程控制点的点位分布情况进行全面检查。当控制点的点位分布满足设计要求时，对其进行全面检测，检测成果与初测成果的较差在限差以内时，可以采用原成果作为作业的依据。当个别段落控制点分布由于损坏或因方案变更造成不能满足设计要求时应进行补设，高程控制测量可采用同级控制加密，平面控制测量连续补点不大于3个时可进行同级加密，技术要求与精度须符合《公路勘测规范》的相关要求。当检测成果与初测成果的较差超出限差或控制点分布不能满足设计要求时，需要对整个控制网进行复测或重测，重新进行平差计算。

5.2.3.2　定线测量

常用的定线测量方法有放点穿线法、拨角放线法和导线法或GPS RTK法，下面分述如下。

1.放点穿线法

放点穿线法是以初测时测绘的带状地形图上的导线点为依据，按照地形图上设计的道路中线与导线之间的距离和角度的关系，在实地将道路中线的直线段测定出来，然后将相邻两直线段延长相交得到路线交点。其具体测设步骤如下：

（1）放点。

放点方法有支距法和极坐标法两种。

如图5-1所示，欲将图纸上定出的两段直线JD2—JD3和JD3—JD4测设于实地，只需定出直线上1、2、3、4、5、6等临时点即可，这些临时点可以选择支距法，也可选择极坐标法测设。本图中采用支距法测设1、2、6三点，即在图上以导线点D6、D7、D11为垂足，作导线边的垂线，交路线中线于点1、2、6（临时点），根据比例尺量出相应的距离L1、L2、L6，在实地用经纬仪或方向架定出垂线方向，再用皮尺量出支距，测设出各点。

图5-1　放点穿线法

上图中3、4、5点为采用极坐标法测设的，在图纸上用量角器和比例尺分别量出或根据坐标反算方位角计算出β3、β4、β5及距离L3、L4、L5的数值，在实地放点时，如在导线点D9安置经纬仪，后视D8，水平度盘归零，拨角β4定出方向，再用皮尺量距L4定出4点，迁站到D8、D10可测出3点和5点。

上述方法放出的点为临时点，这些点尽可能选在地势较高，通视条件较好的位置，便于测设和后视工作。采用哪种方法进行测设临时点，既要根据现场地形、地貌等客观情况而定，还要考虑施测方便及为后续工作提供便利。

（2）穿线。

由于图解数据和测量误差及地形的影响，在图上同一直线上的各点放到地面后，一般不在一条直线上，这些点的连线只能近似一条直线，如图5-2所示1、2、3、4在图纸上为一条直线上的点，放到实地上没有共线。这时可根据实际情况，采用目估法或经纬仪法穿线，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5-2　穿线

（3）定交点。

如图5-3所示，当相邻两条直线AB、CD在地面上确定后，即可延长直线进行交会定出交点。首先将经纬仪安置于B点，盘左位置瞄准A点，倒镜后在交点JD的前后位置打下两个木桩，该桩称为骑马桩。在两个木桩桩顶用红蓝铅笔沿A、B视线方向上标出两点a1和b1。转动水平度盘，在盘右位置瞄准A点，倒转望远镜在两木桩上标出a2和b2点。分别取a1、a2和b1、b2的中点并钉设小钉得到a和b，并挂上细线，上述方法叫正倒镜分中法。将仪器迁至C点，瞄准D点，同法测出c和d，挂上细线，在两条细线相交处打下木桩，并钉设小钉得到交点JD。

图5-3　定交点

2.拨角放线法

首先根据地形图量出纸上定线的交点坐标，再根据坐标反算计算相邻交点间的距离和坐标方位角，之后由坐标方位角算出转角。在实地将经纬仪安置于路线中线起点或交点上，拨转角，量距，测设各交点位置。如图5-4，D1、D2…为初测导线点，在D1安置经纬仪（D1为路线中线起点）后视并瞄准D2，拨角β1，量距S1，定出JD1。在JD1安置经纬仪，拨角β2，量距S2，定出JD2，同法依次定出其余交点。

图5-4　拨角放线法

这种方法操作简单，工作效率高，一般适用于交点较少的线路。测设的交点越多，累积误差越大。需每隔一定距离将测设的中线与初测导线或测图导线连测，检查导线的角度闭合差和导线长度相对闭合差，校核其是否满足限差要求并进行调整，若超限，应查明原因进行纠正或重测。而新的交点又重新以初测导线点进行测设，减少误差累积，保证交点位置符合纸上定线的要求。

3.导线法或GPS-RTK法

当交点位于深沟、河流及建筑物内时，不能将交点标定于实地，这时可以采用全站仪导线法测设或者利用GPS-RTK进行测设。

定线测量工作主要在20世纪90年代以前有广泛应用，随着全站仪、GPS等测量仪器的高速发展及普及，目前公路和铁路设计单位基本上不进行定线测量。

5.2.3.3　中线测量

中线测量的任务是沿着线路中线丈量距离，设置中桩，也包括放样曲线的主点和细部点。

1.里程桩和桩号

为了确定路线中线的位置和长度，满足纵横断面测量的需要，必须由路线的起点开始每隔一定距离（一般为50 m）设桩标记，称为里程桩。里程桩也称中桩，分为整桩和加桩两种，每个桩均有一个桩号，一般写在桩的正面，桩号表示该桩点至路线起点的里程数，如桩距路线起点的距离为12 314.68 m，则桩号为K12+314.68。

中桩的间距，应符合表5-6的要求。

表5-6　中间桩距

注：R为平曲线半径（m）。

（1）整桩。

整桩是按规定每隔一定距离（20 m或50 m）设置的，桩号为整数（为要求桩距的整数倍），如百米桩、公里桩和路线起点等均为整桩。

（2）加桩。

加桩分为地形加桩、地物加桩、曲线加桩、关系加桩和断链加桩等。(www.xing528.com)

地形加桩指沿路线中线在地面地形突变处，横向坡度变化处以及天然河沟处所置的里程桩。

地物加桩指沿路线中线在人工构筑物，如拟建桥梁、涵洞、隧道挡墙处，路线与其他公路、铁路、渠道、高压线、地下管线交叉处，拆迁建筑物等处所设置的里程桩。

曲线加桩指曲线上的起点、中点、终点桩。

关系加桩指路线上的转点（ZD）桩和交点（JD）桩。

断链加桩：由于局部改线或事后发现距离错误等致使路线的里程不连续，桩号与路线的实际里程不一致，为说明情况而设置的桩。

在钉设中线里程桩时，需要书写里程桩桩号及其含义，应先写其缩写名称，再写其桩号。目前我国公路上采用汉语拼音的缩写名称，如表5-7所示。

表5-7　路线主要标志桩名称表

在钉设中线里程桩时，对起控制作用的交点桩、转点桩、公里桩、重要地物桩及曲线主点桩，应钉设6 cm×6 cm的方桩，桩顶露出地面约2 cm，桩顶钉一小钉表示点位，并在距方桩20 cm左右设置标志桩，标志桩上写有方桩的名称、桩号及编号。直线地段的标志桩打在路线前进方向的一侧；曲线地段的标志桩打在曲线外侧，字面朝向圆心。标志桩常采用尺寸（0.5～1）cm×5 cm×30 cm的竹片桩或板桩，钉桩时一半露出地面。其余的里程桩一般使用板桩，尺寸为（2～3）cm×5 cm×30 cm即可，一半露出地面，钉桩时字面一律背向路线前进方向。

中线测设可以采用极坐标法、GPS-RTK法、链距法、偏角法、支距法等方法进行。高速、一级、二级公路一般采用极坐标、GPS-RTK法，直线段可以采用链距法，但链距长度不应超过200m。中桩桩位精度要满足表5-8 的规定。

当采用极坐标、GPS-RTK方法敷设中线时，应符合以下要求。

表5-8　中桩平面桩位精度

① 中桩钉好后测量并记录中桩的平面坐标，测量值与设计坐标的差值应小于中桩测量的桩位限差。

② 可以不设置交点桩而一次放出整桩与加桩，亦可只放直、曲线上的控制桩，其余桩可以用链距法测定。

③ 采用极坐标时，测站转移前，应观测检查前、后相邻点控制点间的角度和边长，角度观测左角一测回，测得的角度与计算角度互差应满足相应等级的测角精度要求。距离测量一测回，其值与计算距离之差应满足相应等级的距离测量要求。测站转移后，应对前一测站所放桩位重放1～2个桩点，桩位精度应满足表5-8的要求；采用支导线测设中桩时，支导线的边数不得超过3条，其等级应与路线控制测量等级相同，观测要求应符合规范的要求，并应与控制点闭合，其坐标闭合差应小于7 cm。

④ 采用GPS RTK方法时，求取转换参数采用的控制点应涵盖整个放线段，控制点应多于4个，流动站至基准站的距离最好小于5 km，流动站至最近的高等级控制点的距离应小于2 km，且需要利用里外一个控制点进行检查，检查点的观测坐标与理论值之差应小于桩位检测值之差的0.7倍。

2.断　链

中线桩号测量，一般情况下，整条路线上的里程桩号应该是连续的，但是由于某种原因，形成里程桩号不连续的现象，在线路上称为“断链”。

断链产生的原因主要有，一是因局部改线，二是分段测量，三是测量错误。

局部改线，大多会发生在勘测设计文件评审后的修改上。专家在评审设计文件时，会提出很多意见，有些意见为：某某路段半径要改大（或改小）一点，以便占用更少的农田；某某路段要向这个方向偏移一些，以减少填方数量；这段路线走这里不行，从村外绕过去。于是重新计算路线，打桩，测量，数据出来了，当调整的路段重新回到原设计的路线上时，桩号不连续，形成断链。

分段测量，分两或三支小组同时测量，每个小组勘测起点按老道路的桩号或自行假定了一个起点桩号，按这个假定的桩号测设完成的道路终点桩号一般不会与前面那段道路测量的起点桩号重合，这样就产生了断链。

断链点就是新老桩号不连续的那个点，断链点最好设在改线与老线正好相接的位置上或者直线上，不宜设在桥梁、隧道、立交等构造物范围内。

断链的表现，一种是前面桩号大于后面桩号，另一种是前面桩号小于后面桩号。

前面桩号大于后面桩号，比如K106+926.463=K106+903.114，桩号有重复，即桩号推算到了K106+926.463，突然又从K106+903.114开始计算桩号，那么断链点之后从K106+903.114到K106+926.463这一段桩号就和与断链点之前有重复的桩号。这种情况，就称为长链，长的距离就是两桩号之差，标记长链43.304 m。

前面桩号小于后面桩号，比如K82+223.108=K82+278.568，桩号有空白，桩号已经推算到了K82+223.108，突然从K82+278.568开始推算，那么K82+223.108—K82+278.568这一段桩号就不会出现，这种情况，就称为短链。短的距离，是两桩号之差，因此标记短链55.460 m。为了便于记忆，可以总结为，若桩号重叠则为长链，若桩号间断则为短链。

实际应用中要特别注意长链，因为有里程桩号重叠，例如K106+926.463=K106+903.114会出现两个K106+910、两个K106+920重复的桩号，需要分清楚哪个是断链点之前的，哪个是断链点之后的，避免出错，如表5-9为某公路的曲线要素表，出现断链。

5.2.3.4　中桩高程测量（也称纵断面测设）

中桩高程测量可以采用水准测量、三角高程测量或GPS RTK方法施测，并需要起闭于路线高程控制点。高程需要测设中桩处的原地面，读数取位至厘米，测量精度满足表5-10的要求。

表5-9　某公路曲线要素

表5-10　中桩高程测量精度

表中L为高程测量的路线长度（km）。

当采用三角高程测定中桩高程时，每一次距离应观测一测回2个读数，垂直角观测一测回；当采用GPS RTK方法时，求解转换参数用的高程控制点不应小于4个，且应涵盖整个中桩高程测量区域，流动站至最近高程控制点的距离不应大于2 km，并应利用其他控制点进行检查复核，检查点的观测高程与理论值之差应小于表5-10两次测量之差的0.7倍。若中线沿线需要特殊控制的建筑物、管线、铁路轨顶等，必须测出其高程，两次测量之差应小于2 cm。

5.2.3.5　横断面测设

横断面测量是在每个中桩点测出垂直于路线中线的地面线，测量高程变化点至中桩的距离和高差，并需要绘制横断面图。横断面图反映垂直于路线中线方向上的原地面起伏情况，它是进行路基设计、土石方计算及施工中确定路基填挖边界的依据。

高速、一级、二级公路横断面测量可以采用水准仪—皮尺法、GPS-RTK方法、全站仪法、经纬仪视距法、架置式无棱镜激光测距仪法，无构造物及防护工程路段可以采用数字地面模型方法、手持无棱镜激光测距仪法，特殊困难地区和三级及三级以下公路可以采用手水准仪法、数字地面模型方法、手持无棱镜激光测距仪法、抬杆法。横断面中的距离、高差的读数取位至0.1 m，检测互差需要符合表5-11的规定。

表5-11　横断面检测互差限差

表中：L——测点至中桩的水平距离（m）；h——测点至中桩的高差（m）。

横断面测量的宽度要满足路基及排水设计、附属物设置等需要。当采用无棱镜激光测距仪法测量时，距离和高差应观测2次，2次读数之差不超过表5-11的要求，取平均值作为最终观测值；当采用数字地面模型获取横断面数据时，其航空摄影图及DTM（数字地面模型）建立要满足相应规范要求。

横断面测量要反映地形、地物情况，可在现场点绘成图并及时核对，采用测记法室内点绘时，必须进行现场核对。

5.2.3.6　地形图测绘

定测时要对初测地形图进行现场核对，地形、地物发生变化的路段，要进行修测；地形图范围内不能满足设计要求时，要进行补测；若变化较大，还需要重测。

局部地区地物变化不大时，地形图修测可以使用交会法；地形、地物变化较大时或采用交会法施测有困难时，则需利用导线点或图根点进行补测。原有导线点不能满足修测或补测要求时，要进行导线点补测；修测或补测的地形图的技术要求和精度，应符合《公路勘测规范》的要求。

5.2.3.7　资料提交

定测完成后提交的基本资料如下：

（1）各种调查、勘测原始记录、图纸及资料。

（2）线路平、纵面设计及各种底图、底表。

（3）各专业勘测调查的质量检查及分析评定资料。

（4）各专业主要计算、分析、论证资料。

（5）各专业主要设计布置图和设计底表。

（6）外业勘测说明书及有关协议和文件。