外业勘测工作内容及注意事项.docx
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外业勘测工作内容及注意事项
外业勘测工作内容及注意事项
1．前言
1.1编写时间
2011年9月17日星期六阴有阵雨
1.2编写背景
本文依据2011年8月18日第一次出的外业《襄樊北编组站改建上行系统》经历的外业和计算的内业数据编写。
1.3编写依据
1.《工程测量（西南交大国家精品课程）》
2.《襄樊北编组站改建上行系统》外业数据
3.《站场专业定测工作量》
4.《铁路线路设计规范——铁路运量设计》
5.其他
1.4补充（放到最后）
本文是依据第一次出外业的经历编写的，有许多个人理解的部分，同时也需要后期的不断完善，以不断提高进步….
2．铁路线路测量概述
本章主要是参考《工程测量（西南交大国家精品课程）》第十二章，如有不清楚详见那一章。
线路测量是指铁路线路在勘测、设计和施工等阶段中所进行的各种测量工作。
它主要包括：
为选择、设计铁路线路中心线的位置的各种测绘工作；（测绘）
1.为把设计的铁路线路中心线标定在地面上的测设工作；（测设）
2.为进行路基、轨道、站场的设计和施工的测绘和测设工作。
（除了线路中心以外的路基、战场等的测绘和测设）
2.1初测定测在设计阶段中的顺序
1.先在小比例尺地形图上找出线路可行的方案和初步选定一些重要技术标准，形成可行性研究报告；（预可研然后是可研，如果项目比较小可直接进行到可研阶段，对于是否进行预可研的相关内容可观看《铁路线路设计规范——铁路运量设计》）。
2.然后经线路初测，通过初测提供沿线大比例尺带状地形图以及地质和水文资料，然后在内业做初步设计，在初测提供的带状地形图上选定线路中心线的位置，亦称纸上定线。
经过经济、技术比较提出一个推荐方案；同时要确定线路的主要技术标准，如线路等级、限制坡度、最小半径等；
3.把初步设计报上级部门批准，批准之后进行定测，把已经上级部门批准的初步设计中所选定的线路中线测设到地面上去，并进行线路的纵断面和横断面测量；对个别工程还要测绘大比例尺的工点地形图。
4.定测之后进行施工图设计，施工技术设计（施工图）是根据定测所取得的资料，对线路全线和所有个体工程做出详细设计，并提供工程数量和工程预算。
2.2铁路新线测量
2.2.1铁路新线初测
（《工程测量（西南交大国家精品课程）》第七章）的原文，我只是摘抄了一部分。
1.插大旗
主要是为确定根据方案研究中在小比例尺地形图上所选线路位置，在野外用“红白旗”标出其走向和大概位置，并在拟定的线路转向点和长直线的转点处插上标旗，为导线测量及各专业调查指出进行的方向。
（现在大多都已不用了）
2.导线测量（打导线）
初测导线是测绘线路带状地形图和定测放线的基础。
导线测量的外业及内业工作已在《工程测量（西南交大国家精品课程）》第七章中作了介绍。
主要就是计算导线的坐标。
（1）导线的布网形式
导线是由若干条直线连成的折线，每条直线叫导线边，相邻两直线之间的水平角叫做转折角。
测定了转折角和导线边长之后，即可根据已知坐标方位角和已知坐标算出各导线点的坐标。
按照测区的条件和需要，导线可以布置成下列几种形式：
◆附合导线如图7.3所示，导线起始于一个已知控制点，而终止另一个已知控制点。
控制点上可以有一条边或几条边是已知坐标方位角的边，也可以没有已知坐标方位角的边。
图7.3附合导线图7.4闭合导线
◆闭合导线如图7.4所示，由一个已知控制点出发，最后仍旧回到这一点，形成一个闭合多边形。
在闭合导线的已知控制点上必须有一条边的坐标方位角是已知的。
◆
支导线如图7.5所示，从一个已知控制点出发，既不符合到另一个控制点，也不回到原来的始点。
由于支导线没有检核条件，故一般只限于地形测量的图根导线中采用。
图7.5支导线图
（2）导线测量的外业包括踏勘、选点、埋石、造标、测角、测边、测定方向。
◆踏勘、选点及埋设标志。
踏勘是为了了解测区范围,地形及控制点情况,以便确定导线的形式和布置方案；选点应考虑便于导线测量、地形测量和施工放样。
选点的原则为：
a）相邻导线点间必须通视良好；
b）等级导线点应便于加密图根点，导线点应选在地势高、视野开阔便于碎步测量的地方；
c）
导线边长大致相同；
d）密度适宜、点位均匀、土质坚硬、易于保存和寻找。
图7.6导线点标志和点之记
选好点后应直接在地上打入木桩。
桩顶钉一小铁钉或划”+”作点的标志。
必要时在木桩周围灌上混凝土（图7.6a）。
如导线点需要长期保存，则应埋设混凝土桩或标石（图b）。
埋桩后应统一进行编号。
为了今后便于查找，应量出导线点至附近明显地物的距离。
绘出草图，注明尺寸，称为点之记（图c）。
◆测角可测左角，也可测右角，闭合导线测内角，精度要求见表7-2。
◆测边传统导线边长可采用钢尺、测距仪（气象、倾斜改正）、视距法等方法。
随着测绘技术的发展，目前全站仪已成为距离测量的主要手段。
◆测定方向测区内有国家高级控制点时，可与控制点连测推求方位，包括测定连测角和连测边；当联测有困难时，也可采用罗盘仪测磁方位或陀螺经纬仪测定方向。
（3）导线测量的内业计算
◆
坐标的正算和反算如图7.7所示，已知一点A的坐标
、
、边长
和坐标方位角
，求B点的坐标
、
，称为坐标正算问题。
最后得到的表格如下所示：
（下表使用的是左角）
具体的外业计算内容见后面的基线计算的章节，基线和导线知识叫法不一样，他们两个的作用是一样子的，计算方法和结果也是一样的。
点
号
观测角
/°′″
改正
数/″
改正后的角值
/°′″
坐标方位角
/°′″
边
长
/m
增量计算值（米）
改正后的增量值（米）
坐标（米）
/m
/m
/m
/m
x/m
y/m
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
A’
935615
A（P1）
1863522
-3
1863519
167.81
219.17
1003134
86.09
-15.73
-1
+84.64
-15.73
+84.63
P2
1633114
-4
1633110
152.08
303.80
840244
133.06
+13.80
-1
+132.34
+13.80
+132.33
P3
1843900
-3
1843857
165.88
436.13
884141
155.64
-1
+3.55
-2
+155.60
+3.54
+155.58
P4
1942230
-3
1942227
169.42
591.71
1030408
155.02
-35.05
-2
+151.00
-35.05
+150.98
B（P5）
1630247
-3
1630244
134.37
742.69
860652
B’
8921053
9821037
529.81
-33.43
+523.58
-33.44
+523.52
辅
助
计
算
容许相对闭合差：
导
线
略
图
（4）导线联测时的计算
新线初测导线除了上面的计算坐标值之外，有两点需要注意：
长度和坐标换带。
（导线的两化改正和坐标换带是为了联测时候的统一，跟前面的计算方法没有关系。
）
a）导线长度的两化改正
当初测导线与国家大地点联测时，首先应将导线测量成果改化到大地水准面上，然后再改化到高斯平面上，才能与大地点坐标进行比较检核，为此要进行导线的两化改正。
设导线在地面上的长度为s，则改化到大地水准面上的长度s0，可按下式计算；
将
再改化至高斯平面上，可按下式计算：
b）坐标换带计算
在高斯平面直角坐标系中，由于分带投影，使参考椭圆体上统一的坐标系被分割成各带独立的直角坐标系。
铁路初测导线与国家大地点联测，有时两已知点会处于两个投影带中，因而，必须先将邻带的坐标换算为同一带的坐标才能进行检核，这项工作简称坐标换带。
它包括6°带与6°带的坐标互换、6°带与3°带的坐标互换等。
3.高程测量
初测高程测量的任务有两个，一是沿线路设计水准点，作为线路的高程控制网；二是测定导线点和加桩的高程，为地形测绘和专业调查使用。
现在一般利用GPS1来确定高程，初测高程控制网的高程测量一般不叫基平测量，比较粗略，但定测一定会有基平测量，跟国家点联测。
当然初测有的老总也按老的方式来，也进行基平计算。
加桩是指导线点之间所钉设的板桩，它用于里程计算和专业调查，一般每100m钉设一桩；在地形变化处及地质不良地段，亦应钉设加桩。
2.2.2铁路新线定测
新线的定测主要包括中线测量、线路纵断面测量、线路横断面测量
1.线路平面组成和平面位置的标志
由于受地形、地质、技术条件等的限制和经济发展的需要，铁路线路的方向要不断改变。
为了保持线路的圆顺，在改变方向的两相邻直线间须用曲线连接起来，这种曲线称平面曲线。
平面曲线有两种形式，即圆曲线和缓和曲线。
线路平面组成，见图12－2。
圆曲线是一段具有半径相同的圆弧；缓和曲线则是连接直线与圆曲线间的过渡曲线，其曲率半径由无穷大逐渐变化到圆曲线的半径。
铁路干线的平面曲线都应加设缓和曲线，地方和厂矿专用线在行车速度不高时，可不设缓和曲线。
在地面上标定线路的位置，是将一系列的木桩标定在线路的中心线上，这些桩称为中线桩，简称中桩（因此也就有了中装高程等）。
中线桩除了标出中线位置外，还应标出各个桩的名称、编号及里程等。
对线路位置起控制作用的桩称线路控制桩，直线上的控制桩有交点桩（用JD表示）和直线转点桩（用ZD表式）；曲线上也有一系列控制桩，详见第12－4～12－6节。
控制桩通常用4～5cm见方的方桩钉入地面，桩顶应与地面齐平，并订一小订表示它精确的点位。
直线和曲线上的控制桩均应设置标志桩，标志桩用宽5～8cm的板桩，上面写明点的名称、编号及里程。
标志桩钉在离控制桩30～50cm处，直线上钉在线路前进方向的左侧，曲线上则钉在曲线的外侧，字面向着控制桩（图12－3）。
为了详细标出直线和曲线的位置和里程，在直线上每50m、在曲线上每20m钉一中线桩；里程为整百米的称百米桩，里程为整公里的称公里桩，在地形明显变化和线路与其他道路管线交叉处应设置加桩。
百米桩、公里桩和加桩用宽4～5m的板桩钉设，上端标明里程，字面背着线路前进方向，桩顶上也不需钉小钉。
里程是指中线桩沿线路至线路起点的距离，它是沿线路中线计量，以km为单位。
一般以线路起点为DK0＋000，图12－3中为直线转点（ZD）桩，该桩距线路起点为3km又402.3lm。
即3402.3lm，DK表示定测里程。
交点虽不是中线点，但它是重要的控制点，一般也要标明它的里程，因此它只是一种相应的里程。
2.中线测量
中线测量包括放线和中桩测设两部分工作。
放线是把纸上定线各交点间的直线段测设于地面上；中桩测设是沿着直线和曲线详细测设中线桩。
a）放线测量
放线的任务是把中线上直线部分的控制桩（JD、ZD）测设到地面，以标定中线的位置。
放线的方法有多种，常用的有：
拨角法、支距法和极坐标法三种。
可根据地形条件、仪器设备及纸上定线与初测导线距离的远近等情况，选择一种或几种交替使用。
b）中线测设
放线工作完成之后，地面上已有了控制中线位置的转点桩ZD和交点桩JD。
依据ZD和JD桩，即可将中线桩详细测设在地面上，这项工作通称中线测量。
它包括直线和曲线两部分，此节先介绍直线测设，曲线测设在后面几节中介绍。
中线上应钉设公里桩、百米桩和加桩。
直线上中桩间距不宜大于50m；在地形变化处或按设计需要应另设加桩，加桩一般宜设在整米处。
c）中线曲线测设
圆曲线，缓和曲线连同圆曲线，与障碍时的曲线，长大曲线和回头曲线的测设具体见《工程测量（西南交大国家精品课程）》第七章。
3.线路高程测量
铁路新线的初测和定测阶段都要进行高程测量。
它包括水准点高程测量和中桩高程测量。
1.线路水准点高程测量
线路水准点高程测量现场称基平测量。
它的任务是沿线布设水准点、施测水准点的高程，作为线路及其它工种测量工作的高程控制点。
其测量方法与要求同初测水准点高程测量。
一般使用附和导线测量方法。
定测阶段水准点的布设应在初测水准点布设的基础上进行。
首先对初测水准点逐一检核，其不符值在
mm以内时，采用初测成果（K为水准路线长度，以km为单位）；若确认超限，方能更改。
其次，若初测水准点远离线路，则重新移设至距线路l00m的范围内。
水准点的布设密度一般2km设置一个，但长度在300m以上的桥梁和500m以上的隧道两端和大型车站范围内，均应设置水准点。
水准点设置在坚固的基础上或埋设混凝土的标桩，以BM表示并统一编号。
4.线路横断面测量
横断面是指沿垂直线路中线方向的地面断面线。
横断面测量的任务，是测出各中线桩处的横向地面起伏情况，并按一定比例尺给出横断面图。
横断面图主要用于路基断面设计、土石方数量计算、路基施工放样等。
要注意两项：
✓横断面测量的密度和宽度
在给外业队提断面的时候经常用到他的密度和宽度，密度一般是25m一个，但是也要注意特殊地段的密度。
一般应在百米桩和线路纵、横向地形明显变化处及曲线控制桩处测绘横断面。
在大桥桥头、隧道洞口、挡土墙重点工程地段及地质不良地段，横断面应适当加密。
横断面测绘宽度，根据地面坡度、路基中心填挖高度、设计边坡及工程上的需要来决定。
应满足路基、取土坑、弃土堆及排水沟设计的需要和施工放样的要求。
看小黄本《铁四院铁路勘察细则第五篇站场》P13。
✓横断面方向的测定
这两点我都还没仔细研究，回去多看看第十二章的内容。
2.3．既有线和站场的测量
既有铁路线路测量的内容主要有：
线路纵向丈量（百尺标等）、横向调绘（线路调绘又称横向测绘，是对既有线路两侧30～50m以内的地物、地貌的调查测绘）、水准测量、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等。
详见“襄樊北编组站改建上行系统的文件《站场专业定测工作量》”
既有铁路的勘测设计，一般应分两阶段进行，即初测，初步设计；定测，施工设计。
由于各勘测阶段的目的不同，因面对某些测量资料要求的广度和深度也不一样。
接下来几张结合襄樊北编组站定测内容介绍既有线和站场测量中的主要工作内容。
4．百尺标和补地形（既有线的纵向丈量和横向调绘）
《工程测量（西南交大国家精品课程）》第十二章，12-11的二节
4.1百尺标
是沿既有线丈量，定出公里标、百米标及加标，作为勘测设计和施工的里程依据。
公里标、百米标及加标统称里程桩。
4.1.1提出问题
当时提出一个问题：
为什么我们的车场或既有线都要改造了我们还要测量要拆迁的线路的百尺标，确定坐标和高程？
答：
原因比较复杂，大概来说是新建或者改建线与既有线有交叉——可能跨级有线、既有桥涵或者利用线路附近的高程或坐标等。
站场专业利用的既有线百尺标以及引申出的计算数据如中平等较少，主要是线路等专业。
这个工作量一般是线路专业提出来的，不过也可以有站场提出。
4.1.2注意事项：
1.一般是从附近的车站中心或大型建筑物中心的既有里程引出，并应与附近的公里标里程核对，而且应与既有线文件上的里程取得一致，按原里程方向连续推算。
其“断链”位置应在车站、大型建筑物、曲线以外的直线百米标上。
2.支线、专用线、联络线等，应以联轨道岔中心为里程起点。
3.丈量由两组钢卷尺独立进行，当两组丈量结果的相对较差小于l／2000时，则以第一组丈量的里程为准。
4.
曲线20m设一桩，直线50m，均应用白油漆标记，直线地段在左侧钢轨（面向下行方向分左、右）外侧的腰部划竖线；曲线范围内（包括曲线起终点40一80m）的内、外股钢轨的外侧腰部，均应划竖线。
公里标和半公里标应写全里程，百米标及加标可不写公里数，如图所示。
5.重点加标地方：
✓桥梁中心、大中桥的桥台挡碴墙前缘和台尾（桥胸墙、桥中，没有胸墙既桥头，记录桥头护轨尖端的坐标）、隧道进出口、车站中心、进站信号机和远方信号机等，取位至cm；
✓涵渠、渡槽（？
？
？
）、平交道口、跨线桥、坡度标、圆曲线和缓和曲线始终点标、跨越铁路的电力线（主要是高压线）与通讯线及地下管线的中心，新型轨下基础、站台、路基防护及支挡工程等的起终点和中间变化点，取位至dm；
✓路堤和路堑最高处，填挖零点、路基宽度变化处、路基病害地段，取位至m。
✓拟设加标处，最好在里程丈量之前，派人预先确认，并用粉笔在钢轨腰部。
在轨枕头部注明名称，以便记录。
4.1.3表格范例
具体的计算的表格见“襄樊北编组站《桩号表》”
4.2线路调绘
线路调绘又称横向测绘，是对既有线路两侧30～50m以内的地物、地貌的调查测绘（原有的地形比较老或者没有，就需要进行横向测绘以补充地形和地貌）。
其目的是作为修改和补充既有线平面图及作为拆迁建筑物、路基加宽、路基防护、排水系统布置、土方调配以及第二线左右侧选择等意见的依据。
调绘时，以纵向里程为纵坐标、横向距离为横坐标，以支距法进行测绘；测绘比例尺为1︰2000或1︰1000；测绘结果必须在现场按比例描绘在记录本上。
根据纵向丈量记录，先在室内将所测地段的百米标、加标，自下而上抄录在记录本中的中线右侧lcm以内，以中线左右各1cm宽度绘一直线表示路肩线，路肩上的各种标志，如公里标、坡度标、信号机等，测绘在中线左侧lcm之内。
测绘时，一人用方向架瞄准施测点，两人用皮尺以附近桩号为准，量出该点的纵向里程；再以中线为准量出横向距离。
绘图时横向距离一般减去3m，以路肩线为零点，向两侧按比例绘图。
在30m以外的地物、地貌可用目估测绘。
（实际中被叫做“扫地形”，使用GPS扫描坐标点和坐标点的地形地貌。
——个人根据初次出外业的经验写的不一定正确。
现在很少用手绘了，一般都是GPS相对动态定位技术）
在记录本上应测绘的内容包括：
1．路堤坡脚线、路堑边坡顶，取土坑、弃土堆、排水沟等。
2．公路、房屋、电杆、河流、水塘等。
3．挡墙、桥涵、隧道洞口、平交道和立交桥等。
道路和河流与线路相交时，要测出交角。
4．通讯线、电力线跨过线路时，要测出交角和在轨道面以上的高度。
5．对有拆迁可能的建筑物要详细测绘。
6．对第二线左右侧的意见。
线路调绘记录格式见图12－54。
5.基平
高程控制测量就是在测区布设高程控制点，即水准点，用精确方法测定它们的高程，构成高程控制网。
高程控制测量的主要方法有：
水准测量和三角高程测量。
既有线的基平测量是在初测水准点高程测量的基础上进行的更详尽测量，他的测量方法同新线的定测初测方法基本雷同，就是精度和数量的问题。
襄阳北站的初测做了一些控制点，定测时候又加了一些水准点和既有水准点进行了联测。
这些和新线的高程测量差不多。
这段话的更加清晰的阐述如下：
5.1．基平的综述
既有线高程测量，是为了核对或补设沿线既有水准点；以及对既有线所有百米标及加标沿轨顶进行高程测量，作为纵断面设计的依据。
水准点的高程和编号，应以既有线的资料为准。
并且要到现地加以核对、确认，不但里程和位置要相符，同时注字要清晰；如痕迹已不清楚应加凿，并按原号编注。
当水准点遗失、损坏或水准点间的距离大于2km时，应补设水准点。
在大中桥头、隧道洞口、车站等处应增设水准点，并另行编号。
（百尺标加标处的高程）。
5.2．基平测量方法
测量方法和新线的测量方法一样。
水准点高程测量，可采用一组往返测，亦可采用两组水准并测，其高差较差与原水准点的高程闭合差，均不应超过
（基平质检）（K为单程水准路线长度，以km为单位），如闭合差超限，须返工重测。
只有确认原水准点高程有误后，才能改动原高程。
新补设的水准点高程应与其前、后水准点高程闭合。
水准点高程施测时应单独进行，不宜同时兼作中桩高程测量。
（水准控制点和导线点可以是一个，但一般分开使用，因为导线点要保持通视，二水准点可能高度较低保证不了同时要求。
）
既有线高程应采用国家统一的高程基准系统（1985国家高程基准或56年黄海高程系），如个别地段有困难时，可以引用其它高程系统，但全线高程测量连通后，应消除断高，换算成国家高程基准系统。
中桩高程，直线地段为左轨轨顶高程；曲线地段为内轨轨顶高程。
中桩高程应测量两次，与水准点高程的闭合差不应超过
，在限差以内时，按与转点个数成正比的原则分配闭合差；两次中桩高程的较差在20mm以内时，以第一次测量平差后的高程为准，取位至mm。
5.3基平注意事项
1.
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