项目二 公路外业勘测.docx
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项目二公路外业勘测
项目二公路外业勘测
【本项目工作重点】 本项目的工作重点主要学习公路初测、定测外业工作的任务、内容及方法。
公路勘测工作是公路工程设计的基础，而公路工程设计又是施工的依据和基础，公路勘测质量的好坏对整个公路建设质量起着决定性的作用。
因此在公路勘测中，必须深入全面地进行调查研究，实事求是，精心勘测，注重技术经济效益，同时考虑环境和社会的影响，为设计提供准确、完整的数据和资料，以保证设计文件的高质量，为施工奠定坚实的基础。
为确保公路工程勘测设计的质量，交通部2002年颁布了《公路工程勘察设计招标投标管理办法》,办法规定公路建设项目的勘察、设计单项合同估算价50万元人民币以上，或者建设项目总投资额在3000万元人民币以上的，必须进行勘测设计招标。
工作任务一公路初测
一、目的、任务及准备工作
（一）目的任务
初测是两阶段设计和三阶段设计中第一阶段（初步设计阶段）的外业勘测工作。
初测的目的是根据批复的《工程项目可行性研究报告》所拟定的修建原则和路线基本走向方案，通过现场对各比选方案的勘测，从中确定采用方案，并搜集编制初步设计文件所需的勘测资料。
初测的任务则是要对路线方案作进一步的核查落实，并进行导线、高程、地形、桥涵、隧道、路线交叉和其他资料的测量、调查工作，进行纸上定线和有关的内业工作。
（二）准备工作
1．搜集资料
为满足初测和初步设计的需要，初测前应搜集和掌握以下基本资料：
1）可供利用的各种比例地形图、航测图，国家及有关部门设置的三角点、导线点、水准点资料；
2）搜集沿线自然地理概况、工程地质、水文、气象、地震基本烈度等资料；
3）搜集沿线农林、水利、铁路、公路、航运、城建、电力、通讯、文物、环保等有关部门与本路有关系的规划、设计、规定及科研成果等资料；
4）对于改建公路还应收集原路的测设、施工、养护及路况等挡案资料。
2．室内研究路线方案
根据工程可行性研究报告拟定的路线基本走向方案，在地形图上进行各可行方案的研究，经过对路线方案的初步比选，拟定出需要勘测的方案（包括比较线）及现场需要重点调查和落实的问题。
3．现场踏勘
初测前，应组织路线、地质、桥遂等主要专业人员，必要时，邀请当地政府和有关部门派员参加现场路线方案的核实工作。
核查的主要内容和要求如下：
1）核查所搜集的地形图与沿线地形、地物有无变化，对拟定的路线方案有无干扰，并研究相应的路线调整方案。
2）核查沿线居民的分布、农田水利设施、主要建筑设施并研究相应的路线调整方案。
3）核查各种地上、地下管线、重要历史文物、名胜古迹、旅游风景区、自然保护区、景观区点等，应注意路线布设后，对环境和景观的影响。
4）对沿线重点工程和复杂的大、中桥、隧道、互通式立体交叉等，应逐一核查落实其位置与设置条件。
5）了解沿线主要建筑材料的产地、质量、储量和采运条件，对缺乏的筑路材料应提出解决的途径。
6）核查工作应与当地政府或主管部门取得联系，对重要的路线方案、同地方规划或设施有干扰的方案，应征求相关部门的意见。
4．其他资料调查
1）了解沿线地形情况，拟定路线方案的地形分界位置；
2）了解沿线涉及测量现场的地形、地貌、地物、通视、通行等情况。
拟定勘测工作的困难类别；
3）调查沿线生活供应、交通条件等情况。
５．资料整理
通过收集资料和现场的核实调查，应提出如下资料：
1）根据已掌握的资料，概略说明沿线的地形、河流、工程地质、水文地质、气象等情况，指出采用路线方案的理由，提供沿线主要工程和主要建筑材料情况，提出勘测中应注意的事项，需要进一步解决的问题等。
2）估计野外工作的困难程度和工作量，确定初测队伍的组织及必须的仪具和其他装备，并编制野外工作计划和日程安排。
3）提出主要工程（如桥涵、隧道、立交等）的工程地质勘察工作量和要求。
二、初测的内容与步骤
初测由初测的外业测量队分组进行，主要内容、步骤及要求如下：
（一）平面控制测量
1．公路平面控制测量，包括路线、桥梁、隧道及其他大型建筑物的平面控制测量。
平面控制网的布设应符合因地制宜、技术先进、经济合理，确保质量的原则。
2．路线平面控制网是公路平面控制测量的主控制网，沿线各种工点平面控制网应联系于主控制网上，主控制网宜全线贯通，统一平差。
3．平面控制网的建立，可采用全球定位系统（GPS）测量、三角测量、三边测量和导线测量等方法。
平面控制测量的等级，采用三角测量、三边测量时依次为二、三、四等和一、二级小三角；当采用导线测量时依次为三、四等和一、二级导线。
4．各级公路、桥梁、隧道及其他建筑物的平面控制测量等级的确定，应符合表7-1的规定。
平面控制等级表7-1
等级
公路路线控制测量
桥梁桥位控制测量
隧道洞外控制测量
二等三角
—
>5000m特大桥
>6000m特长隧道
三等三角、导线
—
2000~5000m特大桥
4000~6000m特长隧道
四等三角、导线
—
1000~2000m特大桥
2000~4000m特长隧道
一级小三角、导线
高速公路、一级公路
500~1000m特大桥
1000~2000m中长隧道
二级小三角、导线
二级及二级以下公路
<500m大中桥
<1000m隧道
三级导线
三级及三级以下公路
—
—
5．采用“现场定线法”进行初测的导线或中线，应根据地形变化钉设加桩，以供测绘地图使用。
6．应利用路线经过地区已有国家或其他有关部门的平面控制资料，但应进行以下工作：
１）对原有控制点进行检测；
２）控制测量的坐标系统与本路的坐标系统不一致时，应进行换算；
３）原有平面控制点不能满足公路放线要求，应按规定予以加密。
（二）高程测量
1．公路高程系统，宜采用1985国家高程基准。
同一条公路应采用同一个高程系统，不能采用同一系统时，应给定高程系统的转换关系。
独立工程或三级以下公路联测有困难时，可采用假定高程。
2．公路高程测量采用水准测量。
在进行水准测量确有困难的山岭地带以及沼泽、水网地区、四、五等水准测量可用光电测距三角高程测量。
3．各级公路及构造物的水准测量等级应按表7-2选定。
公路及构造物的水准测量等级表7-2
测量项目
等级
水准路线最大长度（km）
4000m以上特长隧、2000m以上特大桥
三等
50
高速公路、一级公路、1000~2000m特大桥、2000~4000m长隧道
四等
16
二级及二级以下公路、1000m以下桥梁、2000m以下隧道
五等
10
4．水准测量的精度应符合表7-3的规定。
水准测量的精度表7-3
等级
每公里高差中数误差
（mm）
往返较符合或环线闭合差
（mm）
检查已测测段高差之差
（mm）
偶然中误差
全中误差
Mw
平原微丘区
山岭重丘区
三等
±3
±6
±12
±3.5
或±15
±20
四等
±5
±10
±20
±6.0
或±25
±30
五等
±8
±16
±30
±45
±24
注：
计算往返较差时，L为标准点间的路线长度（km）；计算符合或环线闭合差时，L为符合或环线的路线长度（km）；n为测站数；
为检测段长度（km）。
5．水准点的布设
水准点应沿公路布设，水准点宜设于公路中心线两侧50~300m范围之内。
水准点间距宜为1~1.5km；山岭重丘区可根据需要适当加密；大桥、隧道口及其他大型构造物两端，应增设水准点。
6．应利用路线经过地区已有国家或其他部门设置水准点，但应进行下列工作：
１）对原水准点应进行逐一检测；
２）原高程系统与本路使用的高程系统不一致，应进行换算。
7．路线上设置的平面控制桩、中线桩和设计需要高程控制的点，如干渠、水坝、河堤、管线、铁路等都应测量其高程。
（三）地形测量
1．路线地形图的测绘宽度，当采用“纸上定线法”初测时，路线中线两测各测绘200~400m；采用“现场定线法”初测时，路线中线两侧测绘宽度可减窄为150~250m。
2．路线地形测绘的图根点，应利用已有的平面控制点或中线控制桩作测站，当不能满足要求时，应按规定进行图根控制测量。
地形测绘的技术要求，应符合《公路勘测规范》的有关规定。
3．采用“现场定线法”初测时，可采用小平板配合经纬仪或大平板仪测量；也可利用纵、横断面资料，配合仪器测量现场勾绘。
4．应利用国家或其他有关部门所测绘的地形图，但使用时应进行现场核查，对有变化的地形地物进行补测。
5．高速公路和一级公里采用分离式路基时，地形图测绘宽度应覆盖两条分离路线及中间带的全部地形；当两条路线相距很远或中间带为大河与高山时，中间地带的地形可不测。
（四）路线测量
1．各级公路应在地形测量之后，进行纸上定线；受条件限制或地形、方案较简单，也可以采用现场定线。
2．路线定线应符合《标准》、《公路勘测规范》的规定，正确掌握和运用技术标准。
定线工作应作好总体布局，根据各类地形特点，结合人工构造物的布设，进行路线平、纵、横面的协调布置，定出合理的线位。
对地形、地质、水文条件复杂、工程艰巨的路段，应拟定可能的比较方案，进行反复推敲、比较，确定采用方案。
3．纸上定线。
１）应将有特殊要求或控制的地点，必须避绕的建筑物或地质不良的地带，地下建筑或管线等标注于地形图上。
２）山岭地区的越岭路线，需要进行纵坡控制的地段应在地形图上进行放坡，将放坡点标示于图上。
３）在地形图上选定路线曲线与直线位置，定出交点，计算坐标和转角，计算平曲线要素，计算路线连续里程。
４）沿路线中线按一定桩距从图上判读其高程，点绘纵断面图。
河堤、铁路、立体交叉等需要重点控制的地段或地点，应实测高程点绘纵断面图，并据以进行纵坡设计。
５）应根据路线中线线位，在地形图上测绘控制性横断面，并按纵坡设计的填挖高度进行横断面设计，作为中线横向检验和计算路基土石方数量的依据。
６）依据纸上定线的线位及实地调查资料，初步确定人工构造物的位置、交角、类型与尺寸。
７）综合检查路线线形设计及有关构造物的配合情况与合理性。
线形设计可采用透视图法检验平、纵、横组合情况。
８）纸上定线后，对高填深挖地段、大型桥梁、隧道、立体交叉以及需要特殊控制的地段，应进行实地放线、核对，并作为各专业工程勘测调查的依据。
９）所确定的线位应总体配合恰当、工程经济合理、线形连续顺适。
对需进行比较的方案，应按上述步骤方法定出线位、计算工程量，进行技术经济比较。
4．现场定线。
１）现场踏勘前应在1/50000地形图上对路线进行总体布局，拟定主要技术措施，确定控制点、绕避点，选择路线合适通过最佳位置。
２）赿岭路线或受纵坡控制的路段，应选择好坡面与展线方式，进行放坡试线，作出分段安排。
３）根据《公路勘测规范》中各种地形的定线要点和放坡点进行布线，穿线定点钉设交点和转点。
４）测定交角，进行中桩、水准、横断面和地形线等测量。
５）通过内业工作，对路线进行平、纵、横面综合检查，确定线位。
（五）其他勘测与调查
初测除上述四项测量内容处还应包括以下勘测与调查的内容：
1．路基、路面及排水勘测与调查；
2．小桥涵勘测；
3．大、中桥勘测；
4．遂道勘测；
5．路线交叉勘测与调查；
6．沿线设施勘测与调查；
7．环境保护勘测与调查；
8．沿线筑路材料调查；
9．渡口码头勘测与调查；
10．改移公路、铺道、连接线的勘测与调查；
11．占用地、拆迁建筑、构筑物调查；
12．临时工程调查；
13．伐树、挖根、除草的调查；
14．概算资料调查；
上述勘测与调查不属本课内容，将在相关的课程中讲述。
（六）初测的内业工作
1．初测内业工作主要内容
1）复核、检查、整理外业资料
2）进行纸上定线或移线及局部方案比选；
3）初步拟定各种构造物设计方案，并综合检查定线成果；
4）编制勘测报告及有关图表制作与汇总；
5）应逐日复核、检查外业中原始记录资料，如有差错、遗漏，必须及时纠正或弥补；对于向其他部门搜集资料，应根据测设需要，检查、分析其是否齐全、可靠和适用，做到正确取用；
6）综合检查、协调路线设计与有关专业及结构物布设的合理性，并进行现场核对。
2．初测应提交的成果
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、遂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。
工作任务二公路定测
一、任务、内容及分工
1．任务
公路定测即定线测量，是指施工图设计阶段的外业勘测和调查工作。
其具体任务是：
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。
2．内容
1）对初步设计方案进行补充勘察，如有方案变化应及时与有关主管部门联系，并报上级批准；
2）实地选定路线或实地放线（纸上定线时），进行测角、量距、中线测设、桩志固定等工作；
3）引设水准点，并进行路线水准测量；
4）路线横断面测量；
5）测绘或勾绘路线沿线的带状地形图；对有大型构造物地段，如大中桥桥位、隧道、大型防护工程、交叉口等工程，应测绘局部大比例地形图；
6）进行桥、涵、隧道的勘测与水文资料的调查；
7）进行路基路面调查；
8）占地、拆迁及预算资料调查；
9）沿线土壤地质调查及筑路材料调查；
10）征询有关部门对路线方案及征地拆迁等方面的意见，并签订必要的协议。
11）检查及整理外业资料，并完成外业期间所规定的内业设计工作。
3．定测队的组织
定测分为选线组、测角组、中桩组、水平组、横断面组、调查组、路基路面组、桥涵组、内业组共九个作业组进行。
如果定线采用纸上定线方法进行，则此时可将选线和测角组合并一个放线组。
二、定测时各组的任务及工作内容
（一）选线组
1．任务
选线组亦称大旗组，它是整个外业勘测的核心，其他作业组都是根据它所插定的路线位置开展测量工作的，所以选线在整个公路勘测设计中起着主导作用，是最关键的一环。
选线是公路定线的第一步，共主要任务是：
实地确定中线位置。
其主要工作就是进行路线察看，并进一步确定路线布局方案；清除中线附近的测设障碍物；确定路线交点及转角并钉桩，初拟曲线半径，会同桥涵组确定大、中桥位，会同内业组进行纵坡设计等工作。
在越岭线地带，还需进行放坡定线工作。
2．分工及工作内容
1）前点放坡插点
前点一般有1—2人担任（需要放坡时两人）。
其主要工作是：
在全面勘查的基础上，结合当地自然条件，研究路线布局，合理地运用技术标准，通过实测，选定路线方案，进一步加密小控制点，插上标旗（一般可用红白纸旗），供后面定线参考。
2）中点穿线定点
中点一般由2人担任。
其主要工作是：
根据技术标准，结合地形及其他条件，修正路线方案，用花杆穿直线的办法，反复插试，穿线定交点，并在长直线或在相邻两互不通视的交点间增设转点，最后初拟曲线半径及其有关元素。
3）后点钉柱
后点一人。
其主要工作是钉桩插标旗；并给后面的作业组留下初拟半径及其他有关控制条件的纸条。
（二）导线测角组
１．任务
导线测角组紧跟选组线工作。
其主要任务是：
标定直线与修正点位、测角及转角计算；测量交点间距；平曲线要素计算；导线磁方位角观测及复核；交点及转点桩固定；作分角桩；协助中桩组敷设难度大的曲线等工作。
为确保测设质量和进度，定线与导线测角应紧密配合，互相协作。
作为后继作业的导线测角组，要注意领会选线意图，发现问题及时予以建议并修正补充，使之完善。
２．分工及工作内容
导线测角组一般由四人组成，其中司仪一人，记录计算一人，插杆跑点一人，固桩一人。
其主要工作内容如下：
1）标定直线及修正点位
对于相互通视的交点，如果定线无误，就不存在点位修正问题，可以直接引用，当交点相距太远，或地形起伏较大，为了便于中桩组穿杆定向，测角组应用测量仪器在其间插设若干个导向桩，供中桩组穿线使用。
2）测角计算
⑴测右角
路线测角一般规定为测右角（即前进方向右侧路线的夹角）。
右角按下式计算：
右角=后视读数-前视读数
当后视读数小于前视读数时，应将后视读数加上360º，然后再减去前视读数。
⑵计算转角
转角系指后视导线的延长线与前视导线的水平夹角，根据右角计算。
如图7-1所示。
3）距离测量
距离测量通常多用红外测距仪或全站仪测定两相邻交点间的平距。
当交点较远时，可利用其间转点分段测距的方法。
如公路等级较低且无全站仪或红外测距仪时，可利用经纬仪进行视距测量，视距测量的方法和步骤详见《工程测量》（李仕东主编）。
4）作分角桩
为便于中桩组敷设平曲线中点桩（QZ），在测角的同时需做转角的分角线方向桩。
分角桩方向的水平度盘读数按下式计算：
分角读数=（前视读数+后视读数）/2（右转角）
分角读数=（前视读数+后视读数）/2+180º（左转角）
5）方位角观测与校核
观测磁方位角的目的是为了校核测角组测角的精度和展绘平面路线图时检查展线的精度。
定测计算所得的磁方位角与观测磁方位角的校差不超过2º。
磁方位角每天至少应该观测一次（一般在出工时测或收工时进行观测）。
假定路线起始边的磁方位角为
，则任意导线边的磁方位角
=
+ΣΔR-ΣΔL
即任意导线边的磁方位角等于起始边磁方位角加上从起始边到边的路线的所有右转转角再减去所有的左转转角。
6）交点桩、转点桩的保护和固定
在测设过程中，为避免交点桩、转点桩的丢失及方便以后施工时寻找，交点桩及转点桩在定测时必须加以固定和保护。
交点桩的保护，一般采用灌注水泥混凝土的办法进行。
水泥混凝土的尺寸一般深30—40cm，直径15—20cm或10—20cm见方。
固桩则是将交点桩与周围固定物（如房角、电杆、基岩、孤石等）上某一个不易破坏（损坏）的点联系起来，通过测定该点与交点桩的直线距离，将桩的位置确定下来，以便桩丢失时及时恢复该桩。
用作交点、转点桩固定的地物点应稳定可靠，各地物点与保护桩连接之间的夹角一般不宜小于90º，固定点个数一般应在两个以上。
如图7-2。
固桩完毕后，应及时画出固桩草图，草图上应绘出路线前进方向、地物名称、距离等。
以备将来编制路线固定表之用。
（三）中桩组
1．任务
中桩组的主要任务是：
根据选线组选定的交点位置、曲线半径、缓和曲线参数（或缓和曲线长度）及导线测角组所测得的路线转角。
进行量距、钉桩、敷设曲线及桩号计算。
并负责编制《直线、曲线及转角一览表》。
2．分工及工作内容
1）分工
中桩组作业内容较多，一般由7人组成，其中：
前点：
1人，负责寻找前方交点，并插前点花杆；
拉链：
2人，分别为前链手和后链手，其中后链手还负责指挥前链手进行穿线工作；
卡链：
1人，负责卡定路线中桩的具体位置；
记录计算：
1人，负责进行桩号及敷设数据计算。
并记录中桩编号，累计链距等工作；
写桩：
1人，负责中桩的具体书写工作；
背桩及打桩：
1人。
2）工作内容
⑴中线丈量
中线丈量是指丈量路线的里程，通常情况下把路线的起点作为零点，以后逐链累加计算。
量距应采用水平距离，量距时一般采用钢卷尺进行。
公路等级较高时，最好采用光电测距仪和钢卷尺进行。
⑵中桩钉设
中桩钉设与中线丈量是同时进行的。
需要钉设的中桩包括：
路线的起终点桩、公里桩、百米桩、平曲线控制（主点桩）、桥梁或隧道中轴线控制桩以及按桩距要求根据地形、地物、地质需要设置的加桩等。
直线路线上中桩的桩距一般为20m，在平坦地段桩距一般为50m。
位于曲线上的中桩间距一般为：
R>50m，桩距为20m，20m此外，在下列地点应设加桩，加桩一般应设在整米上。
①路线范围内纵向与横向地形有显著变化处；
②与水渠、管道、电讯线、电力线等交叉或干扰地段起、终点；
③与既有公路、铁路、便道交叉处；
④病害地段的起、终点；
⑤拆迁建筑物处；
⑥占用耕地及经济林的起、终点；
⑦小桥涵中心及大、中桥、隧道的两端。
⑶写桩与钉桩
所有中桩应写明桩号，转点及曲线主点桩还应写桩名，桩志的尺寸如图7-3。
为了便于找桩和避免漏桩，所有中桩应按0到9的循环序号在背面编号。
中桩的书写常用红油漆或油笔。
⑷断链及处理
在丈量过程中，出现桩号与实际里程不符的现象叫断链。
断链的原因较多，但主要指两种：
一种是由于计算和丈量发生错误造成的；另一种则是由于局部改线、分段测量等客观原因造成的。
断链有“长链”和“短链”之分，当路线桩号长于地面实际里程时叫短链，反之则叫长链。
其桩号写法举例如下：
长链：
k3+110=k+105.21长链4.79m
短链：
k3+157=k3+207短链50m
所有断链桩号应填在“总里程及断链桩号表”上，考虑断链桩号的影响，路线的总里程应为：
路线总里程=终点桩里程-起点桩里程+Σ长链-Σ短链
（四）水平组
1．任务
水平组的任务是对线路中线各中桩高程进行测量，并沿线设置水准点，为路线纵断面和横断面设计和施工提供高程资料。
2．分工及工作内容
水平组通常由6人组成，分基平和中平两个组。
基平测量主要是设置临时水准点并进行水准点高程的测量，中平测量主要对各中桩进行水准测量。
1）水准点的设置
水准点的高程应引用国家水准点，并争取沿线联测，形成闭合导线。
采用假定高程时，假定高程应尽量与实际接近，可借助于1：
10000或1：
50000地图进行假定。
水准点沿线布设，应有足够的数量，平原微丘区间距为1—2km；山岭重丘间距为0.5—1.0km。
在大桥、隧道、垭口及其大型构造物所在处应增设水准点。
水准点应设在测设方便、牢固可靠的地点。
设置的水准点应在记录本上绘出草图，并记录位置及所对应的路线的桩号，以便编制“水准点表”。
2）基平测量
基平测量一般采用一组仪器，在两水准点间往返各观测一次。
也可用两组仪器各作一次单程观测进行附合。
水准点距定测中线应为50～200m，过小或过大应迁移设置。
其测量精度为：
（1）
高等级公路容许闭合差平原区
mm（L的单位为km）,山岭区
（n为测站数）;
（2）低等级公路容许闭合差平原区
mm（L的单位为km）,山岭区
（n为测站数）;其中为单程水准路线长度。
如实测高程在容许的闭合差范围内，则取其平均值为两水准基点的高差，否则应重测，直到闭合为止。
基平测量读数应精确到mm。
3）中平测量
中平测量一般采用单程法，用水准仪以相邻两水准基点为一测段，从前一水准点引测，并对测段范围所有路线中桩逐一测量其地面高程，然后附合到下一水准基点，如果与基平附合，即可计算测段内全部中桩地面高程，否则应重测。
中平要求附合基平精度为高速、一级公路
mm，二级及二级以下公路
mm。
中桩高程其检测限差为：
高速、一级公路±5cm。
二级及二级以下公路检测限差为±10cm。
中平读数精度转点尺读至mm，中桩尺则读至cm。
（五）横断面组
1．任务
横断面组作业的主要任务是：
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。
路线横断面测量主要是为路基横断面设计、计算土石方数量及今后的施工放样提供资料。
2．工作内容
1）横断面方向的确定
要进行横断面测量，必须首先确定横断面的方向。
在直线路段，横断面的方向与路线垂直，而在曲线段，横断面的方向与该点处切线相垂直，即法线方向。
直线上的横断面方向，用方向架或经纬仪作垂线确定。
曲线上的横断面方向，根据计
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