鐵路和道路在勘測設計、施工及運營階段的測量工作。

  勘測設計階段的測量工作 主要是在地圖上研究和實地勘測的基礎上選定最經濟合理的線路,然後把線路標定在地面上。鐵路勘測分初測及定測兩個階段。在初測前要進行現場踏勘。道路勘測分踏勘和定測兩個階段。

  踏勘 根據在1:50000的國傢基本地圖上選選定的線路比較方案進行實地勘察,提出方案研究意見。

  初測 對踏勘中認為最有價值的比較方案,進行較為詳細的測量,測出各方案沿線的1:2000或1:5000比例尺帶狀地形圖,並全面詳細地收集有關資料,供初步設計之用。初測工作包括沿線導線測量、水準測量和測繪沿線帶狀地形圖及橋梁、隧道和其他工程需要的地形圖。在帶狀地形圖上作紙上定線,進行線路初步設計。在比較平坦的地區,一般采用地面人工測量方法;在地面起伏較大地區,主要采用航空攝影測量方法。①地面人工測量。對於導線測量,在比較方案線路沿線佈設導線點,以電磁波測距儀(或鋼尺等)測量邊長,以經緯儀測角。在導線的起訖點以及在中間每隔不遠於30公裡處,要求與國傢平面控制點聯測。有困難時,要求用太陽高度法、北極星任意時角法或陀螺經緯儀測定真北方向,以此檢查導線測角誤差。高程測量沿線路每二公裡設置水準點,采用水準測量或電磁波測距,三角高程方法測量水準點及導線點高程。地形測量盡量以導線點為測站。用經緯儀,電磁波測距儀或電子速測儀施測。②航空攝影測量。按線路方案和測圖要求確定的航攝范圍進行航空攝影(比例尺1:8000~1:20000),在航攝地區進行外業控制測量和像片調繪,然後進行內業測圖。外業控制測量以測段為單位沿航線佈設平面高程點(平高點)和高程點,用鎖、網插點法,交會法,導線等方法測量平面位置,用水準測量或三角高程測量測定高程。目前已采用電磁波測距儀測距、測高。內業工作為像片曬印、縮小和復照、電算加密和測圖儀測圖。測圖方法有微分法、全能法及綜合法等,成圖比例尺一般為1:2000或1:5000。現代解析空中三角測量區域網平差方法已用於控制點加密。在航空攝影無法攝得的地面隱蔽部分,采用地面人工測量或地面攝影測量方法進行補測。

  定測 根據初步設計將線路的位置用木樁標定在地面上,並進一步收集資料,供施工設計之用。定測工作包括中線測量、線路水準測量、橫斷面測量和地形測量。①中線測量。包括放線、測設交點和中線樁。按照初測地形圖上設計的路線(紙上定線)與導線的幾何關系把設計路線測設到地面上去,將各直線延長交出直線交點,根據交點和直線上的轉點樁釘設中線樁(每百米裡程樁及地形、地物加樁)。在直線轉向處要測設曲線、釘設中線樁(裡程、主點及曲線點樁)。②平面曲線的測設。路線平面圖形由直線和曲線組成。曲線有圓曲線和緩和曲線兩種,如圖所示。圓曲線是具有一定曲率半徑的圓弧;緩和曲線是連接直線(或圓曲線)和圓曲線的過渡曲線,其曲率半徑由無窮大(或某一圓半徑)逐點變為圓曲線半徑。測設工作分為主點測設和曲線點測設。圓曲線的主點為直圓點(ZY)、曲中點(QZ)及圓直點(YZ);緩和曲線的主點為直緩點(ZH)、緩圓點(HY)、曲中點(QZ)、圓緩點(YH)及緩直點(HZ)。首先根據交點(JD1JD2)及轉點(ZD)按直線轉向角α及曲線要素測設曲線主點。曲線要素為曲線的切線長(T)、曲線的外矢距(E)及曲線長(L),其值系由實測直線轉向角(α)、設計實用的圓曲線半徑(R)及緩和曲線的長度(L0)按三角幾何關系計算而得。曲線點測設的方法有:切線支距法、偏角法、弦線偏角法、弦線偏距法等。此外,還可以用電磁波測距儀置於曲線上或曲線附近任一地點,用極坐標法測設曲線。應用上述直線和曲線測設方法,還可以進行鐵路連接線、梯線、三角線及環形線等的放樣。

  施工階段的測量工作 包括線路施工、橋梁施工、隧道施工中的測量工作和竣工測量。

  線路施工測量 分線路復測和施工放樣。線路施工前應將定測時所標定的線路進行復測,以作為施工放樣的基礎。線路施工放樣的主要內容有:路基放樣、道路路面放樣、道路交叉連接線放樣和線路變坡處豎曲線的放樣等。

  橋梁施工測量 見橋梁測量。

  隧道施工測量 包括地面控制測量、地下控制測量和洞內外聯系測量。地面平面控制一般視隧道的長度和施工地區的自然條件采用導線網、測角網、測邊網或邊角網,洞內采用導線測量;洞內、外高程控制采用水準網(見工程控制測量)。洞內外的聯系、橫洞、斜井一般采用導線及水準測量,豎井則采用鋼絲垂線投點、傳遞方位(見地下工程測量)。近年已采用電磁波測距儀測距、測高,電子經緯儀測角,采用半閉合(角度閉合)導線環三維控制網建立洞內、外控制。洞內並用陀螺經緯儀加測導線邊的方位,豎井聯系測量采用光學投點儀或激光垂準儀投點、電磁波測距儀測深和陀螺經緯儀定向。洞內施工時已用激光導向等方法。

  鐵路和道路竣工測量 用以檢查工程建築物是否符合設計要求,其成果作為工程驗收和運營管理的基本依據。分為施工過程中的竣工測量和工程全部完成後的竣工測量。

  線路工程竣工測量要求全面復測平面及高程控制點,路基中線轉點、直線交點、主點及裡程樁;加固或重建標志,埋設永久性標石;復測路基及站場縱橫斷面;繪制竣工圖、表,詳加數據註記及說明。

  運營階段的測量工作 主要是線路及建築物維修、改擴建工程測量以及橋梁、隧道的變形觀測。根據竣工圖表資料及平面、高程控制點標志進行裡程、高程、縱、橫斷面、地形圖測量及細部放樣;建立較高精度控制網點進行橋梁、隧道變形觀測。鐵路樞紐站場的改建和擴建,為瞭不影響列車運行或不受列車通行的幹擾,多采用航空攝影測量或地面攝影測量方法,獲取1∶500或更大比例尺的地形圖(或平面圖)。

  近代電磁波測距儀及電子速測儀已廣泛應用於鐵路、道路建設各階段的測量,建立三維控制網、測繪地形圖、進行線路定線和建築物的放樣。航空攝影測量已成為線路勘測及樞紐站場測量的主要測量手段。陀螺經緯儀已應用於鐵路、道路、隧道洞內定向測量。激光經緯儀、激光水準儀、激光導向儀等已開始用於施工放樣。航天及航空遙感技術已應用於線路選線。近年近景攝影測量已用於橋梁隧道施工變形觀測及竣工斷面測量,建立技術檔案。

  

參考書目

 朱成燐、王兆祥主編:《鐵道工程測量學》,人民鐵道出版社,北京,1979。