一、概述线路工程是指长宽比很大的工程，包括公路、铁路、运河、供水明渠、输电线路、各种用途的管道工程等。这些工程的主体一般是在地表，但也有在地下或在空中的，如地铁、地下管道、架空索道和架空输电线路等，工程可能延伸十几公里以至几百公里，它们在勘测设计及施工测量方面有不少共性。相比之下，公路、铁路的工程测量工作较为细致。因此，在本章叙述中大多以公路工程为例。线路工程建设过程中需要进行的测量工作，称为线路工程测量，简称线路测量。
一、概述
线路工程是指长宽比很大的工程，包括公路、铁路、运河、供水明渠、输电线路、各种用途的管道工程等。这些工程的主体一般是在地表，但也有在地下或在空中的，如地铁、地下管道、架空索道和架空输电线路等，工程可能延伸十几公里以至几百公里，它们在勘测设计及施工测量方面有不少共性。相比之下，公路、铁路的工程测量工作较为细致。因此，在本章叙述中大多以公路工程为例。线路工程建设过程中需要进行的测量工作，称为线路工程测量，简称线路测量。
二、线路测量的任务和内容
线路测量是为各等级的公路和各种管道设计及施工服务的。它的任务有两方面：一是为线路工程的设计提供地形图和断面图，主要是勘测设计阶段的测量工作；二是按设计位置要求将线路敷设于实地，其主要是施工放样的测量工作。整个线路测量工作包括下列内容：
1．收集规划设计区域内各种比例尺地形图、平面图和断面图资料，收集沿线水文、地质以及控制点等有关资料。
2．根据工程要求，利用已有地形图，结合现场勘察，在中小比例尺图上确定规划路线走向，编制比较方案等初步设计。
3．根据设计方案在实地标出线路的基本走向，沿着基本走向进行控制测量，包括平面控制测量和高程控制测量。
4．结合线路工程的需要，沿着基本走向测绘带状地形图或平面图，在指定地点测绘工地地形图（例如桥位平面图）。测图比例尺根据不同工程的实际要求参考相应的设计及施工规范选定。
5．根据设计图纸把线路中心线上的各类点位测设到地面上，称为中线测量。中线测量包括线路起止点、转折点、曲线主点和线路中心里程桩、加桩等。
6．根据工程需要测绘线路纵断面图和横断面图。比例尺则依据不同工程的实际要求选定。
7．根据线路工程的详细设计进行施工测量。
8．工程竣工后，按照工程实际现状测绘竣工平面图和断面图。
三、线路测量的基本特点
1．全线性
测量工作贯穿于整个线路工程建设的各个阶段。以公路工程为例，测量工作开始于工程之初，深入于施工的各个点位，公路工程建设过程中时时处处离不开测量技术工作，当工程结束后，还要进行工程的竣工测量及运营阶段的稳定监测。
2．阶段性
这种阶段性既是测量技术本身的特点，也是线路设计过程的需要。如图5-2-1体现了线路设计和测量之间的阶段性关系。反映了实地勘察、平面设计、竖向设计与初测、定测、放样各阶段的对应关系。阶段性有测量工作反复进行的含义。
3．渐近性
线路工程从规划设计到施工、竣工经历了一个从粗到细的过程，从图5-2-2中可以看到，线路工程的完美设计是逐步实现的。完美设计需要勘测与设计的完美结合，设计技术人员懂测量，测量技术人员懂设计，完美结合在线路工程建设的过程中实现。
图5-2-1线路设计与测量的关系
四、线路测量的基本过程
1． 规划选线阶段
规划选线阶段是线路工程的开始阶段，一般内容包括图上选线、实地勘察和方案论证。
（1）图上选线
根据建设单位提出的工程建设基本思路，选用合适比例尺的地形图（1：5000～1：50000），在图上比较、选取线路方案。现实性好的地形图是规划选线的重要图件，为线路工程初步设计提供地形信息，可以依此测算线路长度、桥梁和涵洞数量、隧道长度等项目，估算选线方案的建设投资费用等。
（2）实地勘察
根据图上选线的多种方案，进行野外实地视察、踏勘、调查，进一步掌握线路沿途的实际情况，收集沿线的实际资料。特别注意以下信息：有关的控制点；沿途的工程地质情况；规划线路所经过的新建筑物及交叉位置；有关土、石建筑材料的来源。地形图的现势性往往跟不上经济建设的速度，地形图与实际地形可能存在差异。因此，实地勘察获得的实际资料是图上选线的重要补充资料。
（3）方案论证
根据图上选线和实地勘察的全部资料，结合建设单位的意见进行方案论证，经比较后确定规划线路方案。
2． 线路工程的勘测阶段：
线路工程的勘测阶段通常分为初测和定测阶段。
（1）初测阶段
图5-2-2线路中线
在确定的规划线路上进行勘测、设计工作。主要技术工作有：控制测量和带状地形图的测绘，为线路工程设计、施工和运营提供完整的控制基准及详细的地形信息。进行图上定线设计，在带状地形图上确定线路中线直线段及其交点位置，标明直线段连接曲线的有关参数。图5-2-2所示的带状地形图上的粗线是定线设计的公路中线的局部，图中K1、K2是导线点，BM1是水准点，JD是公路直线的交点，在交点两侧的ZH、HY、QZ、YH、HZ表示与直线相连的曲线主点。
（2）定测阶段
定测阶段主要的技术工作内容是，将定线设计的公路中线（直线段及曲线）测设于实地；进行线路的纵、横断面测量，线路竖曲线设计等。
3． 线路工程的施工放样阶段
根据施工设计图纸及有关资料，在实地放样线路工程的边桩、边坡及其它的有关点位，指导施工，保证线路工程建设的顺利进行。
4． 工程竣工运营阶段的监测
线路工程竣工后，对已竣工的工程，要进行竣工验收，测绘竣工平面图和断面图，为工程运营作准备。在运营阶段，还要监测工程的运营状况，评价工程的安全性。
3楼
归化法放样，是一种精密放样点位的方法。已广泛应用于大型桥梁的轴线放样中，并在京福高速公路济南黄河大桥施工放样中得到了应用。此方法特别适合于线型工程的轴线放样，尤其是公路中心线的放样工作。当测设大量的临时的交点和转点后，再用附合导线的方法测量所有的交点和转点，并与控制点（导线点）联测，然后平差计算所有放样点的坐标，与设计的坐标比较得到差数，再在已稳定的临时桩上进行修正，从而得到所有放样点的精确位置。
图5-2-9 两交点间设转点 图5-2-10 延长线上设转点
三、公路中线转折角的测定
公路中线的转折角又称为偏角，是线路由一个方向偏转至另一个方向时两直线的夹角，常用α表示，如图5-2-11所示。根据线路偏转的方向，偏角有左右之分，沿着路线前进的方向，偏转后方向位于原方向左侧时，称左偏角α左，位于原方向右侧时称为右偏角α右。在线路测量中，通常是观测线路的右角β，按下式计算：
(5-2-3)
右角的观测通常用DJ6经纬仪（或全站仪）测回法观测一个测回，两半测回角度之差误差值一般不超过±40″。
根据曲线测设的需要，在右角测定后，要求在不变动水平度盘位置的情况下，定出β角的分角线方向，如图5-2-12所示，并钉桩标志，以便将来测设曲线中点时使用。测设角度时，后视方向的水平度盘读数为a，前视方向的读数为b，分角线方向的水平度盘读数为c。因 ，则
或 (5-2-4)
图5-2-11 线路的转折角与偏角 图5-2-12 定分角线方向
此外，在角度观测后，还须用测距仪或全站仪测定相邻交点间的距离，以供中桩测距人员检核之用。
四、公路中桩的测设
公路中桩也称为里程桩，从线路的起点开始，需沿线路方向在地面上设置整桩和加桩，这项工作称为中桩测设。在中线交点、转点及转角测定之后，即可进行实地量距、设置里程桩、标定中心线位置。设置里程桩有两重作用，既标定了路线中心线的位置和长度，又是实测线路纵、横断面的依据。中桩测设是在中线丈量的基础上进行的，它是从起点开始，按规定每隔一整数距离设一桩，此为整桩。根据不同的线路，整桩之间的距离也不一样，一般为20m、30m、50m等（曲线上根据不同半径R，每隔20m、10m、5m）。在相邻整桩之间线路穿过的重要地物处（如铁路、公路、管道、沟、河等）及地面坡度变化处要增设加桩。因此，加桩又分为地形加桩、地物加桩、曲线加桩和关系加桩等。
地形加桩，是指沿中线在地面起伏突变处、横向坡度变化处以及天然河沟处等所设置的里程桩。
地物加桩，是指沿中线有人工构筑物的地方，如桥梁、涵洞处，路线与其它公路、铁路、渠道、高压线等交叉处，拆迁建筑物处，以及土壤地质变化处加设的里程桩。
曲线加桩，是指曲线上设置的主点桩，如圆曲线起点（简称直圆点ZY）、圆曲线中点（简称曲中点QZ）、圆曲线终点（简称圆直点YZ）等，分别以汉语拼音缩写为代号。我国公路采用汉语拼音的缩写名称见表5-2-1所示。
关系加桩，是指线路上的转折点（ZD）桩和交点（JD）桩。
为了便于计算，线路中桩均按起点到该桩的里程进行编号，并用红油漆写在木桩侧面，如桩号为0＋100，即此桩距起点100m（“＋”号前的数为公里数）。整桩和加桩统称为里程桩，如图5-2-13中的a、b、c图。
为提高中桩测设的精度，一般用测距仪或全站仪测量距离，当用钢尺量距时一般要丈量两次，其精度应满足1/1000。
在钉桩时，对于交点桩、转点桩、距路线起点每隔500m处的整桩、重要地物加桩（如桥、隧道位置桩），以及曲线主点桩，都要打下方桩（如图5-2-13d图所示），桩顶露出地面约20㎝，在其旁边钉一指示桩（如图5-2-13e所示），指示桩为板桩。交点桩的指示桩应钉在曲线圆心和交点连线外距20㎝的位置，字面朝向交点。曲线主点的指示桩字面朝向圆心。其余的里程桩一般使用板桩，一半露出地面，以便于书写桩号，桩号字面一律要面向线路起点。
图5-2-13 里程桩
公路桩位汉语拼音缩写与英文缩写对照表 表5-2-1
标 志 名 称 简 写 汉语拼音缩写 英语缩写
交点 JD IP
转点 ZD TP
圆曲线起点 直圆点 ZY BC
圆曲线中点 曲中点 QZ MC
圆曲线终点 圆直点 YZ EC
公切点 GQ CP
第一缓和曲线起点 直缓点 ZH TS
第一缓和曲线终点 缓圆点 HY SC
第二缓和曲线起点 圆缓点 YH CS
第二缓和曲线终点 缓直点 HZ ST
如遇局部地段改线或分段测量，或事后发现丈量或计算错误等，均会造成线路里程桩号不连续，叫断链。桩号重叠的叫长链，桩号间断的叫短链。发生断链时，应在测量成果和有关设计文件中注明，并在实地钉断链桩，断链桩不要设在曲线内或构筑物上，桩上应注明线路来向、去向的里程和应增减的长度。一般在等号前后分别注明来向、去向里程，如1＋827.43＝1＋900.00，短链72.57m。
公路中桩的测设，除了前面讲的交点及转点的测设以外，还有圆曲线及缓和曲线的主点测设和曲线的详细测设。其详细的坐标计算和测设过程在第四篇的第二章中已有介绍，在此不再赘述。
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4楼
线路纵断面测量又称为线路水准测量，它是把线路上各里程桩（即中线桩）的地面高程测出来，绘制成中线纵断面图，供路线纵坡设计、计算中桩填挖高度之用，以解决线路在竖直面上的位置。横断面测量是测定各中心桩两侧垂直于路线中心线的地面高程，绘制横断面图，供路基设计、土石方量计算及施工放样边桩用。
一、线路纵断面测量
为了提高测量精度和便于成果检查，线路水准测量一般分两步进行：首先在线路中线附近设置水准点，建立高程控制网，称为基平测量。其次是根据各水准点高程，分段进行中桩水准测量，称为中平测量。基平测量的精度要求比中平高，一般按四等水准测量的方法及精度实测；中平测量只作单程观测，按普通水准测量的精度并以附合导线的方法实测。
1．基平测量
水准点是线路高程测量的控制点，在勘测阶段、施工阶段甚至在竣工后的很长一段时期内都要使用，因此，应在地基稳固、易于引测以及施工时不易受破坏的地方设置。
水准点分永久性和临时性两种，永久性水准点布设密度应视工程需要而定，在线路起点和终点、大桥两岸、隧道两端，以及需要长期观测高程的重点工程附近均应布设。永久性水准点要埋设标石，也可以在永久性建筑物上或用金属标志嵌在岩基上。临时性水准点的布设密度，根据地形复杂程度和工程需要来定。在重丘陵和山区，每隔0.5～1.0km设置一个，在平原和微丘地区，每隔1～2km埋设一个。此外，在中、小桥、涵洞以及停车场等工程集中的地段均应设点。
基平测量时，应将起始水准点与附近国家水准点进行联测，以获得绝对高程。沿线水准测量时，也应尽可能与附近国家水准点联测，以获得更多的检核条件。若线路附近没有国家水准点或引测有困难时，可在地形图上量得一个高程，作为起始水准点的假定高程。
水准点的高程测量，一般采用一台水准仪在水准点间作往返观测，也可使用两台水准仪作单程观测，精度按四等水准的要求。其往返观测或双仪单程观测所得高差的不符值，其限差可按下式计算：
(5-2-5)
或 (5-2-6)
对于桥头水准点
(5-2-7)
或 (5-2-8)
其中：n －为测站数；L－为两水准点之间的距离。
2．中平测量
中平测量也就是线路纵断面测量或叫中桩测量，是以相邻的两个水准点为一测段，从一水准点开始，逐点侧定各中桩的地面高程，闭合于下一个水准点上。中平水准测量的精度要求，一般将测段高差 与两端水准点高差 之差的限差定为 。
在进行测量时，将水准仪置于测站上，首先读取后、前两转点（TP）的尺上读数，再读取两转点间所有中桩地面点的尺上读数，这些中桩点称为中间点，中间点的立尺由后视点立尺人员来完成。
由于转点起到传递高程的作用，因此转点尺应立在尺垫、稳固的桩顶或坚石上，尺上的读数毫米，视线长一般不应超过120m。中间点尺上读数厘米（高速公路测设规定读毫米），要求尺子立在紧靠桩边的地面上。
当线路跨越河流时，还需要测出河床断面、洪水水位和常水位高程，并注明年、月、日，以便为桥梁设计提供资料。
如图5-2-14，水准仪置于①站，后视水准点BM.1，前视转点TP.1，将读数记录于表5-2-2中“后视”、“前视”栏内，然后观测BM.1与TP.1间的各个中桩，将后视点BM.1上的水准尺依次立于0＋000、0＋050、…0＋140等各中桩地面上，将读数分别记入“间视”栏。仪器搬至②站，后视转点TP.1，前视转点TP.2，然后观测各中桩地面点。用同法继续向前观测，直至附合到水准点BM.2，完成一测段的观测工作。
每一站的各项计算依次按下列公式进行：
视线高程=后视点高程+后视读数
中桩高程=视线高程－中视读数
转点高程=视线高程－前视读数
图5-2-14 中平测量
各站记录后应立即计算各点高程，直至下一个水准点为止，当计算的高差闭合差符合要求时，不进行闭合差的调整，即以原计算的各中桩点地面高程作为绘制纵断面图的数据。否则，应予重测。
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5楼
3．绘制纵断面图与施工量计算
纵断面图既可表示中线方向的地面起伏，又可在其上进行纵坡设计，是线路设计和施工的重要资料。
纵断面图是以中线桩的里程为横坐标、以其高程为纵坐标建立的直角坐标系中绘制的。为了明显地表示地面起伏，一般取高程比例尺比里程比例尺大10倍或20倍。高程按比例尺注记，但要参考其它中线桩的地面高程确定原点高程（如图中0＋000桩号的地面高程）在图上的位置，使绘出的地面线处在图上适当位置。纵断面图一般自左至右绘制在透明毫米方格纸的背面，这样可以防止用橡皮修改时把方格擦掉。
图5-2-15是道路工程的纵断面图。图的上半部，从左至右绘有两条贯穿全图的线，一条是细的折线，表示中线方向的实际地面线，是根据桩间的距离和中桩高程按比例绘制的；另一条是粗线，表示带有竖曲线在内的纵坡设计线，是纵坡设计时绘制的。此外，上部还注有以下资料：水准点位置、编号和高程；竖曲线示意图及其曲线元素；桥涵的类型、孔径、跨度、长度、里程桩号和设计水位；涵洞的类型、孔径和里程桩号；与其他线路工程交叉点的位置、里程桩号和有关说明等。图的下部表格，注记以下有关测量和纵坡设计的资料：在图纸左面自下而上各栏填写线型（直线和曲线）、桩号、填挖土深度、地面高程、设计高程、坡度和距离等。在桩号一栏中，自左至右按规定的里程比例尺注上各中线桩的桩号；在地面高程一栏中，注上对应于各中线桩桩号的地面高程，并在纵断面图上按各中线桩的地面高程依次点出其相应的位置，用细折线连接各相邻点，即得中线方向的地面线。在线型（直线和曲线）一栏中，按里程桩号标明线路的直线部分和曲线部分。曲线部分用直角折线表示，上凸表示线路右偏，下凹表示线路左偏，并注明交点编号及其桩号，注明α、R、T、L、E等曲线参数。在上部地面线部分根据实际工程的专业要求进行纵坡设计。设计时，一般要考虑施工时土石方工程量最小、填、挖方尽量平衡及小于限制坡度及线路工程有关的专业技术规定等。在坡度和距离一栏内，分别用斜线或水平线表示设计坡度的方向，线的上方注记坡度数值（按百分点注记）、下方注记坡长，水平线表示平坡。不同的坡度以竖线分开。某段的设计坡度值按下式计算：
(5-2-9)
在设计高程一栏内，填写相应中线桩处的路基设计高程。某点A的设计高程按下式计算：
(5-2-10)
在填挖土深度一栏内，按下式进行施工量的填挖土深度计算：
(5-2-11)
式中求得施工量的填挖土深度，正值为挖土深度，负值为填土深度。地面线与设计线相交的点为不填不挖处，称为“零点”。零点也给以桩号，可由图上直接量得，以供施工放样时使用。
二、横断面测量
横断面测量，就是测定中桩两侧垂直于中线方向地面变坡点间的距离和高差，并绘制成横断面图，供路基、边坡、特殊构造物的设计、土石方计算和施工放样之用。横断面测量的宽度，应根据中桩填挖高度、边坡大小以及有关工程的特殊要求而定，一般自中线两侧各测10～50m。除每个中桩均应施测外，在大、中桥头，隧道口，挡土墙等重点工程地段，可根据需要加密。横断面测量的限差一般为：高差容许误差 ，式中： 为测点至中桩间的高差；水平距离的相对误差为1/50。
路线纵断面水准（中平）测量记录 表5-2-2
测站 点号 水准尺读数
视线高程 高 程 备 注
后视 中视 前视
1 BM.1
0+000
+050
+100
+108
+120
TP.1 2.191
1.62
1.90
0.62
1.03
0.91
1.005 14.505 12.314
12.89
12.61
13.89
13.48
13.60
13.499 (12.314)
ZY.1
2 TP.1
+140
+160
+180
+200
+221
+240
TP.2 2.162
0.50
0.52
0.82
1.20
1.01
1.06
1.521 15.661 13.499
15.16
15.14
14.84
14.46
14.65
14.60
14.140
QZ.1
3 TP.2
+260
+280
+300
+320
+335
+350
TP.3 1.421
1.48
1.55
1.56
1.57
1.77
1.97
1.388 15.561 14.140
14.08
14.01
14.00
13.99
13.79
13.59
14.173
YZ.1
4 TP.3
+384
+391
+400
BM.2 1.724 1.58
1.53
1.57
1.281 15.897 14.173
14.32
14.37
14.33
14.616
JD.2
(14.618)
图5-2-15 路线设计纵断面图
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（一）横断面方向的确定
横断面的方向，可用方向盘、经纬仪、全站仪等及其辅助工具或仪器测定。
1．直线段的横断面方向
直线路段的横断面方向指垂直于中心线的方向。故要确定横断面的方向，首先要标定出公路中心线。一般用两个中桩标定；在此方向上再找出垂直方向，这种方法称直接法。另外一种方法是由横断面中桩的坐标，计算边桩的坐标，外业放样中桩和边桩点，这两点连线方向即为横断面方向，把这种方法称为间法。
（1）直接法
①方向盘法
方向盘法一是用水准仪下的度盘，二是用木架上装置一圆形刻度盘。将方向盘立于要测定的横断面中桩上，瞄准中线上另一个中桩，则在此方向上增加或减少90º的方向即为横断面的方向。
②经纬仪或全站仪
将经纬仪或全站仪安置在要测定的横断面的中桩上，瞄准中线上另一个中桩，则在此方向上拨加或减90º的方向即为横断面的方向
（2）间接法
间接法是利用全站仪来完成的。
内业：根据直线方位角α，计算某断面方位角α1＝α±90º，在中线左或右侧取一定距离L（或为半幅路宽度），计算坐标值 ， ，由中线一点坐标（x0,y0），推算边桩坐标 。
外业：由两已知导线点，一点安置全站仪，一点作为后视点，放样（x0,yo）及(x1,y1)两点，这两点连线，即为横断面的方向。
2．圆曲线段的横断面方向
当线路的中线为圆曲线段时，其横断面方向是中桩点切线的垂直方向或中桩点与圆心的连线方向。
（1） 直接法
直接法是用方向盘或经纬仪测得。将方向盘或经纬仪置于要测定的中桩A点，如图5-2-16所示，确定切线方向，再定横断面方向。
内业：取前（或后）面相邻点B（C）点弧长L1（L2），计算弦切角Δ1（Δ2），公式如下：
（5-2-12）
外业：置仪器于A点，后视B（C）点，转动仪器Δ角度得A点切线方向，与其垂直的方向即为横断面方向（或直接测定90º－Δ方向，即为A点横断面方向）。
（2）间接法
间接法是通过计算中桩坐标和边桩坐标（一般为路基边缘）或圆心坐标，用全站仪按直接放样法，确定横断面的方向。
3．缓和曲线路段的横断面方向
缓和曲线采用回旋线，中桩横断面方向即为缓和曲线上某点与通过该点的曲率圆之圆心的连线方向，也就是该点的曲率圆在该点切线的垂直方向。
（1）直接法
如图5-2-17所示，由缓和曲线关系可知：
（5-2-13）
其中： ，L为ZH～A弧长
放样：首先将经纬仪置于ZH点上，测出A点偏角Δ1，再将仪器搬至A点，以Δ2＝2Δ1的度盘值方向瞄准ZH点，得切线L方向，与其成90º方向即为A点横断面方向。然后将仪器置于待测点A上，瞄准ZH点，当曲线左偏时，逆时针转动Δ2角值得A点切线方向，找到切线方向，转动90º（或270º）得横断面方向，或顺时针转动90º－Δ2角值直接得横断面方向；当曲线右偏时，与上述方向相反转动仪器得到待测点横断面方向。
（2）间接法
间接法利用前面讲述的计算方法，计算中桩和边桩的坐标，用全站仪直接放样中桩及相对应的边桩，其两点的连线，即为过此中桩的横断面方向。
图5-2-16 圆曲线段的横断面方向的确定 图5-2-17 缓和曲线路段的横断面方向的确定
（二）横断面的测量方法
（1） 标杆皮尺法：
将标杆依次立于横断面方向上所选定的变坡点处，皮尺挨中桩地面拉平量出至各变坡点的距离，皮尺截于标杆的高度即为两点间的高差。记录表格如表5-2-3所示，表中按路线前进的方向分左侧和右侧，分数中分母表示测段水平距离，分子表示测段两端点的高差。高差为正号表示升坡，负号表示降坡。
左 侧 /m 桩 号 右 侧 /m
＋1.80 +0.65 ―0.50 ―1.95
6.1 5.2 3.3 2.9 3+600 ＋1.05 +2.15 +0.95 +0.50
4.2 6.7 7.3 2.1
+1.65 ―0.20 ―0.90
9.2 6.2 4.9 3+400 ＋0.60 +1.05 ―0.30
8.1 5.5 7.4
(2)水准仪法：
当横断面精度要求较高，横断面方向高差变化不大时，多采用此法。施测时用钢尺量距（或皮尺）量距，用水准仪后视中桩标尺，求得视线高程后，再前视横断面方向上坡度变化点上的标尺。视线高程减去诸前视点读数即得各测点高程。
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(3)经纬仪或全站仪法：
在地形复杂、横坡较陡的地段，可利用经纬仪或全站仪，直接定出横断面的方向和横断面上各变坡点与中桩点之间的水平距离和高差。
前视读数 （左侧）
距离/m 后视读数 桩号 （右侧） 前视读数
距离/m
+2.48 1.17 1.52
20.00 11.8 6.6 1.68
0+200 0.78 +0.45 0.83
11.1 20.5 24.8
（三）横断面图的绘制
根据横断面测量成果，对距离和高程取统一比例尺（通常取1：100或1：200），在毫米方格纸上绘制横断面图，如图5-2-18所示。目前公路测量中，一般都是在野外边测边绘，便于及时对横断面图进行检核，也可按表5-2-3、表5-2-4形式在野外记录、室内绘制。绘图时，先在图纸上定好中桩位置，由中桩开始，分 左、右两侧逐一按各测点间的距离和高程点绘于图纸上，并用直线连接相邻各点即得横断面地面线。图5-2-18为经横断面设计后，在地面线上、下绘有标准路基横断面的图形。
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8楼
一、路基边桩的放样
放样路基边桩就是在地面上将每一个横断面的道路边坡线与地面的交点，用木桩标定出来。边桩的位置由两侧边桩至中桩的水平距离来确定。常用的边桩放样方法如下：
1． 图解法
就是直接在横断面图上量取中桩至边桩的平距，然后在实地用钢尺沿横断面方向将边桩丈量并标定出来。在填挖土石方不大时，使用此法较多。
2．解析法
就是根据路基填挖高度、边坡率、路基宽度和横断面地形情况，先计算出路基中心桩至边桩的距离，然后在实地沿横断面方向按距离将边桩放出来。具体方法按下述两种情况进行：
（1）平坦地段的边桩放样：图5-2-19为填土路基，坡脚桩至中桩的距离D应为：
（5-2-14）
图5-2-20为挖方路堑，坡顶桩至中桩的距离D为：
（5-2-15）
以上两式中： B为路基宽度；m为边坡率；H为填挖高度；s为路堑边沟顶宽。
以上是断面位于直线段时求算D值的方法。若断面位于弯道上有加宽时，按上述方法求出D值后，还应在加宽一侧的D值中加上加宽值。
沿横断面方向放出求得的坡脚（或坡顶）至中桩的距离，定出路基边坡。
图5-2-19 填土路基 图5-2-20 挖方路堑
（2）倾斜地段的边坡放样：在倾斜地段，边桩至中桩的平距随着地面坡度的变化而变化。如图5-2-21，路基坡脚桩至中桩的距离D上、D下分别为：
（5-2-16）
如图5-2-22所示，路堑坡顶至中桩的距离D上、D下分别为：
（5-2-17）
两式中：h上、h下 分别为上、下侧坡脚（或坡顶）至中桩的高差。其中B、s和m为已知，故D上、D下随h上、h下变化而变化。由于边桩未定，所以h上、h下均为未知数。实际工作中，采用“逐点趋近法”，在现场边测边标定。如果结合图解法，则更为简便。
图5-2-21 斜坡上路堤 图5-2-22 斜坡上路堑
二、路基边坡的放样
在放样出边桩后，为了保证填、挖的边坡达到设计要求，还应把设计的边坡在实地标定出来，以方便施工。
1．用竹杆、绳索放样边坡：如图5-2-23所示，O为中桩，A、B为边坡，CD为路基宽度。放样时在C、D处竖立竹杆，于高度等于中桩填土高度H处C′、D′两点用绳索连接，同时由C′、D′用绳索连接到边桩A、B上。
当路堤填土不高时，可一次挂线。当填土较高时，如图5-2-24时可分层挂线。
2．用边坡样板放样边坡：施工前按照设计边坡制作好边坡样板，施工时，按照边坡样板进行放样。
（1）用活动边坡尺放样边坡：作法如图5-2-25所示，当水准器气泡居中时，边坡尺的斜边所指示的坡度正好为设计边坡坡度，可依此来指示与检核路堤的填筑和路堑的开挖。
（2）用固定边坡样板放样边坡：如图5-2-26所示，在开挖路堑时，于坡顶桩外侧按设计坡度设立固定样板，施工时可随时指示并检核开挖和修筑情况。
图5-2-23 用竹杆、绳索放边坡 图5-2-24 分层挂线放边坡
图5-2-25 活动坡板放边坡 图5-2-26 固定样板放边坡
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9楼
管道工程包括给水、排水、煤气、暖气、灌溉、输油、输天然气管道及电缆等。管道工程测量的主要内容包括中线测量、纵横断面测量、施工测量等。
中线测量的任务是将设计的管道中心线的位置在地面上测设出来。中线测量包括：管线转点桩、交点桩测设，线路转折角测量，里程桩和加桩的标定等。
一、测设转点桩、交点桩和转折角
如图5-2-27所示，根据地面已有的导线点A、B、C、D及管道起点M、终点N、转点P和交点Q的设计坐标，用极坐标法、方向交会法或距离交会法定出其平面位置。
当管道规划设计图的比例尺较大，而且管道附近有明显可靠地物时，可采用图解法求得放样数据。如图5-2-28所示，AB是原有管道，C、D、E是设计管道，一般用距离交会法或直角坐标法测设。例如用距离交会法，可在图上量出交会的距离S1、S2等，然后在实地根据图上量得的数据进行放样。
图5-2-27 按导线点测设管道转折点 图5-2-28 按建筑物测设管道转折点
钉好交点桩以后，接下来用钢尺丈量交点之间的距离和测量交点的转折角，并尽可能与附近的测量控制点进行连接，以便构成附合导线的形式，以检查中线测量成果和计算各交点的坐标。
交点测设完成后，在交点上安置经纬仪或全站仪，后视附近的两个交点（或附近的两个转点）观测交点的转折角。转折角通常用J6经纬仪（或全站仪）测回法观测一个测回，两半测回角度之差一般不超过±40″。
二、钉里程桩和加桩
当管道中心线在实地确定以后，还要测量管线长度和测绘纵、横断面图。沿管道中心线，自起点每50m打一里程桩，在50m之间地势变化处要打设加桩。在新建管线与旧管线、道路、桥涵、房屋等交叉处也要打设加桩，图5-2-29所示是里程桩草图。
里程桩一般规定起点桩号为0＋000（“＋”号前的数表示公里数，“＋”号后为米数），以后每50m打一桩，自起点开始每隔 图5-2-29 管线里程桩草图
500m处应打大木桩。里程桩号要用红油漆写在木桩侧面或附近建筑物上，字面朝向管线起始方向。
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10楼
一、纵断面测量
纵断面测量的目的是根据管线中心线所测得的桩点高程和桩号绘制成纵断面图。纵断面图表示沿管道中心线地面的高低起伏和坡度陡缓情况，是作为设计管道埋深、坡度和计算土方量的主要依据。
为了保证管道全线的高程测量精度，应先沿线布设足够的水准点。一般每隔1～2km有一永久水准点，作为全线高程的主要控制点，中间每隔300～500m还要设立临时水准点，作为纵断面测量分段闭合和施工时引测高程的依据。
水准点的高程，应按四等水准测量的精度要求进行测量。
水准点布设以后，即可根据附近水准点的高程，用附合水准路线的形式测出中心线上各里程桩和加桩处的地面高程。纵断面测量中，由于中线上里程桩和加桩较多且间距较小。因此，为了在保证精度的条件下提高观测速度，一般在每一测站上，除测出转点的前、后读数外，还同时测出两转点之间所有里程桩和加桩处的前视读数，以求其地面高程。这些只为求其自身高程而仅有前视读数的点，称为中间点。由于不用中间点的高程去推算其它各点的高程，因此，中间点上的前视读数只读到厘米已满足工程要求，但是转点上的前、后视读数仍需读至毫米。
纵断面测量按水准点的分布情况分段施测，一段观测完毕后，进行检核计算。按普通水准测量要求，容许的高差闭合差为 （㎜）（L为该段水准路线长度，以公里计）或 （n为测站数）。纵断面水准测量的方法及记录形式，同线路纵断面测量。
二、纵断面图的绘制
绘制纵断面图时，以水平距离为横坐标，高程为纵坐标，按规定的比例尺将外业所测得各桩点绘在透明毫米方格纸上。为了更明显地表示地面的起伏，一般纵断面图的高程比例尺比水平距离比例尺大10倍或20倍。如水平比例尺用1：1000时，则高程比例尺用1：100或1：50。纵断面图用于设计管道的纵向坡度及埋设深度。管道纵断面图的绘制与线路纵断面图的绘制相似，可参考其绘制方法。
三、横断面测量及横断面图绘制
横断面测量是测定各里程桩和加桩处的中线两侧地面上地形变化点至管道中心线的距离和高差，然后绘制成横断面图。横断面图表示了垂直于管道方向的地面起伏情况。绘制时以中线上的里程桩或加桩为坐标原点，以水平距离为横坐标，以与中线桩的高差为纵坐标，以纵、横相同的比例尺将各地面特征点绘在透明的毫米方格纸上。绘图比例尺一般用1：100。
根据纵断面图上的管线埋深和纵坡设计以及横断面上的中线两侧地形起伏，可以计算出管线施工时的土方量。
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11楼
管道工程属于地下工程。在较大的城镇及工矿企业中，各种管道常相互上下穿插，纵横交错，管道与管道之间联结成纵横交错的管道网。因此在施工过程中，要严格按设计要求进行测量，并做到“步步有检核”，确保施工质量。各种管道有着各种不同的测设精度要求。一般来讲，管道的测设精度取决于工程性质、所在位置和施工方法等因素。例如，厂区内部管道比外部管道测量精度要求高；无压力管道（如排水管道）比有压力管道（如给水管道）测量精度要求高；不开槽施工比开槽施工测量精度要求高。因此，要保证管内流体畅通无阻，其精度和坡度的测量精度必须满足设计要求。
管道施工测量的主要任务是根据工程进度的要求，为施工测设各种基准标志，以便在施工中能随时掌握中线方向和高程位置。
一、施工前的测量工程
1．熟悉图纸和现场情况
施工前，要认真研究图纸，了解设计意图及工程进度安排。到现场找到各交点桩、转点桩、里程桩及水准点位置。
2．校核中线并测设施工控制桩
中线测量时所钉各桩，在施工过程中会丢失或被破坏一部分。为保证中线位置准确可靠，应根据设计及测量数据进行复核，并补齐已丢失的桩。
在施工时由于中线上各桩要被挖丢，为了便于恢复中线和其他附属构筑物的位置，应在不受施工干扰、引测方便和易于保存桩位处设置施工控制桩。施工控制桩分中线控制桩和附属构筑物位置控制桩两种，如图5-2-30所示。
3．加密控制点
为便于施工过程中引测高程，应根据原有水准点，在沿线附近每隔150m增设一个临时水准点。
4．开槽中放线
开槽中放线就是按设计要求的埋深和土质情况、管径大小等计算出开槽宽度，并在地面上定出槽边线位置，划出白灰线，以便开挖施工。
二、开槽管道施工测量
1．设置坡度板及测设中线钉
管道施工中的测量工作主要是控制管道中线设计位置和管底设计高程。为此，需要设置坡度板。如图5-2-31所示，坡度板跨槽设置，间隔一般为10～20m，编以板号。根据中线控制桩，用经纬仪或全站仪把管道中心线投测到坡度板上，用小钉作标记，称为中线钉，以控制管道中心线的平面位置。 图5-2-31坡度板的设置
2．测设坡度钉
为了控制沟槽的开挖深度和管道的设计高程，还需要在坡度板上测设设计坡度。为此，在坡度横板上设置一坡度立板，一侧对齐中心线，在立板上测设一条高程线，其高程与管底设计高程相差一整分米数，称为下反数，在该高程线上横向钉一小钉，称为坡度钉，以控制沟底挖土深度和管道的埋设深度。如图5-2-31所示，用水准仪测得桩号为0＋100处的坡度板中线处的板顶高程为45.292m，管底的设计高程为42.800m，从坡度板顶向下量2.492m，即为管底高程。为了使下反数为一整分米数，坡度立板上的坡度顶应高于坡度板顶0.008m，使其高程为45.300m。这样，由坡度钉向下量2.5m，即为设计的管底高程。
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12楼
三、顶管施工测量
前面讲的是开槽的管道施工测量，当地下管道穿越铁路、道路、或重要建筑物等，由于不能或不允许开槽施工，这时就常采用顶管施工法。施工中管道的左右方向、高程和坡度都由测量工作来控制。在顶管施工中要做的测量工作有以下两项：
1．中线测量
先挖好顶管工作坑，然后根据地面管道的中线控制桩，用经纬仪或全站仪将顶管中线桩分别引测到坑底，在坑内标定出中线方向，并打入木桩和铁钉，如图5-2-32所示。在管内前端水平放置一把木尺，尺上有刻划并标明中心点，用经纬仪或全站仪可以测出管道中心偏离中线方向的数值，依此在顶进中进行校正。如果使用激光准直仪或徕卡生产的TCR702全站仪，则沿中线方向发射一束激光。激光是可见的，所以管道顶进中的校正更为方便。
2．高程测设
在工作坑内测设临时水准点，用水准仪测量管底前、后各点的高程，可以得到管底高程和坡度的校正数值。测量时，管内使用短水准标尺。如果将激光准直经纬仪安置的视准轴倾斜坡度与管道设计中心线重合，则可以同时控制顶管作业中的方向和高程。
图5-2-32 顶管中心线方向测设
四、管道竣工测量
管道竣工测量包括管道竣工平面图和管道竣工纵断面图的测绘。竣工平面图主要测绘管道的起点、转折点、终点，检查井及附属构筑物的平面位置和高程，测绘管道与附近重要地物（永久性房屋、道路、高压电线杆等）的位置关系。管道竣工纵断面图的测绘，要在回填土之前进行，用水准测量方法测定管顶的高程和检查井内管底的高程，距离用钢尺丈量。使用全站仪进行管道竣工测量将会提高效率。
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