路基縱橫斷面測量及土石方工程量計(jì)算

第三節(jié)縱橫斷面測量及土石方工程量計(jì)算創(chuàng)作：歐陽育時(shí)間：2021.02.04創(chuàng)作：歐陽育路線定測階段在完成中線測量以后，還必須進(jìn)行路線縱、橫斷面測量。路線縱斷面測量又稱為中線水準(zhǔn)測量，它的任務(wù)是在道路中線測定之后，測定中線上各里程樁（簡稱中樁）的地面高程，并繪制路線縱斷面圖，來表示沿路線中線位置的地形起伏狀態(tài)，主要用于路線縱坡設(shè)計(jì)。橫斷面測量是測定中線上各里程樁處垂直于中線方向的地形起伏狀態(tài)，并繪制橫斷面圖，供路基設(shè)計(jì)、施工放邊樁使用，并通過計(jì)算橫斷面圖的填、挖斷面面積即相鄰中樁的距離便可計(jì)算施工的土石方數(shù)量。線路縱斷面包括路線水準(zhǔn)測量和線路縱斷面繪制兩項(xiàng)內(nèi)容。其中路線水準(zhǔn)測量分兩步進(jìn)行，首先是沿線路方向設(shè)置若干個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，按等級水準(zhǔn)測量的精度要求測定其高程，稱為基平測量；然后以基平測量所得各水準(zhǔn)點(diǎn)高程為基礎(chǔ)，按等外水準(zhǔn)測量的精度要求分段進(jìn)行中線各里程樁地面高程的水準(zhǔn)測量，稱為中平測量。一、基平測量水準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)置應(yīng)根據(jù)需要和用途的不同，可設(shè)置永久性和臨時(shí)性的水準(zhǔn)點(diǎn)。路線起終點(diǎn)和終點(diǎn)、需長期觀測的工程附近均設(shè)置永久性水準(zhǔn)點(diǎn)，永久性水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)標(biāo)石，也可設(shè)置在永久性建筑物的基礎(chǔ)上或用金屬標(biāo)志嵌在基巖上。水準(zhǔn)點(diǎn)密度應(yīng)根據(jù)地形和工程需要而定，在丘陵和山區(qū)每隔0.5-lkm設(shè)置—個(gè)，在平原地區(qū)每隔l-2km設(shè)置一個(gè)?；綔y量時(shí)，應(yīng)將起始水準(zhǔn)點(diǎn)與附近的國家水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測，以獲得絕對高程，同時(shí)在沿線水準(zhǔn)測量中，也應(yīng)盡量與附近國家水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測，形成附合水準(zhǔn)路線，以獲得更多的檢核條件，當(dāng)路線附近沒有國家水準(zhǔn)點(diǎn)或引測有困難時(shí)，也可參考地形圖選定—個(gè)與實(shí)地高程接近的作為起始水準(zhǔn)點(diǎn)的假定高程?；綔y量應(yīng)使用不低于D?級水準(zhǔn)儀，采用一組往返或兩組單程在水準(zhǔn)點(diǎn)之間進(jìn)行觀測。水準(zhǔn)測量的精度要求，往返觀測或兩組單程觀測的高差不符值應(yīng)滿足：A<±30VZmm（平原微丘區(qū)）或士45^mm（山嶺重丘區(qū)）式中厶為水準(zhǔn)路線長度，以km計(jì)（具體可參考《公路勘測規(guī)范》（JTJ061-99））o若高差不符值在限差以內(nèi)，取其高差平均值作為兩水準(zhǔn)點(diǎn)間高差，否則需要重測。最后由起始點(diǎn)高程及調(diào)整后高差計(jì)算各水準(zhǔn)點(diǎn)高程。二、中平測量中平測量即線路中樁的水準(zhǔn)測量，一般以相鄰兩水準(zhǔn)點(diǎn)為一測段，從一水準(zhǔn)點(diǎn)開始，用視線高法逐點(diǎn)施測中樁的地面高程，附合到下一個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)上。相鄰兩轉(zhuǎn)點(diǎn)間觀測的中樁，稱為中間

點(diǎn)。為了削弱高程傳遞的誤差，觀測時(shí)應(yīng)先觀測轉(zhuǎn)點(diǎn)，后觀測中間點(diǎn)。轉(zhuǎn)點(diǎn)應(yīng)立在尺墊上或穩(wěn)定的固定點(diǎn)上，尺子讀數(shù)至毫米，視線長度不大于150m；中間點(diǎn)尺子應(yīng)立在緊靠中樁的地面上，尺子讀數(shù)至cm,視線長度可適當(dāng)放長。如圖9-14所示，水準(zhǔn)儀置于丨站后，后視水準(zhǔn)點(diǎn)為BM1,前視轉(zhuǎn)點(diǎn)為TP1,將觀測結(jié)果分別記入表9-2中的“后視”和“前視”欄內(nèi),然后觀測0=000……,0=120等各中樁點(diǎn),將讀數(shù)分別記入“中視”欄。將儀器搬到II站，后視轉(zhuǎn)點(diǎn)為TP1,前視轉(zhuǎn)點(diǎn)為TP2,然后觀測各中樁地面點(diǎn)，用同法繼續(xù)想前觀測，直至附和到下一點(diǎn)水準(zhǔn)點(diǎn)BM2,完成一測段的觀測工作。22■9表測站測點(diǎn)水準(zhǔn)尺讀數(shù)儀器視線商度高程后視中視前視1BM11.986180.679178.693K0+0001.57179.1090+0201.93178.7490+0401.56179.1750+0601.12179.559TP10.872179.8072TP12.283182.09179.8070+0800.68181.410+1001.59180.50+1202.11179.980+1402.66179.43TP22.376179.7143TP22.185181.899179.7140+1602.18179.7190+1802.04179.8590+2001.65180.2490+2201.27180.629BM21.387180.512中樁水準(zhǔn)測量的精度要求，一般取測段高差與兩端水準(zhǔn)點(diǎn)已知高差之差的限差為土50呦丘（二級及二級以下公路，厶以Km計(jì)），在容許范圍內(nèi)，即可進(jìn)行中樁地面高程的計(jì)算，否則應(yīng)重測。中間點(diǎn)的地面高程及前視點(diǎn)高程，一律按所屬測站的視線高程進(jìn)行計(jì)算。每一測站的計(jì)算公式如下：視線高程二后視點(diǎn)高程+后視讀數(shù)轉(zhuǎn)點(diǎn)高程二視線高程-前視讀數(shù)中樁高程二視線高程■中視讀數(shù)三、縱斷面圖的繪制縱斷面圖是表示線路中線方向的地面起伏和設(shè)計(jì)縱坡的線狀圖，它反映中線方向的地面起伏，又可在其上進(jìn)行縱坡設(shè)計(jì)，是線路設(shè)計(jì)和施工的重要資料，也是線路縱向設(shè)計(jì)的依據(jù)。如圖9-15所示，在圖的上半部，從左至右繪有兩條貫穿全圖的線，細(xì)折線表示中線方向的實(shí)際地面線，是根據(jù)樁間距和中樁高程按比例繪制的；另外一條是粗線，表示帶有豎曲線在內(nèi)的經(jīng)縱坡設(shè)計(jì)后的中線，是縱坡設(shè)計(jì)時(shí)繪制的。此外，在圖上還行還注有水準(zhǔn)點(diǎn)位置、編號和高程，橋涵的類型、孔徑、跨數(shù)、長度、里程樁號和設(shè)計(jì)水位，豎曲線示意圖及其曲線元素，同某公路、鐵路交叉點(diǎn)的位置、里程和有關(guān)說明等。在圖的下部幾欄表格中，注記有關(guān)測量和縱坡設(shè)計(jì)的資料，其中包括以下幾項(xiàng)內(nèi)容；直線與曲線直線與曲線為中線示意圖，曲線部分用直角的折線表示，上凸的表示右偏，下凸的表示左偏，并注明交點(diǎn)編號和曲線半徑。里程一般按比例標(biāo)注百米樁和公里樁，里程比例一般按1：1000、1:2000或1：5000,為突出地面坡度變化，高程比例是里程比例的10倍。地面髙程按中平測量成果填寫相應(yīng)里程樁的地面高程。設(shè)計(jì)髙程按中線設(shè)計(jì)縱坡計(jì)算的路基的高程。根據(jù)設(shè)計(jì)縱坡坡度i和相應(yīng)的水平距離D,按下式便可從A點(diǎn)的高程弘推算B點(diǎn)的高程HB=HA+iDAB（9?15）坡度從左至右向上斜的線表示上坡（正坡），下斜的線表示下坡（負(fù)坡），斜線上以百分?jǐn)?shù)注記坡度的大小，斜線下為坡長，水平路段坡為零。土壤地質(zhì)說明標(biāo)明路段的土壤地質(zhì)情況。-5■-5■岡化砂巖nV 一'|—' =■777(A41?鳳化時(shí)嶼撿.3tl?r-s54C>6ft□ilJ二-——1GVisn1巧i~Jvs ；滋f*r*rr\jn&Saw首g81 5頁科1▼」2A14678 9lit)曲線T L3涼——圖9-15橫斷面測量的任務(wù)是測定中樁兩側(cè)垂直于中線方向的地面起伏，然后繪制橫斷面圖，供路基設(shè)計(jì)、土石方量計(jì)算和施工放邊樁之用。橫斷面測量的寬度由路基寬度及地形情況確定，一般在中線兩側(cè)各側(cè)15~50m。圖9-151?橫斷面方向的測定直線段橫斷面方向即是與路中線相垂直的方向，一般用方向架測定，如圖9-16,將方向架置于中樁點(diǎn)上，以其中一方向?qū)?zhǔn)路線前方（或后方）某一中樁，則另一方向即為橫斷面施測方向。圖9-162?橫斷面測量方法橫斷面測量中的距離和高差一般準(zhǔn)確到0.1m即可滿足工程的要求。因此橫斷面的測量方法多采用簡易的測量工具和方歐陽育創(chuàng)編2021.02.04 歐陽育創(chuàng)編2021.02.04法，以提高工作效率。下面介紹幾種常用的方法。標(biāo)桿皮尺法如圖9-17,A、B、C為橫斷面方向上所選定的變坡點(diǎn)，施測時(shí)，將標(biāo)桿立于A點(diǎn)，皮尺靠中樁地面拉平，量出至A點(diǎn)的平距，皮尺截取標(biāo)桿的高度即為兩點(diǎn)的高差，同法可測出A至B、B至C……等測段的距離和高差，此法簡便，但精度較低。⑵水準(zhǔn)儀法當(dāng)橫斷面測量精度要求較高，橫斷面方向高差變化不大時(shí)，多采用此法。施測時(shí)用鋼尺(或皮尺)量距，水準(zhǔn)儀后視中樁標(biāo)尺，求得視線高程后，再分別在橫斷面方向的坡度變化點(diǎn)上立標(biāo)尺，視線高程減去諸前視點(diǎn)讀數(shù)，即得各測點(diǎn)高程。(3)經(jīng)緯儀法在地形復(fù)雜橫坡較陡的地段，可采用此法。實(shí)施時(shí)，將經(jīng)緯儀安置在中樁上，用視距法測出橫斷面方向各變坡點(diǎn)至中樁間的水平距離與高差。橫斷面測量中高速公路、一級公路一般采用水準(zhǔn)儀皮尺法、經(jīng)緯儀法，二級及二級以下公路可采用標(biāo)桿皮尺法，但檢測限差應(yīng)符合規(guī)定。3?橫斷面圖的繪制根據(jù)橫斷面測量成果，在毫米方格紙上繪制橫斷面圖，距離和高程取同一比例尺（通常取1：100或1：200）,一般是在野外邊測邊繪，這樣便于及時(shí)對橫斷面圖進(jìn)行檢核。繪圖時(shí)，先在圖紙上標(biāo)定好中樁位置，然后由中樁開始，分左右兩側(cè)逐一按各測點(diǎn)間的距離和高程繪于圖紙上，并用直線連接相鄰點(diǎn)，即得該中樁的橫斷面圖。圖9-18為橫斷面圖上繪有設(shè)計(jì)路基橫斷面的圖形。五、土石方工程量計(jì)算橫斷面圖畫好后，經(jīng)路基設(shè)計(jì)，現(xiàn)在透明紙上按與橫斷面圖相同的比例尺分別繪制出路塹、路堤和半填半挖的路基設(shè)計(jì)線圖9-19稱為標(biāo)準(zhǔn)斷面圖，然后按縱斷面圖上該中樁的設(shè)計(jì)高程把標(biāo)準(zhǔn)斷面圖套到該實(shí)測的橫斷面圖上，俗稱“套帽子”；也可將路基斷面設(shè)計(jì)線直接畫在橫斷圖上，繪制成路基斷面圖。圖9?19所示為半填半挖的路基斷面圖，通過計(jì)算斷面圖的填、挖斷面面積及相鄰中樁間的距離，便可以計(jì)算出施工的土石方量。1?橫斷面面積的計(jì)算路基填、挖面積，就是橫斷面圖上原地面線與路基設(shè)計(jì)線

所包圍的面積。橫斷面面積一般為不規(guī)則的幾何圖形，計(jì)算方法有積距法、幾何圖形法、求積儀法、坐標(biāo)法和方格法等，常用的有積距法和幾何圖形法，現(xiàn)做簡單介紹：圖9-20(1)積距法積距法是單位橫寬b把橫斷面劃分為若干個(gè)梯形和三角形條塊，見圖9-20,則每一個(gè)小條塊的近似面積等于其平均高度hi乘以橫距bi,斷面積總和等于各條面積的總和，圖9-20即通常橫斷面圖都是測繪在方格紙上，一般可取粗線間距l(xiāng)cm為單位,如測圖比例尺為1:500,則單位橫距b即為5m,按上式即可求得斷面面積。平均高差總和》h可用“卡規(guī)”求得，如填挖斷面較大時(shí)，可改用紙條，即用厘米方格紙折成在條作為量尺量得。該法計(jì)算迅速，簡單方便，可直接得出填挖面積。幾何圖形法幾何圖形法是當(dāng)橫斷面地面較規(guī)則時(shí)，可分成幾個(gè)規(guī)則的幾何圖形，如三角形、梯形或矩形等，然后分別計(jì)算面積，即可得出總面積值。另外，計(jì)算橫斷面面積時(shí)，應(yīng)注意：①將填方面積At和挖方面積Aw分別計(jì)算；2計(jì)算挖方面積時(shí)，邊溝在一定條件下是定值，故邊溝面積可單獨(dú)計(jì)算出直接加在挖方面積內(nèi)，而不必連同挖方面積一并卡積距；③橫斷面面積計(jì)算取值到0.1mm2,算出后可填寫在橫斷面圖上，以便

計(jì)算土石方量。2?路基土石方量計(jì)算(1)通常為計(jì)算方便，一般均采用平均斷面法，并近似采用下式，即v_Al+A2L2 (9-16)式中A、—分別為相鄰兩樁