第 12章 公路中线测量
12.1 概述
线路工程是指长宽比很大的工程，包括铁路、公路、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，但也有在地下的，还有的在空中，如地铁、地下管道、架空索道和架空输电线路等。用发展的眼光看，地下工程会越来越多。
在线路工程遇到障碍物时，要采取不同的工程手段来解决，如遇山打隧道，过江河峡谷架桥梁等。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。
12.2 交点和专点设置
12.2.1 交点设置 线路的转折点称为交点，它是布设线路、详细测设直线和曲线的控制点。对于低等级的公路，常采用一次定测的方法直接在现场测设出交点的位置。对于等级高的公路或地形复杂的地段，一般先在初测的带状地形图上进行纸上定线，然后实地标定交点位置。
常用的方法有,放点穿线定交点,拔角放线定交点,全站仪定交点．
当相邻两交点互相不通视时，需要在其连线上，测设一点或数点，
以供交点、测转折点、量距或延长直线时瞄准之用。这样的点称为转点 (ZD)。其测设方法如下,1) 两交点间设转点,(2) 延长线上设转点,
12.2.1.1 放点穿线定交点
穿线交点法是利用图上就近的导线点或地物点与纸上定线的直线段之间的角度和距离关系，用图解法求出测设数据，通过实地的导线点或地物点，把中线的直线段独立地测设到地面上，然后将相邻直线延长相交，定出地面交点桩的位置。其程序是：放点、
穿线、交点。
①放点放点常用的方法有 极坐标法 和 支距法 。 Pl,P2,P3,P4为纸上定线的某直线段欲放的临时点。在图上以附近的导线点 4,5
为依据，用量角器和比例尺分别量出放样数据。实地放点时，可用经纬仪和皮尺分别在 4,5点按极坐标法定出各临时点的位置。
按支距法放出中线上的各临时点 Pl,P2,P3,P4。即在图上从 导线点 14,15,16,17作导线边的垂线，分别与中线相交得各临时点，用比例尺量取各相应的支距和。在现场以相应导线点为垂足，用方向架标定垂线方向，按支距测设出相应的各临时点。
② 穿线放出的临时各点理论上应在一条直线上，由于图解数据和测设工作均存在误差，实际上并不严格在一条直线上，在这种情况下可根据现场实际情况，采用目估法穿线或经纬仪视准法穿线，通过比较和选择，定出一条尽可能多的穿过或靠近临时点的 直线
AB。最后在 A,B或其方向上打下两个以上的转点校，取消临时点桩。
③ 交点当两条相交的 直线 AB,CD在地面上确定后，可进行交点。将经纬仪置于 B点瞄准 A点，倒镜，在视线上接近交点 JD的概略位置前后打下两桩 (骑马桩 )。采用正倒镜分中法在该两桩上定出 a,b
两点，并钉以小钉，挂上细线。仪器搬至 C点，同法定出 c,d点，
挂上细线，两细线的相交处打下木桩，并钉以小钉，得到 JD点。
12.1.2 拔角放线定交点
拔角放线定交点，反算出有关测设数据，按坐标法、角度交会法或距离交会法测设出交点。根据 导线点 6,7和 JD1三点的坐标，
反算出方位角和 6点到 JD1之间的距离 D，按极坐标法测设 JDl。
按上述方法依次测设各交点时，由于测量和绘图都带有误差，
测设交点越多，距离越远，误差积累就越大。因此，在测设一定里程后，应和附近导线点联测。联测闭合差限差与初测导线相同。
限差符合要求后，应进行闭合差的调整。
(1) 两交点间设转点
JD5和 JD6为相邻而互不通视的两个交点,ZD为初定转点。欲检查 ZD是否在两交点的连线上，可将经纬仪安置在 ZD上，用正倒镜分中法延长直线／ 0s-2Df至 tJ0；，与 JD6的偏差为人用视距法测定 a,b，则 Zd应移动的距离 '可按下式计算：
将 ZD'按 '值移至 ZD。在 ZD上安置经纬仪，按上述方法逐渐趋近，
直至符合要求为止。
2) 延长线上设转点延长线上设转点在图 12-11中,JD8,JD9，互不通视，可在其延长线上初定转点 ZDf。在 ZDf上安置经纬仪，用正倒镜照准 JD8，固紧水平制动螺旋俯视 JD9，两次取中得到中点 JD9。若 JD9与 JD9。重合或偏差值 f在容许范围内，即可将 Jd9作为转点，否则应重设转点。用视距法定出 a,6，则 ZD应横向移动的距离‘可按下式计算：将
Z0“按’值移至 ZD。
重复上述方法，
直至符合要求为止。
１２,３ 路线转角的测定和里程桩设置
12.3.1 路线转角的测定相邻直线相交的点叫交点；
一直线方向转向另一直线方向的夹角叫转角或偏转角．
13.3.2 里程桩的设置 整桩和加桩统称为 里程桩 。整桩号为 0十
100，即此桩 距起点 100m 。 整柱之间的距 离也不同，一 般为
20m,30m,50m等。在相邻整桩之间线路穿越的重要地物处
(如铁路、公路,[日有管道等 )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。
在钉桩时，对于交点桩、转点桩、距线路起点每隔 500m处的整桩、重要地物加桩 (如桥、隧道位置桩 )，以及曲线主点校，都要打下方桩 (如图 12-14d所示 )，桩顶露出地面约 20cm，在其旁边钉一指示桩 (如图 12。 14e所示 )，指示桩为板桩。交点桩的指示校应钉在曲线圆心和交点连线外距交点 20cm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，以便书写校号，字面一律背向线路前进方向。
12.4 圆曲线的设置
路线由一个方向转向另一个方向时，必须用曲线来连接。最常见 的是圆曲线,又称单曲线,是一定半径的圆弧组成,一般分两步放样。先测设出圆曲线的主点，即起点、中点和终点；然后在主点间进行加密，在加密过程中同时测设里程桩，也称圆曲线细部放样。
12.4.1 圆曲线主点的设置 圆曲线主要包括,曲线的起点,称直圆点 (ZY);
曲线的中点,称曲中点 (QZ);曲线的终点,称圆直点,
(1) 曲线主点的放样元素 切线长 曲线长 外距 切曲差,
切线长 T=R*tan（ α/２）
曲线长 Ｌ＝Ｒ *απ/１８０
外距 Ｅ＝Ｒ *（ sec （ α/２）－１）
曲线差 Ｄ＝２Ｔ－Ｌ
(2) 主点设置 1) 主点里程计算 ;2)设置主点,
12.4.2 圆曲线里程桩的详细设置圆曲线主点设置,对于曲线较长的弧段尚不能满足设置桩距的要求,
一般圆曲线半径 R小于 100m时,桩距为 20m;R在 25～ 100m之间时,
桩距为 10m;同时桩距过长,也不便施工,因此在主点之间必须加设里程桩,这称为圆曲线的详细设置,常用方法有 切线支距法 和 偏角法,
设置里程桩的编号通常有整桩号法和整桩距法,所谓整桩号法,就是靠近起点的第一桩的里程凑整数为整桩里程号数,然后按整桩距连续向曲线终点设置 ;整桩距法就是从曲线起点的第一个桩起均按整桩距设桩,在中线测量中常用整桩号法,
(1) 切线支距法又称直角坐标法,它以圆 \曲线的起点 (ZY) ﹑ 终点
(YZ) 或曲中点 (QZ)为坐标原点,以过该点的切线为 x轴,过原点的曲线半径为 y,利用曲线上各点坐标 x,y设置曲线里程桩。
(2) 偏角法以曲线起点 ZY ﹑ 终点 YZ或曲中点 QZ至曲线上任一待定点 P的弦线与切线之间的弦切角 (偏角 )和弦长 C来确定 P 。
12.5 虚交
定出路线交点 JD的目的在于测定其里程、转角、设置曲线主点以加密曲线里程桩。但若交点落在水中、建筑物等,不能设点或安置仪器困难时,交点作为虚交处理,以辅助线方法求得曲线各设置元素,定出曲线主点。常用方法有,1) 圆外基线法 ;2)切基线法。
12.6 复曲线的设置
由两个或两个以上不同半径的同向圆曲线连接而成的曲线,称为复曲线。设置复曲线时,必须先选定其中一个圆曲线的半径,该曲线称为主曲线,其余的为副曲线,副曲线的半径是通过主曲线和测量的有关数据计算求得的。主要有基线法。
12.7 缓和曲线的设置
车辆从直线驶入圆曲线时,将会产生离心力,为减小其影响曲线路面必须在曲线外侧加高,叫超高,而超高不能在直线段进入曲线段或曲线段进入直线段时突然出现或消失,这样会产生车身横向震动。
为此,必须使超高均匀的增加或减小,以使行车舒适,既在直线与曲线之间插入一半径由无穷大减小为圆曲线半径的曲线,这种曲线称为缓和曲线。可以采用的曲线回旋曲线 双纽线 三次抛物线等线型。目前我国多采用回旋曲线。
12.7.1 缓和曲线公式 (1) 基本公式回旋曲线是曲率半径随曲线长度的增大而成反比均匀减小的曲线。
既曲线上任一点的曲率半径为或公路等级 高速公路 一 二 三 四地形平原微丘 100 85 70 50 35
山岭重丘 70 50 35 25 20
(2) 切线角公式 如图 12.15所示，设曲线上任一点Ｐ处的切线与起点ＺＨ或ＨＺ切线的交角为,称为切线角．
12.7.2 圆曲线带有缓和曲线的主点设置
（１） 内线值和切线值 设计时需满足（ α-２ β０ ）＞０．
（２） 曲线主点放样元素计算切线长 Ｔ Ｈ ＝（Ｒ＋Ｐ） tan（ α/２）＋ q；
曲线长 Ｌ Ｈ ＝Ｒ（ α-２ β０ ） π/１８０ ０ +２ ls
圆曲线长 Ｌ Ｙ ＝Ｒ（ α-２ β０ ） π/１８０ ０
外距 Ｅ Ｈ ＝（Ｒ＋Ｐ） sec （ α/２）－Ｒ；
曲线差 Ｄ Ｈ ＝２Ｔ Ｈ －Ｌ Ｈ
（３） 主点设置直缓点 ＺＨ＝ＪＤ－Ｔ Ｈ ；
缓圆点 ＨＹ＝ＺＨ＋ ls；
圆缓点 ＹＨ＝ＨＹ＋Ｌ Ｙ
缓直点 ＨＺ＝ＹＨ＋ ls
曲中点 ＱＺ＝ＨＺ－ Ｌ Ｈ ／２
交点 ＪＤ＝ＱＺ＋Ｄ Ｈ /２（校核）
12.7.3 带有缓和曲线的曲线的详细设置曲线主点定出后，即可进行缓和曲线和圆曲线里程桩的设置。常用方法有切线支距法和偏角法。如下图所示：
12.8 全站仪设置公路中线
应用全站仪设置公路中线，具有速度快，精度高等特点，在实践中得到广泛应用。应用它首先要沿公路方向布设统一的测量控制点，编制中线逐一里程桩坐标表。
12.8.1 控制测量
12.8.2 公路中线里程桩坐标计算
（ 1）直线段坐标计算
（ 2）第一缓和曲线段及圆曲线段（ ZH点至 YH点）坐标计算
（ 3）第二缓和曲线段坐标计算
（ 4）中线里程桩设置 见图：
12.9 路线纵、横断面测量
12.9.1 概述线路纵断面测量又称线路水准测量。它的任务是测定中线上各里程桩的地面高程，绘制中线纵断面图，作为设计线路坡度、计算中桩填挖尺寸的依据。线路水准测量分两步进行：首先在线路方向上设置水准点，建立高程控制，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精度；中平测量只作单程观测，按普通水准测量精度。横断面测量是测定各中心桩两侧垂直于线路中线的地面高程，可供路基设计、计算土石方量及施工放边桩之用。
12.9.2 基平测量
(1) 水准点的设置 基平测量也称高程控制测量。布设的水准点分永久水准点和临时水准点两种，在勘测设计和施工阶段甚至工程运营阶段都要使用。因此，水准点应选在地基稳固、易于联以及施工时不易被破坏的地方。水准点要埋设标石，也可设在永久性建筑物上，或将金属标志嵌在基岩上。
永久性水准点，在较长线路上一般应每隔 5km布设一点；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。临时水准点的布设密度应根据地形复杂情况和工程需要而定。在重丘陵和山区，每隔 0,5-1km布设一个，在平原和微丘陵区，每隔 1-2km布设一个。此外，在中小桥梁、涵洞以及停车场等地段，均应布设。较短的线路上，一般每隔 300-500m布设一点。
(2) 基平测量 基平测量时，首先应将起始水准点与国家高程基准进行联测，以获得绝对高程。在沿线途中，也应尽量与附近国家水准点进行联测，以便获得更多的检核条件。若线路附近没有国家水准点，也可以采用假定高程基准。
将水准点连成水准路线，采用四等水准测量的方法，或光电测距三角高程测量的方法进行，外业成果合格后要进行平差计算，得到各水准点的高程。
12.9.3 中平测量中平测量也称线路纵断面测量。从一个水准点出发，逐个测定中线桩的地面高程，附合到下一个水准点上。相邻水准点间构成一条附合水准路线。
测量时，在每一测站上首先读取后、前两转点 (7、尸 )的标尺读数，再读取两转点间所有中线桩地面点 (间视点 )的标尺读数，间视点的立尺由后司尺员来完成。
由于转点起传递高程的作用，因此，转点标尺应立在尺垫、稳固的桩顶或坚石上，尺上读数至毫米，视距一般不应超过 150m。问视点标尺读数至厘米，要求尺子立在紧靠桩边的地面上。
当线路跨越河流时，还需测出河床断面、洪水位高程和正常水位高程，
并注明时间，以便为桥梁设计提供资料。
如图 12*15，水准仪置于测站①，后视水准点月 M,1，前视转点了尸,1，将观测结果分别记人表 12-3中 "后视 "和 "前视 "栏内；然后观测中间的各个中线桩，即后司尺员将标尺依次立于 0十 000,0十 050,…,0
十 120各中线桩处的地面上，将读数分别记入表 12-3中 "间视 "栏内。如果利用中线桩作转点，应将标尺立在桩顶上，并记录桩高。
仪器搬至测站②，后视转点 7、尸,1，前视转点 7、尸,2，然后观测各中线桩地面点。用同法继续向前观测，直至附合到水准点 BM,2，完成符合路线的观测工作。
12.9.4 跨沟谷测量 一般采用内外沟分开进行测量,具体如下图：
12.9.5 纵断面的绘制 纵断面图既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。纵断面图是在以中线桩的里程为横坐标、以其高程为纵坐标的直角坐标系中绘制。里程 (水平 )比例尺和高程 (垂直 )比例尺根据实际工程要求选取。为了明显地表示地面起伏，一般取高程比例尺较里程比例尺大 10倍或 20倍。高程按比例尺注记，但要参考其他中线桩的地面高程确定原点高程 (如图中 0十 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 12-22是道路工程的 纵断面图 。图的上半部，从左至右绘有贯穿全图的两条线。细折线表示中线方向的地面线，根据中平测量的中线桩地面高程绘制；粗折线表示纵坡设计线。此外，上部还注有以下资料：水准点编号、高程和位置；竖曲线示意图及其曲线参数；桥梁的类型、孔径跨数、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，用细直线连接各相邻点位，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。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等与线路工程有关的专业技术规定。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。不同的坡段以竖线分开。某段的设计坡度值按下式计算：
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 4的设计高程按下式计算,H设计＝ H起点十 i设计 D起一 d (12—8)
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：
式中求得的施工量的填挖土深度，正值为挖土深度，负值为填土高度。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。
12.9.5 横断面测量 线路横断面测量的主要任务是在各中线桩处穗定垂直于中线方向的地面起伏，然后绘成横断面图，是横断面设计、土石方等工程量计算和施工时确定断面填挖边界的依据。
横断面测量的宽度，根据实际工程要求和地形情况确定。
（ 1） 横断面方向的测定
1） 直线段横断面方向的测定 直线段上的横断面方向是与线路中线相垂直的方向 (图 12-33)。
2） 圆曲线横断面方向的测定 曲线段上的横断面方向是与曲线的切线相垂直的方向（见图 12.34）。
3）缓和曲线段横断面方向的测定 缓和曲线上任一点横断面方向，
即过该点的法线方向。
（ 2）横断面测量
1） 花皮杆法 也叫抬杆法。
2）水准测量法 ；
3）经纬仪法。
（ 3） 横断面图绘制依据横断面测量得到的各点间的平距和高差，在毫米方格纸上绘出各中线桩的横断面图。
12.10 路基边桩的放样
路基边桩的放样就是江每一个横断面的路基边坡线与地面上标定出来，便于公路施工。边桩的位置由中桩沿横断面方向至边桩的距离来确定，常用的边桩放样方法由以下几种。
12.10.1 图解法 就是直接在横断面图上量取中桩至边桩的距离，
然后在实地用皮尺横断面方向量出相应的距离把边桩标定出来。
这种方法常用于填挖方不大时的情况。
12.10.2 解析法 路基边桩至中桩的距离是根据路基填挖高度、边坡率、路基宽度结合以下两种地形求得，然后再在实地上沿横断面方向量出相应的距离将边桩标定出来。
（ 1） 平坦地段路基边桩的放样 填方路基称为路堤。如图所示。
路堤边桩至中桩的距离为,D=B/2 +m*H
挖方路基称为路堑，如 12.29所示，路堑边桩至中桩的距离：
D=B/2 ＋ s＋ m*H
（ 2） 倾斜地段路基边桩的放样
倾斜地段，边桩至中桩的距离在路基宽、边坡定时，它是随地面坡度而变化。如 12.30路堤边桩至中桩的距离：
上侧,D上 ＝ B/2＋ m*（ H－ h上 ）
下侧,D下 ＝ B/2＋ m*（ H＋ h下 ）
如图 12.31 路堑边桩至中桩的距离为：
上侧,D上 ＝ B/2＋ s＋ m*（ H＋ h上 ）
下侧,D下 ＝ B/2＋ s＋ m*（ H－ h下）
方法有花皮尺法和试探法．
12.11 桥梁测量
为了发展铁路、公路和城市道路工程等交通运输事业，在江河上修建了大量桥梁，有铁路桥梁、公路桥梁、铁路公路两用桥梁。
陆地上的立交桥和高架道路也属于桥梁结构。这些桥梁在勘测设计、建筑施工和运营管理期间都需要进行大量的测量工作。
12.11.1 桥梁施工控制网的建立
（ 1） 桥位三角网 建立桥位三角网的目的是位了精度求出桥轴线的长度和放样出墩、台的位置以及进行各阶段施工测量等。对于大中型桥梁，由于桥轴线太长，跨度大，墩、台定位要求较高，
所以在施工最需要布置平面控制网和 高程控制网。常见形式见图：
（ 2）高程控制 高程控制测量的任务是按规定的精度施测桥址两岸布设一系列同一基准的基准的基本水准点和施工水准点，
一方面既能满足施工高程放样的需要，另一方面基本水准点亦供桥梁建成后对墩、台变形观测使用。必须采用跨河水准测量法或光电测距三角高程法。过河水准测量用两台水准仪同时作对向观测 。
12.11.2 桥梁墩、台定位
桥梁墩台定位测量是桥梁施工测量中的关键性工作。水中桥墩基础施工定位，采用方向交会法，这是由于水中桥墩基础一般采用浮运法施工，目标处于浮动中的不稳定状态，在其上无法使测量仪器稳定。在已稳固的墩台基础上定位时，可以采用方向交会法、
距离交会法或极坐标法。同样，桥梁上层结构的施工放样也可以采用这些方法。
① 方向交会法如图 12-44所示，
4月为桥轴线,C,D为桥梁平面控制网中的控制点
,PJ点为第 i个桥墩设计的中心位置 (待测设的点 )。
（ 2）直接丈量法 此法是在浅水河滩，或者水面较窄的情况下用检定过的钢尺跨越丈量。
（ 3） 电磁波测距法 在墩台中心安置反光镜，应用此法方便迅速。
12.12 隧道侧量
隧道是线路工程穿越山体等障碍物的通道，或是为地下工程施工所做的地面与地下联系的通道。隧道施工是从地面开挖竖井或斜井、平响进入地下的。为了加快工程进度，通常采取 多井开挖以增加工作面的办法,如图 12-30所示 。在对向开挖的隧道贯通面上，中线不能吻合，这种偏差称为贯通误差。贯通误差包括纵向误差 Af、横向误差 A"、高程误差 AA。其中、纵向误差仅影响隧道中线的长度，容易满足设计要求。因此，根据具体工程的性质、
隧道长度和施工方法的不同，一般只规定贯通面上横向误差及高程误差的限差,A24＜ 50-100mm,A人＜ 30-50mm。在隧道工程施工过程中，需要利用测量技术指定隧道的开挖井位、开挖方向，控制隧道的贯通误差等。为了做好这些工作，首先要进行地面控制测量。地面控制测量分平面控制和高程控制两部分
12.12.2 地面控制测量
（ 1）平面控制
1) 直接定线法 直接定线法就是把直线隧道的中线方向在地面标定出来，即在地面测设出位于 AD直线方向上的月,C两点，作为洞口点火,0向洞内弓 1测中线方向时的定向点。
② 导线测量法连接两隧道口布设一条导线或大致平行的两条导线，导线的转折角用 U2级经纬仪观测，距离用光电测距仪测定，相对误差不大于 1,10000。经洞口两点坐标的反算，可求得两点连线方向的距离和方位角，据此可以计算掘进方向。
③ 三角网法对于隧道较长、地形复杂的山岭地区，地面平面控制网一般布置成三角网形式，如图 12-32所示。测定三角网的全部角度和若干条边长，或全部边长，使之成为边角网。三角网的点位精度比导线高，有利于控制隧道贯通的横向误么占友。
④ GPS法
用全球定位系统 GPS技术作地面平面控制时，只需要布设洞口控制点和定向点且相互通视，以便施工定向之用。不同洞口之间的点不需要通视，与国家控制点或城市控制点之间的联测也不需要通视。因此，地面控制点的布设灵活方便，且定位精度目前已优于常规控制方法。
(2)高程控制测量高程控制测量的任务是按规定的精度施测隧道洞口 (包括隧道的进出口、竖井口、斜井口和平响口 )附近水准点的高程，作为高程引测进洞的依据。高程控制通常采用三、四等水准测量的方法施测。
水准测量应选择连接洞口最平坦和最短的线路，以期达到设站少、观测快、精度高的要求。每一洞口埋设的水准点应不少于两个，且以安置一次水准仪即可联测为宜。两端洞口之间的距离大于 1km时，应在中间增设临时水准点。
12.12.3 隧道施工测量任务就是根据地面布设的控制点随时给定开挖方向，定出中线桩，
确定在预定点的地点使隧道贯通。
（ 1）掘进方向及腰线的标定
1）掘井方向的标定 隧道贯通的横向误差主要由隧道中线方向的测设精度所决定，而进洞时的初始方向尤为重要。因此，在隧道洞口，要埋设若干个固定点，将中线方向标定于地面，作为开始掘进及以后与洞内控制点联测的依据。如图 12-35所示，用 1、
2,3,4标定掘进方向，再在洞口点火与中线垂直方向上埋设 5、
6,7,8桩。所有固定点应埋设在不易受施工影响的地方，并测定入点至 2,3,6＼ 7点的平距。这样，在施工过程中可以随时检查或恢复洞口控制点的位置和进洞中线的方向及里程。
2）腰线标定 在隧道施工中，为了控制施工的标高和隧道横断面的放样，在隧道岩壁上，每隔一定距离 (5-10m)测设出比洞底设计地坪高出 1m的标高线，称为腰线。腰线的高程由引入洞内的施工水准点进行测设。由于隧道的纵断面有一定的设计坡度，因此，腰线的高程按设计坡度随中线的里程而变化，它与隧道的设计地坪高程线是平行的。
（ 2） 洞内施工导线和水准测量
1）洞内导线测量测设隧道中线时，通常每掘进 20m埋设一个中线桩。由于定线误差，所有中线桩不可能严格位于设计位置上。
所以，隧道每掘进至一定长度 (直线隧道约每隔 100m左右，曲线隧道按通视条件尽可能放长 )布设一个导线点，也可以利用埋设的中线桩作为导线点，组成洞内施工导线。
2）洞内水准测量用洞内水准测量控制隧道施工的高程。隧道向前掘进，每隔
10m应设置一个洞内水准点，并据此测设腰线。通常情况下、可利用导线点作为水准点，也可将水准点埋设在洞顶或洞壁上，但都应力求稳固和便于观测。洞内水准线路也是支水准线路，除应往返观测外，还须经常进行复测。
12.12.4 竖井联系测量 为了保证地下各方向的开挖面能准确贯通，
必须将地面控制网中的点位坐标、方位和高程，通过竖井传递到地下，这项工作称为竖井联系测量。
（ 1）高程联系测量 高程导入的方法有：
钢尺导入法、钢丝导入法、测长器导入法和光电测距仪导入法等。这里仅对钢尺法略加说明。
（ 2） 竖井定向测量 是把地面控制网的坐标和方位角通过竖井传递到井下导线起算点和起算边，使井下与井上成为统一坐标。常采用的方法有瞄准法、连接三角法和陀螺经纬仪定向法，这仅对连接三角法做简介。
12.1 概述
线路工程是指长宽比很大的工程，包括铁路、公路、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，但也有在地下的，还有的在空中，如地铁、地下管道、架空索道和架空输电线路等。用发展的眼光看，地下工程会越来越多。
在线路工程遇到障碍物时，要采取不同的工程手段来解决，如遇山打隧道，过江河峡谷架桥梁等。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。
12.2 交点和专点设置
12.2.1 交点设置 线路的转折点称为交点，它是布设线路、详细测设直线和曲线的控制点。对于低等级的公路，常采用一次定测的方法直接在现场测设出交点的位置。对于等级高的公路或地形复杂的地段，一般先在初测的带状地形图上进行纸上定线，然后实地标定交点位置。
常用的方法有,放点穿线定交点,拔角放线定交点,全站仪定交点．
当相邻两交点互相不通视时，需要在其连线上，测设一点或数点，
以供交点、测转折点、量距或延长直线时瞄准之用。这样的点称为转点 (ZD)。其测设方法如下,1) 两交点间设转点,(2) 延长线上设转点,
12.2.1.1 放点穿线定交点
穿线交点法是利用图上就近的导线点或地物点与纸上定线的直线段之间的角度和距离关系，用图解法求出测设数据，通过实地的导线点或地物点，把中线的直线段独立地测设到地面上，然后将相邻直线延长相交，定出地面交点桩的位置。其程序是：放点、
穿线、交点。
①放点放点常用的方法有 极坐标法 和 支距法 。 Pl,P2,P3,P4为纸上定线的某直线段欲放的临时点。在图上以附近的导线点 4,5
为依据，用量角器和比例尺分别量出放样数据。实地放点时，可用经纬仪和皮尺分别在 4,5点按极坐标法定出各临时点的位置。
按支距法放出中线上的各临时点 Pl,P2,P3,P4。即在图上从 导线点 14,15,16,17作导线边的垂线，分别与中线相交得各临时点，用比例尺量取各相应的支距和。在现场以相应导线点为垂足，用方向架标定垂线方向，按支距测设出相应的各临时点。
② 穿线放出的临时各点理论上应在一条直线上，由于图解数据和测设工作均存在误差，实际上并不严格在一条直线上，在这种情况下可根据现场实际情况，采用目估法穿线或经纬仪视准法穿线，通过比较和选择，定出一条尽可能多的穿过或靠近临时点的 直线
AB。最后在 A,B或其方向上打下两个以上的转点校，取消临时点桩。
③ 交点当两条相交的 直线 AB,CD在地面上确定后，可进行交点。将经纬仪置于 B点瞄准 A点，倒镜，在视线上接近交点 JD的概略位置前后打下两桩 (骑马桩 )。采用正倒镜分中法在该两桩上定出 a,b
两点，并钉以小钉，挂上细线。仪器搬至 C点，同法定出 c,d点，
挂上细线，两细线的相交处打下木桩，并钉以小钉，得到 JD点。
12.1.2 拔角放线定交点
拔角放线定交点，反算出有关测设数据，按坐标法、角度交会法或距离交会法测设出交点。根据 导线点 6,7和 JD1三点的坐标，
反算出方位角和 6点到 JD1之间的距离 D，按极坐标法测设 JDl。
按上述方法依次测设各交点时，由于测量和绘图都带有误差，
测设交点越多，距离越远，误差积累就越大。因此，在测设一定里程后，应和附近导线点联测。联测闭合差限差与初测导线相同。
限差符合要求后，应进行闭合差的调整。
(1) 两交点间设转点
JD5和 JD6为相邻而互不通视的两个交点,ZD为初定转点。欲检查 ZD是否在两交点的连线上，可将经纬仪安置在 ZD上，用正倒镜分中法延长直线／ 0s-2Df至 tJ0；，与 JD6的偏差为人用视距法测定 a,b，则 Zd应移动的距离 '可按下式计算：
将 ZD'按 '值移至 ZD。在 ZD上安置经纬仪，按上述方法逐渐趋近，
直至符合要求为止。
2) 延长线上设转点延长线上设转点在图 12-11中,JD8,JD9，互不通视，可在其延长线上初定转点 ZDf。在 ZDf上安置经纬仪，用正倒镜照准 JD8，固紧水平制动螺旋俯视 JD9，两次取中得到中点 JD9。若 JD9与 JD9。重合或偏差值 f在容许范围内，即可将 Jd9作为转点，否则应重设转点。用视距法定出 a,6，则 ZD应横向移动的距离‘可按下式计算：将
Z0“按’值移至 ZD。
重复上述方法，
直至符合要求为止。
１２,３ 路线转角的测定和里程桩设置
12.3.1 路线转角的测定相邻直线相交的点叫交点；
一直线方向转向另一直线方向的夹角叫转角或偏转角．
13.3.2 里程桩的设置 整桩和加桩统称为 里程桩 。整桩号为 0十
100，即此桩 距起点 100m 。 整柱之间的距 离也不同，一 般为
20m,30m,50m等。在相邻整桩之间线路穿越的重要地物处
(如铁路、公路,[日有管道等 )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。
在钉桩时，对于交点桩、转点桩、距线路起点每隔 500m处的整桩、重要地物加桩 (如桥、隧道位置桩 )，以及曲线主点校，都要打下方桩 (如图 12-14d所示 )，桩顶露出地面约 20cm，在其旁边钉一指示桩 (如图 12。 14e所示 )，指示桩为板桩。交点桩的指示校应钉在曲线圆心和交点连线外距交点 20cm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，以便书写校号，字面一律背向线路前进方向。
12.4 圆曲线的设置
路线由一个方向转向另一个方向时，必须用曲线来连接。最常见 的是圆曲线,又称单曲线,是一定半径的圆弧组成,一般分两步放样。先测设出圆曲线的主点，即起点、中点和终点；然后在主点间进行加密，在加密过程中同时测设里程桩，也称圆曲线细部放样。
12.4.1 圆曲线主点的设置 圆曲线主要包括,曲线的起点,称直圆点 (ZY);
曲线的中点,称曲中点 (QZ);曲线的终点,称圆直点,
(1) 曲线主点的放样元素 切线长 曲线长 外距 切曲差,
切线长 T=R*tan（ α/２）
曲线长 Ｌ＝Ｒ *απ/１８０
外距 Ｅ＝Ｒ *（ sec （ α/２）－１）
曲线差 Ｄ＝２Ｔ－Ｌ
(2) 主点设置 1) 主点里程计算 ;2)设置主点,
12.4.2 圆曲线里程桩的详细设置圆曲线主点设置,对于曲线较长的弧段尚不能满足设置桩距的要求,
一般圆曲线半径 R小于 100m时,桩距为 20m;R在 25～ 100m之间时,
桩距为 10m;同时桩距过长,也不便施工,因此在主点之间必须加设里程桩,这称为圆曲线的详细设置,常用方法有 切线支距法 和 偏角法,
设置里程桩的编号通常有整桩号法和整桩距法,所谓整桩号法,就是靠近起点的第一桩的里程凑整数为整桩里程号数,然后按整桩距连续向曲线终点设置 ;整桩距法就是从曲线起点的第一个桩起均按整桩距设桩,在中线测量中常用整桩号法,
(1) 切线支距法又称直角坐标法,它以圆 \曲线的起点 (ZY) ﹑ 终点
(YZ) 或曲中点 (QZ)为坐标原点,以过该点的切线为 x轴,过原点的曲线半径为 y,利用曲线上各点坐标 x,y设置曲线里程桩。
(2) 偏角法以曲线起点 ZY ﹑ 终点 YZ或曲中点 QZ至曲线上任一待定点 P的弦线与切线之间的弦切角 (偏角 )和弦长 C来确定 P 。
12.5 虚交
定出路线交点 JD的目的在于测定其里程、转角、设置曲线主点以加密曲线里程桩。但若交点落在水中、建筑物等,不能设点或安置仪器困难时,交点作为虚交处理,以辅助线方法求得曲线各设置元素,定出曲线主点。常用方法有,1) 圆外基线法 ;2)切基线法。
12.6 复曲线的设置
由两个或两个以上不同半径的同向圆曲线连接而成的曲线,称为复曲线。设置复曲线时,必须先选定其中一个圆曲线的半径,该曲线称为主曲线,其余的为副曲线,副曲线的半径是通过主曲线和测量的有关数据计算求得的。主要有基线法。
12.7 缓和曲线的设置
车辆从直线驶入圆曲线时,将会产生离心力,为减小其影响曲线路面必须在曲线外侧加高,叫超高,而超高不能在直线段进入曲线段或曲线段进入直线段时突然出现或消失,这样会产生车身横向震动。
为此,必须使超高均匀的增加或减小,以使行车舒适,既在直线与曲线之间插入一半径由无穷大减小为圆曲线半径的曲线,这种曲线称为缓和曲线。可以采用的曲线回旋曲线 双纽线 三次抛物线等线型。目前我国多采用回旋曲线。
12.7.1 缓和曲线公式 (1) 基本公式回旋曲线是曲率半径随曲线长度的增大而成反比均匀减小的曲线。
既曲线上任一点的曲率半径为或公路等级 高速公路 一 二 三 四地形平原微丘 100 85 70 50 35
山岭重丘 70 50 35 25 20
(2) 切线角公式 如图 12.15所示，设曲线上任一点Ｐ处的切线与起点ＺＨ或ＨＺ切线的交角为,称为切线角．
12.7.2 圆曲线带有缓和曲线的主点设置
（１） 内线值和切线值 设计时需满足（ α-２ β０ ）＞０．
（２） 曲线主点放样元素计算切线长 Ｔ Ｈ ＝（Ｒ＋Ｐ） tan（ α/２）＋ q；
曲线长 Ｌ Ｈ ＝Ｒ（ α-２ β０ ） π/１８０ ０ +２ ls
圆曲线长 Ｌ Ｙ ＝Ｒ（ α-２ β０ ） π/１８０ ０
外距 Ｅ Ｈ ＝（Ｒ＋Ｐ） sec （ α/２）－Ｒ；
曲线差 Ｄ Ｈ ＝２Ｔ Ｈ －Ｌ Ｈ
（３） 主点设置直缓点 ＺＨ＝ＪＤ－Ｔ Ｈ ；
缓圆点 ＨＹ＝ＺＨ＋ ls；
圆缓点 ＹＨ＝ＨＹ＋Ｌ Ｙ
缓直点 ＨＺ＝ＹＨ＋ ls
曲中点 ＱＺ＝ＨＺ－ Ｌ Ｈ ／２
交点 ＪＤ＝ＱＺ＋Ｄ Ｈ /２（校核）
12.7.3 带有缓和曲线的曲线的详细设置曲线主点定出后，即可进行缓和曲线和圆曲线里程桩的设置。常用方法有切线支距法和偏角法。如下图所示：
12.8 全站仪设置公路中线
应用全站仪设置公路中线，具有速度快，精度高等特点，在实践中得到广泛应用。应用它首先要沿公路方向布设统一的测量控制点，编制中线逐一里程桩坐标表。
12.8.1 控制测量
12.8.2 公路中线里程桩坐标计算
（ 1）直线段坐标计算
（ 2）第一缓和曲线段及圆曲线段（ ZH点至 YH点）坐标计算
（ 3）第二缓和曲线段坐标计算
（ 4）中线里程桩设置 见图：
12.9 路线纵、横断面测量
12.9.1 概述线路纵断面测量又称线路水准测量。它的任务是测定中线上各里程桩的地面高程，绘制中线纵断面图，作为设计线路坡度、计算中桩填挖尺寸的依据。线路水准测量分两步进行：首先在线路方向上设置水准点，建立高程控制，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精度；中平测量只作单程观测，按普通水准测量精度。横断面测量是测定各中心桩两侧垂直于线路中线的地面高程，可供路基设计、计算土石方量及施工放边桩之用。
12.9.2 基平测量
(1) 水准点的设置 基平测量也称高程控制测量。布设的水准点分永久水准点和临时水准点两种，在勘测设计和施工阶段甚至工程运营阶段都要使用。因此，水准点应选在地基稳固、易于联以及施工时不易被破坏的地方。水准点要埋设标石，也可设在永久性建筑物上，或将金属标志嵌在基岩上。
永久性水准点，在较长线路上一般应每隔 5km布设一点；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。临时水准点的布设密度应根据地形复杂情况和工程需要而定。在重丘陵和山区，每隔 0,5-1km布设一个，在平原和微丘陵区，每隔 1-2km布设一个。此外，在中小桥梁、涵洞以及停车场等地段，均应布设。较短的线路上，一般每隔 300-500m布设一点。
(2) 基平测量 基平测量时，首先应将起始水准点与国家高程基准进行联测，以获得绝对高程。在沿线途中，也应尽量与附近国家水准点进行联测，以便获得更多的检核条件。若线路附近没有国家水准点，也可以采用假定高程基准。
将水准点连成水准路线，采用四等水准测量的方法，或光电测距三角高程测量的方法进行，外业成果合格后要进行平差计算，得到各水准点的高程。
12.9.3 中平测量中平测量也称线路纵断面测量。从一个水准点出发，逐个测定中线桩的地面高程，附合到下一个水准点上。相邻水准点间构成一条附合水准路线。
测量时，在每一测站上首先读取后、前两转点 (7、尸 )的标尺读数，再读取两转点间所有中线桩地面点 (间视点 )的标尺读数，间视点的立尺由后司尺员来完成。
由于转点起传递高程的作用，因此，转点标尺应立在尺垫、稳固的桩顶或坚石上，尺上读数至毫米，视距一般不应超过 150m。问视点标尺读数至厘米，要求尺子立在紧靠桩边的地面上。
当线路跨越河流时，还需测出河床断面、洪水位高程和正常水位高程，
并注明时间，以便为桥梁设计提供资料。
如图 12*15，水准仪置于测站①，后视水准点月 M,1，前视转点了尸,1，将观测结果分别记人表 12-3中 "后视 "和 "前视 "栏内；然后观测中间的各个中线桩，即后司尺员将标尺依次立于 0十 000,0十 050,…,0
十 120各中线桩处的地面上，将读数分别记入表 12-3中 "间视 "栏内。如果利用中线桩作转点，应将标尺立在桩顶上，并记录桩高。
仪器搬至测站②，后视转点 7、尸,1，前视转点 7、尸,2，然后观测各中线桩地面点。用同法继续向前观测，直至附合到水准点 BM,2，完成符合路线的观测工作。
12.9.4 跨沟谷测量 一般采用内外沟分开进行测量,具体如下图：
12.9.5 纵断面的绘制 纵断面图既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。纵断面图是在以中线桩的里程为横坐标、以其高程为纵坐标的直角坐标系中绘制。里程 (水平 )比例尺和高程 (垂直 )比例尺根据实际工程要求选取。为了明显地表示地面起伏，一般取高程比例尺较里程比例尺大 10倍或 20倍。高程按比例尺注记，但要参考其他中线桩的地面高程确定原点高程 (如图中 0十 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 12-22是道路工程的 纵断面图 。图的上半部，从左至右绘有贯穿全图的两条线。细折线表示中线方向的地面线，根据中平测量的中线桩地面高程绘制；粗折线表示纵坡设计线。此外，上部还注有以下资料：水准点编号、高程和位置；竖曲线示意图及其曲线参数；桥梁的类型、孔径跨数、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，用细直线连接各相邻点位，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。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等与线路工程有关的专业技术规定。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。不同的坡段以竖线分开。某段的设计坡度值按下式计算：
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 4的设计高程按下式计算,H设计＝ H起点十 i设计 D起一 d (12—8)
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：
式中求得的施工量的填挖土深度，正值为挖土深度，负值为填土高度。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。
12.9.5 横断面测量 线路横断面测量的主要任务是在各中线桩处穗定垂直于中线方向的地面起伏，然后绘成横断面图，是横断面设计、土石方等工程量计算和施工时确定断面填挖边界的依据。
横断面测量的宽度，根据实际工程要求和地形情况确定。
（ 1） 横断面方向的测定
1） 直线段横断面方向的测定 直线段上的横断面方向是与线路中线相垂直的方向 (图 12-33)。
2） 圆曲线横断面方向的测定 曲线段上的横断面方向是与曲线的切线相垂直的方向（见图 12.34）。
3）缓和曲线段横断面方向的测定 缓和曲线上任一点横断面方向，
即过该点的法线方向。
（ 2）横断面测量
1） 花皮杆法 也叫抬杆法。
2）水准测量法 ；
3）经纬仪法。
（ 3） 横断面图绘制依据横断面测量得到的各点间的平距和高差，在毫米方格纸上绘出各中线桩的横断面图。
12.10 路基边桩的放样
路基边桩的放样就是江每一个横断面的路基边坡线与地面上标定出来，便于公路施工。边桩的位置由中桩沿横断面方向至边桩的距离来确定，常用的边桩放样方法由以下几种。
12.10.1 图解法 就是直接在横断面图上量取中桩至边桩的距离，
然后在实地用皮尺横断面方向量出相应的距离把边桩标定出来。
这种方法常用于填挖方不大时的情况。
12.10.2 解析法 路基边桩至中桩的距离是根据路基填挖高度、边坡率、路基宽度结合以下两种地形求得，然后再在实地上沿横断面方向量出相应的距离将边桩标定出来。
（ 1） 平坦地段路基边桩的放样 填方路基称为路堤。如图所示。
路堤边桩至中桩的距离为,D=B/2 +m*H
挖方路基称为路堑，如 12.29所示，路堑边桩至中桩的距离：
D=B/2 ＋ s＋ m*H
（ 2） 倾斜地段路基边桩的放样
倾斜地段，边桩至中桩的距离在路基宽、边坡定时，它是随地面坡度而变化。如 12.30路堤边桩至中桩的距离：
上侧,D上 ＝ B/2＋ m*（ H－ h上 ）
下侧,D下 ＝ B/2＋ m*（ H＋ h下 ）
如图 12.31 路堑边桩至中桩的距离为：
上侧,D上 ＝ B/2＋ s＋ m*（ H＋ h上 ）
下侧,D下 ＝ B/2＋ s＋ m*（ H－ h下）
方法有花皮尺法和试探法．
12.11 桥梁测量
为了发展铁路、公路和城市道路工程等交通运输事业，在江河上修建了大量桥梁，有铁路桥梁、公路桥梁、铁路公路两用桥梁。
陆地上的立交桥和高架道路也属于桥梁结构。这些桥梁在勘测设计、建筑施工和运营管理期间都需要进行大量的测量工作。
12.11.1 桥梁施工控制网的建立
（ 1） 桥位三角网 建立桥位三角网的目的是位了精度求出桥轴线的长度和放样出墩、台的位置以及进行各阶段施工测量等。对于大中型桥梁，由于桥轴线太长，跨度大，墩、台定位要求较高，
所以在施工最需要布置平面控制网和 高程控制网。常见形式见图：
（ 2）高程控制 高程控制测量的任务是按规定的精度施测桥址两岸布设一系列同一基准的基准的基本水准点和施工水准点，
一方面既能满足施工高程放样的需要，另一方面基本水准点亦供桥梁建成后对墩、台变形观测使用。必须采用跨河水准测量法或光电测距三角高程法。过河水准测量用两台水准仪同时作对向观测 。
12.11.2 桥梁墩、台定位
桥梁墩台定位测量是桥梁施工测量中的关键性工作。水中桥墩基础施工定位，采用方向交会法，这是由于水中桥墩基础一般采用浮运法施工，目标处于浮动中的不稳定状态，在其上无法使测量仪器稳定。在已稳固的墩台基础上定位时，可以采用方向交会法、
距离交会法或极坐标法。同样，桥梁上层结构的施工放样也可以采用这些方法。
① 方向交会法如图 12-44所示，
4月为桥轴线,C,D为桥梁平面控制网中的控制点
,PJ点为第 i个桥墩设计的中心位置 (待测设的点 )。
（ 2）直接丈量法 此法是在浅水河滩，或者水面较窄的情况下用检定过的钢尺跨越丈量。
（ 3） 电磁波测距法 在墩台中心安置反光镜，应用此法方便迅速。
12.12 隧道侧量
隧道是线路工程穿越山体等障碍物的通道，或是为地下工程施工所做的地面与地下联系的通道。隧道施工是从地面开挖竖井或斜井、平响进入地下的。为了加快工程进度，通常采取 多井开挖以增加工作面的办法,如图 12-30所示 。在对向开挖的隧道贯通面上，中线不能吻合，这种偏差称为贯通误差。贯通误差包括纵向误差 Af、横向误差 A"、高程误差 AA。其中、纵向误差仅影响隧道中线的长度，容易满足设计要求。因此，根据具体工程的性质、
隧道长度和施工方法的不同，一般只规定贯通面上横向误差及高程误差的限差,A24＜ 50-100mm,A人＜ 30-50mm。在隧道工程施工过程中，需要利用测量技术指定隧道的开挖井位、开挖方向，控制隧道的贯通误差等。为了做好这些工作，首先要进行地面控制测量。地面控制测量分平面控制和高程控制两部分
12.12.2 地面控制测量
（ 1）平面控制
1) 直接定线法 直接定线法就是把直线隧道的中线方向在地面标定出来，即在地面测设出位于 AD直线方向上的月,C两点，作为洞口点火,0向洞内弓 1测中线方向时的定向点。
② 导线测量法连接两隧道口布设一条导线或大致平行的两条导线，导线的转折角用 U2级经纬仪观测，距离用光电测距仪测定，相对误差不大于 1,10000。经洞口两点坐标的反算，可求得两点连线方向的距离和方位角，据此可以计算掘进方向。
③ 三角网法对于隧道较长、地形复杂的山岭地区，地面平面控制网一般布置成三角网形式，如图 12-32所示。测定三角网的全部角度和若干条边长，或全部边长，使之成为边角网。三角网的点位精度比导线高，有利于控制隧道贯通的横向误么占友。
④ GPS法
用全球定位系统 GPS技术作地面平面控制时，只需要布设洞口控制点和定向点且相互通视，以便施工定向之用。不同洞口之间的点不需要通视，与国家控制点或城市控制点之间的联测也不需要通视。因此，地面控制点的布设灵活方便，且定位精度目前已优于常规控制方法。
(2)高程控制测量高程控制测量的任务是按规定的精度施测隧道洞口 (包括隧道的进出口、竖井口、斜井口和平响口 )附近水准点的高程，作为高程引测进洞的依据。高程控制通常采用三、四等水准测量的方法施测。
水准测量应选择连接洞口最平坦和最短的线路，以期达到设站少、观测快、精度高的要求。每一洞口埋设的水准点应不少于两个，且以安置一次水准仪即可联测为宜。两端洞口之间的距离大于 1km时，应在中间增设临时水准点。
12.12.3 隧道施工测量任务就是根据地面布设的控制点随时给定开挖方向，定出中线桩，
确定在预定点的地点使隧道贯通。
（ 1）掘进方向及腰线的标定
1）掘井方向的标定 隧道贯通的横向误差主要由隧道中线方向的测设精度所决定，而进洞时的初始方向尤为重要。因此，在隧道洞口，要埋设若干个固定点，将中线方向标定于地面，作为开始掘进及以后与洞内控制点联测的依据。如图 12-35所示，用 1、
2,3,4标定掘进方向，再在洞口点火与中线垂直方向上埋设 5、
6,7,8桩。所有固定点应埋设在不易受施工影响的地方，并测定入点至 2,3,6＼ 7点的平距。这样，在施工过程中可以随时检查或恢复洞口控制点的位置和进洞中线的方向及里程。
2）腰线标定 在隧道施工中，为了控制施工的标高和隧道横断面的放样，在隧道岩壁上，每隔一定距离 (5-10m)测设出比洞底设计地坪高出 1m的标高线，称为腰线。腰线的高程由引入洞内的施工水准点进行测设。由于隧道的纵断面有一定的设计坡度，因此，腰线的高程按设计坡度随中线的里程而变化，它与隧道的设计地坪高程线是平行的。
（ 2） 洞内施工导线和水准测量
1）洞内导线测量测设隧道中线时，通常每掘进 20m埋设一个中线桩。由于定线误差，所有中线桩不可能严格位于设计位置上。
所以，隧道每掘进至一定长度 (直线隧道约每隔 100m左右，曲线隧道按通视条件尽可能放长 )布设一个导线点，也可以利用埋设的中线桩作为导线点，组成洞内施工导线。
2）洞内水准测量用洞内水准测量控制隧道施工的高程。隧道向前掘进，每隔
10m应设置一个洞内水准点，并据此测设腰线。通常情况下、可利用导线点作为水准点，也可将水准点埋设在洞顶或洞壁上，但都应力求稳固和便于观测。洞内水准线路也是支水准线路，除应往返观测外，还须经常进行复测。
12.12.4 竖井联系测量 为了保证地下各方向的开挖面能准确贯通，
必须将地面控制网中的点位坐标、方位和高程，通过竖井传递到地下，这项工作称为竖井联系测量。
（ 1）高程联系测量 高程导入的方法有：
钢尺导入法、钢丝导入法、测长器导入法和光电测距仪导入法等。这里仅对钢尺法略加说明。
（ 2） 竖井定向测量 是把地面控制网的坐标和方位角通过竖井传递到井下导线起算点和起算边，使井下与井上成为统一坐标。常采用的方法有瞄准法、连接三角法和陀螺经纬仪定向法，这仅对连接三角法做简介。
