道路工程测量实训指导书

为了巩固理论教学的内容，加深学生对《工程测量技术》课程的理解和认识，进一步提高学生的操作技能，掌握建筑工程施工测量工作的过程与方法，根据教学计划的安排，组织本次实训。

一、实训目的

实训是工程测量技术课程教学的一个重要环节，其目的是通过系统化的技能训练，使学生掌握建筑道路工程施工测量工作的过程与方法，能够分析和解决有关施工测量技术问题，能编制道路施工测量方案，能比较熟练地独立完成道路工程施工所涉及的测量项目。通过实训，培养学生道路工程施工测量的专业能力、方法能力和社会能力。

1.专业能力

(1)能正确地制定建立建筑工程平面控制网方案；能运用经纬仪或全站仪，

按相关规范标准进行方案的实施，并提供符合精度要求的成果。

(2)能正确地制定建立建筑工程高程控制网方案；能运用水准仪，按相关

规

范标准进行方案的实施，并提供符合精度要求的成果。

(3)能正确地制定建筑基础施工测量方案；能运用相关测量仪器，按相关

规

范标准进行方案的实施，并提供符合精度要求的成果以指导工程施工顺利的进

行。

(4)能正确地制定建筑主体施工测量方案；能运用相关测量仪器，按相关

规

范标准进行方案的实施，并提供符合精度要求的成果以指导工程施工顺利的进

行。

(5)能正确地制定建筑物沉降观测方案；能运用相关测量仪器，按相关规

范

标准进行方案的实施，并提供符合精度要求的成果以指导工程施工顺利的进

行。

2.方法能力

(1)具有较好的学习新知识和新技能的能力。

(2)具有较强的理解能力与表达能力。

(3)具有根据工程项目制定工作计划的能力。

(4)具有综合运用知识与技术从事较复杂的技术工作的能力。

3.社会能力

(1)具有良好的职业道德和敬业精神；

(2)具有团队意识及妥善处理人际关系的能力；

(3)具有沟通与交流能力；

(4)具有计划组织能力和团队协作能力。

二、实训任务

【测区概况】测区位于学院内部，具体区域见下图红线包围区域。在测区

附

近有已知平面控制点G01 和G14 及高程控制点T2，其坐标和高程见下表：

以下未填坐标点由于学校迟迟未提供，所以暂时空缺。

1. 建立施工平面控制网

在测区实地踏勘，布设一条图根闭合导线，经过观测、计算获得控制点平

面

坐标。导线测量的技术指导：

（1）导线测量的等级与技术要求

表7-3 经纬仪导线的主要技术要求

注：n为测站数。

表7-4 光电测距导线的主要技术要求

（2）导线测量的外业工作

1．导线的布设

在选点前，应先收集测区已有地形图和已有高级控制点的成果资料，将控制点展绘在原有地形图上，然后在地形图上拟定导线布设方案，最后到野外踏勘，核对、修改、落实导线点的位置，并建立标志。

选点时应注意下列事项：

（1）相邻点间应相互通视良好，地势平坦，便于测角和量距。

（2）点位应选在土质坚实，便于安置仪器和保存标志的地方。

（3）导线点应选在视野开阔的地方，便于碎部测量

（4）导线边长应大致相等，其平均边长应符合表7-3所示。

（5）导线点应有足够的密度，分布均匀，便于控制整个测区。

建立标志

（1）临时性标志（本次实训做临时性标志）导线点位置选定后，要在每一点位上打

一个木桩，在桩顶钉一小钉，作为点的标志，如图6-6所示。也可在水泥地面上用红漆

划一圆，圆内点一小点，作为临时标志。

（2）永久性标志需要长期保存的导线点应埋设混凝土桩，如图6-7所示。桩顶嵌入带“+”字的金属标志，作为永久性标志。

导线点应统一编号。为了便于寻找，应量出导线点与附近明显地物的距离，绘出草图，注明尺寸，该图称为“点之记”，如图6-8所示。

2、测角及其精度的评定

导线转折角的测量一般采用测回法观测。在附合导线中一般测左角；在闭合导线中，一般测内角；对于支导线，应分别观测左、右角。不同等级导线的测角技术要求详见表7-3。图根导线，一般用DJ6经纬仪测一测回，当盘左、盘右两半测回角值的较差不超过±40″时，取其平均值。

3、量距工作及其精度评定

导线边长可用钢尺直接丈量，或用光电测距仪直接测定。

用钢尺丈量时，选用检定过的30m或50m的钢尺，导线边长应往返丈量各一次，往返丈量相对误差应满足表7-3的要求。

用光电测距仪测量时，要同时观测竖直角，供倾斜改正之用。

（3）导线的内业计算（闭合导线的坐标计算）

现以图6-11所注的数据为例（该例为图根导线），结合“闭合导线坐标计算表”的使用，说明闭合导线坐标计算的步骤。

1．准备工作

将校核过的外业观测数据及起算数据填入“闭合导线坐标计算表”中，见表6-6，起算数据用单线标明。

2．角度闭合差的计算与调整

（1）计算角度闭合差 如图6-11所示，n 边形闭合导线内角和的理论值为：

??-=∑180

)2(th n β （6-5） 式中 n ——导线边数或转折角数。

由于观测水平角不可避免地含有误差，致使实测的内角之和

∑m β不等于理论值

∑th β，两者之差，称为角度闭合差，用f β

表示，即

??--=-=∑∑∑180)2(th n f m m ββββ （6-6）

（2）计算角度闭合差的容许值 角度闭合差的大小反映了水平角观测的质量。各级导线角度闭合差的容许值f βp 见表6-3和表6-4，其中图根导线角度闭合差的容许值f βp 的计算公式为：

n f 06p ''±=β （6-7）

1＝500.00m 1＝500.00m

图6-11 闭合导线略图

如果

βf ＞

p βf ，说明所测水平角不符合要求，应对水平角重新检查或重测。

如果β

f ≤p

βf ，说明所测水平角符合要求，可对所测水平角进行调整。

（3）计算水平角改正数 如角度闭合差不超过角度闭合差的容许值，则将角度闭合差反符号平均分配到各观测水平角中，也就是每个水平角加相同的改正数v β，v β的计算公式为：

n

f v ββ-

= （6-8）

计算检核：水平角改正数之和应与角度闭合差大小相等符号相反，即

∑-=β

βf v

（4）计算改正后的水平角 改正后的水平角βi 改等于所测水平角加上水平角改正数

βββv i i +=改 （6-9）

计算检核：改正后的闭合导线内角之和应为（n －2）×180?，本例为540?。

本例中f β、f βp 的计算见表6-5辅助计算栏，水平角的改正数和改正后的水平角见表6-6第3、4栏。

3．推算各边的坐标方位角

根据起始边的已知坐标方位角及改正后的水平角，按式（4-18）和式（4-19）推算其它各导线边的坐标方位角。

本例观测左角，按式（4-6 p59 ）推算出导线各边的坐标方位角，填入表6-6的第五栏内。 计算检核：最后推算出起始边坐标方位角，它应与原有的起始边已知坐标方位角相等，否则应重新检查计算。

4．坐标增量的计算及其闭合差的调整

（1）计算坐标增量 根据已推算出的导线各边的坐标方位角和相应边的边长，按式（6-1）

计算各边的坐标增量。例如，导线边1-2的坐标增量为：

m 30.1830042335cos m 60.201cos 121212+='''??==?αD x m 92.830042335sin m 60.201sin 121212-='''??==?αD y

用同样的方法，计算出其它各边的坐标增量值，填入表6-6的第7、8两栏的相应格内。 （2）计算坐标增量闭合差 如图6-12a 所示，闭合导线，纵、横坐标增量代数和的理论值应为零，即

??

?

=?=?∑

∑00th th y x （6-10）

实际上由于导线边长测量误差和角度闭合差调整后的残余误差，使得实际计算所得的

m x ?∑、m y ?∑不等于零，从而产生纵坐标增量闭合差W x

和横坐标增量闭合差W y

，

即

??

?

?=?=∑∑m y m x y W x W （6-11）

（3）计算导线全长闭合差W D 和导线全长相对闭合差W K 从图6-12b 可以看出，由于坐标增量闭合差W x 、W y 的存在，使导线不能闭合，1-1′之长度W D 称为导线全长闭合差，并用下式计算

W D =

22y

x W W + （6-12）

仅从W D 值的大小还不能说明导线测量的精度，衡量导线测量的精度还应该考虑到导线的总长。将W D 与导线全长∑D 相比，以分子为1的分数表示，称为导线全长相对闭合差W K ，即

y

图6-12 坐标增量闭合差

D

D W D

D W K ∑∑=

=1 （6-13）

以导线全长相对闭合差W K 来衡量导线测量的精度，W K 的分母越大，精度越高。不同等级的导线，其导线全长相对闭合差的容许值W K P 参见表6-3和表6-4，图根导线的W K P 为1/2 000。 如果W K ＞W K P ，说明成果不合格，此时应对导线的内业计算和外业工作进行检查，必要时须重测。

如果W K ≤W K P ，说明测量成果符合精度要求，可以进行调整。 本例中W x 、W y 、W D 及W K 的计算见表6-6辅助计算栏。

（4）调整坐标标增量闭合差 调整的原则是将W x 、W y 反号，并按与边长成正比的原则，分配到各边对应的纵、横坐标增量中去。以v xi 、v yi 分别表示第i 边的纵、横坐标增量改正数，即

??

???

??

?-=?-=∑∑i y

yi

i x xi D D W v D D

W v （6-14）

本例中导线边1-2的坐标增量改正数为：

m

05.0m 60.201m 80.1137m

30.01212

+=?--=-=∑D D W v x x

m

02.0m 60.201m 80.1137m 09.012

12+=?--=-

=∑D D

W v y

y

用同样的方法，计算出其它各导线边的纵、横坐标增量改正数，填入表6-6的第7、8栏坐标增量值相应方格的上方。

计算检核：纵、横坐标增量改正数之和应满足下式

??

?

-=-=∑∑y y x x W v W v （6-15） （5）计算改正后的坐标增量 各边坐标增量计算值加上相应的改正数，即得各边的改正后的坐标增量。

?

?

?

+?=?+?=?yi i i xi i i v y y v x x 改改 （6-16）

本例中导线边1-2改正后的坐标增量为：

m

35.183m 05.0m 30.183121212+=++=+?=?x v x x 改

m

90.83m 02.0m 92.83121212-=+-=+?=?y v y y 改

用同样的方法，计算出其它各导线边的改正后坐标增量，填入表6-6的第9、10栏内。

计算检核：改正后纵、横坐标增量之代数和应分别为零。 5．计算各导线点的坐标

根据起始点1的已知坐标和改正后各导线边的坐标增量，按下式依次推算出各导线点的坐

标：

??

?

?+=?+=----改改1111i i i i i i y y y x x x （6-17）

将推算出的各导线点坐标，填入表6-6中的第11、12栏内。最后还应再次推算起始点1的坐标，其值应与原有的已知值相等，以作为计算检核。

表6-6 闭合导线坐标计算表

并实地勘测设计一条道路中心线，用木桩和小钉做好交点以及转点的标记，做好点之记。

2. 建立施工高程控制网

在测区实地踏勘，布设一条四等闭合水准路线（高程控制点可布设在平面控制点上），经过观测、计算

求出各控制点的高程。

从某一水准点出发，选定一条闭合水准路线。路线长度200~400米，设置4~6站，视线长度30m左右。

安置水准仪的测站至前、后视立尺点的距离，应该用步测使其相等。在每一测站，按下列顺序进行观测：

后视水准尺黑色面，读上、下丝读数，精平，读中丝读数；

前视水准尺黑色面，读上、下丝读数，精平，读中丝读数；

前视水准尺红色面，精平，读中丝读数；

后视水准尺红色面，精平，读中丝读数

（3）记录者在“四等水准测量记录”表中按表头表明次序⑴~⑻记录各个读数，⑼~⒃为计算结果：

后视距离⑼=100×{⑴-⑵}

前视距离⑽=100×{⑷-⑸}

视距之差⑾=⑼-⑽

∑视距差⑿=上站⑿+本站⑾

红黑面差⒀=⑹+K-⑺，（K=4.687或4.787）

⒁=⑶+K-⑻

黑面高差⒂=⑶-⑹

红面高差⒃=⑻-⑺

高差之差⒄=⒂-⒃=⒁-⒀

平均高差⒅=1/2{⒂+⒃}

每站读数结束(⑴~⑻)，随即进行各项计算(⑼~⒃)，并按技术指标进行检验，满足限差后方能搬站。

（4）依次设站，用相同方法进行观测，直到线路终点，计算线路的高差闭合差。按四等水准测量的规定，线路高差闭合差的容许值为±20√L mm，L为线路总长（单位：km）。

3. 中线测量

根据选定的道路中桩（交点桩等）测设交点桩之间路线右角，并计算转角，测设路线长度并根据长度给各个中桩编号。即为里程桩。

通过直线和曲线的测设，将道路中心线的平面位置测设到地面上，并测出其里程。即测设直线上、圆曲线上或缓和曲线上中桩。即为中线测量。

1．交点的测设：路线的转折点，即两个方向直线的交点，用JD来表示。等级较低公路：现场标定。本次实训采用低等级公路确定交点。高等级公路：测地形图——图上定线——实地放线。

2、按路线的前进方向，以路线为界，在路线右侧的水平角称为右角，如图8-11中所示的β1β2。在中线测量中，一

般是采用测回法测定。上、下两个半测回所测角值的不符值视公路等级而定：高速公路、一级公路为±20″；二级及二级以下的公路为±60″。如在容许范围内，可取两个半测回的平均值作为最后结果。

3、．转角的计算

当右角β测定以后，根据β值计算路线交点处的转角α。当β＜180°时为右转角（路线向右转）。当＞180°时为左转角（路线向左转），左转角和右转角按下式计算：

α右=180°—ββ＜180°

α左=β—180°β＞180°

4、由于测设平曲线的需要，测角组同时要在路线设置曲线的一侧把分角线的方向标定出来，在右角测定后，如图所

示，测定β后，仪器处于盘右，瞄准前视ZD的状态，设此时水平盘的读数为，则分角线方向值（即瞄准分角线方向时水平度盘读数）应为：α+β/2

5、测定相邻两个交点的距离：直接用经纬仪视距测量的方法进行测量。主要步骤见教材71页。

6、里程桩(mileage peg)的设置

又称中桩，表示该桩至路线起点的水平距离。分为整桩(每隔20m或50m设一个)和加桩：

加桩分为:地形加桩、地物加桩、人工结构物加桩、工程地质加桩、曲线加桩和断链加桩。（如：改K1+100=K1+080，长链20m。）

4. 缓和曲线测设

计算测设元素，并按照圆曲线测设的方法直接进行主点测设，并在实地标注桩号。然后再相邻主点中间进行详点测设，同时标注。

车辆在曲线上行驶，会产生离心力。由于离心力的作用，车辆将向曲线外侧倾倒，影响车辆的安全行驶和顺适。为了减少离心力的影响，路面必须在曲线外侧加高，称为超高。在直线上超高为0，在圆曲线上超高为h，这就需要在直线与圆曲线之间插入一段曲率半径由无穷大逐渐变化至圆曲线半径R的曲线，使超高由零逐渐增加到h，同时实现曲率半径的过渡，这段曲线称为缓和曲线。

1、 测设元素计算：

当测得转角α，圆曲线半径R 和缓和曲线长ls 确定后，即可按下列公式计算曲线测设元素。

（1）内移距p 和切线增长q 的计算：

（3）里程的计算

ZH=JD-TH ；HY=ZH+ls ；

QZ=ZH+LH/2；HZ=ZH+LH ；YH=HZ-ls

2、主点测设

1．架仪JDi ，后视JDi-1，量取TH ，得ZH 点；后视JDi+1，量取TH ，得HZ 点；在分角线上量取EH ，得QZ 点。 2．分别在ZH 、HZ 点架仪，后视JDi 方向，量取x0，再在此方向垂直方向上量取y0，得HY 和YH 点。 3、详细测设： 切线支距法

切线支距法是以直缓点ZH 或缓直点HZ 为坐标原点，以切线为x 轴，过原点的半径为y 轴，利用缓和曲线和圆曲线上各点的x 、y 坐标测设曲线。

在缓和曲线上各点的坐标可按缓和曲线参数方程式计算，即

s

Rl l y 63

=

圆曲线上各点坐标的计算公式可按图写出：

5. 中基平测量绘制断面图

首先进行基平测量，将各个水准点的高程测定出来。并记录到相应手簿上。（此处由于测区较小，可以直接用第二部的高程控制点，作为路线水准点）然后进行中平测量，测得路线中线各个里程桩的高程。并满足教材183页中桩高程测量精度中的三级公路技术要求。并根据里程和高程绘制纵断面图。然后根据水准仪皮尺法测各个变坡点相对于中桩的平距与高差，并满足教材188页横断面测量的限差规定中三级公路要求。然后绘制横断面图。

1-1．基平测量

水准点高程的测量，应按五等高程测量的要求，可以采用水准测量和测距仪三角高程测量，水准测量可用单仪器往返测

225

40s l R l l x -

=s

R l

l y 6 3

=

p

R y q R x + - = + = ) cos 1 ( sin ? ?

法或双仪器同向测法，记录格式用高差法，其高差不符值的限差为

平原与微丘区 fh容=±30 √L mm

山岭与重丘区 fh容=±9 √L mm

1-2．中平测量

水准点测设后，根据水准点高程，用附合水准测量的方法，测定路中线各里程桩的地面高程，称为中平

测量，即中桩高程测量。可采用DS3水准仪和5米塔尺进行水准测量。限差为±50 mm。其观测方法如图所

示。从水准点BM开始，首先置水准仪于Ⅰ站，在BM1立尺，读取后视读数，然后在测站视线范围上立尺并

读数，称为中视读数。

当水准仪视线不能继续读尺时（如读不到K0+200桩上的尺），在转点Z1立尺取前视读数，将仪器搬至下

一站Ⅱ，以Z1为后视，继续观测下去。由于每站皆有中视读数，路线水准测量的记录格式采用视线高程

法。

转点ZD起传递高程的作用，应保证读数正确，要求读至毫米，并选在较稳固之处，在软土处选转点时，

应按尺垫并踏紧，有时也可选中桩作为转点。由于中间点不传递高程，且本身精度要求仅分米，为了提

高观测速度，读数取至厘米即可。

2纵断面图的绘制

路线纵断面图是表示线路中线方向地面高低起伏形状和纵坡变化的剖视图，它是根据中平测量成果绘制而成。在铁路、公路、运河、渠道的设计中，纵断面图是重要的资料。

如图所示，为公路纵断面图。为了明显表示地势变化，图的高程（竖直）比例尺通常比里程（水平）比例尺大10倍，如水平比例尺为1：2000，则竖直比例尺应为1：200。

2-1、纵断面图：

2-2、纵断面图的内容

纵断面图包括两部分，上半部绘制断面线，进行有关注记；下半部填写资料数据表。

1）坡度与坡长从左至右向上斜者为上坡（正坡），向下斜者为下坡（负坡），水平线表示平坡；线上注记坡度的百分数（铁路断面图为千分数）。线下注记坡长。

2）设计高程按中线设计纵坡计算的路基高程。

3）地面高程按中平测量成果填写的各里程桩的地面高程。

4）里程桩与里程按中线测量成果，根据水平比例尺标注的里程桩号。为使纵断面图清晰，一般只标注百米桩和公里桩，为了减少书写，百米桩的里程只写1~9，公里桩则用符号O表示，并注明公里数。

5）直线和曲线为路线中线的平面示意图，按中线测量资料绘制。直线部分用居中直线表示，曲线部分用凸出的矩形表示，上凸者表示路线右弯，下凸者表示左弯，并在凸出的矩形内注明交点编号和曲线半径。

3、横断面测量

横断面测量的任务是测定线路各中桩处与中线相垂直方向的地面高低起伏情况，通过测定中线两侧地面变坡点至中线的距离和高差，即可绘制横断面图，为路基横断面设计，土石方量的计算和施工时边桩的放样提供依据。横断面应逐桩施测，其施测宽度及断面点间的密度应根据地形、地质和设计需要而定。

3-1、横断面方向的测定（本次实训只根据曲线的圆心大致在现场确定即可）

（1）直线上横断面方向的测定在直线上横断面应与路线方向相垂直，一般采用简易直角方向架来定向，如图所示，方向架为坚固木料制成，长约1.5m ，在上部两个垂直方向雕空，中间插入AB、CD互相垂直的两个觇板，下面镶以铁脚可以插入土中。将方向架插在中桩上，以AB觇板瞄准直线上另一中桩，则CD觇板即为横断面方向。

横断面测量工具：十字架

（2）曲线上横断面方向的测定当中桩位于曲线上时，横断面方向应为该曲线的圆心方向，在实际工作中，多采用弯道求心方向架（即在一般方向架上增加一活动觇板）获得。如图所示，首先置求心方向架于曲线起点ZY，用AB觇板瞄准JD 方向，此时CD觇板即为圆心方向，然后旋转活动觇板EF瞄准曲线上1点，并用螺旋固定EF位置，合弦切角α不变，移方向架于1点，用CD觇板瞄准曲线起点ZY，此时，EF觇板所指的方向即为1点的圆心方向。

横断面测量方法(图解）

3-2横断面测量的方法

横断面测量的目的是测定路线两测变坡点的平距与高差，视线路的等级和地形情况，可以采用不同的方法。对于铁路、高速公路和一级公路应采用水准仪法或不低于经纬仪视距的方法测量，对于二级以下公路的断面可采用手水准皮尺法或标杆比抬法测量。

水准皮尺法的测量方法与记录手簿见教材188页。

4 、横断面图的绘制

横断面图也是绘在透明毫米方格纸的背面。在绘图前，先在图上标出中桩位置，注明桩号，一幅图上可绘制多个断面，一般是从左到右，由下到上依次测绘，如图所示。

由于计算填挖方面积，横断面图的水平比例尺与竖直比例尺是一致的，通常采用1：200。

横断面图：（图解）

三、实训时间安排

2.

3.

4

5

6

四、每组配备的仪器用具

经纬仪+钢尺，S3 水准仪1 台，双面水准尺 2 支，尺垫2 个，记录板

1 块，锤子1 把，木桩若干，伞1 把，有关记录手簿（导线测量的测回法观测手簿、

高程测量的四等水准双面尺观测手簿、中桩测量的测回法观测手簿，钢尺量距一般方法观测手簿、

缓和曲线测设手簿、基平测量的四等水准双面尺观测手簿、中平测量记录、计算手簿）、纸，计算器，铅笔等。

五、实训注意事项

1．组长要切实负责，合理安排，使每人都有练习的机会，不要单纯追求进

度；组员之间应团结协作，密切配合，以确保实训任务顺利完成。

2．实训过程中，应严格遵守《测量实训须知》中的有关规定。用观测手簿进行记录与计算，

不得记录在草稿纸上，否则一经发现，按伪造原始观测数据处理。每组组长应随时准备一张打印白纸。

记录当天出勤以及实训安排和问题发现。影响小组实训成绩，责任自负。

3．实训前要做好准备，随着实训进度阅读“实训指导书”及教材的有关章

节。

4．每一项测量工作完成后，要及时计算、整理观测成果。原始数据、资料、

成果应妥善保存，不得丢失。

5、由于此次实训遇梅雨季节，望同学们自觉遵守实训纪律。根据天气合理安排实训时间，老师的一般进行抽

查。实训时间为整整五天。跟学校的放假时间不吻合。各个小组组长自觉组织实训。

六、实训报告的撰写要求

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