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2. 既有铁路勘测设计 2.1既有线勘测设计的一般过程
既有线改建，包括平面、纵断面和横断面改建。其改建设计，应符合《技规》和《线规》的基本要求和有关标准。相对新线而言既有线的主要技术标准较低，不能适应提速要求。改建施工时，因必须保证正常运营和行车安全，导致了施工条件复杂，工程造价较高。为了节约资金应尽量利用既有建筑物与设备，允许改建设计的标准较新建铁路的设计标准适当降低。
改建既有线应做好如下工作：
1) 收集经济技术资料。首先进行经济调查，并了解既有线的运营情况，取得客货运量与行车组织等经济和技术资料，以研究提高铁路能力的措施，提出分期加强的方案。
2) 进行工程地质勘测。查明控制线路的不良地质及重点工程的地质条件，提出选定线路改建或绕行方案的意见；提供桥、隧、路基各类工程设计所需的工程地质资料，以及砂、石等建筑材料的资料。
3) 线路测绘和调查。包括平面测绘、纵断面测量、横断面测绘、地形测绘和各类调查，这些是确定线路设计标准、研究线路改建方案和进行平纵面设计的基础。
4) 既有个体工程调查。对桥梁、涵洞、隧道、路基的设计、施工和使用情况，进行细致的调查，以确定其利用、加固或改建的原则，并收集设计所需的资料；修建第二线时，还要收集第二线桥隧的边侧和要求线间距的资料。
5) 施工组织和概算资料的调查。以调查资料为依据编制概算，并在方案经济比较中计算工程费。
6) 收集有关图纸资料。
2.2平面改建设计
2.2.1曲线改建方式
既有线的平面改建，主要是曲线及其毗邻地段的改建。不同的改建原因可采用不同的改建方式。
1) 在运营过程中，由于列车车轮冲撞钢轨以及维修时对线路拨道，使曲线偏离设计位置。改建时，需将既有曲线拨正到设计位置。
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2) 由于运量增长，车速提高，导致改建线路的设计标准提高。如需加大既有曲线半径加长缓和曲线和夹直线长度。同向曲线间夹直线长度不够可改为一个曲线；反向曲线间夹直线长度不够，可用移动中间切线的办法加长夹直线。
3) 某段线路标准过低或绕弯过多，改建时往往裁弯取直另修一段新线。线路上个别桥隧建筑物位置的改移，也将引起附近线路的改建。
4) 曲线改建图示：（图2-1）
图2-1 曲线改建图示
2.2.2曲线改建的测设方法
改建线路的测设，可根据具体情况采用下述两种方法。
1) 当既有线与改建线线间距离较大时，改建线可采用新线方法直接测设。 2) 曲线及其毗邻地段的改建，通常是将既有线拨正到设计位置，设计时需要算出既有线每个测点拨动到设计位置的拨距量，因此需要测量各个控制点的偏角，以便在后来计算既有线位置。
2.2.3平面改建设计要点
1) 力争曲线地段改建工程量小
改建既有曲线时，因选配不同的设计曲线半径和缓和曲线长度，会导致拨距大小及拨动方向的不同，只有使曲线半径与缓和曲线长度合理组合，才可能减少改建工程。
2) 如曲线上有永久性桥、隧等建筑物，宜使桥隧中线不拨动，困难时应使其拨动量控制在5cm以内。
3) 如路基一侧有挡墙、护坡或防护工程时，线路应向另一侧拨动，以免破坏既有
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工程。
4) 在深路堑、高路堤地段，拨动量宜力求减小，以免引起大量土方工程。 5) 如果既有曲线路基顶面宽度不够标准，则应向一侧拨动，以免使路基两侧加宽。如路基修建在地质条件良好的斜坡上，路堤宜向斜坡上方拨动，路堑宜向斜坡下方拨动，以减少路基加宽工程。特殊情况下，应在横断面图上，结合路基改建，决定拨动方向和大小。
对线路两侧20～30 m 以内的建筑物，如路堤、路堑的分界点，各类轨道、桥梁、隧道、挡墙、护坡、路基防护工程的起讫里程和建筑物类型、线路标志、平立交道、通讯线、电力线、信号机，以及其它影响线路改建的地物，按线路里程以及其距离线路中心的距离，进行调绘，记在记录本中，作为进行线路平、纵断面改建设计的依据。
2.3 平面测绘
2.3.1 里程丈量
里程丈量应全线贯通，并与既有桥、隧、车站等建筑物里程核对。直线路段可沿左轨轨面丈量，曲线路段应按线路中心丈量。丈量分两组进行，两组丈量较差，不得大于1/2000。
直线路段每100m设百米标；曲线路段每20m设加标。车站中心、桥涵中心、桥台胸墙与后缘、隧道进出口、路基防护与加固工程起讫点、道口中心、路堤与路堑的最高最低点，以及地形突出变化点等处，都应设置加标，加标应记在专用记录本上。百米标与加标的记号和里程，应标记在左侧钢轨的外腰部。
2.3.2 设置外移桩
勘测到施工要隔一端时间。此期间内，既有线经过运营或维修，不免要发生错动，所以全线应设置与既有线平行的中线外移桩，作为控制既有线中心线的依据。
既有线外移桩在直线段，按垂直于线路中心线的方向设置，一般设于线路前进的方向的左侧；曲线路段按曲线的法线方向设置；同时曲线测量的置镜点处，应设置外移桩。
外移距离，一般为2.50～3.00 m, 位于道碴坡角处；同一直线段上各外移桩的外移距离，应力求相等。
2.3.3 线路调绘
对线路两侧20～30 m 以内的建筑物，如路堤、路堑的分界点，各类轨道、桥梁、隧道、挡墙、护坡、路基防护工程的起讫里程和建筑物类型、线路标志、平立交道、通
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讯线、电力线、信号机，以及其它影响线路改建的地物，按线路里程以及其距离线路中心的距离，进行调绘，记在记录本中，作为进行线路平、纵断面改建设计的依据。
2.3.4偏角测量
既有曲线经过运营和维修，必然产生错动。测量的目的就是要测出既有曲线几何形状，以判断其转角大小、曲线半径和缓和曲线长度，以便在此基础上，设计新的曲线半径和缓和曲线，并计算既有曲线拨正到设计曲线的拨动量
测量既有曲线，近年来一般采用偏角法。 用偏角法测量既有曲线，如下图所示。（图2-2）
β22φAβ3β3β445φB5
A不β1B不C不β661β77β88D不φφCZH图2-2 偏角法测量既有曲线示意图
在第一测段，要测出每个20m测点的偏角，即切线方向与置镜点到各测点弦线间的夹角；移动置镜点后的各个测段，要测出置镜的间弦线与置镜点到每个20米测点弦线间的夹角；最后一个置镜点，要测出置镜点间弦线与切线方向的夹角?。若各个置镜点处的夹角用?A,?B,?C,...,?ZH表示，则既有曲线的转角?等于上述各角的总和，即
???A??B??C,...??ZH （2.1）
第一个与最后一个置镜点，应设在曲线范围之外，在直缓点（ZH）与缓直点（HZ）外侧0—60m的20m测点上；第二个与倒数第二个置镜点，最好在缓圆点（HY）与圆缓点（YH）附近的20m测点上。其余置镜点应保证通视与观测清晰，置镜点间距离一般不宜长于200—300m。
置镜点间的偏角，应正反倒镜各一次，其较差在40分以内，取平均值。曲线上有桥梁等控制既有线拨距的建筑物时，应将其中心点或起讫（加标点）的偏角测出。
曲线测量通常沿外轨进行，也有沿线中心线进行的；行车繁忙的路线上，为安全起见，也可在外移桩上进行。 累计偏角的计算
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所谓累计偏角是指各测点至前一置镜点间弦线与始切线间的夹角。当各偏角已经测完时，便可根据几何关系求出。如
?4??A??4 （2.2）
在进行测量各点偏角时，也可直接测各点的累计偏角，其施测方法可简述为：如要测量点4的累计偏角，此时置镜点在B点，后视前一置镜点A调零，然后前视测点4，所测角度即为累计偏角?4；依此类推便可测出各个累计偏角?i。
用此种方法测量时每次都要调零，因此比较麻烦。但其他各种测量方法均需要通过计算求出累计偏角，因此该设计仍采用累计偏角法。
2.4路肩上任意点置镜法测量既有曲线
1) 这种施测方法应首先定出测量起讫点（图2-3中的B、C），在其间每20m处设测点,并标记在内轨外侧轨腰上。此外，在两端直线上各定一点（图2-3中的A、D），量出其至B、C点间的距离（图2-3中的a、b）。
测量起讫点处不置镜。在B的前方路肩上任选一处通视条件比较好的地方置第1镜，量出置镜点至临近两个测点的距离（如图2-3中的l2和l3，应准确到0.001m）。水平度盘置零后视A点，松开度盘依次照准1、2、3、??各测点并读取相应的水平角，直至通视条件不好或距离过远为止。观测时可借助养路工区所使用的方尺，直接测线路中线。图2-3中的第1置镜点只观测到第5点。再照准予选的第2置镜点处并读取水平角。记下第1置镜点的位置后转镜。第2置镜第4直至第N个置镜点施测。最后的第N个置镜点应观测到D点。至此，外业测量便告结束。由于测量起讫点处不置镜，因而可减少置镜次数。
应着重说明，相邻置镜点的相互位置关系是任意的。例如，所有置镜点可以同时选在曲线的内侧或外侧，也可以在曲线内外侧交互置镜，还可以毫无限制地在曲线内外侧的路肩上任意点置镜。
2) 求累计偏角
① 递推计算各测点至相应置镜点间距离li
例如求图2-2中第一置镜点至相应各测点的距离。l2和l3是直接丈量而到的， 相邻测点间的水平角之差可求、且两点间距离恒为20m（AB=a,CD=b除外）。设已求出
?1o12=?，则l1可推求如下。
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