时间:2022-08-27 15:25:37

关键词:铁路勘察设计;BIM技术;应用
中图分类号:TU17;TU19 文献识别码:A 文章编号:1001-828X(2017)001-000-01
目前将BIM技术作为铁路勘察设计的核心内容,合理构建工程信息平台,不仅有助于勘察设计工作的开展,而且还能提高最终勘察设计结果。为了对BIM技术进行深入研究,本文将其合理运用于铁路勘察设计中,并根据应用现状提出几点改进意见,确保BIM技术真正发挥自身价值。
一、铁路勘察设计中BIM技术的研究
BIM技术属于建筑信息模型的一种简称,具有可视化、协调性、模拟性以及优化性等特点,其主要是在信息模型基础上诞生,利用数字信息的仿真作用,对工程信息进行直观呈现,从而帮助人们更好掌握该项工程的实际信息。
现阶段,虽然我国铁路相关单位已经开展BIM技术的应用研究,但是总体来看我国BIM技术在铁路工程中的应用还处于萌芽阶段,和建筑业相比较,铁路所具有的工序繁杂和专业多等特点,促使BIM应用和研发工作经常面临阻碍。与此同时,我国铁路对于BIM软件的相关研发工作相对较弱,其软件模型等均是依建筑业所研发,并不符合铁路行业实际需求。另外铁路勘察设计中BIM技术的研究还表现以下几点:第一,软件体系存在许多不健全和不规范等问题,使得铁路勘察数据结果难以得到有效保障。第二,企业对于BIM技术的研究方向比较零散,如铁路建设企业未认识到BIM技术的重要性,仍采用原有勘察技术,导致后期工程建设无法顺利开展。第三,管理方式和业务流程不完善。第四,BIM技术相关人才和专家呈现匮乏状态。第五,一些企业和员工并未真正认识到BIM技术所具有的重要作用,缺少较高的接受度。
二、铁路勘察设计中BIM技术实际应用
(一)工程案例
我国东南部区域为发展城市化建设,开展高速铁路工程建设,该项工程中,已知全长在16000m、设计时速为250km/h,隧道长度为8.9km,在该高速铁路的线路中,线路贯穿东南山部区域崇山峻岭,此工程地形和地质条件相对较为复杂,因此,该工程项目具有较强的代表性。利用BIM技术的应用,对隧道开展勘查设计工作,从而更好完成相关工作。
(二)应用于前期规划
在铁路项目施工前期,应以宏观理论分析该项目可行性为主,依据设计图纸以及实际的地质条件,同时对项目投资资料进行具体准备,确保铁路沿线区域相关信息得到全面掌握,从而保证项目的实施具有可行性、实用性、安全性优势。在此过程中,主要是通过BIM技术理论进行三维设计,并利用GIS三维空间选线系统,将整个项目进行综合分析,从而保证铁路线路通道更具科学性,为后期勘察设计工作奠定良好基础。借助三维GIS平台获取更多影像数据和地形等信息,进而更好开展前期规划工作。
(三)将BIM技术应用在外业勘察
在铁路勘察设计中,其主要勘察内容包括:初步勘察测控、定测,其铁路外业勘察工作同样是对铁路进行设计的关键。虽然开展外业勘察时,无法对铁路建筑内部进行深入设计,但是,以上两项工作重点是对方案进行明确、收集资料等,同时在现场选址和设计中发挥重要作用,例如:桥梁孔跨和涵洞的布置等,因此,将BIM应用于外业勘察,属于BIM技术发挥自身价值的关键。当前,在进行铁路外业勘察设计时,各项目间资料与勘察结果需达到实时共享的目的,即主要采用以电子形式、文档形式为主的软件测量类型,由相关技术人员为了保证现场选址的合理性,都应通过相互沟通和交流进行项目交底工作,若是未进行良好沟通,不仅会阻碍外业勘察、后续工作正常进行,而且还能降低工作效率和进度等。将BIM技术合理应用其中,可以帮助技术人员更好进行沟通,并从中及时发现不足之处,保证最终勘察结果的准确性、科学性。
(四)BIM技术应用前景
在对勘察成果进行展示交流时,利用BIM软件可以对铁路实际情况进行全面呈现,即利用三维模式展现的方式,实现数据共享,并通过传输系统的作用将数据传递至工作人员,从而帮助工作人员更好对勘察设计工作进行控制。除此之外,BIM软件可以构建根据各专业需求构建三维模型,有助于相关人员更好进行分析和研究,同时将设计数据进行有效管理,为后期勘察工作的开展提供数据支持,进而更好将研究成果展示人们。
三、结语
总结上文在对铁路勘察设计进行详细分析后发现,将BIM技术合理应用于其中,不仅可以促进勘察工作的顺利开展,而且还能全面呈现勘察设计相关资料。由于勘察设计工作直接关系到后期的施工环节,因此,对铁路勘察设计进行重点加强至关重要。本文结合某铁路项目,将BIM技术合理应用于前期规划、外业勘察中,并对其应用前景进行详细分析,从而优化勘察设计工作中存在的问题,促进铁路工程的顺利施工。
参考文献:
[1]刘彦明,李志彪.BIM技术在铁路设计中的推广应用[J].铁路技术创新,2015(3):51-54.
【关键词】 高架桥结构 探讨分析 建设 地铁
1 地铁高架桥梁安全性的构成
桥梁安全性,其实就是结构安全性,所谓结构安全性是结构防止破坏倒塌的能力,是结构工程最重要的质量指标。对结构工程的设计来说,结构的安全性主要体现在结构构件承载能力、结构的整体牢固性与结构的耐久陛等。
1.1 桥梁结构构件承载能力的安全性分析
地铁高架我桥梁超负荷或超载会使桥梁应力幅度加大、损伤加剧,甚至会出现一些超载引发的结构破坏事故。另一方面,由于超载造成的桥梁内部损伤不能恢复,将使得桥梁在正常荷载下的工作状态发生变化,从而可能危害桥梁的安全性。
1.2 桥梁结构的整体牢固性
桥梁结构的整体牢固性是结构出现某处的局部破坏不至于导致大范围连续破坏倒塌的能力,或者说是结构不应出现与其原因不相称的破坏后果。主要依靠结构能有良好的延性和必要的冗余度,用来对付地震、爆炸等灾害或因人为差错导致的灾难后果,可以减轻灾害损失。
1.3 地铁桥梁结构的耐久性
我国土建结构的设计与施工规范,重点放在各种荷载作用下的结构强度要求,而对环境因素作用下的耐久性要求则相对考虑较少。然而,地铁高架桥梁在建造和使用过程中,一定会受到环境、有害化学物质的侵蚀,并要承受车辆、风、地震、超载、人为因素等外来作用,同时桥梁所采用材料的自身性能也会不断退化,从而导致结构各部分不同程度的损伤和劣化。
2 区间地铁高架标准桥梁选择
2.1 结构体系的选择
城市轨道交通高架结构受力体系主要有简支体系和连续体系两种。在一般情况下,简支梁体系结构受力明确,易于标准化施工,易于保证施工质量,综合优势明显。标准区段桥梁推荐采用简支梁体系,跨交叉路口或其他特殊条件下必须采用大跨时可考虑采用连续梁体系。
2.2 梁型选择
高架桥上部结构应优先采用预应力混凝土结构,除满足规定的强度外,应有足够的竖向刚度和横向刚度,并保证结构的整体性和稳定性。本高架区间段桥梁配合高架区间景观设计,以减小高架桥梁整体结构体量,控制桥梁混凝土成品外观质量,保证桥梁工程标准化施工为原则。区间桥梁上部结构有许多种结构形式可供选择,通过对技术可行、经济美观、满足功用、施工快捷等方面的综合比较,提出以下几种梁型方案:箱梁、T形梁、槽形梁和空心板桥。
2.3 桥墩形式的选择
墩柱除满足通常的强度及墩顶水平位移等常规要求外,还要满足轨道交通荷载的特殊要求。在此前提下,配合上部箱梁的设计,考虑支座构造、附属设施的要求并充分考虑美观。桥梁的下部结构除应有足够的强度、刚度、稳定性和满足轨道交通荷载的特殊要求,即水平刚度要求外,外部造型也很重要。花瓣式Y型桥墩:墩柱上部设圆弧倒角曲线顺接,以达到与上部梁体的线条流畅一致,减少视觉错位感。墩四周设S型圆弧倒角,增加结构线条的柔和,适当消除混凝土构件的凝重感。
3 提高勘察设计质量的措施
3.1 用先进理念引领公路建设
要进一步创新提升地铁线路勘察设计理念,一要贯彻“以人为本,安全至上”理念。选线要尽量绕避不良地质灾害体,尽量避免长大纵坡和高填深挖。对特殊复杂桥梁隧道工程认真组织开展安全风险评估。二要贯彻“生态环保、资源节约”理念。路线要将减少用地、减少矿产资源压覆作为路线方案选择和优化的重要指标。积极推广利用风能、太阳能等清洁能源,积极采用沥青、水泥混凝土路面再生利用等技术。三要贯彻“全寿命周期成本”理念。把提高建设质量和工程耐久性放在首位。把严格控制工程投资作为约束性目标。
3.2 确保地质勘察资料全面实用可信
外业勘察资料尤其是地质勘察资料是设计的基础和依据,必须确保全面、实用、可信。勘察设计单位应根据相关技术标准规范编制外业勘察与地质勘察指导书,报项目建设管理单位批准并报省级交通运输主管部门备案。项目建设管理单位或交通运输主管部门要组织做好外业勘察特别是地质勘察的验收工作。凡是由于勘察设计单位未完成地质勘察指导书所确定的工作量或项目建设管理单位把关不严而引发重大、较大设计变更的,交通运输主管部门不予确认并追究相关单位的责任。凡是勘察工作量没有完成或深度不足的,不得组织验收,验收不合格的不得开展内业设计工作。
3.3 确定合理的勘察设计周期
项目建设管理单位要给勘察设计单位一个合理的勘察设计周期。除平原区等地形地质条件相对简单的项目外,初步设计有效工作周期一般不少于120个工作日,施工图设计有效工作周期不少于180个工作日。设计单位要建立健全内部质量保证体系,严格按照设计质量管理流程开展勘察设计,依据通过验收的外业勘察资料和地质勘察资料进行内业设计。大力推行设计标准化,加强建设过程中设计与施工的密切配合衔接。
3.4 健全勘察设计管理制度
对拟列入工程投资规模的科研项目要严格筛选、阳光操作,形成专题报告随初步设计文件一起上报审查。省级交通运输主管部门验收的科研成果要报部公路局备案以便推广应用。要尽快建立勘察设计企业信用信息库,开展勘察设计企业信用评价,实现设计企业的信息公开。对有严重不良记录的勘察设计单位,要公开曝光,一年内不得承揽新的设计任务。
4 结语
安全性和耐久性是地铁高架桥梁设计的重中之重,关系到整个地铁工程质量是否合格。在地铁设计时应充分考虑到地铁工程的线路需求合理经济的选择设计方案,保证安全性的同时力求实现工程的最大收益。地铁高架桥设计是一个复杂的、系统的工程,在设计过程中仍然有许多重大的理论问题需要解决,需要设计人员具有丰富的理论知识,并且尽量避免主观经验因素对设计的影响。在不断总结以往经验的基础上,进一步创新提升公路勘察设计理念,保证工程质量和安全、控制工程造价,促进公路建设又好又快发展。
参考文献:
关键词:地下铁道 岩土工程勘察
1、外业勘察
1. 1 勘察内容及原则地铁岩土工程勘察的目的是查明地铁沿线及附属工程的工程地质条件及水文地质条件,提供满足设计、施工所需的基础资料和设计参数。
地铁岩土工程勘察工作按勘察阶段的不同分为可行性研究阶段、初步勘察阶段、详细勘察阶段、(施工过程中)补充勘察阶段。不同的勘察阶段有不同的精度要求。下面仅就详细勘察阶段的勘察内容及原则叙述如下。
(1)在初勘基础上详细查明沿线工程地质及水文地质条件,特别是地质复杂地段、特殊岩土地段或有特殊施工要求区段,应进行重点勘察。
(2)对于车站、出入口、通风道、水源井、车辆段等应进行单独详细勘察。
(3)车站的横断面布置不少于3个,在地质条件复杂地段的区间应布置横断面。
(4)依据工程地质和水文地质条件,结合设计及施工方法的要求,以数理统计的方法分层、分段综合各项指标,提出设计所需技术参数。
(5)查明水文地质条件,进一步查明地下水及含水层的性质并做出评价。需降水施工时应分段提出降水方法及有关计算参数;各车站、区间及每个地貌单元应进行水文地质试验,分站段提供沿线地下水类型、补给来源、流速、流向、渗透系数、水位、水质,以及历年最高水位、枯水位等水文地质资料。
(6)分析沿线建筑物、地下构筑物及管线在地铁施工干扰下的稳定性,并提出防护措施。
1 .2 勘察方法的选择应在地质调绘的基础上根据工程施工方法、场地条件及地质情况等综合确定。勘察过程中应尽量避免单一勘察手段,因地制宜地选择钻探、物探及原位测试试验,包括标准贯入试验、静力触探试验、动力触探试验、旁压试验、扁铲侧胀试验、十字板剪切试验、波速测试等。勘察过程中应积极使用新方法、新技术。
1.3 基础资料及设计参数
(1) 基础资料地铁岩土工程勘察应取得的基础资料主要包括:
①场地岩土类型、成因、分布及其工程性质;
②场地不良地质现象及特殊地质问题;
③地下水情况,包括地下水类型、水位、水量、流向、流速及水质等。
(2) 设计参数地铁岩土工程勘察应取得的设计参数主要包括岩土物理指标、力学指标及热物理指标等。勘察时应根据工程的类别、工程性质、基础类型、土的性质、施工方法等对岩土物理力学参数的需求来确定,对所取得的试验数据必须满足数理统计和设计检算要求。土工常规试验按土类确定,其他试验项目的确定可根据所取样品的种类、工程性质及施工方法等确定。
1. 4 勘察过程中应注意的一般问题
(1)外业调查勘察前应对线路通过区域进行详细调查,熟悉周围环境,收集附近建筑物的基础资料,以进一步了解地层状况及可利用资料情况。
(2)工作量布置布孔时应充分考虑地形、地物、地下管线埋设及场地等因素,钻孔一般布置在结构线外缘3~8m,钻探完成后必须进行回填封孔。
①勘探点数量及间距勘探孔的布置根据设计专业提供的资料和设计要求,考虑工程地质水文地质条件、工点类型、结构形式、基础埋深、基坑围护、降水要求和施工方法等因素综合确定。
初勘阶段勘探点间距一般为100~200m,并可根据地质条件复杂程度及设计需要确定;详勘阶段勘探点间距如表2所示。
②勘探孔深度初勘阶段,因地铁线路纵坡不稳定,勘探孔可适当加深,以免浪费勘探工作量。详勘阶段勘探孔深度一般按下列原则确定。
第四系松散地层:控制性钻孔的深度应根据区间及车站的埋深、地层、地下水、设计要求、施工方法及降水工程的需要确定,一般可钻至基础底下6~10m.基岩地区:遇微风化带应钻入3~5m,但每个站、段必须有进入基底下1~3m的钻孔。在中等风化带应进入基底下3~5m.编制详细的勘察工作任务书,包括工点名称、勘察目的、勘察孔数、孔深及位置、勘察要求等。
对兼做其他试验的勘探孔要事先联系协调,以免工序脱节,造成测试漏项及工期的拖延。
(3)外业管理与控制外业勘察过程中,技术人员应到现场进行检查,掌握勘察进度,确保勘察质量,保证第一手资料的准确性。检查时应注意的问题有:
①钻孔结构施钻方法、钻进工艺是否符合技术要求;换径深度是否符合地层条件及取样直径要求;是否达到设计孔深。
②地层分层是否按不同地层控制回次进尺;地层分层深度是否正确,有无漏层现象;岩心是否按顺序排列,并与日志记录相符。
③样品采取、保管与运送取样数量及位置是否符合技术要求;岩心采取率是否达到钻探质量标准规定的要求;是否按规定做好岩心样品的存放和保管,样品标签是否正确以及样品是否及时蜡封;及时做土工试验,样品保留时间不能太长;在土样运送过程中应采取保护措施,尽量避免样品扰动。
④日志填写及时填写钻探日志,字迹整洁,原始记录无漏项;地层描述详细,分层清晰明确,各级签署齐全。
⑤原位测试试验试验设备及仪器是否符合标准。测试深度、操作方法是否符合技术要求。
⑥水文观测初见水位、稳定水位测量是否符合要求;取水方法是否正确及时;若分层取水时,有无漏样。
⑦岩心照片每个钻孔钻探结束后都要进行岩心照相,岩心照片作为附件附在勘察资料中。
1 .5 勘察过程中应特别注意的问题地铁岩土工程勘察时应特别注意的问题概括起来有3个方面:地质构造、不良地质及特殊土、地下水。
(1) 地质构造查清线路通过处断层的走向、倾向、倾角,破碎带宽度、充填物及胶结状况、富水情况,对其影响作出评价及建议。
(2) 不良地质及特殊土勘察过程中要查清地铁线路通过处的不良地质及特殊岩土分布。重点注意人工填土、地震可液化层、软土、膨胀土、残积土等。
人工填土是地铁勘察过程中最常见的特殊土,一般按组成成分划分为素填土、杂填土及填筑土,因其分布及层厚变化较大,成分复杂,对工程影响较大。勘察过程中必须慎重对待,必要时增大勘探孔密度,查清其分布范围及埋藏深度。
地震可液化层的判定范围应包括:地下水位以下,黏粒含量
(3) 地下水勘察过程中必须查明地下水的类型、水位、流向、流速、补给来源、水位变幅、腐蚀性,以及含水层性质、含水量、渗透系数等。还应查明地铁线路附近地表水与地下水的水力联系等。分析评价地下水对岩土体及建筑物的作用和影响。
分析评价降、排水措施可能引起的附近建筑物变形,市政道路下沉、塌陷,地下管线及各种设施的变形等不利因素,并提出防治措施。
2、资料整理
对各种勘察手段得出的成果资料进行整理、检查、综合分析、鉴定。分析不同的勘察方法得出的结果是否一致;如果结果不一致,应分析出现差异的原因,去伪存真,作出正确结论。
2.1 岩土参数的确定确定岩土参数时,应按下列内容评价其可靠性和适宜性:
①取样、试验等因素对测试成果的影响;②采用的测试方法及取值标准;③测试方法与分析评价的配套性。
2.2 岩土工程勘察报告编制的基本要求地铁岩土工程勘察报告应在工程地质测绘、勘探、测试及搜集已有资料的基础上编写,应提供工程场地及沿线邻近地带的工程地质及水文地质资料,并结合工程特点和要求进行岩土工程分析评价。
勘察报告中一般应包括下列内容:
① 拟建工程概况;
② 勘察目的、任务要求和依据的技术标准;
③ 勘察工作量及工作方法;
④ 区域地质概况;
⑤ 勘察场地的地形、地貌、水文、气象概况;
⑥ 场地环境,包括拟保留和拟拆除的各种地面工程、地下工程、道路、管线等;
⑦ 勘察场地的地质构造及地层时代、成因、产状、性质、分布;
⑧ 岩土的物理力学性质、围岩分类、岩土设计参数;
⑨ 地下水的类型,赋存、补给和排泄条件,地表水与地下水的水力联系,各地层的渗透性及富水情况;
⑩ 可能影响工程稳定的不良地质和对工程的危害程度评价;岩土工程分析评价及工程措施建议;周围环境与地铁工程的相互作用评价及工程措施建议。
2.3 岩土工程勘察成果提交内容岩土工程勘察报告成果资料应包括以下内容:
① 工程地质说明书;
② 岩土物理力学指标统计表;
③ 地质柱状图;
④ 工程地质剖面图;
⑤ 勘探点平面位置布置图;
⑥ 室内试验成果图表;
⑦ 原位测试成果图表;
⑧ 其他图表及图件。
参考文献
[1]GB50307—1999 地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范
[2]GB50021—2001 岩土工程勘察规范
[3]GBJ111—87 铁路工程抗震设计规范
[4]GB50011—2001 建筑抗震设计规范
[5]TB10014—98 铁路工程地质钻探规程
[6]GB50157—2003 地铁设计规范
沿线地下水发育,主要类型有第四系孔隙潜水及基岩裂隙水和岩溶水。沿线不良地质现象主要有:地震液化层、崩塌、落石及泥石流、采空区、顺层、岩溶等,均零星分布。
沿线特殊岩土分布有松软土及软土地基、填土、季节性冻土、膨胀(岩)土等。2工程地质勘察为完成本项目地质勘察工作,勘察单位成立了铁三院地勘项目部。下设本溪、丹东两个地质组,分别负责沈阳至DK97+500、DK97+500至丹东段的地勘工作。现场勘探工作由铁三院勘察分院负责,设沈丹地勘项目部,负责勘探、试验、孔内原位测试等勘探测试工作。项目部下设本溪、凤城分部;物探工作由勘察分院物探所负责组织实施。现场勘探工作由铁三院勘察分院组织沈阳华昌岩土公司、沈阳地球物理勘察院、核工业天津分院、江西九一二工程勘察院、辽东勘察院、北京中基发展公司等20家甲级勘察单位实施。定测、补充定测地质勘察工作从2009年4月下旬,至2010年6月底完成主要工作量:地质调绘226.264km;物探测线72.1km;勘探钻孔4209孔137552m。完成批准计划工作量的75%。
工程地质勘察监理
为完成本项目地质勘察监理工作,地勘监理单位铁四院及时组建了沈丹客运专线地勘监理项目部,下设了两个监理站。项目部设总监1人,副总监(兼站长)1人,监理站长1人,物探、试验监理工程师各1人,地勘监理工程师5人。监理工作依据规范规定及批准的《监理规划》、《监理细则》、《工程地质勘察大纲》等进行。
(1)监理工作实行总监理工程师负责制。依据监理规程的要求,制定了总监理工程师、副总监(监理站站长)、监理工程师等人员的岗位职责。各岗位的监理工作人员以高度的责任感,认真履行岗位职责,按规定和要求完成了职责范围内的工作任务。
(2)建立并严格执行各项管理制度:工地例会制度、监理例会制度、监理周报、月报制度、监理日志填写制度等现场监理工作制度以及监理人员守则。监理工作实行全过程制度化管理,及时编制、提交监理周报和月报,客观地向业主反映勘察单位、监理单位的工作状况,为业主的相关决策提供了依据。
(3)监理人员按专业认真审查勘察单位报送的工程地质勘察计划(工程地质勘察设备、人员配备及计划工期等)和技术要求(工程地质勘察手段、方法和程序、勘探点的布置、数量,水、土、石样数量及试验内容等)。
(4)重点对勘探分包单位资质、工作业绩、人员资格,现场项目部机构设置、内部管理,进场人员培训、勘探设备及人员配备进行检查和审查。
(5)对勘察过程中的各个环节、工序,监理工程师采用巡视、检(抽)查或旁站的方式,进行督促和检查。专业监理工程师在巡视、抽检及旁站后,及时填写监理日志,其内容包括发现的问题及处理的情况,勘察工作的质量问题,向勘探单位发出的通知、指令以及上级的指示等,做到了事事有记录。监理工程师在对现场检查后,根据不同情况,分别填写《工程地质检查记录表》、《工程地质勘察监理工程师通知单》、《工程地质旁站记录表》、《工程地质勘察质量问题通知单》以及《工程地质勘察监理工作联系单》等表格,并及时交勘察单位签收,督促及时整改,消除质量安全隐患。监理部地勘巡视检查达1600余孔次,形成检查记录表1200余孔次、旁站记录表410孔次,下达通知单11份,工作联系单5份。重大工程监理工作量占65%以上。
(6)强化工地例会制度。每周四定期举行有建设单位、监理单位、勘察单位参加的周工作例会,一起对上一周的工作进行总结,及时指出勘察中出现的问题,肯定成绩,并形成周报、月报报告给相关单位,以保证下阶段影响勘察质量的各环节处于受控状态。不定期举行了6次监理例会,及时组织监理人员学习相关文件,总结分析工作中存在的问题,对每人的工作进行考核,对不足之处,督促其改进。
(7)检查、监督工程地质勘察单位在工程地质勘察以及原始资料、成果资料整编过程中,是否符合国家相关政策、法规及铁路行业标准规范,以保证工程地质勘察质量,满足设计要求。在成果资料的整理过程中,督促坚持“谁勘察,谁整理”的原则,实行组长负责制,各负其责,严格按照质量保证体系的有关要求进行。对重大工程地质资料逐工点进行检查,共检查了150余个工点的施工图地质资料。
工程地质勘察监理的重要作用
工程地质勘察监理是在铁路工程建设大发展的背景下,于2003年开始实施的,结合沈丹地质勘察监理工作,其在铁路工程建设管理工作中的重要作用主要体现在以下几个方面:
(1)工程地质勘察监理是一项专业技术要求较高的工作,要求监理人员除应具备较强的理论基础知识外,还应具有较丰富的实践经验,具有中级以上技术职称。总监理工程师还应为主持过大型建设项目工程地质勘察的注册岩土工程师,只有这样才能发现勘察过程中的问题。因此,地勘监理工作的开展可以在较高的层次上提升业主的勘察设计管理水平。
(2)地勘监理人员必须遵守“守法、诚实、公正、科学”的职业道德,监理人员应站在客观公正的立场上,协调业主、勘察单位、现场作业单位及地方的各种关系,并提供客观建议。
(3)铁路工程勘察设计单位,各有自己的优势领域,在地勘监理工作中可以相互借鉴、取长补短。在沈丹客运专线《工程地质勘察大纲》的审查中,依据中铁四院在山区高速铁路的经验,提出了加强隧道地质勘察工作,特别是隧道水文地质工作的意见;建议增强机动钻探的有效性,适当调减计划工作量,使之更适合工程实际需要。
(4)近几年,进入铁路勘察设计领域的工程地质勘察队伍庞杂,队伍水平参差不齐,地质勘察监理人员以较高的专业水平对进场的单位、人员资质、设备状况等进行实地审核,合格后才能批准进场施工。确保了人员、设备满足相关法规要求,从源头上保证了勘察设计质量。
关键词:IRS-P5卫星影像;铁路航测项目;布设策略;铁路勘察设计;立体测图
中图分类号:P236 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2011)36-0070-02
近几年航天遥感技术的迅速发展,特别是轨道控制技术、高灵敏度与高精度的传感器研制技术、高分辨率卫星影像几何处理技术的发展,促使卫星立体摄影测量技术的应用变为现实。相比传统航空摄影测量,卫星影像具有获取速度快、地面覆盖范围大、影像光谱信息和辐射信息丰富等优势。我国铁路项目目前的现状是外业勘测和传统航测为主,存在着效率低、成本高、周期长、境外或城市枢纽项目航飞困难等缺点。因此,在铁路测绘行业利用卫星影像制作地形图具有很强的实用性,对提高铁路勘察的工作效率和丰富勘察设计技术手段具有重要意义。针对铁路选线和粗测阶段对地形图的要求,本文将以印度IRS-P5卫星立体像对为例,并结合铁路勘察设计应用要求,对IRS-P5立体测图的精度和流程进行
分析。
一、IRS-P5卫星立体测量原理
IRS-P5卫星是印度政府于2005年5月5日发射的遥感制图卫星,该卫星采用2.5m分辨率的双全色传感器构建同轨立体像对,并利用地面站提供的严密物理模型信息精确计算轨道,实现高精度的立体观测。
IRS-P5卫星采用有理函数模型(RFM-Rational Function Model)实现立体摄影测量,它是一种普遍使用于恢复遥感影像成像的几何关系模型,它通过有理多项式比值函数把一个三维空间的对象映射为二维影像空间的像素。映射关系可以通过下述的比值多项式表达:
(1)
为正则化的三维空间(物方)坐标;为正则化的影像(像方)坐标;
式(1)中的分子分母常采用三次多项式表示,一般表示为:
(2)
分子分母均可以表示为包含20项的三次多项式,每一个三次多项式都包含20个系数,一共80个系数,这些系数一般称为有理多项式系数(Rational Polynomial Coefficents――RPC),由卫星方提供。
RFM描述了像点坐标与其对应的地面点坐标之间的变换关系,即利用左右影像的RFM解算出同名像点的地面坐标;也可以利用RFM由地面目标的三维坐标推算出立体模型中影像上的像点坐标。这就是EFM立体模型构建的原理。
根据RPC参数虽然可以构建立体模型,但遥感数据中向用户提供的RPC参数只是根据卫星星历和姿态数据,经过严格的传感器模型计算得到,所能达到的精度不是很高(一般都在几十米到几百米之间),不能满足生产的需要。因此,在实际生产中还必须用地面控制点来提高精度。
二、IRS-P5卫星立体测图精度分析实验
本实验将以国外某铁路项目为例,实验目的即利用该区域内的两对P5立体像对完成铁路带状区域内1∶25000和1∶10000地形图的制作任务,实验区主要为III级地形,兼顾存在小部分I级地形,实验区面积约20平方公里。其区域及控制点分布如图2,共21个,检测点的分布为山区1、2号区域,平原地区3号
区域。
外业控制点 坐标系统为独立坐标系,其采用UTM-47度带投影,参考椭球为Everest1830椭球,基准面为某独立基准面。
(一)实验过程
采用IPS-P5卫星进行立体像对组合,在RPC参数辅助下实现立体观测,并辅以地面控制点改正来逐步提高空三精度。实验过程兼顾考虑地形等级,控制点数量,控制点布设策略下的空三精度,并在采集的地形图采用相同的精度检测区域进行成品的精度验证。
(二)实验精度分析
实验得到不同控制点分布时的地形图精度如下(单位:米):
从上面的实验及上表的对比中可以看出:精度随着控制点的增加逐步提高,在控制点个数大于6个时,其精度变化趋于稳定。
三、应用策略分析
与传统航测成图比较,卫星立体测图有自己明显的优势,卫星立体测图也在很大程度上能够满足铁路勘察设计部分阶段的应用,结合地形图制作内业规范相关精度指标,从试验结果分析可以得出如下结论:
依据铁路工程中航空摄影测量规范的精度要求,IRS-P5在铁路勘测项目中可以制作1∶10000,1∶25000和1∶50000比例尺地图,地形图等高线间距可以达到10米。
在控制点布设策略上,推荐采用6个控制点加连接点的布设策略。
参考文献
[1] 赵利平,刘凤德,李健,等.印度测图卫星IRS-P5定位精度初步研究[J].遥感应用,2007,(2).
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[3] 虞继进,黄健.基于IRS-P5遥感影像的试验与精度分析[R].江苏省测绘局,2007.
[4] 张永生,刘军.高分辨率遥感卫星立体影像RPC模型定位的算法及其优化[J].测绘工程,2004,13(1).
[5] 张永.高分辨率遥感卫星应用[M].北京:科学出版社,2004.
近几年来,面对复杂多变的基础设施建设市场,中铁第四勘察设计院集团有限公司(简称铁四院)狠抓转轨变型,突出科技创新,促进管理升级,提升文化品位,企业经营稳步前进,实力进一步增强,正向国际知名的强院迈进。
一、审时度势,转轨变型
2008年国际金融危机爆发以后,为保持经济平稳增长,国家加大基础设施建设,一时间勘察设计任务极为繁重。在组织好当时的勘察设计任务的同时,铁四院冷静分析形势,认为基础设施建设不可能长期高位运行,大投资之后必然有回落,毅然确定转轨变型、培育新的经济增长点的工作思路,及时制定了“一主两翼”中长期发展战略:以勘察设计为“创效板块”,使其成为集团公司的核心支撑;大力发展“创优板块”(勘察设计产业延伸链,含工程承包、监理咨询、海外工程)和“创业板块”(资本运营、房地产、制造业等);将其培育成以国际型工程公司为核心、多元发展的现代控股型企业集团。一是加大区域扩张力度。积极进军地方铁路领域和西北、西南市场,成立了乌鲁木齐办事处,筹备成立西南勘察设计院,切实加强区域经营,在以新疆为据点的西北市场、以昆明为据点的西南市场承揽或实施数十个项目,初步站稳了脚跟。二是深入拓展新兴业务。立足温州S1线、上海莘庄综合交通枢纽等项目,精心培育发展市域铁路业务,积极拓展综合物业开发、物流园区等业务,扩展了主营业务领域。三是加强相关多元经营。广泛开展武汉、昆明、福州等地20余项BT/BOT项目的前期工作,其中,昆明东外环中路BT项目已开工建设。房地产业务管理和资源得到加强,株州荷塘星城项目开发有序推进,一期工程年内开工;积极与中国铁建房地产集团合作开发汉阳地产项目,成功竞拍中标土地,项目正在稳步推进。制造业明确了具体发展方向,桥梁、通信信号、环保等专业产品研发有声有色,部分已投产创效。四是调整经营布局。结合改革进程,优化组织机构、补强经营力量,进一步强化了城市轨道交通、房建、勘探勘测等业务发展。落实竞合双赢、属地化经营理念,成立了海峡(福建)交通工程设计有限公司和无锡市轨道建设设计咨询有限公司,区域经营再添据点。经过几年的发展,铁四院高速铁路勘察设计占国内高速铁路市场的60%份额,占全世界30%以上的市场份额。轨道交通设计经济规模国内排名第一,公路及市政工程等路外市场也已进入第一集团军。工程总承包合同额在铁路同行业设计院中名列前茅,工程监理进入全国监理企业十强,工程咨询排名业内第一。海外经营也有声有色,在尼日利亚、叙利亚、刚果、阿尔及利亚和香港等国家或地区承揽了数十亿元的合同。通过几年的努力,集团公司的铁路、非铁路业务比例由80:20调整为65:35,勘察设计衍生业务长足发展,多元经营顺利起步,产业结构明显优化。
二、科技创新,领跑行业
铁四院坚持科技兴企战略,特别是“十一五”期间,加大科技投入,积极争取国家科研项目和自主立项,与国内高等院校科研院所及国际科研机构合作,通过引进、消化、吸收再创新,全面掌握了高速铁路建设勘察设计的成套技术。主持参与了数十项国家、行业规范标准的编写及相关国际标准的编写,先后完成了《新建时速200~250公里客运专线设计暂行规定》、《新建时速300~350公里客运专线设计暂行规定》、《新建时速200公里客货共线设计暂行规定》、《高速铁路设计规范》等引领中国高铁技术发展的技术规范制定。创造了中国高速铁路一个又一个奇迹。从武广高铁394公里的当时世界第一时速,到再次刷新最高时速记录的京沪高铁486.1公里,铁四院的实力已经通过世界第一速充分展现在世人面前。卓越的成就举世瞩目,吸引了美洲、欧洲、东南亚、非洲等多个国家和地区的议长议员、部长等政府高管和代表团前来铁四院参观考察、洽谈合作事宜,铁四院的市场知名度、美誉度大幅提升。除高速铁路外,铁四院在路网规划、铁路枢纽、复杂山区铁路、特大型铁路站房、水底隧道、轨道交通、桥梁工程等方面拥有强大的技术实力,树立了自主创新品牌,处于国内领先地位和世界前列。先后获得国家级大奖71项,省部级科研成果奖350余项,省部级优秀勘察设计奖150多项。2010年4月9日,全国人大副委员长、时任中科院院长路甬祥来铁四院视察,对铁四院在推进高速铁路技术创新并将其应用于建设实践方面所取得的成绩给予了充分肯定和高度赞扬。
三、强化管理,提升质量
铁四院不仅着力拓展经营范围,更注重通过强化管理提升经济运行质量,系统强化基础管理。一是推进管理创新。稳步实施部分生产组织机构调整重组,促进相关业务发展。扎实推进三项制度改革,开展岗位序列评定(认定),完善绩效考核体系,激发全员积极性。措施到位,成效显著,2011年一项管理成果荣获全国企业管理创新一等奖。二是完善财务管理。深入推行全面预算管理,强化财务集中核算,提高了财务、资金集中管理效率;严格控制成本,近两年成本降低了20%;狠抓清欠工作,维护了企业的既得利益。三是强化内控和风险管理。认真开展内部经济责任审计、财务收支审计和各类专项审计近40项,把好了财务关口。建立并落实以总法律顾问制度为核心的法律工作体系,强化财务风险管控,健全了全面风险管控体系。四是加强干部和人才队伍建设。近两年调整中层干部100余人次,招聘新员工400多人,其中研究生比例达76%,新增各类注册人员21人次,干部和人才队伍进一步壮大和优化。五是加快信息化建设。出台《集团公司信息化建设管理办法》,理顺工作机制和管理流程;着力构建信息化管理骨架,各类分系统开发齐头并进;积极拓展信息化开发应用,升级改造勘测设计一体化平台,信息化建设位居行业前茅。
四、文化兴企,塑形铸魂
铁四院结合高科技企业的特点,将文化建设的落脚点放在提高人的素质、激发人的积极性创造性和发挥人的聪明才智上。一是按照“理念渗透、行为养成、环境塑造、管理推进”四个方面的逻辑体系,确定了近、中、远期目标规划,循序渐进,扎实推进。二是理念渗透,凝心聚力。大力宣传“诚信、创新永恒,精品、人品同在”的企业价值观,“不畏艰险、勇攀高峰、领先行业、创誉中外”的企业精神。确定了“精心设计,开拓创新,团结协作,艰苦奋斗”的企业作风,“用户第一,质量第一,信誉第一”的服务宗旨,“坚持科技领先,精心勘察设计,满足合同需求,追求质量效益”的质量方针等共10余条文化理念。将企业文化理念编入《员工手册》,人手一册,并组织员工学习。2009年12月,地质条件举世罕见的宜万铁路最后一座风险隧道贯通,工程技术人员在工地奋战7年,他们“敢于负责、锲而不舍、勇于探索、拼搏奉献”的精神体现了铁四院文化内涵,铁四院及时总结表彰,将之提炼为富有时代特征的“宜万铁路精神”,并进行了广泛宣传。2010年5月,副总工程师郭志勇被评为全国劳动模范,院组织力量对郭志勇的先进事迹进行采访提炼,撰写长篇人物通讯《赤诚丹心献高铁》,在全院掀起学习劳模、争当先进的热潮。三是行为养成,细化管理。从各项制度上细化管理,通过岗位职责、奖惩办法、文明言行规范、岗位职业道德准则等制度规范员工言行。结合绩效考核,将企业文化建设与员工绩效挂钩,从制度上为企业文化建设奠定了基础。作为知识分子占主体的科技密集型企业,铁四院在注重制度约束的刚性管理的同时,更加重视文化对员工行为的影响,注重人性关怀、个性引导和柔性教育,组织员工开展素质培训、商务礼仪讲座、“文明行为大讨论”等活动,不仅让员工在行为规范上有章可依,而且在潜移默化中自我约束。四是形象塑造,打造品牌。在对内加强形象塑造的同时,铁四院重视对外宣传展示。首先,抓好重大项目现场宣传。在项目现场大力推行企业文化建设“五个一”,即一块企业形象宣传板、一幅鼓舞斗志的横幅标语、一张催人奋进的工作任务完成情况进度表、一块宣扬先进事迹的光荣榜、一块反映员工精神风貌和文化生活的专栏。其次,抓住项目开工、建设、竣工三个环节,做好对外宣传工作,在宣传中重点突出铁四院的先进技术、优质服务以及团结协作、精益求精、无私奉献的精神,每年都有上百篇稿件在各大媒体上刊载,仅2012年就有6次在中央电视台新闻中播出。再次,做好精品名人宣传,注意向各级组织选送先进人物,把技术专家作为精品名人的宣传重点,通过他们对外展示铁四院形象。最后,引导职工关爱社会,关爱他人,积极参加各种公益活动,无论是抗洪救灾、义务献血,还是扶危济困、保护环境都积极参与。2012年开展“春蕾行动”爱心助学捐款,共筹集捐款26万余元,为大悟县四姑镇田河村小学购置教学桌椅、黑板等物品。投资30万元,为通山县三个乡村硬化公路、改善村民饮水条件、整修危桥,并为三所小学赠送电脑、篮球等文体用品。开展援建“农家书屋”活动,号召全院职工捐赠图书4435册,购买了部分种植、养殖等农技方面的书籍500余册,赠送给三个文明共建村。由铁四院各级单位、个人捐助的失学儿童有上百名,政府与社会对铁四院的善举给予了高度肯定。
成立于一九五三年的铁四院已经历了六十载的风雨,一路筚路蓝缕,奋力拼搏,到如今已成为傲视群雄的国内一流的设计院。铁四院人将继续秉承“不畏艰险、勇攀高峰、领先行业、创誉中外”的企业精神,以高质量、高水平的设计成果和工作业绩回报社会,打造成世界一流的设计强院!
关键词:BIM技术;铁路勘查;设计;应用
中图分类号:P2 文献标识码: A
引言:在最近的几年来,随着我国城市建设的不断发展,进而很好的促进了我国铁路行业的不断进步,并且在日后的一段时间之内铁路行业将会处在一个高峰的时期,与此同时在对铁路工程的质量以及技术等方面的要求也在不断的增多,因此必须要通过新的技术应用到铁路工程当中,以此来使其能够满足社会的需要。
1.关于BIM技术的有关介绍
1.1关于BIM的相关概念
所谓的BIM主要就是建筑信息的模型简称,同时也是作为建筑工程项目有关信息数据模型的基础所在,在通过进行数字信息模型的仿真,进而使其能够更好的得到建筑的真实信息,BIM并不是一种软件,其仅仅只是一个概念以及能够用于工程建设过程中更好的对其进行设计、施工以及规划。并且BIM也是一个建筑项目的功能特性数字表达的一种形式,通过这种方式能够更好的为该建设项目提供可靠的依据,进而在不同的时期以及不同的阶段之内,通过在BIM当中进行提取以及修改信息。BIM不仅仅只是简单的对数据进行集成,同时也能够更好的对数字信息进行很好的应用,以此来对建筑工程中所存在着的风险进行降低,同时也能够更好的提高其效率。
第一是可视化,能够更好的将建筑物构成之间形成互动性以及反馈性的可视,同时也能够在BIM建筑信息的模型当中进行使用,因为在整个过程中都是具有着可视化的,因此其可视化的结果不仅仅能够很好的用于效果图的展示当中,同时在工程项目的设计以及运营的过程中也能够更好的进行沟通以及讨论,进而使其能够真正的实现所见所得。
第二是协调性,其主要是在建筑工程项目实施的过程中所遇到的各种问题时,需要工程项目的施工单位以及设计单位等进行组织开协调会议,进而找出问题出现的原因和有关解决的办法,之后在对其进行设计的变更,进而有效的找出有关补救的措施来对问题进行解决。然而BIM的协调性能够在问题出现之前便对其进行很好的解决,进而并且在建筑物前期便对每个专业所出现的问题进行有效的协调,进而使其生产数据的方式来提高可行性的方案,很好的避免了由于设计人员沟通不足所存在着的问题。
第三是模拟性,BIM 的模拟性并不是只能模拟设计出的建筑物模型,还可以模拟不能够在真实世界中进行操作的事物。在进行设计的过程中,BIM能够对设计过程中所需要模拟的东西进行模拟实验,并且在进行招投标的过程中对其进行4D的模拟实验,并且根据施工组织设计的实际情况来进行施工,最终使工程的施工方案能够科学合理的确定下来。与此同时也能够对其进行5D的模拟,进而使其对成本控制进行有效的实现,在对后期进行运营的过程中也能够很好的模拟紧急处理的方式,比如出现地震的过程中人员疏散等模式。
第四是优化性,BIM模型能够更好的为建筑物提供实际的信息,并且包括了物理、规则以及几何信息,同时也能够提供建筑变化之后的实际存在。其复杂的程度高到了一定的程度,所参与人员本身的能力是没有办法掌握所有的信息,必须要借助科学技术的帮助。目前建筑物的复杂程度也超过了人员自身的能力极限,然而通过BIM所提供的准确信息能够使其做出更加合理的优化结果。
2.关于BIM在铁路勘查过程中的应用
2.1关于案例的分析
主要是选择我国东南部地区某一条高速铁路项目作为研究实验区域,并且在该项目中,其设计的时速是在二百五十千米每小时,其隧道的长度是在八点九千米,在该条线路当中,线路穿越中国东南山区的崇山峻岭,其地形以及地质条件都相对来说比较复杂,因此该区域具有着一定的代表性。通过将BIM技术应用到这条隧道的勘查设计过程中,进而使其能够协同作业,并且其三维协同作业的周期是五个月的时间。
2.2关于BIM在线路前期规划过程中的应用
在对铁路项目建设的前期,必须要从宏观的理论方面去对项目的可行性进行论证,并且为项目的投资建设提供出一些必备的资料,同时必须要分析铁路沿线地区所存在着的社会经济等方面的内容进行整体的分析,进而提出项目的走向以及一些主要的技术标准。
在这个阶段当中,本次的三维设计主要利用的就是BIM的思想,并且通过对现有的GIS三维空间选线系统进行综合,进而来对铁路的线路通道进行科学合理的规划,以此来为后续的铁路勘查设计工作提供出良好的基础。通过对三维GIS平台的综合运用,进而很好的获取到了影像的数据、地形的高度以及有关的地理方面的信息,最终更加直接的对铁路线路的规划进行设计,同时也能够更好的对勘察设计方案进行展示,进而构建出铁路沿线的三维场景。
2.3关于BIM在铁路外业勘察过程中的应用
在对铁路进行勘察设计的过程中,其勘察主要是包括两个方面,一是初步的勘查测控,二是定测两个阶段,同时这也是铁路设计的基础所在。虽然在外业勘查的过程中并不能够进行具体一点的铁路建筑物细部设计,然而在对方案的确定以及资料收集的过程中主要就是在这两个阶段进行完成的,同时在外业阶段中,必须要对现场的选址以及设计进行有效的准备,比如对桥梁孔跨布置以及涵洞布置等等。所以,BIM 在外业勘察阶段的应用是 BIM 在铁路设计中应用的前提。
目前在对铁路的外业勘查设计过程中,其专业之间的相互提供资料和勘查结果的表达都是可以根据电子的形式或者是文档的形式来对其进行说明,同时每个专业技术人员在对本专业的现场进行选址的过程中必须要经常的和其他专业人员进行相互的沟通,如果没有做到良好的沟通,那么将会对外业勘查以及后续工作的进度以及效率等产生严重的影响。把BIM应用到铁路的外业勘查设计过程中,能够更好的起到改善每个专业之间沟通设计所存在着的问题,同时也能够使每个不同专业能够早同一个平台上面获得所需要的勘查信息,最终使其能够形成无障碍的沟通。
2.4关于BIM技术以及成果
【关键词】GIS;新建铁路勘测设计;应用
1、引言
铁路是我国国民经济发展的生命线,在繁荣社会经济和促进产业发展等方面发挥着巨大的作用。随着社会发展和人民生活水平的提高,国家对“十二五”铁路发展提出了更高的要求,中国铁路建设项目越来越多,投资规模越来越大。
地理信息系统(GIS)是以数字信息为基础,运用地理学、遥感学、测绘学、环境科学等多学科,通过计算机技术,快速、准确和逼真地获取设计走廊各类土地数据,采集、整合各类地质地形等地理信息,并应用于工程设计的计算机信息系统。目前,GIS凭借其强大的集成功能和一体化优越性、能够在铁路方案设计时提出地面沉降等关键技术参数等特性,已在铁路勘测设计中得到了广泛的运用。如何运用先进的信息化勘测系统、将地理学、空间技术、信息科学等相互渗透和融合、构建铁路勘测标准体系、优化新建铁路勘测设计,更好地实现铁路勘测与设计过程的数字化、自动化,已日益成为专家学者和业内人士关注的重点和研究的课题。
2、我国铁路勘测设计发展溯源
我国传统的新建铁路勘测设计采用分散作业的方式,专业之间缺乏渗透性,文件资料共享性差,效率低下且出错率高。勘测部门与新建铁路工程设计部门之间不能准确顺利和及时地进行信息的有效沟通。通常,勘测获得的信息多以图表形式,定性或定量地提供给设计人员,而信息的采集是多方位的,既有地理环境空间定性特征,又有气象、水利交通等定量指标,众多确定和不确定的因素,造成设计人员对信息理解不完整,对勘测数据识别、处理和利用困难。由于勘测与设计脱节,设计方案缺乏科学的情报支撑,新建铁路整体设计水平难以提升。
为提高铁路勘测设计水平,我国在引进的基础开发了勘测系统软件,创建了地理信息系统理论体系,培养了大批专业人才,并积极开展多项国际合作。铁道部于1999年实施了TB 10101《新建铁路工程测量规范》,为保证新建铁路线路、沿路隧道和桥涵等工程的勘测质量,对新建铁路工程测量技术提出了要求。2009年,针对规范中条款落后,已不能完全满足信息测绘新技术要求的现状,修订并了TB 10101-2009《新建铁路工程测量规范》。新修订测量标准融入了新建铁路勘测先进的"三网合一"的测量理念,纳入了近年来新建铁路勘测新技术、新方法,促进了我国铁路勘测设计智能化发展进程。
3、CIS功能及其在新建铁路勘测设计中的应用
3.1CIS的功能
我国GIS的发展,经历了起步、准备、发展和产业化四个阶段。其系统功能贯穿数据采集、分析、判断及输出应用等全过程。具体功能有:
a)数据采集与编辑。即对遥感数据、航测数据等外部数据采集和将其完整准确、逻辑一致地向内部系统传输,保证了图形数据的采集、属性数据的采集在内容与空间上的一致性;
b)数据的转换与处理。即对输入数据进行格式、矢量、栅格化图层等数据格式的转化;数据投影方式、比例、数据重构以及压缩拼接等几何形态的变换;
c)数据的存储、计算、检索功能。即对地理信息系统数据进行空间拓扑叠加分析、空间模拟分析和管理、备份等功能;
d)输出功能。将数据以报表、图样等形式显示、传输和打印。
3.2GIS在新建铁路勘测设计中的应用
数据采集、整理和入库。GIS具有强大的对卫星遥感数据、航测数据、实测地形数据、地图、社会经济数据以及多媒体数据采集的能力,可将所有不同来源、不同采集方法的数据进行编辑、误差分析、坐标转换、建立矢量数据拓扑关系、栅格化等处理,并存入空间数据库。新建铁路勘测设计是一项复杂的系统工程,不仅数据繁多,而且需要各专业的相互协调。GIS能够描述和表达新建铁路勘测复杂的空间实体和对图像数据高度集成,为勘测设计信息流畅地传递提供便利,为专业设计模型、分析模型、评价和辅助决策模型的建立提供全面科学的信息支持。
新建铁路的设计。三维GIS可为长大新建铁路工程设计海量的空间数据提供动态调度和三维可视化图形。通常,各专业设计人员,可根据需要随时从勘测部门经信息归类、整理后导入的勘测空间信息库调取相关信息,作为设计依据,并将设计成果上传至勘测空间数据库,将通用化、标准化和系列化的“三化”设计思想融入新建铁路工程设计,实现多专业间的协同作业。新建铁路勘测设计数据主要由新建铁路勘测设计基础数据、线路设计成果数据和专题属性数据3部分组成,如图1所示。
三维建模与设计数据的应用。将高新技术相结合的GIS,可将线路模型与专题属性数据库进行关联,进而实现勘测设计数据的动态三维可视化,对效果进行分析和评估,可优化设计方案,科学决策,提高新建铁路可靠性与设计质量。基于三维GIS的工程设计,可进行空间分析,如对新建铁路勘测结果进行填土石方的数量计算、任意横断面的自动提取等。GIS信息系统平台促进了新建铁路测绘设计工作静态到动态的转变,设计人员可根据野外获得的地形地貌、水文地质资料,在室内进行仿真设计、铁路动态交互式设计,并将设计数据关联在同一平台,既保持勘测基础数据、成果数据和属性数据三者之间的完整性和独立性,又能在此基础上自动建模,同步修改,保证技术参数、设计指标经济上的合理性和最佳设计效果。
4、结论
综上所述,新建铁路勘测设计是一个复杂的、多专业、多学科的系统工程。只有从实际出发,利用基于GIS的新建铁路勘测设计空间数据库,运用GIS强大的空间分析能力,建立新建铁路勘测设计分析模型,才能实现设计方案的优化,不断提高新建铁路勘测设计水平。
参考文献
[1]TB10101-2009,《新建铁路工程测量规范》[S].北京:中国铁道出版社,2009.
关键词:城轨建设 土建施工 安全 加强 地质内容
1.问题的提出目前正值国家拉动内需、刺激经济4万亿元投资计划实施阶段,其中“加快重大基础设施建设”是重中之重。城市轨道交通(以下简称“地铁”)建设是建设现代化城市的标志,将迎来集中、高速发展的“春天”。我国大陆一线大、中城市,北京、上海、天津、广州、深圳、南京、杭州、西安、沈阳、长春及武汉等均大手笔的投入了地铁新建、扩建工程;部分二线城市无锡、宁波、大连、成都、合肥、南昌等也相继加入了地铁新建的行列;目前已获国家批准搞城市轨道交通建设的城市达22个。单个城市地铁建设规模,以北京为例,目前投入使用的地铁长度二百余公里,规划到2020年,地铁长度达1000公里。可想而知,我国大、中城市现在及未来一段时间,地铁建设处于举世瞩目的高速发展阶段。但是地铁建设土建阶段的风险控制与安全施工管理,并没有跟上高速发展的现代化步伐。近几年国内各地的地铁隧道施工地质坍塌事故时有发生。地铁建设中存在的问题,既有解决的迫切性和实用性,又有长期性和普遍性。
2.产生问题的原因
目前进行地铁建设的大、中城市,从地形地貌上看,绝大多位于我国的东部地区,且基本处在沿海、河流中下游流域。这一类地质单元的地质条件共同特点是:第四系地层沉积厚度大、地层界线变化复杂、层厚极不稳定、各地层的力学性质(粘性、塑性、压缩性、密实性等)变化大、地质结构沟造复杂。城市轨道交通的建设深度,一般在4.5至22米埋深范围内,即城市轨道建设空间,基本位于松散、力学性质多变、水文地质条件复杂的第四系地层中。以北京地铁5号线试验段为例,各种岩性的的地层多变互存,自上而下岩性有:人工填土层、粘质砂质粉土层、粉质细砂层、园砾层、中粗砂层、卵石层、粉质粘土层和卵石层等,呈层状、似层状、透镜状互层产出;延线地下水也比较发育,有上层滞水(水位埋深2―10M)、潜水、构造裂隙水等,且部分为承压水。本区段所穿越的上述地层,在北京地区属典型地层,极为普遍。虽然地铁勘察规范对前期岩土工程勘察布钻明确了具体的要求,初勘点距50米;详细勘察点距25米。地质情况复杂时,予以加密。但是以笔者在北京、南京、深圳、上海等地多年从事地质勘察及隧道工程的经验。沿海城市往往25米的距离内,足以发生地层岩性非常大的变化。由于地层往往呈透镜状、不连续的倾斜似层状产出。以深圳地铁1号线香蜜湖一带为例,该地区为低山丘陵滨海相沉积地层,NE、ND向两组构造交叉发育,在同一埋深高度,25米范围内地层可能从坚硬的花岗岩风化球,变化到具有砂体液化特征的粉细砂土。仅仅靠勘探密度的调整,也无法解决清晰揭示地质问题(见下图)在此笔者提出;地铁交通建设的土建施工过程中,为了把握好安全施工的环节,需加强工程地质工作内容的投入。
1、人工填土 2、粉质粘土 3、粉细砂土 4、於泥混砂 5、花岗岩风化球 6、砾质粉质粘土(Qei)
3.解决问题的途径
3.1 建立健全安全管理制度与体系建设方及各参建方建立键全安全质量责任制和各级岗位管理制度。充分发挥政府安全管理机构的工作职能作用,是安全施工的前提条件。
3.2 重视前期岩土工程勘查的实际效果首先要从地铁施工与设计需要出发,足够重视前期的岩土工程勘察等基础工程地质工作,根据场地的复杂程度,地铁建设的特点,选用静力触探、测井、工程物探技术(地震勘探、探地雷达、陆地声纳法、电阻率法、激电法、电磁法等)配合钻探工作的地质调查,互相补充,进行综合勘探。对于地下水、岩溶发育的区域,还应做好地下水的分布特征、水量、承压性、构造的导水性的查证工作。应重视勘察的效果,搞清拟建场地的工程地质、水文地质问题。
3.3 配备必需的工程地质人员
地铁建设的土建施工过程中,人员配备方面,根据施工场地工程地质条件的复杂程度,土建工程监理单位和土建施工单位,依据地铁工程规模、场地工程地质复杂程度,分别配备有工程地质素养与实际经验的监理人员、施工技术人员,投入地铁建设土建阶段施工的一线。上述人员的专业技术素质,至少达到看得懂、较好的运用前期勘察报告,对于现场的各地层岩性特征、力学性质、场地的工程地质特点等能够理解与掌握。能够在地铁早期的土建施工过程中出现不良地质情况时,及时的判断、发现工程地质隐患,杜绝和减少地质灾害事故的发生。但是目前地铁建设前期的土建阶段,根据笔者接触的监理机构现场人员和土建施工项目部的技术人员来看,具有工程地质理论水平、现场实际地质情况动态判断能力强者实在是凤毛麟角,一线技术人员、监理人员工程地质经验的缺乏,不利于地铁隧道施工现场对突发性地质灾害的预测、防范和应急处理。近几年国内各地的地铁隧道施工地质坍塌事故频繁发生,地铁隧道的土建施工已经成为高危行业。2007年5月28日南京水西门大街地铁2号线茶亭施工现场塌陷;2008年广州地铁5号线施工现场水文地质原因突然涌水,导致塌陷达100多平方米,深度达5米;2008年4月1日深圳龙岗区荷坳路口的3号线发生地质塌陷;2008年11月15日杭州地铁风情大道1号线施工现场地质塌陷,长度达100多米,深度达20余米,酿成了震惊全国的特大施工安全事故。以深圳地铁为例,仅2009年7月―10月,几个月时间内,先后发生了5起地铁施工地质坍塌事故。深圳地铁建设坍塌事故发生频率之高,客观上深圳地处丘陵滨海沉积相地带。如前所述,下覆地层变化多异,各地层的地质力学性质及其它岩土性质差异大,地质构造较复杂,是坍塌事故发生的主要诱因。杭州地铁的坍塌事故的发生,施工现场对地质情况未能及时的进行动态掌控,相关方对突发性地质灾害不够重视,是坍塌事故的主要原因之一。这一切从另一个侧面说明,地下隧道的前期土建施工,应加强工程地质方面的投入,工程监理机构及土建施工单位的一线,充实必要的、具有施工现场地质动态观测能力的工程地质技术人员,有利于尽可能减少地铁建设中的地质灾害。
4.结论:
根据不同场地的岩土工程特点,从地铁建设土建安全施工的需要出发,做好前期岩土工程综合勘察;土建施工阶段,工程监理机构、土建一线施工单位,根据地铁工程规模、场地复杂程度,配备具有工程地质素养的技术人员,可以大量减少地铁建设土建施工中安全事故的发生。
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【关键词】哈尔滨市轨道交通;目的;方法;问题
1.哈尔滨市轨道交通3号线二期工程概况
(1)哈尔滨市轨道交通3号线二期工程为哈尔滨轨道交通3号线环线的一部分,正线全长32km,共设29座车站,均为地下线和地下车站,设换乘站10座。在红星村设安通街车辆段及综合基地1处,设控制中心1处。该工程的建设单位为哈尔滨地铁集团有限公司,总体设计单位为铁道第三勘察设计院,勘察监理单位为黑龙江正信建设工程管理有限公司,勘察标段Ⅴ勘察单位为中铁第五勘察设计院集团有限公司。
(2)勘察标段Ⅴ沿康安路、群力大道、丽江路地下敷设,包括河山街站-上江路站-灵江路站-群力第五大道站-群力第六大道站-工农大街站-终点共6站6区间、控制中心,线路全长约6.37公里。沿线地势平缓,线路两侧建筑物密布,交通较为繁忙。本次勘察为该标段的详细勘察阶段。
2.本次勘察目的
(1)初步查明沿线的区域地质、水文地质及工程地质条件,查明沿线区域地貌、地层、岩性和地质构造等区域地质环境。
(2)初步查明沿线的地层分布情况、岩土类型、工程性质,对线路通过地区的工程地质条件进行评价。
(3)初步查明沿线的不良地质、特殊岩土的成因、特征、范围、工程特性,预测其发展趋势,分析其对工程的危害程,并初步提出对不良地质和特殊岩土的治理措施。
(4)初步查明沿线地表水的水位、流量、水质、河流淤积物的分布,以及地表水与地下水的补排关系。
(5)初步查明地下水水位、地下水类型、埋藏条件,补给、径流、排泄条件,历史最高水、位近3~5年最高水位,地下水动态和变化规律,并结合工程要求提出初步评价。
(6)对沿线的地表水、地下水及土的腐蚀性进行初步评价。
(7)分析已有地震资料,初步划分场地土类型和场地类别,初步评价场地和地基的地震效应,初步评价线路所经是否存在活动性断裂及两侧工程地质条件。
(8)评价场地稳定性和工程适宜性。
(9)初步确定沿线岩土的岩土施工工程分级、围岩分级。
(10)根据车站、区间隧道的结构形式、埋置深度、施工方法,结合岩土工程条件,对可能采取的地基基础类型、加固治理方案、基坑开挖与支护方案、地下水控制方案进行初步分析评价,初步提出岩土设计参数。
(11)对环境风险等级较高的工程周边环境,分析可能出现的工程问题,提出预防措施的建议。
3.勘察方法
(1)工程地质调查:主要采用实地调查访问和收集有关资料,初步查明场地及其附近有无不良地质作用及对工程不利的地下埋藏物。
(2)勘探孔位的管线探测及挖探探查:为保证勘探孔附近的管线和勘探施工人员的安全,每个勘探孔作业前均采用LF2200管线探测仪进行地下管线探测,然后再用螺纹钻人工挖探探查,挖探探查深度不少于3.0m且应穿透人工填土层,以保证每个钻孔均避开地下管线。
(3)钻探:钻探采用XY-100、SH-30型钻机全孔取芯钻进,采用冲击和回转钻进方法。钻孔井径不小于110mm。地下水位以上干作业钻进,套管护壁,水位以下采用泥浆或套管护壁,岩芯管钻进。钻探过程中严格控制钻进的回次进尺不大于2m,遇到薄层透镜体分布时适当缩小回次进尺,岩芯采取率保证黏性土≥95%,砂性土≥70%(水位以上≥80%)。
(4)取样:原状样采用取土器取样,扰动样在岩芯或标贯器中采取,在局部地段用取砂器取代表性的原状砂样,从取水钻探孔中采取地下水样。取土样的位置、间距,按照每层土的试验项目及数量按单孔设计要求进行,原状土样样高20cm,蜡封并放至保温箱,并及时送试验室。
(5)标准贯入试验:标贯试验主要在黏性土、粉土、砂土层中进行,贯入器为外径51mm、内径35mm、长700mm的两个半合管组成,采用自动落锤装置,锤重63.5kg,落距76cm。
(6)波速试验:波速试验采用单孔法,在钻孔中进行,测试仪器为DS1井下波速探头+SWS工程地震仪,孔内自激发,自下而上逐点测试,测试间距为1m。测试深度25m。
(7)电阻率测试:采用DZD-6型电法仪,先将测井电缆下到孔中,自下而上逐点测试,测试点距1.0m。
(8)地温测试:采用SWA数字井温仪,以注满泥浆24小时后的泥浆温度近似代替,地面下1m内测试间距0.5m;1~3m测试间距1m;3m以下测试间距2m。测试在钻探结束24小时后进行,保证钻孔内的泥浆水与地层的热传导尽可能交换以达到热平衡。
(9)室内试验:室内土工试验按照国家标准《土工试验方法标准》(GB/T50125-1999)实施,试验内容除常规物理力学性试验外,根据要求进行了一定数量的渗透、直剪、固结快剪、三轴剪切(UU和CU)、无侧限抗压强度、静止侧压力系数(K0)、基床系数、水质分析等试验。
4.勘察过程中遇到的问题
本次勘察的季节在秋冬季,经过路段车流量较大,车速较快,大多数孔位在道路中央及十字路口,因此勘察困难很大。勘察过程中遇到的问题,主要包括以下两个方面。
(1)安全隐患:钻机队伍由牙克石林业设计院及黑龙江省林业设计研究院两个单位组成,钻机进场前准备好满足机组需要的围挡及爆闪灯。白天路过的车辆可以看到明显的警示标识,各别钻探机组的围挡及爆闪灯在夜间被撞坏,但钻探机组其他设备及肇事车主都没有受伤,足以说明围挡和爆闪灯的必要性,之后几天还下起了大雾,爆闪灯的作用就更加明显,多种安全设施保障了钻探机组及路过车辆的安全。由于在秋冬季施工,因此群力新区的风力较大,围挡被大风刮到道路中央,险些给路过钻探机组的机动车辆造成不必要的事故,为此机组将所有的围挡用铁丝捆绑在一起,之后再也没有此类危险的发生。
(2)地下管线避让:此次详细勘察经过的场区内地下市政管线密集,埋深约1~3m,主要有供排水、电信、电力、热力、煤气、军用光缆等,纵横交错,非常复杂。根据物探专业提供的地下管线分布图,将钻孔布置图附在管线分布图上,这样就可以准确的找到钻孔周围的地下管线,在现场各家管线单位确认以及对周围井盖、特殊标识等观察之后,螺纹钻再进行挖探工作,钻机避开了密集的地下管线,保障了钻探工作安全顺利的进行。
前言
高速铁路是现代世界高铁的一项重大技术成就,它集中反映了一个国家高铁经营管理水平、运输组织、列车运行控制、制造工艺、车辆技术、线路结构、牵引动力等方面的发展和进步,也集中体现了一个国家科技和工业化发展的水平以及高铁运输组织管理的水平。随着我国各地区交通建设的发展,高铁工程在迎来新的发展机遇的同时,也对其质量提出了更高的要求,尤其在投资控制方面,越来越引起人们的重视。本文从我国高铁工程投资控制存在问题、成因分析及解决方案等方面进行了浅谈。
1. 我国高铁工程投资控制本文由论文联盟收集整理存在问题
一般来讲,影响高铁投资项目控制的因素很多。归纳统计有以下几个方面:
前期可研,准备工作不到位;评估缺乏科学性,合理性;投资标制度本能实行严格的项目法人负责制;项目管理机构不合理,效率低下;招投标制度不彻底,运作不规范;合同管理不规范,造价管理方式偏离市场经济行为;项目建设周期长,建设程序执行不严肃;勘察设计深度不够,设计变更繁多;工程监理范围不科学,监理力度不到位;高铁项目线长点多、不定因素多、政府行为多,施工过程难以科学掌握;受政府政策性影响大,受地方经济、政策区域文化、地理环境影响大。
2. 我国高铁工程投资控制存在问题的成因分析
2.1 高铁工程设计人员经济意识淡薄
在高铁项目建设中,线路设计方案一经确定,桥梁、隧道建筑物等重要构造物也就基本确定。扩大初步设计、技术设计和施工图设计只是将设计方案进一步具体化。随着市场经济的深入发展,尽管铁道部对项目投资控制问题越来越重视,但是由于高铁运管体制本身的特点,建设、设计、施工、监理,部属统一领导又分别独立运作,在项目管理上对设计单位和设计人员又缺乏一套行之有效的激励措施,使得大部分设计人员在方案设计时基本上没有考虑项目的经济效果,大多“怕出事”。只要是结构可靠,不出什么技术或者安全问题,一般都不会去考虑工程造价的高低,其结果导致设计文件常常出现“肥梁、胖柱、深基础”等功能价格比明显不合理的现象。
2.2 高铁工程项目基本建设程序执行不严肃、勘察设计周期不足
按照现行规定,项目的基本建设程序如图1所示。
图1 高铁工程项目基本建设程序图
但是,现阶段高铁项目大多未能严格执行基本建设程序,建设过程中的领导意志依然无处不在。特别是可行性研究,基本上仍是附和主要决策领导的意图,项目依然比较重视实施阶段,而对决策阶段的重视程度则远远不够。
2.3 项目勘察设计深度不够
在高铁项目的建设管理中,勘察设计工作是投资控制的重要环节,在初步设计阶段,其影响项目投资的可能性为75-95%;技术设计阶段,影响项目投资的可能性为35%—75%:在施工图设计阶段,影响项目投资的可能性为5-35%。根据笔者的实践以及有关资料显示,在一个具体的高铁项目建设管理中,其基础工程部分所发生的变更往往都位列前茅,是造成工程结算时造价增加的重要原因之一。由于地质勘察资料所提供的地基承载力过于保守,或者严重偏低,都会造成设计的基础工程量过大,从而引起项目不合理投资的增加,造成浪费。
3. 我国高铁工程投资控制存在问题的解决方案
3.1 高铁工程设计阶段投资控制主要方法
(1)推行高铁行业设计招标制度,引入设计竞争机制、推行设计招标是适应现代市场行为,完善科学质量保证体系的第一要务。也是促进设计部门加强竞争意识,提高设计水平的重大举措。
(2)推行设计监理制度。设计监理是咨询单位专家,从项目可行性研究阶段开始,协助业主调研、考察、论证方案的可行性并提出合理化建议,是对设计全过程的监督、优化。及时避免设计阶段出现的失误、遗漏。从而有效提高设计方案质量,有效控制工程造价,帮业主科学把好设计关。
(3)提高设计技术人员的经济意识。目前,由于高铁行业分工细、涉及面广,从事高铁设计的人员众多,专业繁多。相当一部分的专业设计人不熟悉本专业的预算定额及费用定额,不掌握市场建材及其预算价,一般将其归由概预算工程师专人负责。要使技术与经济有机地结合起来,克服重技术轻经济的传统思维,克服一味求安全,保守不顾经济而造成浪费的不良倾向。
3.2 完善高铁建设项目招投标制度
当前,业主对项目工程的承发包行为,必须经过公开的招标环节,而招投标过程不仅仅是一个简单的定价合同行为,它是将设计文件、合同条件、文本管理和招标、投标都结合起来的系统工程。涉及内容繁杂市场竞争激烈,对于大型高铁投资项目工程而言,笔者建议如下:
(1)制定科学、合理的招投标程序
为体现“公开、公平、公正”的原则,合理的招投标程序,严格的执行纪律是招投标工作的基础。高铁行业评标、定标程序可参照图2的“评标定标程序”执行,如果是专业的设备标还需要增加“性能价格比”的比较环节,通过该比值的大小推荐中标候选人。
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(2)规范招标文件编制
招标文件中除提供工程量清单外,还要求明确合同双方的权利与责任,将所有可以预见的情况详细列出并给出解决办法。同时,招标文件还要求承包商在报价内列出不可预见及对应的风险费用,以应付施工中不可预见情况。此外对招标项目中如需分包的工程也应在标书中明确并写入承包合同,中标单位签订施工合同后,严禁违规分包或者非法转包。
3.3 高铁建设项目施工阶段控制投资方法
严格执行设计变更程序。由变更设计直接影响项目控制在上章已作详细举例说明,针对这一第一影响要素,笔者认为应做到:严格遵守“先批准,后变更;先变更,后施工”的设计变更纪律;加强设计工程师综合素质教育;在设计行业引入风险机制,制订切实有效的奖罚管理方法,实行奖罚制度,激发设计工程师工作积极性,主观能动性,做到奖罚分明,责任有主引导设计行业逐步适应市场行为规律。
3.4 推行建设项目管理公司机制,优化项目管理
大型高铁投资项目实行专业化,社会化的管理是现代项目管理,实现高铁跨跃式发展的必然趋势。独立的,适应市场经济运作机制的建设项目管理公司具有高效、低耗、专业化程度高的特点。它代表业主可以对项目实施全过程或若干阶段的组织协调和监督工作,完成项目可行性分析、项目策划和项目可行性研究报告;完成项目各种审批手续;完成勘察、设计、施工、安装、物资、设备采购的招标工作及合同谈判,签订合同;审查初步设计和施工图设计、工程预算及施工组织方案等。
关键词:铁路工程;物探技术;应用
中图分类号: K826.16文献标识码:A 文章编号:
引言:
铁路工程物探探测的主要对象是与工程有关的地质问题和工程结构质量。它是在地表、空中或井下通过仪表测试地球物理场物性参数及其变化,如电性、磁性、电磁性、弹性、放射性等,通过对所获得的物性资料的分析、研究,推断、解释地质体、岩土体和工程结构的形态、性状、分布等。由于物探设备轻便, 勘测周期短,成本低,成果质量直观形象,可用二维或三维表现,在勘测中应用的范围逐渐扩大。
物探在铁路工程中的应用领域及其特点
初期铁路工程物探只应用于找水和土石界线划分,现在的应用领域已深人至从初测到定测的铁路勘测各个阶段,并已延伸至施工和运营的工程质量检测中。
按解决的地质问题分类,应用领域有:划分土石界线;进行第四系松散地层和岩石的分层;测定断裂构造的存在,产状和富水状况;圈定密集节理带;不良地质中岩溶、滑坡、岩堆和地下洞穴探测;特殊土中软土、裂土、冻土、膨胀土探测;在找水中圈定富水带、划分咸淡水界线,寻找热水等。按应用于工程分类,应用领域有:选线工程物探;路基工程物探;隧道工程物探;桥梁工程物探;站场工程物探;地铁工程物探;地下埋藏物物探;考古工程物探;水源工程物探;病害整治工程物探等。
按应用于工程质量检测分类,应用领域有:隧道衬砌混凝土质量检测;支挡建筑物质量检测;公路路面和铁路路基质量检测;地基灌浆等处理效果检测;管线、堤坝、渗漏检测;桩基检测等。
按测定物理参数分类,应用领域有:测定大地导电率;测定土壤电阻率;测定剪切波速率;测定常时微动;土石密度;弹性模量及有关土体动力学参数等。物探与钻探一样同是地质工作的一种手段,但物探能提供更丰富的地质信息。地质是物探工作的基础,只有从已知地质资料获得物性参数才能根据物探曲线特征对未知的地质问题做出推断解释。
物探是一种间接的勘探手段,是通过地质体的物性表现推断解释未知的地质问题。数据采集受地形、地质、物性不均等人文和自然多种因素的影响,因此物探成果做出的地质推断需要其它直接手段如地质调绘、钻探等代表性的验证,以了解其真实的地质内涵。根据验证结果,应该允许物探做再解释以完善物探最后成果。这是正常解释程序,不是有些人说的“根据地质资料修改物探成果”。其取得的成果需经其他勘察手段做代表性的验证,然后经地质专业人员与其它勘察手段所取得的资料汇总分析,去伪存真再纳入岩土工程勘察报告才能提供设计使用。钻探资料与物探资料对比分析,是综合分析最主要的工作方法之一,对发挥地质综合勘探的效果有重要的作用。在一般情况下,综合勘探的程序是先物探,后钻探,但是两种方法不宜截然分开,应有必要的交叉。这有利于两种方法互相渗透,起到“物探指导钻探布孔,钻探验证物探,又为物探提供解释参数,提高物探解释精度”相辅相成的作用。
物探在地质勘察工作中的内容
1. 按工作程序大体可分为3 个基本阶段:
1)下达任务阶段
地质资料是工程物探工作的基础,地质人员要想用好物探这一勘探手段,首先要根据勘察目的向物探人员提供尽可能详细的基础地质资料和线路平剖面图等,并概略介绍工程概况,方案比选情况及控制方案比选的主要工程地质问题,介绍工作区地形地貌特征,交通条件以及工作中应注意的问题。
2)外业工作过程中的配合
地质与物探人员共同踏勘工地,结合现场工作条件和对要探测的问题的认识,共同商定测线布置以及变通原则。对物探初步成果要及时和已有的地质推断相对照。对物探发现的异常点要及时核对,先以地质调绘的方式判别异常的可信度,必要时布置其它勘探手段加以验证,为钻孔布置提供指导。
3)物探资料详细解释及报告编写阶段
地质人员一方面把不断丰富、深化的地质资料及时提供给物探,充实物探资料解释的基础;另一方面把物探成果及时提交总体组,需要验证的及时布置验证,比较有把握的推断做为方案比选的依据。
2. 配合工作方式
目前,地质对物探的配合主要有两种方式:一是由地质专业人员下达物探工作任务书,并配合物探人员踏勘现场。在现场针对工程特点概略介绍地质情况,解答物探人员就工作内容和技术要求提出的问题。物探工作期间地质人员不再到现场,必要时做阶段检查;二是地质专业人员仅下达任务书,而地质配合工作由物探地质专业人员承担。物探工作期间,地质专业人员基本不再过问,仅在最后组织专家对物探成果进行评审验收。第一种方式是经常采用的一种配合模式。这种配合方式要求地质专业人员在下达物探任务书前已对工程所在区域做过比较详细的地质调查,对存在的地质问题吃的比较透,因而任务书的针对性比较强,物探勘察的目的仅是对地质认识的验证和修正及补充,没有这个前提,难于取得良好的勘察效果。第二种方式是一种地质物探紧密配合的新模式。
工程物探方面
它是铁路工程物探应用最多、发展最快的一个重要方面、物探工作贯穿了从初测、定测、施工到运营的各阶段当中。
1. 隧道物探: 主要提供构造格局、岩土界线、地下水和洞体围岩的物理力学性质。
2.桥地物探: 主要提供构造格局、土石介线和松散地层的详细分层。
3. 岩溶物探: 浅层岩溶的存在对路基、桥基的安全有极大影响。因此岩溶物探工作在铁路工程物探中十分重要, 近年来也投入了大量工作方法和工作量, 但效果不完全满意, 对浅埋和岩溶带效果较好, 对单个岩溶圈定尚有难处。使用的物探方法多以常规电法为主, 但频率测深法、地质雷达法和瑞利波法在实际工作中显示了较好的效果。
4. 水上物探: 主要提供水底地形、覆盖层厚度、风化层厚度、断层存在和构造格局。
5. 岩土物理力学性质测试和场地评价: 这方面工作主要是通过地震纵、横测井、密度测井分别计算出动泊桑比、剪切模量和弹性模量或在地面作瑞利波测试。场地评价主要作微动测量。
6, 桩基无损检测与地基土加固检测: 以振动理论为基础, 用频率法、反射法测试各种桩的形态变化及计算单桩垂直允许承载力已普遍应用, 在铁路工程物探中已应用到混凝上桥墩检测和混凝土构件强度方面。对黄土湿陷下沉化学加固效果, 土体挤密回填效果, 岩土体注浆加固效果、碎石基础注浆效果等检测方面物探方法已取得了成功。
7. 地下埋藏物探测: 近年来由于老城市和老车站、老码头的改建和扩建, 对查清地下埋藏物, 如电力电缆、通讯电缆、上下水管、煤气管道、输油管和人防工程等, 任务越来越多。
结束语:
程物探具有工作效率高、成本低、周期短、见效快等优点。实践表明,在铁路工程地质勘察的规划、可行性研究、初步设计及技施等阶段,根据其地质、地貌特点,因地制宜地采用物探方法,配合必要的钻探、坑槽探等工作,物探一定能取得较好的地质效果。随着科学技术的不断发展,物探理论的不断完善和仪器设备的更新以及物探方法手段的多样化,物探技术必将在铁路建设事业中发挥重要的作用。
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