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關(guān)鍵詞:高速公路 勘察設(shè)計 數(shù)字化 測繪技術(shù) 應(yīng)用
中圖分類號:U412.36+6文獻標(biāo)識碼:A
隨著我國改革開放的不斷深入,我國經(jīng)濟和科技都得到很快的發(fā)展,尤其是近年來,政府不斷加快城市化進程,使得相關(guān)部門不得不盡快完善城市交通建設(shè),以便人們生活能便利出行??萍妓降奶嵘秊楣房辈旃ぷ魈峁┍U?。數(shù)字化測繪技術(shù)在高速公路勘察設(shè)計中得到很好的應(yīng)用,其能提升勘察結(jié)果數(shù)據(jù)的高精準(zhǔn)度,并且信息數(shù)據(jù)十分詳細(xì),極大地提升了高速公路勘察工作的效率和質(zhì)量。因此,數(shù)字化測繪技術(shù)在高速公路勘察設(shè)計中的應(yīng)用具有重要的作用和意義。
1高速公路勘察設(shè)計中主要的工程測量工作
高速公路勘察設(shè)計施工工程測量工作的重要組成部分,在工程施工前必須要進行勘察工作,為公路路線的合理規(guī)劃提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息,并且能根據(jù)信息資源繪制帶狀地形圖,對公路縱橫面進行測量,然后繪制成施工設(shè)計圖紙。因此高速公路勘察設(shè)計工程測量工作十分重要,其具體的工程測量主要表現(xiàn)在以下幾個方面。 [1]
1.1勘察設(shè)計的準(zhǔn)備階段測量工作
設(shè)計前工作人員要進行初步的測量,才能對公路段施工情況有一個具體的了解,才能勾勒出基本的路面地形圖,進而才能深入進行下一步勘察設(shè)計工作。初步階段設(shè)計工作人員要擬定修建原則,選定設(shè)計方案和計算主要工程數(shù)量,并且提出施工方案建議和編制工程預(yù)算等,這些工作要順利進行必須要對整個工程項目有初步的了解,通過勘察得知施工基本面積和施工難度,進而才能計算工程基本施工成本。初步設(shè)計具有不確定性,一般會根據(jù)工作特殊情況,設(shè)置兩套方案,方案一一般是在1:10000地形圖上做多個必選方案,紙上布線完成后,然后再按照1:2000的比例進行地形圖測量工作,在1:2000的地形圖上進行紙上定線,設(shè)置公路通道。在初步設(shè)計工作人員需要進行平面高程控制測量、地形圖測量以及必要的平縱橫測量等工作,這些方面是初步設(shè)計工作的主要內(nèi)容。
1.2施工圖紙設(shè)計階段工程測量工作
在初步勘察完成后,工作人員會對施工地形各方面的情況有一個初步了解,在初步設(shè)計的基礎(chǔ)上,工作人員要確定施工圖紙,因此,工作人員要在1:2000比例圖上進行方案比選,確定最終施工路線方案。在這個部分工作中,工作人員需要對中線放樣進行測量、公路縱橫面測量、主要施工點地形圖測量以及主要控制地物高等控制測量等方面的工作。這些都是高速公路勘察設(shè)計中需要進行的測量工作,其對測量的精度有相當(dāng)高的要求,而數(shù)字化測繪技術(shù)的普及和使用,恰好能滿足勘察設(shè)計測量的需求。[2]
2數(shù)字化測量技術(shù)在高速公路勘察設(shè)計中的應(yīng)用
2.1控制測量
控制測量主要在高速公路工程地面地形的測量方面,通過測量在地面布設(shè)一系列的控制點,然后準(zhǔn)確的確定這些點的位置,方便工作人員能順利進行放線和測量放樣等工作。首先要根據(jù)設(shè)計方案的比例圖,根據(jù)比例圖中初步設(shè)定的位置展開測量,工作人員要利用數(shù)字測繪工具,搜集相應(yīng)的路基、構(gòu)造物等資料,進而能更好的進行控制測量,并且確保測量工作效率和準(zhǔn)確性。
2.2坐標(biāo)系統(tǒng)測量
坐標(biāo)系統(tǒng)測量主要是地面水準(zhǔn)面、參考橢球以及坐標(biāo)系等方面的測量和確定。地面水準(zhǔn)面是接近地球自然表面的不規(guī)則橢球曲面,工作人員應(yīng)該選擇比較相近的物體與之接近,然后用簡單數(shù)學(xué)表示的體形來代表,確定坐標(biāo)位置。一般坐標(biāo)測量要利用基礎(chǔ)的測繪儀器,對高斯平面直角坐標(biāo)以及坐標(biāo)分帶進行測量。 [3]
2.3獨立高等控制測量
獨立等高控制測量主要是利用GPS技術(shù)測距、定位以及建立三維坐標(biāo)系統(tǒng),這方面的工作需要利用GPS衛(wèi)星高空掃面技術(shù),為勘察設(shè)計工作人員提供信息數(shù)據(jù)。GPS技術(shù)操作簡單,其精準(zhǔn)度非常高,因此,在勘察設(shè)計測量工作的運用具有積極的推廣意義。
2.4地形圖航空攝影測量
地形圖航空攝影測量主要是根據(jù)公路工程特點,長路線采集,在飛機上安裝攝影機,然后對觀測地區(qū)進行高空攝影,以獲得高清的視頻圖像,然后將攝影圖像與地形圖進行比對分析,最終能清楚的確定公路工程施工設(shè)計方案,避免對周圍路面基礎(chǔ)的影響。高空攝影獲取地形圖像后,工作人員還要處理高航攝影的圖像,根據(jù)控制點的布設(shè),測定公路平面、高程三維坐標(biāo),并且糾正航攝中的誤差。其次,工作人員還要形成業(yè)內(nèi)圖,讓勘察設(shè)計工作人員能更加清晰的觀察地形圖。
2.5數(shù)字地面模型設(shè)計
數(shù)字地面模型信息采集施工構(gòu)建地面模型的重要前提和依據(jù),工作人員要利用數(shù)字測繪技術(shù),大量采集地形點三維坐標(biāo),按照一定的數(shù)學(xué)模型分析和聯(lián)網(wǎng),最終通過空間點的連接,構(gòu)建施工設(shè)計所需要的地形起伏數(shù)字模型。這種模型的建立和使用能提升 施工設(shè)計方案的科學(xué)性和可行性,進而順利完成公路工程。數(shù)字測繪技術(shù)在高速公路勘察設(shè)計工程測量工作中的應(yīng)用范圍十分廣泛,工作人員要充分利用現(xiàn)代化數(shù)字化技術(shù),提升勘察測量結(jié)果的精確度,確保設(shè)計方案的可行性。 [4]
3結(jié)束語
綜上所述,數(shù)字化測繪技術(shù)在高速公路勘察設(shè)計中的應(yīng)用具有重要的作用和意義,并且實踐證明數(shù)字化測繪技術(shù)在高速公路勘察設(shè)計中的應(yīng)用具有很好的效果。數(shù)字化測繪技術(shù)的高精準(zhǔn)度、操作簡單以及其能節(jié)約大量的勞動力資源等,這些方面的優(yōu)勢使得高速公路勘察工作效率和質(zhì)量都得到提升。因此,未來我國技術(shù)研究工作人員還需要進一步開發(fā)新工藝和新技術(shù),不斷的完善公路勘察設(shè)計工作的基礎(chǔ)設(shè)備,進一步提升勘察工作的水平和質(zhì)量。
參考文獻:
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[2] 郜鍵,孫劍峰,魏靖松,王騏.基于條紋管激光成像雷達水下目標(biāo)探測研究[A]. 魯豫贛黑蘇五省光學(xué)(激光)學(xué)會2011學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C]. 2011
論文摘要:在邊坡治理工程中,由于國家建設(shè)部和重慶市目前都沒有針對“動態(tài)設(shè)計法、信a.施工法’,的明確規(guī)定,因此出現(xiàn)主管部門監(jiān)份管理依據(jù)不充分,勘察、設(shè)計、監(jiān)理、施工單位無幸可循的現(xiàn)象。本文根據(jù)多年的工作經(jīng)臉,提出重慶市邊坡工程變更設(shè)計管理辦法的設(shè)想,希望起到規(guī)范參建各方的行為,使各工作環(huán)節(jié)有序,工程質(zhì)圣、進度、安全有保津,投資有控制的目的。
重慶是座山城,工程建設(shè)中有大里的邊坡需要治理。重慶市建委對邊坡工程歷來都十分重視,對勘察、設(shè)計、施工圖審查、監(jiān)理、施工以及招投標(biāo)等工作,先后出臺了一系列政策和法規(guī),從執(zhí)行情況看,反映良好,對提高邊坡工程質(zhì)f起到了關(guān)鍵性作用。
目前邊坡工程普遍采用“動態(tài)設(shè)計法、信息施工法,在(建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范)中以強制性條文的方式執(zhí)行,與一般建設(shè)工程的工作程序有很大的區(qū)別。其中設(shè)計的主要依據(jù)—地質(zhì)結(jié)論、巖土物理力學(xué)參數(shù)都需要在施工監(jiān)測和試驗中加以驗證、調(diào)整,其顯著特點是:由于地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜性,工程勘察、邊坡試驗提供的設(shè)計參數(shù)不可能全面準(zhǔn)確地反映工程地質(zhì)實際情況,只能在工程實施過程中來加以驗證、調(diào)整,從而修正治理方案。不可避免地產(chǎn)生勘察、設(shè)計、施工組織和工藝變更。這要求參建各方密切配合,才能有效地保證邊坡工程的質(zhì)t、進度和安全。實踐證明,它是最切合邊坡工程實際的勘察設(shè)計、施工方法。然而在實施過程中,我們發(fā)現(xiàn)無論是建設(shè)部還是重慶市目前都沒有針對‘,動態(tài)設(shè)計法、信息施工法,的明確規(guī)定。一旦出現(xiàn)變更情況,各級建設(shè)主管部門監(jiān)督管理依據(jù)不充分,責(zé)任不清,而勘察、設(shè)計、監(jiān)理、施工單位也無章可循。
一方面,在日常工作中我們有時會遇到業(yè)主、勘察、設(shè)計與施工單位各方為質(zhì)里事故資任相互推語的問題。多數(shù)情況下,變更設(shè)計是由于地質(zhì)環(huán)境變化造成的,非勘察設(shè)計的資任。變更設(shè)計后一般要突破原概算,產(chǎn)生包括工程投資、勘察、設(shè)計、審查等費用由誰支付,以及支付的程序等問題。因此需相關(guān)配套的政策法規(guī)來規(guī)范各方的責(zé)任,協(xié)調(diào)參建各方責(zé)、權(quán)、利,是重慶市建委魚待解決的問題之一。
另一方面,雖然重慶市絕大多數(shù)勘察設(shè)計單位都積極配合施工,解決施工中遇到的問題,但經(jīng)常是變更勘察設(shè)計文件交付業(yè)主后,業(yè)主不知道這些變更需要哪一級審查,特別是邊坡工程,變更設(shè)計較頻繁,如果無論大小都交與建委審查,既不合適也不必要;一律由原施工圖審查單位審查,對于涉及安全、規(guī)劃等問題的重大變更,原施工圖審查單位審查似乎也不合適。因此應(yīng)結(jié)合重慶市邊坡工程的特點,制定“邊坡工程變更設(shè)計管理辦法明確邊坡工程治理過程中變更設(shè)計的種類、審批程序。作者根據(jù)多年的工作經(jīng)爭,對如何加強邊坡工程施工過程中的變更設(shè)計管理,規(guī)范、協(xié)調(diào)各參建單位的行為,確保邊坡工程質(zhì)f}提出一點淺見,希望能起到拋磚引玉的作用。
目前國內(nèi)有關(guān)工程變更設(shè)計方面有系統(tǒng)文件的,有鐵道部的《鐵路基本建設(shè)變更設(shè)計管理辦法),交通部的(公路工程設(shè)計變更管理辦法)等,地方有常州市建設(shè)局的(市政工程施工圖設(shè)計文件變更管理暫行辦法》。前兩個文件有明顯的行業(yè)特點,專業(yè)性強,不能完全適應(yīng)重慶市的建筑邊坡工程行業(yè)管理。常州市建設(shè)局的(市政工程施工圖設(shè)計文件變更管理暫行辦法》與重慶市的邊坡工程變更設(shè)計管理具有可比性。建設(shè)部的(建設(shè)工程勘察設(shè)計管理條例》(2000.9.25)第28條,(建設(shè)工程監(jiān)理規(guī)范)(6B50319-2000 2001.5.1)第6.2.1條對原則性的問題作了相關(guān)規(guī)定,應(yīng)當(dāng)作為f慶市編制有關(guān)文件的依據(jù);(江蘇省建設(shè)工程勘察設(shè)計管理辦法》(2000.3.31)第28條和第30條可以作為參考。
重慶市的邊坡工程變更設(shè)計管理辦法應(yīng)當(dāng)涵蓋以下內(nèi)容:
(1)勘察設(shè)計、施工變更分類:一般分為重大變更、較大變更和一般變更。
(2)審批權(quán)限:明確各類變更的審批權(quán)限。建議對于涉及規(guī)劃、方案、投資和控制性結(jié)構(gòu)有重大影響的變更,屬于重大變更,應(yīng)由業(yè)主報原審批部門審批;對較大變更,建議由原施工圖審變單位審查并報建委備案后實施;一般變更由建設(shè)單位負(fù)資組織審查后實施。
(3)變更的工作程序:問題的提出—確認(rèn)—勘察設(shè)計變更—報批(報審)—變更實施。一般根據(jù)施工反饋的信息,由施工單位、業(yè)主或試驗單位提出問題(變更原因)、總監(jiān)理工程師組織專業(yè)監(jiān)理工程師審查同憊后交業(yè)主,由業(yè)主委托變更單位完成變更設(shè)計。變更設(shè)計原則上由原工程勘察、設(shè)計單位完成,經(jīng)原工程設(shè)計單位書面同憊,建設(shè)單位也可以委托其他具有相應(yīng)資質(zhì)的工程勘察設(shè)計單位出具變更文件。出具變更文件的單位對修改的設(shè)計文件承擔(dān)相應(yīng)資任。變更設(shè)計文件送交業(yè)主,業(yè)主根據(jù)變更的類型,組織有關(guān)部門對變更設(shè)計文件進行審查,根據(jù)審變憊見修改變更設(shè)計,施工單位實施變更。常州市的(市政工程施工圖設(shè)計文件變更管理暫行辦法》值得很好借鑒。
(4)變更的資任:應(yīng)執(zhí)行(建設(shè)工程勘察設(shè)計管理條例》(2000.9.25)第28條的有關(guān)規(guī)定??辈臁⒃O(shè)計文件不符合工程建設(shè)強制性標(biāo)準(zhǔn)、合同約定的質(zhì)t要求的以及由于勘察設(shè)計方案原因造成的變更,應(yīng)當(dāng)由原勘察、設(shè)計單位進行補充、修改,費用應(yīng)有原勘察設(shè)計單位負(fù)資,造成工程質(zhì)問題的,按國家有關(guān)規(guī)定賠償經(jīng)濟損失;如果是施工單位沒有按照有關(guān)施工規(guī)范、設(shè)計要求的規(guī)定造成的變更,應(yīng)由施工單位承擔(dān);監(jiān)理單位違反(建設(shè)工程監(jiān)理規(guī)范》(6850319-20002001.5.1)造成的變更,由監(jiān)理單位承擔(dān);除以上原因,由于地質(zhì)、環(huán)境、規(guī)劃等原因或業(yè)主要求的變更應(yīng)由業(yè)主負(fù)資。
關(guān)鍵詞:巖土工程;勘察技術(shù);發(fā)展趨勢
Abstract: The engineering geological investigation in China professional after nearly twenty years of efforts, has realized to the development direction of geotechnical engineering investigation of geotechnical engineering, technology progress in exploration, prospecting means, whether from the exploration equipment, technical investigation of digital or technical staff knowledge of the breadth and depth have made rapid development. In this paper, the author through analyzes the present development of geotechnical engineering survey technology, and discusses the method of technology for investigation of geotechnical engineering, for reference.
Key words: geotechnical engineering investigation; development trend;
中圖分類號:P25
一、我國巖土工程勘察技術(shù)的現(xiàn)狀
1.樁基技術(shù)方面
在高層超高層建筑中,樁基技術(shù)應(yīng)用最為廣泛。如混凝土預(yù)制方樁和預(yù)應(yīng)力管樁由于具有單位承載力投資省、質(zhì)量有保證、施工速度快等特點,近幾年得到快速發(fā)展;混凝土灌注樁及其后壓漿技術(shù)由于樁長和樁徑范圍選擇大,提供的承載力幅度大,地層適用性強等特點,發(fā)展也很快。為合理利用樁間土承載力,復(fù)合樁基技術(shù)的理論研究與應(yīng)用得到了較大的發(fā)展。
2.地基處理技術(shù)方面
我國軟土地基處理現(xiàn)已接近國際先進水平,同時在天然地基的合理利用方面,開發(fā)了大量的復(fù)合地基新技術(shù)。強夯法、預(yù)壓法、排水固結(jié)法、堆載預(yù)壓、水泥土樁、碎石樁、以CFG樁和靜壓砼預(yù)制小樁為代表的剛性樁復(fù)合地基技術(shù),得到廣泛使用和研究。復(fù)合樁基和剛性樁復(fù)合地基中樁土相互作用的理論和研究成果逐步被采用。
3.深基坑工程及邊坡支護技術(shù)
我國深基坑及邊坡支護技術(shù)是近20年來隨著高層建筑的大量興建發(fā)展起來的一項新技術(shù),是集巖土工程和結(jié)構(gòu)工程為一體,包括支擋、防水、降水、挖運土、監(jiān)測和信息化施工的系統(tǒng)工程,具有工程地質(zhì)復(fù)雜多變,區(qū)域性和個性強的特點,已成為施工中的熱點和難點問題。
4.環(huán)境巖土工程方面
與環(huán)境關(guān)聯(lián)的巖土工程及與巖土有關(guān)的環(huán)境工程的廣義環(huán)境巖土工程的概念逐步為學(xué)術(shù)和工程界所接受。環(huán)境巖土工程的概念和理論逐步深入人心,地基處理與深基坑工程對環(huán)境的影響問題的認(rèn)識與處理,要求將地基處理與深基坑工程作為相互影響和相互作用的整體問題一并考慮成為環(huán)境巖土工程的新思想。
5.巖土預(yù)測與控制方面
從采用傳統(tǒng)理論力學(xué)和計算土力學(xué)計算方法發(fā)展到采用灰色理論、損傷力學(xué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等人工智能方法和動態(tài)滾動預(yù)測方向發(fā)展;控制技術(shù)從單一手段朝著多樣、復(fù)合的方向發(fā)展。
二、巖土工程勘察技術(shù)的方法
隨著計算機信息技術(shù)的不斷發(fā)展,巖土工程勘察數(shù)字化技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。下面就與傳統(tǒng)勘察方法進行對比, 加以論述。
1.傳統(tǒng)巖土工程勘察技術(shù)方法研究
勘察資料過于地質(zhì)化。由于部門長期的條塊分割, 勘察、 設(shè)計分散作業(yè), 加之巖土工程規(guī)范制定和新技術(shù)、 新方法應(yīng)用的滯后, 以及專業(yè)設(shè)置過細(xì), 巖土工程本身的特殊性等原因, 設(shè)計與勘察之間脫鉤多,使得勘察提供的巖土工程信息通常以設(shè)計人員難以理解的形式出現(xiàn),而且勘察也較難參與設(shè)計的全過程;設(shè)計人員也因知識的局限, 很難深層次理解巖土工程勘察信息, 因而勘察成果在設(shè)計中的轉(zhuǎn)化率較低, 造成許多不應(yīng)有的浪費和損失數(shù)字化地圖與數(shù)字化設(shè)計系統(tǒng)間不夠貫通。地形圖是設(shè)計系統(tǒng)的底圖或稱基礎(chǔ)數(shù)據(jù),由于數(shù)字化地圖中的某些環(huán)節(jié)技術(shù)條件不成熟,與 CAD 設(shè)計軟件的接口不匹配, 很難順利實現(xiàn)對接, 設(shè)計系統(tǒng)不得不重新將勘察資料數(shù)字化, 影響了設(shè)計系統(tǒng) CAD 的推廣應(yīng)用。勘察信息數(shù)字化程度低??辈觳块T提供的勘察信息往往以圖紙、 表格、 文字等形式為主,內(nèi)容上定性描述較多。這一方面造成設(shè)計人員對于勘察信息難于準(zhǔn)確理解, 另一方面造成對勘察信息處理、 利用上的困難。
2.數(shù)字化勘察技術(shù)研究
數(shù)字化巖土工程勘察是指應(yīng)用當(dāng)代測繪技術(shù)、 數(shù)據(jù)庫技術(shù)、 計算機技術(shù)、 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和 CAD 技術(shù), 通過計算機及其軟件, 把一個工程項目的所有信息有機地集成起來,建立綜合的計算機輔助信息流程,使勘察設(shè)計的技術(shù)手段從手工方式向現(xiàn)代化 CAD 技術(shù)轉(zhuǎn)變,作到數(shù)據(jù)采集信息化、 勘察資料處理數(shù)字化、 硬件系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、 圖文處理自動化, 逐步形成和建立適應(yīng)多專業(yè)、 多工種生產(chǎn)的高效益、 高柔性、 智能化的工程勘察設(shè)計體系。該技術(shù)體系用系統(tǒng)工程觀點, 把勘察、 設(shè)計的圖紙、 圖像、 表格、 文字等以數(shù)字化形式存貯。
3.數(shù)字化勘察技術(shù)關(guān)鍵優(yōu)勢
巖土工程地質(zhì)建模的方法目前采用的主要有表面模型法,表面
模型法的歷史較早,它的基本內(nèi)容就是通過精確的表示出工程地質(zhì)體的外表面來表示均質(zhì)地質(zhì)體的建模方法,也是目前廣泛使用的建模方法。表面模型法的數(shù)據(jù)來源是通過測點獲得的一系列離散的測點資料, 包括測點的幾何特征數(shù)據(jù)和屬性特征數(shù)據(jù), 然后利用數(shù)據(jù)解釋結(jié)果重構(gòu)地質(zhì)體界面??梢猿橄鬄榘岩幌盗型瑢傩缘狞c按照一定的規(guī)則連接起來,構(gòu)成網(wǎng)狀曲面片,進而確定整個地質(zhì)體的空間屬性,有很多方法用來表示表面, 常用的方法主要有數(shù)學(xué)模型法和圖示模型法, 本論文主要討論圖示模型法。 常用的圖示模型法有邊界表示法、 規(guī)則格網(wǎng)法、 等值線法、 不規(guī)則格網(wǎng)法等, 其中不規(guī)則格網(wǎng)法是本系統(tǒng)選用的模型表示法, 將做詳細(xì)分析討論。不規(guī)則格網(wǎng)法是將區(qū)域內(nèi)有限個點將區(qū)域劃分為相連的三角面網(wǎng)絡(luò)。 區(qū)域中任意點落在三角面的頂點、 邊上或三角形內(nèi),如果任意點不在頂點上, 則該點的數(shù)字屬性值通常通過線性插值的方法得到,所以 TIN 是一個三維空間的分段線性模型, 在整個區(qū)域內(nèi)連續(xù)但不可微。有許多種表達 TIN 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的存儲方式,這里采用一個簡單的記錄方式是:對于每一個三角形、 邊和節(jié)點都對應(yīng)一個記錄,三角形的記錄包括三個指向它三個邊的記錄的指針, 邊的記錄有四個指針字段, 包括兩個指向相鄰三角形記錄的指針和它的兩個頂點的記錄的指針;也可以直接對每個三角形記錄其頂點和相鄰三角形。每個節(jié)點包括三個坐標(biāo)值的字段,分別存儲 X,Y,Z 坐標(biāo)。這種拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特點是:對于給定一個三角形,查詢其三個頂點屬性和相鄰三角形所用的時間是定長的。它在沿直線計算地形剖面線時具有較高的效率,當(dāng)然可以在此結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加其它變化,以提高某些特殊運算的效率。對巖土工程勘察方法實施改進, 逐步過渡到數(shù)字化勘察技術(shù), 并推廣其廣泛應(yīng)用, 這是勘察工程發(fā)展的必然趨勢, 但是這其中還有一段很長的路要走,不僅僅是因為其中還有一些關(guān)鍵技術(shù)問題尚未完全攻克,而且我國目前在數(shù)字化勘察、勘探方面的專業(yè)人才也很匱乏, 因此, 必須加大數(shù)字化巖土工程勘察技術(shù)人才的培養(yǎng), 并加快該技術(shù)的研究應(yīng)用,以真正實現(xiàn)巖土工程的數(shù)字化勘察的廣泛應(yīng)用。
4.數(shù)字化勘察技術(shù)的應(yīng)用
我們在進行道路、 橋梁、 隧道的測量設(shè)計經(jīng)常遇到地形復(fù)雜交通不便的情況。如線路在丘陵山區(qū),經(jīng)常是各種樹木生長茂盛、 溝壑縱橫,難以通視,傳統(tǒng)的測量手段很難解決,經(jīng)常令測量工作人員吃盡了苦頭。傳統(tǒng)的測量手段數(shù)據(jù)處理往往用手工方法記錄儲存,不僅數(shù)據(jù)顯得零亂,而且在數(shù)據(jù)后續(xù)處理中,往往手工處理,工作量大,容易出錯,測量數(shù)據(jù)不易校核。 由于處理枯燥,需要耗費的重復(fù)勞動也就相當(dāng)多,內(nèi)業(yè)處理出錯率較高。通過調(diào)查研究, 在我國大多數(shù)單位在公路設(shè)計測量工作中采用的方法傳統(tǒng),速度慢、 精度差,數(shù)據(jù)不易保存校核,所以難以適用當(dāng)前推進公路建設(shè)自動化、 信息化建設(shè)的要求。采用現(xiàn)在傳統(tǒng)的測量方法存在許多弊端,例如測量數(shù)據(jù)多,易出錯,測量完畢不易校核和保存,采用數(shù)字化地形圖可有效解決這一問題。 采用專業(yè)數(shù)字化地形圖測繪,經(jīng)過處理后,可以滿足公路規(guī)范的需求,每條公路的地形圖可以形成永久保存的電子檔案,勘測成果在圖上一目了然,可重復(fù)利用,并可不斷補充調(diào)整。 公路設(shè)計引入專業(yè)勘測的電子地形圖,勘測效率大大提高,勘測費用降低很多,勘測設(shè)計周期會大大縮短,而且數(shù)據(jù)精確,易于保存,數(shù)據(jù)直接導(dǎo)入利用,免去人工錄入的繁瑣和失誤,可以重復(fù)利用,一舉多的,可以紙上選線、 定線,測量數(shù)據(jù)可以視實際情況,隨時補充調(diào)整。測量成果可以直接與國家控制網(wǎng)轉(zhuǎn)化,以便與其他測量行業(yè)的數(shù)據(jù)共享。測量完畢或公路施工后能長久保存測量成果,并進行校核,推進公路測量的數(shù)字化進程。
三、結(jié)束語
總而言之,巖土工程勘探是工程質(zhì)量的重點,目前我國的巖土工程勘察技術(shù)方法較多,且眾多勘察方法、技術(shù)發(fā)展的成熟程度不盡相同,所以我們要在實際勘察設(shè)計工程中積累經(jīng)驗、重視有效性的發(fā)展、時刻應(yīng)用新科學(xué)新技術(shù)來發(fā)展我國的工程勘察技術(shù),把我國的勘察技術(shù)提高到一個更高的水平。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞山嶺重丘公路選線 道路建設(shè)
Abstract: the foundation in highway construction work is to choose the line, line selection in mountainous area is more crucial for the project, based on careful investigation, the influence factors of scheme considering the influence of each line, the scheme comparison, the scheme of the optimal route. Based on practice, the mountainous area highway has carried on some discussions.
Keywords mountainous, highway, road construction
中圖分類號:F540.35 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:2095-2104(2013)
引言:隨著經(jīng)濟的發(fā)展,對交通中的公路勘察設(shè)計有了越來越高的要求,而路線方案是公路勘察設(shè)計中最基礎(chǔ)的問題。路線方案是否合理, 對于一個工程影響重大,它對道路的勘測設(shè)計任務(wù)能否合理、快速和高效的完成,設(shè)計質(zhì)量能否達到最高效果,工程造價能否實現(xiàn)最合理化,工程實施能否順利進行都具有一定的積極意義。山嶺重丘地區(qū)山水相隔,山高谷深、坡陡流急、地形曲折復(fù)雜,選線時要摸清山脈水系的走向和變化規(guī)律。但事物都有雙重性,地勢對線位選擇也提供了有利的因數(shù),山脈水系清晰,這給山嶺區(qū)選線指明了方向,不是順山沿水,就是橫越山嶺。順山沿水、橫越山嶺的路線按行經(jīng)地帶的部位又可分為沿河(溪)線、越嶺線、山脊線等,由于各種線形所處的部位不同區(qū)域的地形、地貌特征、地質(zhì)、氣候條件決定了選線過程中要解決的主要問題也不相同。
一、選線的一般原則
1.1道路設(shè)計需要應(yīng)用各種先進的手段進行深入的研究和調(diào)查,能夠?qū)⒓?xì)致的工作滲透其中,實現(xiàn)優(yōu)化的選擇模式,完善對路線的思考,通過多方案論證、比選,選定最優(yōu)路線方案。
1.2對于路線設(shè)計問題,行車安全至關(guān)重要,在保證行車安全的基礎(chǔ)上,盡量做到工程量小、造價低、營運費用省、效益好,并有利于施工和養(yǎng)護。
1.3路線選擇的時候需要對相關(guān)的地質(zhì)情況和水文情況進行勘察,弄清楚他們對公路工程的影響,進一步排除不良地質(zhì)地段,如坍塌、泥石流等特殊地段,選取合適的范圍進行布線。
1.4選線應(yīng)結(jié)合環(huán)境保護,堅持“安全、經(jīng)濟、實用,適當(dāng)照顧美觀”的原則,實現(xiàn)經(jīng)濟建設(shè)與環(huán)境治理同步發(fā)展的效果,最終將本項目建設(shè)成具有多種功能的現(xiàn)代化公路。
二、山嶺區(qū)地形地貌選線
山嶺地區(qū),高山谷深,地形復(fù)雜,路線平、縱橫三方面都受到很大限制;同時地質(zhì)、氣候條件變化多端,都影響到線位的布設(shè)。按照公路行徑地區(qū)的地貌和地形特征,簡述以下幾種情況選線。
2.1沿河線
跟其他山區(qū)線性比較,沿河線平、縱線形是最好的,對于布局沿河線的問題,主要是:路線選擇走河流的哪一岸、什么高度及跨河地點的選擇,選線是要結(jié)合三個問題,抓住主要矛盾,因地制宜。
河岸選擇:根據(jù)該地區(qū)實際的自然特征以及村鎮(zhèn)分布情況,比較兩岸地形、地質(zhì)、水文等條件以及農(nóng)田水利規(guī)劃等,充分利用有利的一岸,在適當(dāng)情況下跨河。當(dāng)建橋工程不復(fù)雜時,為了避開不利地形和不良地質(zhì),可考慮跨河換岸布線,但建橋工程大時,跨河換岸就要慎重考慮。復(fù)雜的工程也可以把線位分成不同的節(jié)點,逐個處理,讓路線方案最佳化。
路線高度:對于沿河路線的高度設(shè)計與洪水位有著密切的關(guān)系,路線位置的高低要慎重考慮。低標(biāo)高的路線將受到洪水位的威脅,防護工程較多,高標(biāo)高的路線缺點則是跨河較難。路基的安全是至關(guān)重要的,對于線位高低,一幫采用低標(biāo)高線位,但要注意洪水位調(diào)查,把路線放在安全高度之上,以保證路基穩(wěn)定及安全。
橋位選擇:要根據(jù)水文和地理特點來進行分析,對橋的位置進一步測量、估算和比較,找出最佳橋位,實現(xiàn)橋和路線之間關(guān)系的完美結(jié)合。
2.2越嶺線
越嶺線選線只要是應(yīng)解決的問題是:埡口選擇、過嶺標(biāo)高選擇和埡口兩側(cè)路線展線的擬定,它們相互聯(lián)系,相互影響,布局時結(jié)合水文及地質(zhì)情況,處理好三者的關(guān)系。
(1)埡口選擇:埡口對于越嶺線來說是最重要的終點控制點,在最常規(guī)的基礎(chǔ)走向情況下要綜合分析來自天氣和地形等條件上的制約,埡口的解決要有著高低標(biāo)準(zhǔn)的不同判別。一般較低的埡口,高差小、展線降坡后能與山下控制點順直銜接,是首選埡口,如果是高埡口,山體薄窄的分水嶺,要用隧道越過山嶺,隧道比較合適于建設(shè)。
(2)過嶺標(biāo)高的選擇:山嶺的布局最重要的就是山嶺的標(biāo)高。過嶺標(biāo)高越低,路線就越短。主要的過嶺方式是采用淺挖的方式,盡量減少深挖,深挖應(yīng)以不至于危及路基穩(wěn)定為度,否則應(yīng)采取有效措施,以防止遺留病害。當(dāng)深挖高度過高時,可以與隧道方案進行比較,得出理想方案,有條件時,采用隧道通過。
(3)埡口兩側(cè)路線的展線:越嶺線的高程主要是通過埡口兩側(cè)山坡上的展線來克服的,路線的布局要以縱坡為指引,即平、縱、橫三個方面的結(jié)合要以縱斷面為主導(dǎo)。
2.3山脊線
分水嶺引導(dǎo)山脊線的形成,一般分水嶺平緩,起伏不大,嶺脊寬厚的山脊是布設(shè)山脊線的理想地形,所以山脊線往往就應(yīng)該將分水嶺作為基礎(chǔ)來進行標(biāo)高問題的探測,進一步的重點落在埡口和側(cè)坡的選擇上,也就是對整體的布局展開構(gòu)思。
(1)控制埡口選擇:山脊線的選擇,關(guān)鍵在于埡口的確定上。通常選擇標(biāo)高較低且前后聯(lián)系條件較好的埡口,然后決定埡口控制點之間走分水嶺的哪一側(cè)布線。各個埡口的高低懸殊不能相差太大,并列的埡口,則只選擇其中一個,使之能夠前后保證一定的通融關(guān)系。
(2)側(cè)坡選擇:對于山脊線來說,選擇側(cè)坡也是很重要的,有的分水嶺比較寬廣,這樣就將頂部的設(shè)計可以得到進一步加強,當(dāng)路線在兩側(cè)山坡時,就可以針對那些界面比較齊整、橫坡平緩且有著優(yōu)良水文地質(zhì)特點的部分進行選擇,實現(xiàn)分布的均衡化。
(3)試坡布設(shè):在兩個固定的控制點間布線,應(yīng)力求距離短捷,坡度平緩。進一步增加山脊線考慮的內(nèi)容,避免路線過于迂繞,認(rèn)真考慮坡度的規(guī)定指數(shù)和埡口的橫隔間距問題等等,坡度也要有著一定的規(guī)定限制。
另外,山嶺區(qū)地形地貌復(fù)雜,選擇路線變化比較多,所以在縱橫面的判斷上,要注意橫挖的時候是否能夠保持路基的平衡,有些比較緩慢的坡度,要采取一定的填挖,改善路基的狀態(tài),也可以采用全挖或挖多于填的路基。注意相關(guān)的邊坡高度,實現(xiàn)穩(wěn)定性的結(jié)合,不至于會失去控制。
三、特殊地區(qū)的選線
很多的不良地區(qū)或者特殊地貌都會帶來選線上的難度,多以要控制線路走向的問題為主,所以,很多的路線建成之后使得形成的安全因素變得不利,對于路線的決定,要進一步深入研究,才能夠進一步開發(fā)水文地質(zhì)的內(nèi)容和資料,了解地貌的基本情況,實現(xiàn)布局和范圍類型的整合,以便能夠讓路線更加合理,完善相關(guān)的方案,避免出現(xiàn)對過于特殊路線的定點。要進一步避開,要有實有據(jù),這樣才能夠不斷完善公路的安全性和暢通性。
四、山嶺區(qū)平、縱線形的協(xié)調(diào)
為保證汽車行駛的安全與舒適,應(yīng)把公路平、縱、橫三方面結(jié)合作為立體線形來分析研究。
(1)在視覺上正確引導(dǎo)駕駛員的視線,并保持視覺的連續(xù)性。
(2)平曲線與豎曲線對應(yīng)、平曲線包豎曲線能獲得行駛安全及平順優(yōu)美的線性。
(3)保持平、縱線形的技術(shù)指標(biāo)大小均衡,其中一方如果大二平緩,那么另外一方也要大而均衡,切不能使另外一方變化過多,使線形在視覺、心理上保持協(xié)調(diào)。
(4)選擇組合得當(dāng)?shù)暮铣善露?,以利于路面排水和行車安全?/p>
(5)平、縱線形與自然環(huán)境和景觀協(xié)調(diào),減輕疲勞和緊張。
五、總結(jié)
公路建設(shè)中最基礎(chǔ)的工作就是選線,在規(guī)劃道路的起終點之間,一條公路會存在多個線位方案,各個方案也互有優(yōu)劣。找出一個技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理和使用上優(yōu)勝的最佳方案不僅直接關(guān)系到公路本身的工程投資和運營狀況,而且更重要的是影響到路線在整個公路網(wǎng)中是否起到其特定的作用,即是否滿足國家的政治、國防、經(jīng)濟、民生的要求以及長遠利益。本文對山嶺重丘區(qū)工程的道路選線有一定的指導(dǎo)作用。
參考文獻
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作為一名有突出貢獻的中青年科研骨干,他所主持或參與的研究項目多數(shù)達到國內(nèi)、省內(nèi)先進水平。1999年12月至2001年12月他主持的“公路數(shù)字化地面模型(DTM)應(yīng)用研究”項目榮獲云南省政府“科學(xué)技術(shù)進步三等獎”;1999年12月至2002年4月,他參與了達到國內(nèi)先進水平的“高原山區(qū)30米跨度部分預(yù)應(yīng)力空心板設(shè)計施工研究”項目,任總負(fù)責(zé)人;1999年開始至2001年9月完成的“公路數(shù)字化地面模型(DTM)應(yīng)用研究”課題,通過多種方式(利用GPS測量或航測照片轉(zhuǎn)換為電子地圖)得到三維地模,利用三維地??煽焖龠M行公路設(shè)計,并可快速進行多個方案的比較,從而提高勘測設(shè)計的工作效益、降低生產(chǎn)成本、獲得最佳路線方案。目前,該技術(shù)已在兩條公路測設(shè)中運用,不僅縮短了設(shè)計周期,還取得了良好的經(jīng)濟效益。
近五年來,由他主持或以他為主完成了科研課題8項,教科研課題2項。這些課題都是結(jié)合云南公路建設(shè)中的具體項目或?qū)W院辦學(xué)需要,成果百分之百地轉(zhuǎn)化到現(xiàn)實的公路建設(shè)及教學(xué)、管理工作中,對促進云南公路建設(shè)及交通人才的培養(yǎng)起到了積極的作用。2001年他主持了“公路專業(yè)人才培養(yǎng)方案”的研究課題(產(chǎn)學(xué)研結(jié)合培養(yǎng)人才),項目驗收達國內(nèi)先進;2003年1月至2003年12月他主持了達到國內(nèi)先進的“公路橋涵水文綜合分析系統(tǒng)研究”項目;2003年6月至今,由他主持的“花崗巖礦料在瀝青混凝土中的應(yīng)用研究”項目達到了省內(nèi)先進水平。除此之外,他還主持了“景洪舊橋加固研究”、“RDS公路工程三大核心數(shù)據(jù)庫的開發(fā)及應(yīng)用”兩個項目,并作為項目主要負(fù)責(zé)人參與了“鋼管混凝桁架拱節(jié)點壽命研究”、“路塹高邊坡優(yōu)化設(shè)計理論與實踐”、“ZLLS綠化系列護坡材料應(yīng)用及其研究”等課題。他主持了“高原山區(qū)30米跨度部分預(yù)應(yīng)力空心板設(shè)計施工”的研究課題(尚未鑒定),從玉江公路東靈河橋(4~30米)的實驗結(jié)果表明,該梁正截面抗彎剛度是工型梁的1.5倍,其抗扭剛度是工型梁的3倍,鋼絞線是工型梁的50%。實驗時試驗荷載超載50%,而鋼筋混凝土應(yīng)力及撓度強度仍未達到計算值。由于該梁的使用,東靈河橋工程節(jié)約造價100多萬元,取得了較好的經(jīng)濟效益。目前資料已整理完畢正報請鑒定。
作為省交通廳專家委員會委員,他還先后參與了元磨、曲勝、大保、嵩待高速公路及一些經(jīng)濟干線的審查工作。在大保高速公路永平至保山段施工圖設(shè)計審查過程中,他對大箐隧道段提出了一個加長隧道的詳細(xì)方案,被專家委員會采納,經(jīng)省公路設(shè)計院實測,該段(20km)范圍內(nèi)縮短通路里程2.35km,節(jié)約投資近6700萬元,取得較好的經(jīng)濟效益,成為專家委員會的一個主要業(yè)績,受到省政府和交通廳領(lǐng)導(dǎo)的高度贊揚。
據(jù)不完全統(tǒng)計,自1998年以來,他在學(xué)校擔(dān)任職務(wù)期間負(fù)責(zé)完成了路線勘測、設(shè)計、路面設(shè)計共2000多公里,科研項目16項,并公開多篇。其中論文《適應(yīng)市場需要培養(yǎng)應(yīng)用型人才》獲2002年高等教育研究優(yōu)秀論文二等獎,論文《公路橋涵水文綜合系統(tǒng)分析》發(fā)表于《武漢理工大學(xué)學(xué)報》2005年第9期。
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