发布时间:2023-02-25 06:32:52
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的勘察设计论文样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
关键词:勘察设计,战略性的,薪酬管理
薪酬管理,对于我国众多从事业单位发展起来的勘察设计单位而言,曾经是很简单的工作,国家的统一标准省却了单位的很多烦恼;后来随着三项制度的改革,勘察设计单位在人员奖金的分配上获得了更多的自主空间,每家单位都设计了富有个性的奖金分配方式,特别是在生产人员的奖金分配上提出了各种不同的方式,也基本能达到激励目的。然而近几年却有越来越多的勘察设计单位发现:企业传统的薪酬管理模式变得很难继续满足需要,原有的薪酬管理知识和经验越来越吃紧!如何更加有效地开展薪酬管理成为令众多勘察设计单位头疼的工作。
在过去事业体制且市场竞争不激烈、人才流动性比较弱的环境下,勘察设计单位薪酬管理的目的是比较简单的,可以说做到“按劳分配”与内部的相对平衡这两者的结合是最主要的目的。因为基本不存在人员的淘汰,只要能够激发员工愿意干活,同时内部“患不公”的矛盾不要太突出就可以了。由于外部市场的相对稳定加上事业单位的特殊性质,既使内部对薪酬分配有一些抱怨声,一般也不会对管理和发展产生致命性的影响,可以说这是一种基于企业内部来设计的、以解决员工管理为目标的薪酬管理模式。
但是在新时期,市场竞争的日趋激烈使勘察设计单位生存环境的风险性大大增加,企业在人力资源的使用上必须更加讲究效用,再过多追求内部平衡只能造成资源浪费、效率低下;同时随着事业单位体制的打破和社会就业观念的变化以及民营、外资企业对人才争夺的加剧,传统勘察设计单位因体制带来的对人才的吸引力大大减弱,薪酬管理承担的责任越来越大。在这种情况下,如果继续简单维持过去立足于企业内部的薪酬管理模式,无异于闭门造车,只会让员工管理与企业发展相脱节。在新的形势下,勘察设计单位需要的是一种基于企业所处的内外部环境来设计的、以满足企业发展战略需要为目标的薪酬管理模式。树立这种以战略为导向的薪酬管理理念对新时期勘察设计企业的薪酬管理非常重要,它可以引导企业在薪酬管理的一系列环节发生变化。
首先是促使二级设计部门分配方式发生变化。多数的勘察设计单位以往对二级设计部门的分配方式是承包制,根据企业放权程度的不同,主要有收取管理费、业务成本和人员成本包干、业务成本与人员奖金包干等模式。这些传统模式的特点是将二级部门的利益与产值充分挂钩,较好地激发了二级设计部门对市场开拓和完成生产任务的积极性,在众多勘察设计单位做大产值的阶段发挥了重要作用。
但是传统“以产值论英雄”的模式也会导致二级部门只关注产值这样的短期目标,不关心质量、服务、技术提升、品牌、人才培养等关系企业发展的长期指标,甚至对与产值无关的工作不愿承担,而在未来的竞争形势下,这些方面才真正决定企业长期竞争力的关键。目前国内有一定规模的勘察设计企业普遍都遇到如何对二级设计部门的资源进行整合、如何提升企业整体竞争力的问题,不少单位都提出了更加注重“质”的发展战略,这就需要企业必须解决二级部门的分配方式问题。
结合众多勘察设计单位服务的经验,笔者认为现阶段最简单可性、内部也最容易接受的方法是:在现有的承包模式基础上加强对二级设计部门考核指标的导向性,也就是要真正根据企业发展的总体目标来平衡设计对二级设计部门的考核内容,而不再是仅看产值一项指标。
战略性薪酬理念还会促使勘察设计企业对设计人员的激励方式发生变化。传统勘察设计单位对设计人员采用的一般是低固定、高浮动的薪酬结构,奖金是个人收入的主要来源,奖金的依据则是个人完成的产值。这种模式充分体现了“按劳分配”的思想,在一定时期内起到了激发设计人员积极性的效果。但实施一段时间后,企业会发现设计人员的收入出现“倒挂”,最基层的设计人员图纸画得多、收入也高,而骨干人员却由于整体方案出得多、图纸画得少、承担的管理工作多,收入却反而低,慢慢地骨干人员也只愿做有产值的项目、不愿做没有产值的管理工作。
就像对二级设计部门分配模式中所分析的,产值只是勘察设计单位未来发展的要素之一,所有人都只关心产值的企业必定无法真正走得久远;同时人才对勘察设计单位未来竞争的重要性不言而喻,无法保证骨干人才激励的薪酬模式势必不是最优的模式,因此未来发展要求这种对设计人员的传统激励模式也必须进行改变。结合我国勘察设计单位的发展特点和内部文化,笔者认为我国勘察设计单位完全走向外资设计机构那种以能力为导向的薪酬模式至少在现阶段也未必是最合适的,但是可以相对增加岗位和能力因素对设计人员薪酬的影响,适当提高固定收入比例,提升技术人员的安全感,引导设计人员注重自身长期能力的培养,而不再是将目光仅集中于短期的产值。
战略性薪酬理念最后还会促使勘察设计企业对职能管理人员的激励方式发生变化。我国的勘察设计单位过去普遍有“重生产、轻管理”的特点,薪酬激励的重点主要是一线生产人员,有些对职能管理人员的简单操作方式就是按生产人员的一定系数发放奖金。应该说这种方式操作简便,与过去勘察设计单位发展中“生产是唯一主线”的特点也基本相符。不过这种模式也造成了职能管理人员的薪酬过于稳定,甚至与自身业绩完全不挂钩,所发挥的激励和约束作用都非常有限,长此以往就造成我国勘察设计单位的职能管理能力普遍薄弱。
关键词: 山区公路;线路勘察;设计
Abstract: with the development of economy and society in China, has increasingly become the basis of highway economic take-off mountains. But the mountainous terrain, restrict conditions and influence factors, design of mountainous highway about facing a lot of issues. However, as the improvement of people's living standard, convenient transportation is a necessary condition. Therefore, to solve the traffic condition is very important in mountainous area. In this paper, the author has carried on the analysis to the geological and environmental characteristics, and the mountain highway route design, and puts forward some concrete measures and suggestions, for reference.
Keywords: mountain highway route survey; design;
中图分类号:U412.36 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012
前言
随着我国公路工程技术的发展,交通网变得越来越发达,然而对于山区公路工程的建设成为了我们工作的重点。山区由于的地形、地质情况复杂等难点,对于我们进行山区公路路线的设计造成了很大的困难。因此山区公路的路线设计需要我们设计勘察人员不断的进行深入研究,是一个非常复杂的过程,还需要我们在工作中进行大量的考察与科学分析。
山区公路工程的线路容易受到复杂的地质环境以及气候条件等自然条件的影响,因此好的公路路线设计不仅能够有效的提高山区公路的施工质量,而且还可以降低工程的耗费, 并且对于保护了山区公路附近的自然环境。山区特殊的地质特征对公路交通网的建设产生了极大的影响,地形的复杂性、地质的多样性和地理位置的特殊性都会对山区公路的建设起到一定的影响,因此注重勘察设计阶段对当地地质环境的全面的细致的调查和研究将起到基础性的作用。在地质勘察阶段还应考虑到技术问题的可行性,在技术等级较高的公路建设中,对于路线设计的要求非常高,而且由于在公路的建设中可能会有桥梁的架设、隧道的开挖以及为降低高程的大型土石方工程,这些都会对周围环境产生或多或少的影响。因此还要在建设中加强对环境的保护力度,建设一条通行能力强,生态破坏少,经济效益好的公路,确保山区公路达到经济效益、环境效益以及社会效益的和谐与统一。
一、山区公路线路的勘察设计
地质勘查工作对于线路的选择和设计有着重要的作用,为了保证其工作的效率,提高勘查经费的利用率,必须选择合理的勘察方案,主要有:工程地质勘探、调查、测绘、室内试验、原位测试、现场观测、勘察资料、室内整理等。否则人力、物力、财力的浪费事小,对于建设项目设计的进度和质量的不良影响事大。所以,在勘查工作中要着重于:
1、方法与要求相适应,要全面结合要求的广度和深度确定合理的勘查方法,根据工程量的大小、等级的高低及施工工艺的难易,在保证人员的安全前提下进行有效地地质勘查。
2、勘察的结果要尽可能的详细。对于路线路较长的公路建设,合理的确定每一勘测段的分布,地质特征分布相对集中的地段可适当延长,而对于变化复杂的地段要多分段,做到详细的记录,为以后的设计阶段做好铺垫。
勘查方法的科学性、综合性,以及点线面相结合基本原则,将在山区公路的地质勘测中发挥重要作用,使得勘察的实际与设计的深入相互促进。面对如此复杂多变的地质条件,线路的选择几乎不能同时避开这一地区所有的地质差的路段,所以地质勘探工作的数据支持就对设计人员的选线有着非常重要的作用。例如长距离的公路隧道,由于穿过山体以及地下水等因素,使得隧道所处地段的地质、水文条件的勘察设计变得相当复杂,因此必须进行专题的地质勘察,测绘出确切的数据能够有效的指导线路的选择,于是核对这一路段的地质变化情况,分析明确出不利地质危害的程度以及改善治理的难度至关重要。
二、技术指标对公路线路的影响
山区公路建设技术指标的确定,因为其所处地域地质条件具有不确定性,所以对于勘察设计水平的要求也更加的严格,对于相应的技术指标也更加严格。鉴于此,规范合理的勘察设计技术指标将有利于山区公路建设项目的质量和建设效率。由于勘察设计的最终目标是达到公路建设的基本目的,满足公路的基本使用功能,因此相关从业人员根据具体的地质条件确定具体的公路路线,具体问题具体分析,一切从实际出发,实现路线选择与地质条件的有机结合。首先,在山区公路的勘察设计阶段必须保证所测绘数据的正确性、真实性,正确的数据提供是进行良好设计的前提,否则错误的数据不仅会是设计人员的大量心血付之东流,而且也会直接的影响在施工阶段工程的质量,技术指标的不合理还会加大对周围生态环境的破坏。其次,任何地区的山区公路勘察设计技术指标不管其规模的大小,等级的高低都要符合国家制定的标准,确保各项工作在法律法规的监督下安全有序的进行。
根据《公路项目安全性评价指南》(JTG/TB05-2004)的相关规定,对运行速度计算及安全性指标进行了评价。根据指南的运行速度计算方法预测该路段的运行速度,然后有运行速度差的大小判断的运行的流畅性。所以对设计和运行速度之差大20km/h 的相邻路段应首先进行线性调整,对于因线性调整而导致的工程量明显增大,并对环境造成重大影响时,采取以下措施提高安全性:
(1)改善视距,增加线形诱导标志。对于视距不良的外侧车道,若加宽在1.5m以下的路段,侧通过车道外移减窄硬路肩的办法来改善视距;若加宽超过1.5m 以上时,则对外侧路基进行加宽。
(2)增设限速标志。
(3)调整超高横坡度的方法保证在运行速度下的行车安全。
三、生态安全问题
生态问题是当今社会的一个热点话题,特别是在党的十中将生态文明建设归纳到五位一体的建设中后,各地各部门都应贯彻落实十精神,将生态文明建设落到实处。对于山区公路建设项目对生态环境的影响更为明显,长期的生态保护问题的不重视,使得自然环境的破坏日益严重,与此同时环境对于建设项目的反作用也在日渐加重,这些种种人与自然不和谐的现象都反映了生态安全的问题。
在山区公路的勘察设计中,除了对于地质、技术问题的考察,生态安全问题的考虑也应放在设计的方案中。在制定设计方案时,要将当地的生态环境考虑在其中,特别是在生态环境较为脆弱的原始山区,要进行全面的调查,公路的建设不能影响和破坏当地野生动物的繁衍、迁徙,并保护当地珍稀野生植物,必要时要对其进行移植,对路线进行慎重选择。早确保公路安全运行的前提下,尽最大的可能来维持当地山区特有的生态系统,保障生态系统的安全。
四、对于河谷地带的路线设计
对于河谷地带的公路路线设计,我们需要确保公路路线与河流、山体保持一定的距离。因为河谷地带的山体风化非常严重,并且气候、降雨等可能会使河水的流量产生比较大的起伏性,距离山体过近的公路线路很可能在雨季受到泥石流的破坏,在旱季的时候很可能受到河床干裂的影响。所以公路的路线在设计时需要与山体、河流保持一定的安全距离,并且对山体有悬石的位置使用隔离网或者隔离墙用来防范落石,对于其他存在安全隐患的地方我们在设计中也要采取相应的安全措施。路线设计还要特别注意分析河流不同季节的水位情况,要确保设计的公路线路高于河流的雨季水位线。
五、结束语
总而言之,山区公路路线设计是公路设计中一个非常重要的环节,不仅直接的影响到公路路网结构与线路指标的是否合理,而且对工程造价的控制以及汽车的安全、舒适的运营等方面。因此我们在线路设计中应该认真的把握好最佳线形,综合考虑环境中的各个影响因素,对路线标准的进行合理的选择,制定最佳的路线线形方案,精心设计科学的公路路线,在保证公路质量和安全的。
参考文献
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[关键词]高速公路 勘察设计质量 五大要素
[中图分类号] U412.36 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-11-74-1
据调查结果表明,人才、管理、科技、文化、法制五大要素对高速公路勘察设计质量的提升发挥着决定性的作用,但高速公路勘察设计质量始终保持着动态的发展状态,因此必须加强对高速公路勘察设计质量五要素的建设与创新。为了深入研究提升高速公路勘察设计质量的五要素,本文引入具体工程实例展开论述:某高速公路全长64.31km,设计速度80km/h,工程沿线滑坡及泥石流等地质灾害频发。该工程桥隧比例接近45.04%,其中包含一条16公里的特长隧道。总而言之,该高速公路具有工程勘察设计难度大、总投资规模大等特点。为了确保该高速公路勘察设计质量,工程建设方面决定从人才、管理、科技、文化、法制五大要素着手。
1科技要素
科技要素对高速公路勘察设计质量的提升发挥着关键性的作用,而一流的软件平台与硬件设施是科技型企业实施现代高速公路质量控制的必要条件,其中硬件设施是指高速公路勘察设计质量控制所需的仪器设备。结合该工程的具体情况及施工要求,工程建设方面大胆引入数字化技术(见图3-1)。随着高新技术产业的发展,航空摄影测量技术、GIS(地理信息系统)、GPS(卫星定位系统)、RS(工程地质遥感技术)、DTM(数字地面模型)、CAD(计算机辅助与绘图系统)及地震测井、地震折射、桩基无损检测等先进的物探技术被随之引入高速公路勘察设计领域。该工程建设方面普遍采用“3S”技术及各种先进技术,由此实现野外控制测量及道路与路线放样,同时高速公路区域内地形、植被、岩性、地层、地质灾害等的判释也实现线到点、面到线的结合,进而大幅度提高测设的精度,同时也为优化路线方案提供可靠地基础。
2人才要素
大量实践证实,科技型企业的人才素质(如思想素质、业务素质、职业道德素质、技术素质等)对高速公路勘察设计质量发挥着决定性的作用,因此创建高素质的人才队伍是提升高速公路勘察设计质量的根本保障。结合该工程的具体情况及施工要求,工程建设方面主要从如下方面实现人才素质的提升。
(1)完善人才管理机制:工程建设方面必须建立健全人才工作的机制与体制,尤其要求建立健全择优聘用、竞争上岗、公开选拔等人才制度,由此形成能进能出、能上能下、人尽其才的人才选拔机制。
(2)完善人才素质评价体系:工程建设方面必须建立健全由业绩、品德、能力、知识等组成的人才评价体系,由此形成公平的、科学的评价机制,进而为专业人才营造出实现自我价值的空间。
(3)制定科学的分配方法:工程建设方面必须健全管理、技术、知识等要素参与分配,由此形成报酬靠贡献、岗位靠竞争的奖励机制,进而营造出尊重知识、尊重人才的氛围,同时为吸引人才、激励人才、留住人才提供所需条件。
3管理要素
管理要素对高速公路勘察设计质量的提升发挥着重要作用,其中质量管理必须立足细节,从技术与制度等层面防止勘察设计缺陷的出现。结合该工程的具体情况及施工要求,工程建设方面结合ISO9000标准建立健全质量管理体系,同时兼顾管理精细化、规范化、个性化的高度融合;建立健全文件化的质量管理体系,同时制定最高管理者代表,此外质量管理的加强措施还包括:规范质量管理部门及职能部门的职责分工;健全质量信息与反馈网络;健全质量管理与改进机制;分阶段组织开展管理评审、内审、监督审核;采用统计技术分析设计过程及质量管理体系运行过程存在的问题等,由此实现对高速公路勘察设计全过程的质量管理,进而提升高速公路勘察设计质量。
4法制要素与文化要素
4.1法制要素
国家法律法规是高速公路勘察设计质量的重要保障,一旦脱离规律法规,后果不言而喻。截至目前,国家已经初步建成公路勘察设计质量控制的法律体系,其中包括《测绘法》、《建筑法》、《公路法》、《计量法》等。结合该工程具体情况及施工要求,工程建设方面要求高速公路勘察设计必须严格执行《工程建设标准强制性条文》(公路部分)。
4.2文化要素
文化是企业精神的体现,同时也是高速公路勘察设计质量控制意志、理念、行为规范的体现。前文所提及的人才、科技、管理法制等要求皆蕴藏着文化的丰富内涵,此乃质量文化。质量文化的形成贯穿着整个高速公路勘察设计质量控制的全过程,其是企业质量态度、质量意识、质量价值观、质量行为、质量形象、服务质量、产品质量的总和。基于此,工程建设方面应高度重视质量文化的建设,由此实现高速公路勘察设计质量的提升。
5结束语
综上所述,高速公路勘察设计质量受到文化、科技、管理、文化、法制五大要素的影响,其中人才素质对高速公路勘察设计质量发挥着决定性的作用,科技要素发挥着关键性的作用。结合工程具体情况及施工要求,工程建设方面针对文化、科技、管理、文化、法制五大要素分别提出不同的措施,其中人才方面包括完善人才管理机制、完善人才素质评价体系、制定科学的分配方法等;管理方面包括结合ISO9000标准健全质量管理体系、文件化的质量管理体系、质量信息与反馈网络、质量管理与改进机制等;法制方面严格执行《工程建设标准强制性条文》(公路部分)等法律法规,由此实现高速公路勘察设计质量的提升。
参考文献
[1]吴志强.高速公路主体设计单位对外委勘察管理的思考[J].山西建筑,2012,38(15).
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[3]戴文晗.遥感与3S-3D技术开发及在公路勘察设计中的应用[A].全国遥感信息综合研究与深化应用交流研讨会论文集[C].2009.
英文名称:Hongshui River
主管单位:广西电网公司
主办单位:广西水力发电工程学会;广西电力工业勘察设计研究院
出版周期:双月刊
出版地址:广西壮族自治区南宁市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1001-408X
国内刊号:45-1146/TM
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发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1982
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Caj-cd规范获奖期刊
联系方式
关键词:LiDAR;铁路勘察设计,DEM;DLG
中图分类号:TN958.98文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2011) 03-0000-02
Airborne LIDAR Technology in Railway Survey and Design Application and Benefit Analysis
Han Zujie
(Railway Third Survey and Design Institute Group Co.,Ltd.,Tianjin300142,China)
Abstract:Airborne laser radar technology (LiDAR) is a new remote sensing technology,because of its high precision and efficiency,in terms of rapid development of topographic mapping,currently nearly 20 sets of LiDAR systems.This paper studies LiDAR technology in railway engineering survey and design the content,products,and effects,on the basis of aerial photogrammetry and traditional methods are compared to prove LiDAR technology in the railway survey and design of the feasibility and superiority.
Keywords:LiDAR;Railway survey and design;DEM;DLG
一、引言
机载激光雷达技术(LiDAR)是一种全新的遥感技术,自上世纪90年代在德国首次出现商用样机系统以来,因其高精度和高效率,在地形测绘方面得到快速发展。目前,全球已经有几十套商用系统在使用,主要实用系统有:Topscan、Optech、TopEye、Saab、Fli-map、TopoSys、HawkEye、Leica ALS50/60系列、Falcon等。
上世纪90年代中后期至今,美国、德国、加拿大、澳大利亚、瑞典和芬兰等国家,先后成功应用这项技术进行了地形测量、森林资源调查与评估、三维城市建模等试验与工程实践。特别是芬兰和德国,已经采用这项技术建立了全国或者大部分国土的DEM,达到了理想的效果。目前在国内已经有接近20套LiDAR设备,其中,北京星天地信息科技有限公司、山西亚太数字遥感新技术有限公司、广西桂能信息工程有限公司、广州建通测绘技术开发有限公司以及东方道迩公司等单位已经先后开展了实验和工程飞行,主要用于生产数字高程模型(DEM)、正射影像(DOM),进而制作线划图(DLG)等。本研究将使用LiDAR技术对铁路勘察工程设计进行研究与试验,介绍其主要产品及应用并对经济效益进行评价。
二、机载激光雷达技术系统构成与工作原理
(一)机载激光雷达技术简介
LiDAR系统是一种新型的综合应用激光测距仪、IMU、GPS的快速测量系统,可以直接测得地面物体各个点的三维坐标。机载的激光雷达系统通常还集成高分辨率数码相机,用于获取目标影像。从功能上看,机载激光扫描系统是基于激光测距技术、GPS技术和惯性导航技术这三种技术集成的一个软硬件系统,其主要目的是为了获取高精度的数字表面模型(DSM)。
目前,LiDAR提供的直接数据产品为:点云数据,DSM,DEM,DOM。经过后处理可以快速生成等高线、高程点、横纵断面图,完成路线设计需要的专项测绘内容(如架空管线的净空、交叉角度测绘等),并提供工程设计模型和景观设计模型等。
(二)LiDAR的主要系统构成
主要系统构成包括:
1.扫描仪组件:激光发射器、激光信号接收器、机械组件、扫描镜及窗口、接口板。
2.设备支持系统:系统控制器、飞机位置及姿态测量系统、检流控制器、激光电源、电源分配器、控制计算机、连接电缆。
3.附属软件:包括项目飞行设计及对记录数据进行后处理(滤波、分类等)处理。
4.控制/显示器:激光发射指标器、音频告警器、电路熔断器、系统诊断数据输出、控制接口。
(三)主要工作原理
通过DGPS(或PPP)和IMU求得航机线上任意采样时刻激光发射中心的空间坐标和设备的空间姿态,内插后能够获取任意时刻激光光束的姿态和发射中心的空间坐标,通过激光测量激光发射中心到地面的距离,可以求得每一个激光脚点的空间三维坐标。另外,利用DGPS/IMU可以直接获取每一张照片的外方位元素,可以快速制作DOM成果。最后将激光点数据和数码影像进行联合处理得到高精度的正射影像和数字高程模型。
三、机载激光雷达的应用
机载激光雷达能够快速获取数字地表模型(DSM),同时,配套的中画幅数码相机可以获得同步的数码相片,经过加工处理可获得数字高程模型、分类信息、航空相片的立体像对和正射影像图。目前还没有成熟的专业接口供铁路勘察设计工程中使用机载激光雷达成果,因此,如何将机载激光雷达勘测成果与众多设计专业手段无缝结合,从海量基础信息中快速提取或检索有用的信息为各专业设计所用,是机载激光雷达技术应用于铁路勘察设计的关键。
结合铁路勘察设计特点和工程应用实践,一方面将机载激光雷达技术成果进行加工,提供满足专业应用的专题成果,另一方面,改进专业设计勘察设计流程,提出新的设计理念,以便更加有效地利用海量的基础信息,提高设计质量和设计效率。
利用机载激光雷达技术提供的高精度、高分辨率数字地面模型和正射影像图,结合铁路专业设计要求,主要生产以下几种产品(见图4):
1.工点地形图。它是针对铁路设计的控制工点,在施工图阶段做的更加详细的勘测工作,以保证设计资料的精度和准确性。如:桥址地形、隧道进出口等;
2.断面图。主要包括纵断面和横断面,一般它们的精度高于地形图的精度。主要用于保证设计线路的平顺性和计算工程数量的准确性;
3.数字正射影像地形图。这是线划图的替代产品,通过将正射影像图叠加等高线、专业调查的地质界线、自然保护区等矢量信息,而形成的一种地形图,它的信息量更加丰富,更加直观;
4.专项测绘。针对特殊的专业需求而进行的详细勘测工作。如:水文断面、涵轴测量、电线垂度等;
5.工程中的土石方自动计算、坡度、坡向的计算等;
6.快速构建三维虚拟场景,城市建模等。
此外,还可利用高分辨率的影像进行专业调查、地质判视等,便于指导外业工作,提高外业勘测的针对性和合理性。
四、技术、经济效益和推广应用前景
(一)机载激光雷达测量技术与常规航测方法的经济比较
1.两种技术手段外业控制测量的比较。LIDAR所需的外业控制点与常规航测外控的比较,以II级地形1:2000航测地形图测绘(常规航测单航带100km)为例。
(1)首级平面和高程控制网工作内容和数量是基本相同的。
(2)LIDAR系统要求每5-7km测量一个平面和高程控制点,每30km测量一处高程校正区,这样100km线路需要布设平高控制点17个,高程校正区3个。而常规航测方法,采用150mm焦距的航摄仪拍摄,需要75个平高控制点;采用210mm焦距的航摄仪拍摄,需要150个平高控制点。
(3)LIDAR系统不因地形等级的变化而改变外业平高控制点的数量(适当的宽度,如不大于10km)。而常规航测方法会随着宽度的增加而成倍增加外控点的数量。
2.横断面切绘的经济比较。以张唐铁路定测为例,相对于采用Lidar技术平均1000-1200个横断面/人天的工作效率,常规航测方法每人每天只能切绘300-400个横断面,可见工作效率提高了3-4倍,对企业发展带来了巨大的经济效益。
3.地形图制作的经济比较。以II级地形1:2000地形图测绘为例。
因为LIDAR具有高效生成DEM的优势,所以在生成等高线、高程点等具有高程信息的地形信息时具有更高的效率,在这个方面,采用Lidar技术平均效率为12-15平方公里/(人.天),常规航测方法每人每天只能测绘2-3平方公里;
航测方法在立体模型下获取(除等高线、高程点之外)矢量信息具有更大的优势,而LIDAR则因其自身离散性获取能力比较弱,适合于小面积的(除等高线、高程点之外)矢量信息获取。
(二)成功案例及分析
经过试验与实践,LiDAR技术已成功用于多个铁路项目的勘测设计项目,减少了内业制图的压力,缩短了项目工期,在铁路各专业使用中反映良好,取得了显著的经济效益。以某工程为例,泛亚铁路某段全长257Km,由于距离遥远,地处国外,而且铁路过境区域存在大量地雷区域,给外业工作带来极大不便。考虑到地理因素和方案局部变动的因素,项目在实际操作中抛弃传统外业测量加航测制图的作业方式,直接采用机载激光雷达系统,一次性获取铁路过境区域长257km,宽4km的雷达点云数据和数码影像数据,利用该数据圆满完成了无外业控制测量情形的1:10000和1:2000的地形图成图任务,不仅避免了人力物力消耗和地雷区作业的危险性,而且在内业成图中,大胆使用数字正射影像地形图代替传统的DLG,取得了制作者和使用者均满意的双赢局面。
(三)推广应用前景
机载激光雷达测量技术具有巨大的发展空间和潜力,作为一种新技术,还有许多发展空间,特别是在数据处理算法以及软件和系统的开发等方面。随着用户数量的增加,其应用领域将越来越广,特别是随着激光技术的进一步发展,将促进机载激光雷达技术的革新。在铁三院于2009年率先在国内将机载激光雷达技术应用于铁路勘察设计并取得巨大成功后,今年铁一院、铁二院、铁四院都陆续定购了机载激光雷达并加大了人力投入,可见由于其精度高、成本低、周期短等特点在铁路行业已经被广泛关注。铁路行业之外,水利、公路、电力、农林等行业也在积极开展相关的研究和应用。
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【关键词】山区;高速公路;特点;施工技术;质量控制
中图分类号:U412.36+6文献标识码:A 文章编号:
“要致富,先修路”这个喊了几十年的口号,已经成为人们对经济发展的共同认识。随着我国区域经济的发展和产业重心由沿海向中西部以及边远山区的转移,山区复杂地理条件下高速公路里程呈现增加的趋势,山区高速公路的施工技术和质量控制面临着越来越大的难度。如何采用先进合理的施工技术以及质量控制方法,是保证山区高速公路质量合格以及行车安全的关键,越来越受到人们的关注。下面就具体作一下分析。
一、山区高速公路的特点
山区高速公路因其所处的特殊的地理环境,与平原地区的高速公路相比,其面临着不同的地质、地形、水文以及地质灾害等条件,受此影响,山区高速公路在施工过程中,展现着不同的特点。具体表现如下:
(1)山区地形地质条件复杂,落差较大,需要填埋和深挖的情况较多,工程量大。
(2)山区高速公路路过地段的地势陡峭,受风化和流水侵蚀作用严重,加上工程施工造成岩体剪应力增加,形成的稳定岩层较少,山体不稳定因素较多,需要大量的护坡、护沟以及完善的给排水工程设施,同时还要营建大面积植被以保持水土。
(3)受山区地形的阻挡等因素的影响,高速公路经常需要蜿蜒曲折,转弯较多,造成公路里程增加。
(4)受山区的地势起伏的影响,需要修建大量的公路桥梁和隧道来减少地形对高速公路的影响,路桥相间的施工形式较多,因此,造成桥梁和隧道的总体长度在公路总里程中的比例较大,并且高空作业的形式较多,不安全因素增大。
(5)由于山区的特殊的施工环境导致交通不便,因此材料和设备的运输成本较大,并且是施工后期的一个棘手问题。
二、山区高速公路施工技术
在山区建设一条既要质量合格,同时又兼有环保生态效益的高标准的高速公路,应该重视和加强地质勘探工作。地质勘察工作贯穿于山区高速公路的设计施工和运营的整个过程,其提供的数据资料是分析和制定施工技术的基础和关键。
1、勘察设计阶段
地质条件是客观存在的自然因素,山区高速公路穿行在自然地质环境中,并且对地质环境进行一定程度的改造。这就需要我们充分认识地质条件,尊重地质条件的实际情况,在设计和施工中充分考虑地质因素,遵循地质原则,尽量减少山区高速公路对自然环境的破坏,并且为施工和运营提供良好的条件。
2、贯彻地质选线的原则
制约山区高速公路地质选线的主要因素有地形条件和不良地质现象,经常遇见的不良地质现象如滑坡、泥石、流岩、软弱土、膨胀土、湿陷性黄土、冻土、崩岩、溶岩堆(坡积层)、水害、采空区以及强震区(高地应力)等。在本阶段中,要尽可能详细地收集区域构造地质、工程地质、地震地质、岩石地层、水文地质、环境地质等方面的资料。一般采用GIS(地理信息系统)技术,利用遥感卫片和航片提供的资料,编制满足工程需要的工程地质图和地质灾害(不良地质现象)分布图。在图上应该重点标注大的地质构造比如断层等重大的地质灾害病害体,利用这些资料分析区域性地质灾害发生的条件,进行地质灾害的初步评估。结合已经收集到的地质资料,在路线的选线方案设计中,要进行必要的现场勘探和调查 ,反复与资料提供的信息进行对比,选出工程地质条件最好、地质灾害最少、对地质环境的影响最小的路线,真正贯彻地质选线的原则。除了遵循地质选线的原则的同时,还要尽量减少对山区土地的占用,并且一定程度上照顾沿线的经济点。
3、施工图设计阶段---详查施工地点地质条件
通过初步设计阶段的各种地质勘探工作,已经基本上了解山区高速公路沿线的地质条件,但是还没有达到工程设计施工成熟的条件。在施工图设计阶段应详细检查施工点地质(桥位、隧道深、路堑高、填路堤、陡坡路堤、支挡、构造物)条件,采用调查、测绘、槽探、坑探、钻探、物探等综合勘察手段查明场地岩土体组成性质、分布以及风化层、不良地质、特殊性岩土等工程地质条件在路线纵横方向的变化。
4、施工阶段
这一阶段应遵循信息化施工、补充勘察、动态设计原则。由于山区地质条件的复杂性和受勘察周期的制约,有些复杂的场地或地形困难场地(陡坡、鱼塘等),在设计阶段难以充分完成或者完成不够仔细、全面,无法查清场地详细工程地质条件,在施工阶段,可以进行补充勘察,如对岩溶发育区或岩性差异大的场地逐桩钻探,对原进场困难场地通过施工便道进场钻探。当然,在施工过程中也难免会发现新的地质问题,遇见这种情况也要补充勘察,应该把施工期间的勘察工作视作设计期间勘察工作的重要补充。所以说,勘查工作应该贯穿于山区高速公的设计和施工的全过程。
三、山区高速公路的质量控制
1、高填路堤的质量控制
控制高填路堤的施工质量主要是确保高路堤的稳定性,影响高路堤稳定性的因素主要有:路基填料、边坡坡度、地基性质和水文状况,所以在高路堤填筑时采取的主要质量控制措施为:①设计时,应对高路堤进行稳定性验算;②高路堤填筑前仔细进行工程地质勘察,彻底处理下卧层确保地质承载能力;③通过试验检测选择适宜的路基填料;④严格执行路基施工规范,加强对密实度的控制与检测;⑤加强对高路堤的沉降观测与监控;⑥加强高边坡的超前防护。
2、桥梁施工的质量控制
除了传统的质量控制外,对桥梁特别是大型桥梁采取施工控制措施是确保桥梁施工宏观质量的关键措施之一,也是桥梁建设的安全保证。大型桥梁施工控制是一个施工、量测、判别、修正、预报、施工的循环过程,施工控制的最基本要求是确保施工中结构物的安全,其次必须保证结构物的外形和内力状态符合设计要求。影响桥梁施工控制的因素主要有结构参数、施工工艺、施工监测结构分析、计算模型温度变化、材料收缩与徐变施工管理等,所以,必须建立完善有效的控制系统才能达到预期的控制目标。
3、公路隧道的质量控制
根据公路隧道建设的实践,应将隧道开挖及初期支护质量、隧道防排水施工质量、隧道施工监控测量作为主要质量控制目标,公路隧道的质量控制必须重视以下几个关键问题:①严格实施信息化施工,公路长大隧道主要是按新奥法设计和施工,新奥法是一种现代先进的将设计与施工结合在一起的一体化方法,基本特征是采用现场监控量测信息来确认和修正预设计的依据,并对隧道施工方法、断面开挖步骤及顺序初期支护参数等进行合理调整;②加强隧道地质勘察,超前预报水文地质情况。为减少隧道施工的盲目性和事故发生率,保证隧道工程施工的顺利进行,应对开挖工作面前方一定距离工程水文地质条件进行验证,及时超前预报,有的放矢地采取应对措施,预报内容是尽可能采取各种手段探明前方可能出现的坍塌、冒顶、涌水、溶洞断层、瓦斯等地质灾害,并分析其对工程施工的影响程度;③安全生产,制定险情预案。隧道是具有一定危险性的地下工程,必须建立健全一系列安全生产管理制度和组织管理体系,层层检查落实,每个生产环节都要严格遵守国家和行业有关的安全生产法律法规标准和规范,确保人员和工程安全;④综合治水。隧道病害大多与水有关,隧道施工中防水、治水直接关系到工程质量和隧道的运营安全,公路隧道防排水是一项系统工程,总体上应遵循以排为主,防、排、截、堵相结合的综合治理原则,对地表水、地下水妥善防治。
四、结语
山区高速公路的施工是一个系统而又复杂的工程,他不仅要充分考虑到当地的地质、地形、水文等地理条件,还要顾及山区的风俗习惯和经济点的分布等人文因素,同时采取必要的合适的质量控制措施,保证工程的质量和安全。总之,在山区高速公路的兴建过程中,要因地制宜,根据山区的实际情况采取针对性的措施。相信随着中国山区高速公路的发展,将会有更多的先进的施工技术和经验以及质量控制方法应用到实际中来,带动山区的经济发展,进一步促进中国交通运输行业的进步。
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论文关键词:勘察设计科研;科技创新成果;科技发展规划;重点研究课题
1 勘察设计科研工作概况
通过50年几代人艰苦卓绝的持续奋斗。中国水电顾问集团昆明勘测设计研究院(以下简称“昆明院”)完成了云南省水力资源普查和复查工作,进行了谰沧江、金沙江中游等十多条大中型河流(段)的水能开发规划;勘测设计的国内外水电站300多座,其中,已建水电站200余座。总装机16400MW;正在进行勘察设计的大中型水电站60余座.总装机约45000MW;为我国的水电技术发展作出了重大贡献。
“十五”期间,昆明院紧紧抓住国家实施“西部大开发”和“西电东送”战略的机会,密切结合水电工程的勘测设计科研工作,勇敢地承担起了攻克诸多世界水电技术难题的重任。提出了建设“红色企业、银色企业、诚信企业、和谐企业”的目标,井以“以人为本、厚德诚信、科学求实、开拓创新”作为企业精神,承担了天生桥一级水电站、小湾水电站、糯扎渡水电站等世界著名工程的勘察设计科研工作。天生桥一级水电站(装机容量120万KW,水库总库容102.56亿m3,混凝土面板堆石坝最大坝高178m)招标及施工详图设计阶段的全部设计工作已顺利完成.工程于2002年底全部竣工。小湾水电站(装机容量420万KW,水库总库容149.14亿m,混凝土双曲拱坝最大坝高292m)正在进行招标及施工详图设计阶段勘察设计科研工作,2001年2月工程开始兴建,2005年9月工程截流,预计2009年底首批机组投产发电。糯扎渡水电站(装机容量585万KW,水库总库容237.03亿m.心墙堆石坝坝最大坝高261.5m)2000年5月开始启动可行性研究阶段勘察设计科研工作.2003年6月完成可行性研究报告,同年10月通过水电水利规划设计总院的审查,2005年8月通过中国国际工程咨询公司的评估,计划2007年11月工程截流。2012年年底前首批机组投产发电。
“十五”期间。昆明院还承担了澜沧江景洪水电站(装机容量175万KW,水库总库容10.34亿m3,碾压混凝土重力坝最大坝高107m)招标及施工详图设计阶段,古水水电站(装机容量260万KW,水库总库容39.14亿m,心墙堆石坝最大坝高305m)、黄登水电站(装机容量220万KW,水库总库容15.07亿m,碾压混凝土重力坝最大坝高189m)预可行性研究阶段,金沙江金安桥水电站(装机容量240万Kw,水库总库容7.42亿m,碾压混凝土重力坝最大坝高160m)可行性研究、招标及施工详图设计阶段,观音岩水电站(装机容量300万KW,水库总库容21.75亿m.碾压混凝土重力坝最大坝高159m)预可研和可研设计阶段.怒江鹿马登水电站(装机容量180万KW。水库总库容21.75亿m,混凝土面板堆石坝最大坝高157m)、泸水水电站(装机容量260万KW。水库总库容12.88亿m.混凝土面板堆石坝最大坝高177m)预可行性研究阶段等水电站勘察设计科研工作。此外,还完成了龙马、居甫渡、那兰、崖羊山、云鹏、阿鸠田等一批大Ⅱ型及中型水电站项目可研、招标和施工详图设计阶段的勘察设计科研工作。同时承担了巴基斯坦巴罗塔、缅甸邦朗水电站等国际工程的勘测设计科研工作。
“十五”期间,昆明院从所承担的工程实际需要出发,科学求实,勇于探索,结合所承担工程项目的特点,把提高自主创新能力摆在科技工作的突出位置,紧密结合工程需要,科技创新来源于实际工程,最终服务于实际工程。有力地推动了科技进步工作,并取得了良好的经济和社会效益。
2 科技管理制度建设
为了促进技术创新,规范科技项目管理,提高科技成果的水平和质量,解决生产、经营和发展中的重大技术问题,“十五”期间昆明院制定了一系列科技管理办法,对规范科技管理工作,提高管理水平起到了积极的作用。
2.1制定科学技术进步奖励规定
随着国家科技体制改革的不断深化,体现科技奖励政策的国家奖、省部级奖的评审条例、评审办法、评审细则等也在不断制定或修订。昆明院及时学习并掌握这些评审条例、评审办法和评审细则,调整相关的奖励政策、评奖条例、评奖办法,努力做好科技奖励的评审和授奖、推荐工作,制定了《科学技术进步奖奖励规定(试行)》,建立了更为科学的科技奖励体系及公平、公正的评审规则和评审办法。
2.2制定科技项目管理规定
为了进一步规范科技项目的管理,建立和完善科技计划项目管理机制。提高科技计划项目管理和实施成效,保证项目的顺利开展,根据有关规定,昆明院制定了《科技项目管理规定(试行)》,着力解决经济和改革发展中的重大、关键、共性科技问题。提高原始创新能力、集成创新能力和引进消化吸收再创新能力。提高水电建设技术的整体水平2.3制定科技项目经费管理规定为规范科技计划项目经费的管理,优化科技经费配置,提高科技经费使用效益.根据财政部、科技部《应用技术研究与开发专项资金管理暂行办法》和有关财务制度的规定,昆明院制定了《科技项目
经费管理规定(试行)》。《科技项目管理规定(试行)》和《科技项目经费管理规定(试行)》构成了昆明院科技项目管理体系的基础,保证了科技项目自主立项和组织向上申报立项的运作。
2.4制定科技成果奖励管理规定
为进一步规范申报各类奖项的质量.并指导做好各类奖项的审查、鉴定、推荐、推广应用工作。做到科学、公开、公平、公正地开展成果的评审.昆明院制定了以下5项奖励规定。
(1)《优秀工程勘察、优秀工程设计、优秀工程标准设计、优秀工程设计计算机软件奖励规定(试行)》。
(2)4城乡建设优秀勘察设计奖奖励规定(试行)》。
(3)《优秀工程咨询成果奖奖励规定(试行)》。
(4)《企业管理创新成果奖、优秀期刊、优秀编辑奖励规定(试行)》。
(5)《优秀学术论文奖励规定(试行)》。
3 主要科技创新成果
3.1原国家电力公司科学技术项目
3.1.1糯扎渡水电站高心墙堆石坝关键技术研究
糯扎渡心墙堆石坝最大坝高261.5m,比国内已建成最高的小浪底水电站大坝(160in)高约100m。昆明院于2002年3月启动并组织了原国家电力公司科学技术项目
开展研究的5个专题为:①《心墙堆石坝坝料试验及坝料特性研究》。②《土石坝计算分析理论及抗裂措施研究》。③《心墙堆石坝坝料分区及结构优化研究》。④《心墙堆石坝动力反应分析计算理论及抗震措施研究》。⑤《心墙堆石坝渗流分析及渗控措施研究》。通过该课题的研究,使坝高261.5m的糯扎渡心墙堆石坝的主要关键技术问题得以解决。研究工作密切结合科研和招标设计.研究成果纳入设计,从而使工程按计划有序实施。招标设计报告已于2006年11月通过中国水电工程顾问集团公司审查,采用直心墙堆石坝坝型和坝体分区结构优化可使糯扎渡水电站工程至少节省投资3.3亿元。糯扎渡心墙堆石坝研究成果对我国拟建的两河口、双江口、古水等300m级高心墙堆石坝工程的设计都有重要的参考价值。
3.1.2小湾水电站拱坝关键技术问题研究
昆明院于2000年7月启动并组织了原国家电力公司科学技术项目《小湾高拱坝关键技术研究》科技攻关工作,于2005年12月完成研究,提交了《小湾电站高拱坝关键技术研究项目执行情况总结报告》和《小湾电站高拱坝关键技术研究课题报告》及四个专题报告及27个子题报告。2006年8月通过了国家电网公司委托中国水力发电工程学会组织的验收。
开展研究的4个专题为:①《小湾高拱坝结构及工程措施深化研究》。②《拱坝坝肩(基)稳定工程措施研究》。③《小湾高拱坝泄洪消能与雾化深入研究》④《小湾高拱坝安全监测系统研究》。课题研究的各项内容均为当今高地震烈度区高拱坝设计中亟待解决的关键问题,其研究成果对小湾拱坝抗震设计及我国在建的溪洛渡、锦屏一级等高拱坝工程的设计都有重要的参考价值。
3.2中国水电工程顾问集团公司科技攻关项目
昆明院按照《中国水电工程顾问集团公司科技项目管理办法》的要求,积极开展了院承担的科研项目的立项工作。结合工程需要。先后立项的项目有7项,分别是《堆积体的综合物理探测方法研究与应用》、《连续式光纤传感技术在水工混凝土裂缝监测中的应用研究》、《移民安置环境容量分析指标体系研究》和《水电工程建设征地实物指标调查技术导则》,2005年度立项的3个项目《云南水电开发及外送规划研究》、《全数字近景摄影测量系统》和《集团公司智能化财务分析系统开发与应用》,目前.以上科技项目正按照合同要求开展工作。
3.3云南省省院省校科技合作项目
昆明院承担的云南省省院省校科技合作(科技攻关)项目《昆明市掌鸠河引水供水工程山区长距离输水工程技术难题研究》,不仅为昆明市掌鸠河引水供水工程的设计、施工和管理提供了科学的理论方法和先进的技术手段,使设计与施工更加科学化、合理化、系统化,确保工程设计建设质量和安全运行.节省了投资,而且在宁波市白溪水库引水工程、南水北调石家庄至北京段应急供水工程以及南水北调天津段引水工程中得到了成功应用。
3.4工程科学技术研究学科特点与创新
“十五”期间,昆明院结合所承担的工程项目,在水资源工程及动能经济科学、环境工程科学、工程测绘技术、工程勘察技术、工程地质、水电工程建设用地和移民安置、地质灾害防治技术、土石坝工程、混凝土坝工程、结构工程、地下空间工程、工程水力学、基础处理及边坡工程、施工规划技术、施工仿真科学、工程安全监测、机电及金属结构工程、工程建设管理及信息工程科学等领域进行了大量的卓有成效的科学研究工作,取得了许多创新性的成果,大部分转化为工程勘察设计实践。其中.不少科研成果达到国内先进水平。
4 科技成果获奖情况
2001年至2o06年,昆明院科技成果获奖的情况如表1所示
5“十一五”科技发展规划纲要和重点研究课题
科学技术是第一生产力.是先进生产力的集中体现和主要标志。“十一五”期间。必须增强责任感和繁迫感,更加自觉、更加坚定地把科技进步作为企业发展的首要推动力量,把提高自主创新能力作为提高企业竞争力的中心环节,把建设学习型、创新型企业作为昆明院面向未来的重大战略选择。
必须清醒地看到,昆明院科技的发展,既面临难得的历史机遇,又面临一系列严峻的挑战。在科技及专业工作中。我院还存在着很多不足,主要表现为:学习风气不浓,对新技术、学科动态掌握不够,对国家、行业相关政策法规把握不到位;自主创新能力较弱,关键技术掌握不多,企业核心竞争力不强,投入不足,技术管理水平、工程管理水平有待提高,科技体制机制还存在不少弊端:制度不够完善,贯彻力度不强;信息化程度不高,不同工程之间沟通不够畅通等。昆明院作为一个不断前进中的大型甲级勘察设计科研单位。要站在时代的前列,以世界眼光。勇敢地迎接新科技革命带来的机遇和挑战。因此,需要脚踏实地贯彻落实科学发展观。深入实施国家“科教兴国”和“人才强国”战略+树立“人才资源是第一资源”的观念,从企业和谐、健康、可持续发展的角度,立足“十一五”,兼顾中长期发展,按照以人为本、科学求实的原则,注重新材料与新工艺研究、学科交叉与技术集成研究、信息化技术综合利用研究,制定了“十一五”科技发展的规划。拟开展的重点研究课题是:
(1)低纬高原地区小流域径流洪水适用方法研究;青藏高原地区可能最大降水和可能最大洪水研究;坝前冲沙漏斗三维数值模拟:水电工程建设水环境模型预测研究;云南水电CDM开发机制可行性研究;高原山区风力发电技术研究;抽水蓄能电站在云南电网中作用与效益研究:3S技术在水电工程水库移民、环境影响评价工作中的应用研究:水电工程生态恢复技术和方法研究;流域梯级电站工程移民安置总体方案研究:移民安置环境容量分析指标体系研究。
(2)变形监测技术整合集成研究;工程物探及
检测与试验技术研究:水电水利工程地质灾害预测与防治技术研究;大、中型水电站工程地质数据库:数码成像技术在高陡边坡及大型地下洞室边墙的地质资料编录的应用研究;复杂岩体高坝坝基(多成因岩体构成的坝基、软硬相间层状岩体坝基、原位碎裂或似完整岩体坝基、各类蚀变岩体坝基等)的有效勘察及合理、科学的工程地质评价体系及建基面的选择利用研究。
(3)300m级混凝土面板堆石坝筑坝技术研究:土石坝枢纽布置三维可视化设计研究;土石坝设计、建设、运行数据管理及安全评价系统研究;超高(200m以上)堆石坝工程设计方法与安全标准体系研究。
(4)300m级高拱坝的关键技术整合集成研究;100~200m级碾压混凝土坝的关键技术整合集成研究;混凝土坝坝后背管及蜗壳结构整合集成研究l混凝土坝枢纽布置三维可视化设计研究;混凝土熏力坝设计、建设、运行数据管理及安全评价系统研究;混凝土拱坝设计、建设、运行数据管理及安全评价系统研究。
(5)水力浮动式升船机结构设计研究:刚构桥、斜拉桥、悬索桥结构工程用研究;大型水工隧洞设计整合集成研究;地下厂房洞室群设计整合集成研究;岩质边坡及支护型式数据库。
(6)泄水建筑物的高速水流掺气设施体型研究:水垫塘(消力池)取消抽排系统的研究;100m水头台阶型溢洪道泄洪消能研究。
(7)深厚复杂地基围堰防渗结构形式研究:施工交通设计整合集成研究;地下洞室群施工仿真研究;土石坝三维动态施工仿真研究;混凝土坝三维动态施工仿真研究。施工导流标准风险决策分析研究:大型人工砂石系统动态模拟研究;混凝土温控仿真研究。
(8)高土石坝安全监测系统及自动化研究。
(9)高拱坝安全监测系统及自动化研究。
(10)水电站电气主接线方式及继电保护配置可靠性定量评估研究;水力机械施工图模块化制图软件系统开发;金属结构产品数据管理系统(PDM)的设计研究。远程监控系统研究。
(11)水电工程枢纽布置三维设计研究;贯流式机组厂房机电布置三维设计研究:混流式机组厂房机电布置三维设计研究;轴流转浆式机组厂房机电布置三维设计研究。
关键词:高速;铁路;隧道;围岩分级
由于当前国内外盛行的隧道围岩分级,大多仅适用于长度及埋深较小或勘探工程量很多、或开挖有导洞等条件的围岩分级。我国多年的勘探设计资料表明,在勘察阶段,其工程量是比较少的,特别是深埋长大隧道,即或有较多的勘探工程量,但与埋深和长度相比较,其控制程度远不如一般的地下洞室,仍是很有限的。在此情况下,如何做好深埋长大隧道的围岩分级、评价是相当关键的。为此,必须对隧道全线工程地质条件做全面、深入的了解,进而寻求一些新的方法去获得岩石的RQD值、结构面状态、岩体完整性等资料。
另外,高速铁路隧道与其他隧道相比有各自的特点。水电隧洞虽然规模大,但勘探工作十分详细,而且其位置本身就是选地质构造、地层岩性相对优良的地区。铁路因为展线的需要则有时不得不穿越地质条件很差的地段。所以,在施工过程中因围岩级别的诸多问题(如设计中确定围岩级别与实际围岩级别的差异、按照规范确定的围岩级别进行支护仍然满足不了要求等)而往往延误工期,提高工程造价甚至发生工程事故。作者参与了正在建设的云桂高铁(昆明到南宁高速铁路)的施工,在施工中最为棘手的问题就是前期勘察设计阶段对隧道地质情况了解不全面,导致工程进度困难、造价调整、事故频发、高频率的设计变更等诸多问题。
因此,根据高速铁路隧道的特点尽快建立有效的围岩分级方法已成为广大高铁建设者的强烈愿望,也成为高铁工程地质研究急需解决的课题。我认为,所谓有效的围岩分级就是技术上可行,能充分利用勘察设计、施工阶段的工作信息,逐步由粗到细的一种分级,并能立即用于指导施工的分级。本论文就是沿着上述思路开展研究工作的。
1 基于TSP探测成果的围岩分级
根据设计阶段的地质勘察工作成果可以对隧道的围岩进行分级,这一分级结果对于指导设计和招标、投标均能起到一定的作用。但是,由于勘察工作的现场调查是在地表进行的,对隧道的围岩分级带有很大的推测性;钻探虽然深达隧道位置,但钻孔数量有限;物探虽然也是进行深部探测,但难以对围岩的频繁变化做出较为准确的探测;这种分级的准确性和精度都难以保证,而地质条件本身的复杂性又使其更为困难。所以,更靠近隧道的、更为准确的分级就成为隧道设计、施工人员的迫切需要。
TSP和其它反射地震波方法一样,采用了回声测量原理。根据对TSP探测资料的解释,每次可得到掌子面前方150m左右的范围内围岩的地质状况,并由岩性变化、岩体中富水性强弱程度和换算出的围岩力学,参数按照《铁路隧道设计规范》进行围岩分级。根据TSP探测结果所得的围岩分级结果这与勘察阶段的围岩分级结果基本一致。但是,根据TSP探测的围岩分级与勘察阶段的围岩分级相比,又有一定的差别,表现在各类围岩的距离较短,显然更为精确,将其直接应用于指导设计和施工更为可靠。另外,同一级围岩中包括了不同的软硬程度的岩石,或者岩性类似,但富水情况不同,这显然更为接近围岩实际,使设计和施工人员有了更为可靠的依据,也为施工过程中的变更设计提供了极有价值的资料。
2 基于超期水平钻孔的围岩分级
利用超前钻孔确定掌子面前方围岩级别主要是依据钻速的快慢机钻孔中回水的颜色来判断前方掌子面围岩的岩性、构造及岩石的破碎程度,进而判断围岩级别。其工作程序是,首先对掌子面围岩特征进行描述,作掌子面地质素描图,然后进行钻探,在钻进过程中记录钻进速度、回水的颜色、从钻孔冲出的岩石颗粒大小等,最后对这些资料进行整理分析,确定围岩级别。在被钻的围岩开挖过程中对围岩进行详细描述,并作开挖面地质素描图,一方面为了验证分级结果,另一方面,为后续的围岩分级积累经验。当然,由于目前还没有根据钻进资料进行围岩分级的定量指标体系,所以,根据我们的经验,这种分级应该是在一个隧道掘进过程中,特别是在掘进初期就不断总结完善十分重要。实践证明,在掘进到几十米后即可通过信息反馈总结出一些规律。
从云南山区多座隧道的围岩分级实例发现,不同级别的围岩在钻进过程中表现出不同的特征,这些特征就是区分围岩级别的依据。通过观察总结,对于钻进工程中的现象得出如下认识:
(1)钻进正常表明围岩节理少,岩体完整;卡钻表明围岩破碎,往往是几组节理交汇的反映,而且显示节理较为密集;吃钻表明是从坚硬岩层突然进入软弱岩层,而且软弱岩层一般出露宽度大于20cm。
(2)钻进过程中流出的液体颜色是岩性的反映。
(3)从钻孔中冲出的岩粉粗表明岩石软弱或破碎,岩粉细表明岩石坚硬或完整。
(4)从钻孔中流出的水流量越大,表明岩体中裂隙越发育。
(5)钻进速度快表明岩石软弱,钻进速度慢表明岩石坚硬,但对因裂隙发育而出现的卡钻现象或岩石软弱出现吃钻现象的情况需区别分析。钻速忽快忽慢表明围岩变化频繁。由于对于指导施工来说围岩级别不宜变化频繁,特别是不宜在1~2m左右变化,所以,根据钻速变化进行围岩分级时必须结合其他现象综合考虑。
3 基于监控量测资料的围岩分级
虽然已经有不少的研究者已经提到应用监控量测资料进行判断围岩性质,进而确定下一工序的支护参数,但截至目前还没有一个判断标准,甚至用哪些指标来判断也没有形成统一的认识。而应用监控量测数据进行围岩分级则一方面开展的较少,另一方面研究程度更低。
总所周知,围岩级别不同,隧道开挖后围岩的松动范围大小不同,围岩应力调整时间的长短不同,围岩施加在衬砌上的荷载(特别是施加在初期支护上的荷载)大小也不同。所以,根据以上认识,通过对围岩与初期支护直接的接触压力的分析,我们提出以围岩与初期支护直接的接触压力趋于稳定的时间(d)、围岩与初期支护直接的接触压力变化速率(MPa/d)(监控量测数据稳定之前)两个指标作为围岩分级的依据。
综上所述,高速铁路隧道围岩分级虽然已经进行了很多的研究工作,然而,研究工作是没有止境的,有些问题,限于资料不足,加之作者才学疏浅,目前尚无力进行研究,即使本论文讨论的问题,也难免有不尽人意之处,因此,作者恳切希望得到师友们的批评指正。
参考文献