時(shí)間：2023-03-16 15:39:41
導(dǎo)語(yǔ)：在地質(zhì)工程職稱論文的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
1.1工程現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題
(1)中洲圩興建于1949年，經(jīng)過(guò)1954年在昌江中心3個(gè)小洲的基礎(chǔ)上圍墾重建，不斷加固、培修而成的，至1989年基本達(dá)到現(xiàn)有規(guī)模。其水利設(shè)施較差，特別是防洪工程，不能保證區(qū)內(nèi)居民生活、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要。
(2)中洲圩保護(hù)區(qū)地勢(shì)低洼，受昌江洪水的影響，頻繁的洪、澇、旱等災(zāi)害的侵?jǐn)_，造成該地區(qū)的相對(duì)貧窮與落后。
(3)圩堤現(xiàn)狀堤身斷面低矮，邊坡陡，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求;局部堤段堤身土質(zhì)差，汛期出現(xiàn)滲漏滑坡險(xiǎn)情;堤基未進(jìn)行防滲處理，基礎(chǔ)出現(xiàn)滲漏、管涌險(xiǎn)情;風(fēng)浪水流對(duì)堤坡、岸坡沖刷嚴(yán)重;影響大堤防洪安全。
(4)現(xiàn)狀堤頂大部分均已設(shè)混凝土路面，均為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民逐年集資建設(shè)和施工;路面寬度不一，厚度薄，設(shè)計(jì)施工不規(guī)范;由于年久失修破損嚴(yán)重。
(5)堤防坡面無(wú)硬化護(hù)坡處理，雜草叢生，給釘螺的生存提供了條件，為當(dāng)?shù)匮腊踩蜏缏莨ぷ鲙?lái)不利影響。
(6)穿堤建筑物老化失修，涵管管身短，裂縫漏水，不能正常運(yùn)行，影響大堤防洪安全;且在設(shè)計(jì)布置時(shí)均未考慮血防要求。
1.2工程目標(biāo)
為了維護(hù)人民身體健康，減少洪澇損失，防治血吸蟲病，合理利用水資源，改善河道水環(huán)境，加快鄱陽(yáng)縣中洲圩堤防整治(血防)工程建設(shè)是十分必要和迫切的。根據(jù)圩堤存在的問(wèn)題，結(jié)合考慮防螺滅螺，進(jìn)行血吸蟲的防治，中洲圩堤防整治水利血防工程建設(shè)內(nèi)容主要包括:按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)加高加固河堤及堤坡硬化護(hù)坡處理，并對(duì)存在防洪隱患的建筑物進(jìn)行除險(xiǎn)加固處理。
2工程設(shè)計(jì)
按《江西省鄱陽(yáng)湖區(qū)水利建設(shè)規(guī)劃》及批復(fù)和《江西省1～5萬(wàn)畝圩堤除險(xiǎn)加固規(guī)劃報(bào)告》，江西省1～5萬(wàn)畝一般圩堤為5級(jí)堤防，確定該工程為5級(jí)堤防。防洪標(biāo)準(zhǔn)為防御昌江10年一遇洪水。穿堤建筑物的級(jí)別根據(jù)其規(guī)模按相應(yīng)建筑物設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和SL265-2001《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》確定，但不應(yīng)低于5級(jí)，建筑物的設(shè)計(jì)洪水位比所在堤段設(shè)計(jì)洪水位提高0.5m。
2.1圩堤加高培厚設(shè)計(jì)
該設(shè)計(jì)堤段土堤采用土堤標(biāo)準(zhǔn)斷面為:設(shè)計(jì)堤頂超高為1.30m，臨水坡為1∶2.5、背水坡為1∶3.0;設(shè)計(jì)堤頂寬4.0m，堤頂混凝土防汛公路路面寬3.5m。根據(jù)實(shí)測(cè)資料，圩堤斷面都達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，該次設(shè)計(jì)按設(shè)計(jì)斷面進(jìn)行加高培厚。對(duì)堤身土料的要求如下。從外側(cè)加寬加高的，要求選取防滲性能好的土料，至少與原堤身土質(zhì)相當(dāng)?shù)耐?，新老土結(jié)合面必須先疏松土層，并清除表面雜物和不合格土料。從背水側(cè)加寬加高的，選防滲性能稍差或與原堤身相同的土，亦須逐層夯壓密實(shí)，新老土結(jié)合面處理方法與上述方法相同，以利于圩堤防滲及降低堤身浸潤(rùn)線，增加堤身抗滑穩(wěn)定和滲透穩(wěn)定。堤身填土填筑含水量按最優(yōu)含水量控制，壓實(shí)度要求不小于0.90。
2.2護(hù)坡固岸
為防止圩堤迎水坡遭受波浪和水流沖刷和侵蝕，結(jié)合考慮防螺滅螺，進(jìn)行血吸蟲的防治，對(duì)該次設(shè)計(jì)的堤段迎水坡進(jìn)行硬化護(hù)坡，背水坡均采用草皮護(hù)坡。區(qū)內(nèi)塊石運(yùn)距較遠(yuǎn)，干砌塊石護(hù)坡不滿足血防要求，相比漿砌石預(yù)制混凝土護(hù)坡，造價(jià)較為經(jīng)濟(jì)，且防風(fēng)浪及防螺效果好，施工簡(jiǎn)單，進(jìn)度快，較為美觀，施工質(zhì)量容易控制，因此該次設(shè)計(jì)推薦采用混凝土預(yù)制塊護(hù)坡?；炷磷o(hù)坡厚度經(jīng)計(jì)算，采用厚10cm，下鋪10cm的砂卵石墊層。混凝土預(yù)制塊護(hù)坡規(guī)格型式:厚10cm，邊長(zhǎng)30cm的正六邊形預(yù)制塊，采用M10水泥砂漿勾縫，護(hù)坡下鋪設(shè)10cm厚砂卵石墊層?；炷磷o(hù)坡范圍:下至堤腳，上至最高無(wú)螺高程線(該工程為設(shè)計(jì)洪水位)以上0.5m。護(hù)坡下設(shè)現(xiàn)澆混凝土齒槽，上設(shè)現(xiàn)澆混凝土壓頂。根據(jù)《江西省鄱陽(yáng)湖區(qū)水利建設(shè)規(guī)劃》及批復(fù)、《江西省1～5萬(wàn)畝圩堤除險(xiǎn)加固規(guī)劃報(bào)告》及江西省類似工程經(jīng)驗(yàn)，對(duì)迎流頂沖、急流傍岸、堤外無(wú)灘，直接危及圩堤安全的河段，采用平順式拋石護(hù)岸形式進(jìn)行處理。平順護(hù)岸主要采用水下拋石固腳處理穩(wěn)定河勢(shì)。根據(jù)實(shí)測(cè)地形資料，設(shè)計(jì)枯水位以下部分拋石固腳，拋石體頂高程為設(shè)計(jì)枯水位以上0.5m。岸坡陡于1∶2的拋石體頂寬1～2m，邊坡1∶2，再外拋厚0.6m，寬2～6m的水平護(hù)腳，具體寬度視河道寬度、流速的大小和沖刷程度及拋石體高度而定。坡度緩于1∶2的陡岸，按原坡拋?zhàn)o(hù)，斜坡上拋石厚度按0.6m控制，拋到緩于1∶3平緩處或河深泓。
2.3穿堤建筑物設(shè)計(jì)
根據(jù)堤防現(xiàn)狀和險(xiǎn)情情況，按先除險(xiǎn)后加固和輕重緩急的原則，對(duì)存在安全隱患大的自排閘拆除重建，并在原設(shè)計(jì)規(guī)模的基礎(chǔ)上增設(shè)沉螺池及攔螺網(wǎng)，以便及時(shí)排出堤內(nèi)低洼地域的積水或降低其水位的同時(shí)減少有螺面積，達(dá)到血防目的。
3結(jié)論
關(guān)鍵詞：水利水電；工程地質(zhì)問(wèn)題；環(huán)境問(wèn)題；勘測(cè)問(wèn)題
一、水利水電工程建設(shè)與環(huán)境問(wèn)題
1.1水利水電工程與地震問(wèn)題水庫(kù)等水利水電工程建筑物蓄水后，由于地應(yīng)力的調(diào)整或水體下滲等原因，觸發(fā)了地質(zhì)斷層的復(fù)活而誘發(fā)地震。研究表明，要觸發(fā)一個(gè)比較大的地震需具備以下三個(gè)條件：①水庫(kù)巖石比較破碎，且處理效果不十分理想；②存在有利于應(yīng)力集中的地質(zhì)環(huán)境條件；③水庫(kù)水荷載所產(chǎn)生的超孔隙水壓力足夠大。關(guān)于水庫(kù)誘發(fā)地震的事件國(guó)內(nèi)外均有報(bào)道，一般而言，水庫(kù)的壩址沒(méi)有較大的斷裂帶存在，僅僅是水荷載引起的地應(yīng)力，誘發(fā)地震的可能性是很小的。但如果誘發(fā)大的地震，那將是災(zāi)難性的。從1987年的資料至今，我國(guó)已建設(shè)的壩高在15米以上的水庫(kù)共18000多座，已發(fā)現(xiàn)水庫(kù)誘發(fā)地震的有13座。
1.2水利水電工程與水文問(wèn)題水利水電工程建成后改變了下游河道的流量過(guò)程或周圍環(huán)境水域的分布，從而對(duì)周圍環(huán)境造成影響。例如：①大壩水庫(kù)不僅存蓄了汛期洪水，而且還截流了非汛期的基流，往往會(huì)使下游河道水位大幅度下降甚至斷流，并引起周圍地下水位下降，從而帶來(lái)一系列的環(huán)境生態(tài)問(wèn)題；②下游天然湖泊或池塘因斷絕水的來(lái)源而干涸；③下游地區(qū)的地下水位下降；④入?？谝蚝铀髁繙p少引起河口淤積，造成海水倒灌；⑤因河流流量減少，使得河流自凈能力降低；⑥以發(fā)電為主的水庫(kù)，多在電力系統(tǒng)中擔(dān)任峰荷，下泄流量的日變化幅度較大，致使下游河道水位變化較大，對(duì)航運(yùn)、灌溉引水和養(yǎng)魚等均有較大影響；⑦當(dāng)水庫(kù)下游河道水位大幅度下降以至斷流時(shí)，勢(shì)必造成水質(zhì)的惡化。由此可見(jiàn)，水利水電工程對(duì)水文的影響是不容忽視的一個(gè)重要問(wèn)題。
1.3水利水電工程與氣候問(wèn)題一般情況下，區(qū)域性氣候狀況受大氣環(huán)流和水體分布所控制。如果修建大、中型水庫(kù)及灌溉工程后，當(dāng)?shù)厮w的分布會(huì)發(fā)生較大的變化。如原先的陸地變成了水體或濕地。局部地表空氣變得較以前更加濕潤(rùn)，形成新的小氣候，對(duì)當(dāng)?shù)貧夂驎?huì)產(chǎn)生一定的影響。主要表現(xiàn)在對(duì)降雨、氣溫、風(fēng)和霧等氣象因子的影響方面。
1.4水利水電工程與魚類、生物物種問(wèn)題①對(duì)魚類的影響：切斷了洄游性魚類的洄游通道；水庫(kù)深孔下泄的水溫較低，影響下游魚類的生長(zhǎng)和繁殖；下泄清水，影響了下游魚類的餌料，從而影響魚類的產(chǎn)量；高壩溢流泄洪時(shí)，高速水流造成水中氮氧含量過(guò)于飽和，致使魚類產(chǎn)生氣泡病。②對(duì)植物和動(dòng)物的影響：庫(kù)區(qū)淹沒(méi)和永久性的工程建筑物對(duì)植物和動(dòng)物都會(huì)造成直接破壞；同時(shí)局部氣候變化、土壤沼澤化、鹽堿化等都會(huì)對(duì)動(dòng)植物的種類、結(jié)構(gòu)及生活環(huán)境等造成影響。
二、工程地質(zhì)工作中存在的問(wèn)題
2.1工程地質(zhì)勘察的質(zhì)量問(wèn)題在工程地質(zhì)勘察過(guò)程中，主要問(wèn)題有以下幾種：①工程概念不清，勘探側(cè)重點(diǎn)不明確，針對(duì)性不強(qiáng)，方法不當(dāng)，手段落后；②工程地質(zhì)分析工作中所選擇的理論、方法、計(jì)算公式等與實(shí)際情況有較大出入，其適應(yīng)條件的物理意義混淆不清；③地質(zhì)報(bào)告中基本地質(zhì)條件不清楚。我們遇到的主要工程地質(zhì)問(wèn)題有：①界定不準(zhǔn)確或論證不充分，有問(wèn)題遺漏甚至結(jié)論性錯(cuò)誤；②有些地質(zhì)報(bào)告沒(méi)有地質(zhì)結(jié)論，也有些工程沒(méi)有做多少地質(zhì)工作就先下結(jié)論，極不嚴(yán)肅。此類問(wèn)題產(chǎn)生往往造成階段性工程審查不能一次性通過(guò)，可能延誤開(kāi)發(fā)時(shí)機(jī)；或者盡管通過(guò)了審查，但卻給工程留下了隱患，這種情況的危險(xiǎn)性極大。
2.2勘測(cè)周期不合理的問(wèn)題從工程地質(zhì)勘察到地質(zhì)報(bào)告的提交需要一定的工作周期，這是再簡(jiǎn)單不過(guò)的道理，然而有些工程卻沒(méi)有進(jìn)行基礎(chǔ)性的前期投入。主要存在問(wèn)題有以下幾個(gè)方面：①一旦需要申報(bào)項(xiàng)目，立即就要求提交地質(zhì)報(bào)告；②今天剛剛提交可研報(bào)告，明天就要求提交初設(shè)報(bào)告。此類情況多為地方性工程，一般國(guó)家投資的大型工程出現(xiàn)這種局面的不多。沒(méi)有足夠的勘測(cè)周期所造成的后果是嚴(yán)重的，由于地質(zhì)條件不清楚，直接導(dǎo)致投資控制不住，施工后修改設(shè)計(jì)等情況。更可怕的是留下了工程隱患，可能造成重大的工程事故。:
三、結(jié)語(yǔ)
工程地質(zhì)學(xué)是20世紀(jì)才建立和發(fā)展起來(lái)的一門地球科學(xué)。水利水電工程地質(zhì)勘察是所有行業(yè)中涉及面最廣、問(wèn)題最復(fù)雜、任務(wù)最艱巨、聲望最高、最具權(quán)威性的龍頭行業(yè)，它具有自身的特殊性與復(fù)雜性。水利水電工程建設(shè)與環(huán)境保護(hù)是一項(xiàng)長(zhǎng)遠(yuǎn)的任務(wù)，是水利水電工程順利進(jìn)行的重要保證之一。保護(hù)和改善工程環(huán)境是保證人們身體健康的需要，是現(xiàn)代化大生產(chǎn)和保證工程質(zhì)量的客觀要求，是保證工程永久利益的必須條件。工程地質(zhì)工作的質(zhì)量，對(duì)工程方案的決策和工程建設(shè)的順利進(jìn)行至關(guān)重要。由于地質(zhì)問(wèn)題引起的工程事故時(shí)有發(fā)生，輕則修改設(shè)計(jì)延誤工期，嚴(yán)重時(shí)造成工程失事，給人民生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)重大損失。近年來(lái)。工程地質(zhì)勘察質(zhì)量有下滑趨勢(shì)，工程地質(zhì)分析不夠深入，有時(shí)甚至出現(xiàn)工程地質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)論性錯(cuò)誤這樣嚴(yán)重的問(wèn)題。筆者認(rèn)為，總結(jié)分析水利水電工程地質(zhì)勘察過(guò)程中存在的問(wèn)題，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
參考文獻(xiàn)：
[1]林妙月．區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性及地震性危險(xiǎn)評(píng)價(jià)問(wèn)題[M]．北京：地震出版社，2008：99-100.
[2]王連生．水利水電工程地質(zhì)[M]．武漢：武漢大學(xué)出版社，2008：13-15.
1.1《制藥工程原理》課程現(xiàn)狀
有些采用“制藥工程原理與設(shè)備”，“制藥工程原理與設(shè)備”存在同名，主題內(nèi)容不同，各科交叉重復(fù)的現(xiàn)象。目前針對(duì)制藥工程專業(yè)的教材有劉落憲主編的《中藥制藥工程原理與設(shè)備》，王志祥主編的《制藥工程原理與設(shè)備》，袁其朋主編的《制藥工程原理與設(shè)備》，姚日升主編的《制藥工程原理與設(shè)備》。這些具有“藥”味，但劉落憲主編的《中藥制藥工程原理與設(shè)備》的重點(diǎn)是中藥制藥，對(duì)于制藥工程專業(yè)缺乏通用性，王志祥主編的《制藥工程原理與設(shè)備》在化工單元操作的基礎(chǔ)上增加了制藥化工領(lǐng)域的新技術(shù)和新設(shè)備。姚日升主編的《制藥工程原理與設(shè)備》以《化工原理》為基礎(chǔ)，內(nèi)容涵蓋“三藥合一”的知識(shí)點(diǎn)，涉及到制藥工程類課程化工原理，藥物制劑，化學(xué)制藥工藝學(xué)，藥廠車間設(shè)施規(guī)劃及藥事管理和GMP規(guī)范。王志祥主編的《制藥工程原理與設(shè)備》以化工原理為基礎(chǔ)，但袁其朋主編的《制藥工程原理與設(shè)備》，介紹的是制藥工程的原理與制藥設(shè)備。內(nèi)容涉及制藥工業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)，包括化學(xué)制藥、生物制藥、中藥和天然藥、制藥分離、制劑工程、藥品包裝、藥品質(zhì)量控制等。同為《制藥工程原理與設(shè)備》內(nèi)容卻大相徑庭，出現(xiàn)在短學(xué)時(shí)《化工原理》后又開(kāi)設(shè)王志祥主編以化工單元操作為主要內(nèi)容的《制藥工程原理與設(shè)備》的現(xiàn)象。教學(xué)實(shí)踐還發(fā)現(xiàn)《制藥工程原理與設(shè)備》的一些章節(jié)內(nèi)容如制劑、質(zhì)量控制等都與制藥工程專業(yè)其他課程有重復(fù)現(xiàn)象。
1.2整體設(shè)置教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)教師之間的協(xié)作
課程之間內(nèi)容重復(fù)影響學(xué)生學(xué)習(xí)的效率和積極性，CDIO工程教育注重整個(gè)專業(yè)的系統(tǒng)改革。CDIO的標(biāo)準(zhǔn)3:集成化課程設(shè)置，強(qiáng)調(diào)突出課程之間的關(guān)聯(lián)性，圍繞專業(yè)目標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，從而避免不必要的重復(fù)，使關(guān)聯(lián)的課程共同支持專業(yè)目標(biāo)，使學(xué)生掌握各門課程知識(shí)之間的聯(lián)系，并用于解決綜合的問(wèn)題。不同性質(zhì)高校制藥工程專業(yè)課程設(shè)置側(cè)重點(diǎn)不同，培養(yǎng)從事藥品制造，新工藝、新設(shè)備、新品種的開(kāi)發(fā)、放大和設(shè)計(jì)人才為目標(biāo)時(shí)相同的。所以制藥工程原理不能獨(dú)立，需要教師之間的協(xié)作，在制定培養(yǎng)方案時(shí)整體考慮設(shè)置本專業(yè)課程及課程內(nèi)容、課時(shí)。對(duì)于制藥工程不同專業(yè)方向(化學(xué)制藥、生物制藥、中藥制藥)的側(cè)重點(diǎn)不同，但基本包括制藥反應(yīng)工程、制藥分離工程和制劑工程技術(shù)，在理論教學(xué)中采取寬口徑的方式，通過(guò)項(xiàng)目實(shí)踐來(lái)體現(xiàn)側(cè)重點(diǎn)的不同。制藥工程原理與設(shè)備包括制藥反應(yīng)(發(fā)酵、提取工程)、制藥分離、制劑三部分，制藥分離包含制藥過(guò)程涉及的典型單元操作，貫穿其中的流體流動(dòng)、傳質(zhì)、傳熱是固體制劑單元操作如粉碎、混合、制粒、壓片等的理論基礎(chǔ)。負(fù)責(zé)不同課程的教師應(yīng)相互協(xié)作，探討，整體考慮各部分的內(nèi)容，明晰知識(shí)之間的銜接與延伸，避免內(nèi)容重復(fù)，在缺乏合適的教材情況下宜結(jié)合教材《化工原理》、《制藥分離工程》、《制藥化工原理》和《藥物制劑及設(shè)備》等合理安排內(nèi)容及課時(shí)。
2知識(shí)與能力的關(guān)聯(lián)
CDIO工程教育標(biāo)準(zhǔn)1強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐、知識(shí)與能力的結(jié)合。CDIO工程教育要求獲得專業(yè)知識(shí)的同時(shí)培養(yǎng)個(gè)人自身的能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。知識(shí)必須與工程項(xiàng)目掛鉤，制藥工程原理的基本理論必須和實(shí)際制藥過(guò)程結(jié)合起來(lái)。知識(shí)與能力的關(guān)聯(lián)要求項(xiàng)目具有實(shí)踐性，考核方式多樣性。
2.1項(xiàng)目的選擇
傳統(tǒng)的化工原理課程設(shè)計(jì)主要是針對(duì)精餾和換熱器的設(shè)計(jì)，畢業(yè)設(shè)計(jì)題目相似程度高，缺乏創(chuàng)新性。制藥工程原理作為二級(jí)項(xiàng)目，項(xiàng)目的選擇要以教學(xué)內(nèi)容與企業(yè)實(shí)際為依據(jù)，適合制藥工程專業(yè)特點(diǎn)。項(xiàng)目來(lái)源可以是企業(yè)合作項(xiàng)目，教師科研項(xiàng)目，學(xué)生參加的創(chuàng)新、競(jìng)賽項(xiàng)目，如制藥工程設(shè)計(jì)大賽，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等。學(xué)生主動(dòng)提出或參與的項(xiàng)目更能激發(fā)學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性。有助于實(shí)現(xiàn)讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的的方式學(xué)習(xí)工程。項(xiàng)目采取嵌套法，大項(xiàng)目包含小項(xiàng)目，二級(jí)項(xiàng)目和三級(jí)項(xiàng)目具有延續(xù)性。有助于實(shí)現(xiàn)讓學(xué)生以課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。大小項(xiàng)目體現(xiàn)不同要求，包括關(guān)鍵設(shè)備的設(shè)計(jì)，其他設(shè)備的選型。
2.2以提高能力為目標(biāo)的評(píng)價(jià)
CDIO強(qiáng)調(diào)的不是內(nèi)容而是能力，CDIO能力本位的教學(xué)觀貫穿課程設(shè)置和教學(xué)實(shí)踐的全過(guò)程，如何確保能力評(píng)價(jià)過(guò)程的合理性和有效性?CDIO培養(yǎng)大綱將工程畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面，大綱要求以綜合的培養(yǎng)方式使學(xué)生在這四個(gè)層面達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。這四個(gè)層面的能力不是相互獨(dú)立的。工程基礎(chǔ)知識(shí)重在應(yīng)用，體現(xiàn)在構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作每個(gè)過(guò)程，工程系統(tǒng)能力作為一種工程素養(yǎng)貫穿于構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作整個(gè)過(guò)程，個(gè)人能力和人際團(tuán)隊(duì)能力體現(xiàn)在個(gè)人和團(tuán)隊(duì)的表達(dá)和表現(xiàn)，包括完成項(xiàng)目的材料(包括設(shè)計(jì)說(shuō)明書、圖紙和產(chǎn)品等)呈現(xiàn)和口頭、肢體表達(dá)。合理而有效的評(píng)價(jià)方式應(yīng)是綜合的、多樣性的、有針對(duì)性的。評(píng)價(jià)應(yīng)該貫穿項(xiàng)目的全過(guò)程，而不是最終的答辯。具體考核中包含的環(huán)節(jié)有階段性的匯報(bào)，小組間互評(píng)，改進(jìn)后專家審核，申請(qǐng)答辯。答辯環(huán)節(jié)包含團(tuán)隊(duì)展示，整體展示和負(fù)責(zé)項(xiàng)目中不同內(nèi)容部分的個(gè)人展示，指導(dǎo)老師提問(wèn)，旁觀的學(xué)生提問(wèn)，項(xiàng)目組學(xué)生向答辯專家提出自己在完成項(xiàng)目過(guò)程中的問(wèn)題。一個(gè)寬松的環(huán)境有利于學(xué)生表達(dá)自己的思想和意見(jiàn)，實(shí)現(xiàn)提高能力的目標(biāo)，而不是任務(wù)式的完成項(xiàng)目。
3師生關(guān)聯(lián)，環(huán)境關(guān)聯(lián)，加強(qiáng)教師的CDIO能力
改變項(xiàng)目組織形式，重視團(tuán)隊(duì)建設(shè)，一般的課程設(shè)計(jì)按學(xué)號(hào)分組，或?qū)W生自由組合，一個(gè)好的團(tuán)隊(duì)要使團(tuán)隊(duì)中每個(gè)成員發(fā)揮個(gè)性特長(zhǎng)，使團(tuán)隊(duì)最優(yōu)化。改變?cè)瓉?lái)課程設(shè)計(jì)一成不變教師出題的套路，有利于教學(xué)相長(zhǎng)，增強(qiáng)教師CDIO能力。高校青年教師普遍存在工程經(jīng)驗(yàn)缺乏的問(wèn)題，因此參與企業(yè)項(xiàng)目，邀請(qǐng)企業(yè)工程師參與指導(dǎo)有利于提高師生的工程素養(yǎng)。宣傳CDIO工程教育模式，使作為主體的學(xué)生了解CDIO教育理念，通過(guò)明確學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)營(yíng)造學(xué)習(xí)環(huán)境。同時(shí)提供教學(xué)實(shí)踐環(huán)境，即方便實(shí)施項(xiàng)目的教師和學(xué)生們查閱資料，討論，制作等的場(chǎng)所和方便使用設(shè)備的的機(jī)制。
4結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵詞：水文地質(zhì)；工程地質(zhì)勘察；意義
隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的快速發(fā)展，為了保障項(xiàng)目工程從規(guī)劃設(shè)計(jì)到施工以及使用全過(guò)程都能都達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)以及合用的標(biāo)準(zhǔn)，使項(xiàng)目工程的場(chǎng)地、結(jié)構(gòu)、規(guī)模以及場(chǎng)地工程地質(zhì)條件等能夠相互的適應(yīng)，就需要進(jìn)行工程地質(zhì)勘察工作。在工程地質(zhì)勘察過(guò)程中，加強(qiáng)水文地質(zhì)的勘察是非常重要的，評(píng)價(jià)地下水對(duì)項(xiàng)目工程基礎(chǔ)的影響，并且提出科學(xué)合理的防治措施，為項(xiàng)目工程的設(shè)計(jì)和施工提供參考，保障項(xiàng)目工程施工的質(zhì)量。
一、工程地質(zhì)勘察概況
工程地質(zhì)勘察是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)化技術(shù)，通常情況下工程地質(zhì)勘察工作的時(shí)間也比較緊，任務(wù)量也比較重，相應(yīng)的困難度也比較大。同時(shí)，工程地質(zhì)勘察工作的有效的開(kāi)展對(duì)于工程建設(shè)有著非常重要的作用，有效的開(kāi)展工程地質(zhì)勘察工作是一項(xiàng)重要的任務(wù)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速的發(fā)展，對(duì)于工程建設(shè)投入力度的不斷增強(qiáng)，應(yīng)該加強(qiáng)工程地質(zhì)勘察的研究力度，提出先進(jìn)的科學(xué)理論和使用技術(shù)，使工程地質(zhì)勘察能夠取得更快的發(fā)展，保障項(xiàng)目工程能夠安全施工。
二、水文地質(zhì)的重要性
當(dāng)前在工程勘察、設(shè)計(jì)以及施工的過(guò)程當(dāng)中，水文地質(zhì)問(wèn)題始終是一個(gè)重要的問(wèn)題，但也是比較容易被忽略的問(wèn)題。地下水是巖土體重要的組成部分，其會(huì)直接的影響到建筑場(chǎng)地地基巖土體的工程特性，同時(shí)作為建筑物的環(huán)境條件對(duì)于項(xiàng)目工程的穩(wěn)定性以及耐久性會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。在實(shí)際的建設(shè)過(guò)程中，很少會(huì)直接應(yīng)用到水文地質(zhì)參數(shù)，從而會(huì)被認(rèn)為這項(xiàng)工作不重要。在勘察的過(guò)程中只是簡(jiǎn)單的對(duì)其水文地質(zhì)條件作一般性的評(píng)價(jià)，這是非常不合理的。為了提升項(xiàng)目工程施工的安全性就必須要加強(qiáng)水文地質(zhì)問(wèn)題的研究，不僅應(yīng)該查明和巖土工程有關(guān)的水質(zhì)的問(wèn)題，評(píng)價(jià)地下水的埋藏條件及對(duì)建筑材料的腐蝕性，并且還應(yīng)該提出相應(yīng)的預(yù)防和治理的措施，為項(xiàng)目工程的設(shè)計(jì)和施工提供必要的水文地質(zhì)的資料，以此來(lái)減少地下水對(duì)于項(xiàng)目工程建設(shè)的危害。
三、工程地質(zhì)勘察中水文地質(zhì)評(píng)價(jià)的內(nèi)容
1、水文地質(zhì)條件
首先應(yīng)該查明項(xiàng)目工程施工區(qū)域內(nèi)的氣象資料，比如：年降水量、蒸發(fā)量以及河流的歷史最高水位和常水位、地表水以及地下水的補(bǔ)給排泄關(guān)系等問(wèn)題。其次要了解相應(yīng)的含水層儲(chǔ)水構(gòu)造資料，比如：含水層的分布、厚度和水量，地下水的類型、水位變化幅度以及流向，測(cè)定各含水層的滲透系數(shù)等。此外還應(yīng)該了解到巖土體的構(gòu)造對(duì)于地下水儲(chǔ)水的影響以及地下滲流等。
2、水文地質(zhì)評(píng)價(jià)的內(nèi)容
首先需要根據(jù)測(cè)定的水文地質(zhì)條件以及實(shí)際工程的特點(diǎn)，評(píng)價(jià)地下水對(duì)于項(xiàng)目工程的基礎(chǔ)以及巖土體可能會(huì)造成的影響，并且提出相應(yīng)的預(yù)防措施。其次根據(jù)查明的水文地質(zhì)條件，選擇恰當(dāng)?shù)姆绞絹?lái)實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的工程勘察。此外除了要明確天然狀態(tài)下的地下水對(duì)于項(xiàng)目工程建設(shè)的影響，還應(yīng)該著重對(duì)工程建設(shè)活動(dòng)中，人們?nèi)粘；顒?dòng)對(duì)于地下水造成的影響，以及地下水情況的變化而引起的地質(zhì)情況變化和對(duì)建筑物造成的影響。第三應(yīng)該根據(jù)項(xiàng)目工程實(shí)際的特點(diǎn)，提出在特定的水文地質(zhì)條件下，需要對(duì)工程地質(zhì)進(jìn)行著重評(píng)價(jià)的方面。
四、地下水引起的工程的危害
根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)表明，在地質(zhì)災(zāi)害中因地下水的變化所引起的災(zāi)害占有很大的部分，同時(shí)其造成的災(zāi)害具有復(fù)雜性，所以在工程地質(zhì)勘察過(guò)程中，應(yīng)該注重地下水的變化引發(fā)的危害，加強(qiáng)地下水所引起的工程危害的預(yù)防和防治。
1、地下水升降引起的工程危害
地下水在自然因素和人為因素的影響下，通常會(huì)發(fā)生一定的變化，當(dāng)此種變化達(dá)到一定程度的時(shí)候，就會(huì)對(duì)巖土工程產(chǎn)生比較嚴(yán)重的影響，甚至?xí)?duì)項(xiàng)目工程的安全性造成嚴(yán)重的影響。首先是地下水位上升引起的危害。造成地下水位上升的因素有很多，水文方面的主要原因有降水量增大以及氣溫的變化等，人為方面的原因有灌溉以及施工破壞等因素的影響。其造成的危害表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：土壤鹽堿化現(xiàn)象加劇、地下水對(duì)于地下項(xiàng)目工程腐蝕作用加強(qiáng)；河岸以及斜坡容易產(chǎn)生地質(zhì)災(zāi)害，比如：滑移以及崩塌等現(xiàn)象，這會(huì)對(duì)項(xiàng)目工程造成破壞；容易受到水的作用，而導(dǎo)致巖土體出現(xiàn)軟化以及強(qiáng)度下降現(xiàn)象，對(duì)工程項(xiàng)目產(chǎn)生影響。其次是地下水下降引起的危害，地下水下降通常情況下是由人為原因產(chǎn)生的，比如：開(kāi)礦活動(dòng)、對(duì)于河流進(jìn)行治理和改道等，地下水位下降后，相應(yīng)的巖土變硬，誘發(fā)地面發(fā)生裂縫和沉降等現(xiàn)象，這樣就會(huì)對(duì)地質(zhì)條件產(chǎn)生比較大的破壞，從而影響到項(xiàng)目工程的質(zhì)量。第三是地下水位反復(fù)波動(dòng)造成的危害，地下水位的反復(fù)波動(dòng)容易造成地上項(xiàng)目工程的基礎(chǔ)產(chǎn)生變形，造成項(xiàng)目工程開(kāi)裂等問(wèn)題，最重要的是地下水位的反復(fù)波動(dòng)，會(huì)對(duì)地層中的膠結(jié)物產(chǎn)生淘洗的作用，當(dāng)土層中失去了相應(yīng)的膠結(jié)物，土體的強(qiáng)度就會(huì)變低，給項(xiàng)目工程的處理帶來(lái)施工困難。
2、地下水動(dòng)壓力作用引起的巖土危害
天然的地下水很少會(huì)產(chǎn)生動(dòng)壓力，但是人類日常的活動(dòng)，比如：地下空間或者是礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)就可能會(huì)使正常的地下水壓力的平衡受到破壞，從而會(huì)使局部產(chǎn)生比較大的壓力，當(dāng)遇到粉土層的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生流砂以及管涌等問(wèn)題，從而會(huì)引發(fā)基坑的變形和隆起，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象的發(fā)生，引發(fā)項(xiàng)目工程安全施工事故現(xiàn)象的發(fā)生。
3、地下水對(duì)基礎(chǔ)的危害
在項(xiàng)目工程選擇基礎(chǔ)埋深的時(shí)候，則需要認(rèn)真的考慮地下水的動(dòng)態(tài)變化以及其埋藏的特點(diǎn)。在進(jìn)行工程項(xiàng)目基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該保障項(xiàng)目工程基礎(chǔ)的地面埋置在地下水位之上，否則應(yīng)該采取相應(yīng)的排水和降水的措施，同時(shí)還應(yīng)該對(duì)于基礎(chǔ)的鋼筋混凝土做必要的防腐蝕措施。當(dāng)相應(yīng)的基礎(chǔ)伸入承壓水層內(nèi)的時(shí)候，在項(xiàng)目工程施工之前必須采取相應(yīng)的降水措施，防止在基坑開(kāi)挖的時(shí)候承壓水噴出，危害到人們生命財(cái)產(chǎn)的安全。在沿著河岸建設(shè)項(xiàng)目工程的時(shí)候，除了要考慮到地下水的影響之外，還應(yīng)該考慮到地下水和地表水的相互之間的補(bǔ)給關(guān)系，以此來(lái)避免地表水對(duì)于項(xiàng)目工程基礎(chǔ)的沖刷，危害到結(jié)構(gòu)安全，保障項(xiàng)目工程建設(shè)的質(zhì)量。
總結(jié)
隨著項(xiàng)目工程數(shù)量的不斷增加，在工程建設(shè)中工程地質(zhì)勘察的應(yīng)用，能夠有效的提升建筑物的質(zhì)量和使用的安全性。在進(jìn)行工程建設(shè)的過(guò)程中，應(yīng)該根據(jù)項(xiàng)目工程的特點(diǎn)，對(duì)于項(xiàng)目工程的持力層進(jìn)行關(guān)注，方便在設(shè)計(jì)的過(guò)程中滿足項(xiàng)目工程的地質(zhì)條件的需求。其中水文地質(zhì)條件在工程地質(zhì)勘察中占有非常重要的作用，根據(jù)工程實(shí)際情況，對(duì)于地下水作用可能造成的危害進(jìn)行評(píng)估，并且提出相應(yīng)的預(yù)防措施，才能夠使工程地質(zhì)勘察真正的服務(wù)于工程建設(shè)，保障工程建設(shè)的質(zhì)量。
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地質(zhì)災(zāi)害治理初步設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)特點(diǎn)：①以避讓優(yōu)先，避大治小，避重治輕；②不能僅治理地質(zhì)災(zāi)害，而要重點(diǎn)關(guān)注危害管道的因素；③從對(duì)管道危害最輕的部位通過(guò)；④盡量減少對(duì)災(zāi)害體的擾動(dòng)；⑤對(duì)已知地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行永久根治，不留后患。各種地質(zhì)災(zāi)害治理工程初步設(shè)計(jì)特點(diǎn)各有不同。（1）滑坡。線路優(yōu)化、進(jìn)行避讓，無(wú)法避讓時(shí)從滑坡后緣滑體厚度較薄處通過(guò)，以較少的治理工程量滿足管道的安全要求，杜絕從滑體中前部滑體厚度較大處經(jīng)過(guò)。管道上、下山坡段遇滑坡而不能完全規(guī)避時(shí)，管道應(yīng)縱向正穿滑坡體，盡量避免斜穿，減少對(duì)滑坡體的擾動(dòng)。此外，明確地災(zāi)治理施工與管道施工的先后順序。（2）泥石流。避免管道從泥石流溝中經(jīng)過(guò)，當(dāng)不能完全避開(kāi)泥石流溝時(shí)，則從泥石流堆積區(qū)通過(guò)，并且適當(dāng)加大管道埋深。當(dāng)管道穿越小型泥石流溝（或活動(dòng)性沖溝）時(shí)，選擇基巖埋深淺的位置且使管道埋于基巖內(nèi)。（3）崩塌。管道線路應(yīng)避開(kāi)危巖、危石發(fā)育的陡崖、厚大的松散堆積體。當(dāng)不能完全避開(kāi)時(shí)，則從地形相對(duì)較緩且易攔擋落石、滾石的堆積區(qū)通過(guò)，并避開(kāi)危石滾落沖擊破壞區(qū)。（4）巖溶。管道線路應(yīng)該首先避開(kāi)地表塌陷坑發(fā)育地區(qū)或者地表巖溶漏斗、溶槽、溶坑發(fā)育地區(qū)。對(duì)于地表巖溶現(xiàn)象不發(fā)育而勘察發(fā)現(xiàn)的巖溶，管道以垂直巖溶帶通過(guò)。對(duì)于淺層干溶洞，以碎石回填。對(duì)于巖溶向下延伸較大的溶洞，無(wú)論是否有水皆不宜填塞溶洞，亦不宜采用灌漿、灌混凝土的方法處理溶洞。對(duì)于該類溶洞，當(dāng)跨度較小、兩壁較完整時(shí)，以樓板形式覆蓋；當(dāng)兩壁完整性較差且跨度較大時(shí)，則以梁跨形式穿過(guò)。
2地質(zhì)災(zāi)害治理工程施工圖審點(diǎn)
地質(zhì)災(zāi)害防治工程設(shè)計(jì)文件及圖紙審查工作首先以貫徹初步設(shè)計(jì)的理念為基礎(chǔ)，以現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、法律法規(guī)為依據(jù)，以避讓方式優(yōu)先進(jìn)行管道優(yōu)化，以管道與地質(zhì)災(zāi)害體的空間關(guān)系為根基，對(duì)施工圖階段的設(shè)計(jì)文件和圖紙進(jìn)行全面審查。各類地質(zhì)災(zāi)害設(shè)計(jì)的審點(diǎn)不同。滑坡治理工程的審點(diǎn)：①滑坡范圍、規(guī)模是否己查清，滑動(dòng)面（帶）判別是否合理，力學(xué)參數(shù)取值是否準(zhǔn)確；②影響滑坡穩(wěn)定的主要因素是否清楚；③滑坡的力學(xué)類型及地質(zhì)模型、宏觀穩(wěn)定性評(píng)價(jià)是否正確，穩(wěn)定性系數(shù)計(jì)算和剩余下滑力（推力）計(jì)算是否正確；④管道線路是否有優(yōu)化和避讓空間；⑤選擇的支擋方式是否合理，支擋位置是否可行；⑥支擋參數(shù)的取值是否合理，設(shè)計(jì)選擇工況是否合理，設(shè)計(jì)計(jì)算方法是否正確，計(jì)算結(jié)果是否準(zhǔn)確；⑦支擋工程量是否恰當(dāng)，支擋工程與管道施工的先后順序及結(jié)合方法是否合理。崩塌治理工程的審點(diǎn)：①危巖、危石分布范圍；②崩塌落石范圍，危險(xiǎn)區(qū)域是否己查清；③危巖（危石）崩落路徑分析是否合理，落石滾落速度計(jì)算及沖擊破壞的沖擊力計(jì)算方法是否合理、計(jì)算結(jié)果是否正確；④攔擋防護(hù)方案是否可行，攔擋設(shè)置工程位置是否有效，工程量是否合理恰當(dāng)；⑤攔擋工程是否與自然地形有效結(jié)合，是否與管道施工、管道運(yùn)營(yíng)有效結(jié)合；⑥崩塌堆積體會(huì)否產(chǎn)生滑動(dòng)及其對(duì)管道的危害。泥石流治理工程的審點(diǎn)：①泥石流的形成區(qū)、流通區(qū)、堆積區(qū)是否已經(jīng)查清；②管道經(jīng)過(guò)斷面的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和巖土特征；③泥石流的流速、沖刷深度，尤其是管道通過(guò)處的泥石流沖刷深度和建議管道埋深；④對(duì)管道形成破壞力的各種因素分析是否透徹，防護(hù)措施是否得當(dāng)；⑤泥石流溝與大溝的關(guān)系，尤其是泥石流堆積擠占大溝時(shí)使得大溝變窄，大溝流速加大，沖刷深度加大，沖切側(cè)蝕能力增強(qiáng)，該情況下管道防護(hù)設(shè)計(jì)是否加強(qiáng)。巖溶治理工程的審點(diǎn)：①巖溶延伸方向、規(guī)模大小是否已查清，巖溶與管道的空間關(guān)系等；②溶洞壁、洞頂巖性及其完整程度，溶洞的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)是否正確；③治理設(shè)計(jì)方案是否合理可行，以及治理后對(duì)周圍環(huán)境的影響；④設(shè)計(jì)計(jì)算是否正確，治理工程量是否合理。
3結(jié)論
作為一項(xiàng)系統(tǒng)化工程，公路設(shè)計(jì)涉及多個(gè)專業(yè)，因此，相關(guān)企業(yè)必須重視各個(gè)環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系性，特別是在施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。在施工設(shè)計(jì)中作為公路工程施工的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，路基設(shè)計(jì)的科學(xué)性、有效性將對(duì)其安全性起到關(guān)鍵性的作用，并對(duì)整個(gè)道路結(jié)構(gòu)起到重要影響作用。在設(shè)計(jì)路基時(shí)，為達(dá)到施工相關(guān)規(guī)范，必須確保其測(cè)繪數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性，這也離不開(kāi)精確的地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)。同時(shí)，還要按照實(shí)際施工現(xiàn)場(chǎng)的地形地貌、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、巖石類型等地質(zhì)勘查信息進(jìn)行公路設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中相關(guān)部門必須將地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)作為設(shè)計(jì)工作開(kāi)展實(shí)施的重要依據(jù)，做一個(gè)全面、系統(tǒng)化的分析，才能確保公路設(shè)計(jì)的合理性、可行性。
二、地質(zhì)勘查工作在公路工程設(shè)計(jì)中的概況
地質(zhì)勘查工作在公路設(shè)計(jì)中主要通過(guò)一些綜合勘察技術(shù)與方式勘探公路沿線的地質(zhì)條件并對(duì)其進(jìn)行分析和探究。其主要技術(shù)為工程地質(zhì)調(diào)繪、探坑、螺紋鉆、原位測(cè)試、鉆探、室內(nèi)試驗(yàn)等，在選擇、應(yīng)用地質(zhì)勘查中必須對(duì)其有效性和適應(yīng)性加以重視，確?？辈焯峤毁Y料的完整性與精確性，能最大限度滿足設(shè)計(jì)不同環(huán)節(jié)對(duì)勘察工作深度的要求。
(一)地質(zhì)調(diào)繪
地質(zhì)調(diào)繪必須結(jié)合路線和沿線工程，并通過(guò)相應(yīng)的遙感解譯和勘探技術(shù)進(jìn)行。主要勘察地形地貌的成因、類型及分布情況等，還可以勘察巖層的產(chǎn)狀，地質(zhì)規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司從事公路地質(zhì)勘查和巖土工程設(shè)計(jì)工作。的構(gòu)造類型等。
(二)地質(zhì)勘探
作為公路工程地質(zhì)勘查的主要手段，勘探是進(jìn)行深度地質(zhì)資料獲取的重要技術(shù)。目前公路工程設(shè)計(jì)中最常用的地質(zhì)勘探方式有以下幾種:第一，挖探，主要包括兩種:坑探、槽探。開(kāi)挖的探坑、探槽深度必須控制在地下水位以下，并遵循公路工程地質(zhì)勘探的需求對(duì)其長(zhǎng)度、斷面進(jìn)行確定。在資料提取中主要包括巖性描述、斷面圖等。第二，鉆探，作為地質(zhì)深度資料獲取的另一種技術(shù)，鉆探必須對(duì)其鉆進(jìn)的回次長(zhǎng)度進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保其低于巖芯管長(zhǎng)度。并對(duì)巖芯采取率進(jìn)行有效控制，在地層構(gòu)造較為簡(jiǎn)單時(shí)，其勘探方式還可以選用一些簡(jiǎn)單的手段，如小螺紋鉆、洛陽(yáng)鏟等。第三，物探，地球物理勘探是以各類巖、土物理性質(zhì)的差別為前提，為對(duì)地下地質(zhì)情況進(jìn)行判斷，可以通過(guò)對(duì)天然或人工物理場(chǎng)變化觀測(cè)的方式進(jìn)行。目前公路工程設(shè)計(jì)地質(zhì)勘探中最常見(jiàn)的方式為:電法勘探、地震法勘探、聲波勘探等。物探成果解釋必須相比一些勘探資料，并進(jìn)行綜合分析。
(三)試驗(yàn)
作為公路工程地質(zhì)勘查的重要內(nèi)容，試驗(yàn)主要是定量評(píng)價(jià)巖土的工程性質(zhì)，從而得出巖土的相應(yīng)參數(shù)。目前公路工程設(shè)計(jì)地質(zhì)勘查中主要分為二種試驗(yàn)，為原位測(cè)試、室內(nèi)試驗(yàn)。原位測(cè)試主要的試驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容含有補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、靜力觸探、動(dòng)力觸探等。室內(nèi)試驗(yàn)通常都包含各個(gè)類型巖石物理力學(xué)試驗(yàn)、土工試驗(yàn)等。確保其各項(xiàng)試驗(yàn)與國(guó)家相關(guān)指標(biāo)相符合。
三、地質(zhì)勘查工作在公路工程設(shè)計(jì)中的作用
(一)勘察路線工程地質(zhì)
主要對(duì)路線方案、布設(shè)相關(guān)的地質(zhì)情況進(jìn)行勘察。應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行路線方案的選擇，通常情況下都會(huì)選擇良好地質(zhì)情況的方案，著重對(duì)復(fù)雜地形地貌路線進(jìn)行勘察，有效控制其方案及布設(shè)的地質(zhì)情況，并對(duì)路線的最終方案與布設(shè)進(jìn)行確定。
(二)勘察路基、路面工程地質(zhì)
在初期勘察及測(cè)量定位環(huán)節(jié)，必須按照相應(yīng)的路線，認(rèn)真勘察中線兩邊規(guī)定范圍內(nèi)的工程地質(zhì)情況，為設(shè)計(jì)路基路面及施工提供強(qiáng)有力的保障。
(三)勘察橋涵工程地質(zhì)
在橋涵基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)中根據(jù)各個(gè)階段勘探深度要求的不同，初期勘探與詳細(xì)勘探施工中，必須進(jìn)行相關(guān)的地質(zhì)勘探作業(yè)。首先調(diào)查各個(gè)方案的合理性，根據(jù)路線、橋梁設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，選擇良好地質(zhì)情況的橋梁位置;其次對(duì)橋梁位置進(jìn)行選擇后，必須對(duì)其地質(zhì)進(jìn)行認(rèn)真勘察，這樣可以為設(shè)計(jì)橋梁及相關(guān)工程進(jìn)行提供準(zhǔn)確地質(zhì)資料。
(四)勘察隧道工程地質(zhì)
在公路設(shè)計(jì)中對(duì)路線方案選擇影響最多的就是隧道施工，隧道地質(zhì)勘查中，如勘察數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，將對(duì)路線布設(shè)控制點(diǎn)造成極大的影響。目前勘察隧道地質(zhì)中必須做好兩點(diǎn)，選擇隧道方案和位置，主要包含對(duì)比隧道和展線、明挖的地質(zhì)情況;還要詳細(xì)勘察隧道洞口和洞身的具體情況。
(五)勘察天然筑路材料工程地質(zhì)
勘察筑路材料的主要目的就是對(duì)沿線所有材料對(duì)在沿線分布的天然筑路材料、工業(yè)廢料進(jìn)行最大限度地開(kāi)發(fā)、改造及利用。根據(jù)各個(gè)階段勘察深度的不同，可以為公路設(shè)計(jì)各個(gè)階段的施工提供可靠的依據(jù)。
四、地質(zhì)勘查工作在公路工程設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)分析
(一)準(zhǔn)備工作
在實(shí)施公路工程設(shè)計(jì)地質(zhì)勘查工作前期，必須和實(shí)際勘察工作相結(jié)合，進(jìn)行實(shí)地公路沿線的觀測(cè)，并進(jìn)行勘察方案的詳細(xì)制定。制定勘察方案時(shí)，必須對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)圖紙、地質(zhì)情況、水文狀況等施條件進(jìn)行充分考慮，并遵循相關(guān)部門提供的勘察技術(shù)要求及其他施工要求進(jìn)行勘察方式、技術(shù)的合理選擇，確保布置工作量的合理性。
(二)可行性研究工程地質(zhì)勘查
在對(duì)已有地質(zhì)資料充分收集的前提下進(jìn)行可行性研究階段工程地質(zhì)勘查工作，這個(gè)環(huán)節(jié)主要工作內(nèi)容為地質(zhì)資料調(diào)查，進(jìn)行有效的工程地質(zhì)勘查作業(yè)，其勘察重點(diǎn)地質(zhì)為復(fù)雜性地質(zhì)或不良地質(zhì)，如特殊性巖石區(qū)等，對(duì)其路線控制點(diǎn)、路線走向、選擇工程方案等進(jìn)行研究和分析，以此降低對(duì)施工路段的影響，進(jìn)而優(yōu)化路線設(shè)計(jì)方案。
(三)初勘與詳勘
必須遵循現(xiàn)行相應(yīng)勘察方案進(jìn)行勘察工作的實(shí)施，按照勘察材料對(duì)勘察施工中的方案進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。室內(nèi)試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)根據(jù)施工要求對(duì)土樣、水樣的試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行選擇，對(duì)各個(gè)地層構(gòu)造及其物理力學(xué)特性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析。
(四)準(zhǔn)確評(píng)估地質(zhì)災(zāi)害
關(guān)鍵詞：水文地質(zhì)；地質(zhì)勘察；水理特征；影響
1 工程介紹
蘭坪縣扶貧搬遷城鎮(zhèn)化移民建設(shè)項(xiàng)目位于怒江州蘭坪白族普米族自治縣縣城北側(cè)。場(chǎng)地南面、北面多為林地；場(chǎng)地東面、西面多為耕地。本工程為住宅建設(shè)項(xiàng)目，由 17 棟建筑組成，無(wú)地下室。擬建項(xiàng)目總規(guī)劃用地面積 37853.28 平方米(56.78 畝) ，總建筑面積約 37121.28 平方米。
項(xiàng)目所在地地勢(shì)落差，由西向東高差達(dá) 65m 左右，地貌單元屬構(gòu)造剝蝕中低山地貌，現(xiàn)多為耕地，局部植被覆蓋。擬建場(chǎng)地整體西高東低，南高北低，場(chǎng)地周邊人工林或原生林覆蓋率比較高，水土保持良好，生態(tài)自然環(huán)境優(yōu)良。項(xiàng)目所在地屬構(gòu)造剝蝕中低山地貌，地形坡度較大，一般在 15~25°間，局部大于 35°。
2 水文地質(zhì)特征
2.1 地下水補(bǔ)給
蘭坪氣候?qū)儆诘途暽降丶撅L(fēng)氣候，平均氣溫 13.7℃，7 月份氣溫最高，平均氣溫達(dá) 25.5℃，極端最高氣溫為 31.7℃；1 月份氣溫最低，平均氣溫 3.4℃，極端最低氣溫零下 12℃，氣溫年較差14.5℃。年平均降水量為 1002.4 毫米（河谷為 620.1 毫米），全年平均降水量為 438.7 毫米，8 月最高，為 208.9 毫米，10 最低，為 81.8毫米。極端降水量最大降雨量為 1223.5 毫米，最大日降水量為100.2 毫米。
源頭有兩條支流。東支叫后娘河，發(fā)源于清水朗山北面的一個(gè)山峰要青巖頭上。西支叫前娘河，發(fā)源于雪盤山脈的白雪山上。兩條支流流入金頂街以南約 1 公里，繼續(xù)向南經(jīng)金雞山，進(jìn)入大理云龍縣，并從云龍縣公果橋?qū)⑵渥⑷霝憸娼?/p>
境內(nèi)流程約 37.2 公里，流域面積 559 平方公里，流量介于 1.9億立方米每秒和 132 立方每秒之間，河床寬約 5~30 米，年平均產(chǎn)水量為 6.72 億立方米。
2.2 場(chǎng)地水文地質(zhì)特征
場(chǎng)區(qū)地層多以硬塑狀粘性土為主，透水性較弱，為孔隙性潛水。下伏基巖為新生界第三系古新統(tǒng)云龍組淺海陸棚相的泥灰?guī)r，由于受多期地質(zhì)構(gòu)造作用，巖層風(fēng)化破碎明顯，風(fēng)化程度差異性大，巖層節(jié)理、裂隙發(fā)育一般，具備一定的地下水通道，為裂隙性潛水。上部孔隙潛水主要賦存于卵石層中，圓礫為強(qiáng)透水層，水量較大?？辈炱陂g為枯水季節(jié)（旱季），測(cè)到穩(wěn)定的地下水位在現(xiàn)地面下 0.0──5.3 米之間，高程在 2543.10──2584.12 米。
2.2 場(chǎng)地水文地質(zhì)腐蝕性分析
通過(guò)在現(xiàn)場(chǎng)鉆三個(gè)孔，每組混合水樣用于水質(zhì)分析。地下水對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋有輕微腐蝕性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)有輕微腐蝕性。
3 水文地質(zhì)對(duì)巖土的影響作用
3.1 地下水位降低或上升對(duì)巖土工程的危害
地下水水位的上升或者下降將對(duì)巖土工程勘察產(chǎn)生重大影響。水位變化有人為因素也有不可避免的自然因素，自然因素就是蘭坪氣候?qū)儆诘途暽降丶撅L(fēng)氣候，高強(qiáng)度降水、地震等自然現(xiàn)象；人為因素主要是蘭坪多為耕地，農(nóng)田灌溉、施工對(duì)地下水集中、大量的汲取，在河流上游修建大壩、水庫(kù)、水電站等都會(huì)造成地下水水位下降。如果水位嚴(yán)重下降，下水將惡化、枯竭，這將導(dǎo)致地裂縫和地面沉降。相反如果地下水水位上升，地基上壓縮層水位就會(huì)發(fā)生改變，導(dǎo)致基土軟化并嚴(yán)重影響建筑物的穩(wěn)定性。
3.2 地下水位降低或上升對(duì)巖土物理學(xué)特性的影響
地下水位、年平均氣溫、降水量在不同年份有所不同。 7 月氣溫最高，平均氣溫達(dá)到 25.5℃，極端最高氣溫為 31.7℃；年平均降水量為 1002.4 毫米，年平均降雨 158 天。一旦地下水位發(fā)生很大變化，就會(huì)造成不均勻的膨脹，壓縮，變形和斷裂，對(duì)建筑物造成嚴(yán)重破壞。如果地下水頻繁變化，且變化幅度大，巖土將繼續(xù)不斷膨脹收縮，幅度隨之增加。另外，由于場(chǎng)區(qū)地層多以硬塑狀粘性土為主，透水性較弱，為孔隙性潛水，風(fēng)化差異較大，而且上部孔隙潛水主要賦存于卵石層中，圓礫為強(qiáng)透水層，水量較大。地下水位上升后受到淋慮，重鐵鋁含量增加，進(jìn)而增加了土壤間的鏈接力，形成硬殼層，從而降低水含量、空隙，增強(qiáng)承載力。如果巖土位于地下水位變動(dòng)帶的土層，在雨水的沖擊下，土層中的鐵鋁也會(huì)大量流失，從而導(dǎo)致土層松散。
3.3 邊坡開(kāi)挖中地下水對(duì)支護(hù)的影響
在高層建筑的建造中，很多人使用垂直開(kāi)挖，通過(guò)抽水方式降低水位，這雖然降低了土壤層的壓力，但是局部驟然大量抽水會(huì)造成水位突降，周圍建筑、墻體也會(huì)變形坍塌，此工程建設(shè)場(chǎng)地為坡地，在施工完成后場(chǎng)地內(nèi)將形成多個(gè)分臺(tái)邊坡，組成邊坡的卵石層，透水性強(qiáng)，粉質(zhì)粘土及強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖浸水后結(jié)構(gòu)強(qiáng)度下降，工程性能急劇降低的特點(diǎn)，在大氣降雨的影響下，很容易引起邊坡穩(wěn)定性的潛在問(wèn)題，如坍塌和滑坡；在邊坡開(kāi)挖及填筑時(shí)，應(yīng)立即對(duì)邊坡進(jìn)行支護(hù)處理，并注意坡面的防護(hù)，避免長(zhǎng)期裸露，降低邊坡穩(wěn)定性。此外，邊坡開(kāi)挖時(shí)應(yīng)采取排水措施，邊坡坡頂應(yīng)設(shè)置截水溝，開(kāi)挖時(shí)應(yīng)由上往下分段開(kāi)挖，分段支護(hù)依次進(jìn)行。
4 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，在對(duì)巖土工程項(xiàng)目勘察時(shí)，必須重視水文地質(zhì)問(wèn)題，根據(jù)水文地質(zhì)條件，增強(qiáng)對(duì)自然地理、地質(zhì)情況、地下水位以及巖土性質(zhì)各方面的把控，為巖土工程勘察的工作開(kāi)展打下基礎(chǔ)，為建筑工程提供有力的支持。
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勘測(cè)期間勘測(cè)深度內(nèi)未見(jiàn)地下水及地表水，隧道洞身含少量第四系及第三系孔隙潛水，雨季洞身含少量第三系孔隙潛水。
2劉家梁隧道工程的設(shè)計(jì)方法
2.1隧道建筑界限及襯砌內(nèi)輪廓①建筑限界：建筑限界采用“隧限-2B”，曲線地段考慮加寬。②襯砌內(nèi)輪廓：隧道為單洞雙線隧道，標(biāo)準(zhǔn)線間距為4米，除曲線處按要求加寬外，接觸網(wǎng)關(guān)節(jié)根據(jù)要求考慮加寬、加高。
2.2軌下基礎(chǔ)類型隧道采用60千克/米鋼軌（重車方向預(yù)留75千克/米鋼軌條件），區(qū)間無(wú)縫線路。采用有砟軌道，軌道結(jié)構(gòu)高度1.107米。
2.3洞門及洞口工程①隧道進(jìn)口采用偏壓式明洞門（W=0），明洞13米；出口采用直切式洞門（W=60），明洞48米。明洞回填高度應(yīng)大于2米，并施作50厘米厚粘土隔水層。②進(jìn)口邊仰坡坡率：新黃土1:1.0，老黃土1:0.75，粉質(zhì)黏土1:1.0，并加強(qiáng)防護(hù)及排水措施。③洞頂截水天溝排水與路基天溝順接。
2.4襯砌支護(hù)設(shè)計(jì)①暗挖隧道按新奧法設(shè)計(jì)與施工，采用復(fù)合式襯砌，復(fù)合式襯砌由初期支護(hù)、防水隔離層與二次襯砌組成，Ⅳ—Ⅴ級(jí)圍巖隧道均采用曲墻帶仰拱的襯砌結(jié)構(gòu)形式。②DK29+377~DK29+390、DK29+850~DK29+876、DK32+465~DK32+513段采用整體式明洞襯砌。③隧道DK29+545~DK29+690、DK30+780—DK30+945、DK31+950~DK32+115段，采用錨段關(guān)節(jié)襯砌。
2.5結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)①隧道結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的耐久性，主體結(jié)構(gòu)按滿足100年正常使用的要求設(shè)計(jì)。②氯離子滲透能力＜1500庫(kù)侖。③嚴(yán)格控制混凝土堿骨料反應(yīng)和水泥中的堿量。④襯砌結(jié)構(gòu)混凝土原材料品質(zhì)、材料使用量等耐久性指標(biāo)要求，根據(jù)環(huán)境作用等級(jí)，按相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。⑤襯砌結(jié)構(gòu)鋼筋外側(cè)混凝土凈保護(hù)層最小厚度按相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。⑥襯砌施工控制要求、跟蹤檢測(cè)要求以及養(yǎng)護(hù)維修按相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
2.6隧道防排水設(shè)計(jì)隧道防排水采取“防、排、截、堵結(jié)合，因地制宜，綜合治理“的原則。在地下水發(fā)育且水文環(huán)境有嚴(yán)格要求的隧道，防排水采用“以堵為主，限量排放“的原則。無(wú)法滿足過(guò)水要求的，應(yīng)適當(dāng)加寬、加深水溝。
2.7輔助工程措施①大管棚超前支護(hù)。隧道進(jìn)、出口暗洞進(jìn)洞地段DK29+390—DK29+420、DK29+820~DK29+850、DK29+876—DK29+906、DK32+435~DK32+465拱部140°范圍內(nèi)施作覫108毫米大管棚超前支護(hù)，環(huán)向間距為3根/米，長(zhǎng)度為30米。②超前小導(dǎo)管支護(hù)。隧道Ⅳ級(jí)、Ⅳ級(jí)加強(qiáng)、Ⅴ級(jí)、Ⅴ級(jí)加強(qiáng)地段，拱部140°范圍施作超前小導(dǎo)管支護(hù)，采用外徑覫42毫米熱軋無(wú)縫鋼管，t=3.5毫米，環(huán)向間距為30根/米，縱向每?jī)砷駯攀┳饕画h(huán)。③鎖腳錨管。臺(tái)階法開(kāi)挖時(shí)，臺(tái)階底部?jī)蓚?cè)每個(gè)的鋼架腳部打設(shè)3根鎖腳錨管，鎖腳錨管采用外徑覫42毫米熱軋無(wú)縫鋼管，t=3.5毫米，鎖腳錨管應(yīng)與鋼架焊接牢固。
2.8洞內(nèi)附屬構(gòu)筑物
2.8.1電纜槽①隧道內(nèi)設(shè)置雙側(cè)電纜槽，電纜槽設(shè)蓋板，能開(kāi)啟維護(hù)；電力電纜槽位于線路大里程放線左側(cè)，通信、信號(hào)電纜槽位于線路大里程方向右側(cè)，通信、信號(hào)電纜槽合設(shè)。②隧道內(nèi)電力電纜槽尺寸：寬×深為320×300毫米，槽道內(nèi)用粗砂填實(shí)。③通信、信號(hào)電纜槽尺寸：寬×深為320×300毫米，槽道內(nèi)用粗砂填實(shí)。
2.8.2避車洞隧道按要求設(shè)置避車洞室，小避車洞單側(cè)間距為60米，深1.0米，洞室沿隧道兩側(cè)交錯(cuò)布置；大避車洞單側(cè)間距300米，深2.5米，洞室沿隧道兩側(cè)交錯(cuò)布置。隧道共設(shè)置15個(gè)大避車洞，83個(gè)小避車洞。
2.8.3綜合接地①隧道信號(hào)電纜槽內(nèi)通常設(shè)置貫通地線。②通信機(jī)械室內(nèi)預(yù)留出供通信設(shè)備接地用的接地端子兩處，接地端子設(shè)在高出地面約200毫米，與防靜電地板基本平齊。
2.9施工方法隧道Ⅳ級(jí)圍巖、Ⅳ級(jí)圍巖（粘土）采用臺(tái)階法施工；黃土Ⅳ級(jí)及加強(qiáng)采用臺(tái)階法施工；深埋Ⅴ級(jí)圍巖采用短臺(tái)階法，并增設(shè)臨時(shí)仰拱，每?jī)砷O(shè)置一道；淺埋、斷層破碎帶Ⅴ級(jí)圍巖結(jié)合超前預(yù)加固措施采用短臺(tái)階（臨時(shí)仰拱）法；黃土Ⅴ級(jí)圍巖采用三臺(tái)階法施工，并增設(shè)臨時(shí)仰拱，每?jī)砷O(shè)置一道；隧道開(kāi)挖采用光面爆破，嚴(yán)格控制超欠挖，初期支護(hù)噴射混凝土應(yīng)采用濕噴工藝。
3總結(jié)
國(guó)外三維地質(zhì)建模和可視化研究發(fā)展較快。加拿大阿波羅科技集團(tuán)公司推出的三維建模與分析軟件MicroLYNX，通過(guò)對(duì)離散點(diǎn)采樣、鉆探采樣和探槽采樣等空間數(shù)據(jù)的處理，產(chǎn)生剖面、塊和面等模型，確定礦藏分布和等級(jí)變化并計(jì)算礦藏儲(chǔ)量。加拿大GemcomSoftwareInternationalInc.公司開(kāi)發(fā)的Gemcom軟件通過(guò)鉆孔、點(diǎn)、多邊形等數(shù)據(jù)，利用實(shí)用的圖形編輯和生成工具，顯示鉆孔孔位分布，運(yùn)用不規(guī)則三角網(wǎng)建立表面和實(shí)體模型，運(yùn)用多義線圈閉巖層和礦體邊界進(jìn)行儲(chǔ)量和品位分析，提供了交互操作功能并允許用戶根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)和專家知識(shí)勾畫地質(zhì)模型，實(shí)現(xiàn)任意剖面切割任意角度觀察和實(shí)體與實(shí)體或?qū)嶓w與表面的交切與布爾運(yùn)算等。國(guó)外軟件主要是瞄準(zhǔn)采礦工程，能夠較好地滿足采礦工程活動(dòng)中的礦產(chǎn)資源勘探和評(píng)價(jià)、地下礦井和露天礦坑設(shè)計(jì)和規(guī)劃、礦產(chǎn)資源管理和采礦生產(chǎn)管理等需求。美國(guó)Kinetix公司開(kāi)發(fā)的3DStudioMAX，Alias/Wavefront公司開(kāi)發(fā)的Maya和微軟公司開(kāi)發(fā)的Softimage等大眾化的三維建模軟件，在構(gòu)建工業(yè)和建筑模型與動(dòng)畫制作方面有其獨(dú)到之處，但交互查詢的功能較弱，與工程勘測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)合并應(yīng)用于工程地質(zhì)三維建模方面還有較大距離。
張菊明等對(duì)風(fēng)化帶分布、多層地層等地質(zhì)信息的可視化和斷層錯(cuò)斷巖層的表達(dá)和顯示的算法[1,2]進(jìn)行了較為深入的研究，為工程地質(zhì)三維可視化軟件的開(kāi)發(fā)準(zhǔn)備了數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，并借助AutoCAD平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜三維地質(zhì)圖形的顯示。國(guó)內(nèi)的靈圖VRMap地理信息系統(tǒng)軟件有較強(qiáng)的地形模擬和地表地物的查詢功能，但不是真三維的地質(zhì)建模工具。北京東方泰坦科技有限公司開(kāi)發(fā)TITAN三維建模軟件，基于框架建模的思想，利用平行或基本平行的剖面數(shù)據(jù)，建立起三維空間復(fù)雜形狀物體的真三維實(shí)體模型，但目前只是初步的三維建模與圖形處理的引擎，在面向具體專業(yè)時(shí)，需要添加或擴(kuò)充專業(yè)模塊，比如工程地質(zhì)專業(yè)模塊等。
縱觀國(guó)內(nèi)外幾種軟件的研究與開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀，它們?yōu)楣こ痰刭|(zhì)三維建模與可視化打下了很好的技術(shù)基礎(chǔ)，提供了很寶貴的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)。但是，對(duì)于工程地質(zhì)專業(yè)的地質(zhì)體建模與可視化分析的針對(duì)性不強(qiáng)，不能夠很好地滿足工程地質(zhì)生產(chǎn)與研究的專業(yè)功能需要。因此本文將從分析工程地質(zhì)的三維建模和可視化的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題入手，簡(jiǎn)單描述作者在工程地質(zhì)三維建模和可視化方面的初步開(kāi)發(fā)研究成果。
2關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題分析2.1離散數(shù)據(jù)的插值與擬合
工程地質(zhì)復(fù)雜地質(zhì)體中的各種地質(zhì)信息，包括地表地形、地下水位、地層界面、斷層、節(jié)理、風(fēng)化帶分布、侵入體及各種地球物理、地球化學(xué)、巖土體的物理力學(xué)參數(shù)或數(shù)據(jù)的等值面(線)等，都可以看作是三維空間中的函數(shù)，它們的擬合函數(shù)要根據(jù)實(shí)際勘測(cè)數(shù)據(jù)建立，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)越豐富，越能夠真實(shí)描繪出這些信息的空間分布規(guī)律。地表地形測(cè)量數(shù)據(jù)、地下水位埋深測(cè)量信息等的單值曲面圖形生成可歸結(jié)為雙自變量離散數(shù)據(jù)的插值和擬合，多值曲面如倒轉(zhuǎn)褶皺和空間等值面等，則應(yīng)采用多參變量插值等其他一些較復(fù)雜的方法?？臻g曲面插值函數(shù)有以下構(gòu)造方法，如與距離成反比的加權(quán)方法(Shepard方法)，徑向基函數(shù)插值法(Multiquadric方法)[3]，平面彈性理論插值法[1,2]等，它們同樣適用于單個(gè)連續(xù)地層界面、地球物理勘探數(shù)據(jù)、地球化學(xué)勘探數(shù)據(jù)以及巖土體物理力學(xué)參數(shù)在地質(zhì)體空間的分布。
2.2三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
工程地質(zhì)體一般是不規(guī)則形體，在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中曲線和曲面總是分別通過(guò)很多微小直線段和微小三角面逼近來(lái)模擬地層巖性界線和巖層曲面，即巖層界面（和地表曲線、地下水位面等地質(zhì)層面界線）和巖層曲面都分別是許多微小直線段和微小三角面的集合。地質(zhì)體三維空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是工程地質(zhì)三維建模和可視化的基礎(chǔ)，這就要求必須具備有效的分層的三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，能夠確保人機(jī)交互和查詢的實(shí)現(xiàn)。
2.3曲面求交
地質(zhì)體中存在大量各種層面，當(dāng)出現(xiàn)地層不整合、斷層錯(cuò)斷巖層、地層尖滅和地下水出露于河谷地表等情形時(shí)，就自然會(huì)遇到曲面間求交的問(wèn)題；地質(zhì)體三維模型的上部邊界是地表曲面，通過(guò)數(shù)學(xué)方法擬合出的巖層面或地下水位面不應(yīng)超出地表曲面，即超出部分不應(yīng)顯示。同樣的，當(dāng)顯示多層地層時(shí)，下面的每一巖層應(yīng)以其上一巖層為邊界。因此，為了可視化地層界面必須要解決地層面與地表、斷層面和其他地層面的求交問(wèn)題。另一方面，在剖面圖成圖時(shí)，地質(zhì)界線的繪制是通過(guò)顯示剖面(平面)與各種地質(zhì)界面(曲面)求交所得出的交線。因此曲面求交包括地質(zhì)界面（層面）之間的相交，和地質(zhì)界面與剖面的相交兩類問(wèn)題。
2.4三維拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析
從地質(zhì)學(xué)角度看，拓?fù)涫堑刭|(zhì)對(duì)象間關(guān)系的表格，拓?fù)浔泶鎯?chǔ)層位間上覆、下伏和交切(被斷層切割后地層的拓?fù)浔磉_(dá))等的地層學(xué)關(guān)系及地質(zhì)空間位置關(guān)系。拓?fù)湟部梢暈樵试S這些地質(zhì)關(guān)系合理儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。例如，考慮多層地層，上一個(gè)巖層的底面和與其相鄰的下一個(gè)巖層的頂面是上下巖層這兩個(gè)實(shí)體的公共部分或共享邊界，它們之間的拓?fù)潢P(guān)系就是相鄰和同一的關(guān)系，在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)只存儲(chǔ)上一個(gè)巖層的底面或其相鄰的下一個(gè)巖層的頂面，即相鄰巖層的邊界曲面可以存為一個(gè)地層曲面，大大減少數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量。評(píng)價(jià)地質(zhì)模型系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)往往決定于描述地質(zhì)對(duì)象所用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)[4]。
2.5可視化技術(shù)
工程地質(zhì)復(fù)雜地質(zhì)體可視化，是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)將工程勘測(cè)獲得的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為形象直觀的便于進(jìn)行交互分析的地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)空間形態(tài)的立體圖和剖面圖形，其基礎(chǔ)是工程數(shù)據(jù)和測(cè)量數(shù)據(jù)的可視化〔5〕。利用可視化技術(shù)可以從龐大的地質(zhì)勘測(cè)數(shù)據(jù)中構(gòu)造出地質(zhì)工程中對(duì)于邊破穩(wěn)定性和地下硐室變形破壞等起關(guān)鍵作用的巖層和結(jié)構(gòu)面，并顯示其范圍、走向和相互交切關(guān)系，幫助工程地質(zhì)人員對(duì)原始數(shù)據(jù)做出正確解釋，繼而為工程地質(zhì)分析具體問(wèn)題提供決策支持。
3工程地質(zhì)三維可視化技術(shù)的初步開(kāi)發(fā)與應(yīng)用3.1研究框圖
工程地質(zhì)復(fù)雜地質(zhì)體三維建模與可視化的研究框圖如圖1所示。
基于離散采樣數(shù)據(jù)的插值與擬合的思想，即將離散數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為連續(xù)曲線曲面,工程地質(zhì)復(fù)雜地質(zhì)體三維建模與可視化的過(guò)程是，從勘探數(shù)據(jù)庫(kù)中提取各種地質(zhì)信息的坐標(biāo)位置及巖土體的物理力學(xué)參數(shù)，通過(guò)不同的擬合與插值函數(shù)得到地質(zhì)層面(曲面)和地質(zhì)實(shí)體的三維計(jì)算機(jī)圖形顯示，表達(dá)地質(zhì)信息在研究區(qū)域內(nèi)的分布規(guī)律。生成地質(zhì)巖層面和地質(zhì)實(shí)體后，實(shí)現(xiàn)從任意角度觀察建立的模型，實(shí)現(xiàn)根據(jù)指定的剖面走向、傾向和傾角生成垂直剖面。
3.2初步開(kāi)發(fā)與應(yīng)用3.2.1工程勘測(cè)空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理
在收集整理現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)數(shù)據(jù)后錄入金沙江某水電工程勘測(cè)空間數(shù)據(jù)庫(kù)各分項(xiàng)數(shù)據(jù)表，這些數(shù)據(jù)表不僅包括地質(zhì)信息的位置數(shù)據(jù)，更重要的是提供屬性數(shù)據(jù)。
以地層巖性數(shù)據(jù)表為例，要求錄入鉆孔編號(hào)、巖層起始深度、巖層終止深度、層厚、巖性（地層名稱）、地層代碼（地層年代）、巖層走向、巖層傾向、巖層傾角、接觸關(guān)系、地質(zhì)描述等數(shù)據(jù)。隨著工程勘測(cè)的進(jìn)展，能夠方便地修改補(bǔ)充和管理勘測(cè)數(shù)據(jù)。圖2是工程勘測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)中鉆孔地層系統(tǒng)數(shù)據(jù)表的管理界面。
3.2.2三維瀏覽
通過(guò)孔口坐標(biāo)和測(cè)量數(shù)據(jù)等的離散數(shù)據(jù)的擬合和插值法繪制壩址區(qū)的右岸地表曲面網(wǎng)格（圖3），進(jìn)而可在三維圖形環(huán)境中進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)瀏覽觀察（圖4）。
3.2.3三維地質(zhì)立體圖
利用工程勘測(cè)數(shù)據(jù)，建立了壩址區(qū)右岸三維立體地質(zhì)圖。該壩址區(qū)自上而下地層巖性組合為：第四系崩坡堆積物，侏羅系泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖，三疊系上統(tǒng)厚至巨厚層狀細(xì)至中粒砂巖，三疊系上統(tǒng)薄至中厚層狀粉細(xì)紗巖、粉砂巖，三疊系上統(tǒng)中厚至厚層狀中粗砂巖。通過(guò)有限的工程勘測(cè)數(shù)據(jù)得出的立體圖，能夠較好地滿足工程地質(zhì)的精度。圖5表達(dá)了該壩址區(qū)右岸三維地質(zhì)圖。
3.2.4三維可視化查詢
通過(guò)圖形與工程勘測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)中的屬性數(shù)據(jù)的鏈接，實(shí)現(xiàn)可視化查詢地層巖性和其他工程地質(zhì)信息，最終完成向三維地質(zhì)信息系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變。圖6是一簡(jiǎn)單的被斷層錯(cuò)斷的水平多層地層模型，通過(guò)模型的每個(gè)地層實(shí)體名稱與數(shù)據(jù)表中的巖石名稱字段對(duì)應(yīng)鏈接，能夠查詢地層的巖性，地質(zhì)年代，起止深度和地質(zhì)描述等工程地質(zhì)人員關(guān)心的地質(zhì)信息。
4結(jié)論
(1)運(yùn)用先進(jìn)的可視化技術(shù)與交互圖形技術(shù)建立數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)和管理現(xiàn)場(chǎng)勘探實(shí)測(cè)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立工程地質(zhì)體的三維模型，工程地質(zhì)工作者可隨著勘察或研究工作的不斷深入細(xì)致，對(duì)研究(工作)區(qū)域隨時(shí)補(bǔ)充信息來(lái)自動(dòng)顯示地質(zhì)信息在研究(工作)區(qū)域內(nèi)的分布，從而不斷提高模型精度，并且利用模型反饋回來(lái)的信息及時(shí)發(fā)現(xiàn)已有勘察工作中的不足，從而及時(shí)修改勘察或研究工作方案，指導(dǎo)下一步勘探或研究工作的實(shí)施。
(2)工程地質(zhì)三維建模與可視化的深入研究，可以充分利用已有現(xiàn)場(chǎng)勘探實(shí)測(cè)或試驗(yàn)數(shù)據(jù)，達(dá)到節(jié)約投資減少勘察或研究成本的目的。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)勘探和試驗(yàn)數(shù)據(jù)資料不足情況下，通過(guò)對(duì)已有數(shù)據(jù)的插值與擬合到建立三維模型，可以推斷和預(yù)測(cè)未知區(qū)域或研究較少區(qū)域的地質(zhì)信息或巖土體物理力學(xué)參數(shù)的分布趨勢(shì)，從而為減少勘探工作量提供科學(xué)的可靠的依據(jù)，達(dá)到節(jié)約花費(fèi)，為生產(chǎn)或研究部門產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益的目的。
(3)工程地質(zhì)巖土體是復(fù)雜的不規(guī)則形體，存在各種地質(zhì)巖性層面、結(jié)構(gòu)面以及各種空間分布的地質(zhì)與力學(xué)信息，完全表達(dá)地質(zhì)信息的空間分布及巖層和結(jié)構(gòu)面間的位置關(guān)系，工程地質(zhì)三維建模與可視化研究是大有作為的。
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