公路勘测设计流程范文

导语：如何才能写好一篇公路勘测设计流程，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：公路路线；计算机；设计系统

Abstract: This paper focused on line plane, longitudinal and cross-sectional survey design process, design theory and method of calculation in the road route design, introduced some specific treatment for the problems in highway route design. It focuses on the basic theory of the highway route design, the basic approach, as well as computer-aided design program developed processes and algorithms ideas.Key words: highway routes; computer; design system

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：

1概述

本文的研究目的，在于针对工程实际，对公路路线设计中有关问题的设计理论和实用算法进行一些基础应用方面的研究，同时从实用角度出发，开发具有自主版权、功能相对齐全、实用的公路路线辅助设计程序。在程序开发过程中，借鉴了目前国内一些新的关于设计理论和计算方法的研究成果，结合作者在多年公路勘测设计第一线工作实践中对公路路线设计理论与方法研究的结果和实践经验的总结与体会，应用计算机技术，解决路线设计中平面、纵断面、横断面设计计算、工程数量计算、设计图表绘制等具体问题。

所开发的应用程序，可直接应用于公路工程设计，特别适合中小型设计单位采用常规设计方法进行公路路线设计，本程序可完成较复杂的平面线形设计，提高计算精度，一定程度上提高线形设计质量、缩短设计周期，为设计单位提供一套实用的设计工具。同时，本程序也可用于大中专院校有关课程的教学过程，通过教学演示，直观地展示路线设计的步骤和方法、以及路线设计的主要成果。

本文着重讨论在公路路线勘测设计过程中有关路线平面、纵断面和横断面的设计理论和计算方法，介绍了在公路路线设计中一些具体问题的处理方法。在总结、引用相关算法的基础上，编制实用的公路路线辅助设计程序。对于计算机软件工程方面的问题，如系统结构、编程技术与技巧、数据结构与数据传输等问题未作更深入的探讨和介绍，程序设计的指导思想亦将能够实现预期的计算、绘图功能作为基本要求，因此，从软件工程角度来看，尚不够完善和成熟。

2程序流程及算法

2.1程序整体工作流程

在公路路线辅助设计程序的编制过程中，为了与用户的设计习惯相吻合，应用的步骤基本与常规的勘测设计过程相一致，程序整体工作流程如图1所示。

图1程序整体工作流程

2.2平面设计

根据测设阶段和数据采集方式的不同，平面设计可分为实地定线和纸上定线两种方法。采用实地定线时，路线导线和各种线形要素―直线、圆曲线、缓和曲线已通过外业测量敷设于实地，各设计参数均已确定，因此，平面设计系统的任务只需将有关数据输入计算机，验算各线形要素和控制点位置。采用纸上定线时，平面设计系统的任务是:路线导线计算，人机交互设计线形要素，推算控制点桩号。不论采用何种方法，定线都是前提工作，也是最关键和最复杂的工作，需要由工程师根据规划意图，结合实际地形、地物、地质、水文等自然条件和其它社会经济条件综合协调，最后确定路线位置。定线所涉及的因素多且复杂，需要由工程师来做出决策，即由人工完成。目前平面线形智能化设计和优化以及采用三维空间线形设计的方法尚处于研究开发和完善阶段，因此，目前公路平面计算机辅助设计的任务主要还是利用计算机快速计算来取代人工繁重的计算与绘图工作，本文中程序设计也是以此为出发点的。

平面设计的流程与工作方法有直接的关系因此其流程也可分为实地定线和纸上定线两种情况，两者主要区别在于数据收集的方式不同，反映在程序系统中则为输入数据的不同，而后续的计算内容基本上是相同的，平面设计的工作流程见图2。

图2平面设计流程

2.3纵断面设计

目前，国内多数CAD系统仍采用人工方法设计纵断面，通常是由计算机将输入的纵断面地面高程资料处理后，在屏幕上显示或由绘图仪绘制纵断面地面线图，由工程师设计纵坡，设置竖曲线计算参数，并将有关设计参数输入计算机，由计算机程序完成纵坡计算、竖曲线计算以及设计高程、填挖高度计算等内容，输出设计图表。本文亦采用这种方法，考虑到在屏幕上显示纵断面地面线不如以图纸方式输出直观，因而在程序中设置了输出《外业纵断面图》的模块，供设计人员试坡使用。

本程序中纵断面设计流程见图3。

图3纵断面设计流程

2.4横断面设计

与纵断面地面数据的采集方法相似，横断面地面线数据亦可通过现场实测、在地形图上人工读取或通过DTM自动产生。不论采用什么方式，横断面地面线都被描述为一条折线，为便于计算机存储和处理，其数据以各折点坐标的方式输入，坐标原点定义在中桩位置，并且将中桩左、右两侧分别建立直角坐标系。上述坐标数据如果由人工键盘输入，工作量非常大，而且容易出错，对于传统的数据采集方法，利用数字化仪将实测横断面图转化为坐标数据是一种较好的解决办法。

图4 横断面设计流程

基于导线的平面设计模型

中线设计是公路平面设计的核心问题，其设计模型应与生产实践紧密结合，同时涉及到系统的易用性、数据管理的统一性和人机交互实现的可能性，因此中线设计模型也是公路CAD系统研究的一个重要问题。目前己在设计中应用的方法有:基于导线的设计、基于曲线的设计和基于基本元素的设计等方法。其中第一种方法属于直线型设计方法，也称为“导线法’，是我国传统的平面线形设计方法，后两种方法属于曲线型定线方法，适用于复杂地形条件下的道路线形设计以及互通立交匝道的线形设计，目前已逐步得到应用并不断发展、完善。

“导线法”设计模型由于简单易行、便于掌握，仍被很多设计部门和工程技术人员所采用。它首先定出一系列直线组成的折线，作为公路中心线导线，然后对每一个转折点配以适当的曲线，形成道路中心线。平面线形组成的基本元素为直线、圆曲线和缓和曲线，在公路设计中常用的缓和曲线形式主要是回旋线。采用“导线法”进行平面线形设计时，由于先定直线，后定曲线，容易造成曲线与直线的匹配不够合理，在受地形地物限制的情况下需要布设比较复杂的线形组合时，采用“导线法”也往往显得不够灵活。本文着重讨论采用“导线法”布线时，几种常见线形组合形式在算法上的一些改进和处理方法，以提高采用这一方法时的灵活性，并进一步提高计算精度。

结论

本文主要讨论了公路路线设计的基本理论、基本方法，以及计算机辅助设计程序开发的主要流程和算法思路。其主要内容仍以公路路线常规设计理论为基础，在此基础上，引入了作者对线形设计理论研究探讨的成果，特别在平面线形设计理论方面，着重研究了采用“导线法”布设平面线形时，卵形曲线线形设计的数学模型和计算方法以及放样坐标的计算方法，在分析过程中，以非对称基本型曲线的计算方法为依据，较好地解决了卵形曲线等复杂线形设计、放样的实际问题，并且借助适当的计算机算法，可以实现高精度的计算。

本文提出的卵形曲线计算模型，有着较高的灵活性和适应性，由于从基本型曲线的算法出发，因而其设计概念较清晰、数学模型也较简单，而且在线形组合方面涵盖了复曲线的组合形式，与本文所述的其它的曲线形式相配合，从而使得在“导线法”布设平面线形的情况下完成各种复杂线形组合的设计成为可能。从这个意义上讲，在平面线形设计中，传统的“导线法”和曲线型设计方法并无本质上的差别，其主要的区别在于控制曲线线位的约束条件不同，根据约束条件确定曲线参数时的操作手法不同，而曲线的线形实质并未变化。在实际应用中，“导线法”和曲线型设计方法各有所长，有各自的适用条件，要根据具体情况选用。这一点对于采用常规方法设计、放样的基层设计、施工单位以及低等级公路建设项目来说，有着较为重要的现实意义。

在平面线形设计理论的探讨中，有一个很重要的特点，就是对于由直线、圆曲线、回旋线三要素组成的平面线形，直线和圆曲线的线形较简单，处理起来较为方便，而回旋线的应用以及与直线或圆曲线的配合则是主要矛盾，因此不论是何种形式的线形组合，都要基于对回旋线几何特性的深刻理解和认识，本文在讨论卵形曲线计算时，也是从这一点出发，并且借鉴了曲线型设计方法中“模式法”的有关数学模型进行处理。在本文中，各种曲线形式的计算和处理方法，最终都是以非对称基本形曲线的算法为基础，这样使得线形设计的概念较为清晰，而且也为程序系统的设计提供了方便。

参考文献：

[1] 徐维华,谭玉兰.浅谈施工阶段的质量管理[J].特钢技术,2005,(3):35-36

[2] 阙家奇,姜炜.公路工程施工中的质量管理探讨[J].中国科技信息,2006, (2):157

[3] 姜新,张秀荣.浅谈公路施工中的工程质量管理[J].辽宁交通科技,2005, (3):68-69.

[4] 公路工程基本建设项目设计文件编制办法

[5] 公路工程基本建设项目设计文件图表示例[M].北京:人民交通出版社，1997.

[6] 公路设计手册一路线[M].北京:人民交通出版社1979

[7] 张雨化.道路勘测设计[Ml.北京:人民交通出版社199.7

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关键词：公路工程；施工质量管理；特点；问题；原因；措施

目前，公路建设在我国的国民经济中占有重要地位，且其工作面较广、投资较高，加上公路工程质量的要求越来越高，因此，加强公路工程的施工质量管理，提高公路工程项目的使用质量和资金投资效益，促进公路工程管理的可持续发展十分重要。

一、公路工程施工质量管理的特点

一是公路工程施工的系统性，其施工过程包括了公路工程项目的建议书制定、可行性分析、施工文案设计，还包括施工的前准备阶段，施工阶段、竣工验收阶段，每个阶段都和公路工程项目的质量有着密切的联系，因此相关工作人员必须树立全过程的质量管理意识。二是自然因素对公路工程的建设影响作用很大，而且施工的流动性也会在一定程度上左右项目的质量波动；三是并非所有的公路工程质量的影响因素都能够预见，还有不少不可预料的因素同样会影响公路工程的质量。

二、常见的公路工程施工质量管理问题分析

1.企业的管理体系不够全面，缺乏风险管理意识

如今，基本所有的公路工程项目在具体施工时都会存在或多或少的技术或者非技术风险，如果企业没有建立全面的管理体系，在缺乏风险管理意识，在开始施工前不开展针对性的风险分析和预测，不提前做好相应的措施预防和解决，则容易导致出现严重的施工质量问题。

2.施工考评指标不全面

相同的工程项目采取不同的施工方案所实现的经济指标和技术指标也有所不同。全面的经济和技术项目指标通常应该包括公路建设应达到的质量水准、项目的总施工期限、工程的成本、项目的造价、工程施工高峰期的用工数量等。如果施工考核指标的设定不够全面，在某些企业有设定，在其他企业没有设定，则会严重影响项目监督考评单位的考核[1]。

三、我国公路工程产生施工质量问题的原因

1.设计阶段的原因

公路工程设计方案的严谨度和精细度不够，严重的甚至在方案中出现重大缺陷，比如缺乏公路工程项目的统筹规划，出现了在方案设计中和结构物的使用功能相违背或和施工地质不一致等错误，导致在施工时才发现问题需要二次修改，则容易降低施工质量或者造成施工质量的不合格。

2.缺乏健全的质量管理体系

一是公路建设单位的部分主管人员不了解工程质量监督的重要性，缺乏质量管理意识，很难实现有效的质量监督工作。二是相关的政府部门只重视对施工单位和施工人员的宏观管理，但对监理单位和监理人员的工作却缺乏动态管理。三是目前国内大部分的施工单位和监理单位的质量检测技术和检测设备都没能达到国家规定的质量检测标准和要求[2]。

3.公路施工和建设管理经验不足

部分公路施工单位的施工经历不多，且缺乏经验丰富的技术施工人员，容易造成质量管理工作管理的混乱，很难保证公路工程的施工质量；此外，由于公路建设的市场管理体制不够完善，管理没有形成规范化，容易造成责任的不明确，不利于提高公路建设的质量管理水平。

四、加强公路工程施工质量管理的措施

1.强化公路工程勘测设计工作管理，提高设计图质量

首先，在确定委托设计的前提下，施工单位必须安排经验丰富的优秀的设计代表对监理和施工单位做好技术交底工作。设计单位则必须按照国家的相关法律要求，并执行公路建设的强制性标准进行公路工程的勘测设计，遇到薄弱环节，还一定要去施工现场展开实地调查，并采用相应的可行性措施，以保证勘测设计的全面性和充分性。此外，还必须充分考虑设计数据的覆盖范围，对于那些能够同步开展的布线施工，在设计图中加以体现是最好不过的了，通过优化设计，提高勘测设计概算的科学性、准确性和公正性。

2.控制公路工程施工过程质量

对公路工程的施工过程进行质量管理和控制其实非常复杂，最好做到事前的预防，对那些可能影响公路建设质量的普遍性因素提高警惕，加强各部门的沟通和交流，有助于提高公路工程的施工质量。另外，在公路工程施工时，还要认真和严格执行施工质量的自检、互检、专职质量管理人员的专检制度，也就是“三检”制。只有通过施工组质检员的复检和项目部的质检验收合格，才能继续下一道工序的施工。

3.建立健全质量管理保障体系

一方面，监理单位应通过部分有效措施的实施督促施工单位建立起建立健全质量管理和保证体系，另一方面，施工单位同样应该把质量保证体系的完善摆在首位，只有加强两者的密切配合，保证二者的各尽其责，才能形成有效的管理体系，才能真正提高公路工程的施工质量。一是明确公路工程的质量管理制度，达到施工流程的标准化和程序化目的，二是重视公路工程质量的管理工作，定期进行质量管理和技术培训，提高施工工作人员的质量意识和技术水平，三是建立健全的信息反馈体系，选择科学有效的质量管理方法，保证公路工程质量管理的正常开展。

4.提高公路施工人员的技术水平和质量意识

首先，公路的施工建设人员必须具备较强质量管理和检查能力，公路的管理层必须具有精湛、高超的技术，从管理团队到施工团队的高素质能够为工程质量提高最为有利、最坚实的保障。其次，施工单位还应不断提高施工人员的安全素质，培养“质量第一”的意识，提高公路工程的施工质量管理水平，保障项目的施工质量安全。

5.强化公路工程施工材料质量和设备质量的控制和管理

一方面，施工原材料是保证公路工程施工质量的基础，施工单位加强施工原材料的质量控制和管理，只选用质量合格的原材料，禁止选用不符施工标准和国家法律规定的材料。一是要选择经验丰富、责任心强的工作人员进行材料的采购工作。二是选择大型的质量安全可靠的供应商进货。三是材料进场时必须提供合格出厂证明书，并通过检查人员的抽查和复检。四是主要施工原材料的分类存放和管理，根据材料特性，做好防潮防雨等措施。

另一方面，由于施工设备的先进性和公路工程的施工质量的关系密切，同时它还在一定程度上影响着公路工程的施工进度，因此，在施工设备的选择上，施工单位应该尽量选择应先进的机械设备，及时淘汰过时陈旧设备，以不断加快施工进度，为公路工程的施工质量提供有效保证[3]。

五、结语

综上所述，对公路工程的施工质量管理进行分析和探究具有重要的意义。由于公路工程的施工质量决定着对公路工程的项目质量，因此，必须加强施工质量的管理和控制，才能有效保证项目质量。各单位和工作人员应该不断强化公路工程勘测设计工作的管理，提高设计图质量，建立健全的质量保证体系，加强材料和设备质量控制，提高工作人员的技术水平和增强其质量意识，以真正做好公路工程的施工质量工作。

参考文献：

[1]张燕云.浅谈公路工程的施工质量管理问题[J].才智，2010，02：20-21.

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关键词:铁路勘测；测绘；新技术；应用；组织

中图分类号：X731文献标识码： A

引言

勘测是铁路建设前期主要工作，对于确保工程质量、节约投资，缩短周期起着重要作用。航空摄影测量技术由过去主要应用于勘测设计前期到如今可应用于勘测设计各个阶段及施工、运营阶段，卫星影像与LIDAR技术由当初的仅解决线路平面控制到如今成为替代常规手段最主要地面测量方法。在铁路勘测工作中，应用摄影测量和卫星影像与LIDAR技术，充分发挥测绘新技术的作用有着积极的意义。

铁路勘测中测绘的内容与流程

2.1、线路的平面设计

铁路线路经过初测之后，根据野外获得的地形、地质和水文资料，即可在室内进行线路的初步设计，其中包括线路的平面设计和线路的纵断面设计两项内容。线路的平面设计就是要确定线路中心线的平面位置。初测时在野外选定的线路位置，由于选线人员的视野受到地形条件的限制，加之目测判断的不精确性，因此还不能作为最后的位置。由于带状地形图上任意两点间的距离和高差均可读出，而且相当范围的地形直接显示在设计者眼前，视野不受限制，对于研究和改善线路位置十分有利。故初测之后，还要在带状地形图上设计线路位置。这一工作称为纸上定线。

2.2、线路的纵断面设计

纵断面图是以线路平面设计的结果，沿着线路中心线根据带状地形图剖绘而成的。初步设计阶段的纵断面设计是在纵断面图上进行的。其水平比例尺一般采用1:10000，垂直比例尺采用l:1000。剖绘时，由指定的线路起点开始，沿线路中心线方向将每个百米标的高程和变坡点的高程根据等高线内插出来，然后将相邻两点的图上距离按比例尺换算后，转换到纵断面图上。在地面高程栏内，填注各点相应的地面高程。根据各点的水平位置和高程，确定每个点在纵断面图上的位置，断面图上这些相邻点的连接就是沿线路中心线的地面剖面线，它反映了纵向的坡度变化情况。

纵断面图是沿线路中心线的竖直剖面图。在纵断面图上除反映铁路中心线经过处的地面起伏、地质变化、本线路与其他线路相交的情况外，还将线路的纵向坡度、路肩高程、桥涵分布、隧道位置的设计以及线路直线与竖曲线的设计表示出来。图幅的宽度规定为288毫米，其长度不限，以使用方便为准。图的左上角的方框内是设计标准的说明，图的上半部分表示地面线和设计坡度线的起伏变化情况，图的下半部左端是图标栏，右端填注测量与设计的数据。图标栏的尺寸均以毫米为单位标出。

2.3、路基土方量的计算

线路进行纵、横断面设计以后，为了估算工程造价和编制施工组织计划，需要计算出路基工程的土石方量。填土部分的土石方量称为填方，挖土部分的土石方量称为挖方。路基工程的土石方量计算，常将两相邻横断面所夹路基土石方体积看成柱体，取两个横断面的面积平均数作为柱体的底面积，两横断面之间的距离作为柱体的高。因此，要计算路基土石方量就必须首先计算路基的横断面面积。

3、铁路勘测中测绘新技术的应用

3.1、卫星影像与LIDAR在铁路勘测中的应用

随着新的航天飞行平台、传感器的不断进步，航天对地观测技术已经取得并将继续取得突飞猛进的发展，卫星影像数据分辨率的大幅度提高，已经可以承担完成测绘工程用大比例尺地形图的任务。众所周知，目前世界上卫星（主要指军用间谍卫星）影像数据的地面分辨已经能达到惊人的0.1 m以下，而商业卫星的地面分辨率也己经达到令人满意的0.5 m左右。鉴于卫星影像的获取方式都是以推扫式扫描来获得摄影带，卫星公司通过一些技术处理，使得用户可从卫星公司或者从商那里直接买到高分辨率卫星影像立体像对，避免了单景卫星照片测图精度较差的不利因素，不需要对卫星影像进行额外处理或者采用新的方法，仅需要现有测图工具上装一个卫星影像测图模块，就能直接在各大设计院大量使用的JX4或者VIRTUZO全数字摄影测量工作站上立体测绘相应比例尺地形图，国内研制有大量这方面的软件。在、青海、新疆等无图区公路勘测设计项目上，高分辨率卫星影像得到了大量成功应用，此外，国家及诸多省级测绘局相关生产单位也相应完成了大量的生产项目。

3.2、正确看待应用测绘新技术产生的效率与效果

勘测生产中采用适宜的生产组织方式、应用测绘新技术是为了缩短周期、降低成本、提高效率。但效率只能解决“执行”问题，不能解决“决策”问题。作为铁路勘测工作者，我们不仅要着眼于“效率”，更要着眼于“效果”。测绘新技术产品诸如“4D”产品不同于单纯的自然对象，只有产生服务对象才能成为产品。技术再先进，效率再高，如果不为设计人员所认知，就没有效果。所以，应用测绘新技术不只考虑其本身的作业效率和质量，还要考虑如何使其体现对勘测生产整体效率和经济的积极作用，即效果。如此促进勘测生产更广泛、更适宜地应用测绘新技术。

3.3、勘测中应用测绘新技术要把握前趋性、计划性和综合性

在铁路工程建设过程中，测绘都是在设计之前，规划、设计方案的形成必须以测绘作为前提条件，尤其是测绘新技术手段的应用，更要先行一步。勘测生产既有专业、工序之分，又有内外业区别，还受自然条件限制和影响，尤其是外业生产，受外界环境影响较大，所以勘测中对新技术的要求是十分迫切的，在此过程中，要加强与设计专业和组织人员的沟通，然后根据工程设计的需要，确定各项测绘工作的作业方案、技术方法、时间周期、质量目标，再依据自身的人力、物力等因素的技术参数进行定性、定量的测算，采取平行顺序移动方式，以使勘测过程各个环节协调平衡，体现最佳的应用效果。要注意的是，勘测中要综合考虑测绘技术本身的作业方式和勘测工作对象的状况，针对不同的工作内容和要求设计，应用多项新技术，这样更能体现勘测工作的整体效率和效果。

3.4、重视勘测中测绘新技术应用的精度和系统性

按照我国铁路勘测设计工作流程，勘测分为3个或4个阶段，由于承担各阶段测量工作的单位是不同的，所以其使用的手段和方法也不相同，尽管都是按照行业标准来执行的，但在实际中，资料成果的精度相差往往很大，由此常常会增加各阶段间的重复测量工作。因此，在勘测过程中，为避免单一精度要求或接近限差的现象，在应用测绘新技术可靠性设计时，不但要考虑测规的相关要求，还要考虑其他阶段和测量手段对测量成果的重复使用和精度衔接。随着我国铁路勘测技术的发展，其设计部门向国际工程公司目标迈进的步伐的加快，我国的勘测生产也在不断吸收和引进国外先进的勘测方式，勘测生产作业组织方式及生产关系也势必不断的变化和调整，铁路航遥工作者在勘测中应用测绘新技术的基础和环境会更好地得到加强和改善。

4、结束语

综上所述可知，随着科学技术的不断发展，传统的测绘技术已无法满足当前铁路工程建设的实际需要，因此，应不断的革新铁路测绘技术设计，只有这样才符合科学技术的发展，才能够有效的指导铁路施工，才能够确保铁路测绘工程的整体质量，这对于人类的进步与社会的持续发展具有重要的意义。

参考文献:

[1]卓宝熙.铁路工程勘测技术的回顾、现状与展望[J].铁道工程学报，2007，01:6-12+19.

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在公路桥梁建设项目施工质量管理的过程中所存在的问题

从施工单位对公路桥梁工程施工材料的选择上来看，常常会出现施工单位选择质量一般、价钱便宜的工程施工材料来进行公路桥梁工程的施工作业，并且对工程项目施工过程中的资金花费进行瞒报，继而牟取不法利益。这对于公路桥梁工程整体质量的影响是不言而喻的。进行公路桥梁工程施工时，往往由于公路桥梁工程施工单位的实际施工水平与申报时存在差异，而使得施工人员在施工过程中出现操作不当等各种情况，这严重影响了工程的施工质量。同时，可能由于勘测人员没有对区域环境等各种影响因素进行分析，而使得勘测数据并不能真实客观反应施工现场的情况，从而在进行施工图纸设计时存在许许多多的误差，影响工程的具体施工进度。现阶段，在公路工程施工质量的管理过程当中，公路管理部门往往没有仔细进行工程的验收工作、没有对公路桥梁工程的整体质量进行客观分析。并且在后期养护时，由于缺乏一支专业的养护队伍进行公路桥梁工程的养护作业，或者因为养护队伍中专业人员的比例严重失调，而使得验收与养护工作无法很好地展开，继而影响公路桥梁工程的施工质量管理水平。因此，在公路管理部门进行公路桥梁工程项目施工质量管理工作时，需要综合考虑各方各面的影响因素，切实解决公路桥梁工程施工管理过程当中所遇到的问题，从而才能够从根本上提高公路桥梁施工管理工作的质量。那么，如何有效提高公路桥梁工程建设项目施工质量的管理水平呢？

提高公路桥梁建设项目施工质量管理水平的对策

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论文摘要：提出在公路设计中采用动态透视图设计对公路设计进行辅助设计、评价、校核;并针对公路三维动态设计的动态透视图的一般原理及制作过程所用的计算机软件等技术进行阐述。

1概述

随着道路等级的提高，人们对道路线形的审美要求与周围景观的协调性越来越重视，从过去的二维图纸到现在的三维模型空间的分析，计算机辅助设计在公路景观设计过程中将占有越来越重要的位置，把最新的计算机技术应用于设计工作中将有助于更直观的反映设计内容，提高设计和周边环境的协调性，同时还能大幅提高设计效率。

道路透视图是路线计算机辅助设计系统设计的重要组成部分，它可以使设计者在设计阶段获得形象逼真的道路全貌，用以检查路线设计的线形质量以及道路与周围环境的协调程度，并以此作为修改设计的依据。采用先进的计算机辅助软件系统建立公路三维模型动态透视图技术可更方便、快速地检验和评价公路设计方案，利用动态透视实时漫游系统可提前让驾驶员感受到在公路上行驶的舒适性及安全性。动态透视图技术在公路景观设计中有着广泛的应用前景，利用该项技术能够在公路建成之前就对沿线公路景观有较为真实的反映，对于行车的舒适性和安全性有较为直观的展示。对公路设计，交通规划和标志标线设计等也有着参考作用，为领导决策和工程实践提供了依据。

2动态透视图系统的主要内容

在外业勘测方面，原始数据主要从航测、遥感、UYS等高新技术的综合应用进行地形、地质数据的采集与处理;在内业设计方面，主要是三维数字地面模型的建立、公路CAI)一体化技术及道路三维可视化技术等，并将上述技术集成，实现了勘测设计一体化。内业设计阶段主要是三维数字地面模型的建立、公路CAD一体化技术及道路三维可视化技术等，并将上述技术集成，实现了勘测设计一体化。

动态三维透视图的工作主要的工作流程包括原始资料的收集整理、现场调查收集野外图片资料、通过什算机辅助系统软件建立三维模型、渲染制作和最终合成等几个部分。

2. 1原始资料的搜集及数字地面模型的建立

原始资料主要包括公路设计资料、沿线地形资料与沿线景观素材，采集处理真实准确的原始资料是制作符合实际情况的动态透视图的基础。进行公路线形透视图检查，首先要建立一个设计公路的立体模型，设计公路模型可分为两类:一类只是单纯地设计公路模型;另一类是含有地形的设计公路模型。第一类模型的建立:直接进人计算机数模管理中，创建一个新的数模编号，然后从横断面数据库及纵断面数据库中读人设计公路的数据，构网、建模即可;第二类模型的建立:在第一类模型的建立基础上，还要将地形图数据库中的地形点读人数模，并将公路边界内的俄地形点剔除，然后，用全部点在构网建立模型。

2. 2动态透视图的一般原理及制作过程所用的计算机软件

对于道路本身的建模工作，可利用AutoCAl软件下的二次开发软件如维地5. 6完成，通过以上构建的数模三角网还可以按照n}格式输出，该功能可以给第三方渲染软件如3I?max渲染巨匠( lightscape)等提供数据模型数据。为了更好地建立模型，还需要采集地物、植物、路面等图质，以建立更接近真实的材质库，而处理采集的图像资料一般可采用Photoshop， CORELDRAW等图像编辑软件。

三维模型的建立是动态透视图的核心，一个完整的三维模型应包含完整的三维场景，包含各元素的三维模型和相关的配套材质贴图。通过有关程序在Au-toCAD下面快速构建公路立体模型，构建公路立体模型可应用相关专业软件如:HinCADS. 6、海地公路软件、武汉捷力的公路一体化设计软件建立。捷力平面三维动画系统可以在平纵横一体化设计完毕后根据地模或纵横地面线文件及路线设计信息自动生成真实三维模型，自动生成栏杆、行车道、中央分隔带等构造物，任意设定背景材质，直接将模型转换到3DMAX渲染巨匠(lightscape)软件做效果处理，最后再生成真实的三维效果图及动态的AVI文件，很快就可以生成线路透视图与三维全景图，利用先进的虚拟现实技术实现公路三维的动态实时浏览。可按指定路径播放三维动画，从不同角度、高度观察道路设计效果，对设计成果进行检查和评价。中交第二公路勘察设计研究院研制开发的公路虚拟景观实时漫游系统BID- VRS，直接接受数字摄影测量系统产生的正射影像数据，将影像同数字地面模型、公路路线与互通立交三维几何模型、公路桥梁三维几何模型形成的综合模型叠加，进行场景布置，并实时地对公路设计的虚拟景观进行动态漫游。动态透视图的真实影像与公路设计相结合，真实、动态地反映公路勘察设计的成果，为设计成果评审和环境保护提供了全新的可视化手段和工具。

海地公路三维仿真系统(Hard3D)是西安海地计算机软件开发有限公司自主开发研制的一套专门用于公路三维模型制作及动态播放的实时三维图形生成及渲染系统。它具有使用简便、制作效率高、画面清晰以及生成的动画具有可操作性、能够真实可靠的反映设计意图，在实时动态播放过程中，系统能够逐桩显示出该断面的所有技术指标(包括断面填挖面积、填挖高度、路基宽度、超高、大地坐标等等技术指标)，使观看人员可以随时掌握各个断面的信息，在动态播放过程中，用户可随时抓取精彩画面(生bmp文件)并保存到硬盘上，用于制作工程效果图，系统也可以连续录制动画、录制声音包括背景音乐以及设计人员的解说，系统自动进行影音合成(生成avi文件)。具有动画的可操作性、路线各类信息的可动态显示性以及此系统可广泛用于公路工程项目的三维演示、效果图制作、项目评审、工程设计召投标过程当中，能够尽现您的实力，为工程的合理优化提供强有力的视觉支持等。由于Hard3D所基于3D图形引擎提供了强大的动态建模、动态渲染和模型管理功能，并且获益于微软公司不断对DirectX图形驱动性能的升级，从而使Hard3D在图形的动态渲染和模型的动态测试达到了国内绝对的领先水平，彻底摆脱了用3DMAX预渲染然后播放的传统做法，使公路三维进人了一个崭新的阶段。

2. 3三维模型的渲染

三维模型的渲染在3DS系列软件 3DS}MAX}VIZ}中进行，具体的内容包括:设置灯光、架设摄像机、贴材质、设背景、最后渲染成静态全景透视图。

2. 4渲染图的后期处理

后期处理对制作高质量的渲染图很重要。

2. 5动画制作和视频输出

除了跟静态渲染图有相同的要求外，还需要设置摄像机路径，然后逐帧渲染。渲染后的图片以每秒一定帧数(可根据汽车的运动速度确定)播放出来就成了动态全景透视图，最后一步是通过有关软件对动画片断进行剪辑、合成、配音，最终得到成品。

3实际应用

依托西藏自治区那曲地区布龙至比如通县油路工程，对全线进行了动态透视图的研究并完成了全线的三维模型和约10 Km的重点路段的动态三维透视图的工作，在初步设计阶段及施工图设计阶段，生成公路复杂地段全景透视渲染图和模拟汽车行驶的公路动态透视图，对方案的比选、视距的好坏、平纵组合是否合适等起到指导作用。

进行模型建立所必需准备的文件:横断面帽子文件、地形点数据。其他文件有:构造物文件、横断面文件、超高文件、超高图文件、地质概况文件、特征点文件、平面线文件、平曲线文件、横断面文件。利用公路设计及平面三维动画系统制作动态透视图的详细过程，因篇幅所限在此就不作介绍，现就其形成的一般制作流程说明如下:(1)建立数字地面模型(2)建立路线真实三维模型((03)生成标线构造物等(4)颜色及材质设置(5)输出3DS文件(6)形成三维动画。

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关键词：长输管道 Google Earth GPS

中图分类号：TP319；U412 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）02-0091-01

长输管道作为继传统铁路、公路、水运后一种安全高效、节能环保的运输方式在各行业有着广泛的应用，如石油、天然气、有色冶金等。石油和天然气行业是应用长输管道比较早的行业，近几十年来煤炭行业、有色冶金也逐步应用长输管道来进行大宗固体物料的运输，如煤浆、铁精矿、铜精矿、磷精矿、尾矿等。不论输送何种介质，线路设计都是长输管道工程设计中的重要环节，贯穿于整个工程设计周期。

然而在线路设计的前期也就是方案阶段，可搜集的地形资料不多，往往是十几年前的地形图，地貌特征和现在相比有较大出入。本文作者通过参加几个国内外大型长输管线项目发现，利用Google Earth和手持GPS可以显著提高线路设计中踏勘选线的工作效率。

1 Google Earth简介

Google Earth是互联网巨头美国Google公司于2005年推出的一款虚拟地球软件，它将卫星照片、航空照相和地理信息系统布置在一个地球的三维模型上，使用者可以通过这个软件浏览全球各地的高清晰度卫星图片，实现遍及世界的地图搜索服务[1]。

该软件不但向用户免费提供全球的卫星图片和三维地形模型，其清晰度不断提高、图片不断更新，而且提供了数据接口使得可以支持手持GPS，可以将手持GPS的数据直接导入到Google Earth中，使选线、优化、游览等工作具备了无与伦比的基础条件，Google Earth在线路项目规划设计中的应用具有积极意义。

2 踏勘选线应用

本文以作者在非洲加纳某长输管道项目中所进行的踏勘选线为例，详细说明Google Earth和手持GPS在踏勘选线中的联合应用。

准备工作：由于Google Earth需要接入互联网来进行卫星照片的下载，所以踏勘之前需先联网将踏勘区域的卫星照片下载下来缓存到电脑中。本次踏勘所采用的手持GPS为著名GPS生产厂商Garmin（佳明）公司所产，型号为GPSMAP76，该GPS定位精度最高可达3米。图1为利用Google Earth和手持GPS进行踏勘选线的工作图片。

下面结合图1简单介绍下利用Google Earth和GPS进行踏勘选线的工作流程：

（1）在去该国进行管道选线之前就在Google Earth上进行定位，初步规划出一条或几条线路，同时把需要进行重点查看的地方如在卫星照片上看着是河流、桥梁的地方进行标记，如图1中的CP01～CP08代表着检查点。

（2）将标记的检查点发送到手持GPS设备。到达现场后通过GPS设备定位到需要检查的点，然后查看线路是否需要再调整，并进行拍照记录等工作。

（3）进行后期处理。可以把整个踏勘过程所行走的轨迹放进去，如图1中淡蓝色的线条代表着踏勘的行车轨迹，因为GPS可以全程记录。还可以把行走到不同地方拍摄的现场照片放上去，可点击放大。最后制作成线路漫游三维动画。

3 结语

该方法比较形象直观，可以让人快速了解线路走向以及踏勘选线的过程。Google Earth和手持GPS的联合应用也提高了踏勘选线的工作效率。应用该方法在踏勘结束向业主和当地环评部门进行汇报时得到了一致好评。

参考文献

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Abstract： In addition to a general product quality characteristic meeting the use value and attributes， the highway engineering has specific connotation， such as reliability， safety， economic， performance， life and other common properties. For the highway construction project， one hand， we should analyze its safety， environmental protection， operation and other social efficiency， on the other hand， also should be integrated into the design， construction， maintenance， management cost and benefit， so as to choose the best overall efficiency scheme. From planning， construction to the completion and the use， its quality is the comprehensive reflection of the quality of work of each link. It experienced decision， project， design， construction， acceptance and many other areas. This paper discusses the factors affecting the Zhejiang highway engineering quality management and its countermeasures.

关键词： 公路工程；质量管理；影响因素

Key words： Highway Engineering；quality management；influencing factors

中图分类号：U415.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）26-0087-02

1 浙江公路工程质量管理的影响因素

从不同的角度分析，质量管理有不同的内容，下面分别从基本建设程序和作业因素两个方面分析其对工程质量的影响[1]。加快公路网络化建设，更好地发挥区域与城乡公路网络的整体功能。高速公路重点建设世界级跨海大桥（杭州湾跨海大桥、舟山大陆连岛工程金塘大桥和西堠门大桥等）和通往省外的“接口路”、省内的“断头路”、区域间的“联网路”，干线公路重点强化配套、确保畅通，农村公路重点提高通达水平、健全管理养护体制。浙江省公路平均好路率达到80%以上，普通国省道好路率达到90%以上，高速公路优等路率达到95%，全省公路养护水平继续保持全国前列？每年对13%-18%左右的高速公路和普通国省道干线公路实施大中修，对5%-10%左右的农村公路实施大中修。

1.1 基本建设程序

①可行性研究与决策是前提。项目建议书和可行性研究报告是工程立项的依据，是工程项目成败与否的首要条件。

②勘测设计是基础。设计是工程的灵魂。勘测如地质勘查、水文勘察、测量等是公路选线和路基、桥涵、隧道等设计的依据，应准确反映公路所经地域的自然条件。

③施工是关键。施工是指按照设计文件和相关标准规范将设计意图付诸实现的测量、作业、检验、形成工程实体并提供质量保证的活动。

④验收是保证。由参与工程建设活动的建设单位、监理单位、施工单位共同对建设项目的质量进行验收及评定，并由政府交通主管部门和质量监督机构依法进行监督检查[2]。

1.2 建设工程作业要素对工程质量的影响 影响工程质量的作业要素主要有五方面：人、材料、设备、方法和环境（即4MIE）。

①人员。人员，是指直接参与工程项目的组织者、指挥者和操作者。

②工程材料。公路工程材料包括构成工程实体的各类原材料、半成品（混合料）和成品（构配件、产品、设备等），种类繁多、性能各异。

③机械设备。公路工程施工机械设备，包括各类施工设施、生产设备、运输设备、操作工具以及测量仪器、试验检测仪器设备等，是现代化工程建设和质量管理不可缺少的设施。

④施工工艺。施工工艺主要是指工程施工现场采用的施工方案、技术措施、工艺手段、施工方法和控制流程等。

⑤环境条件。有技术环境，如地质、水文、气象状况等；管理环境，如质量管理制度、质量保证体系等；劳动环境，如劳动组合、作业场所等，应采取相应有效措施加以控制。

2 浙江公路工程质量管理的对策

2.1 对部分工程项（细）目重新进行了分类和调整，对一些工程项（细）目按照其所属工程类别或工程内容差异进行了重新划分和调整，其相应的工程项（细）目名称及编号也相应作了调整。

如：①路基工程中挖除非适用材料调整为分挖除淤泥和挖除其他非适用材料两个子目。②路基填筑中的利用土方和利用石方统一归并调整为利用方填筑。③软土地基处理调整为软土地基地面处理和软土地基地下处理两类。④桥涵工程中各类分散的试验检测子目集中统一调整到了试验检测项目。

2.2 对部分工程项（细）目的计量单位进行了调整完善。对照原规定，从方便科学合理计价、便于计量操作、减少不必要的工程项（细）目设置等方面考虑，对部分工程项（细）目的计量单位进行了调整完善，其相应的工程项（细）目设置及编号等也相应作了调整。

2.3 对部分工程项（细）目的计价工程内容进行了调整完善。对照原规定，从统一同类工程计价内容、有利于计价的公平合理、便于计量操作等方面考虑，对部分工程项（细）目的计价工程内容进行了调整完善，其相应的工程项（细）目设置也有所调整。

如：①路基工程的边沟、截水沟、排水沟基坑开挖由路基挖方调整到了边沟、截水沟、排水沟的工程内容中，在挖方路基中不再计算。②桥梁桩基中无损检测由桩基调整到了单独的试验检测项目中。③隧道洞身开挖以设计开挖横断面（包括仰拱）计算土石方数量，不论施工单位出于任何原因而造成的超过设计开挖横断面的超挖，和由于超挖所引起增加的工程量，均不予计量等。

2.4 对工程量计算规则进行了分列。对招标工程量的计算和计量工程量的计算进行了重新定位，并予以分离，使两个不同工程量的使用时段、目的、用途有了清晰的界定，为科学合理地按图计算招标工程量、按实计量工程量奠定了基础。工程量计算规则全部作了分列。

2.5 进一步明确了计量规则，对部分工程项（细）目的计量规则进行了调整完善。对所有项目的计量规则均进行了进一步的明确，并对照原规定，从有利于计量的公平合理、减少不合理的计量滞后或超前、便于计量操作等方面考虑，对部分工程项（细）目的计量规则进行了调整完善。

2.6 增设了部分工程项（细）目。根据“四新”技术在浙江省公路工程中的应用实践及工程实际需要对部分工程项（细）目进行了增设和完善（但对一些特殊结构或工程内容，从适用性和通用性原则出发，未作全部增列）[3]。

3 结论

总之，对于浙江公路工程质量而言，质量事故的调查处理实行统一领导、分级负责的原则。重大质量事故由国务院交通主管部门会同省级交通主管部门负责调查处理；一般质量事故由省级交通主管部门负责调查处理；质量问题原则上由建设单位或企业负责调查处理。

参考文献：

[1]闫俊枝.论公路工程施工过程中质量管理的重要性[J].中国新技术新产品，2011（17）：89-90.

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关键词：LIDAR 高速公路线路 优化 DEM

中图分类号：TB22 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）04（c）-0121-01

机载激光雷达系统（Light Detection And Ranging，简称LIDAR），也叫机载激光雷达，是一种安装在飞机上的机载激光探测和测距系统，它集成了激光扫描仪、差分GPS系统、IMU（Inertial Measurement Unit，惯性量测单元，用以量测飞机平台的飞行姿态）、数码相机。在动态载波相位差分GPS系统和IMU的支持下，激光扫描系统通过激光扫描器和距离传感器，经由微计算机对测量资料进行内部处理，显示或存储、输出距离和角度等资料，并与距离传感器获取的数据相匹配，经过相应软件进行一系列处理来获取被测目标的表面形态和三维坐标数据，从而进行各种量算或建立立体模型。

1 LIDAR数据获取的基本原理

当机载LIDAR航摄飞行时，激光扫描仪发射、接收激光束，对地面进行线状扫描，与此同时，动态GPS系统确定传感器的空间位置（经纬度），IMU测量飞机的实时姿态数据，即滚动、仰俯和航偏角。由于系统的几个部分同步工作并集成于一体，GPS和IMU的数据融合极为方便，所以经后期地面数据处理后，即可获取地面的三维数据。（如图1）

2 LIDAR用于高速公路线路优化设计的模式

三维激光雷达技术应用于高速公路线路优化设计包括数据获取、数据处理、优化设计等工作内容。

（1）原始数据采集：在航飞前要制订飞行计划，安置全球定位系统接收机、激光扫描测量、惯性测量、数码相机等。（2）基础数据处理：机载激光雷达测量系统在野外采集得到的数据需要进行一定的处理才能得到需要的信息。数据处理的内容包括：确定航迹、激光扫描测量数据处理、数据分类处理、坐标匹配、影像数据的定向和镶嵌、建立三维地形模型。（3）线路优化设计：以高精度、高分辨率正射影像和激光点云数据、数字高程模型数据为基础，采用二、三维结合方式，结合架空高速公路线路设计业务需求，采用多人协同设计，实现高速公路线路路径优化设计的一体化全流程应用。

3 工程应用实例

3.1 工程概况

针对某高速公路线路工程（线路长度约为130 km）。多为山地地形。植被以稀疏灌木林为主，局部间杂茂密，交通条件一般。

3.2 激光测量系统检校

将机载激光测量系统安装到飞行器上后，首先必须进行系统检校，以获取相关参数，保证数据精度。包括激光扫描仪的检校和数码相机的检校，必须按照相关技术手册进行。

3.3 地面GPS设基准站

激光飞行时需在地面布设GPS基准站，旨在航摄期间连续获取与机载GPS同步的观测数据，通过事后联合差分解算机载GPS轨迹。相邻基站间最大间距不得超过60 km。

3.4 实施航空摄影飞行

根据激光测量系统的检校参数，结合工程设计的航带，确定作业飞机的飞行参数及测量参数，选择合适的影像地面采样率、带宽和激光点间距等参数，实施航飞过程。

3.5 数据处理

将机载激光扫描测量数据转化为线路勘测设计数据大致要经过下列几个步骤。

3.5.1 构建数字化立体作业平台

利用激光扫描测量系统所获取的DEM数据和正射影像数据，恢复测区立体模型，并在此基础上对线路路径进行优化。由于本系统所产生的三维立体模型是以正射影像数据为纹理、以实测的激光点云数据为基础建立起来的真三维实体，可以从不同角度对同一地方进行观察。因此，以此立体模型作为选线平台，可以大大提高选线结果的可信度和可靠性，使线路路径走向更加经济合理。

3.5.2 制作DEM、DSM和DOM

采用专业软件，导入激光点数据，设置分析参数，进行自动分类，区别地面、房屋、植被等，经分析对比，目前自动分类准确率仅为20%～30%。在此基础上采用人工干预方式结合影像进行精确分类，得到准确的数字高程模型和数字表面模型和房屋等信息。采用数码影像和精度更高的激光数据，经过纠正、镶嵌，可以获取比传统方法更加精确的正射影像图（DOM）。

3.5.3 制作平断面图

平断面图是高速公路线路勘测的主要成果之一。平面图通过立体作业平台获取。在断面图绘制中，中线、边线断面及风偏危险点从DEM中自动提取。由于激光扫描测量系统所采集的点密度非常大，精度也较高，所含信息丰富，使得中线、边线断面可以同时获取DEM和DSM 2种数据，并且更加贴近真实地表，更好地服务于计算机的自动优化排位。

4 结语

实践证明三维激光雷达技术，用于高速公路线路等工程优化设计具有创新性和代表性，打破了传统设计的方式方法，从数据获取及处理、初步设计、优化设计、终勘定位、三维模拟、运营维护管理等方面建立了一体化的、三维可视化的系统性技术体系和支撑平台。随着三维激光雷达技术与相关技术的进一步融合，将会对高速公路工程的设计运营产生深远影响，三维智能数字高速公路将真正成为可能。

参考文献

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关键词：公路定线；3S技术；CAD

中图分类号：X734 文献标识码：A 文章编号：

0前言

公路定线是公路施工建设的前期工作，具有工作量大、复杂多变的特点。目前，在公路定线的作业中，主要有纸上定线、实地定线和航测三种，而定线技术比较的多样化，尤其是现代技术的发展，衍生的GPS系统、遥感技术，在一定程度上极大地优化了定线作业的质量和效率。高速公路的建设是地方经济与民生工程的重要部分，其路线定位的有效性，对于公路发挥其价值具有较大的影响。据此，在公路的前期工作中，要切实落实好公路定线的工作环节。

1公路定线方法的应用分析

公路定线是公路前期建设的关键环节，其要求立足于公路的用途，整合好沿线区域内的经济发展状况和未来发展规划，利用好各方的自然条件，以进行科学合理的路线划定。这样，可以将建设成本、运行成本和建设质量紧密的联系起来。目前。公路定线法主要有纸上、实地、航测三种定线法。其中，纸上定线法主要运用于较高技术要求的公路建设，或地形结构复杂的公路定线；实地定线法主要运用于技术要求较低，或公路地形结构较好的公路建设之中，在一定程度上与纸上定线的原则一致；而航测定线法主要借助航摄的图片和地图，建立与实地相吻合的光学模型，进而在建立的模型上进行公路定线。

1.1纸上定线方法

纸上定线法的关键在于定导向线，在导向线的确定中，首先需要在地形图纸（比例尺较大）上，基于路线布局的研究，以及阶段性的重要控制点的地形特点和地质状况，来科学合理地选择诸如山坡或侧沟等的有利地形，这样便于路线方案的拟定，以优化公路定线的有效性。

导向线确定后，需要基于直线来推算出直线交点的坐标。在坐标的推算中，一旦出现相交直线的位置或方向受限较大，可以采用固定的方法，先固定好相交的前后之间，再用解析法对前后相交的直线进行计算，进而求出相关的交点坐标。

纸上设计工作完毕之后，随之开展的便是实地放线工作。在放线作业中，要基于纸上设定好的路线，准确的铺设于地面之上。在实际的放线施工中，主要基于拨角法、坐标法、定交法等。

（1）拨角法：主要基于纸上设计图纸的坐标，计算出相关路线的方向、转角度、距离等。并基于此数据用拨角器直接的度量出交点距。

（2）坐标法：首先需要建立统一的坐标体系，并在坐标中采用国家标准数值。接着基于路线的地理几何关系，准确的计算出路线中各桩点的具体坐标。最后开展逐桩坐标表的绘制工作，并依此坐标进行实地的放线作业。该实地放线方法的要点，在于坐标的准确计算。而且基于定线过程中其表达式的不一致，造成了坐标计算方法上的不同。

（3）定交法：该法主要是直线定交法，可运用于地形结构简单、路线受限不严格、视野开阔的公路建设之中。并在路线位置的确定上，可直接基于公路区段的实物，进行明确的目标确定。

1.2实地定线方法

在运用实地底线的作业中，基于外界因素的不同，其主要采用放坡定线和以点定线的方法。

1.2.1放坡定线

在放坡放线中，主要受纵坡的影响，进而以纵坡为放线的主导因素。在实际的放坡作业中，主要依据设计的平均坡度，在实地中对照出地面的坡度线。往下是其具体的作业步骤：

（1）立足于坡度线，整合好工程经济、横坡因素、路基的稳定性等，对导向线进行合理的修正，以确定科学的中线位置。一般情况下，当实地横坡小于1:5时，其中线应该在坡度点的上方位置，对于公路建设的经济性和稳定的影响较小；而当实地横坡大于1:5时，出现坡度点与中线重合或中线高于坡度点的情形，此时应该以断面全挖的形式较好。

（2）进行多次的插试，循序渐进的进行修改，以形成三方立体面的合理结合，进行确定科学合理的线位，此步骤为穿线交点的过程。

1.2.2以点定线

该定线方法可以避开纵坡因素的影响，做到以断面和平面为主。该方法时基于公路建设的整体布局，循序渐进的确定控制点距，并整合外界的各方因素，来有效的确定影响中线位置的其他控制点。往下是其具体的应用步骤：

（1）首先需要进行控制点加密工作。在实地的实物对照之下，寻找出影响中线位置的相关点位。

（2）穿线定点是该法的关键，主要基于标准的技术和线形组合，形成经济点和控制点的全面覆盖。并此考虑，延长直线，找出转角点。

23S技术在公路定线中的应用

2.1GIS系统

GIS是地理信息系统，主要是地形资料的数据库，其包括坐标、桥梁位置、居民区、矿业单位、水渠、河流等地面实物的详细数据资料。GIS系统的运用可以较方便的确定出最好的路线方案，并在最佳方案的设定同时，读取诸如最短路程、交通量、沿区居民分布和数量、区域经济等信息。目前的公路定线作业中，GIS系统是公路规划的重要工具，在前期工作中具有较大作用。

2.2GPS系统

GPS系统即为全球卫星定位系统，该系统可以实现全天候、全球性的实时精密三维导航与定位功能，并且在作业中具有较好的抗干扰能力。对于GPS系统的定位技术，实现了观测点的精准定位、三维坐标的形成等，且操作简便及处于全天候的作业状态。GPS系统在运用于公路定线作业中，主要起到如下的作用：

2.2.1较大比例尺地形图的绘制

基于GPS系统，实现了信息采集速度快、操作流程简便的特点。在操作中，只需要将坐标信息输入，就可实现快速的地形测绘，在一定程度上降低了地形测绘的难度。

2.2.2实现公路中线的放样

在中桩的坐标点出输入相关的信息至GPS系统之中，系统就可以自动生成放样点的具体坐标，并做到坐标测量的独立完成。这样一来，就可以大大提高测量的准确性，确保了各中线放样点精度的一致性。

2.2.3定线参数的计算

在GPS强大的数据信息库之下，实现了公路横面和纵断面的放样计算，以及公路路段的土方量计算，进而有效的减小了人工作业的难度和误差。

2.3遥感技术

该技术主要基于卫星照片上的地形信息，来进行观察、判断，以及利用计算机进行数据的处理，诸如实现数据信息的识别，来获取路段区域的地质结构、水文地理、建设规模等信息。遥感技术作为一项先进的定位技术，可以帮助定线作业人员对于路段区域的地形、河流、居民分布、交通网等的准确的读取，进而有效地了解相关的公路定线的影响因素。同时，在遥感技信息的作用下，实现了路线方案的最优化，尤其是基于详细而具体的水文地理信息，极大的提高了定线作业的有效性和工作效率。

3结语

随着公路网络建设的不断推进，关于高质量的公路建设已成为其有效价值的关键。公路定线工作是公路高质量、高经济性完成的关键。在定线方法中，主要有纸上、实地等方法，而随着现代信息技术的发展，3S技术已成为公路定线技术的关键，尤其是遥感技术具有较高的实效性，是高质量、高经济公路建设的重要技术。

参考文献：

[1]班志刚.浅议公路定线方法和技术应用[J].城市建设理论研究，2012（14）

[2]胡一凡.铁路勘测设计技术的应用现状[J].甘肃科技，2010（14）

[3]郝震冬.交通建设科技项目后评价研究—以贵州为例[J].中南大学，2009

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【关键词】隧道工程 施工风险 施工管理

中图分类号： U45 文献标识码： A

1前言

随着社会经济的不断发展，地域连接更加紧密，人们出行、货物运输等主要依靠四通八达的陆路交通线。近年来，随着高速铁路和高速公路的空前发展，为缩短距离穿越地貌，修建了众多隧道工程。隧道工程与其他工程相比，具有其隐蔽性、施工复杂性、地层条件和周围环境的不确定性的突出特点，从而加大了施工技术的难度，增加了施工风险，同时也对现场的施工管理提出了更高要求。

2隧道施工的主要风险

（一）地质条件的复杂性：

隧道地质工作贯穿于整个隧道的设计、施工全过程。勘测设计期间的地质工作，主要通过地面测绘、物探、少量的槽探和钻孔，查清工程区的地质背景、地质构造和主要的水文地质条件，为隧道设计选线作参考。长大隧道往往是每条陆路交通线路的施工控制工程，应尽量避开大断层、大滑坡、大溶洞、松软地层等不良工程地质体。但勘测设计期间的地质工作，仅出于搜集资料为隧道设计选线作参考的技术手段限制，加上地质条件的复杂性，所取得的资料不能完全满足施工要求。

由地表工作为主的地质推断，制约了隧道地质条件的勘测，其勘测得出的地质情况与隧道施工中实际遇到的地质条件相差很远，漏掉的一些不良地质体给施工带来许多意想不到的困难。但是花巨额投资挖众多的探洞，钻数千米钻孔，想全面弄清细微的地质条件是得不偿失的，也是不可能的，因此勘测设计期间工程地质工作的重点只是查清大的地质构造和工程区的工程地质条件。

在隧道施工中，不但要了解宏观的地质构造，还要了解岩体的结构，不但要了解全隧道的地质条件，还要知道其出现的位置及稳定程度，以便确定每一段的围岩类别和开挖断面、开挖方法、支护设计参数、爆破进尺和装药量等。

隧道工程所在区域的水文地质条件，是经过漫长地质年代形成的，经历了各种各样的自然和人为因素作用，其介质特性表现出很大的随机变异性。同时，地层中还存在大量水的活动与作用，如地表径流、地下潜水和承压水等。由于地质勘察、现场和室内试验等设备条件的限制，人们只能通过个别测试点的现场试验和若干试样的室内试验，对岩土性和水文参数作近似的量测估计。大量的试验统计结果表明，岩土体的水文地质参数是十分离散、不确定的，具有很高的空间变异性，这些复杂因素的存在，给隧道及地下工程的建设带来了巨大的、本质上的风险，如地震、滑坡、洪水、瓦斯、雷击、严寒、高温、雨季等，以及开挖造成的围岩扰动，岩体内有毒、有害气体的释放，影响地下水流，引起噪音、废气、废渣污染等。可见复杂的地质条件是隧道施工的主要风险之一。

（二）施工方案的复杂性：

隧道工程施工中，施工方案、施工队伍、机械设备、施工操作技术水平等对工程的施工风险都有着直接影响。由于工程施工技术方案与工艺流程复杂，且不同的工法适用于不同的施工条件，假如不经过系统的研究和分析，贸然采取某种方案、技术和设备，势必会产生施工风险。同时，整个隧道工程的建设周期长、施工环境条件差、施工作业人员培训不够到位等不利因素，都将对施工单位人员产生不良影响，容易导致出现各种意外风险事故。

施工过程中，地质资料的不确定性、工作面塌方、密封漏损、岩爆、瓦斯爆炸、有毒有害气体释放、岩溶、突泥、涌水、洞口滑坡、洞外危崖落石、危石、施工用电事故、施工机械设备事故、通讯不畅以及安全措施不力等原因，带来风险隐患也很大。可见施工方案的复杂性也是隧道施工的主要风险之一。

（三）周边环境的复杂性：

隧道工程的周边环境一般都比较复杂，无法避免从地表下穿越既有的公路、铁路、水库、厂矿、河流、海洋等复杂环境，尤其是在城市繁华地带，临近建筑物的结构类型、基础类型，周边道路、地下管网的类别等，更是复杂多样，其隧道施工的周边环境风险可想而知。

在隧道工程的施工过程中，如不提前进行详细周密的调查研究，无论采用何种工法或工艺，都很难避免隧道施工对周边环境、周边环境对隧道施工，双向造成的直接影响或一定程度的破坏。可见周边环境的复杂性同样是隧道施工的主要风险之一。

加强隧道施工管理

影响隧道施工风险的因素虽然很多，但客观的因素是隧道所处的地质条件和自然环境，而主观的因素就是人们对地质条件的认识能力和改造环境的能力。根据施工的具体条件和实际情况，通过实施动态管理、信息化施工，是进行隧道工程施工风险规避的重要手段。

对隧道工程的施工风险管理应该从以下几个方面着手：

（一）加强隧道超前地质预报与监控量测

（1）隧道超前地质预报

超前地质预测、预报是隧道动态管理、信息化施工的重要组成部分，施工阶段应将超前地质预测、预报纳入正常的施工工序中，根据地质、水文变化及时调整施工方法和采取相应的技术措施。

超前地质预测、预报应参考工程物理勘探规程及国家岩土工程勘察规范等有关规定。在地质复杂的长大隧道施工中，在对区域性地质资料进行分析的基础上，采用综合地质预测、预报手段。

隧道施工期间超前地质预测、预报应至少包括以下内容：

①断层及断层影响带的位置、规模及其性质；

②软弱夹层的位置、规模及其性质；

③岩溶的位置、规模及其性质；

④不同岩性、围岩级别变化界面的位置；

⑤工程地质灾害可能发生的位置与规模；

⑥含水构造的位置、规模及其性质。

目前在隧道施工期间采用的超前地质预报方法，常用的可分为常规地质法、物理勘探法和钻探法等，具体有以下几种：

①超前导坑：在综合地质超前预报中的各种方法中，超前导坑法成本太高、在构造复杂地区准确度不高；

②正洞地质素描：正洞地质素描法对与隧道夹角较大而又向前倾的结构面容易产生漏报；

③水平超前探孔：水平超前探孔法在复杂地质条件下预报效果较差、很难预测到正洞掌子面前方的小断层和贯穿性大节理、钻孔与钻孔之间的地质情况反映不出来；

④红外探水：红外探测法这种方法只能确定有无水，至于水量大小、水体宽度、具体的位置没有定量的解释；

⑤电磁波法：电磁波法干扰因素较多，往往造成假的异常，形成误判。

因此施工时应该根据具体的地质条件，选取合适的超前地质预报方法。

（2）隧道监控量测

隧道施工的监控量测工作必须紧跟开挖、支护作业，按设计要求进行布点和监测，并根据现场情况及时进行调整量测的项目和内容。量测数据应及时分析处理，并与工程类比法相结合，及时调整支护参数或施工决策。

隧道施工的监控量测应作为施工组织设计的一个重要组成部分，为隧道施工及时提供以下信息：

①围岩稳定性和支护、二次衬砌可靠性的信息；

②二次衬砌合理的施工时间；

③为施工中调整围岩级别，修改支护系统设计和变更施工方法提供依据。

开工前应根据隧道的规模、地形、地质条件、支护类型和参数、施工方法等，进行监控量测设计。该设计应包括量测项目、量测仪器、测点布置、量测频率、数据处理及量测人员组织等。

隧道监控量测的项目应根据工程特点、规模大小和设计要求综合选定。量测项目可分为必测项目和选测项目两大类：必测项目在采用喷锚构筑法施工时必须进行；选测项目应根据工程规模、地质条件、隧道埋深、开挖方法及其它特殊要求，有选择地进行。

（二）选择科学、合理的施工方法

随着目前隧道施工技术的长足进步，新的施工方法层出不穷，针对特定的隧道工程，如何选择科学合理的施工方法，也是施工单位综合能力的具体体现。大量的事实证明，采取科学、合理的施工方法，不但能够化解因地质条件变化和对地质认识能力不足所带来的风险，而且还能够锻炼队伍，提高企业的管理水平，增强企业抵抗风险的能力。

目前常用的施工方法应注意的问题有：

（1）喷锚暗挖法：其设计理念源于新奥法——锚喷临时支护+现浇钢筋混凝土壳体永久支护，充分利用围岩自稳能力，遵循“超预报、短进尺、弱爆破、强支护、勤量测、早成环”的原则。喷锚暗挖法施工自始至终处于暗挖土体与隧道结构施筑与置换的动态过程，隧道围岩始终处于稳定与失稳两种态势的交变过程之中。为确保施工过程中隧道围岩稳定，必须采用监控测量的方法，对围岩、支护结构的状态进行实时监测，及时反馈信息，指导安全施工；

（2）明挖法：是从地表面向下开挖，在预定位置修筑隧道的方法。一般采用在洞口修路堑有困难地段和特别浅埋地段。明挖法施工隧道的工艺相对简单、受力明确，操作方便，但需做好地下管线拆迁或加固稳定、地面交通疏导、环境保护以及基坑安全稳定等工作；

（3）盖挖逆筑法：适宜于软弱土质地层，地下水稳定在基底高程0.5m以下的地层条件，否则还需要配以降水措施。盖挖逆筑法施工，一般分两个阶段:地面施工阶段——围护墙、中间柱、顶板施工；洞内施工阶段——土方开挖、结构、装修和设备安装。土方和器材出人全靠竖井运输。在地面施工阶段，施工对地面交通、市民生活以及地下管道等有干扰，应该快速而细致地完成。顶板、围护墙、柱是施工期间以及运营期间的主体结构的一部分；施工中完成的楼板是施工阶段帮助侧墙维持稳定和运营期间整体结构的组成部分，当侧墙稳定有需要时，楼板上方和下方需加临时水平撑；底板是完成整个主结构的最后部分，是实现结构闭合的重要环节，对保证隧道盖挖逆筑施工安全、稳定有重要意义；

（4）盾构法：各种盾构机均有一定适用范围，应根据隧道外径、埋深、地质、地下管线与构筑物、地面环境、开挖面稳定和地表隆沉控制值等控制要求，经过技术、经济比较后进行设备选型，使施工质量高、造价低、又安全。排土速度与掘进速度要有机协调，以保持开挖面土体有一定土压，维持土体稳定，达到控制围岩和地表稳定的目的；

（5）掘进机施工法（TBM）：是一种利用回转刀具开挖（同时破碎和掘进）隧道的方法。其优点是：开挖作业连续进行、施工速度快、对围岩扰动小、振动噪音小、作业人员少、安全程度较高。但其只适用于长大隧道和非软弱围岩隧道，施工过程中必须加强掘进机的机械性能维修与保养，提高操作人员业务技术水平和工作责任心，对保证掘进机施工隧道的安全、质量意义重大；

（6）沉管施工法：就是利用耙吸船预先在水底疏浚、挖好沟槽，在陆地上设置干坞坞坑进行适当长度沉管管节预制，坞坑外设置系泊区，沉管预制完成后坞坑内放水，管节轻舾装后利用拖轮浮运到沉放现场，按一定顺序将管节沉放于沟槽中，管节沉放对接完成后回填覆盖而成为隧道的施工方法。这是修建水底隧道通常采用的方法。该施工方法应特别注意管节预制、运输、安装以及水面水下作业施工方案的科学适用性，同时应加强现场的施工管控工作，确保沉管施工隧道的安全。

在隧道的施工全过程中，还应对不良地质条件下施工、有毒有害气体处理、出碴方法、供电供水方法、通风防尘方法等诸多方面，进行详细的研究分析，制定科学合理的方案，并严格按照相应方案实施，尽量减少或避免施工风险隐患。同时，还应对隧道施工遇到的复杂周边环境，提前进行详细周密的调查了解，摸清具体的实际情况，并根据掌握的这些资料，通过科学的研究分析，制定详细适用的施工方案，并按照相应方案严格实施，那么隧道施工与周边环境之间的双向影响将降到最低程度，其复杂的周边环境对隧道施工造成的风险将大大减小或消失。

（三）培养一支懂管理、精技术、高素质的人才队伍

通过对隧道工程的施工实践，一大批从事隧道工程施工的工程技术人员脱颖而出，同时隧道施工作业队伍也得到锻炼，并在实践中积累下了丰富的施工经验。现场施工单位的工程技术人员，在发现地质条件与设计有出入时，应及时与勘测、设计单位沟通，通过处理、反馈，及时修正设计，合理地控制施工全过程。同时，隧道施工作业工人必须严格按照设计、规范、施工方案和技术交底的要求，进行隧道施工作业，严格杜绝违规操作、野蛮施工、偷工减料等情况的发生，将影响隧道施工风险的主观因素降低或避免。

结语

结合目前国内隧道工程的发展现状，可见隧道工程在施工过程中虽然存在很多安全隐患，但是只要从事技术管理和研究的工程技术人员提高隧道的设计、施工技术及工程管理水平，增强风险意识，同时提高隧道施工作业人员的从业素质，那么隧道的施工风险还是完全有条件可以避免的！

【参考文献】

1、丁传全等、〔J〕铁路隧道工程、《铁路工程管理与实务》、中国建筑工业出版社、2011年4月