張 超

（山西省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院 山西太原 030024）

隨著我國水利事業(yè)的不斷推進(jìn)，水利工程項(xiàng)目各個(gè)階段也大力改善和完善。其中就包含很重要的施工地質(zhì)工作。施工地質(zhì)編錄作為施工階段地質(zhì)工作中的一項(xiàng)不可缺少的極為重要的內(nèi)容,經(jīng)常需要投入大量的人力,耗費(fèi)大量的時(shí)間來完成這項(xiàng)工作[1]。結(jié)合一供水工程線路遇到的現(xiàn)場問題，輸水線路和建筑物開挖斷面的日益擴(kuò)大，施工速度的日益提高，施工地質(zhì)編錄的難度也日益增加。因此如何快速準(zhǔn)確地描述地質(zhì)編錄工作是不可缺少的一項(xiàng)重要工作。施工地質(zhì)中的地質(zhì)編錄圖，一般都需要經(jīng)過重新編輯的過程。因此應(yīng)用AutoCAD進(jìn)行基坑地質(zhì)素描圖和展示圖的編輯，具有較大的優(yōu)越性。而且AutoCAD具有價(jià)廉而易推廣的特點(diǎn)，并可完全滿足輸水線路基坑、隧洞等地質(zhì)編錄圖的要求。因此作者在禹門口東擴(kuò)提水工程編制地質(zhì)編錄展示圖的工作中，首選應(yīng)用AutoCAD。用AutoCAD編制地質(zhì)展示圖具有下列優(yōu)點(diǎn)：在地質(zhì)手工素描草圖輸入的基礎(chǔ)上，可以將圖件編制、清繪、描圖等幾個(gè)工序合并為一個(gè)編輯過程。節(jié)省工作量，成圖整潔美觀；在繪制過程中，可進(jìn)行任意的修改和增刪；可以檢查原地質(zhì)素描圖上各種結(jié)構(gòu)面跡線的正確性[2]，分析原地形地貌現(xiàn)象。

1 編錄方法原理

施工地質(zhì)編錄方法是通過實(shí)測將揭露的工程地質(zhì)現(xiàn)象利用平面圖或展示圖表現(xiàn)出來。實(shí)測一般采用皮尺或鋼尺量距或利用測量儀器全站儀、水準(zhǔn)儀等實(shí)測各種地質(zhì)點(diǎn)，然后根據(jù)距離或坐標(biāo)室內(nèi)CAD成圖,這種方法工序簡單,能較好地反映現(xiàn)場編錄的實(shí)際情況和地質(zhì)現(xiàn)象。首先需要采集地質(zhì)編錄數(shù)據(jù)，包含影像數(shù)據(jù)、現(xiàn)場勘察數(shù)據(jù)、現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)、地形圖、施工設(shè)計(jì)圖以及文字表格等，之后進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的預(yù)處理及整理，信息提取與特征描述，最后就是CAD成圖。

圖1 地質(zhì)編錄方法結(jié)構(gòu)示意圖

2 編錄方法結(jié)構(gòu)示意圖

編錄方法的結(jié)構(gòu)見圖1。

3 編錄方法具體實(shí)施過程

結(jié)合禹門口東擴(kuò)提水工程施工地質(zhì)工作,來說明如何采用AutoCAD繪制線路基槽開挖展示圖以及其他建筑物基坑展示圖。

1）工程概況。禹門口提水東擴(kuò)工程是為臨汾、運(yùn)城五縣市工業(yè)、農(nóng)業(yè)供水以及農(nóng)村生活用水的保障性給水工程。工程起點(diǎn)位于新絳縣的禹門口提水工程干渠光馬渡槽末端，距東南向的新絳縣城約12 km。工程沿線經(jīng)新絳、襄汾、侯馬、曲沃、翼城，終點(diǎn)位于距翼城縣城約1 km的西梁水庫，供水干線全長60 km。需繪800多張圖紙，對(duì)于施工地質(zhì)工作來說，工程線路長、工程量大、工程問題較多，總結(jié)以往經(jīng)驗(yàn)，采用AutoCAD來繪制圖紙可以省去繁重的負(fù)擔(dān)。

2）編錄準(zhǔn)備工作。進(jìn)行地質(zhì)編錄工作，首先得采集數(shù)據(jù)。也就是地質(zhì)編錄的數(shù)據(jù)源包含：①影像數(shù)據(jù)。主要是現(xiàn)場實(shí)際的開挖數(shù)碼照片，對(duì)于現(xiàn)場有了最好的保留資料和畫面，而且數(shù)碼照片可以編輯成冊，長久保存。②現(xiàn)場勘察數(shù)據(jù)。對(duì)于地質(zhì)工作者來說，現(xiàn)場勘察是重中之重。主要觀察項(xiàng)目：地層巖性、結(jié)構(gòu)是否有斷層、節(jié)理、裂隙產(chǎn)狀及發(fā)育情況、地下水位變化及流速、突發(fā)性涌水等。③現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)。主要是原地形地貌的起伏變化以及開挖后基底高程，以及開挖后邊坡的坡比等數(shù)據(jù)。④地形地質(zhì)圖。前期階段的勘察工作，大比例地形圖上工程地質(zhì)填圖等。⑤施工設(shè)計(jì)圖。技施階段有關(guān)的基坑開挖設(shè)計(jì)圖紙。⑥文字表格。主要是高程統(tǒng)計(jì)，基坑開挖的實(shí)際尺寸，開挖中心斷面的坐標(biāo)統(tǒng)計(jì)以及有關(guān)的地質(zhì)描述。另外還包含現(xiàn)場編錄與設(shè)計(jì)要求存在不符，需要進(jìn)行變更的文字說明等。

3）編錄工作中展示圖的繪制步驟。在該工程當(dāng)中用Auto-CAD繪制的地質(zhì)編錄圖主要包含輸水線路基槽開挖展示圖，建筑物展示圖的主要包括：排水閥、排氣閥、檢修閥、分水閥室、出水池、調(diào)節(jié)閥、調(diào)蓄水庫大壩壩體及排水棱體、鎮(zhèn)墩、包封基坑展示圖等。

根據(jù)施工地質(zhì)規(guī)范比例尺要求：輸水線路基槽開挖展示圖基坑及兩壁縱、橫比例尺1：200，圖幅為297 mm×630 mm，地形變化較大的開挖單元圖幅較大，每幅圖的繪制單元按標(biāo)段的開挖單元繪制，分別按120 m和100 m長度繪制，極個(gè)別例外。建筑物開挖地質(zhì)編錄展示圖比例尺采用1：200和1：100，極個(gè)別采用 1：500，圖幅 A3。

①輸水線路基坑開挖展示圖。對(duì)于工程中輸水線路基坑開挖展示圖，主要采用兩臂一底的展開法，即將基坑兩壁向外展開，使兩臂和基底構(gòu)成一個(gè)平面[3]。首先通過測量數(shù)據(jù)和觀測數(shù)據(jù)，將兩壁和基底的地質(zhì)要素，包含地質(zhì)界線、巖性、產(chǎn)狀、開挖深度、開挖坡度、開挖基底高程、開挖基坑的基底寬度等按相應(yīng)的比例展示出來，同時(shí)將開挖單元樁號(hào)方向以及起始樁號(hào)的中心坐標(biāo)說明，其次再對(duì)這段單元的地質(zhì)情況進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)說明。輸水管線成圖如圖2。

圖2 輸水管線基槽開挖地質(zhì)編錄展示圖

②排水閥排氣閥及鎮(zhèn)墩基坑展示圖。對(duì)于工程中建筑物排水閥排氣閥基坑開挖展示圖，相當(dāng)于是井探地質(zhì)編錄，主要采用四壁展開法，即保持基坑基底面不動(dòng)，將基坑四壁向外展開，使四臂和基底構(gòu)成一個(gè)平面。跟輸水線路基槽一樣也要通過測量數(shù)據(jù)和觀測數(shù)據(jù)，將四壁和基底的地質(zhì)要素，按相應(yīng)的比例展示出來，其次再對(duì)該建筑物的地質(zhì)情況進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)說明。

對(duì)于輸水管線轉(zhuǎn)角處，開挖鎮(zhèn)墩的基坑展示，保持基坑地面不動(dòng)，相應(yīng)的槽壁展開，與底面構(gòu)成一個(gè)整體平面。通過測量數(shù)據(jù)，相應(yīng)樁號(hào)的橫斷面對(duì)應(yīng)起來，特別是轉(zhuǎn)角處開挖相鄰的斷面數(shù)據(jù)應(yīng)該是吻合的。

③泵站和調(diào)蓄水庫等主要建筑物基坑展示圖。泵站和調(diào)蓄水庫作為供水線路的主要建筑物，做好施工地質(zhì)編錄的工作顯得更加重要。泵站和調(diào)蓄水庫主要建筑物基坑展示圖其原理也相當(dāng)于是一般建筑物的地質(zhì)編錄，但是比起一般的建筑物來說，又比較復(fù)雜。具體方法是保持基坑地面不動(dòng)，將相應(yīng)的槽壁各個(gè)展開，與底面構(gòu)成一個(gè)整體平面。將各壁和基底的地質(zhì)要素按一定比例尺展示出來。泵站基坑開挖成圖如圖3。

圖3 泵站廠房基坑開挖地質(zhì)編錄展示圖

4 結(jié)語

工程地質(zhì)編錄是水利水電工程建設(shè)極其重要的技術(shù)環(huán)節(jié)。進(jìn)行基坑開挖地質(zhì)編錄展示圖，可以更加全面地反映開挖情況和地質(zhì)現(xiàn)象。特別是對(duì)于工程施工中遇到的主要工程地質(zhì)問題，施工地質(zhì)編錄作為現(xiàn)場的最原始的資料，可以更好的方便業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)、地質(zhì)和施工單位等參建各方共同協(xié)商解決。基于AutoCAD進(jìn)行的工程地質(zhì)編錄，可以作為原始資料編輯成冊長久保存，同時(shí)也是施工地質(zhì)工作中必不可少的歸檔圖件，是以后工作研究的重要資料來源和參考依據(jù)[1]。雖然基于AutoCAD進(jìn)行的地質(zhì)編錄已經(jīng)取得了很大的發(fā)展，但是對(duì)于工程線路太長、工程問題較多的工程任務(wù)仍然比較繁重。如何通過計(jì)算機(jī)軟硬件、CAD編程、圖像處理技術(shù)有機(jī)的統(tǒng)一起來，通過合理的實(shí)現(xiàn)方法模擬手工地質(zhì)編錄，將編錄過程分解為幾個(gè)有效步驟，從而便捷、高效地實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的工程地質(zhì)編錄才是以后發(fā)展的方向。

［1］曾俊才，宋殿海.施工地質(zhì)編錄新方法研究［J］.中南水利發(fā)電，2002（11）:20-23.

［2］李永生，孫煥英，白清，董建樂，黃輝.勘探工程數(shù)字化地質(zhì)編錄系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)［J］.國土資源信息化，2010（2）:31-36.