刁亞飛

【摘 要】隨著我國交通的發(fā)展和橋梁建設(shè)的增加，GIS技術(shù)在大型橋梁工程地質(zhì)勘察中發(fā)揮作用日益突出。GIS技術(shù)既可以處理屬性數(shù)據(jù)又可以處理空間數(shù)據(jù)，應(yīng)用GIS空間分析技術(shù)探大大提高地質(zhì)勘察的精度，降低了工作難度，提高了工作效率，GIS已經(jīng)成為解決大型橋梁工程地質(zhì)勘察的一種高效的技術(shù)手段。本文分析了大型橋梁工程勘察的特點，介紹了GIS在大型橋梁工程勘察中的重要性，并探討了基于GIS的大型橋梁工程勘察工作。

【關(guān)鍵詞】GIS；勘察；空間分析

1 大型橋梁工程勘察的特點

大型橋梁一般都會跨越較遠的距離，在這樣的大跨度中，橋梁就會經(jīng)歷各種地形地貌及地質(zhì)單元，有平原、河谷也有山地、溶巖，這些復雜的地質(zhì)給工程的勘察工作帶來了較大的困難和較多的工程量。如果勘察工作存在偏差就會導致施工中的返工甚至是橋梁建成后的沉降與坍塌，因此必須做好地質(zhì)勘察工作。大型橋梁工程勘察劃分為四個階段，下面我們分階段進行分析：一是，預可階段。本階段主要是以公路網(wǎng)規(guī)劃和公路建設(shè)計劃等為依據(jù)，對原來已有的相關(guān)資料進行分析，從地質(zhì)條件方面探討橋梁方案是不是合理是不是可行，同時給下一個階段提供繼續(xù)勘察的依據(jù)。二是，工可階段。該階段主要是掌握橋梁所在地的工程地質(zhì)特征、各工程方案的一般地質(zhì)條件與控制工程方案的主要地質(zhì)問題等資料，從而提供數(shù)據(jù)方便確定橋梁路線的走向、橋梁的位置、橋梁的基礎(chǔ)形式、橋梁的樁長等等。三是，初步工程地質(zhì)勘察階段。該階段主要是以合同或協(xié)議書的規(guī)定為依據(jù)，在確定橋梁工程可行的前提下，對大型橋梁的場地開展深入的地質(zhì)比選，從而更好的選定工程場地、確定合理的設(shè)計方案。四是，詳細工程地質(zhì)勘察階段。本階段主要是以已經(jīng)獲批的初步設(shè)計文件中所確定的修建原則、設(shè)計方案、技術(shù)要求等相關(guān)資料為依據(jù)，全面有效地開展勘察工作，從而最終確定橋梁的位置、橋梁的形式等，并且編制出具體的施工圖設(shè)計文件。在大型橋梁工程中，由于要對不止一個橋址進行勘察，加上原本勘察工作就比較復雜，所以要嚴格按照上述步驟分階段的認真的開展勘察工作。在外業(yè)勘察工作結(jié)束后的每個階段還要做好勘察成果的整理工作，勘察成果形式多樣，其中就包括圖形數(shù)據(jù)，主要有AUTOCAD繪制的dwg以及dxf矢量圖，隨著GIS技術(shù)的不斷發(fā)展，基于GIS的三維信息模型在工程勘察中也應(yīng)用的越來越多，所以，成果中還包含了由CAD文件加工獲得的GIS空間數(shù)據(jù)。

2 GIS在大型橋梁工程勘察中的重要性

在大型橋梁的巖土工程項目中，通過GIS技術(shù)能夠有效地快速的收集諸如工程所在地的地貌、坡度、土層與水文等巖土方面的相關(guān)信息。然后通過GIS獲取的信息，對橋梁巖土工程的地形特征進行評價，對其可能會對橋梁工程造成的影響進行研究，如是否存在地質(zhì)災(zāi)害、施工后是否會對周圍環(huán)境造成影響，通過設(shè)計是否適合在該地區(qū)建設(shè)橋梁等。最后充分利用GIS系統(tǒng)提高地質(zhì)勘察準確性的優(yōu)勢進行橋梁項目的決策，以通過GIS獲取的數(shù)據(jù)關(guān)系為基礎(chǔ)構(gòu)建出勘察模型，獲取巖土工程中潛在的作用力，降低橋梁建設(shè)的質(zhì)量與安全風險。

工程地質(zhì)剖面圖是地質(zhì)勘察工作中的重要組成部分，主要是根據(jù)地質(zhì)剖面圖、勘探資料和試驗成果所編制，用來反映研究區(qū)內(nèi)一定深度范圍內(nèi)的垂向地質(zhì)結(jié)構(gòu)，一般將地下水位、取樣深度、原位試驗等數(shù)據(jù)標記在圖中，這些數(shù)據(jù)只是點數(shù)據(jù)，在掌握空間拓撲技術(shù)的基礎(chǔ)上，則可以將剖面線上的所有鉆孔的分層特征及實驗數(shù)據(jù)通過空間差值進行連線生成空間地質(zhì)剖面圖。一般情況下地層厚度只以柱狀圖進行表示，利用GIS差值可以繪制地層厚度空間分布圖，利用鉆孔分層數(shù)據(jù)就可以得到某一地層的厚度。在進行大型橋梁工程的地質(zhì)評價過程中，需要進行承載力評價或滲漏評價，但是評價結(jié)果只是每個鉆孔所代表的點位，盡可能的用較多的鉆孔點反映研究區(qū)面。在掌握空間差值技術(shù)的基礎(chǔ)上，可以將不同點的評價結(jié)果進行空間差值，使得評價結(jié)果具有空間特性，能夠更好地反應(yīng)研究區(qū)域真實的地質(zhì)特性。

3 基于GIS的大型橋梁工程勘察

3.1 現(xiàn)場布設(shè)

按照橋梁工程巖土工程的實際狀況，對GIS技術(shù)內(nèi)的數(shù)據(jù)參數(shù)進行調(diào)整使其能夠滿足勘察的要求，同時要保證控制干擾GIS參數(shù)因素的出現(xiàn)。依據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021-2009約束GIS技術(shù)的勘察行為，進行勘察點的布設(shè)?？碧近c的數(shù)量、間距、深度及其成果必須可以保證查清楚橋梁工程的地貌、坡度、土層與水文等條件，要滿足設(shè)計需求?？碧娇滓詷蛄涸O(shè)計方案為依據(jù)進行布設(shè)。一般情況下，工程地質(zhì)條件簡單的橋位，一個墩臺布置1個鉆孔或配合原位測試采用隔墩布置鉆孔。如果所在地區(qū)地質(zhì)條件比較復雜時可以多布設(shè)幾個?？傊辈禳c的布設(shè)應(yīng)當能夠全面掌握橋梁巖土地質(zhì)實際狀況，并且可以獲得工程對巖土地質(zhì)的影響，對穩(wěn)定性做出合理評價。

3.2 GIS勘察數(shù)據(jù)的獲取

根據(jù)勘察設(shè)計和橋梁場區(qū)的實際狀況來對GIS系統(tǒng)的設(shè)備進行安裝，避免勘察工作進行時發(fā)生設(shè)備故障。在安裝之前要最好設(shè)備的檢查工作，包括全部組合器件是否符合要有、絕緣件能不能絕緣，緊固件有沒有發(fā)生松動，氣密性好不好等等。在使用GIS時要保證GIS系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，首先要保證GIS設(shè)備的擺放不受外部環(huán)境的影響，GIS系統(tǒng)容易受自然環(huán)境因素的影響，所以在擺放時是要注意防潮、防塵工作，使用的時候要避免雨雪、空氣濕度相對較小的天氣。做好GIS設(shè)備的養(yǎng)護，減少設(shè)備故障，一旦發(fā)現(xiàn)故障要及時解決，避免由于設(shè)備問題造成的勘察數(shù)據(jù)不準確。橋梁巖土工程勘察人員在現(xiàn)場收集的數(shù)據(jù)要及時的導入到計算機中去，避免數(shù)據(jù)的流失，并且通過軟件對這些數(shù)據(jù)進行分析，編制出合理的勘察報告。

3.3 GIS系統(tǒng)的查詢與空間分析？

通過GIS技術(shù)對各種格式的數(shù)據(jù)錄入、批量導入對地層統(tǒng)計結(jié)果進行報表輸出，能夠生成包括工程勘察報告中所需的柱狀圖、統(tǒng)計圖、剖面圖等一系列專業(yè)圖件。針對研究的地質(zhì)體層狀特性，提供基于鉆孔數(shù)據(jù)、剖面數(shù)據(jù)及等值線圖等多源數(shù)據(jù)利用GIS空間分析模塊生成三維空間模型。在橋梁工中通過GIS建立這樣一個簡易的地理信息系統(tǒng)，這個系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)勘察中和地理位置緊密聯(lián)系的數(shù)據(jù)的存貯和查詢工作，這些數(shù)據(jù)包括橋梁工程的地質(zhì)狀況、水文地質(zhì)、地震場類別、第四紀土層厚度和歷年最高水位等等，將這些數(shù)據(jù)分類建立成一個圖層，整個系統(tǒng)就是一個包含諸多方面圖層的查詢調(diào)用系統(tǒng)。無論是單獨顯示圖層還是任意幾個圖層同時顯示都可以。在查詢過程中對于需要的數(shù)據(jù)可以直接通過Citystar的圖形查詢模塊。

4 結(jié)束語

GIS系統(tǒng)大型橋梁工程勘察占有舉足輕重的地位，隨著使用的增多我們驗證了GIS系統(tǒng)的強大功能。因此，我們在大型橋梁巖土工程勘察中要重視GIS系統(tǒng)，并在結(jié)合野外調(diào)查實驗的基礎(chǔ)上充分的發(fā)揮GIS系統(tǒng)的優(yōu)勢，做好數(shù)據(jù)模型的建立與分析工作，從而獲取準確的橋梁勘察數(shù)據(jù)。

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[責任編輯：張濤]