鐵路勘察設計論文匯總十篇

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篇（1）

中圖分類號：TN958.98文獻標識碼：A文章編號：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

機載激光雷達技術（LiDAR）是一種全新的遙感技術，自上世紀90年代在德國首次出現商用樣機系統以來，因其高精度和高效率，在地形測繪方面得到快速發展。目前，全球已經有幾十套商用系統在使用，主要實用系統有：Topscan、Optech、TopEye、Saab、Fli-map、TopoSys、HawkEye、Leica ALS50/60系列、Falcon等。

上世紀90年代中后期至今，美國、德國、加拿大、澳大利亞、瑞典和芬蘭等國家，先后成功應用這項技術進行了地形測量、森林資源調查與評估、三維城市建模等試驗與工程實踐。特別是芬蘭和德國，已經采用這項技術建立了全國或者大部分國土的DEM，達到了理想的效果。目前在國內已經有接近20套LiDAR設備，其中，北京星天地信息科技有限公司、山西亞太數字遙感新技術有限公司、廣西桂能信息工程有限公司、廣州建通測繪技術開發有限公司以及東方道邇公司等單位已經先后開展了實驗和工程飛行，主要用于生產數字高程模型（DEM）、正射影像（DOM），進而制作線劃圖（DLG）等。本研究將使用LiDAR技術對鐵路勘察工程設計進行研究與試驗，介紹其主要產品及應用并對經濟效益進行評價。

二、機載激光雷達技術系統構成與工作原理

（一）機載激光雷達技術簡介

LiDAR系統是一種新型的綜合應用激光測距儀、IMU、GPS的快速測量系統，可以直接測得地面物體各個點的三維坐標。機載的激光雷達系統通常還集成高分辨率數碼相機，用于獲取目標影像。從功能上看，機載激光掃描系統是基于激光測距技術、GPS技術和慣性導航技術這三種技術集成的一個軟硬件系統，其主要目的是為了獲取高精度的數字表面模型（DSM）。

目前，LiDAR提供的直接數據產品為：點云數據，DSM，DEM，DOM。經過后處理可以快速生成等高線、高程點、橫縱斷面圖，完成路線設計需要的專項測繪內容（如架空管線的凈空、交叉角度測繪等），并提供工程設計模型和景觀設計模型等。

（二）LiDAR的主要系統構成

主要系統構成包括：

1.掃描儀組件：激光發射器、激光信號接收器、機械組件、掃描鏡及窗口、接口板。

2.設備支持系統：系統控制器、飛機位置及姿態測量系統、檢流控制器、激光電源、電源分配器、控制計算機、連接電纜。

3.附屬軟件：包括項目飛行設計及對記錄數據進行后處理（濾波、分類等）處理。

4.控制/顯示器：激光發射指標器、音頻告警器、電路熔斷器、系統診斷數據輸出、控制接口。

（三）主要工作原理

通過DGPS（或PPP）和IMU求得航機線上任意采樣時刻激光發射中心的空間坐標和設備的空間姿態，內插后能夠獲取任意時刻激光光束的姿態和發射中心的空間坐標，通過激光測量激光發射中心到地面的距離，可以求得每一個激光腳點的空間三維坐標。另外，利用DGPS/IMU可以直接獲取每一張照片的外方位元素，可以快速制作DOM成果。最后將激光點數據和數碼影像進行聯合處理得到高精度的正射影像和數字高程模型。

三、機載激光雷達的應用

機載激光雷達能夠快速獲取數字地表模型（DSM），同時，配套的中畫幅數碼相機可以獲得同步的數碼相片，經過加工處理可獲得數字高程模型、分類信息、航空相片的立體像對和正射影像圖。目前還沒有成熟的專業接口供鐵路勘察設計工程中使用機載激光雷達成果，因此，如何將機載激光雷達勘測成果與眾多設計專業手段無縫結合，從海量基礎信息中快速提取或檢索有用的信息為各專業設計所用，是機載激光雷達技術應用于鐵路勘察設計的關鍵。

結合鐵路勘察設計特點和工程應用實踐，一方面將機載激光雷達技術成果進行加工，提供滿足專業應用的專題成果，另一方面，改進專業設計勘察設計流程，提出新的設計理念，以便更加有效地利用海量的基礎信息，提高設計質量和設計效率。

利用機載激光雷達技術提供的高精度、高分辨率數字地面模型和正射影像圖，結合鐵路專業設計要求，主要生產以下幾種產品（見圖4）：

1.工點地形圖。它是針對鐵路設計的控制工點，在施工圖階段做的更加詳細的勘測工作，以保證設計資料的精度和準確性。如：橋址地形、隧道進出口等；

2.斷面圖。主要包括縱斷面和橫斷面，一般它們的精度高于地形圖的精度。主要用于保證設計線路的平順性和計算工程數量的準確性；

3.數字正射影像地形圖。這是線劃圖的替代產品，通過將正射影像圖疊加等高線、專業調查的地質界線、自然保護區等矢量信息，而形成的一種地形圖，它的信息量更加豐富，更加直觀；

4.專項測繪。針對特殊的專業需求而進行的詳細勘測工作。如：水文斷面、涵軸測量、電線垂度等；

5.工程中的土石方自動計算、坡度、坡向的計算等；

6.快速構建三維虛擬場景，城市建模等。

此外，還可利用高分辨率的影像進行專業調查、地質判視等，便于指導外業工作，提高外業勘測的針對性和合理性。

四、技術、經濟效益和推廣應用前景

（一）機載激光雷達測量技術與常規航測方法的經濟比較

1.兩種技術手段外業控制測量的比較。LIDAR所需的外業控制點與常規航測外控的比較，以II級地形1：2000航測地形圖測繪（常規航測單航帶100km）為例。

（1）首級平面和高程控制網工作內容和數量是基本相同的。

（2）LIDAR系統要求每5-7km測量一個平面和高程控制點，每30km測量一處高程校正區，這樣100km線路需要布設平高控制點17個，高程校正區3個。而常規航測方法，采用150mm焦距的航攝儀拍攝，需要75個平高控制點；采用210mm焦距的航攝儀拍攝，需要150個平高控制點。

（3）LIDAR系統不因地形等級的變化而改變外業平高控制點的數量（適當的寬度，如不大于10km）。而常規航測方法會隨著寬度的增加而成倍增加外控點的數量。

2.橫斷面切繪的經濟比較。以張唐鐵路定測為例，相對于采用Lidar技術平均1000-1200個橫斷面/人天的工作效率，常規航測方法每人每天只能切繪300-400個橫斷面，可見工作效率提高了3-4倍，對企業發展帶來了巨大的經濟效益。

3.地形圖制作的經濟比較。以II級地形1：2000地形圖測繪為例。

因為LIDAR具有高效生成DEM的優勢，所以在生成等高線、高程點等具有高程信息的地形信息時具有更高的效率，在這個方面，采用Lidar技術平均效率為12-15平方公里/（人.天），常規航測方法每人每天只能測繪2-3平方公里；

航測方法在立體模型下獲取（除等高線、高程點之外）矢量信息具有更大的優勢，而LIDAR則因其自身離散性獲取能力比較弱，適合于小面積的（除等高線、高程點之外）矢量信息獲取。

（二）成功案例及分析

經過試驗與實踐，LiDAR技術已成功用于多個鐵路項目的勘測設計項目，減少了內業制圖的壓力，縮短了項目工期，在鐵路各專業使用中反映良好，取得了顯著的經濟效益。以某工程為例，泛亞鐵路某段全長257Km，由于距離遙遠，地處國外，而且鐵路過境區域存在大量地雷區域，給外業工作帶來極大不便。考慮到地理因素和方案局部變動的因素，項目在實際操作中拋棄傳統外業測量加航測制圖的作業方式，直接采用機載激光雷達系統，一次性獲取鐵路過境區域長257km，寬4km的雷達點云數據和數碼影像數據，利用該數據圓滿完成了無外業控制測量情形的1：10000和1：2000的地形圖成圖任務，不僅避免了人力物力消耗和地雷區作業的危險性，而且在內業成圖中，大膽使用數字正射影像地形圖代替傳統的DLG，取得了制作者和使用者均滿意的雙贏局面。

（三）推廣應用前景

機載激光雷達測量技術具有巨大的發展空間和潛力，作為一種新技術，還有許多發展空間，特別是在數據處理算法以及軟件和系統的開發等方面。隨著用戶數量的增加，其應用領域將越來越廣，特別是隨著激光技術的進一步發展，將促進機載激光雷達技術的革新。在鐵三院于2009年率先在國內將機載激光雷達技術應用于鐵路勘察設計并取得巨大成功后，今年鐵一院、鐵二院、鐵四院都陸續定購了機載激光雷達并加大了人力投入，可見由于其精度高、成本低、周期短等特點在鐵路行業已經被廣泛關注。鐵路行業之外，水利、公路、電力、農林等行業也在積極開展相關的研究和應用。

參考文獻：

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[2]王長進.基于機載激光雷達的鐵路勘測技術研究[J].高速鐵路精密測量理論及測繪新技術應用國際學術研討會論文集

[3]高文峰,王長進.鐵路勘測中使用機載激光雷達測繪橫斷面相關問題的探討[J].鐵路航測,2010

[4]高文峰,王長進.GPS基站布設對機載激光雷達精度影響的研究[J].高速鐵路精密測量理論及測繪新技術應用國際學術研討會論文集

篇（2）

1引言

在經濟迅速發展的今天，交通運輸業在不斷地發展，這使得鐵路的建設也更加普遍，鐵路交通作為現今軌道交通的一種，具有省時、節能等優點，存在巨大的發展空間。但是，作為重要的交通方式之一，鐵路的建設過程中安全問題應該放在首位，這就需要在施工之前對線路進行合理的勘察。在實際鐵路的勘察過程中，也還存在著一系列的問題有待于解決，由于鐵路一般是線性分布，由一個城市連接多個城市，這就會使途中的地質和地貌有很大的變化。因此，在鐵路的勘察過程中，應該盡量減少一些不利因素對于工程的影響，為路線更好的開發奠定基礎。

2鐵路勘察的目的

鐵路工程的建設前期最重要的工作就是勘察，鐵路勘察的主要目的就是熟悉鐵路所在區域的相關情況，尤其是地質情況，并對實際情況進行掌握，只有這樣，才能使鐵路的建設人員充分了解相關情況，并預測可能出現的事故等，使這一區域的地質可以得到最大限度的開發，避開開發的不利因素。按照地質條件的不同，可以實現鐵路因地制宜的開發項目，在實現物盡其用的同時，還能保障對所在區域鐵路施工的有效管理[1]。對于鐵路的勘察，主要有以下幾點作用：第一，為幫助工程找到最佳的施工地點，可以在規劃的環節進行勘察，這就是選點的關鍵，鐵路是跨區域的施工工程，只有將各地區最適合施工的地點選好，才能保障后期的工程順利完成；第二，為建設工作更好的實施，需要勘察的過程中做好相應的規劃工作，在保障勘察資料具有一定的真實性和科學性的同時，要進行工程的可行性研究。

3鐵路勘察的現狀

當前的鐵路行業雖然發展迅速，但在施工過程中，尤其是在勘察的過程中還有許多的問題有待于解決，具體包括以下三個部分：第一，工作人員在工作中的專業性較差，這主要是由于很大一部分的工程師對于其他的一些專業缺少了解，與此同時，設計人員和施工人員的勘察知識不多，就導致對于勘察的知識和技術不夠專業，很多情況下，由于一些工作人員對于鐵路的勘察專業知識不足，但卻對勘察的工作提出了一些想法，也有設計人員對鐵路的勘察工作進行隨意安排的現象，這些情況在很大程度上阻礙了勘察結果的科學性，更有甚者，完全不尊重施工地點的情況，不做勘察就直接進行施工，這在很大程度上致使事故發生；第二，在勘察的過程中資金沒有進行合理的安排，這是由于勘察人員的技術不足以及實際勘察具有很大的難度，致使勘察的成本超過實際的勘察預算，也會影響整個鐵路施工的建設進度；第三，勘察的周期沒有進行合理的安排，鐵路的勘察工作是非常復雜的，需要一定的周期[2]。但是，在很多的鐵路工程中，經常是在工程項目進行報送時就需要提交相應的地質報告，或者是可研報告剛剛提交施工單位就要求提交相應的地質報告，這就在很大程度上導致鐵路的勘察周期縮短，勘察的結果也受到很大的影響。

4改善鐵路勘察的措施

在鐵路的勘察過程中，往往會由于很多外界因素影響到鐵路的勘察效果，本文根據這些問題給出相應的措施，具體分為以下幾個方面：第一，應該重視鐵路的勘察對于環境的影響[3]。這是由于鐵路是連接多個城市的重要運輸線路，每一個城市的環境也不盡相同。因此，在進行勘察的過程中，尤其要注意的是對于環境的影響，這種影響主要包括兩個方面：一是鐵路的勘察工作會對鐵路的周邊環境產生相應的影響，主要是由于一段鐵路的施工，可能會對這段鐵路原有的線路有一定的影響，二是鐵路的勘察會對鐵路的建設地的地質產生一定的影響，鐵路在勘察的過程中，就是對于原有的地質環境進行改變的過程，一旦施工不到位，就極有可能導致施工地點的地面出現變形等現象。第二，應該劃分好責任，這主要是清楚勘察工作的流程及技術管理，主要是由勘察單位負責來對問題進行解決。第三，對于施工方法要進行統籌管理，由于勘察要求不同，對應的巖土的勘察重點也不同，在勘察過程中應該盡量減少因目標不清晰造成的各種資源不能盡用的問題。第四，勘察應該加強與設計的聯系，這就需要勘察人員及時與設計人員進行溝通和聯系，在了解整個鐵路設計的前提下，熟悉鐵路設計中需要的參數，明確應該勘察的重點，對于勘察的項目進行有針對性的布置，減少工作成本的浪費。

5鐵路勘察的技術發展

現今的鐵路勘察技術已經逐漸的發展，本文對于勘察的幾個技術進行具體的分析：第一，測繪。測繪是鐵路勘察中最常用的也是最基礎的辦法之一，簡單來說就是在測繪知識的前提下，通過對要修建的鐵路位置進行相應的野外調查，對鐵路將要施工的區域進行相應的勘察，在勘察的同時記錄好相應的水文、地貌以及地質情況，并對這些數據加以分析和研究，通過分析的結果制定好相應的地形圖，從而達到可以幫助后期的施工工作順利進行的目的。第二，制定并完善相應的鐵路勘察管理制度。由于勘察單位不同，相應的勘察側重點和技術方法也不同，這就導致勘察的結果也不盡相同，這些因素會對鐵路的設計和使用方面產生各種不同的影響。因此，各單位應該設置相應的鐵路勘察管理機制，對已有管理制度的單位應該對其進行完善，致使鐵路相關的勘察單位具有相似的管理制度，從而在很大程度上解決這一系列的問題。第三，使用鉆探技術和坑探技術。鉆探技術和坑探技術可以有效地探明將要建造的鐵路的所在地的地質情況，并且是最重要的勘察手段之一，在鐵路工程的勘察工作中是不可缺少的。鉆探方法的使用是很廣泛的，可以根據具體地質的不同來進行具體的應用。

6結語

綜上所述，在鐵路工程的勘察過程中，可能會遇到很多問題。例如，工作人員在工作中的專業性較差，在勘察的過程中資金沒有進行合理的安排，勘察的周期沒有進行合理的安排等，針對這些問題，應該采取一系列的改進措施。例如，應該重視鐵路的勘察對于環境的影響，對于施工方法要進行統籌管理等。與此同時，本文根據現今的鐵路勘察情況，詳細敘述了幾種勘察技術的發展課題。例如，測繪技術、制定并完善相應的鐵路勘察管理制度、使用鉆探技術和坑探技術等。

【參考文獻】

【1】蘭堅強.山區高速鐵路工程地質勘察及存在的問題———以贛龍鐵路福建段為例[J].資源信息與工程，2017(02):152-153+155.

篇（3）

1、概況

寶蘭線客專為一次雙線，武威路中橋位于R=2000的圓曲線上，線路高度受站場布置控制。跨越甘肅省蘭州市武威路，跨越角度為87°42′14″，武威路為城市道路，瀝青路面，現狀寬度為12.0m，較為繁忙。

2.主跨結構及設計資料

2.1橋梁跨度LP=80.0m，矢跨比1/5，拱軸線方程。吊桿間距6 m，采用雙吊桿。系梁混凝土采用C55， 橋面寬，拱腳處16.60m，跨中15.00m。

拱腳處梁高3.1m，跨中梁高2.5m，截面形式采用單箱三室。拱肋采用外徑為1.0m 、壁厚為20mm鋼管形成拱肋，綴板厚度20mm，綴板外間距70cm，鋼管外間距2.8m，拱肋矢高16.0m，鋼管的鋼材采用Q345D，拱肋內灌注微膨脹C55混凝土。

2.2二期恒載 包括線路設備重，人行道欄桿及扶手，電纜槽、擋碴墻、豎墻、防水層及保護層。取200kN/m計算。

2.3溫度力 按整體升溫25℃，降溫25℃計算。

2.4限界計算： 表1

3.系桿拱計算分析

3.1拱肋計算

3.1.1拱肋截面換算

拱肋采用鋼管混凝土啞鈴形截面，兩側各設置1道“K”撐和“一”撐。

圖2 拱肋截面圖

考慮綴板，拱肋及拱肋內混凝土的換算容重：

=23.8kN/m3

考慮鋼管內其余桿件：23.8×1.3=30.94 kN/m3

3.1.2拱肋的穩定檢算

平面內穩定參照《鐵路橋涵設計基本規范》（TB10002.1-2005）第5.2.13條計算。

計算得平面內穩定系數為33.8

平面外穩定采用MIDAD Civil2012軟件計算，計算得平面外穩定系數為7.5

3.2系梁計算

3.2.1系梁縱向計算

采用橋梁結構分析系統BSAS軟件對系梁部分進行計算分析，主要控制條件及計算結果：

表2

3.2.2系梁橫向環框計算

1、單元劃分及加載圖示，縱向采用1m長

4.結語

本橋受制于城市道路及鐵路線路高程控制，結構高度嚴重受限。采用一跨跨越的系桿拱結構，造型美觀，結構簡單，施工環節較少，施工方便，工期短、成橋快。文中詳細設計過程，計算分析了結構、截面、穩定性等，對站場附近同類橋梁起到很好的借鑒參考作用。

參考文獻

[1]李亞東.橋梁工程概論[M].成都：西南交通大學出版社，2001.

[2]范立礎.橋梁工程（下）[M].北京：人民交通出版社，1987.

[3] 馬勝雙. 京滬高速鐵路跨濟兗公路鋼箱系桿拱橋主橋方案設計 [J].鐵道標準設計，客運專線鐵路橋梁設計論文專輯.

篇（4）

中圖分類號：U21 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）10（b）-0064-03

1 引言

1.1 自然地理

玉蒙鐵路屬泛亞鐵路東線的一段，位于云南省滇東南地區，北起昆玉線玉溪南站，經通海、建水、個舊等縣（市）到達紅河州蒙自縣，線路全長141.5 km。

玉蒙線其中一段線路需從通海盆地（高程約1800 m）緊坡下至曲江盆地（高程約1300 m），需以秀山特長隧道橫穿平頂山至里山一帶山體，為全線重點控制工程。

該區域地質構造復雜，新構造運動強烈，是我國大陸現今地殼構造運動最為強烈的地區，以活動斷裂規模大，分布密集，地震活動頻繁，震級大，地震破裂帶長，位錯量大為主要特征，1970年通海曾發生7.7級地震。由此造成該區域工程地質條件極其復雜，存在眾多不良地質體。因此，在設計階段做好線路方案比選，確定技術可行、經濟合理的重點控制工程，對下階段的施工、運營都具有重要意義。

1.2 線路主要技術標準

國鐵I級，單線；設計行車速度Vmax=120 km/h；限制坡度12‰，雙機24‰；最小曲線半徑：一般1200 m，特殊困難800 m；牽引種類：電力牽引，貨機SS3b型、客機SS7C型；牽引質量：2000 t；到發線有效長度：650 m，預留850 m；閉塞類型：站間自動閉塞。

1.3 方案研究目的

該段線路為越嶺地段，受地形地貌和兩端盆地高程控制，線路從通海盆地需以緊坡下至曲江盆地，造成該段線路工程較大，橋隧相連。

可研線路方案存在的主要問題：通海隧道進口段漫坡進洞，有一段淺埋土質隧道，有近400 m路基拉槽，其坡面水將排往隧道，洞口條件較差，施工困難；同時，通海隧道進口之前穿過第四系湖積層較長，該段軟土及砂土層厚度超過40 m，對路基工程不利。

針對上述問題，有必要對該段線路方案進行優化比選，遵循“線路方案服從重點工程選址”的原則，合理選定作為全線重點控制工程的特長隧道―― 通海隧道的位置，兼顧其他工程，穩定該段線路方案。

2 線路方案研究比選

2.1 方案研究的基礎工作

從以往隧道施工情況看，隧道選址的好壞，工程地質和水文地質條件起決定作用，直接影響隧道安全、質量、工期和投資。因此，特長隧道選線，歸根到底是地質選線，應在盡可能搞清楚地質條件的前提下，盡量繞避不良地質，合理選定隧址。

為了盡可能準確地為方案研究提供地質資料，在研究1：20萬區域地質圖、區域水文地質圖、區域水文地質普查報告基礎上，進行不同比例的工程地質遙感衛片、航片解譯判釋，工程地質調繪，物探結合控制性鉆探等手段，并委托中國地震局地殼應力研究所完成《活動斷裂鑒定報告》、《場地地震安全性評價報告》等工作，為隧址選定和線路方案比選研究提供了翔實、可靠的基礎地質資料。

2.2 線路方案研究布置

2.2.1 設計原則

（1）線路服從重點特長隧道工程地質選址的原則。根據工程地質情況，選定地質條件相對較好的隧道位置，洞身軸線盡量以較大交角穿過地質構造線，避免順斷層破碎帶布置。

（2）兼顧兩端工程技術條件可行、安全的原則。適當控制高烈度地震區橋（墩）高度，確保安全。

（3）經濟合理，有利施工、運營的原則。確保工程安全的前提下，盡量節省工程投資，改善運營條件。

2.2.2線路方案布置及綜合技術經濟比選

根據地形、水文及工程地質條件，結合工程特點，在進行大面積、多方案隧道選址比較后，重點選定了有比較價值的地質條件相對較好的通海隧道位置與可研設計方案進行比較，同時為了控制處于高烈度地震區的曲江大橋高度，在新選定的線路平面位置下進行不同橋高的縱斷面設計比較。見圖1。

各方案主要工程數量及投資比較見表1，主要優缺點比較見表2。

比較范圍：DK23+600～DK53+400。

2.2.3 方案比選結論

高橋位方案雖然曲江大橋最大墩高為80 m，但該方案徹底改善了通海隧道進口條件和通海站設站條件，為下步施工和運營創造了有利條件，工程投資較工程可行性研究方案少2671.48萬元。經綜合比較，推薦采用高橋位方案，得到專家認可。

3 結語

隨著鐵路修建技術日趨成熟和施工水平不斷提高，特長隧道和高墩、大跨橋梁被普遍采用作為鐵路選線克服高程、改善運營條件的有利手段。鐵路為帶狀建筑物，在特定的地形地貌和工程地質條件下，尤其在地質條件極為復雜的西南山區選線，應遵循“線路服從重大工程地質選址”的原則，對于控制線路方案的橋、隧等重大控制工程選址，采用綜合地質勘察手段，在查明工程地質條件的基礎上合理選定，然后再兼顧其它工程進行線路方案的綜合技術經濟比選，做到工程安全、技術可行、經濟合理，切實穩定線路方案，縮短設計周期，為后續階段施工、運營打下堅實基礎。

參考文獻

[1] GB50090-2006，鐵路線路設計規范[S].北京：中國鐵道出版社，2006.

篇（5）

隨著我國基本建設規模的擴大，隧道工程已經成為鐵路、公路和水利水電等大型項目中的重要工程。隧道工程的重要性越來越顯著，隧道工程的數量和長度明顯增加，規模不斷擴大。因此隧道工程的安全施工和貫通，是不可回避重要任務和技術難題。危及隧道工程施工的地質病害大致分為三類：1不良工程地質條件，諸如巖體的裂隙發育密集帶、構造破碎帶、巖溶發育帶、以及人工采礦造成的不良地質條件和高地應力造成的危害等；2不良水文地質條件，諸如巖溶水、構造和裂隙水等；3不良環境條件，諸如有毒有害氣體和強放射性的環境。對于以上地質問題，在隧道工程的勘察設計階段，已經投入大量的地質勘察工作，但是由于地質、地形條件的復雜性和相應勘察技術的現狀水平，以及時間、經費等條件的限制，勘察階段的地質資料一般難于達到施工階段的精度要求。國內外因地質條件不明造成隧道施工事故的教訓是不少的，例如：日本越新干線中山隧道涌水淹沒事件；前蘇聯貝加爾—阿穆爾干線上某隧道的突水事件；我國成昆線、大秦線、衡廣復線建設中，因地質問題的停工時間約占到1/3；以及不久前發生的四川某隧道瓦斯爆炸，造成重大事故和人員傷亡。以上隧道施工事故的危害是巨大的，因此強調加強隧道施工地質超前預報工作是非常必要的。

我國隧道地震波超前預報技術的研究起始于上個世紀的90年代，鐵道部第一勘測設計院物探隊提出“負視速度方法”。鐵道部第一勘測設計院是較早研究隧道地震超前預報的單位。他們在1992年7月，利用地震反射波方法對云臺山隧道進行隧道超前預報，預報成果與開挖后的隧道左壁“破碎帶”和“斷層”的位置基本一致。從上個世紀90年代初開始，我國物探技術人員一直沒有停止對隧道地震超前預報技術的研究。曾昭璜（1994）研究利用多波進行反演的“負視速度法”，這種方法利用來自掌子面前方的縱波、橫波、轉換波的反射震相在隧道垂直地震剖面上所產生的負視速度同相軸來反演反射界面的空間位置與產狀。北方交通大學的陳立成等人（1994）從全波震相分析理論和技術的角度研究隧道前方界面多波層析成像問題，進行隧道超前預報。他們的研究成果在頡河隧道、老爺嶺隧道地質預報中應用，取得預期的效果。該方法的工作原理是以地震反射波方法為基礎。工作中他們根據嫻熟的地震反射波技術進行數據采集和數據解釋，當時沒有開發出針對隧道地震預報的處理系統，同時受當時條件所限制，該項技術未能得到進一步深入研究和發展。

1995年左右鐵道部下屬單位引進瑞士“TSP202” 隧道地震波超前預報的儀器，當時曾組織系統內有關地質和物探專家在隧道工點進行了試驗，未見明顯的效果，認為其技術與“負視速度方法”基本一致，對其處理解釋系統爭議較大、認識褒貶不一，試驗工作無果而終，該設備技術的消化工作也就擱置了。時隔7年后，隧道安全施工要求進行地質預報，該儀器設備由鐵路系統的工程局又開始第二次引進，并直接用于隧道施工的預報工作。可以說由于第一次引進消化工作不深入，造成第二次引進后出現：應用工作中的盲目性和簡單化，以及其他一些不正常現象。在宜萬鐵路隧道施工中不斷出現的問題，使人們開始反思，不少論文也提出了存在的問題，鐵道部也下發文件要求科學地進行超前預報。可以說短短幾年的應用實踐，人們仍然在探索著地質預報技術的進步。

隧道地震波超前預報屬于物探技術，但比地面的地震波物探技術復雜，我國的地質物探工作者一直沒有放松該技術的研究工作。北京市水電物探研究所研究地震波勘察檢測技術已經有近20年的歷史，并且是多道瞬態面波勘察技術的發明單位，生產的SWS型工程勘察與工程檢測儀器系統，已經為400多家勘察設計、高等院所廣泛應用，并且出口日本等國家。2003年該所投入人力物力研究隧道地震波預報技術，研究TGP12型隧道地質超前預報儀器，以及孔中高靈敏度三分量檢波設備，方便的孔中耦合技術，和Windows編程的數據處理軟件系統。在經過大量的預報實踐驗證后，于2005年通過了由國家隧道中心王夢恕院士組織的國內著名隧道專家的評審鑒定。該儀器系統推向市場不到2年的時間，已經有近20臺套投入到隧道超前地質預報工作中應用，反饋信息普遍受到用戶的好評。

鐵道部工程設計鑒定中心趙勇主編的《高速鐵路隧道》一書，提出隧道地質超前預報的方法有以下部分組成：①地質分析、②超前平行導坑預報法、③超前水平鉆孔法、④ 物理探測法。并闡述物理探測法與地質分析法、超前平行導坑預報法、超前水平鉆孔法相結合，解決不同地質災害的應用原則。書中介紹了國產TGP隧道地震波預報系統，聲波反射方法，地質雷達方法，紅外探水方法等。

本文就隧道地震波預報技術中的若干關鍵問題，并結合應用中的實際問題闡述如下，目的在于引起同行們討論，促進地震波預報技術理論水平的提高，促進采集數據質量的提高，促進資料的解釋推斷工作向合理化方向發展。

一、隧道地震波方法的預報原理

隧道地震預報工作利用地震反射波原理，在隧道內以排列方式激發的地震波，向三維空間傳播的過程中，遇到聲阻抗界面會產生反射波。聲阻抗是介質傳播彈性波的速度與介質密度的函數，介質的聲阻抗數值為速度與密度的乘積。因此地層中的巖性變化界面、構造破碎帶、巖溶和巖溶發育帶等界面會產生地震反射波，這種反射波被布置在隧道內的檢波器接收，輸入到儀器中進行信號的放大、數字采集和處理，實現地質預報的目的。

由此可以看出，隧道地震波預報技術是通過直接探查聲阻抗變化的界面，經過人工分析實現間接推斷地質病害的方法。

圖（2）不同夾角構造界面的地震波路徑與反射波記錄形態

圖（1）示意與隧道斜交的構造面，其地震波傳播的路徑圖，構造面上的地震波反射點在白色園內。圖（2）示意不同夾角構造面的地震波路徑與反射波記錄形態，與隧道夾角不同的構造面其反射點位置不同，地震波傳播路徑偏離隧道軸線也不同。構造面與隧道正交時地震波傳播路徑與隧道軸線平行，右圖為與隧道正交構造面產生的地震反射波記錄，根據反射波同相軸計算得到界面與檢波點之間巖體的地震波速度，該速度代表隧道圍巖的性質。由非正交條件下地震反射波記錄獲得的速度為地震波傳播路徑巖體的“視速度”，“視速度”值的大小不僅與路徑上巖體的性質有關，而且與界面和隧道的夾角有關。應用地震波預報構造面位置的計算是利用地震波在炮孔段的傳播速度，各構造面之間巖體的速度是綜合界面反射獲得的“估算速度”，不是隧道圍巖的真速度，應用中結合反射點偏離隧道軸線距離的遠近和巖體的各項異性分布綜合考慮使用。

圖（2）是理想模式的三份量地震波時距曲線形態。實際工作中采集的地震波是錯綜復雜的，理想模式的地震波是不常存在的，記錄上普遍存在有來自三維空間中多個方向的反射波，和各種形式的干擾波，這是應用技術中首先考慮的問題。

針對隧道地震波傳播的復雜性，TGP地震預報系統不僅利用地震反射波走時關系，同時采集空間地震波三分量記錄，進行地震波的極化分析與計算，該技術的突破有利于地質構造面產狀、規模和地質體性質的預報。

二、TGP隧道地質超前預報系統

隧道地震波預報的早期研究，是由研究和利用地震波在時間空間域中的運動學特征開始的，工作中認識到僅僅利用地震波運動學和動力學特征是不夠的。隧道工程的地震波在全三維環境條件下傳播，這種條件比地面上的平面半無限空間條件復雜得多，而且隧道內地震波的接收與激發測線與探測目的是近于垂直或者大角度相交的條件，因此影響在地質構造面上獲得大長度大面積的地震波信息量。針對這種狀況，預報工作僅僅利用單一模態的地震波難以勝任。因此，TGP系統強化采集地震波的多波列信息，綜合利用地震波的多波列震相信息，因此TGP系統的功能得到明顯的增強。

TGP隧道地質超前預報系統包括儀器設備和處理軟件兩大部分。其中儀器設備有TGP型儀器主機、接收傳感器、孔中定位安裝工具和電纜等。圖（3）是TGP隧道地質超前預報系統的主機。其處理軟件由地震波數據輸入與編排、空間坐標建立、能量均衡、干擾波分析與去除、觸發時差校正、譜分析、縱橫波分離、巖體速度參數計算、回波提取與偏移圖、有效波分析與衰減參數計算、極化波處理與構造產狀圖、綜合分析與繪制成果圖等模塊組成。

轉貼于

工程應用中，TGP型隧道地質預報系統對于500多米距離的構造面具有清楚的地震反射波信息，說明儀器系統具有足夠的信噪比。實際工作中考慮預報距離和分辨精度兩方面要求，預報距離一般采用150米至200米。TGP型隧道地質預報系統具有登記全部測長距離內地質構造信息的功能，利用逐次遞進的位置相關分析，和源生成果對比等處理功能，有利于去偽存真和排除異常，提高預報成果的質量。該系統2005年8月通過由國內知名隧道、地質、物探專家組成的專家組評審鑒定。專家們一致認為“TGP12儀器與相關的處理系統，性能穩定可靠，采集的波形完整，信噪比高，與國外同類儀器對比整體上具有國際先進水平，可替代進口產品。”具體評審意見如下：

1、TGP12是集信號放大，模數轉換，數據采集、存儲和控制為一體的密封防水防震的物探設備；優于利用微機裝配式結構的儀器，TGP12適合在惡劣的隧道環境中使用。

2、TGP12的三分量速度型檢波器具有高靈敏度，指向性強和較寬的頻帶響應等特點，因而拾取的地震波信號具有高的質量品質。TGP12孔中接收檢波器采用黃油耦合，方便、經濟、快捷。優于在鉆孔中需要錨固異型鋼導管的方式。2米長的鋼導管難于攜帶、運輸，價格昂貴，一次性使用，費事費工費財。

3、TGP12的地震波采集觸發是開路觸發方式，即信號線在雷管引爆炸藥的同時被炸斷，信號線同時開路觸發儀器采集，儀器采集無延時差，保證定位的準確性。超前預報儀器若采用起爆器電脈沖同時觸發電雷管和觸發主機采集的方案，由于電雷管起爆的延時時間難于做到一致，因此會造成儀器采集的走時誤差，這種觸發方式在我國的地震波勘探規程中明確規定不宜使用，更何況隧道巖體的速度比覆蓋層介質的速度高出幾倍以上，以巖體波速4500m/s～ 5500m/s為例計算，每一毫秒誤差會造成2～3m的預報距離誤差，一般瞬發電雷管的延時誤差不止一毫秒，因此由20多次激發的平均線計算隧道巖體速度，和利用存在誤差的時間計算距離，兩次誤差的乘積造成的誤差不容忽視。

4、TGPWIN隧道地震波處理分析軟件借鑒了已有相關軟件的長處，并充分考慮彈性波在三維空間的傳播特點，以及根據TGP儀器采集的數據格式編寫。功能特點如下：

（1）全中文界面，通俗易懂，對地震波信號的處理過程，直觀、方便，具有友好的人機操作界面。

（2）對P波、SH波、和SV波的分離完善合理，這是超前地質預報數據處理的關鍵工作之一。

（3）處理軟件具有相關部分互相檢查的功能，例如點擊偏移歸位成果圖上的反射界面位置，程序會轉到該位置界面的反射波組位置，通過分析反射波組的連續性、反射波的極性和能量，確定偏移成果的可靠性和性質。有助于去偽存真，由此及彼，由表及里，深化認識，使預報結論科學可靠。

（4）TGPWIN處理中有自動處理方式，也有手動處理方式，有深入分析異常可靠程度的追蹤功能，這樣設計既適應非物探專業的普通工程技術人員使用，又適應物探專業人員分析地震波傳播特性，對復雜地質條件進行深入研究工作的需要。

5、TGP12系統只要增加不多的配套附件和軟件模塊，就可以增加儀器用于隧道檢測的其它功能，例如：對已襯砌的隧道進行襯砌脫空檢測，檢查隧道圍巖中隱蔽的病害（巖溶）。也可以在掌子面上用錘擊的激發方式做到短距離更為精確的地質預報，因而它是一機多能的設備。

TGP12的性價比與國外同類儀器相比具有明顯的優勢。而且研發、生產在國內，用戶可以獲得及時周到的技術服務和技術支持，以及儀器維修等方面的方便性。

三、工程應用實例

篇（6）

1.前言

隨著社會的不斷進步和科技的不斷發展，應用于數據處理、繪制圖形、解析、擬合分析的軟件是層出不窮，在這些軟件之中，有些功能比較全面，且非常強大，能處理大量的數據，而有些軟件則具有針對性，能應用于某些特殊領域，且效果也是非常可觀。經過大量的生產實踐與研究證明，由美國公司開發的origin軟件是一種非常理想的數據處理與繪圖軟件，它是當今世界上最著名的繪制圖形和數據處理軟件之一。origin軟件的優點是，操作方便，界面明了，初學者容易掌握，能夠繪制不同的圖形，如散點圖、直方圖及3d圖形，線性與非線性擬合更是它強大的功能，提供了約250多個的擬合函數。這樣可以盡可能的減少和避免研究者在繪制圖形過程中由手工操作造成的失誤和誤差。origin軟件在科學和工程界已經得到了很普遍的運用，是全世界公認的快捷、靈活、易學，友好的的工程數據處理與繪圖軟件。

2.問題的提出

確定路基沉降穩定性控制指標和沉降的準確預測是路基工程信息化施工的重要內容，利用沉降預測理論去推算后期沉降以及根據預測數據進而實現施工控制有著重要的意義，目前國內和國外用來路基沉降預測和計算的方法很多，例如有：曲線擬合法，分層總和法，經驗公式法，應力路徑法，圖解法，反分析法，線性回歸方法，灰色系統，人工神經網絡等，國內外許多專家在這方面都做出了突出的貢獻，鐵路路基在動荷載和靜荷載的作用下，沉降將隨時間的發展而變化，通過現場采集數據，分析后發現沉降量與時間之間存在著一定的線性關系，如果用比較傳統的方法，工作量將會是非常的繁重，會浪費不必要的財力和物力，基于這些原因，本文將著重探討運用先進的origin軟件進行路基沉降曲線的擬合和仿真。

3.工程概況

新建蘭新二線是我國鐵路“八縱八橫” 中長期規劃中主通道高速鐵路的重要組成部分。此線路跨越新疆維吾爾自治區、青海省、甘肅省，全長約1768km，其中，大部

分線路穿越戈壁土地區，新疆境內就有長約713.4km的戈壁土鐵路穿越區，沿線地理環境、氣候條件、及工程地質特性差異較大，為確保鐵路路基建設的質量和指導施工，沉降觀測組于2011年1月24日進入現場勘查、對一些比較典型的地段進行了長期的沉降與觀測，先期確定了路基沉降觀測方案和觀測點的埋設位置，重點選取k1042+960斷面進行沉降觀測，并真實的記錄了沉降數據。

4.試驗方案

試驗段計劃工期2天，2010年8月27日開工，2010年8月28日完成。

（1）埋設四電接口，精平基床底層；（2）在已驗收的基床底層頂面上由測量班二次放樣，用白灰線灑出作業區域及路基中線；（3）該段填筑采用模板支擋進行施工，模板支立一次成型，填筑寬度為12.26m（含加寬10cm）。（4）填筑表層級配碎石采用分層、分區填筑，每區段填筑長度為150m左右。（5）路基兩側打入鋼釬、搭設鋼絲線，攤鋪機就位調試熨平板、鋼絲高度、水平傳感器立柱高度。（6）填筑時，采用3臺攤鋪機共同作業，兩側兩臺攤鋪機對3.5m范圍內攤鋪作業、中間5.5m一臺攤鋪機作業，兩作業面工作間距擬定20m，最佳距離在實驗過程中不斷總結。（7）攤鋪機作業時，由dk1081+671.4開始向大里程穩定作業。根據現場機械跟蹤調查，攤鋪機最大攤鋪厚度≤30cm，擬兩層填筑基床表層碎石。填筑時通過鋼釬搭設鋼絲繩控制攤鋪機攤鋪高度，攤鋪機攤鋪時，第一層以5.5%坡度進行攤鋪，第二層以8.2%坡度進行攤鋪后，再用重型壓路機碾壓至驗收標準。（8）鐵路基床表層級配碎石鋪筑完之后，需要確定位置埋設觀測樁，在同一斷面處埋設3處，兩側對稱埋設，據線路中心線約5.5m處埋設，中心觀測樁埋設于線路中心線處。埋設時，要將基床表層的級配碎石切割成12cm*12cm*35cm的方坑，之后澆筑混凝土，在其上埋設觀測樁，并進行加固處理。

5.一元線性回歸模型

一元線性回歸的理論模型， 其中是自變量，它是已知值，在這里表示觀測時間。是因變量，是由自變量所引起的變量，是未知值，在這里表示沉降量。如果要確定沉降量和時間的線性關系，那么

先要確定a，b，c這三個待定參數。

6.曲線擬合和仿真

強大的origin軟件提供了很多線性和非線性擬合工具，可以在“analyse”菜單欄中找到，而其中的多項式擬合工具對于許多不規則的數據有著比較好的擬合效果。該觀測點于2010年9月30日開始觀測，2011年7月15日觀測完畢，根據所得到的觀測數據，描寫散點圖，如圖1所示，再應用origin軟件進行曲線擬合，得到時間和沉降的關系曲線，其擬合曲線如圖2所示。

圖1 k1042+960斷面的沉降散點數據圖 圖2 k1042+960斷面的沉降曲線擬合圖

圖1中黑方點為根據沉降量所描出的數據點，而圖2中的黑曲線為運用多項式擬合所得到的曲線，該斷面在第278天時實測的沉降量為3.05cm，而根據擬合曲線預測的沉降量為3.12cm，此斷面在175-300天時，曲線變得平緩，說明沉降已經趨于穩定，k1042+960斷面處的沉降實測值與預測值列于表1。

表1

天數 實測 預測 誤差 天數 實測 預測 誤差 天數 實測 預測 誤差

0 0 0 0 160 1.99 2.03 2% 239 2.96 2.84 4%

50 0.45 0.42 6% 1745 2.62 2.56 2.3% 252 3.03 2.97 1.9%

105 1.25 1.32 5.6% 194 2.76 2.48 10.1% 265 3.05 3.08 1%

135 1.55 1.58 1.9% 215 2.83 2.76 2.4% 278 3.08 3.12 1.2%

注：實測沉降量和預測沉降量的單位都以cm計。

7.結論

（1）由表1可知，預測值與觀測值的誤差較小，充分說明了origin軟件在路基沉降中進行曲線擬合和仿真的必要性。（2）運用origin軟件，對沉降量和時間關系進行曲線擬合，可以很直觀的顯示沉降規律。（3）根據擬合方程，可以用天數推算沉降量，再與實測量進行比較，能避免人工操作造成的的失誤和不足。（4）能夠正確、快速的對觀測數據進行分析和處理，操作方便、簡潔明了，能滿足數據處理和圖形繪制的要求。（5）origin提供了多種非線性曲線擬合和線性擬合的方式，可應用于工程領域的很多方向，這有待進一步的研究。

參考文獻：

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[3]雷學文，白世偉，孟慶山.灰色預測在軟土地基沉降分析中的應用[j]. 2000.21（2）：145-147.

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[5]李向國.高速鐵路技術[m].北京：中國鐵道出版社，2008.

[6]陳仲頤，周景星，王洪瑾.土力學[m].北京：清華大學出版社，1994.

[7]池淑蘭，孔書祥.路基工程（第二版） [m].北京：中國鐵道出版社，2007.

篇（7）

1、2020年已取得授權實用新型xx項，著作權版權xx項；

2、受理中，發明專利xx項，實用新型xx項，著作權版權x項；

3、主編中國公路學會標準x個，參編中國工程建設標準協會標準x個；

4、申報省級工法x項；

（二）科技研發投入情況

**高度重視科技研發資金的投入，逐年加大科研經費投入力度，積極謀劃集團科研基金設置和管理模式，優先用于主業領域涉及核心技術和自主知識產權的重點項目研發。

（四）培養新經濟、新業態、新商業模式情況

當今已來到大數據、云計算、互聯網信息時代，物流商貿發展需要數字化引領，未來在數字化經濟的支撐下，數字商務將達到更大范圍、更寬領域、更深層次下的“大物流、大商貿、大協同和大開放”。

**打造的“xxx”平臺，應用了多平臺大數據、移動互聯和區塊鏈等新技術,打造“xxx”一站式外貿綜合服務平臺基于真實貿易背景的供應鏈金融服務，為外貿企業提供查詢、通關、運輸、保險、退稅、金融、外匯、倉儲、配送等跨境供應鏈一站式服務。2020年，xxx被列為重點防疫保障企業，服務全國外貿企業超xxxx家、物流企業近430xxx,達已實現跨境鐵路100%覆蓋，xxx口岸公路覆蓋xx%。訂閱運蹤xxx條，平臺用戶超過xxxx個。運蹤追溯可跨越xxx個國家。下一步，我們將利用區塊鏈技術，實現銀企對接，有效降低企業的融資成本，預計20xx年營業收入可突破百億元。

二、2020年科技成果轉化總結

（一）開展雙創工作情況

1、借助xx與華為技術有限公司共同舉辦的“xxx”，積極謀劃軟、硬件科技創新孵化體系建設，推行眾創、眾扶、眾籌等創新模式，打造專業化的眾創空間和科技成果孵化平臺。

2、謀劃與xx成立合資公司，共同開展新能源相關產業技術創新及研發。利用集團豐富的土地資源、閑置空地，建設分布式光伏發電站，為xxx新能源服務提供支持，同時依靠自身優勢，謀求創新發展理念，驅動項目穩定落地。

3、在加強專業技術人才科技創新的基礎上，開展崗位創新為主的職工技術創新活動，計劃在核心期刊正刊發表學術論文10篇，在源發期刊發表且被SCI、EI收錄的學術論文3篇，申請發明專利2項。

（二）培育壯大科技型企業模式情況

1、根據**集團整體發展戰略要求和xxx改革發展需求，堅持科技創新，以高新技術驅動企業快速發展，打造xxx多元化發展新的增長點和亮點，計劃引入優秀民營企業合資組建xxx，公司將以特種工程新材料、新技術研發為關鍵技術切入點，服務于我省乃至xx地區的交通建設、養護管理，為智能化交通提質升級，實現特種材料、特種工程技術的產業化推廣應用。

2、xxx公司是xxx省公路勘察設計院的xx企業，其主營業務包括工程咨詢、勘察設計等傳統產業和智能交通等高新技術新興產業。開發以智能壓實系統為代表的智慧交通產品，公司參與了xxx的編制工作，掌握xxx的核心技術，公司也是xxx等地方標準的參編單位，具有較強的科研能力。

篇（8）

關鍵詞：黃土高邊坡 穩定 比較分析

0 前言

由于黃土獨特的物質組成、結構及其所處的地貌和構造環境，在切割強烈、地形起伏較大的黃土溝壑和塬、梁、峁區修建高速公路，因技術要求和條件限制，不得不進行大量的開挖，形成髙陡的公路黃土邊坡。

1 試驗段概況

試驗段地處黃河中游，位于山西西南邊隅，呂梁山南端，東以石頭山、金崗嶺、姑射山為界與蒲縣、堯都區、鄉寧接壤，西臨黃河與陜西宜川相望，南以下張尖為界與鄉寧昌寧鎮相接，北以處壑溝為界與大寧相臨。

試驗段邊坡位于黃土低中山區，微地貌為中緩坡，陡坎，路線左側為劉家溝，沿路線走向地勢右高左低，地面總體向劉家溝傾斜。植被發育，主要為荒草灌木，分布于整個路塹范圍內。

2 邊坡優化理論

本文將采取“陡坡寬臺”的設計理念，即在保持邊坡總坡率不變的情況下，合理的減少原設計中每一級坡的高度并且增加其單級坡的的坡角。與此同時，增加其各平臺的寬度并達到所要求的總坡率。對原坡型進行設計比較，以便找到更適合各區的公路黃土高邊坡的合理坡型。

3 優化方案

以三種不同坡型對原坡型進行設計，其具體設計如下所示：

（1）原坡型:第一級坡高8m，坡率為1:0.5，平臺寬4m；第二級坡高8m，坡率為1:0.75，平臺寬2m；其余每8m高設一級，每級邊坡坡率為1:0.75，并設2m寬平臺。在32m和40m高處設8m和4m的寬平臺（圖3-1）。

（2）方案一:第一級坡高8m，坡率1:0.4，平臺寬度4m；其余每4m高設一級，每級邊坡坡率1:0.4，并設2m寬平臺。在16m、32m和40m高處設4m、6m和6m寬平臺（圖3-2）。

（3）方案二:第一級坡高8m，坡率1:0.3，平臺寬度4m；其余每4m高設一級，每級邊坡坡率1:0.3，并設2m寬平臺。在16m、24m、32m和40m高處設4m、4m、8m和6m寬平臺（圖3-3）。

（4）方案三:第一級坡高8m，坡率1:0.5，平臺寬度3m；其余每4m高設一級，每級邊坡坡率1:0.5，并設2m寬平臺。在32m和40m高處設6m和6m寬平臺（圖3-4）。

3-1 山西省原公路邊坡設計 圖3-2 1:0.4坡型設計

圖3-3 1:0.3坡型設計 圖3-4 1:0.5坡型設計

4 優化經濟對比

由于坡率和坡高的不同會引起坡型的改變，從而導致土石方的削方量不同，使其工程預算也隨之改變。然而，預算的不同往往能影響投資者和施工者對該工程的期望和施工。因此，設計一個結構上穩定、經濟上合理、外觀上美觀的邊坡是至關重要的，本文對不同坡率的設計坡型與原坡型在其削方量上進行對比，其對比結果如表4.1所示。

表4.1 不同坡率的設計坡型與原坡型在削方量上對比

根據山西省工程預算定額的規定，按要求根據上述的匯總數據對以上四種不同坡型的土坡進行工程預算，其中包括直接工程費、施工技術措施費、施工組織措施費、綜合費用、規費、稅金及總價等一系列的資費。其總預算如表4.2所示。

5 結論

在坡體穩定的基礎上，對原設計和優化設計的四種不同的坡型經過經濟比對可知，坡率為1:0.3的坡型所需的預算最少，原設計方案所需的預算最高，坡率為1:0.4和1:0.5的坡型所需的預算居中，達到對坡體進行優化的效果。

參考文獻：

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[2]交通部第二公路勘察設計院.路基（第二版）.人民交通出版社，1995.11

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中圖分類號：G643 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）03-0047-02

自2009年全日制專業碩士開始招生以來，因出現時間短，全日制專碩培養存在一定不足，相應的各種培養機制、培養條件和培養效果沒有達到要求。目前對全日制專業碩士生的培養存在諸多爭議，如“緩解就業”論、“收益”論、“差生”論、“換湯不換藥”論、“招考模式雷同”論等質疑。根據國務院學位委員會定位，全日制專業學位是具有專業實踐教學環節、具有較強的解決實際問題的能力、能夠承擔專業技術或管理工作的高層次應用型人才。教育部明確規定專業碩士更加強調工程實踐能力培養，因此，全日制專業碩士的實踐能力培養是專業學位研究生教育質量的重要保障。對應推行五年多的全日制專業碩士培養來說，實踐能力培養探索是一個新課題。為此，成都理工大學結合自身地學優勢特點，在辦學過程中找準自身特色和優勢，依據地方經濟和行業發展對工程應用型人才的迫切需求，在全日制專業碩士實踐能力培養方面進行了有益探索和改革，并取得一定成效。

一、地質災害防治優勢學科平臺

我院現有國家級突出貢獻中青年專家1人，全國杰出專業技術人才2人，國家杰出青年科學基金獲得者2人，教育部長江學者特聘教授1人，“百千萬人才工程”國家級人選4人，中國青年科技獎獲得者2人。依托地質災害防治與地質環境保護國家重點實驗室和“地質工程”國家重點學科，立足于我國西部地區重大工程建設和防災減災的需求，建立了地質災害防控創新方法體系，推動了該領域學科發展和進步。重點關注我國西部地區經濟建設和社會發展中所面臨的日益嚴峻的地質災害問題，在汶川地震、蘆山地震、尼泊爾地震和康定地震誘發次生地質災害，大型水電工程、交通工程、國防工程災害和自然地質災害防治方面發揮了重要作用。學院先后承擔國家、省部級和橫向委托項目400余項，累計科研經費超過3億元，產生經濟效益達數十億元，

研究成果先后獲國家科技進步一等獎2項（獨立單位），二等獎2項，部省二等以上獎勵30余項，出版專著50余部，國內外1200余篇。此外，我院還獲國家級教學成果二等獎2項，省部級一、二等教學成果獎10余項。學院在地質災害防治方面擁有雄厚師資力量、國家重點學科、國家重點實驗室和2011地質災害防控協同創新中心，在地災防控方面具有明顯的學科優勢，為我院全日制專業碩士培養提供了良好的學科平臺。

二、面向行業開設應用型創新課程

為使專業碩士人才的培養更加貼近行業和社會需求，我院立足自身地學優勢，面向行業狠抓專業碩士類課程建設，在課程改革上將學碩與專碩分離，力求使專碩課程改革符合行業需求，更加適合應用型創新人才的培養。以“行業―實踐―案例”為理念構建以工程行業實踐能力培養為主的課程模式，讓學生了解本行業國內外新知識、新技術、新方法并應用于實際工作，讓學生進一步拓寬行業發展的最新動態和解決實際問題所需要的新知識，并根據行業和相關企業實時需求進行動態更新，有效推動全日制專業學位培養觀念轉變，推動科技進步與社會發展，產生社會與經濟效益。如，近年來注冊巖土工程師考試更加注重工程地質、鐵路和公路行業的地質勘查和地質災害防治等知識點，因此我院在滑坡災害防治、工程數值模擬和地下結構工程等課程中進行了教學點更新，不斷強化考點案例分析和工程實例分析，研究生的注冊巖土考試通過率有了較大提高，使課程教學與行業有效結合起來，突出了專業碩士培養的工程應用創新特點。

三、面向企業聘請高水平企業導師

我院作為四川省研究生教育改革創新項目首批專業學位研究生教育實踐基地，承擔著高層次應用研究型人才培養的重任。利用我校地學優勢學科平臺，建立“工程實訓體系、技術創新體系”的雙體系創新培養模式，以工程應用創新建立良好企業合作關系，以模式改革謀專業碩士培養上臺階，為此，我院聘請了既有扎實理論基礎，又有豐富工程經驗，并且了解企業亟需創新技術的高水平企業導師參與專業碩士研究生的實訓及論文指導。這些導師一般都是具有博士學位的教授級高級工程師，有很強的工程應用創新能力，能啟發學生進行工程應用創新，解決實際工程難題。我院在對地學類專業碩士的雙體系培養過程中，邀請在全國巖土工程、地質勘查和地質災害防治行業具有較高影響力的業界專家承擔研究生校外實訓指導，比如中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司陳衛東教授級高工、中國中鐵二院集團屈科教授級高工、四川藏區高速公路有限責任公司李永林教授級高工、四川省交通廳公路規劃勘察設計研究院王聯教授級高工等參與專業碩士生論文選題和指導工程。他們大都具有博士學位，以及省學術與技術帶頭人、院總工等稱號，具有創新能力，能啟發學生進行應用型創新，有力推動了研究生學習積極性、主動性。該培養模式將學校、學生與企業融合到一起，在學校和企業之間搭建橋梁，既能解決學生就業問題，又為企業挑選了適合人才。

四、面向西部環境進行實踐能力培養

與企業建立聯合培養體系后，再根據西部地區復雜的地質環境條件、大型工程建設地質災害防治問題和重大關鍵技術問題，為研究生提供地學類實踐基地和平臺。選擇具有現代化管理水平、行業創新能力強、技術生產先進的企業建立一批高標準、穩定合作的校外實訓基地。近年來，我院投入100多萬元與水電、交通和地質災害防治行業內企業共建了“大型水電工程實訓基地”、“地震震中區地質災害―四川汶川野外基地”、“大光包滑坡研究基地”和“地質災害―四川都江堰野外基地”。這些實踐培養基地既可以進行野外地質技能訓練，又可開展課題研究；既能承擔工程建設和科研任務，又可讓學生按行業要求進行工程實踐和工程難題攻關。這些實踐教學模式注重學生地質素養、解決和分析實際工程能力的培養，實現野外認識能力強、重大災害問題能獨立與創新性思考的目標，并能解決實際工程難點問題，可為我國西部重大工程建設和地質災害防治提供大量應用型人才。

五、培養質量和效果

為使企業始終保持對研究生校外實踐培養的熱情，我院主動為用人單位著想和服務，在基地建設、專碩人才培養模式、管理隊伍建設和管理機制改革等方面加強與企業的交流，先后赴中國地質大學（武漢）、同濟大學、長安大學和西安建筑科技大學等同行院校及陜西省地質礦產勘查開發總公司、中鐵第一勘察設計院集團有限公司、武漢地質工程勘察院、中國華西企業股份有限公司等企業開展了學習交流與調研工作，加強了與各聯盟院校和企業的溝通和聯系，獲得了寶貴的信息資源，達到了“加強交流、借鑒經驗、啟迪思路、推動發展”的目的。在專業碩士考核質量方面，擯棄傳統的專碩“差生論”觀點，對專碩畢業論文的考核，重點考核畢業論文是否有對實際工程“應用創新”的內容，推進應用創新和服務社會。我校全日制專業碩士生張巖同學經過在四川省交通廳公路規劃勘察設計研究院的實踐培養，先后申請了《一種高地溫隧道隔熱散熱襯砌結構》、《一種液脹式讓壓抗震抗高地溫錨桿》、《一種高地溫隧道支護的樁型預應力錨索》和《內置式全長防腐錨桿》等多項發明專利，并發表了多篇SCI論文，為西部地區多條高速公路設計和施工提供了科研支撐。

通過多年的探索和建設，我院全日制專業碩士培養效果顯著，在就業形勢嚴峻和成都地區其他“985”、“211”高校生源競爭下，我院地學和土木類專業的專業碩士畢業生就業率仍然保持在95%以上，培養質量受到了同行和企業的高度認可。

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篇（10）

W市位于山東半島中部，市域背山面海，兼有山海之利，是山東東部地區重要的交通樞紐。W港地理位置優越，腹地范圍廣闊。本項目是W港集疏運體系的重要組成部分，項目建成后，將直接溝通益羊、德龍煙、黃大等周邊鐵路，進而將W港與全國鐵路網連通，為W港擴展更大的內陸腹地，吸引更多貨源，促進本港快速發展提供了可靠的集疏運保證。同時，該港作為W市濱海經濟開發區的重要組成部分，本項目的建設，有助于濱海經濟開發區及周邊地區降低貨物運輸成本，提高W市海運能力和城市總體功能，促進地方經濟發展。

本課題研究的目的是通過分析W市疏港鐵路項目在施工項目成本控制方面存在的問題及原因，應用當今項目成本控制的理論和方法，結合項目的實際，尋求企業成本控制的行之有效的方案和對策。在本文中，通過對成本控制方法的研究，努力達到工程實施的實際發生能夠按照預先確定的成本水平進行的目的，充分合理地利用企業的人力、物力、財力，避免項目施工過程中的損失和浪費，節約生產能耗、降低成本、提高經濟效益。

一、項目概況

W港位于山東省W市北部，2007年正式獲得國務院批準晉升國家一類對外開放口岸。擬建項目為W港疏港鐵路，是W港的重要后方通路，起點為大萊龍鐵路預留的雙河站，沿疏港公路向北部延伸，止于W港防護堤（進入港區鐵路不在本次設計范圍之內）；全線全長15.963km，設2處車站，一處為雙河站，一處為港口站。兩站距離為15.395km，其中雙河站為中間站；港口站為技術站。

本線為W港區專用線，沿途不設置會讓站。全線共設兩個車站，在大萊龍鐵路的預留站雙河站（即本線開站）接軌，終點站為港口站（港區規劃己設三個分區車場，前期一個分區車場），可以滿足港區運量的需要。雙河站，設有效長為1050m的正線1條，到發線2條，預留線1條；新建港口站，近期設有效長為1050m的到發線4條，調車線2條，機車整備線2條，牽出線1條；分區車場設有效長為1050m的到發兼調車線8條，能夠滿足列車技術作業要求。

二、項目成本估算

（一）主要工程數量

雙河-港口正線長度15.963km，土石方123.88萬立方米，新建大、中橋梁3座，新建鐵路生產及生活房屋1667.18m2，永久用地918畝，臨時用地220畝。本線控制工程為大橋，全長386.5，主橋采用混凝土連續梁，基礎為鉆孔灌注樁基礎。本橋施工工期安排18個月。

（二）各項工程靜態投資及費用的估算編制

1、直接費 ：（1）定額直接工程費：按專業工程分類，以總預估算范圍為單元，按《鐵路工程估算指標》或分析指標編制；（2）價差：①人工費價差：按鐵建設[2008]26《關于補充鐵路基本建設工程設計概預算綜合工費類別劃分的通知》調差。②材料價差： 當地料差根據調查價與“129號文”價之差計列。③其他主材價差按鐵道部定額所的2009年2季度主要材料信息價結合2009年10月主要材料信息價格與“129號文”價之差計列。

2、間接費：以基期人工費和基期機械使用費之和為計算基數，按不同工程類別，采用“113概算辦法”表17規定計算。

（三）動態投資、機車車輛購置費及鋪底流動資金

1、工程造價增漲預留費：根據鐵道部建技（1999）89號文件的通知，未計列工程造價增漲預留費。

2、建設期投資貸款利息：以靜態投資額為計算基數，貸款額度為55%，年利率為5.4%；機車車輛購置費：按設計所需新增機車1臺；鋪底流動資金：參照“113概算辦法”的規定，新建單線I級地方鐵路按6萬元/正線公里計列。

（四）投資預估算總額及技術經濟指標

依據上述估算辦法，本項目估算投資總額40663.98萬元， 技術經濟指標2547.39萬元/正線公里。其中靜態投資36024.81萬元，技術經濟指標2256.77萬元/正線公里。機車購置費980萬元，鋪底流動資金95.78萬元。

三、項目的不確定性分析

本項目對固定資產投資、運營成本、運量進行了單因素變化的敏感性分析，以確定項目的風險承受能力，為項目的決策提供依據。這些因素的變化對財務內部收益率的敏感性分析見表3-1和全部投資財務敏感性分析圖。

對于全部投資的財務內部收益率，從敏感性分析可見，最敏感的影響因素為運價和運量，其次是土建投資和運營成本，當運價和運量分別向不利方向（減少）變化20%時，全部投資的財務內部收益率為5.17%、5.49%，仍大于行業基準收益率3%，說明項目具有一定的抗風險能力。

四、項目各階段成本控制研究

（一）項目投資決策階段的成本控制分析

項目的投資決策階段作為整個項目建設過程的起點，對于項目建設具有重大的意義。該階段的主要工作內容是通過對當前經濟形勢和市場情況分析，結合項目的實際情況，對項目建設的可行性和成本收益進行分析，并最終確定所研究項目能否進行投資建設。作為成本控制的起點和依據，該階段在整個項目管理過程中起著至關重要的作用。如果項目投資決策階段的成本控制做到位，那么就能夠提高成本控制的效率，減少項目開發的不確定性。

（二）項目投標階段的成本控制分析

招投標做為現代競爭環境下發展的產物，在項目建設過程中有著廣泛的應用，尤其是大型建設項目，從土地獲取、施工圖設計到項目施工建設、原材料供應、竣工驗收的全過程，無不貫穿著各種形式的招投標活動。通過招投標，能夠依據投標價格遴選出最低的項目建設成本；能夠選擇最具資質的項目承包企業；能夠更有效率的完成項目建設的各項活動。此外，通過招投標合同，也使得項目的建設有法可依，有據可循，保證項目質量的同時節約項目成本，這些優點使得招投標階段成為項目成本控制的重要部分。

本項目也實行招投標制，對建設項目勘察設計、施工和主要設備、材料采購實行公開招標。在本項目中，公司通過成本預算確定項目投標的保價，在中標后簽訂協議書，其合同的工程造價作為工程的預算成本。

（三）項目施工階段的成本控制分析——掙得值法

掙得值法所涉及的評價指標為：費用偏差（CV=BCWP-ACWP），進度偏差（SV=BCWP-BCWS），費用執行指標（CPI=BCWP/ACWP）和進度執行指標（SPI=BCWP/BCWS）。當CV0時，表示進度提前。當CPI>1時，表示低于預算。當SPI>1時，進度提前。

W市疏港鐵路建設項目建設期為18個月，計劃于2012年9月份開工建設，預計2014年3月工程全部竣工，項目的進度安排已在上文中體現。

在對該項目運用掙得值法進行分析時，要靈活運用這四個指標及時進行修正。例如發現費用偏差低于0，就要及時調整費用，不至于讓實際消費超過預算值太多。如發現進度偏差小于0，則表示項目的進度過慢，需要加快。在2013年5月末的掙得值分析詳見表4-1。

從下表數據中，可以看到ACWP=30926，BCWS=30828，BCWP=30906.8，因此，計算可得：

本項目費用偏差CV=BCWP-ACWP=-19.2；

本項目進度偏差SV=BCWP-BCWS=28.8；

本項目費用執行標準CPI=BCWP/ACWP=0.999；

本項目進度執行標準SPI=BCWP/BCWS=1.0001。

由數據能夠看出，CV0項目工期有較大落后。CPI

（四）項目竣工結算階段的成本控制分析

項目的收尾工作對于整個項目也起到了至關重要的作用，如果能將該階段的工作做好，那么整個項目的成本控制才算圓滿完成。在收尾階段，要避免由于忽視其重要程度而提前將主要的人力、物力抽離項目的現象，這必然會引起收尾質量的下降。在項目進入收尾工作之前，應派專人整理項目過程中涉及的各方面的資料，以便結算；進入收尾階段后，相關人員應該根據項目預算、實際支出等資料和記賬憑證，認真核算項目實際花費，及時辦理工程結算；收尾工作完成后，也要保存相關資料，以便日后查閱。

五、結論

W市疏港鐵路建設項目涉及投資數額巨大、建設周期較長、施工環節復雜多樣，為保證總成本按計劃實現，必須采用科學合理的成本管理手段，從施工準備至竣工驗收的各個環節入手，嚴格進行成本控制，保證工程項目的如期竣工。

縱觀整個項目管理的發展進程，成本管理一直以來就是工程項目管理者研究的重點和焦點，是項目管理學中一門非常實用的學問，被眾人所關注。為順利實現成本控制目標，必須借助專家和技術人員的力量，經過參與各方的共同研究和探討，總結出更為成熟，更能適應具體工程項目的管理理論和方法，為相關行業的高速發展提供借鑒。

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