工程地質信息化設計及其在交通工程中的應用

宋本俊

摘要：城市軌道交通工程結構具有規模大，系統結構復雜，節點數量多的特點，實施先進管理非常困難。工程地質信息設計的主要理論和方法體現出了設計信息化的工作思路和設計信息化的廣義數值模擬方法，工程表層結構網絡建模技術，GIS集成技術及其王要技術的問題和解決方案。基于此，本文主要分析了工程地質信息化設計及其在交通工程中的應用。

關鍵詞：工程地質;信息化設計;交通工程;應用

從規劃，設計，建設到運營，軌道交通項目是非常復雜的，由多部門和多學科的組，另外由于軌道交通地質條件復雜多變，并在同一時間有很多交叉施工。工程復雜性非常高，由于工程建設中大量隱藏工程的自然特性，大多數質量問題經常在施工驗收后出現，在施工過程中也必須嚴格按照標準和要求進行施工。工程管理信息化是必然選擇，要求業主的項目管理系統對外部監督單位開放。通過項目管理系統不斷加強各單位之間的協調工作，如業主，承包商，建設單位和監督單位，為項目的“投資，進步，質量，安全”奠定堅實的基礎。

一、新形勢下軌道交通工程建設管理的信息化需求

信息化方法可以有效提高監測的有效性。但從商業服務方面來看，并在這個階段使用最先進的移動技術，可以用來實現信息化項目管理的調動，及時顯示施工人員，及監督人員提供得反饋意見，現場審核和確認可由業主進行實時現場監控。

在企業管理中，實施“一體化”管理理念，建立一體化工程建設項目管理平臺，實施地鐵建設整個生命周期的管理，從規劃到建設地鐵，全面支持“新線規劃”到進入地鐵建設整個生命周期完成信息驗收管理，監控建設項目的關鍵流程，如進度，設計，質量，安全監控，合同，設計投資，采購物流，驗收，項目文件等。實現聯合建設工程，為信息流，資金管理和建設項目管理提供強有力的技術支持，促進工程建設的企業管理模式的轉型和創新，全力支持建設路徑的目標落實情況。

在IT基礎架構中，云基礎架構用于提高IT資源的效率，確保可用性以及大規模訪問期間的停機風險，還允許避免使用彼此獨立且無法共享的傳統IT資源，可擴展性差。缺點：減少設置時間，開發環境，測試，生產，災難恢復等環境，減少服務器應用協調問題的數量，訪問網絡環境，應用程序部署等，同時也提高了應用系統部署的效率。

二、數值模擬技術

近十年來，由于電子計算機的廣泛應用，數值模擬理論和解決工程地質問題的方法發展迅速，工程地質數值模擬方法的不斷成熟和完善，使工程地質問題得到了解決，也使研究課題更加深入。數值方法的一個突出優點是它可以更好地結合復雜的地質條件，如各向異性，非均質性及其隨時間的變化，復雜的邊界條件和介質的破裂。工程結構作為一個整體建模，最好的設計是通過“測試”實現。

巖土的質量不同于固體力學的一般有限元方法，邊界元法和有限差分法等，應用于巖石的均勻或地質問題中。數值模擬方法甚至可以通過本身來開發。如引入組合塊并且改進了非線性分析能力，則可以分析具有不連續界面和多媒體的更復雜巖石和土壤的性能。然而，隨著學科的發展和對巖土的認識不斷深入，新的數值方法一直是國際研究的熱點，新的數值方法主要包括：關節單元法，塊體理論，間歇變形分析，快速拉格朗日法，塊彈簧，有限元法，網絡方法和數值多樣性方法，對解決工程地質的特殊問題特別有效。

三、實例——京珠高速公路湖北大悟段高邊坡工程

京珠高速公路是穿越中國南北的主要國道。湖北段段穿越大悟縣，高山坡高40-100米，該地區的地層巖土主要為片巖和元古宙片麻巖，斷裂十分發育，巖體極為破碎。

（一）設計原則

該項目要根據以下原則：第一，根據邊坡穩定性計算結果，在假設開挖邊坡整體穩定的基礎上處理局部不穩定邊坡;第二，最佳開挖角度的選擇使開挖和加固工作最小，最經濟;第三，設計方案實施簡單，設計簡單易行;第一，加固措施要結合開挖深度進行加固，加固方案如下：首先，按照類比分析，本項目采用總體規劃，設計和施工多層開挖和光面爆破，加強錨固（網）和綜合水控措施;其次，根據剩余推力法計算方法計算的剩余推力結果，K32km剖面的斜率為55°，K34km剖面的斜率為60°，大部分斜坡處于穩定狀態，穩定系數（如果不是增益）超過1.25。因此，錨噴槍支撐主要目的是增加坡面存在引起的不穩定性以及坡面上應力沖擊波造成的損傷。因此，使用砂漿的短錨栓，主要以錨噴網支撐，從而提高穩定系數的方案。對于局部穩定系數較低的區域，通過增加噴射支護網絡的強度來提高巖體的穩定性。

（二）最優坡角的確定

變坡的最佳坡度由兩個方面決定：首先，進行穩定性分析，即剩余推力法計算坡度各段坡度的不同穩定系數，并滿足相應的規范。提供的最大傾斜角（安全系數≥1.25）作為穩定的最佳傾斜角a·1;其次，從經濟角度來看，對于斜坡的開挖，斜率越陡，斜率穩定系數越大，支撐量越小，挖掘量越大。

四、結束語

工程地質信息是在復雜地質條件下進行優化設計的不可避免的要求。通過信息技術的融入來完成整個設計和施工過程，工作流程是根據復雜工程系統配置的。數值模擬方法是信息設計的重要手段，它對巖土結構進行整體建模，相當于“測試”實際工程，并使用反向分析，提供技術設計所需的電壓和計算參數。

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