关于水运勘察工程问题的探讨

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  摘要: 当今测绘学在经济建设和国防建设中得到了广泛的应用,在城乡建设规划以及国土资源利用和环境保护等一些工作中,有必要进行土地测量和测绘各种地图,以便于供规划和管理使用。
   关键字:水运工程; 测绘; 岩土; 水文; 测量; 勘察
  Abstract:Surveying and mapping in economic construction and national
  defense construction has been widely used,In the urban and rural construction
  planning and land resources utilization and environmental protection work, there is a need for land surveying and mapping of various map, in order to use for planning and management.
  Key words:Port and Waterway Engineering Mapping Rock and soil
  Hydrology Measurement Reconnaissance
  
  中图分类号:U692.2+1文献标识码:A文章编号:
   随着人类科学技术的不断发展,人类活动对地球表层的改造作用日益强大,对环境的改造也越加显著,反过来环境对人类活动的反作用也日益成为影响人类安危的重大课题,如地下矿产资源的大量开采导致环境严重污染,过量抽取地下水造成地面下沉,森林过度砍伐,河湖淤积及沙漠化等等。而水运勘察工程正是来解决这些水资源问题的,水运勘察工程涉及到多方面的知识,所以我们要对水运勘察工程有一些初步的了解。以下是根据本人调查和了解到的一些资料对水运勘工察程的认识。希望对大家在水运勘察的研究上可以有所帮助。
   1测绘学的概念
   测绘学所需要研究测定和推算的是地面点的几何位置、地球形状及地球重力场等等,根据一些测量地球表面自然形状和人工设施的几何分布,再有结合某些社会信息以及自然信息的地理分布,编制全球和局部地区各种不同的比例尺的地图和专题地图的理论和技术学科。这种技术又称测量学。它主要包括测量和制图两项具体内容。测绘学在经济建设和国防建设中得到了广泛的应用。在城乡建设规划以及国土资 源利用和环境保护等一些工作中,有必要进行土地测量和测绘各种地图,以便于供规划和管理使用。在地质勘探、矿产开发、水利等具体的工程建设中,有必要完成对工程的控制测量、矿山测量、路线测量。不可忽视的是,还需要绘制地形图,帮助地质普查和各种建筑物设计工作的顺利完成。
   2测绘所包含的重要方面
   需要正确的理解和用用测绘学的内容服务于社会,深刻的应用到现实生活中必须了解测绘学在一些勘测中的具体侧重点。方便测绘勘测工程的具体实施。例如,地形测量、水准、控制、水深测量这些方面。
   2.1地形测量
   地形测量指的是测绘地形图的作业。即对地球表面的地物、地形在水平面上的投影位置和高程进行测定,并按一定比例缩小,用符号和注记绘制成地形图的工作。地形图的测绘基本上采用航空摄影测量方法,利用航空像片主要在室内测图。但面积较小的或者工程建设需要的地形图,采用平板仪测量方法,在野外进行测图
   2.2水准测量
   水准测量是利用一条水平视线,并借助水准尺,来测定地面两点间的高差,这样就可由已知点的高程推算出未知点的高程。
   2.3控制测量
   控制测量是测定一定数量的平面和高程控制点,为地形测图的依据。平板仪测图的控制测量通常分首级控制测量和图根控制测量。首级控制以大地控制点为基础,用三角测量或导线测量方法在整个测区内测定一些精度较高、分布均匀的控制点。图根控制测量是在首级控制下,用小三角测量、交会定点方法等加密满足测图需要的控制点。图根控制点的高程通常用三角高程测量或水准测量方法测定。
   2.4水深测量
   水深测量测定水底点至水面的高度和点的平面位置的工作。是海道测量和海底地形测量的中心环节,目的是为船舶航行提供航道深度和確定航行障碍物的位置、深度和性质。其程序为:测量前确定测区范围和测图比例尺、设计图幅、准备图板和展绘控制点、布设测深线和验潮站以及确定验流点和水文站的位置;测量船沿预定的测深线连续测深,并按一定间隔进行测深点定位,同时进行水位观测,确定礁石、沉船等各种航行障碍物的准确位置,探清最浅水深及其延伸范围,并进行底质调查、测定流速和流向以及收集水温及盐度等资料;最后对水深测量的原始资料进行各项改正,并检查成果质量以及绘制成果图。内容包括①深度测量,是沿测深线方向,按一定间隔测取待测深度点(称测深点)的深度;②测深点定位,是精确地测取测深点的平面位置和用解析法或图解法将测深定位点测绘到图板上;③精度校正,是为保证成图质量而认真分析测得资料,对平面控制测量、高程控制测量和测深点定位的精度、航行障碍物探测的完善性、测深线布设的合理性、深度点的密度及等深线勾绘的准确性等进行评价,并用定位点的点位中误差评定定位点的精度。
   3水运勘探工程实际状况考察之岩土问题
   要使得水运勘测工程得到顺利的事实运营,真正的发挥到其后期作用。就必须注重实施地点的具体地理情况,其中一个不可忽视的就是岩土。岩土的松软极其土质都会对水运工程的实际运用产生重要的影响。所以在前期的准备工作中,对这些具体的实际情况的了解是十分必要的。
   希望可以通过我所经历和了解的具体实验能让大家能够对岩土工程具体的了解,进而更加的理解水运工程勘察的重要性。以下是岩土工程的几个重要实验
   3.1平板荷载试验
  实验器具:十字板剪切和旁压仪试验,锚杆和土钉测试, 静力触探试验,动力触探试验等
   实验内容:平板荷是在一定尺寸的刚性承压板上分级施加荷载,观测各级荷载作用下天然地基土随压力和变形的原位试验,它可用于:根据荷载-沉降关系线(曲线)确定地基力的承载力;设计土的变形模量;估算土的不排水抗剪强度及极限填土高度。平板荷载试验适用于地表浅层地基,特别适用于各种填土、含碎石的土类。
   3.2十字板剪切试验
   实验简介:是一种用十字板测定软粘性土抗剪强度的原位试验。将十字板头由钻孔压入孔底软土中,以均匀的速度转动,通过一定的测量系统,测得其转动时所需之力矩,直至土体破坏,从而计算出土的抗剪强度。由十字板剪力试验测得之抗剪强度代表土的天然强度。
   4水运勘察工程岩土聚焦点
   4.1工程勘察
   研究和查明工程建设场地的地质地理环境特征,及其与工程建设相关的综合性应用科学。为了城市建设、工业和民用建筑、铁路、道路、近海港口、输电及管线工程、水利与水工建筑、采矿与地下等工程的规划、设计、施工、运营及综合治理,工程勘察通过对地形、地质及水文等要素的测绘、勘探、测试及综合评定,提供可行性评价与建设所需的基础资料。它是基本建设的首要环节。搞好工程勘察,特别是前期勘察,可以对建设场地做出详细论证,保证工程的合理进行,促使工程取得最佳的经济、社会与环境效益。
   4.2软基处理
   首先让我们了解一下软基涵义,建筑之前如果地基不够坚固,为防止建筑后地基下沉拉裂造成建筑物不稳定等事故,需要对软地基进行处理,使其沉降变得足够坚固,提高软地基的固结度和稳定性至设计的要求,这个过程叫做软基处理,又叫软地基处理。施工现场常用处理软土路基方法
   在施工中经常碰到的情况多数不是软土地基,因为如果有软土地基一般情况在设计时应该根据地质资料,提出处理方法。多数情况是有局部地段地质情况和原来设计不同,出现局部地基承载力达不到设计要求,或者由于局部地段含水量过大(原有排水系统不畅,原有地基土质渗水性不好)造成地基软弹(翻浆,弹簧土地段)。岩土工程测试是对岩土体的工程性质进行观测和度量,得到岩土体的各种物理力学指标的实验工作。它可以为新的理论和设计方法提供合理的岩土体参数,并为工程安全提出科学的依据。它既是应用科学,又是工程技术。
   4.3下面我们根据出现的这些情况分析写出了一些具体的解决问题的方法。
  4.3.1换填。这是最常用的方法。这种方法最大有效处理深度3米。采用人工或机械挖除路堤下全部软土,换填强度较高的粘性土或砂、砾、卵石、片石等渗水性材料。换填的深度要根据承载力确定。
   4.3.2抛石填筑。就是在有软土或弹簧土以及有积水的路段填石头,填石的高度以露出要处理的路段原有土层(或积水)高度为宜。在填石的过程中注意一定要用推土机把石块压实,不能出现软弹现象。然后再填筑土方。
   4.3.3盲沟。就是在要处理的路段根据要处理的路段的长度,在横向或纵向挖盲沟,盲沟通常用渗水性大孔隙填料或片石砌筑而成。也可以填入不同级配的石块起到排水的功能。注意盲沟的出口要与排水沟连接,以便把路基中的水排出路基。
   4.3.4排水砂垫层。排水砂垫层是在路堤底部地面上铺设一层砂层,作用是在软土顶面增加一个排水面,在填土的过程中,荷载逐渐增加,促使软土地基排水固结渗出的水就可以从砂垫层中排走。为确保砂垫层能通畅排水,要采用渗水性良好的材料。砂垫层一般的厚度为0.6~1.0米。为了保证砂垫层的渗水作用,在砂垫层上应该填一层粘性土封住水不让水返上路基。在路基两侧要修好排水沟,通过砂垫层渗出的水通过排水沟排出路基外,保持路基的稳定。
   4.3.5石灰浅坑法。由于粘性土含水量影响,施工中经常出现“弹簧土”松软现象。一般较轻的可以采用挖土晒干,敲碎回填的方法:“石灰浅坑法”可以用于各种不同面积的路段(就是说大面积可以使用,小面积也可以使用)。具体做法是:挖40~50cm方形或圆形,深一般1m上下的坑,清除坑内的渗水(最好挖好坑后,第二天清除渗水),放入深为坑深1/3的生石灰,即可回填碾压。坑的行距和坑距在轻度弹簧路段为5~6m,在严重弹簧路段为3~4m。
   软基处理广泛地应用在我国沿海及内地。例如:天津、连云港、上海、杭州、宁波、温州、福州、厦门、湛江,广州等沿海地区,以及昆明、武汉、南京等内地地区。特别是填海的一些地区,一般建筑前都需要进行勘测,然后进行软基处理,否则存在很大的风险和后患。
   5水文地质勘察
   5.1水文是水运勘察工程是否成功的决定因素。地下水是水资源的重要组成部分,经济建设不可缺少的天然资源之一,例如地下淡水是重要的生产生活给水水源;地下卤(盐)水是重要的化工原料;温度较高和有特殊化学成分的地下水是一种可供旅游和医疗应用的(见地下水资源评价)资源。而地下水位过浅或含盐量过高时,则易造成某些环境公害,如土地的沼泽化、盐碱化和岸坡失稳等。在一些大型建设工程和城市建设中又常会遇到一些与地下水有关的工程问题,如防止水库渗漏,保持边坡稳定,防止地下水污染,以及预防由于对地下水的不合理开采造成的地面沉降和地面坍陷问题等(见地下水合理开采、地下水人工补给)。因此,水文地质的理论研究和水文地质勘察工作的提高与发展,就成为工程建设的重要一环。 5.2中国水文地质勘察多采用“探采结合”的方式,从水文地质勘探、测试到开凿成井,连成配套的程序(见水文地质钻探),因此,钻井工程在水文地质专业技术中占有重要的地位。现代钻井技术的发展,不仅反映在钻探工程机械方面的重要革新,也反映在石油钻探及成井等新工艺的引入。 5.3工程水文 研究河流或其他水体的水文要素变化和分布规律,预估未来径流的情势,为工程的规划设计及施工管理提供水文依据。工程水文对于水利、铁路、公路、隧道、桥梁、疏干排水等工程建设,以及研究地下水资源的补给、排泄规律及其管理等尤为重要,是工程勘察的重要组成部分。工程水文随着自动化测验设备、遥感航测技术及电子计算机技术的发展,从观测技术到理论分析、计算方法都有了很大的发展,对提高水文分析计算、水文预报、水文测验及水文调查的精度,保证工程设计的合理与运营的安全,都具有重要意义。
   5.4水文测验水文测验hydrometry系统收集和整理水文资料的各种技术工作的总称。狭义的水文测验指水文要素的观测。 应用水文测验取得各种水文要素的数据,通过分析、计算,综合后为水资源的评价和合理开发利用,为工程建设的规划、设计、施工、管理运行及防汛、抗旱提供依据。如桥涵的高程和规模、河道的航运、城市的给水和排水工程等都以水位、流量、泥沙等水文资料作为设计的基本依据。
   5.5验潮在某一地点按一定时间间隔对潮汐涨落所进行的观测。
   人类对于地球的认识,形成了好多门科学,如地理学,气象学,地质学等。地质学研究的主要对象是岩石圈。随着生产的发展和科学的进步,地质学研究的内容越来越广泛,研究地下资源的找寻和勘探方法 ,以及地质资源评价和对策的学科,如地质制图学,找矿勘探地质学,遥感地质学,水文地质学,工程地质学,探矿工程学,地球物理勘探学,地球化学勘探学,环境地质学等地质学是关于地球的物质组成、内部构造、外部特征、各层圈之间的相互作用和演变历史的知识体系。随着社会生产力的发展,人类活动对地球的影响越来越大,地质环境对人类的制约作用也越来越明显。
   6结束语
  综上所述,水文地质工作在建筑物持力层选择、基础设计、工程地质灾害防治等方面都起着重要的作用,随着工程勘察的发展,将受到越来越广泛的重视,切实做好水文地質工作将对勘察水平的提高起着极大的推动作用。
  
   7参考文献:
  《地形测量 》 哈尔滨工程大学出版社2009-6-1 ISBN
  《中国勘察设计》2011年 第10期
  《岩土工程勘察规范》
   《水运工程施工监理规范》(JTJ216-2000)
   《水运工程大体积混凝土温度裂缝控制技术规程》(JTS202-1-2010)
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