CAD成圖在施工地質編錄中的應用

張 超

（山西省水利水電勘測設計研究院 山西太原 030024）

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

1 編錄方法原理

施工地質編錄方法是通過實測將揭露的工程地質現(xiàn)象利用平面圖或展示圖表現(xiàn)出來。實測一般采用皮尺或鋼尺量距或利用測量儀器全站儀、水準儀等實測各種地質點，然后根據(jù)距離或坐標室內CAD成圖,這種方法工序簡單,能較好地反映現(xiàn)場編錄的實際情況和地質現(xiàn)象。首先需要采集地質編錄數(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、施工設計圖以及文字表格等，之后進行數(shù)據(jù)采集的預處理及整理，信息提取與特征描述，最后就是CAD成圖。

圖1 地質編錄方法結構示意圖

2 編錄方法結構示意圖

編錄方法的結構見圖1。

3 編錄方法具體實施過程

結合禹門口東擴提水工程施工地質工作,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。禹門口提水東擴工程是為臨汾、運城五縣市工業(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，對于施工地質工作來說，工程線路長、工程量大、工程問題較多，總結以往經(jīng)驗，采用AutoCAD來繪制圖紙可以省去繁重的負擔。

2）編錄準備工作。進行地質編錄工作，首先得采集數(shù)據(jù)。也就是地質編錄的數(shù)據(jù)源包含：①影像數(shù)據(jù)。主要是現(xiàn)場實際的開挖數(shù)碼照片，對于現(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)。對于地質工作者來說，現(xiàn)場勘察是重中之重。主要觀察項目：地層巖性、結構是否有斷層、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地形地質圖。前期階段的勘察工作，大比例地形圖上工程地質填圖等。⑤施工設計圖。技施階段有關的基坑開挖設計圖紙。⑥文字表格。主要是高程統(tǒng)計，基坑開挖的實際尺寸，開挖中心斷面的坐標統(tǒng)計以及有關的地質描述。另外還包含現(xiàn)場編錄與設計要求存在不符，需要進行變更的文字說明等。

3）編錄工作中展示圖的繪制步驟。在該工程當中用Auto-CAD繪制的地質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、調節(jié)閥、調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段的開挖單元繪制，分別按120 m和100 m長度繪制，極個別例外。建筑物開挖地質編錄展示圖比例尺采用1：200和1：100，極個別采用 1：500，圖幅 A3。

①輸水線路基坑開挖展示圖。對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，使兩臂和基底構成一個平面[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要素，包含地質界線、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的比例展示出來，同時將開挖單元樁號方向以及起始樁號的中心坐標說明，其次再對這段單元的地質情況進行詳細的地質說明。輸水管線成圖如圖2。

圖2 輸水管線基槽開挖地質編錄展示圖

②排水閥排氣閥及鎮(zhèn)墩基坑展示圖。對于工程中建筑物排水閥排氣閥基坑開挖展示圖，相當于是井探地質編錄，主要采用四壁展開法，即保持基坑基底面不動，將基坑四壁向外展開，使四臂和基底構成一個平面。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要素，按相應的比例展示出來，其次再對該建筑物的地質情況進行詳細的地質說明。

對于輸水管線轉角處，開挖鎮(zhèn)墩的基坑展示，保持基坑地面不動，相應的槽壁展開，與底面構成一個整體平面。通過測量數(shù)據(jù)，相應樁號的橫斷面對應起來，特別是轉角處開挖相鄰的斷面數(shù)據(jù)應該是吻合的。

③泵站和調蓄水庫等主要建筑物基坑展示圖。泵站和調蓄水庫作為供水線路的主要建筑物，做好施工地質編錄的工作顯得更加重要。泵站和調蓄水庫主要建筑物基坑展示圖其原理也相當于是一般建筑物的地質編錄，但是比起一般的建筑物來說，又比較復雜。具體方法是保持基坑地面不動，將相應的槽壁各個展開，與底面構成一個整體平面。將各壁和基底的地質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編錄展示圖

4 結語

工程地質編錄是水利水電工程建設極其重要的技術環(huán)節(jié)。進行基坑開挖地質編錄展示圖，可以更加全面地反映開挖情況和地質現(xiàn)象。特別是對于工程施工中遇到的主要工程地質問題，施工地質編錄作為現(xiàn)場的最原始的資料，可以更好的方便業(yè)主、監(jiān)理、設計、地質和施工單位等參建各方共同協(xié)商解決?；贏utoCAD進行的工程地質編錄，可以作為原始資料編輯成冊長久保存，同時也是施工地質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進行的地質編錄已經(jīng)取得了很大的發(fā)展，但是對于工程線路太長、工程問題較多的工程任務仍然比較繁重。如何通過計算機軟硬件、CAD編程、圖像處理技術有機的統(tǒng)一起來，通過合理的實現(xiàn)方法模擬手工地質編錄，將編錄過程分解為幾個有效步驟，從而便捷、高效地實現(xiàn)數(shù)字化的工程地質編錄才是以后發(fā)展的方向。

［1］曾俊才，宋殿海.施工地質編錄新方法研究［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)字化地質編錄系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)［J］.國土資源信息化，2010（2）:31-36.