用grapher4.0制作化探异常曲线图(物探剖面图)_百度文库
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用grapher4.0制作化探异常曲线图(物探剖面图)
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&&用​g​r​a​p​h​e​r.制​作​化​探​异​常​曲​线​图​(​物​探​剖​面​图​)​,​包​含​在​图​中​输​入​中​文​表​格​。​共​同​学​习​!​!​!
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国务院新闻办公室发函[2001]82号
国家新闻出版总署 新出网证（浙）字3号　浙B2-利用AutoCAD绘制地质图的若干方法
&&&&利用 autocad 绘制地质图的若干方法任仓钰 （甘肃省水利水电勘测设计研究院 748000）1 前言 auto cad 已经广泛地应用于地质，环境评价，测量，建筑及制造等领域， 地质图由于其专业性特征，和其他领域如建筑领域图形相比有很大的不同。由于 地质体多为不规则形体，地质界线多用不规则曲线表示，而常用大面积色块和花 纹表示不同性质的地质体。在长期应&&&&用 auto cad 绘制地质图的过程中，笔者掌 握了一些小技巧，总结了一些应用方法，对不断更新的版本也有些了解和认识， 现将本人的一些体会与各位同行互相交流，共同提高。 2 多建图块，形成系列图块库 将地质图中常用的或固定不变的图形：责任栏、图号圆、探坑注记、成因 代号等建成块，并将其存放于块子目录(c:k&)中，构成图块库。本人积累了几 十个常用的图块，绘制地质图时，应用 insert 命令即可在需要的部位按任意比 例插入需要的图形块，这样一方面简化了操作，大大减少了重复编辑次数，加快 了编辑速度， 另一方面使图形达到了标准化， 规范化， 并具有统一的图式， 图例。 3 填充花纹时的技巧 在基岩区填充岩性花纹时，在剖面拐点前后常存在花纹的填充比例不合 适，导致花纹的铅直距离不同而不能自动搭接的现象。以前我们的做法是：在拐 点的两侧予留 1-2cm 柱宽，然后进行手工连接，这样做不仅速度十分慢，而且图 面极不美观，最近笔者经过反复实验，探索到了令人满意的方法，在此向同仁们 介绍。 举例介绍如下：°ip5 点前剖面方向 ne71°, 点后剖面方向 se115°,点前砂岩(c107)的产 状是 nw306°sw&10°,点后砂岩的产状是 ne60°nw&40°,根据理论推导,得出如 下的关系式: x1/cosα=x2/cosβ 式中: x 1 拐点前填充花纹使用的比例 x2 拐点后填充花纹使用的比例 α 拐点前岩层的视倾角 β 拐点后岩层的视倾角 填充的方法是: 先填充拐点前的岩性花纹(如 c107,其视倾角为-34.5°, 比例为 2),那么拐点后岩层的视倾角为-8.22°,根据上述关系式计算 x2=2.4019 在拐点后填充花纹时,其视倾角为-8.22°,比例用 2.4019,则拐点前后的 岩性花纹的铅直距离保持相等,那么它们就会自动搭接在一起。 上述方法对拐点前后的产状不同时适用， 当然对于拐点前后产状相同时自 然也适用。此方法请使用北京院工程地质软件的同仁们试试，或许能够帮助你们 解决实际工作中的难题。 4 建立和修改地质专业图例库 目前本系统内部几家自行开发的工程地质 cad 绘图系统， 都有图例库文件 （*.pat） ,但各个地区出露的地层岩性不同,各单位工作区的范围有限,他们提供 的图例库文件未必完全适用于其他地区和单位,因此各单位应按照自己的需求建 立和修改图例库文件。 “水利水电工程地质标准图例库”软件由协作网免费提供 给各网员单位,但其中的有些图案花纹也不尽如人意(如将泥质符号做成“n”), 这些都需要修改。特别是工作区地层岩性和地质构造复杂时,经常用到复合型的 图例符号,(如长石石英变质砂岩夹板岩及少量的千枚岩),这时必须重新建立图 例进行补充.笔者经过多年积累补充的图例多达 80 个,不仅提高了绘图速度,而 且使图形规范,美观。 5 图层的使用 在绘制地质图时,把相同性质的线型和实体(如等高线,地物,地层界线,水 系,勘探工程等)设置在同一层上,对各个图层分别编辑,并使这些图层上的形体 的线型,颜色和所在的图层一致，其优点如下:①通过设置图层的线型,颜色就可 以改变图层上的所有地质体的线型和颜色,从而加快编辑速度;②冻结不同的图 层,提高重新生成的速度;③由于图形编辑区图形较简单,清晰,美观,有利于编辑 修改。 6 aerial view 功能的使用在 auto cad for windows 版本中,aerial view(空中摄像机)是一个特殊 的视图功能,当选用命令后,将会出现一个 aerial view window 窗口只需在 aerial view window 快速指定窗口位置,图形窗口内的内容将随之变化,应用 aerial view 功能在编辑大图形时十分方便,将省去频繁的窗口缩放操作,并且图 形也不会重新生成,加快了编辑速度。 7 增加汉字形文件 笔者曾经在 auto cad r12 下打开 r10 下形成的图形文件,但总是提示:not open *.shx file,于是将 10 版下的 *.shx 文件全部拷贝到 r12 的 shx 子目录下, 问题就解决了,但是在 r12 以上的版本中也经常要增加汉字形文件.如一些简单 的字体不能满足绘图的要求,而现在市面上比较流行的一些汉字形文件(*.shx), 如 khz.shx，st64s.shx,ht64.shx,xc91.shx 等,当用 auto cad 的 style 命令将 上述形文件定义成新的汉字型时,提示该文件是:is a big-font,not amoraml font file”,因而不能定义,采用如下办法即可解决:command：c： command“style” “hzst” “txt,st64s” “1” “1” “0” “n” “n” “n”)，则 hzst 将被定义为以形文件 txt,st64s 为模板的新字形。在 auto cad for windows 中,还可以应用 windows 的 true type 字体,定义汉字字形非常方便, 而 true type 字体是原先的形文件字体无法相比拟的,字形变得丰实多样,可以满 足不同的需求。 8 purge 命令的使用 通常为了加快绘图速度,引用了图块,设置了层,绘制了实体,填充了花纹, 然而当你保存文件时,这些花纹、 块并未真正从图形文件中删除,这就使文件增大, 并且在下次编辑修改时速度减慢,所以在保存图形之前,先用 purge 命令从图形 数据库中真正删除不必要的块,如无名块(花纹)、线型、层、实体等,从而减少图 形文件字节数,加快处理速度。 9 将一幅图制作成块 在绘图的过程中,经常遇到所绘图形文件的字节数非常大,有时达几十兆 字节,给图形的编辑,打印,保存等工作带来许多麻烦,因此在做完一张图形后,把 它做成块来保存,所占用的空间要比原图形文件小,而且便于在其它图形中插入 编辑。 10 控制柄(grips)的使用 控制柄(grips)的使用 (grips) 在 auto cad 中,控制柄(grips)的作用是非常大的,控制柄是对象上的方框, 在不同的对象上控制柄出现的位置也不同。例如在线(line)上,控制柄出现在端 点和中点,在圆(circle)上,控制柄出现在圆心和四分之一圆周处,在多义线 (pline)上,控制柄出现在各顶点上,即控制柄出现在实体特征点上,利用控制柄 可以快速方便地对实体进行修改,移动,复制,旋转,例如: 编辑多义线顶点时,先 选取多义线, 这时控制柄出现在多义线的各顶点上,选择要移动的顶点,拖动鼠 标就可以将此顶点移到任意位置。上述体会纯属个人之所见,不当之处,敬请同事谅解。本文系软盘投稿，收稿日期：1999 年 12 月 1 日autolisp 编程两例梁秀娟 赵兴民(吉林省水利水电勘测设计研究院 长春 130012)autocad 具有强大的绘图功能，可用于绘制各种专业图件，尤其适用于 二次开发（使用 autolisp 语言、c 语言等），是勘测设计和科学研究的最佳制 图软件之一。 制图软件不同，对图件的编辑有不同的影响。对成果图的整饰，笔者认为 还是在 autocad 下进行为好。例如，可将 excel, surfer, grapher 等软件绘制 的图件调入 autocad 环境下进行再处理，最终输出令人满意的图件。 目前各单位已对 autocad 进行了不同程度的开发，但仍有时候不能尽如 人意，比如用 cad 做声波曲线和静力触探曲线等。此时可以用 lisp 语言自编一 些实用的小程序，解决此类难题。下面介绍两例小程序。 1 用 autocad 绘制声波曲线的 autolisp 程序 (defun c:px1()(setq hb (getreal&
波速 1 米等于图面多少毫 米&))(setq vb (getreal&
孔深 1 米等于图面多少毫米&))(setq n 1)(while (= n 1)(setq p0 (getpoint&
用鼠标拾取孔口点 p0&))(command &ucs& &o& p0)(setq y1 (getreal&
输入测点深度&)) (setq x1 (getreal&
输入测点波速&)) (setq x1 (* x1 hb)) (setq y1 (* y1 vb)) (setq y1 (* y1 -1)) (setq p1 (list x1 y1)) (setq y2 (getreal&
输入下一点深度&)) (while (/= y2 -1)(setq x2 (getreal&
输入起下一点波速&)) (setq x2 (* x2 hb)) (setq y2 (* y2 vb)) (setq y2 (* y2 -1)) (setq p2 (list x2 y2)) (command &line& p1 p2 ^c ) (setq p1 p2) (setq y2 (getreal&
输入下一点深度&)) ) (setq n (getreal&
绘制下一个孔吗(0/1)&)) ) (command &ucs& && ) ) 应用时在 autocad 操作屏幕的命令行中装入该程序，然后按着屏幕上的提示一 步步的进行直到结束。该程序还可以用来做标贯曲线等曲线。2 用 autocad 绘制静力触探曲线的 autolisp 程序 (defun c:jtx()(setq nme (getstring&
输入数据文件名 f=&))(setq tex (open nme &r&))(setq hb (getreal &
ps=1mpa 相当 acad 几毫米 hb &))(setq vb (getreal &
孔深 1 米相当 acad 几毫米 vb&))(setq h 0.1)(setq p0 (getpoint &
用鼠标拾取孔口一点 p0=&)) (command &ucs& &o& p0) (setq a1 (read-line tex)) (setq b1 (read a1)) (setq x1 (* b1 hb))(setq y1 (* h vb -1)) (setq p1 (list x1 y1)) (while (/= tex nil) (setq h (+ 0.1 h)) (setq a2 (read-line tex)) (setq b2 (read a2)) (setq x2 (* b2 hb)) (setq y2 (* h vb -1)) (setq p2 (list x2 y2)) (command &line& p1 p2 ^c) (setq p1 p2) ) (command &ucs& &&) (close tex) ) 操作条件：静力触探数据文件已经存在，为文本格式。 操作方法：首先装入静力触探曲线程序，然后按着屏幕提示直接读入已有 的数据文件，即能自动画出曲线。autolisp 编写工程地质剖面图小工具朱红雷 李健民 (浙江省水利水电勘测设计院 杭州 310002) 在我院应用的 cad 工程地质制图系统中，通常采用的各种高级语言 编制的程序，一般是通过编制数据文件，生成 cad 图形数据交换文件(一 般为*.scr 或*.dxf)达到绘制 cad 图纸的目的。这种方法往往显得不符 合我们的绘图习惯，也很不直观。为此，我们利用 autolisp 语言开发绘 制工程地质剖面图组件，在实际应用中取得了较好的效果。其实，绘图过程就是各种工程地质剖面图组件的拼接过程。一幅工 程地质剖面图， 一般而言不外乎以下几个组件： 图幅图签、 剖面图框架(如 标尺、桩号等)、勘探信息(如钻孔、平硐等)、地质构造、图例花纹、各 种地质线条等。如果我们分别对不同组件编写不同的绘制工具，并把他 们有机地、相互关联地放置在一起，就绘制出了一幅工程地质图纸。因 此，开发出一套绘制各种工程地质组件的程序，具有一定的实用价值。 autolisp 语言内嵌于 autocad，编写的小程序可以方便地在 autocad 界面下进行人机对话。例如下列程序代码段通过输入几个数据 即可实现绘制一个简单的钻孔。 (defun c:zk() (setq pt0 (getpoint &/n 请输入钻孔位置：&)) (setq blc (getreal &/n 请输入比例尺：&)) (steq ks (getreal &/n 请输入孔深(m):&)) (setq ksx (* (/ ks blc) 1000)) (setq pt1 (list (- (car pt0) 0.5) (cadr pt0))) (setq pt2 (list (- (car pt0) 0.5) (- (cadr pt0) ksx))) (setq pt3 (list (+ (car pt0) 0.5) (- (cadr pt0) ksx))) (setq pt4 (list (+ (car pt0) 0.5) (cadr pt0))) (command &pline& pt1 pt2 pt3 pt4 &&) 我们在用 autolisp 编制上述小工具时，遇到了一些问题，也有些心 得体会，愿与大家交流，权作抛砖引玉。 1 常用数据应建立磁盘文件进行保存，如工程名称、比例尺、剖面 方向等，需要在不同的 autolisp 甚至于不同的图纸间通用，因此需建立 磁盘文件进行保存。相关的函数有 read-line、wrtie-line 等进行磁盘 读写操作；rtos、atof 等进行数值与字符串的转换。 2 尽量应用表格进行编写，可以使程序简洁并增加可读性。事实上， 一个 autolisp 程序本身就是一个表或若干表的集合。 而各种数据组成的 表又是 autolisp 的数组，在某种程度上，这种表比其它高级语言的数组 更容易操作， 因为 autolisp 提供了丰富的表操作语言， 如(subst newitem olditem list);从 list 表中搜寻 olditem 并以 newitem 代替。(reverse list);返回元素被倒置后的 list 表等等。而且 autolisp 在获得实体信 息时就是以表的形式进行存放的；在编写节理玫瑰图、绘制岩土层代号、 获取钻孔信息等都会用到各种结构的表。 3 应用 setvar、getvar 改变 autocad 系统变量。如在某些应用中， 由于 osnap、ortho 等的状态对图形绘制有加大影响。修改系统变量，程 序结束时再改回去，这是一种很好的编程习惯。 4 建立下拉菜单和图标菜单。大量的工具编写完成后，可以组织编 写一个图标菜单，应用时就显得非常方便。下拉菜单的编写比较方便，r12 版修改 acad.mnu，r14 版修改 acad.mns，一般就是增加一段[pop] 代码即可。图标菜单也大同小异，但除了增加一段[icon]代码，还需绘 制图标。绘制图标可用各种栅格图象编辑器，建议还是用 autocad r14 版内置的图标编辑器比较方便。具体操作是：把光标移动到 acad 的图标 菜单上，点击鼠标右键，选择编辑，把一个个彩色的点拼成图形即可， 在绘制时其右方的一个小窗口可看到效果，完成后再另存为需要的文件 名。一般只需绘制 16*16 点阵的小图标即可，除非你习惯于采用大图标 菜单。 5 如何使每次启动 autocad 都自动调入 autolisp 程序， 而不需重新 手工调入，可以修改 acad 的 system 目录下的 acad.mnl 文件，在适当位 置增加下列语句：用(load [path] filename)则在启动 acad 时自动调入 filename.lsp 文件，如选用 autoload 则只在第一次使用时调入。 6 有时需要在 acad 环境下直接编辑文本文件，可以由 autolisp 调 用，具体如(winapp &notepad.exe& filename) 即可。对于输入大量数 据(如用于节理统计等)建立的数据文件， autolisp 运行过程中直接打 在 开发现错误的文件进行修改，可以减少界面切换，加快绘图过程。 以上只是工程地质制图工具集编制过程中的一些小体会，与大家共 飨，希望得到同行的批评指正。 (本文系 email 投稿，email：，收稿日期:2000 年 5 月 24 日)工程地质剖面图软件的开发与应用王德筑 (水利部天津水利水电勘测设计研究院 天津 300222) 工程地质图是工程地质工作全部成果的综合表达，所以它是工程地 质工作的重点之一，也是计算机应用较为活跃的领域。工程地质图质量 标志着编图者对各种地质条件，自然因素及工程作用相互关系认识的深 度，也体现着编图者对工程地质问题的预测水平。工程地质图是工程地 质人员为规划、设计、施工、运行管理人员提供直接应用的主要资料， 它对工程的布局，选址，设计及工程进展起到决定性的影响，因此用计 算机绘制工程地质图必须表达明确，而且使用方便，准确可靠。 工程地质剖面图，一般是沿勘探线方向切绘的剖面图，图形反映出 该剖面上的岩性、地层分界、地层时代、含水层的位置和构造形态。它 是分析地质构造，布置工程建筑物的基础资料，是地质测绘工作最重要 的表达方式，也是工程地质中使用最广泛的图件之一。本文将重点介绍 工程地质剖面图的开发与应用。工程地质剖面图信息量大， 反映 在剖面图上的实体有图框、 图签、 钻 孔及其标注、图例、剖面方位、钻孔 水平距离、投影距离、风化限厚度、 桩号、投影孔、探坑、探槽、平硐、 岩性、岩芯质量指标(rqd)、岩芯采 取率、吕荣值、原状样、扰动样、标 贯、取样编号、地下水位、蓄水位、 风化线、地层界限、断层、裂隙、断 层破碎带、隐伏断层、闭合断层、透 镜体、溶洞、倾斜岩层、倾斜钻孔、 基岩露头、 建筑物等五十多种。 程序 设置的变量多，字符串多，数组多， 由于地质条件千变万化，随机现象 多， 例如： 一条地质剖面少则无一个 钻孔，多则几十个钻孔，无法确定数组元素数目，增加数组，容易引起 内存不够，减少数组，程序不能正常运行。因此采用模块结构(见图 1)， 非常驻内存，覆盖技术。系统程序既可以连起来运行，也可以分开运行， 尤其便于查询数据，修改数据。现分述如下；1 排版主要设计图纸幅面及排版， 在屏幕上显示各种图框尺寸(国际标准)， 对输入的剖面数据和钻孔数据进行检查，例如钻孔深度与设计岩层厚度 之和不等就会显示出错信息。 在一幅图框中同时安排 1～ 4 个地质剖面， 主要实体有标尺、标注栏、图签、剖面方位、比例尺等。根据钻孔深度 和地形的高度，求出地质剖面主体的最大值和最小值，计算出整个剖面 所需图框的尺寸,地质剖面的计算长度按照二点间的距离公式：计算出的图框长度如果与用户选择的图框不一致，就会显示图框在 横向、纵向上的误差。用户根据提示，可以任意加长或减少图框尺寸。 剖面方向允许有多个拐折点。剖面方位角的计算如下：标注栏有水平距离、钻孔间距、钻孔投影距离、全风化下限深度、 强风化下限深度、弱风化下限深度、微风化下限深度、地质说明等项目 供用户选择。根据图纸大小选择合适的图签，图签采用插块的方式放在 图上，并将比例尺、标注栏、工程名称、工作阶段、勘探单位、图名、 图号放于最佳位置。2 地质剖面图主体软基剖面以岩芯取样、扰动样、原状样、标贯、击数为主，岩基剖 面以岩芯质量指标(rqd)、岩芯采取率、吕荣值为主。根据这些特点，设 计了软基地质剖面图程序和岩基地质剖面图程序。 每一幅图无论多么复杂，总是由最基本的图素组成一个个实体。而 地质剖面实体中，最常用的基本图素是线、线型、点、弧、字符。本软 件采用了 autocad 中的命令(.scr)形式绘制这些图形。例如； 画线 pline write #1,10,6 (线的起点) write #1,15,6 (线的终点) print #1, 字符 print write print print print #1, text #1,15,6(字的位置) #1, 3 (字的大小) #1,” 0 ” (旋转角度) #1, 地质剖面(文本)在地质剖面中，各种实体如断层、裂隙、岩性图案、文字符号交错 形成。采用分层技术，将文字放在一层，其它实体放在另一层上，既能 保证各种实体的正确性，又能保证所有文本不被覆盖。 钻孔柱状是地质剖面的骨架，是岩性、钻探工程的具体表现，为了 满足地质人员对图式的不同需求，将岩性柱状程序设计成可选式。岩性 柱状放在钻孔中间选择“m“， 放在左边选择”l“， 放在右边选择”r“。 (m、l、r 均取英文 middle、left 、right 的第一个字母)，岩性柱状的 宽度由用户自己定义。 岩性柱状的绘制大都以阴影线填充法来实现，这一方法的使用在于 程序编制简单， 执行速度快， 对于无法“填充”的岩性图例， 则采用“插 入”的方法。用形式写出； 填充 print print write print print #1,”hatch” #1,”1”(图案名) #1,1 ( 图案比例) #1”0”(旋转角度) #1,”l”(填充目标) 插入 print write print print print #1.”insert” #1,10,6(插入点) #1,”1”(x 方向比例) #1,”1”(y 方向比例) #1,”0”(旋转角度)填充各层岩性，可以使用“color”命令显示不同颜色，使岩层界限 一目了然，给划分地层带来极大方便。 在程序中设置多种线型，需要时，调用起来十分方便。 线型的写法；print #1,“layer n 1 c 1 1 2 lt hidden 1” 这是一段描写线型的代码，线型放在第一层，颜色为红色，线型为 虚线。投影的钻孔、平硐、探坑等都是用虚线来表示。3 地层界限处理钻孔点直接连接，势必会出现各地层间的不协调现象，甚至会出现交错 现象，本程序根据地层时代进行层扩展处理，以横向搜索追踪的方式， 如遇到断层或地层尖灭时，停止地层的追踪，再根据相邻钻孔的地层情 况，继续新的追踪。例如坝轴剖面(见图 2)。地层界限的连法很大程度上取决于专业人员的业务水平和实践经 验，不可避免的带着人为因素，因此为了使绘出的曲线既不生硬、又能 符合规范要求和各类地质人员的构想，选择了插值三次样条函数：建立了工程地质剖面图地层界限的数学模型，并适当对模型做了一 些处理，使得本数学模型绘出的图形曲线光滑，对各种地质界限的拟合 能够做到一次绘成，并较好的反映了地质界限的实际。风化层按照钻孔 揭露的全风化、强风化、弱风化、微风化的深度绘制，用测量方法直接 将带有符号“xxxx“、”xxx“、”xx“、”x“的风化界限显示出来。在软基地层中， 存在着不 少透镜体， 本程序按照传统地 质处理方法，采用加权平均 法， 将钻孔中揭露的透镜体延 长至二个钻孔之间的二分之 一处尖灭(见图 3)。 用定义线宽的方法，将地层时代的系、组表现出来，主要地层用粗 线、一般分层用细线。4 地质构造断层、裂隙、断层破碎带、闭合断层、隐伏闭合断层、隐伏断层破 碎带、 露头、 倾斜岩层等， 有的出露于地表(见图 4)， 有的被钻孔揭露(见 图 5)，上述各种构造实体，在野外可以测出其走向、倾向、倾角，根据倾 角换算公式，将真倾角换算成视倾角，在图中反映出来。 钻孔中岩层的倾角不尽相同，根据岩层倾角变化的深度，计算出岩 层的倾斜方向和视倾角，如果一个剖面中有多个拐折点，随着拐折点方 位的变化，各种断层和岩层倾向也在变化，因此在计算地质构造倾向和 倾角时，要结合剖面方位进行计算。 处理隐伏构造(地表没有出露，被覆盖层掩盖)时，要有一些特殊的 处理方法，如判断钻孔的揭露位置与第四系覆盖层的关系。以第四系覆 盖层为界，完成隐伏构造的绘制。5 图名及图例图名采用空心字，用“style”命令作汉字切换。autocad 系统一般 采用的是标准字样(standard)， 如果在地质剖面图中需要用另一种字体， 可以将“standard”换成“hz”。 我们根据“水利水电工程制图标准“制作了六百多个图例，用户只需根据钻孔中揭露的岩性在数据文件中写出所需的图例号如：29，133， 145 即可。29 代表灰岩，133 代表砾石，145 代表壤土。程序按照地质剖 面图幅的大小，顺序排列调用的图例，每个图例框的尺寸为 12 *10mm, 旁边注有名称，对于图框中的岩性符号，采用“填充(hatch)”方式，对 于图框中的钻孔编号、扰动样位置等不规则符号则采用“插入 (insert)”方式。6 结语地质剖面图软件——pm，已用于国内外几十个工程项目，在软件维 护过程中，其功能、性能不断提高，我院许多地质人员掌握了其使用方 法，用计算机提交成果，工程地质剖面图成图率已达到 100%，为推广计 算机“cad 辅助绘图系统“打下了良好的基础。 (本文系 email 投稿，email：，收稿日期：2000 年 3 月 10 日)不良地质深路堑处理施工安全工作技术总结黄向京 （湖南省交通规划勘察设计院 长沙市 410011） 摘要 通过对我省近年来三处较有影响的不良地质深路堑的开挖、整治处理施工分析，认为 精心设计、严格监理、作好施工组织按排是确保施工安全的关键。 主题词 不良地质深路堑 设计 施工 安全一、前言近年来高等级公路建设在我省方兴未艾， 不良地质深路堑的处理施工日益增多， 如何保 证其施工安全，已成为设计、施工、监理三方迫切需要解决的重要问题，本文从设计角度出 发， 通过对我省三处较为典型的深路堑的不同设计． 处理． 施工， 对不良地质深路堑挡土墙、 明洞、抗滑桩等处理施工安全进行了较为系统的总结。二、津市澧水大桥南端接线挡土墙综合防护工程2.1 工程概况 津市澧水大桥南端接线工程是津市城市规划建设的配套工程，又是湘北公路的一部分。 该路段原为一座相对高差为 100m 左右的山丘， 原山坡自然坡度一般在 1:1.75～1:2.5 之间, 因澧水大桥南端接线穿越该山岭中下部宽达 42m。大部分地段形成 20～30m 的高路堑边坡, 而原设计对该路段这一特殊地质条件估计不足,路堑边坡定为 1:1， 尤其在边坡&20m 时,也未 设台阶进行变坡处理,故其边坡略显较陡。1996 年底建成通车后，1997 年雨季在该路段 k0+130～k0+465 皇姑山地段右侧路堑发生大范围坍塌，长达 215m。该处原砌有高 2.2m， 顶宽 1.0m 路堑挡土墙，边坡面采用了厚 40cm 的干砌片石条型护坡及半园拱型护坡，均从 k0+295～k0+340 段被推跨。坍塌土方大量进入行车道，严重影响了湘北公路的贯通。 2.2 施工条件 皇姑山地段位于澧水下游近河口地区，冰渍特征极为典型，地面表层为第四系黑色粘土，厚度在 1m 以内。下部为第三系红色泥砾粘土岩，产状不明。泥砾所含砾石大小悬殊、 杂乱无章，毫无分选，混集于粘韧红泥之中。砾石岩性单一，几乎全部由石英砂岩组成，砾 径超逾 1 米的巨砾在剖面中比比皆是，经研磨的砾面光滑平整，根据调查和钻探表明，泥砾 层厚在 50～60m 以上。 坍塌地段位于断层影响带内。地表为第四系地层覆盖，第三系红色泥砾粘土岩呈单斜 构造，受澧水大断裂影响，地质构造较为复杂，近期尚有活动。 坍塌地段表层由于遭受了较强烈的构造运动和风化作用的影响，节理裂隙发育，组成 了良好的透水层和储水层。而深部的地层受风化作用甚微，透水性较弱，形成相对阻水层。 山坡上居民生活废水及雨水下渗成为土体中地下水的主要来源， 北侧边坡体内发育一条厚度 达 1～1.5m 的富水带,雨季地下水较丰富,边坡渗水严重,局部呈细股状渗水。 本地区基本地震烈度为ⅶ度，近期地震对断层活动有一定影响。 从土质分析，该路段表层为亚粘土夹碎石，所含砂砾约 50%以上，具亚膨胀性，渗水性 强，下部为红色泥砾层，冰渍特征极为典型，泥砾所含砾石大小悬殊，粒径超逾 1m 的巨砾 比比皆是，砾石表面附着的薄层粘泥，遇雨水浸泡，即发生松散破碎，从而导致边坡失稳， 产生坍塌。 原挡土墙断面尺寸在该地质条件下，抗滑、抗倾覆均未达到规范要求。且原片石护坡采 用干砌方式，未能起到防止雨水下渗、保护坡面作用，严重影响施工安全。 精心设计： 2.3 精心设计： 对冰渍层地质灾害的整治，尤其对皇姑山这样国内罕见的特殊地段，目前还未见有 效的整治记载文献，为此，在整治处理设计中，本着安全、美观、经济的原则，设计方在处 理设计过程中进行了抗滑桩、压浆固结法、预应力锚索加固法、重力式挡土墙多方案比选。 通过技术、经济分析，经专家评审，分析认为冰渍层地基土容许承载力[σ]≥300kpa， 基坑开挖浅，施工难度小，且结合当地的大量漂石经加工后可用于挡土墙，就地取材，可 大大降低造价。达到稳固、美观、经济的目的，最后采用挡土墙为主体工程，通过坡面修 整，放缓边坡，坡面草皮护坡防止雨水冲刷，建立起地表排水和地下排水相结合的综合排 水系统达到综合整治的目的。综合整治方案来进行处理。 2.4 严格监理 鉴于本地区冰渍层的特殊性，建设单位通过招标择优选取施工单位，并聘请了三名 现场监理工程师配合省、地、市三级交通质监站建立了严格的质量保证体系，以确保工程安 全。 2.5 施工安全措施 ① 挡土墙基础开挖，分散跳槽开挖，挖成一段砌筑一段。并采取适当临时防挡措 施，尽量减少基础开挖范围，避免因施工开挖引起新的坍塌。 ② ② 施工在旱季进行。 ③ ③ 认真及时做好截水肓沟和草皮护坡工作。 ④ ④ 坡面上坍体以及裂缝、凹凸不平之处，全部平整夯填并铺种草皮，防止表水 下渗。 ⑤ ⑤ 原有挡土墙损坏、开裂部分，一律拆除，新建挡土墙，结合修筑支撑渗沟及 截水盲沟，及时将地下水排出以保证支挡效果。 ⑥ ⑥ 挡土墙主体工程修成以后，应在墙顶面再铺一层 30cm 厚的混凝土保护层封 顶，以便防止地表水下渗及气候作用和影响，使填土强度不致降低。 ⑦ ⑦ 挡土墙的墙背应设置 30cm 的砂垫层，一方面引导墙后渗水沿着预定的路线 排出墙体，另一方面砂垫层也可以起到缓冲的作用，削弱墙后土体的任用。 ⑧ ⑧ 施工过程中因基础开挖，随时可能诱发新的坍塌，除采取跳槽开挖方法外，应以“快开挖，快支护，快砌筑”为指导思想，加强施工管理，合理计划工序。 通过以上措施，确保了工程安全施工，工程得以顺利竣工。三、娄湘公路金家冲滑坡明洞整治工程３.１工程概况 工程位于湘乡市棋梓桥镇金家冲，棋梓桥至娄底二级公路 k31+150～k31+240 段，滑坡 3 前缘宽 180m,最大长度为 110m,前后缘高差 62.55m,总土方量约 40 万 m 。 由于兴建公路深切 方达 18m 以上，形成了倾角约 40°的边坡，坡面岩石裸露，降水大量渗入山体，形成了滑 坡。目前坡面上已形成多级台阶及环形裂隙，滑坡后缘陡壁高 0.6～1.6m。该滑坡地貌特征 明显，是施工期产生、发展和形成的滑坡，范围较大，地质条件复杂，处于断层破碎带及 断层影响带内，已建挡土墙大部分被破坏，严重影响了公路的修建与贯通。 ３.２施工条件 本施工场地地质情况复杂，残积、坡积成因的碎石土由粘性土与碎石混杂而成，厚 1.30～2.50m，断层破碎带岩石受挤压破碎严重，节理裂隙极发育，岩石多为碎石状，局部 为泥状，断层泥遇水极易软化膨胀，滑坡体下部为砂岩、泥灰粉砂岩、泥灰岩、硅质砂岩、 钙质泥岩。据区域地质资料及勘探表明，工地位于普安堂南北向背斜构造的西南侧，区内 岩层总的倾向为 30°，倾角为 38°。有条较大的断裂从滑坡前缘处通过，与滑坡轴线交角 约 80°同时与路基中心线交角 10°左右，断层走向 nww 倾向 nne，倾角为 30°～40°，受 该断裂的影响，勘探区岩石节理发育岩石受挤压，破碎严重，且多风化强烈，除此之外， 在勘探区及附近，次一级的小断裂也较发育。对明洞施工安全修建有一定影响。 ３.３精心设计 明洞路线与地形等高线斜交，进、出口洞门形式均采用翼墙式，施工时应注意避免对 山体稳定性造成破坏，同时加强观测记录，做好防范措施。 衬砌结构设计采用路堑式明洞结构，拱圈采用 30 号钢筋混凝土，边墙采用 20 号片石 混凝土，仰拱采用 20 号混凝土。回填土设计坡度为 1：5，实际回填土坡度为 1：10，两 者之差作为坡面土石零星坍的储备。 对围岩地下水的影响采用以排为主，防、排、截、堵相结合的综合治理原则，即在 明洞衬砌外设防水层，将水堵在模注衬砌之外，防水层可用复合土载布或橡胶防水板等， 其性能应满足下列要求：拉伸强度 25kn/m,拉伸率大于 100%，抗渗水压 0.7mp；在墙脚上 设有泄水孔，间隔 6～10m，将渗水引入明洞内纵向排水沟。在仰拱中央布置集水圆管， 排走渗入仰拱低洼处的积水，出仰拱后视情况将水引入侧沟或路堑边沟。以达到排水通 畅、防水可靠、经济合理、不留后患的目的。 对于洞口段，地表水采用以排为主，排、堵、截结合的原则，即在坡面上按常规设 置截水天沟，洞门顶部及洞顶坡脚设排水沟，在边墙背后设渗水盲沟，使洞内外形成一 个完整畅通的排水系统。 ３.４施工安全措施 ① ① 明洞施工应严格执行 jtj042-94《公路隧道施工技术规范》，在施工过程中应 认真做好监理管理工作。 ② ② 明洞地处山岭重丘区，须因地制宜布置好地表各项排、导、防水工程，洞门墙 应尽早砌筑，各翼墙、挡土墙须及时砌筑，按施工规范作好泄水孔，水沟均需抹 面以保证排水顺畅。有关护坡需确保质量。洞外须搞好环保工作，采取防排水工 程措施时，注意保护自然环境。 ③ ③ 为保证施工质量及安全，尤其对隐蔽工程必须建立严格的监理制度。 ④ ④ 设计、施工、监理密切配合，预想施工中可能出现的问题，提出预防措施。⑤ ⑤ 边墙、边沟施工，必须分段间隔开挖，要缩短进尺，加快封闭，防止扰动。 ⑥ ⑥ 对部分地段之软弱岩层，开挖时还应采取挡板支撑等措施，以策安全。 设计、 施工都应采取有力措施， ⑦ ⑦ 对于需要开挖开挖至明洞边墙基底以下的工程， 防止基础下沉、边墙、拱圈变形。 通过以上措施，本明洞工程安全竣工，获得建设方一致好评。四、湘耒高速公路炮石岭滑坡抗滑桩整治工程４.１工程概况 工程场地位于衡东县新塘镇， 在建湘耒高速公路炮石岭地段 k79+500 左右， 为丘陵地貌， 地形起伏较大，相对高差最大约 150m，滑坡体位于一面向北东的“圈椅”内，周围山体坡 面倾角约 30～40°，滑坡前缘为一山间垭口，在施工过程中右侧产生发较大的滑坡，严重 影响了高速公路施工的顺利进行。 ４.２施工条件 工程场地内地质条件复杂，上部土体为碎石土，厚度一般从 1.0～8.3m，局部夹粘土层， 为泥岩风化后的产物，下部为泥岩，全风化，呈可塑－硬塑状，具一定的膨胀性，此外，滑 坡体南东侧为灰白色．灰黑色砂岩，产状为 300～330°∠26～28°。其北东侧有一北西向 的压扭性断层通过，受其影响，区内发育有二条逆断层，滑坡体位于这两条断层的下盘。该 路堑边坡曾在三十年代由于连降暴雨从而滑动，至五十年代修建省道 1820 线时，开挖垭口 也产生了滑动，新砌挡墙常在一天左右即被推倒，由于当时无法治理，公路被迫改道,施工 安全难以保证。 ４.３精心设计 设计方经过大量方案比较与计算分析工作， 认为单设挡土墙方案相对经济， 且较容易施 工，但因其结构尺寸较大，基础开挖可能诱发新的滑坡，施工安全很难保证，而明洞方案虽 能减少新塘联络线跨线桥工程和对面山体路堑边坡的土石方数量， 但造价仍显偏高， 考虑到 该地段地质情况复杂，滑坡发展规模较大，且新塘联络线于此附近上跨湘耒高速公路，整治 工作显得十分重要。 本设计采取排水工程和抗滑工程相结合的综合整治方案， 排水工程为了 排除地表水，设置了截水沟、排水沟、 边沟； 为了拦截滑坡体上方地下水，设置了截水盲沟； 抗滑工程以抗滑桩为主，采用了悬臂式抗滑桩+重力式挡土墙组合设计方案。 4.3 施工安全措施 本工程所处地区，地质情况复杂，为确保工程质量，要求如下： ① ① 施工时间宜在旱季进行。 ② ② 施工流程宜坡面排水工程—抗滑桩—分段开挖路基—挡土墙。 2 ③ ③ 截水沟铺砌时迎水面沟壁应设泄水孔（尺寸 10×20cm ），以排泄土壤中水，或采用 干砌片石铺砌。在滑坡体上方标高为 133～135m 附近（见平面图）截水沟下部设一道截 水盲沟，以拦截地下水，引出滑坡体外。施工时应尽量少开挖以保持该地段抗滑功能。 ④ ④ 滑体内排水应充分利用滑坡范围内的自然沟谷作为排除地表水的渠道，及时把水引 入排水沟中。为此目的要对自然沟谷进行必要的整修、加固及铺砌工作，达到不溢流、 不渗漏的目的。 ⑤ ⑤ 滑坡内土质松散，地表水易下渗，应进行平整夯实，夯填裂缝（将裂缝两侧土体挖 开，挖成宽度不小于 0.50m 深度不小于 1.0m 的沟槽，然后用粘性土分层夯填）。 ⑥ ⑥ 设计紧密配合施工，在地下水较为发育地段，事先安装了抽水设备，加强桩基础支 护，保证施工安全。 ⑦ ⑦ 抗滑桩材料采用 c20。纵向受力钢筋焊接接长、焊接接头的类型及质量均应符合《钢 筋混凝土工程施工及验收规范》的要求。⑧ ⑧ 施工前应先做好坡面排水，抗滑桩应由两侧向中间靠，跳桩开挖施工。 ⑨ ⑨ 桩后回填应待桩身混凝土强度达到设计强度 70%以上时方可进行回填，回填土宜采 用砂性土。 ⑩ ⑩ 挡土墙与抗滑桩之间回填土应分层夯实，坡面采用草皮护坡，应注意做好排水工作， 防止雨水下漏造成挡土墙破坏。为确保工程安全，施工中应建立严格的监测制度，认真 做好交接班记录，发现异常情况，及时反映处理。 通过上述措施，使工程抢在雨季之前完成，有力保障了施工安全，深受各方好评。五、结束语高等级公路不良地质深路堑处理随地质条件的变化而千变万化， 为确保施工安全， 设计、 施工、监理三方密切配合，避雨季、快开挖，快支护，快砌筑是关键。 参考文献 1．公路设计手册《路基》第二版.北京. 人民交通出版社.1996 2．工程地质手册第三版.北京.中国建筑工业出版社. 1992 3．王渭漳.关于重力式挡土墙设计中安全经济问题的探讨.中南公路工程 1997 年 1 期&&&&
16:45:10 05:22:13 01:04:58 12:36:14 11:43:00 11:19:26 10:09:34 19:14:49 19:10:32 18:49:27