质量评价水利水电工程论文

摘要:水利水电的工程在国计民生中是非常重要的,它不仅直接影响着工程的投资收益问题,还对其所在地区的人民生活生产起着重要作用。所以,对水利水电工程的施工质量进行正确的评价就显得格外重要。以下是小编精心整理的《质量评价水利水电工程论文(精选3篇)》，仅供参考，希望能够帮助到大家。

质量评价水利水电工程论文 篇1：

水利水电工程施工质量评价方法研究

摘要：质量问题决定了工程的使用价值与使用寿命，是水利水电工程建设的重中之重。一般来说，工程质量的优劣会直接影响到工程造价成本的高低与工程用时的长短，相关部门应该重视工程质量安全问题，利用完善的施工质量评价方法规范水利水电工程操作流程，将工程建设环节中可能出现的安全隐患扼杀在萌芽状态，为水利水电工程的顺利进行打下坚实的基础。本文简述了水利水电工程质量评价的目标与内容，列举出了质评过程应遵守的原则，详细探讨了科学合理的水利水电工程施工质量评价方法，希望能为确保工程质量、提升工程安全系数提供帮助与支持。

关键词：水利水电工程  施工质量  评价方法

通常情况下，施工企业会将工程质量控制与管理当成整个水利水电项目的建设核心内容。为了进一步提升工程的质量、降低安全事故风险，企业在项目施工建设过程中，要充分考虑到工程进度、成本造价对质量造成的影响，合理利用各种可用资源提升工程建设质量，探讨出最科学合理的质量评价方法，为加快工程进度、减少工程造价、延长工程使用寿命等方面打下坚实的基础。

1 水利水电工程质量评价的目标与内容

1.1 水利水电工程质量评价的目标。水利水电工程质量评价的主要目标是客观、真实、全面地反映当前我国水利水电工程质量管理现状，充分反映各个环节存在的问题，提高管理决策的有效性与合理性，结合时代发展的需求，为进一步改善工程建设环境、消除安全隐患做好铺垫。

1.2 水利水电工程质量评价的内容。水利水电工程质量评价的内容要以上述目标为依据，按照工程建设的实际需求与建设行政管理职能定位，拟定出科学的评价模块，然后根据各级管理部门的相应监管职责与权限，实地考察工程建设中的各个环节，筛选、分类、整合各项数据资料，对工程质量中涉及到的施工和使用安全问题、工程与环境协调统一问题进行科学细致的监管、评价。

2 水利水电工程质量评价相关原则

2.1 预测性原则。水利水电工程质量评价必须要能充分反映出该工程质量的未来走势状况，具有一定的预测性。对此，工程管理部门要有针对性地对水利水电工程的发展现状进行归纳分析，回顾该工程的历史数据资料，并将两者结合起来，为未来的发展提供必要的预测依据。

2.2 导向性原则。除了预测性原则外，水利水电工程质量评价还要遵循导向性原则。对此，该地的政府工程管理部门不仅要加强宏观质量管理力度，使所制定的决策更具导向性，还要拟定出规范合理的质量评价标准、设置清晰的评价权限，使其对工程质量的发展起到一定的指引作用。

2.3 客观性原则。水利水电工程质量评价人员必须时刻保持客观、公正、全面、详尽的评价态度，将工程建设所需的数据信息完整、系统地整合在一起，以达到评价详实有效的目标。

3 水利水电工程施工质量评价方法

3.1 工程前期准备阶段的质量评价方法。在工程前期准备阶段主要可以从前期规划和工程环境两部分进行质量评价。要想做好工程施工质量评价工作，前期规划阶段是不可忽视的重要环节。管理部门要按照工程人员实际配置、机械设备、施工建材等各项需求拟定出较为详尽的设计规划方案，为后续质量评价工作提供数据支持。

除此之外，工程环境也是质量评价在前期准备阶段的重要组成部分。质量评价人员可以从施工环境着手，以工程管理环境、工程技术环境等为依据，进行详细的质量评价。

3.2 工程施工阶段的质量评价方法。①自动化评价系统。自动化评价系统是整体质量评价的关键组成部分。评价人员可以根据水利水电工程的实际施工情况，对工程项目中的重要环节，如水利工程上下游水位的数值变化情况、施工地区的气候稳定变化情况、水坝及其边坡的变形情况等，进行有目的、有计划的自动化监测。监测的结果会直接由网络传输系统传导到工程监测中心进行数据备份，筛选出有用的信息资料并分类整合，系统自动生成评价，为工程质量评价人员减轻了工作量，提高了质量评价的客观性、有效性。②人工巡视检查。质量评价人员要想获得最真实完整的数据资料，除了从计算机监测设备中获取外，还应该在大坝、边坡、发电站等位置加大人工巡查力度，及时发现问题及时解决，将安全隐患扼杀在萌芽状态，全力确保工程质量的稳定。

3.3 工程竣工阶段的质量评价方法。水利水电工程在工程正式竣工后，要以设计方案中的数据资料为依据，对工程各个环节的数据参数进行核对，还要审查资金走向、检验施工用材的质量是否达标，将工程从建设初始到竣工阶段发生的所有质量安全事故汇总在一起，检查安全质量事故的具体处理报告，检验管理人员安置工作的落实情况。

4 结束语

综上所述，水利水电工程质量评价不仅是项目管理的重中之重，也是工程建设的核心内容。水利水电工程质量评价人员应该以客观真实地反映当前我国水利水电工程质量管理现状、提高管理决策的有效性与合理性为主要目标，遵循预测性、导向性与客观性原则展开工程质量评价工作。通过建立自动化评价系统、加强人工巡查力度、切实落实好资料信息的竣工验收审核工作的方法提高工程质量评价的真实有效性，为水利水电工程的进一步发展奠定基础。

参考文献：

[1]李若铭.水利土石方工程施工质量控制规范整合与汇编[D].郑州大学，2011.

[2]陈沁.水电工程施工质量控制技术及其信息化集成管理方法研究[D].武汉理工大学，2009.

[3]陈义.水利水电工程施工质量控制策略研究[J].科技创业家，2013（14）.

[4]林武君，欧逢春.水利水電工程施工质量管理存在的问题[J].民营科技，2010（10）.

作者：田启龙

质量评价水利水电工程论文 篇2：

浅析水利水电工程的施工质量评价

摘 要:水利水电的工程在国计民生中是非常重要的,它不仅直接影响着工程的投资收益问题,还对其所在地区的人民生活生产起着重要作用。所以,对水利水电工程的施工质量进行正确的评价就显得格外重要。本文在对水利水电工程的质量评价目标进行了简要的介绍,并且在对其具体的评价方法上做了重点的分析,又在现行的评价方法的基础上,针对水利水电工程的相关特点对其评价指标进行了分析研究,期望对提高水利水电的评价方法的有效性和可行性上做出一定的贡献。

关键词:水利水电 工程 施工质量 评价 方法

在水利水电的建设工程中对其施工质量进行有效的控制和管理是整个项目建设的一个核心内容,并且在施工中还要考虑到各个方面的因素来对工程进行全面的综合的管理,使得各种资源可以被充分利用,而且还要为参与工程建设的相关利益者提供最迅捷的信息,使得工程在事中的施工质量控制和事后的评估检测都可以非常顺畅的进行。本文就针对水利水电工程的施工质量的评价问题进行了进一步的探讨分析。

1对于水利水电工程施工质量评价的目标和相关内容

在水利水电施工质量的评价目标中最为主要的就是工程的整体质量的一个全面客观的反映,并且使得行使监查权的部门可以凭此作为依据来进行决策工作,还可以作为政府部门提高行政的科学化程度的一个基础,使得政府部门对于水利水电工程的质量管理水平得到有效提高。促使我国的水利水电工程质量迈上一个大的台阶。这个质量评价的目标除了为管理部门提高制定各项决策的信息依据外,还可以与其它的相关制度政策进行有效结合,从而使得政府管理部门的管理手段更加的科学化、规范化。

在评价的内容上主要是与管理部门的工作和职能相结合的。其具体的实施方法是针对政府管理部门的职能权限对各种类型的工程做一个区分,然后分别进行考察评估,最后再汇总。此外,对于水利水电工程项目的质量评价应该重点针对将政府投资的工程,也要适当的包括一些其它的投资项目。从普通民众的角度出发,按照相关的法律法规,在水利水电的建设中对于工程的质量的各个方面,包括了环境的协调以及在使用上的安全等都要进行重点评价。

2对水利水电工程施工质量评价的具体方法

2.1 评价方法探析

对于水利水电工程施工质量的评价方法的探讨主要可分为四个部分:一是其评价的等级。我们先行的水利水电工程的评价等级是按照单元工程以及分布工程、单位工程、工程项目顺序来进行评定的,总的将其分为两个等级,即合格和优良。二是单元工程的质量评定标准。这个部分的评定中,重点是对其一般项目和主要项目进行评定。若按照先行的两个等级标准,如果基本要求都能够达到合格的标准,主要的检测项目也能够使得全部监测点都得达到合格标准,且一般检测项目中的检测点也有70%可以达到合格标准,在安全性和使用功能性上也较好,那么就可以将其评定为合格;如果达到了合格的标准,而在一般检测项目里面有90%的测点都能达到合格的标准,那么就可以将其评定为优良了。三是分布工程的质量评定标准。如果单元工程在质量评定能够全部达到合格的标准;无论是中间产品的质量上还是在原材料的质量上都能够达到合格的标准;启闭机制和机电产品在质量上也能够全部达到合格的标准,那么就可以说该分布工程在质量上达到了合格标准。如果单元工程的质量能够全部达到合格标准,且有50%以上都能够达到优良标准,主要的单元工程在质量上都是优良的,也没有发生过什么质量问题的事故;无论是中间产品的质量还是原材料的质量上都能够全部达到合格标准,若是分布工程的是以混凝土为主的,那么在混凝拌合物的质量上也能够达到优良标准,启闭机制和闸门、机电产品在质量上都能达到合格标准,那么就可以说该分布工程达到了优良等级。四是在工程项目的质量评定上,如果单位工程能够全部达到合格标准就可以评定该工程项目达到合格等级;如果在上述标准的基础上,还有50%以上的单元工程达到优良的标准,就可以评定该工程项目是优良工程。

2.2 质量评价指标

影响工程质量的因素是一个非常复杂的系统,这些因素在这个系统中也是互相制约、互相影响的,目前的一些宏观的质量评价指标对于工程实际质量的反映也是存在一定的局限性的。首先来说,这些指标基本上都只是反映出在施工的一定阶段或者竣工阶段的一个部分的质量情况,主要是反映的也是该工程的某一个方面的质量情况,不能对其全面的质量状况做出反映;其次,目前实行的三级保证体系也没有一个有效的内在联系的机制,在对其自身的监管方面也不尽完善,在监督中使用的手段和方式方法相对也比较落后,监理方只能行使一个监管的权利,但并没有执行质量否决的权利或者计量支付的权利,承包方也没有一个自我检测性的机制,所以三者之间的监督评测都存在一定的管理缺陷。不能对工程质量起到一个完善的监管作用。

对水利水电工程进行全面的质量评价应该是贯穿在整个工程的寿命期内的,并且是一个实时的、全面的、系统性的评价体制,可以反映出该工程的总体的质量水平,以及存在的质量风险。所以,在建立健全质量评价体系的时候就要尽量使其可以全面的兼顾到工程的各个方面的内容,形成比较全面的质量评价体系。按照这个要求,还要结合到会影响质量评价的一些因素以及指标选择上的问题,再根据工程的具体特点确定水利水电工程的质量评价指标。在工程的项目准备阶段主要的评价指标可以分为工程设计指标和工程环境指标;在施工的阶段主要有项目参与人和工程外观质量的指标以及工程的实体质量的相关指标;在工程完工的阶段则主要有资料验收以及质量检查两个方面的指标。

3结语

对水利水电工程进行有效的质量控制和管理也是在大中型的水电工程项目管理中的一项核心内容。因为水利水电工程项目本身的一些特点,就让对其进行施工质量控制管理变得非常的复杂和困难。而对其实施有效的质量控制除了要有专业的监理工程师外,还要有一个比较成熟的质量评价体制,对其质量控制管理的成果进行有效评价监督,准确全面的质量评价方法可以使得我国的水利水电工程施工质量得到有效的提高。

参考文献

[1] 盘小辉．水利水电工程施工的质量控制探析[J]．科学之友(下旬),2010(8).

[2] 李文明,张晓兰．做好产品质量监督管理工作保障水利工程安全运行[J]．中国水利,2010.

[3] 刘德明．水利水电工程施工质量控制[J]．魅力中国,2010(6).

[4] 楊莉民．试谈施工质量控制在水利水电工程的应用[J]．中国科技纵横,2010(19).

[5] 张宏莉．关于水利水电建设工程的质量检测管理探讨[J]．价值工程,2010(21).

[6] 刘海贤．水利水电工程施工质量评价方法探索[J]．科技资讯,2010(10).

作者：郭淦诚

质量评价水利水电工程论文 篇3：

基于粗糙度的边坡开挖质量多维评价方法

摘要：边坡开挖与质量评价是水利工程建设中的关键环节，如何高效、全面、直观地对开挖工程质量进行评价是工程建设各方关注的问题。针对水利工程边坡开挖过程中数据采集、处理效率低及指标不完整的问题，结合规范中的质量评价指标，利用设计基准数据及三维激光扫描获取的开挖面点云数据，引入粗糙度的概念分别构建一维断面线比值、二维开挖面测点超欠挖值及方差、三维表面投影比等多维度的质量评价指标，同时开发了边坡质量评价系统，以对开挖边坡进行综合评价。最后，通过对某工程实例分析表明，上述多维度的指标能够全面直观地反映开挖质量情况，通过评价系统能为边坡开挖现场质量评价与控制提供实时、全面的信息支撑。

关键词：粗糙度；边坡开挖；质量评价；三维激光扫描；点云

16721683（2017）06015106

Key words：roughness；slope excavation；quality assessment；threedimensional laser scan；point cloud

邊坡开挖是水电工程建设中的关键工序，其质量直接影响到工程的建设目标及安全。边坡开挖工程必须符合工程设计标准，严格控制开挖质量。规范[12]要求开挖后应及时对基础进行检查（自检）和处理，开挖测量范围为开挖轮廓面和开挖断面，开挖验收主要内容包括基础轮廓尺寸、控制点高程和超欠挖情况。在质量检查过程中，当前主要使用全站仪或RTK等单点测量工具对开挖面控制点坐标逐点测量，对比实测数据与设计数据以判断超欠挖、不平整度等质量情况[34]。然而，单点数据的采集精度易受外界环境因素的影响，且由于开挖面为不规则空间曲面，采集点数量有限，其代表性难以保障，因而无法准确、全面地反映开挖面的质量。大尺度三维激光扫描技术具有高精度、高密度、高速度及免接触等特点，能够极大地提高数据采集效率、数量与质量[56]，目前在地形测绘[78]、工程监测[910]、建筑工业[1112]等方面得到广泛应用。利用三维激光扫描技术对边坡质量进行评价分析，笔者依据相关规范，建立了部分指标[1314]，但评价体系依然不够完善。因此，能否有效利用三维激光扫描获取的海量点云数据，进行全面、准确的边坡开挖质量分析与控制，提高质量评价的直观性和准确性，关键在于建立适用于海量点云数据的评价指标和高效的评价方法。

本文以规范中的开挖质量评价要素为基础，将地表粗糙度的概念引入边坡开挖工程，利用三维激光扫描获取的开挖面点云数据与工程设计资料，分别构建一维断面线比值、二维开挖面测点超欠挖值方差、三维表面基准投影关系比等三项粗糙度质量评价指标，并对开挖边坡展开分析。利用基于以上三项评价指标建立的边坡开挖评价系统能快速、直观地对工程质量进行评价。

1粗糙度评价指标的建立

粗糙度一般有两种理解[15]，一种从空气动力学的角度出发，也称空气动力学粗糙度；另一种是将地面凹凸不平的程度定义为粗糙度，也称为地表微地形，通过实际测量求得，为本文讨论的粗糙度。地表粗糙度是一个无量纲指标，通过测量某一面积内或某一截面上的若干点距参照基准面的高度，用各点的高度变化来反映地面的起伏程度[1617]，该指标可对不同尺度量级的地表数据进行统一评价。由于边坡开挖面具有地形相似特征，将地表粗糙度的概念引入边坡开挖质量控制中能够扩展现有的质量评价指标体系[18]，更全面地对开挖质量进行分析和评价。本文依据现行规范中的评价指标并结合三维激光扫描获取的点云数据特点，分别建立了一维、二维和三维开挖面质量粗糙度评价指标。

11一维粗糙度指标

一维粗糙度参考节理岩体粗糙度（JRC）的定义，为裂隙两面壁对参考坐标的相对高差，利用分形的方法对假设剖面和实际剖面的折线长比值进行计算[19]。据此，在开挖面质量评价中，对任意开挖断面，测量其长度，以设计断面线长度为基准，将两者的比值定义为一维粗糙度，即：

R1i=[SX（]Lai[]Ldi（1）

式中：Lai为第i条断面线的实际长度；Ldi为第i条断面线的基准长度。

由此，R1i的值越趋于1，说明所取断面开挖越光滑，开挖质量越好。然而，一维粗糙度只能反映特定开挖断面的与设计断面的相对比值，不反映断面中超欠挖情况。为解决这种情况，建立二维粗糙度指标。

12二维粗糙度指标

在地形分析中，最常用也是最简单的参数是均方根高度，即观测样本集的标准差：

σ=[JB（{][SX（]1[]n-1∑[DD（]n[]i=1[DD）][JB（[]z（xi）-[AKz-][JB）]]2[JB）}]12（2）

式中：n为观测样本点的数量；[AKz-]为所有观测样本点的平均地面高度。

一般地，地表越粗糙，均方根高度越大。但是边坡工程多为倾斜面，无统一基准平面，且开挖形成的表面伴有较大的随机成分[20]，均方根高度描述的是各孤立位置的特征。因此，结合开挖工程的特征对式（2）进行改进，以开挖面上测点到设计基准面的距离的均方差作为二维粗糙度评价指标，表达为：

R2i=[JB（[][SX（]1[]n∑[DD（]n[]i=1[DD）]（Δzi）2[JB）]]12（3）

Δzi=[SX（]Axi+Byi+Czi+D[][KF（]A2+B2+C2[KF）]（4）

式中：n为开挖面上所有有效测量点的数量；Δzi是实测开挖面上第i个测量点到设计基准面垂直距离；A，B，C，D为基准面的平面方程Ax+By+Cz+D=0的系数。

工程中，Δzi应有正有负，正表示测点在设计平面之上，为欠挖值，负则为超挖值。当测点数量足够多且分布均匀时，上式能整体对开挖面的质量指标进行评价。根据超欠挖控制标准及Δzi的值分别建立超挖集{Cj}、欠挖集{Qk}、合格集{Hm}（其中j+k+m=n），依据Δzi值分别存入相应的集合中，可计算开挖质量分布、合格率等指标。将{Cj}、{Qk}、{Hm}中值分别带入式（3）即得开挖面的超挖粗糙度Rc、欠挖粗糙度Rq及合格粗糙度Rh三个子指标，也可依据R2i对开挖面整体进行评价。

[JP3]通过指标R2i的计算和分析，可以得到开挖平面的质量评价量化结果，其值越小（趋于零），即实际开挖面上的测点与基准面越靠近，开挖质量越好。当测点数量过少甚至缺失时，可使用三维粗糙度指标进行评价。

13三维粗糙度指标

三维粗糙度是由测点生成开挖面三角网格模型，分析实际开挖面网格模型的面积之和与基准面的面积比。其构造过程如下：首先通过三维激光扫描仪对开挖面進行扫描，得到开挖面表面的空间点云数据，利用数据筛分得到基准面控制点范围以内的点云；编写三角网格模型算法基于点云数据生成开挖面整体三角网格模型，并计算网格模型中各三角形面积之和，与基准面面积进行比较，见图1。

图1中，上部为实际开挖面，下部为基准面，对开挖面三角网格模型中任一三角形ABC，其顶点坐标分别为（xa，ya，za）、（xb，yb，zb）、（xc，yc，zc），依据公式S=[KF（]l（l-a）（l-b）（l-c）[KF）]（l为三角形周长；a，b，c分别为三角形的三边周长）求得三角形面积为SABC，令ABC在设计开挖面上的投影为A′B′C′，其面积为SA′B′C′，则三维粗糙度表示为：

Rr=[SX（]SABC[]SA′B′C′（5）

[JP3]对于整个开挖面来说，其整体粗糙度可以表示为：

Rr=[SX（]∑[DD（]n[]i=1[DD）]Si[]∑[DD（]n[]i=1[DD）]Si[KG-3]′=[SX（]∑[DD（]n[]i=1[DD）]Si[]St （6）

式中：n为三角网格模型中三角形的个数；Si为三角网模型中第i个三角形的面积；St为设计开挖面面积。由上式分析可知，Rr∈[1，∞），Rr越接近1，开挖面越光滑，开挖质量越好，反之质量越差。由定义可知，三维粗糙度指标能够覆盖整个开挖面，可弥补由于点缺失引起的指标不完整的情况。

[JP5]2基于粗糙度指标的开挖面数据分析与系统开发

在构建上述评价指标过程中，本文对基于点云数据的快速处理方法进行了研究，建立了基准面方程的快速拟合方法及三角网模型快速生成方法，同时开发了开挖面质量评价系统。

21拟合基准面平面方程

[HJ15mm]在二维粗糙度计算中，建立准确的基准面平面方程是关键基础工作。边坡开挖中设计基准面一般为平面，基准面方程的一般表达式为：

Ax+By+Cz+D=0，（C≠0）

记：a0=-[SX（]A[]C，a1=-[SX（]B[]C，a2=-[SX（]D[]C，则平面方程变换为：z=a0x+a1y+a2。

基准面平面方程可利用设计控制点（xi，yi，zi），i=0，1，…n-1拟合，应使S=∑[DD（]n-1[]i=0[DD）]（a0x+a1y+a2-z）2最小，即：

[SX（]S[]ak=0，k=0，1，2（7）

同时为满足工程需要，则应满足以下条件：

0≤S≤min（D2l，D2s）（8）[HJ]

式中：Dl，Ds分别为最大欠挖和最大超挖控制标准值，通过对式（7）变换得到以下矩阵：[HJ15mm]

[JB（|][HL（3]∑x2i[]∑xi

yi[]∑xi

∑xiyi[]∑y2i[]∑yi

∑xi[]∑yi[]n[JB）|]

[JB（（]a0a1a2=[JB（（]∑xizi∑yizi∑zi

（9）[HJ]

求解上述方程组得到a0，a1，a2，反向即可求得A，B，C，D，得到基准面方程。

22构建基于逐点插入的开挖面点云三角网格模型

三维粗糙度评价中，需要利用开挖面点云数据建立其三维模型并计算面积。利用激光扫描点云数据进行逆向建模是目前逆向工程领域研究的热点问题。通过点云数据逆向构建开挖面的三角网格模型能够直观、准确地反映开挖面形态。三角网模型生成中运用最广泛的就是Delaunay算法，目前Delaunay算法主要为分割合并算法、逐点插入法、三角网生长算法等[2122]。结合边坡开挖面激光点云数据特点，本文采用逐点插入法构建开挖面网格模型，其基本步骤为：（1）读取开挖面扫描点坐标数据；（2）获取开挖面控制点范围内坐标数据并剔除范围外数据；（3）以X或Y坐标最小值为起点，搜寻获取点集外围边界；（4）依据边界及内部点生成三角网。逐点插入法示意图见图2。

23建立边坡开挖质量评价系统

基于上述理论，开发完成了边坡质量评价系统。该系统可通过读取设计开挖基准数据、实际开挖面点云数据，分别从一维、二维、三维角度对开挖面质量进行评价，其中一维分析可生成任意位置、任意剖面断面对比图及粗糙度指标；[HJ]二维分析可对控制点平面方程快速拟合、自动剔除导入数据中控制点范围以外数据并得到开挖面测点超欠挖值方差，绘制超欠挖值分布图；三维分析可快速生成开挖面三角网模型，计算开挖表面基准投影关系比。该系统实现了数据的自动识别、处理与分析，可高效、实时地对开挖面质量进行评价。该系统二维分析界面见图3。

3工程应用研究

某水电工程位于西南地区，地质条件较差且坝址两岸岸坡呈不对称分布，左岸地形平顺、右岸陡峭，陡峭的地势为传统数据测量带来不便。为控制主体工程开挖质量，边坡开挖过程中采用Leica HDS8800三维激光扫描仪对开挖面进行实时数据采集。该扫描系统采用脉冲式激光扫描，水平视场360°，垂直视场80°，最大扫描距离2 000 m，最大误差为50 mm2 000 m，扫描距离与精度能满足水电工程边坡开挖要求。在扫描过程中与全站仪后视配合，通过定位扫描仪坐标能直接将扫描对象的坐标转换为实际大地坐标，可减少后期数据配准及坐标转换工作量。为实现开挖过程的全记录，在工程施工过程中分别在开挖前、开挖后及处理完成后对开挖面进行扫描。

本文以右岸某开挖区某开挖面（见图4）为例运用上述指标对质量进行分析。

31开挖数据预处理

根据开挖面设计资料建立设计模型，通过点离散及插值的方法按高程等间距生成设计开挖面点云数据，见图5。每条线间距为1m，得到设计点约8万个。实际开挖面扫描后得到的点云数据见图6，点数量约50万个。

32一维粗糙度

从开挖面中任意选择2个连续断面进行分析，断面间距为5 m，断面粗糙度结果见图7，断面的分析结果见表1。

从图7中可知，开挖面在不同断面处断面形状均不相同，各斷面均存在一定程度的超挖，没有出现欠挖的情况，下部超挖量比上部大，计算得到一维粗糙度R1在1附近，断面较光滑。可见一维粗糙度指标可实现对是否存在超挖或欠挖的定性分析，不能得到定量分析结果，需要进一步补充评价指标。

33二维粗糙度

依据工程质量控制标准，本工程中边坡开挖最大允许超挖为20 cm，最大允许欠挖为10 cm。由设计资料可知，开挖面由4个控制点形成多边形坡面，其坐标见表2。由21中的方法计算得到平面方程的系数分别为A=-135935880，B=-005276189，C= 10，D=101885079581，将控制点坐标（x，y）带入平面方程计算拟合平面与控制点z的误差，结果见表2中Δz列，误差均控制在±0001 m，拟合平面效果较好，能满足实际需要。

根据拟合的平面方程，将开挖面的点数据点逐一带入式（4）中计算Δzi并分别按其值计入{Cj}、{Qk}、{Hm}，并进行统计分析，分析结果见图8，其中粉色为超挖、红色为欠挖、绿色为合格。

由图8可知，上坡脚开挖面质量多为合格，边缘存在少量欠挖点，下坡脚部分全部超挖，而超挖情况较为严重，计算得到整体粗糙度R2=0522，指标偏大，其中超挖粗糙度0573，欠挖粗糙度0227，合格点粗糙度0128，从粗糙度指标中可知，该开挖面超挖情况较为严重。由图8可知，扫描获取的点数据分布不均匀，上部和左下角点密度较大，而右下角点较为稀疏，采用三维粗糙度进行进一步评价。

34三维粗糙度

三维粗糙度通过开挖面三角网的面积之和与原设计面积的比值来评判。依据设计控制点建立的开挖基准面模型，见图9。根据扫描点云数据先剔除控制点以外的数据，然后运用22中方法生成开挖面三角网模型，见图10。

计算得到基准面面积St=1 321752 m2。点云数据处理后剩余点21 0581个，生成的三角网模型包含三角形421 070个，计算得到面积和∑[DD（]n[]t=1[DD）]St=1 456553 m2，三维粗糙度R3=1102，说明此开挖面较基准面偏移较大，综合一维、二维粗糙度可知该值偏大主要是由超挖引起，建议施工过程中应该注意控制开挖面轮廓，确保与设计方案的符合。

4结论

三维激光扫描技术较传统的数据测量方式在范围、精度和效率方面有明显优势，且三维激光扫描能以非接触的方式对开挖面进行扫描，减少对施工的干扰和影响。现行规范中对边坡开挖质量检查主控项目和测点数量较少，难以完整地对开挖面整体质量进行评价，且无法较好地反映出点云数据评价的优势和精度，本文建立的三项指标能分别从断面、超欠挖量及整体开挖面形态的角度对质量进行分析和评价，较传统的评价范围更全面，可在开挖过程中实时评价开挖面质量。开发的开挖面粗糙度评价系统能利用设计数据和实际开挖面扫描数据直接进行分析。通过对实际工程分析，三个指标可从不同维度对开挖质量进行效评价，相比传统的方法更为直观和全面，在实际工程应用中能提高分析效率和精度，对工程有一定的指导意义。

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作者：胡超 赵春菊 周宜红 潘志国