电子线路工程教育论文

2022-04-16

摘要:输电线路工程专业是一个新兴的、多学科交叉的高等工程教育领域,其人才培养模式及专业系列教材一直在持续研究与建设。根据输电行业的用人需求,分析了输电线路工程本科专业人才应具备的电气、土木、机械、工程测量、气象、水文与地质六大学科领域有关知识,研究确定以电学和力学作为专业的理论基础。今天小编给大家找来了《电子线路工程教育论文(精选3篇)》,仅供参考,大家一起来看看吧。

电子线路工程教育论文 篇1:

高压输配电线路工程施工技术研究

摘 要:在我国电力行业中,压输配电线路存在着举足轻重的作用,在电力输送工作中,占领了一席之地,给我国电力输配的安全和质量提供了一系列的保障,为电压的运用提供了保障。当前,我国的大部分高压配电线路都安装在野外,整个安装工程难度较大,而且施工工程的复杂性和特殊性也决定了该工程在设计和实际动工时需要更细致的操作,才能保证施工工作的合理进行。在对施工技术进行分析的过程中,一定要参照我国的施工标准,施工工程中的任何一个施工细节都必须考虑到,在符合国家标准情况下,处理好每一个施工工艺,注重建筑工人与建筑工程之间的关系,使每个施工环节施工质量都能得到有效地提高,高压输配电效率的质量也就能综合地得到提高,输配电的安全性和稳定性也自然能获得保障。

关键词:高压输;配电线路;施工技术

一、引言

在电力系统中,高压输配电线路的地位是不可比拟的,其重要性决定了其不可忽视,它也在电力系统中,充当着十分重要的角色,为了能够保证电力输送工作的持续进行,一定要在建设输配电线路时就保持高度的警惕,一般来说,高压电线路建设的地点都在野外,在建设时可能要穿过复杂的山体,复杂的山体影响施工的综合因素比较多,对线路工程进行施工的难度也不断增大,整个线路工程十分繁琐,一定要保证工程的质量,才能够保证配电线路的正常工作。在施工过程中对工作人员的工作情况进行监控,对工作人员进行管理,只是其中一个工作项目,同时还需要考虑到自然环境对施工的影响,施工团队需要从自然环境入手,将施工的所有情况都充分考虑到,多从技术的角度对施工工程进行分析。

二、高压输配电线路工程施工的主要特点

1.危险性较高

首先,在高压输配电线路中,输配的是高压电,因此在实际操作过程中,很容易对施工人员的生命安全构成威胁,产生危险,高压电力是危险性极高的电能,电本来是看不见摸不着的,防范难度本来就已经增加了不少,如果同时发生了漏电问题,根本无法防范,且会对生命安全造成更严重的威胁。从另一个角度来说,因为高压输配电线路的施工地点都在野外,野外空气中的水分是不可抗因素,而在实际施工过程中,在施工人员进行配电线路导电检验时,空气中的水分很容易与线路之间的电子发生反应,接着便发生导电事故,对施工人员的安全造成了威胁。另外高压输配电线路工程大多数都需要在高空中操作,因此,施工管理人员不可能对施工的所有环节都控制和管理到,而且操作人员在高空作业时很容易产生安全问题,我国施工人员因为高空作业而不幸遇难的人,不在少数。

2..特殊性

首先,电力工程的性质与其他工程的性质略有不同,电力工程未来主要面对的使用人群是全国范围甚至是全球范围的,每个人在生活当中,离不开电能,而输配电线路工程是保证电能的基础,重要性可见一斑,但是输配电线路也因为其复杂性,受到了各界人士的关注,在具体施工过程中,影响输配电线路施工的因素有很多,而这些因素中有很多不可控的,这些不可控的因素,对施工人员的施工操作产生了主要的影响,也影响着工程的施工质量。从高压输配电线路工程施工的特殊性来看,这些因素的存在会导致整个施工行业无法顺畅发展,因此,专门就这些不可控因素进行调查研究,从这些施工因素入手,增加质量管理和控制能力,尽可能地减小质量问题产生的频率。

三、高压输配电线路工程的技术分析

(一)基础施工的技术分析

一般提到基础施工,无论是哪个工程项目,最基础的核心就是钢筋混凝土的施工,对高压输配电线路工程的施工也不例外,基础施工的技术主要是指从整体上构建一个基础结构框架,高压输配电线路工程的基础框架,是围绕地面建设构建的,地基是基础,高压输配电线路工程整个都在地面上进行,如果不能保证地面的稳固性,施工工程的稳固性也不会得到提升,基础施工时,便需要对混凝土的施工质量进行管理,在施工建造的过程中,一定要清楚混凝土在施工过程中经常会出现的问题,在进行管理的过程中,重点对这些可能会出现的问题进行管理,一旦有这些质量问题出现的苗头,就必须要制止。为了保证在基础施工上,对输配电工程不会产生太大的影响,工程团队需要在基础施工方案中,最终敲定一个方案,选择哪个品种的混凝土、如何实施混凝土的浇灌技术,都作为基础施工的范畴,施工团队在对基础施工项目进行管理的同时,一定要保证每个环节的质量,将影响每个环节质量的因素都进行控制,从而确保基础施工技术的完美实施和基础施工质量的保证。

(二)杆塔施工的技术分析

在对杆塔进行施工的过程中,一定要充分考虑到杆塔的类型对施工工程的影响,一般在输配电线路工程中,都会选择建造出耐张型和直线型的杆塔,这样的杆塔综合性质较稳定,不会对施工工程造成太大的影响。但是,杆塔的施工工程,又不容易稳定的进行,大部分施工工程团队,从选择杆塔开始,就没有抓住精髓,在施工时,就没有考虑到多种因素,造成杆塔不能支撑后期线路的建设工作。根据整个工程要求挑选对应的杆塔是十分重要的,因为在工程投入建设之后,整个输配电线路未来的输配电情况以及未来的安全保障都是由杆塔控制和提供的,适宜的杆塔会产生更少的安全问题,施工团队在建设完毕后,维修压力也能减小不少,后期投入保护的力度也能相继减少。挑选合适的杆塔不仅应该从形状上来挑选,更应该从质量上和材质上来挑选。一般选择建造杆塔的材料都是铁,但是铁中的材料在有些复杂的环境中是不可以使用的,在复杂环境区域中建设时,铁塔会对建设工作造成影响,影响着施工进度,因此从实际出发,一定要选择合适的杆塔,全面地注重杆塔的施工环节和施工技术,才能保证输配电线路工程的施工质量。

(三)架设施工的技术分析

高空施工是高压输配电线路工程施工的一个特点,也是该施工过程中需要注意的问题,在进行高空作业时,如何进行架设施工成为施工中的重点考虑问题。首先高压输配电在建设过程中,一定要保证给予充分的张力,张力的架设需要距离的精确计算,所以对工地上的所有建设数值和测量数据都必须烂熟于心。另外,在架设施工时,一定要注意装置用拖线式的方式进行放置,因为这种方式只需要将装置进行放置,所以操作难度不大,但是对线路的后期运行可能会产生一定的影响,但在某些放线过程中,因为工程的驾设质量未得到保证。线路工程并不能提供理想的张力,对施工质量也就有直接的影响。

四、结束语

总而言之,作为一项复杂的工程,高压输配电线路工程在施工过程中,必须注意自然环境对工程产生的影响,在施工过程中,也需要对任何一个施工环节进行质量管理,保证施工环节的到位施工,对于该工程来说,各个施工环节的施工质量,与整个工程的施工质量也有紧密的联系。高空作业是输配电线路工程的建设特点,在实际操作过程中,这个特点也成为了威胁,施工管理部门需要就高空作业这一项工作特點,对施工人员进行安全教育,尽可能地减少因为高空作业而对施工人员产生的影响。另外在整个施工工程建设的过程中,分别对基础施工过程和后期维修过程进行关注,予以充分的人员支持和技术支持,能增加配电工作的稳定性,使工程充分地体现出其价值。

参考文献:

[1]秦学.简述高压输配电线路工程的施工技术[J].现代国企研究,2017(22):142.

[2]张艳婕.高压输配电线路工程施工技术探究[J].信息记录材料,2017,18(10):189-190.

[3]张健.探讨高压输配电线路工程施工技术[J].计算机产品与流通,2017(07):109+116.

[4]曹允俊.输电线路工程常见问题研究[J].科技风,2016(07):87.

[5]汤晓青,钟良,杨力.“输电线路施工”课程建设实证研究[J].中国电力教育,2011(03):192-193.

作者:高宝

电子线路工程教育论文 篇2:

主动适应行业需求的输电线路工程专业教材体系研究

摘要:输电线路工程专业是一个新兴的、多学科交叉的高等工程教育领域,其人才培养模式及专业系列教材一直在持续研究与建设。根据输电行业的用人需求,分析了输电线路工程本科专业人才应具备的电气、土木、机械、工程测量、气象、水文与地质六大学科领域有关知识,研究确定以电学和力学作为专业的理论基础。结合输电行业需求,提出了以线路设计、施工和运行维护为专业核心知识,其他内容为专业完备知识的专业教育课程体系,从而编撰了课程体系对应的系列高等教育用教材,推动了我国输电线路工程高等教育的发展。

关键词:输电线路工程专业;输电行业需求;高等工程教育;知识结构;专业系列教材

作者简介:唐波(1978-),男,湖北安陆人,三峡大学电气与新能源学院,副教授;孟遂民(1957-),男,河南漯河人,三峡大学电气与新能源学院,教授。(湖北 宜昌 443002)

基金项目:本文系湖北省高等学校省级教学研究项目(项目编号:2012238)、三峡大学教学研究项目(项目编号:J2012009)的研究成果。

为满足不断增长的国民经济和社会民生用电需求,国家电网公司根据我国国情,制定了“十一五”和“十二五”期间电力建设的战略目标,即建设以特高压电网为核心的坚强电网。[1-2]在此背景下,我国输电线路工程建设越来越多,对输电线路设计、施工和运行维护的要求也越来越高,国家需要大量的具有输电线路设计、施工、运行维护知识和研究能力的高级专业技术人才。

输电线路工程专业即是根据上述国家电力建设用人需求而创办的新兴专业,目前全国只有五所本科院校及各省电力公司下属的专科学校开设了该专业(方向)。[3]由于输电线路工程本科开办历史不长,又是一个多学科交叉的专业,创办初期全国没有可用于其高等工程教育的专业教材。为此,三峡大学作为全国最早开办输电线路工程专业的高校,由国家级教学团队成员,针对输电线路工程行业需求,践行三峡大学特色专业、拔尖创新人才培育试验计划和卓越工程师教育培养计划等专业建设实践,承担系列省级、校级教学研究项目,历经二十余年的教学研究和科学研究凝练成输电线路工程专业系列教材,为全国输配电行业培养了大量的高级工程技术人才,并服务于全国多个输配电行业单位的职工培训。

一、输电线路工程专业的发展概况

早期,为适应国家经济发展的需求,我国电力行业的发展一直集中在电源建设,电网建设则相对落后。随着厂网分开和国家电网公司、南方电网公司的成立,国家加大了对输电网和配电网的建设,对电网的输电质量提出了更高的要求。作为整个电网中完全暴露于自然界、承受自然环境最为复杂恶劣、运行维护最为困难的输电线路,其成为保证电网坚强的决定性影响因素。2008年的低温冰害天气对电力系统乃至我国国民经济造成的影响就是典型代表。因此,全国电力建设对输电行业的技术人才需求量不断加大,而且培养质量要求也在逐年提高。

输电线路工程专业伴随着我国电网建设的发展而发展。1990年以前,在中专、技校中多以“输配电”的名义培养输电线路技能人才。1991年以后到1996年,当时的电力部根据电力企业的需求,在当时的葛洲坝水电工程学院(现三峡大学)和东北电力学院(现东北电力大学)设置了输电线路工程全日制专科,同时在多所职工大学设置输电线路专业进行在职培训。1997年,三峡大学率先设置了输电线路工程本科专业,随后东北电力大学、南京工程学院、东南大学成贤学院、华北电力大学(2011年开始招生)等高校也相继开展了该专业的本科教育。目前,全国仅华北电力大学、东北电力大学和三峡大学开展了输电专业方向的硕士研究生教育。[3]

由于输电线路本科开办历史不长,关于输电线路工程高等教育研究,各高校目前多集中在个别课程的教学模式分析,[4-8]而对输电线路工程专业的整个高等教育体系思考较少,缺乏系统性的输电本科专业应具备的知识体系和相应的教材建设研究。

二、输电线路工程专业的知识与课程

1.输电线路工程的知识领域

输电线路工程专业直接面向电力行业,其建设目的就是为了输送电能和实现电力系统联网。作为自然界中人工建设形成的构筑物,输电线路的建设经历着设计、施工和运行维护三个工作阶段,而这三个既相互独立又相互促进的工作分别由电力行业中的电力设计院、电力建设公司和电网公司承担。根据各用人单位的专业需求,文献[9]研究提出输电线路工程是一个跨学科的专业,输电线路的设计、施工、运行维护及管理等涉及工程测量、气象、水文与地质、土木、电气、机械等学科的知识,因此从事输电线路工程专业的技术人才应是复合型的。

2.输电线路工程专业的基础理论及课程

显然,输电线路工程专业的知识结构涉及多个一级学科,结合行业需求和大学本科人才培养定位,要实现所有知识、能力和素质的一体化是非常困难的,因此学校在教学过程中必须对以上学科内容有所取舍。

考虑到输电线路的实质是可以输送电能的人工建筑物,从工程安全的角度看面临着两个基本问题,一是线路能在复杂的自然环境中施工建设起来,并在长期的运行中不会出现倒塔或断线等力学破坏事故;另一个是线路在输电时,线路结构本身或对线路周边障碍物不产生放电、闪络等电学事故。因此,可以认为输电线路学科的理论基础就是力学和电学。

针对力学知识体系,教师首先要求学生掌握基础力学的概念及基本知识,对应的知识课程为“理论力学”;在各种力的作用下,各种材料所体现的力学特性不同,如地线对应的钢绞线、导线对应的钢芯铝绞线在相同的外界条件下弧垂明显不同,对应的知识课程为“材料力学”;当材料体现为不同工程结构时,如钢管杆和角钢所形成的铁塔,在外力作用下的强度、刚度和稳定性也不同,因此学生还要学习“结构力学”。另外,当考虑杆塔基础时,需了解土体在外力、水流和温度作用下的应力、变形和稳定性问题,则需学习“土力学”的基础知识。

针对电学知识体系,教师首先要求学生掌握电学基本规律及电路的分析方法,对应的知识课程为“电路”;学生在掌握电学基本知识后,需了解面向工程的电磁场内容体系,掌握电场、磁场及能量之间的相互转换关系,对应的知识课程为“工程电磁场”;在此基础上,最终学习高电压绝缘、放电理论和电力系统过电压,以解决输电线路相间绝缘、风偏闪络、防雷接地等一系列高压问题,即需学习“高电压技术”课程。另外,为了完善电学基础知识,学生应该了解“电子技术基础”、“电力系统基础”、“电力系统分析”等课程。

另外,根据输电线路工作的知识体系,学生的专业基础应该还包括工程测量、气象、水文与地质、机械等学科知识,但相比于电气和土木学科来说,这些学科应该处于从属和辅助地位。

3.输电线路工程的专业知识及课程

根据输电行业的用人需求方向,即电力设计院、送变电公司和电建公司、电网公司,从而可提出输电线路工程行业的专业核心课程体系应包括线路设计、施工和运行维护三大内容。

输电线路工程设计是输电工程建设的起始,其内容综合电气、土木、工程测量以及气象等学科的相关知识。对于电学,学生在学习高电压技术之后,才能理解如导线排列方式(决定杆塔的塔头结构)、导线对地高度(决定杆塔的呼称高度)、绝缘子串长度(影响线路对地高度、受力等)等知识的理论依据;学生在学习完力学知识之后,才能掌握架空线的线路力学理论,如架空线的各种应力、荷载、刚度计算等内容。同时,选择输电线路路径时,线路所经地区的地物地貌情况,杆塔所在位的水文与地质情况以及施工和运行检修测量等,都需要工程勘测、水文地质和工程测量等学科知识,这些内容学生可通过“工程测量”课程进行学习。

输电线路施工主要内容为各种电压等级下,架空输电线路的基础施工方法、杆塔组立方法、架线施工方法和相关的施工设计计算方法等内容。施工方法及大型牵张机械选择的技术依据来源于线路设计中所涉及的应力弧垂曲线图、安装曲线图、平断面图及其相关图纸资料,而施工建设时的分析计算则主要依靠力学知识。

输电线路运行维护包括架空输电线路运行中的巡视内容及方法、常见故障及相应的预防措施、常规测试项目及测试方法、停电检修方法及安全注意事项、带电作业的原理及安全保障措施等内容。这些工作要求线路运维人员知识面较为广泛,线路检修和维护中涉及各类施工机械和工器具,涉及基本的机械工程领域知识;各类常规测试、防雷接地、停电检修和带电作业则涉及电学知识;而当今输电线路的维修策略以可靠性为中心,这又涉及系统可靠性与设备的全寿命周期管理内容。

可以看出,电学和力学的基础理论知识都能在线路设计中得到体现;同时,线路设计中的成果为后续线路施工和线路运行维护提供技术支持,因此,输电线路设计在整个专业的知识体系中起着承上启下的重要作用,也是整个专业知识体系的理论基础。

以上三个专业核心内容涉及的知识面繁杂且专业化,显然无法在一门课程内完成对该核心内容所有知识点的教学,因此需要一些辅助课程对专业核心知识进行弥补。如输电线路工程专业的概述性内容,可引申为“输电线路基础”;又如线路设计中线路对周边电磁环境的影响,线路施工中施工机械的选择与设计,线路运行维护中的在线监测与故障诊断,再如输电线路工程概预算、电力电缆线路、配电线路、输电线路地理信息系统等内容,这些知识点都可以引申为单独的课程。

三、输电线路工程的专业课程体系

三峡大学已按学科大类设置有公共课平台和一些素质类课程平台,除这些教育课程外,本校将其余课程分为奠定本专业理论基础的基础课程和适应输电行业需求的专业核心课程,以及用来补充和完善专业课程体系的专业完备课程,其具体结构框图如图1所示。

输电线路工程的专业核心课程主要分为线路设计、线路施工和线路运行维护三大类,分别对应着输电线路工程人才的就业方向。其中,线路设计不仅仅涉及线路工程设计的知识,同时还为输电线路施工、运行维护等专业课程提供理论支撑,教学内容繁重而复杂,因此在课程体系中划分为“架空输电线路设计”(侧重于架空线力学的研究与应用)和“输电杆塔及基础设计”(侧重于结构力学和土力学的研究与应用)。

四、三峡大学的输电线路工程专业教材建设

1.成立编委会,分阶段地开展教材研究和编写工作

输电线路工程为自办专业,且具有跨学科性质,在专业开办初期没有现成且合适的专业教材。为落实输电线路工程专业人才培养目标,满足专业教学的需要,在本专业开办之前,三峡大学(原葛洲坝水电工程学院)就首先组织教材编写队伍,在1989年成立“葛洲坝水电工程学院输电线路工程教育丛书编委会”。编委会将教材建设作为输电工程高等教育的重要组成部分,以教材内容为载体,在长期的教学实践中,对教学经验进行凝练和总结,以葛洲坝工程学院自编教材的名义,编写了该专业所有专业课程的教材,校内出版,满足了本专业开办以来的教学需求。

三峡大学在1996年正式公开出版《高压架空输电线路施工》,2000年正式出版《架空输电线路设计》、《输电杆塔设计》、《架空输电线路运行与检修》、《电力电缆》,涵盖了输电线路设计、施工和运行维护三大核心专业知识领域,同时前瞻性地撰写了电力电缆的教材,形成了全国第一套“输电线路工程教育丛书”。随着国家教育的发展,在2005年和中国电力联合会、中国电力出版社合作洽谈输电线路工程专业教材纳入到普通高等教育“十一五”规划教材,并在2007年开始出版了7本相关教材;同时根据后续发展,10本教材被列入了普通高等教育“十二五”规划之中。

2.根据行业需求,不断调整教学内容和编撰新的教材

随着国家电网建设的飞速发展,近十年里,输电线路行业无论是从归属单位、研究对象和工作要求都有了巨大的发展和变化。如随着线路电压等级的不断升高,其架空线路设计和铁塔结构设计都有一些新的变化,本校随之对传统的教材进行了改进,相对于2000年版的《架空输电线路设计》教材,2007年版的该教材还及时吸纳了新的线路设计规程,对相关设计系数进行了全面更新和引用,并增加了北京道亨等代表性线路设计软件的介绍,而字数基本没有变化;《输电线路杆塔及基础设计》除根据新的规程进行调整之外,还增加了各类基础的设计思想和方法介绍,字数由33万字增加到36.6万字。又如,本校根据输变电公司的工作特点和要求,除继续完善《高压架空输电线路施工》教材之外,还新编写了《输电线路施工机械》、《送电线路工程概预算》等教材,以满足施工现场人员对除技术外的工程管理、概预算和设备操作与维护方面的知识需求。再如,随着电网运行维护对输电线路运行维护的重视,在传统的《架空输电线路运行与检修》基础之上,专门针对传统线路运行维护人员只需了解电气知识的情况,以工科通用化的语言新编写了《线路金具》教材。

诸如此类,根据输电行业的需求,不断地对已出版的教材进行改进,并及时根据行业发展,不断地推出新的专业知识体系完备教材以供学生和工程技术人员选修,让读者精读核心课程教材、泛读完备课程教材,从而使之能全面且深入地掌握输电线路工程的相关知识。

3.教材首先应用于本校课程教学,后在各类输电行业培训班应用

编写的教材首先应用于本校输电线路工程专业(方向)的本科、专科课程教学,并根据教学实践中教师和学生的反馈改进教材,然后通过举办各类输电行业培训班进行全国推广。

本校依托三峡大学成人教育学院(中国电力联合会指定的全国唯一的“输电线路工程”培训项目的培训单位),自2005年以来,共开办多期“输电线路工程”培训班,培训人员达千余人。其中在校内开设全国电力公司和各省市电力公司委托开办的“输电线路工程”培训班10余期,培训教师赴海南、广西、广东、贵州、安徽、山东、陕西、辽宁、江西、浙江、湖北等省份开设“输电线路工程”培训班10余期。

除此之外,学校还为国网技术学院、国网电力科学研究院等研究机构从事输电线路工程专业的科研和教学人员进行培训。在这些培训活动中,本专业系列教材得到了广泛地使用,并在这些教学实践中得到了很好地推广。

五、结语

三峡大学以培养适应输电行业需求的高级技术人才为目的,建立了以输电线路设计、施工和运行维护为专业核心知识,以其他专业知识为补充和完善专业课程体系。根据制定的课程体系,展示输电线路工程未来的发展趋势,重视我国输电线路工程中新技术的应用和输电线路人才的需求变化,注重培养学生自主学习能力和发展创新思维为编撰原则,已正式出版各种教材及电子课件16套,总字数达600余万。

该专业系列教材的内容分工与衔接恰当,具有较高水平,填补了我国输电线路本科专业课教材的空白,在国内绝大部分开办输电线路本科、专科专业的高校得到了应用;同时全国输电线路职工培训教育中也广泛使用了编写的系列教材,对全国输电线路人才培养的指导和支撑作用明显,取得了重大的人才培养效益。

参考文献:

[1]刘振亚.特高压电网[M].北京:中国经济出版社,2005.

[2]刘振亚.智能电网技术[M].北京:中国电力出版社,2010.

[3]百度百科.输电线路工程[EB/OL][2012-11-19].http://baike.baidu.com/view/3178.htm.

[4]黄宵宁.输电线路虚拟仿真技术在应用型人才培养中的作用[J].中国电力教育,2008,(1):120-122.

[5]邓润叶,陈延枫,金青.“输电线路测量一体化教学模式”的设计与实践[J].中国校外教育,2011,(12):117-118.

[6]张琰.浅析35kV输电线路设计计算的案例教学[J].中国电力教育,2011,(9):175-176.

[7]金青,邓润叶,陈延枫,等.输电线路杆塔基础测量“一体化教学模式”的实践[J].中国电力教育,2009,(19):94-95.

[8]李利.输变电工程测量教学与实践的有机整合的研究[J].东北电力大学学报,2011,31(Z1):166-168.

[9]孟遂民,高虹亮.输电线路工程本科人才培养若干问题研究[J].中国电力教育,2008,(20):116-118.

(责任编辑:宋秀丽)

作者:唐波?孟遂民?李咸善?李光辉

电子线路工程教育论文 篇3:

浅谈线路测绘问题讨论

摘 要 我国国民经济持续快速增长,各项重大工程建设的蓬勃开展,为工程测量发展带来严峻的挑战的同时也提供良好的机遇伴随着测绘新技术的不断进步,现代工程测量必将朝着测量内外作业一体化,数据获取及处理自动化,测量过程控制和系统行为智能化,测量成果和产品数字化,测量信息管理可视化,信息共享和传播网络化的趋势发展。

关键词 工程测绘问题探析

1 地基土中某些特殊土的问题

1)粉土。粉土不属于现今的粘性土,它与粉砂有某些相近的性质,然而粉土又具有粘性土的某些性质,因其颗粒中含有少量的粘土,故具有微弱的粘聚力和可塑性。但是,粉土中的颗粒,80%是粉粒或极细砂粒,这些颗粒之间存在毛细水,则毛细压力可使土粒聚合在一起形成“假粘聚力”而呈现“假塑性”,使搓条法塑性试验不能真正反映这类土的可塑状态下限。而采用圆锥液限试验时,圆锥在15 S内下沉常不稳定,表明这种液限试验对这类土也不太适用。可见其IP < 10 者,液、塑限试验并不准确。若采用它做唯一的方法划分某些土的界限值是不太合理的。2)玄武岩风化土。我国南部地区多呈红色、褐红色。土工试验资料表明,它具有更大的孔隙比多在115以上。若土层处于地下水位之下时,其孔隙充满水,含水率很大。按含水比及液塑比确定的承载力明显偏低,常常是在表上查不出来。取样不慎,扰动时结果离散性较大,与实际情况不符。实际上具有较高的承载力。

2 线路测量的任务和内容

线路测量是为各等级的公路和各种管道设计及施工服务的。它的任务有两方面:一是为线路工程的设计提供地形图和断面图,主要是勘测设计阶段的测量工作;二是按设计位置要求将线路敷设于实地,其主要是施工放样的测量工作。整个线路测量工作包括下列内容。

1)收集规划设计区域内各种比例尺地形图、平面图和断面图资料,收集沿线水文、地质以及控制点等有关资料。2)根据工程要求,利用已有地形图,结合现场勘察,在中小比例尺图上确定规划路线走向,编制比较方案等初步设计。3)根据设计方案在实地标出线路的基本走向,沿着基本走向进行控制测量,包括平面控制测量和高程控制测量。4)结合线路工程的需要,沿着基本走向测绘带状地形图或平面图,在指定地点测绘工地地形图(例如桥位平面图)。测图比例尺根据不同工程的实际要求参考相应的设计及施工规范选定。5)根据设计图纸把线路中心线上的各类点位测设到地面上,称为中线测量。中线测量包括线路起止点、转折点、曲线主点和线路中心里程桩、加桩等。6)根据工程需要测绘线路纵断面图和横断面图。比例尺则依据不同工程的实际要求选定。7)根据线路工程的详细设计进行施工测量。8)工程竣工后,按照工程实际现状测绘竣工平面图和断面图。

3 线路测量的基本特点

1)全线性。测量工作贯穿于整个线路工程建设的各个阶段。以公路工程为例,测量工作开始于工程之初,深入于施工的各个点位,公路工程建设过程中时时处处离不开测量技术工作,当工程结束后,还要进行工程的竣工测量及运营阶段的稳定监测。2)阶段性。这种阶段性既是测量技术本身的特点,也是线路设计过程的需要,体现了线路设计和测量之间的阶段性关系。反映了实地勘察、平面设计、竖向设计与初测、定测、放样各阶段的对应关系。阶段性有测量工作反复进行的含义。3)渐近性。线路工程从规划设计到施工、竣工经历了一个从粗到细的过程,线路工程的完美设计是逐步实现的。完美设计需要勘测与设计的完美结合,设计技术人员懂测量,测量技术人员懂设计,完美结合在线路工程建设的过程中实现。

4 线路测量的基本过程

4.1 规划选线阶段规划

1)图上选线。根据建设单位提出的工程建设基本思路,选用合适比例尺的地形图,在图上比较、选取线路方案。现实性好的地形图是规划选线的重要图件,为线路工程初步设计提供地形信息,可以依此测算线路长度、桥梁和涵洞数量、隧道长度等项目,估算选线方案的建设投资费用等。2)实地勘察。根据图上选线的多种方案,进行野外实地视察、踏勘、调查,进一步掌握线路沿途的实际情况,收集沿线的实际资料。特别注意有关的控制点、沿途的工程地质情况、规划线路所经过的新建筑物及交叉位置、有关土、石建筑材料的来源。地形图的现势性往往跟不上经济建设的速度,地形图与实际地形可能存在差异。因此,实地勘察获得的实际资料是图上选线的重要补充资料。3)方案论证。根据图上选线和实地勘察的全部资料,结合建设单位的意见进行方案论证,经比较后确定规划线路方案。

4.2 线路工程的勘测阶段

1)初测阶段。在确定的规划线路上进行勘测、设计工作。主要技术工作有:控制测量和带状地形图的测绘,为线路工程设计、施工和运营提供完整的控制基准及详细的地形信息。进行图上定线设计,在带状地形图上确定线路中线直线段及其交点位置,标明直线段连接曲线的有关参数。2)定测阶段。定测阶段主要的技术工作内容是,将定线设计的公路中线测设于实地;进行线路的纵、横断面测量,线路竖曲线设计等。根据施工设计图纸及有关资料,在实地放样线路工程的边桩、边坡及其他的有关点位,指导施工,保证线路工程建设的顺利进行。线路工程竣工后,对已竣工的工程,要进行竣工验收,测绘竣工平面图和断面图,为工程运营作准备。在运营阶段,还要监测工程的运营状况,评价工程的安全性。

5 现代测绘技术

现代测绘技术向着高科技和数字化方向发展。在现代测绘中,内外业一体化数字测图也是一项重要的测绘技术。数字测图就是利用全站仪在野外采集数据,经过计算机处理得到工程设计、施工及管理用图。该技术在城市测量和中小范围工程测量中有广泛的应用。以前数字测图一般分为“数字测记式”和“电子平板式”两种测图模式,现已发展为用掌上计算机现场采集数据与成图。数字测图可实现工程勘测设计一体化和实现数据采集、更新、管理一体化、自动化。现已成为GIS数据采集的一种手段。数字测图的另一个发展趋势是多种传感器组合全站仪、GPS接收机、数字相机、激光扫描仪等集成应用,从而实现大比例尺测图的自动化和向三维测图方向发展,构成三维模型和立体景观,为设计、规划、虚拟现实和电子商务等领域服务。

6 总结

岩土工程勘察工作,随着建筑物类型的多样化、建筑功能的复杂化以及在地质条件复杂的地区进行建设的不断增多,对岩土测试的样品、项目确定和取值等提出更高的标准,数字化工程地形测量将传统的逐级控制方法与现代测量技术手段相结合,减轻了野外作业劳动强度,且精度高、作业速度快,避免了重复测绘,节约了资金。要适应新技术的发展要求,测绘单位在仪器设备的更新改造、测绘技术人员继续教育方面都要同步推进。

参考文献

[1]张国强.GPS定位技术在精密工程测量中的应用研究[J].测绘与空间地理信息,2006,02.

[2]李宗春.现代测量工程学发展现状与展望[J].测绘科学技术学报,2006,02.

[3]GB50021-2001,岩土工程勘察规范[S].

[4]GB50007-2002,建筑地基基础设计规范[S]

作者:龚 挺

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