GIS支持下巖土工程勘察設(shè)計一體化

傅饒

重慶地質(zhì)礦產(chǎn)研究院 重慶 401120

1 巖土工程勘察設(shè)計一體化特點

1.1 縱向與橫向一體化

結(jié)合已有的應(yīng)用管理經(jīng)驗，在巖土工程勘察設(shè)計一體化應(yīng)用期間，主要可以分為縱向一體化與橫向一體化兩種應(yīng)用方式，前者是指巖土工程勘察人員借助不同的應(yīng)用技術(shù)，如地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、遙感技術(shù)等，以此來完成勘察設(shè)計一體化，尤其是一些地形復(fù)雜、特殊性較強的區(qū)域，適用于該模式對其進行處理。而后者在應(yīng)用中，傾向于使用不同學(xué)科來完成一體化工作，如地理學(xué)科、數(shù)學(xué)學(xué)科等，相較于縱向一體化，其涉及到的學(xué)科內(nèi)容較多，繁瑣程度相對較高，同時提供的操作平臺空間較小，在學(xué)科配合過程中，所需要考量的內(nèi)容較多，配合時的復(fù)雜程度較高[1]。

1.2 松散與密切一體化

所謂松散與密切一體化主要指的是，不同應(yīng)用軟件之間在相互關(guān)系處理中，所表現(xiàn)出的可操控性、操作難度的差異性。其主要的作用是對一些常規(guī)類型的工作進行認(rèn)知，而且在具體的應(yīng)用中，需要由多學(xué)科工作人員相互配合，從而完成既定的工作任務(wù)。例如，地質(zhì)學(xué)者和土木工程師建立合作關(guān)系，搭配相應(yīng)的地質(zhì)勘測技術(shù)，從而準(zhǔn)確判定出目前地層中節(jié)理發(fā)育、斷層等結(jié)構(gòu)的所在位置和范圍，從而為施工計劃的擬定提供可靠的數(shù)據(jù)支持。在區(qū)分松散一體化和密切一體化時，可以根據(jù)參與學(xué)科數(shù)量、人員數(shù)量來進行判定，如參與者相對較少（一個地質(zhì)學(xué)者、一個土木工程師），那么此時的工作模式可以稱作是松散一體化，反之則可以稱作是密切一體化。

1.3 測繪與勘察一體化

測繪與勘察一體化主要是指借助一些先進的技術(shù)手段，如地質(zhì)測繪技術(shù)、信息采集技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、BIM技術(shù)等，搭建滿足巖土工程數(shù)據(jù)匯總整理的作業(yè)平臺，使所有工程應(yīng)用內(nèi)容可以統(tǒng)一到平臺當(dāng)中去完成。如勘察資料整理、施工方案設(shè)計、施工方案變更、施工進度監(jiān)督等，同時也可以搭建相應(yīng)的計算機輔助系統(tǒng)，用來優(yōu)化數(shù)據(jù)操作模式，而且還可以結(jié)合實際需求，對采集的數(shù)據(jù)信息進行數(shù)字化處理，從而提升勘察數(shù)據(jù)的利用價值，也為后續(xù)智能化管理體系的建立提供數(shù)據(jù)參考。

2 GIS支持下勘察設(shè)計一體化的具體應(yīng)用

2.1 巖土工程選址

GIS系統(tǒng)在應(yīng)用過程中，其主要的載體為計算機系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)存儲了豐富的地理信息，能夠在工程選址期間，為勘測人員提供可靠的應(yīng)用數(shù)據(jù)。在具體應(yīng)用中，借助地理信息系統(tǒng)對于區(qū)域的地理模型進行構(gòu)建，而設(shè)計人員可以根據(jù)地理模型，對于該地址周圍的地理參數(shù)進行準(zhǔn)確認(rèn)知，明確一些可能影響到工程施工的參數(shù)，根據(jù)影響情況判斷該區(qū)域進行工程施工的可行性。

2.2 巖土工程平面設(shè)計

為了確保巖土工程能夠順利推進，在設(shè)計過程中需要完成巖土工程的平面設(shè)計，其涉及到了許多的應(yīng)用內(nèi)容，此時可以借助GIS存儲數(shù)據(jù)的豐富性，對于平面設(shè)計中的一些參數(shù)進行計算，如曲線半徑、邊緣長度等，以此來提升平面設(shè)計結(jié)果的準(zhǔn)確性。并且在具體的應(yīng)用過程中，也可以借助系統(tǒng)以更加全面的方式來完成系統(tǒng)設(shè)計的整體控制，提高計算結(jié)果的準(zhǔn)確性。除此之外，針對巖土工程作業(yè)區(qū)域存在坡度變化比較頻繁的區(qū)域，可以依托于地理信息系統(tǒng)和勘察設(shè)計一體化，對于坡度的變化規(guī)律進行統(tǒng)計，以滿足巖土工程后期施工時的應(yīng)用需求[2]。

2.3 工程現(xiàn)場試驗

為確保巖土工程后期施工過程的順利性，一般在現(xiàn)場的邊坡區(qū)域會進行一些相關(guān)性試驗，對原始土層的密實度、抗?jié)B性能、含水量等內(nèi)容進行確定，從而明確后續(xù)施工時，需要進行換填、補強的區(qū)域，提高巖土工程推進過程的有序性。地理信息系統(tǒng)的融入，能夠提升數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果的完整性和準(zhǔn)確性，并且還可以適當(dāng)簡化試驗流程，加快巖土工程的檢測效率。需要注意的是，在現(xiàn)場試驗中會涉及到許多的檢測內(nèi)容，這也需要相應(yīng)的檢測設(shè)備來輔助工作的順利進行，這對于設(shè)備調(diào)試、設(shè)備操作提出了一定要求，這也是實際操作中需要注意的內(nèi)容。

2.4 工程模型試驗

在一體化應(yīng)用過程中，工程模擬試驗和GIS技術(shù)融合也具備了較強的應(yīng)用價值。借助模型試驗，能夠在特定的環(huán)境下，針對現(xiàn)場的實際情況進行數(shù)字化模型的建立，利用現(xiàn)場試驗、數(shù)值模擬得到的相關(guān)參數(shù)，不斷豐富工程模型。設(shè)計人員可以根據(jù)不斷細(xì)化處理的工程模型，對于邊坡變化情況、坡度變化情況、下滲變化情況等內(nèi)容，進行初步了解，從而評價施工方案本身的可行性，及時作出優(yōu)化調(diào)整，從而提高評價結(jié)果的可靠性。

3 GIS支持下勘察設(shè)計一體化使用期間的優(yōu)化策略

3.1 細(xì)化工程勘察資料

通過細(xì)化工程勘察資料，能夠進一步優(yōu)化GIS系統(tǒng)，提高勘察設(shè)計一體化水平。之前的章節(jié)中已經(jīng)提到，在巖土工程施工過程中，涉及到了許多的工程資料，如區(qū)域水文情況、地質(zhì)情況、土層含水率等。這些資料也是優(yōu)化施工方案內(nèi)容的重要參考，利用計算機系統(tǒng)的存儲功能，對于這些參數(shù)信息進行存儲。同時利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)來建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，便于數(shù)據(jù)檢索時能夠快速得到所需數(shù)據(jù)，提升數(shù)據(jù)信息的共享性[3]。

3.2 完善工程勘察系統(tǒng)

通過完善工程勘察系統(tǒng)，可以提升巖土工程勘察設(shè)計一體化的應(yīng)用效果，加快勘察工作的推進速度?，F(xiàn)階段，巖土工程勘察工作所涉及到的工程量相對較大，而且涉及到的信息種類、信息總量也較多。對此，在后續(xù)的發(fā)展過程中，需要進行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應(yīng)用升級，不斷提升系統(tǒng)的應(yīng)用功能，而且還可以對信息進行有效存儲，適當(dāng)延長數(shù)據(jù)信息的保存時間，以此來提升數(shù)據(jù)信息的應(yīng)用價值，優(yōu)化系統(tǒng)運行期間的功能屬性，提升勘察設(shè)計結(jié)果的可靠性。

綜上所述，細(xì)化工程勘察資料，能夠進一步優(yōu)化GIS系統(tǒng)，完善工程勘察系統(tǒng)，可以提升巖土工程勘察設(shè)計一體化的應(yīng)用效果。將GIS系統(tǒng)融入到巖土工程勘察設(shè)計一體化當(dāng)中，對于提高勘察設(shè)計工作效率，提升設(shè)計方案可操作性有著積極地意義。