摘要：常规地质编录数据采集的作业方式是基于手工测量与编录，该方法存在效率低、几何精度不高、数据事后无法验证等弊端。鉴于常规地质编录的不足，华东院通过引进澳大利亚ADAM公司研发的三维数码拍照软件3DM，并在原软件的基础上进行了二次开发和操作流程优化，逐步形成了数码照相三维地质快速编录系统，并将该系统应用到锦屏二级水电站等的施工地质工作中，总体应用效果较好。
关键词：地质工程；数码照相；地质编录
1 概述
锦屏二级水电站进水口边坡在高程1700m以上为峭壁，地形坡度为55～75°，高程1700m以下坡麓地带地形较缓，坡度一般为28～40°。进水口边坡属I级工程边坡，边坡开挖高程EL.1616～1760m，最大开挖坡高约144m，其中EL.1659m（拦污栅平台高程）以下为临时边坡，开挖坡比垂直～1：0.2，最大坡高43m，EL.1659m以上为永久边坡，开挖坡比1：0.25。边坡每20m设一级马道，马道宽为5m。在该高边坡的施工地质编录工作中，除采用了常规的人工地质素描外，还对华东院引进并开发的数码照相三维地质快速编录系统进行实践与应用。
数码照相三维地质快速编录系统由华东院2007年引进并通过对近景摄影测量技术、3DM软件平台以及数码相机拍摄技巧的深入研究和工程实践中的不断完善，研制了数码相机操作平台，优化了该软件系统的操作流程，并对后续工程地质成图进行了二次开发，逐步形成了一套完善的施工地质快速编录系统。该系统主要用于高陡岩质边坡、地下洞室、人工边坡和基坑等场地的地质测绘编录工作。该系统具有稳定性好、精度较高、操作简便、经济实用等特点，系统的应用能够减轻地质工程师的劳动强度，提高专业工作的质量和效率。
2 工程应用
（1）数据采集与处理
1）现场图像拍摄
首先在开挖边坡范围内用红漆标志3个以上的控制点，控制点尽量分散，控制点大小为30*30～50*50cm，保证其在相片上有足够分辨率，并量测控制点的坐标。然后，布置大致同高的两个拍摄站点对边坡进行拍摄，要求在同一拍摄站点获取的照片应有部分重叠，两拍摄站点应拍摄同一区域。
2）图像处理
将拍摄的照片按顺序导入3DM 软件，通过软件的自动灰度识别功能，将两个摄站点拍摄的图像中像素点进行自动匹配形成具有相同数字编号的像对点。
通过自动生成的匹配点，运用空间后方交会方程，求解出相机畸变系数、内方位元素和外方位元素，并对每张照片上所有匹配点的误差进行均方根计算，根据计算结果，对其精度进行评价。
3）生成三角网DTM
根据已计算出绝对坐标的离散像对匹配点，经过插值后建立不规则三角形网格（TIN）表面。
4）地形与地质数据提取
在系统中对三角网格点进行灰度赋值和内插赋值则可生成带三维图像的数字地形模型。在此基础上，通过三角网格点数据差值，生成地形等高线。
边坡地质数据包括地质结构面的出露迹线、代表平面、产状和地质描述，其中迹线和产状数据在数据利用时作用最大，因此是系统重点采集的数据。在系统中提取边坡地质结构面迹线数据，首先需要定义场地内具有的地质结构面类型，然后设置各类型线条的图层、线型、线宽、颜色。
在迹线类型定义完成后，基于边坡三维影像模型通过多种方法识别地质结构面的迹线位置和连续性，利用系统提供的专门工具即可描绘地质结构面迹线，用线条连接结构面的特征点得到三维迹线。
（2）边坡数据利用
1）生成平面地质图
绘制平面地质图是地质测绘内业的主要工作之一，可以直接利用系统生成的数据，如边坡地形等高线和地质结构的三维迹线等，将数据以DXF格式导出，然后在AutoCAD中按照制图规范要求进行编辑，就可以绘制完成边坡平面地质图。
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2）生成DEM
剖面分析是指，根据需要在指定位置和方向上切剖面线，将生成的剖面线以DXF格式导出，提供给其它制图软件（AutoCAD、GeoEngine）进行进一步利用，如量测地形坡度、绘制剖面图、边坡稳定性分析等。
3）边坡结构面分析
边坡地质结构面分析方法包括地质结构面的几何特征分析、边坡块体稳定分析、结构面产状分布统计分析等。结构面产状分布统计分析又包括节理等密图分析和节理玫瑰图分析。以边坡块体稳定性分析评价为例，工程地质上常用的方法是绘制边坡和地质结构面的极射赤平投影图。
4）空间属性数据提取
空间属性数据提取是系统获取地形地质数据的重要步骤，需要借助3DM 软件的Analyst分析模块，在生成的DTM模型上进行地质素描，并通过辅助平面测量每组结构面的产状，然后以DXF格式输出保存结构面迹线，以便在CAD软件中进行编辑，生成洞室展示图和三维地质模型。
5）生成展示图
对于高边坡地质编录工作来说，绘制边坡平面展示图是较为重要的工作之一。在系统中，提供了两种边坡展示图绘制方法，一是截取边坡三维影像模型的图像，然后在AutoCAD中分高程绘制构造线；二是，将边坡地质结构面三维迹线导出，利用Microstation开发的工具进行概化处理，将三维迹线展开生成二维线条，然后一次性输出边坡地质展示图。
利用边坡模型中提取的结构面数据，还可以建立边坡三维地质模型、生成节理产状统计分析图等，这里不作介绍。
3 数据精度比较
以边坡地质展示图为例，对数码照相三维地质系统量测的边坡结构面产状精度进行验证，方法是将该开挖边坡范围内地质结构面通过手持地质罗盘直接量测的产状与三维影像模型上获取的产状进行对比，根据对比结果进行精度评价，具体对比结果见表1。
钢筋砼构件裂缝进行防治，否则极有可能导致建筑施工安全事故。实践证明，钢筋砼构件裂缝的防治必须针对设计、材料选择和施工三个方面分别采取强有力的措施进行控制，对施工全过程必须按规范进行监督和检查才能起到理想的防治效果。以下是对三个方面防治措施的简述。
3.3.1. 设计方面的预防治措施：a. 建筑平面宜规则，避免平面形状突变；b.当平面有凹口时，凹口周边现浇楼板的配筋应适当加强；c.现浇楼板设计应进行抗裂验算，屋面、底框转换层、楼板四边支承且长边与短边长度之比小于3.0的和屋面现浇内檐沟板等现浇楼板布筋应双层双向通长布置；d. 房屋伸缩缝设置间距应控制在规范规定范围内；e.当房屋长度超过40米时，应采取在中部设置后浇带等技术措施；f. 梁必须配置足够的构造钢筋；适当增加大梁腰筋配置减少梁侧裂缝的出现。
3.3.2. 材料方面的预防措施：a. 严格控制水灰比，合理使用减水剂，浇筑梁板的砼用水量不得大于 195kg/m3；b. 现浇楼板砼所用的水泥应采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥；c.控制掺合料的掺量，矿粉掺量不得超过水泥用量的15%。对硅酸盐水泥，粉煤灰掺量不得超过水泥用量的15%；对普通硅酸盐水泥，粉煤灰掺量不得超过水泥用量的10%；d. 现浇楼板砼应采用合理粒径和连续颗粒级 配的粗骨料，严禁采用细砂和特细砂。e. 砼生产企业应严格按配合比上料拌制砼，必须控制好砼坍落度。
3.3.3. 施工方面的预防措施：a.施工顺序安排按先重后轻，先高后低，先沉降量大后沉降量小的原则；b.控制施工现场排水，防止水侵入地基造成局部沉降；c.为预防人为踩踏板筋，可多设置钢筋马凳、设行走跳板；d. 砼构件的模板及其支架应有足够的承载能力、刚度和稳定性；e. 砼施工前，必须对材料进行复验和化验，不合格的材料不得使用；f.商品砼坍落度必须进行现场逐车取样检查；g. 砼必须分层分段振捣，严禁超振、欠振、漏振，以保证砼振捣均匀密实。h.为防止砼干缩变形及干缩产生的非结构性浅表裂缝，第一次振捣后至初凝前进行二次复振，并在砼终凝前二次压光。完成二次压光后，应立即采用草袋或草帘、麻袋等作覆盖，并洒水养护28天。
4.结论
由于钢筋砼结构具有强度高、抗压、抗弯、抗震能力强和施工简单易行的优点，现已大量在建筑工程项目结构设计上采用。实践经验证明，钢筋砼结构构件施工中存在的问题只要采取得当的防治措施，按国家和各级政府建筑管理部门制订的施工技术规范和技术标准对施工全过程进行严格控制和监督是完全可以避免的。
参考文献：
[1]许鹏.工民建中砼施工的质量控制[J].中华民居（下旬刊），2014（4）：428～429.
[2]林建能.质量控制措施在工民建砼施工中的应用[J].企业技术开发：中旬刊，2014（4）.
论文作者:李华1,贾海波2,章奇锋1
论文发表刊物:《基层建设》2018年第7期
论文发表时间:2018/5/28
标签：地质论文; 产状论文; 结构论文; 坡地论文; 系统论文; 数据论文; 楼板论文; 《基层建设》2018年第7期论文;