时间：2023-04-08 11:31:13
导语：在铁路勘察设计论文的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
论文摘要： 本文在界定配合施工概念与内容，说明标准化管理的内涵与意义，以及配合施工常见问题的基础上，从管理制度、人员配备、现场管理、过程控制四个方面阐述标准化管理在配合施工管理中发挥的重要作用。
引言
配合施工是勘察设计工作的重要组成部分和技术服务的关键环节，能够让设计人员及时了解现场情况，适时弥补设计缺陷，优化施工图设计，对提高勘察设计及服务质量，促进工程建设质量的全面提升有重大意义。配合施工管理不到位，不能够及时发现并解决施工过程中存在的设计问题，将会延误施工进度甚至带来严重的施工事故，从而影响企业的经济利益和品牌声誉，甚至给企业带来巨大损失。由于配合施工涉及相关方多、工作内容复杂等特点，如何探索运用标准化管理来切实提升配合施工管理水平，提高配合施工效率，确保工程进度与质量安全，成为摆在勘察设计企业面前的重要课题。
1 配合施工概念与内容
配合施工是指勘察设计单位在施工图交付后至竣工验收合格期间，通过现场工作配合施工单位及时研究解决勘察设计问题等。
配合施工的工作内容一般包括日常工作和设计变更。其中，日常工作主要为督促施工方贯彻落实业主对工程项目技术方案、规范等的鉴定或审查意见等；开展施工现场的日常巡查，根据发现问题，及时解决施工过程中存在的设计问题；完成配合施工日志填写工作，详细记录当日主要工作内容，包括巡检情况、发现问题、解决问题的建议意见以及问题解决情况等；定期向建设指挥部和上一级单位汇报配合施工工作情况等。设计变更工作主要为根据项目实施需要，以会审纪要为依据，按照变更设计类型和规定流程及时完成变更设计并交付施工方。
2 标准化管理的内涵与意义
2.1标准化管理的内涵。标准化，即为企业将各项生产经营活动以规章制度、规范、规则等方式加以固化，并依标准付诸实际。标准化管理是以标准为基础开展各项管理工作，以预防为主线，注重全过程控制，强调持续改进，其核心是建立系统的标准，并确保各项标准得到贯彻执行。
2.2标准化管理的意义。有效的标准化管理，能够避免人为因素带来的影响，提高配合施工的效率与质量。大力推行标准化管理，不仅是贯彻落实建设项目“质量、安全、工期、投资效益、环境保护和技术创新”六位一体的要求，是建设项目落实科学发展观的重要内容，也是勘察设计企业把项目建设成安全工程、精品工程的客观需要。
3 配合施工常见问题
由于配合施工工作内容较为复杂，现实管理中常常暴露出一些问题，一般表现为：
3.1规章制度不健全。未建立完善的与配合施工相关的规章制度，以明确规定勘察设计企业内部各专业以及企业与施工方、监理方、业主等有关方在配合施工中的工作关系、职责范围、工作界面、工作流程、工作程序与沟通机制等，不利于明确管理职责、规范工作，难以高效组织相关专业人员开展各项配合施工工作，及时了解现场施工进展情况，有效解决施工过程中的各项问题。
3.2人员配备不到位。由于勘察设计企业生产任务繁重、人力资源较为紧张以及对配合施工重视不够等原因，使得企业往往难以保证配合施工人员的数量与质量，存在派出人员不齐全，专业配备不够，派出人员经验有限，缺乏独立工作的能力，现场人员不稳定，经常更换或无法常驻现场等各类问题。人员配备不到位，影响了配合施工各项工作的顺利开展，导致现场问题不能得到及时有效的解决。
3.3监督管理不完善。配合施工属现场作业，具有一定的特殊性，对现场人员的监管较难。勘察设计企业如果未加强对配合施工人员的监督管理，并强化对相关工作人员的职业道德教育，配合施工人员有可能发生违纪违规问题，不但影响正常的工程建设，而且严重损坏企业声誉，甚至引发法律纠纷。 转贴于
4 基于标准化管理的配合施工管理
经过多年的实践，中铁二院在近年的配合施工项目中，通过大力推广管理制度、人员配备、现场管理、过程控制的全方位标准化管理工作，有效解决了配合施工中存在的常见问题，基于标准化管理的配合施工管理工作成效显著。
4.1管理制度标准化。根据相关标准化管理文件和规章制度，通过制定设计交底、配合施工管理实施办法、变更设计实施细则、配合人员责任和工作守则等系列规章制度，重点针对施工图设计、现场配合施工及变更设计的实际情况，完善配合施工管理制度和勘察设计工作流程及责任制。逐渐形成了系统全面、责权分明、程序具体、考核明确的配合施工相关管理体系，从制度上确保配合施工工作的规范和有效。
4.2人员配备标准化。成立标准化管理领导小组，项目部经理任组长，副经理、总工任副组长，项目部各部门负责人、副总工、专业设计负责人为组员，积极推动标准化管理。配合施工主要管理及技术人员尽可能为具有配合施工工作经验、熟悉项目情况或参加过项目勘察设计的工程技术人员，项目推进全过程的人员配备尽可能执行“谁勘察、谁设计、谁配合施工”原则。
4.3现场管理标准化。配合施工技术人员在进驻现场前由项目部组织学习标准化管理相关文件，促使其按标准化管理的要求严格要求自己。为达到较好的学习效果，采取了系列具体措施：将配合施工管理办法下发至全体职工；配合施工标准化管理实施细则按专业分别成册，人手一册；各种标准化管理图表、岗位职责等管理办法则制作成标牌挂放于办公室显著位置；通过各种方式方便职工随时随地学习、温故知新。
在强化学习的基础上，加强配合施工的现场标准化管理。按规定，配合施工人员均要求随身携带一帽（安全帽）、一牌（胸牌）、一本（配合施工日志本）、一手册（标准化管理实施细则）等四要件。对现场发现的问题，一般事项予以现场快速准确处理，复杂事项要求第一时间向上级主管部门汇报并予以尽快处理，并建立健全各项配合施工台帐。如需变更设计，本着“先批准、后变更，先设计、后施工”的原则，快出图、出高质量图。同时，对建设单位审核下发的本专业施工图进行及时梳理及核查，对图纸内的差错漏洞第一时间予以更正通知。
4.4过程控制标准化。标准化管理领导小组采取定期检查与日常检查相结合、内业检查与外业检查相结合、全面检查与专项检查相结合的方法，重点抓好检查标准化管理的落实情况，实行责任到人。在检查过程中，发现未认真贯彻执行标准化管理要求的员工，立即停止其工作，要求其认真学习相关文件，在充分理解文件精神和要求后再开展工作；对于标准化管理贯彻较差且屡教不改的人员，责令退出配合施工工作；对于执行情况好的予以表彰、奖励；同时，将标准化管理的执行情况纳入员工年度业绩考核。
5 结论
近年来，随着我国工程建设的快速发展，设计配合施工工作在工程项目中的地位越来越突出。勘察设计企业只有充分认识到配合施工的重要性，在实际生产中以标准化管理实现配合施工的规范化、程序化和科学化，才能提高配合施工管理水平，高标准、高质量、高效率地完成勘察设计任务，同时大大降低了运营成本，打造企业良好品牌，从而在激烈的竞争中占有一席之地。
参考文献：
[1] 刘亚非.浅析铁路建设项目设计配合施工[J].长沙铁道学院学报，2010（3）：222-224.
[2] 温江.铁路建设标准化管理问题探讨[J].商业文化，2011（7）：362-363.
[3] 戈守云，李尚斌.浅谈高速公路建设中的标准化管理[J].交通 科技，2011（7）：46-48.
【关键词】铁路涵洞；基础尺寸；钢筋混凝土；基础处理措施；刚性角
引言
涵洞基础一般可分为有基和无基两种。有基又可分为整体式和非整体式两种。基础形式应按涵洞的类型、涵顶填方高度、孔径大小、基地地质条件及地基处理方法等进行选择。
一、常用的各类涵洞的基础使用条件
（一）钢筋混凝土圆形涵洞、矩形涵洞及其他封闭式涵洞
根据基底土壤种类、地下水的状态及地基土壤的冻胀性等情况，采用有机（整体式）或无基（仅有砂垫层或夯实层）。
1.涵洞受两旁路堤土柱压重。使地基承载能力有所提高，当基底土壤的容许承载力等于及大于150kPa时，不论土层能否满足设计压应力的要求，一般可采用整体式基础，惟应注意要设置上拱度，以减免使用中的塌腰病害。若涵洞建在太差的地基上，沉陷量较大时，即土壤容许承载力小于150kPa时并小于设计基底压应力时，则引另采取措施处理地基。
2.如基底土壤是岩石；砾石土、卵石土；砾砂、粗砂、中砂及细砂，垫层或夯实层的厚度不小于40cm，且土质均匀，下沉量不大者，涵洞可采用无基基础。但涵洞出入口仍设实体基础并考虑防渗作用，以减免冻胀病害。
非严寒地区，土质均匀，下沉量不大的粘性土（如硬塑状态，半硬塑状态的粘性土）和位于地下水位以上的中密粉砂土，亦可考虑采用无基涵洞。
采用无基基础时，尚应符合下列条件：
（1）为了防止由于过大的涵节沉落所产生的漏水病害，涵顶至轨底填方高度一般不宜超过5.0m（岩石地基可不受此限）。
（2）最大流量时涵前积水深度不大于2.5m（无压及半有压涵洞）。
（3）非经常流水的沟渠（不受渗水影响软化的地基可不受此限）。
（4）非沼泽地区。
（5）沟床纵坡≤30‰；个别困难地段≤50‰。
为了适应泄床与端翼墙基础间的不均匀沉陷，泄床与端翼墙基础须分离（泄床厚度一般≥50cm）。
（二）钢筋混凝土盖板箱涵
根据孔径大小及基地土壤种类，基础设计有整体式和非整体式。整体式基础分为刚性联合基础和钢筋混凝土联合基础，非整体基础又称分离式基础。
1.刚性联合基础。
刚性联合基础适用于单孔1.0～6.0m及双孔1.0～6.0m涵洞基底土壤容许承载力等于及大于150kPa的任何土层上。刚性联合基础厚度系自两侧边墙底面内缘按刚性角向下扩大至压力分布线相交于基底而定，以使整个基底均匀受力（拱形涵洞整体式基础同此）。由于较大孔径的刚性联合基础太厚，圬工量过大，仅在不宜采用分离式或钢筋混凝土联合基础时采用。
2.钢筋混凝土联合基础。
钢筋混凝土盖板涵孔径3.0～6.0m单孔高、底边墙涵洞设计有钢筋混凝土联合基础，适用于地质较差、容许承载力较低、土壤压缩模量（E0）等于或大于4000kPa的地基，板顶填方高度大于3.0m时须进行个别设计解决。如以后涵身不会接长时，翼墙部分基础可用于出入口翼墙钢筋混凝土联合基础的配筋设计；遇将来涵洞有可能接长时，则宜采用洞身钢筋混凝土联合基础的配筋设计。
3.分离式基础。
盖板涵孔径2.0～6.0m单、双孔高、低边墙涵洞设计有分离式基础，适用于土质较好的地基，若土壤容许承载力小于基地应力但等于及大于300kPa，且土壤压缩性较小的地基（粘性土为半干硬以上，砂类土为中砂以上，以及碎石类土和岩石）亦可应用。分离式基础设计时考虑了流水板的支撑作用，按洞内侧基底应力不大于洞外侧（填土侧）基地应力的原则设计。如为兼立交的涵洞，每段涵洞（两沉降缝之间）基础之间设截面为1.0×1.0m的浆砌片石支撑两道。
当基底土壤容许承载力小于基地应力但不小于150kPa时，均可采用刚性联合基础或钢筋混凝土联合基础。如基底容许承载力小于150kPa并小于设计基底压应力时，则应采取措施处理地基。
4.翼墙基础。
刚性联合基础的盖板箱形涵洞出入口翼墙的基础一般亦为整体式基础。刚性混凝土联合基础的盖板箱形涵洞，出入口翼墙的前墙基础采用混凝土灌注并与钢筋混凝土板连为一体，板底以下用强砌片石加厚至1.25m或冻结深度以下0.25m处。分离式基础的盖板箱形涵洞，出入口翼墙基础与泄床分离，但前墙范围内的泄床与翼墙基础等厚。
涵洞出入口翼墙所受外力较小，当基底土壤容许承载力等于及大于130kPa时，孔径3.0m及以上的盖板箱形涵洞，出入口翼墙为刚性联合基础或钢筋混凝土联合基础时，也可改为分离式基础（不包括提高节出入口），以节省圬工。
（三）混凝土高失拱形涵洞
孔径1.0～2.5m者，采用整体式基础；孔径3.0～6.0m者，基础有整体式基础和非整体式基础两种。
1.整体式基础。
整体式基础适用于除工程地质特殊土壤如湿陷性黄土、裂隙粘土等以外的各类土壤地基上。当填地（石）高等于及大于10m时，要求地基容许承载力大于200kPa，当填地（石）高小于10m时，要求地基容许承载力不小于150kPa，如地基承载力不能满足上述要求时应采取其他措施。
2.非整体式基础。
非整体基础适用于碎石类土、砂类土、粘性土（σ0≥350kPa）地基上，要求地基容许承载力[σ]>300kPa，并需满足土壤挤出稳定性（稳定系数K
3.翼墙基础。
抬高式入口：孔径1.0～5.0m的翼墙基础为整体式；孔径5.5～6.0m的翼墙基础与泄床分离。
不抬高式入口：孔径1.0～3.0m的翼墙基础为整体式；孔径3.5～6.0m的翼墙基础与泄床分离。
出口：不论入口为抬高还是不抬高式，孔径1.0～2.5m的出入口翼墙基础均为整体式，孔径3.0～6.0m的出口翼墙基础与泄床分离。
二、基础埋置深度及厚度
涵洞基础除设置在不冻胀地基土上者外，出入口和自两端洞口向内各2m范围内的涵身基底埋深：对于冻胀、强冻胀土应在冻结线以下0.25m；对于弱冻胀土，应不小于冻结深度的80%，涵洞中间部分可按各类涵洞标准图上规定者办理，亦可地区经验确定。严寒地区，当涵洞中间部分的埋深与洞口埋深相差较大时，其连接处应设置过渡段。冻结较深的地区，也可采取将基底至冻结线以下0.25m处的地基土换填以粗颗粒土（包括随时类土、砾砂、粗砂、中砂，但其中粉粘粒含量应≤15%，或粒径小于0.1mm的颗粒应≤25%）的措施。
涵洞基础厚度除应满足冻结深度的要求外，还应符合刚性角的有关规定。
（1）钢筋混凝土圆形涵洞及矩形涵洞，基础厚度与刚性角无关，但为防止洞身沉陷过多或为出入口免受冲刷，基础应保持一定的厚度，因此涵洞基础一般均不应小于标准图中的最小厚度。
（2）钢筋混凝土盖板箱形涵洞、拱形涵洞，不设钢筋的圬工基础厚度应按刚性角确定。对混凝土整体式基础或非整体式基础的刚性角采用45°；有关标准图对是石器圬工整体式基础的刚性角采用40°，非整体式基础的刚性角采用38°。
参考文献：
【 关键词 】 铁路；通信信号；信号传输；安全问题
1 引言
由于列车在以往的传统铁路信号系统中的运行速度较低，所以通信信号系统并不能与信息系统相互连接，二者是相互独立的。而基于现在飞速发展的铁路信号系统中，大部分电子化信号系统的信息，包括列车调度、监督、控制等，这些信息都需要借助铁路信号系统来实现远距离的快速传送，二者如果相互独立则不能满足现代铁路信号系统这一需求，这就促使了CBTC系统的形成。
所谓的CBTC系统，就是将铁路运输组织必需的通信和信号两大系统逐渐的融合在一起，使二者相互渗透结合，最终形成一个涵盖了通信、控制、指挥和处理信息等多个方面的智能自动化系统，事实上也就是将铁路信号利用通信的方式传送出去。因而也就真正意义上实现了铁路的通信信号一体化，而这种新型的传输信号的方式，将比传统的利用轨道电路传送信号的方式具有很多优势，大致包括几点。
1.1 信号传输的可靠性高
在传统的轨道电路中，信号的传输是单向的，也就是发送者只负责发送信号，根本无法确定远处的接收者是不是真正的收到了信息，而且铁轨是轨道电路信号系统唯一的传输媒介，极其容易受到外界的影响而影响信号的传输，造成信号传输十分没有可靠性，也就满足不了控制高速列车的需求。而在新型的CBTC系统中，双方的信号是互通的，可以做到双向通信，还能通过非常多的保证技术来提高信号传输的可靠性，这就能够保证工作人员可以实时并且安全地通过通信网络实现铁路信号的传输。
1.2 铁路信息信号传输效率相对较高
在目前铁路信号传输系统中，主要依靠数字化的通信方式来完成铁路信息和数据信号的大量传输，还能够在过程中做到移动自动闭塞信号传输，随着列车的运行，这种移动的自动闭塞也会自然移动，还能自动变化其分期的长度，因此我国的铁路运输在运行中既能做到安全高效的传输列车信息信号，同时也可以保证列车在行驶过程中的安全问题，在提高铁路信号传输效率的同时，还能保证列车运行的效率。
1.3 信息信号传输量大
在以往传统的轨道电路系统中，信号的传输是在铁轨上进行的，这样就造成了铁路信号传输的数据量比较小，且速度偏慢。而随着社会各方面的发展，列车呈现越来越高的速度和密度，列控信号也就随之增加，这就要求大量的信号传输能在短时间内安全快速的完成，而通信网络恰好就满足了列车控制对信号传输严格的需求，此外通信网络还能提供包括媒体信息在内的许多其他信息，还能完成列车与地面的双向通信。
2 强化铁路信号传输系统的安全
对通信信号传输系统关于安全方面的整体情况的充分了解，能够为我们熟悉掌握强化铁路信号传输系统的安全性的方法打下良好的基础。
2.1 铁路信号传输系统信号安全构建分析
数字化的铁路信号传输系统实现了信号安全技术与通信技术的深层次的结合，达到了通信信号一体化的巨大成就，为铁路的发展起到十分重要的作用。我们可以通过各种方式在信号传输的过程中提高其信息传输效率、信号传输的可靠程度和传输过程中所能承受的容量，即使在信号的传输过程中，偶尔会发生故障，但是在最后的输出端所输出的数据一定是安全并具有准确性的。在发生故障时，可以运用不同的解决方式，可以通过信号信息传输故障――容错系统构建和信号信息传输故障――安全分析这两种方式来解决横式进行。
2.1.1信号信息传输故障――容错系统构建
我国以前的铁路信号系统的安全保障只要是依靠安全型继电器来保障的，这是我国传统的铁路信号系统最基本的安全要求措施，安全型继电器的主要工作原理为，当安全型继电器的线圈没有磁性时，节点就主要考虑在断开状态下的概率，这种处理的方式主要运用在一些不是逻辑对称故障方面。因此，为了能够在铁路信号安全信息传输系统中建立通信系统，就必须以大量的电脑作为最核心的控制系统来运用。我们可以通过对铁路信号安全信息传输系统中来设计其容错系统来保障安全，也就是我们常说的通过利用冗余技术的方法，来解决铁路信号信息传输过程中的安全要求。这是因为容错技术能够在很大程度上提高计算机的安全、可操作性，能够在发现计算机系统内部出现故障的时候，就能在第一时间将其故障解决掉，从而能够在很大程度上确保系统的正常运行。但是在对容错的铁路信号安全信息传输系统设计过程中，不能只是依靠硬件的容错或者是软件的容错，这些都是不能满足的，这是由于真正的容错系统不仅仅是硬件的系统和软件的系统，还要求各个应用软件的各个层次的容错，并且不同层次的容错的功能是各不相同的。因此，构建信号信息传输故障――容错系统，能在很大程度上保证应用进程的持续安全运行下去，并且还能在很大程度上确保其不受到硬件故障的影响。
2.1.2信号信息传输故障――安全分析
在铁路正常运输过程中，如果发生法信号故障――安全情况，这时候不要出现过度的紧张，可以将该情况看做是正常运输过程中出现的一个非常普遍的故障现象即安全的系统，在解决过程中不要受到传统思维的影响，将故障没有构成危险的想法一定要摒弃，在铁路信号传输系统的构建过程中，要考虑不同的可靠性与安全性的技术的应用，只有这样才能在最大程度上降低在整个系统中故障发生的概率。
2.2 新型铁路信号系统的安全设计研究
2.2.1传输方式的选择
在我国铁路信号传输系统中主要分为两种信号传输系统：一是采用有线传输的方式的封闭式信号系统；另一种是采用无线传输的方式的开放式信号系统。不同的传输方式对改变传统铁路信号的传输模式起着不同的作用，因此，必须认真选择这两种模式，从而使铁路信号传输系统变得更加安全、可靠，并且这两种传输方式都有各自的优缺点。无线传输线路主要是利用无线中继来进行传输，这种传输方式能够具有非常大的传输容量，这对满足较长距离的传输起着非常重要的作用。另外，该传输方式的建设速度是非常快的，并且维护起来非常方便、简单，具有非常高的经济价值，但是该传输方式的缺点是非常容易受到外间的干扰，主要是非常容易受到气候、环境的干扰，这就致使其在使用过程中具有非常低的稳定性和安全保密性。
就目前而言尽管无线传输的发展是非常快速的，但是其跟有线的传输方式来比较，就显得非常狭小，尤其是在传输领域内，有线传输占据着主导地位。这是因为有线传输的特点就是在较长的传输距离中还具有非常高的稳定性、安全性和可靠性，并且还能够具有非常大的传输容量，其缺点也是非常明显的，就是其在建设初级阶段的投入非常是非常庞大的，并且要求要有很长的建设时间。对于以通信系统为主的铁路信号安全信息的传输有线通道介质的选择来说，还是比较倾向于传统的电缆传输系统，但是电缆传输系统非常容易受到气候、环境的干扰的影响而出现传输不稳定的现象，这也正是铁路心寒传输过程中要求非常高的部分。随着近几年我国社会经济的快速发展，光纤传输系统得到了快速发展，它具有带宽大、中继距离长、传输损耗低、抗电磁干扰能力、传输质量好等各种优点，所以，在建立单方向的铁路信号传输系统通道时，只需要一根光纤就能够建立起来。
2.2.2开放系统通信的威胁与安全性设计原则
鉴于传输系统是想对开放的，那么遭受外部信息入侵的可能性就会很大，有一些网络病毒或者黑客就会趁虚而入。从系统内部来说，有时会因为环境的因素、元器件的失效或者硬件设计错误等某些原因而引起故障。就网络本身来说，由于网关的作用，在未经许可的情况下，上层传输的不可靠信息的网络是不能与本网进行通信的，这样就能维持网络能够独立运行，从而确保了网络本身的安全性。对于铁路信号信息的传输，网络系统必须能够满足其对安全性的极高的要求，我们把在一定的时间、环境条件和使用条件下，保持传输系统不会陷入危险状态的性能，称为传输系统安全性，排出人为失误的因素，造成传输系统失败的唯一原因就系统故障，那么为了提高铁路信号传输的安全性，我们有必要想尽一切办法降低在系统故障时传输系统陷入危险的可能性。
3 结束语
铁路的安全、稳定、快速运输在很大程度上受到铁路信号传输系统的影响，因此，在我国不断发展高速铁路的时候，必须要求铁路信号传输系统具有很高的稳定性和安全性，建立全国铁路网络覆盖，确保铁路能够高速、稳定、安全的运行。
参考文献
[1] 王立国.基于通信系统的铁路信号信息传输的安全性研究[期刊论文].电脑与电信，2007，（11）.
[2] 邵汉久.基于通信系统的铁路信号信息传输的安全性研究[期刊论文].自动化与仪器仪表，2010，（02）.
关键词：乌鲁木齐北站 专用线 整合规划
中图分类号：TU984文献标识码： A
1.引言
乌鲁木齐北站（简称乌北站）作为乌鲁木齐枢纽内重要的货运站，自治区所属的各大仓库都坐落于乌北站片区，共有26家企事业单位的42条专用线与车站衔接。其中，大部分专用线资源闲置、效率低下、各自为政、货源分散、装卸方式落后，无法满足日益增长的铁路运输需求。同时，现有铁路专用线给城市景观、交通和环境等造成较大的影响。乌北站专用线的整合势在必行，这对提高铁路运输效率，适应城市更新和园区物流发展将起到重要作用。
2.概况
2.1枢纽现状情况
乌鲁木齐铁路枢纽，东起兰新铁路的芨芨槽子站，西至兰新铁路的三坪站，目前枢纽内只有一条铁路干线（兰新线）从东向西贯穿其中，另外从乌鲁木齐西站东端咽喉引出三条支线：北疆支线（芦草沟支线）、六道湾支线、小黄山支线，形成了一条干线、三条支线的枢纽框架。枢纽东西长约49公里，南北宽35公里。枢纽内现有车站13处，其中客运站1处（乌鲁木齐）、编组站1处（乌西）、货运站2处（乌北、乌东），中间站9处。
2.2枢纽规划情况
根据规划，兰新第二双线、乌鲁木齐至准东（将军庙）、哈密至将军庙铁路引入枢纽。枢纽内设一主一辅两处客运站，改建既有乌鲁木齐站为辅助客运站，在既有兰新线二宫车站站址规划建设新客站为主要客运站。按照“集中化、规模化、专业化”的原则，整合枢纽货运系统布局。拆迁既有乌鲁木齐站、二宫车站货场，将货场作业迁至乌北车站；在三坪车站规划建设集装箱中心站；乌北车站为枢纽内主要货运站、设货运（物流）中心，乌东车站为枢纽货运站。
2.3乌北站既有设备概况
乌北站是新疆境内主要的铁路货物运输集散站，是局内的二等货运站。日均装卸车数310辆左右，货源吸引范围以乌鲁木齐地区为主，遍及南北疆各大厂矿企业，在促进边疆物资流通、经济发展上发挥着重要的作用。本站位于北疆支线上，站房位于线路左（北）侧，东端衔接有小黄山支线。现有到发线5条（含正线1条）、调车线4条,到发线有效长650米。现有货场1处，共衔接26家单位的42条专用线。
2.4乌北站既有专用线使用情况
乌北站共有专用线42条，建设历史悠久，大多是计划经济年代产物，目前在铁路货运中仍占有一定的地位。
目前专用线装卸线有效长最长600多米，最短的仅有50m，均不能满足整列装卸的要求。装卸线有效长共计12.8km。各专用线企业拥有大量的仓库、货场和装卸设备等资源，总占地约5500多亩，专用线密度仅为0.0023km/亩。
2.5乌北站铁路专用线存在的问题分析
乌北站衔接的42条专用线，在区域货运中占有重要的地位，长期承担着乌北站近80%的装卸车作业量，但受专用线现有场地、设备、人力机械、管理运作等条件限制，目前基本无法满足日益增长的铁路运输需求。2012年，铁路专用线发送货物总量697.07万吨，到达总量273.65万吨，发送总量423.42。除北站铁路货场外，运营专用线平均年货运量26.8万吨/线，货运量相对较低。铁路专用线存在小、散、乱等问题，主要体现为：运输效率低下，货物装载质量难以控制，超范围办理货运业务，专用线产权归属混乱，作业相互干扰，对城市路网及道路交通影响较大，铁路专用线沿线影响安全行车因素较多，布局分散，占地面积大，物流仓储设施落后。
2.6专用线整合的意义
2.6.1提高铁路运输效率
整合既有专用线，充分发挥铁路装卸设备能力，提高专用线运输效率，缓解目前车站能力紧张、点线能力不配套的现状。专用线整合后，按照集中装卸、集中配车的运输组织原则，完善直通列车开行组织方案。
2.6.2有利于发展现代化物流
将货物运输与仓储物流相结合，鼓励大型物流企业参与。规划整合位置选址应靠近仓储物流集中区，缩短与货运需求产生地之间的距离，降低货运成本。
2.6.3有利于快速集散
整合选址应该远离城市中心，靠近快速过境及对外通道，减少货运车辆对城市的干扰。
2.6.4有利于社会经济发展和城市规划
乌北站片区铁路专用线整合规划，要有利于区域社会经济有序开发建设；有利于城市规划统一考虑、统筹安排，对城市的经济发展和规划建设起到积极的作用。同时乌鲁木齐经济技术开发区（头屯河）建设用地弥足珍贵，专用线的整合对节约集约用地意义也非常重大。
3.整合方案研究
根据开发区产业发展及相关规划，结合乌鲁木齐铁路枢纽和北站货场改造方案，主要研究了以下整合方案。
3.1方案一（依托乌北站货运中心整合方案）
3.1.1方案概况
乌北车站北侧规划新建货运（物流）中心，该货运（物流）中心是对乌枢纽内货运系统进行的整合、梳理，包括了既有乌鲁木齐站货场、既有二宫多元化专用货场以及三坪、乌西等车站既有货场拆除还建部分。货运（物流）中心按照5束10条货物装卸线总规模规划布置，货物装卸线均按照贯通式、满足整列到发要求设计，货物线有效长满足880m、有效装卸货物长度满足780m布置，占地共706亩，铺轨14.9km，铁路投资估算约5.7亿元，远景年运输能力可达到2000万吨规模。
本方案依托北站货运中心对专用线进行整合，仅保留有军事要求、特殊需要以及满足整列运输条件的铁路专用线，考虑共整合20家企业的，共计28条专用线，基本实现北站公路以南的专用线全部整合。乌货运中心建成后不仅可以满足原货场的运输需求，还满足了北站片区专用线所运输的所有货物品类及运量需求，届时各专用线的运量将大幅缩减。所以本方案考虑北站片区专用线企业依托北站货运中心的建设，在政府相关政策的支持下，进行产业调整，关闭现有运输能力小，效率低的铁路专用线及仓储设施。在拟建乌北货运中心以北建设大型、现代化的物流仓储基地，增强企业竞争力，共同推动区域内物流仓储产业的发展。
3.1.2优缺点分析
优点：满足区域内的城市发展规划；与乌鲁木齐铁路枢纽改造总体规划相吻合。新建物流中心装卸区与乌北站横列式布置，可充分利用既有北站的到发线、调车线等相关设施，提高铁路运输组织效率；铁路装卸区、物流、仓储用地较为集中，土地利用最大化；铁路装卸区与物流、仓储区都位于北站公路的北侧，减少了短途倒运和对北站公路正常运输的影响。
缺点：本方案专用线整合涉及铁路、政府、专用线企业三方面的利益，实施操作过程具有一定的难度。
3.2方案二（关停年运量较小的铁路专用线方案）
3.2.1方案概况
本方案根据现场调查，除有军事要求和特殊要求的专用线外，将年运量较小（小于10万吨）、线路条件较差、装卸设置落后、对环境污染较大的企业专用线进行关停，拟关停企业专用线7家。
3.2.2优缺点分析
优点：关闭个别运量较小的企业专用线，实施难度相对较小，便与操作；实施时间短，短期见效快。
缺点：本方案专用线整合涉及政府、专用线企业等方面的利益，实施操作过程具有一定的难度；整合专用线后，没有根本解决铁路运输问题，区域内仍有大部分专用线运行，任然造成土地分割严重，没有起到土地利用最大化、集约化的要求。
3.3方案三（企业合作共同改建既有专用线半列方案）
3.3.1方案概况
本方案在北站公路南侧（原专用线所在区域）500m范围内，根据各企业专用线到发货物的品类、运量，结合既有专用线线路条件，整合建设综合装卸区。
本方案改造既有北站西咽喉区后，与有乌西乌北联络线并行，平交北站公路后，引入北站公路南侧既有友好利通物流有限公司专用线，整合改造原装卸线，按照7条贯通式货物装卸线规模规划布置。由于受坡度及用地限制，装卸线按半列到发要求设计，货物线有效长满足450m、有效装卸货物长度满足400m布置。铁路占地共460亩。
本方案整合企业标准和方案一向同，仅保留有军事要求、特殊需要以及满足整列运输条件的铁路专用线，考虑共整合19家企业的，共计24条专用线。
3.3.2优缺点分析
优点：规划区域在既有企业用地范围内，没有占用农田，新增用地较少，符合区域规划，占用土地均为规划仓储物流用地；整合后优化了铁路专用线的运输组织模式，提高了运输生产效率；装卸区、物流、仓储用地较为集中，土地利用最大化；铁路装卸区和企业仓库均位于北站公路的南侧，减少了短途倒运和对北站公路运输的影响。
缺点：线路技术标准较低，与方案一向比运营距离较长，线路坡度较大；本方案的整合涉及的专用线企业较多，占用相关企业的用地，组织协调工作较为困难。
3.4方案四（企业合作共同改建既有专用线整列方案）
3.4.1方案概况
本方案在北站公路南侧（原专用线所在区域）900m附近，根据各企业专用线到发货物的品类、运量，结合的既有专用线线路条件，整合建设综合装卸区。
本方案为满足铁路运输组织需求，提高运输效率，装卸区设置满足整列条件，并且装卸区两端均与乌北站到发线连接。整合改造原装卸线，按照4条贯通式货物装卸线规模规划布置。货物线有效长满足850m、有效装卸货物长度满足800m布置。铁路占地共530亩。
3.4.2优缺点分析
优点：规划区域在既有企业用地范围内，没有占用农田，新增用地较少，符合区域规划，占用土地均为规划仓储物流用地；整合后优化了铁路专用线的运输组织模式，满足于整列装卸要求，并且两端与乌北站接轨，运输组织便利，减少了调车作业次数，提高了运输生产效率；装卸区、物流、仓储用地较为集中，土地利用最大化；铁路装卸区和企业仓库均位于北站公路的南侧，减少了短途倒运和对北站公路运输的影响。
缺点：线路技术标准较低，运营距离最长，线路坡度较大；由于两端与车站相接，占地面积较大，并且对区域内土地切割较严重；本方案的整合涉及的专用线企业较多，占用相关企业的用地，组织协调工作较为困难。
4.研究结论
通过综合研究分析，方案一（依托乌北站货运中心整合方案）不仅满足城市总体规划和乌鲁木齐铁路枢纽总体规划要求，而且充分利用了既有车站资源，提高铁路运输组织效率。铁路装卸区、物流、仓储用地较为集中，土地利用最大化。物流中心占地仅706亩，区域内铁路密度提高了10倍，达到0.02km/亩，运输能力提高了2倍。方案实施后规划铁路装卸区与物流、仓储区都位于北站公路的北侧，减少了短途倒运和对北站公路正常运输的影响。并且原铁路专用线区域内约5500多亩土地可做整合开发，提高了土地利用价值。所以本次研究推荐依托乌北站货运中心整合方案。
参考文献：
[1]匡旭娟、荣朝和.基于精益管理的铁路专用线整合分析―以乌北站专用线整合为例.2007年铁路运输系统分析与物流技术应用学术研讨会论文集.2007
关键词:浅埋，软弱围岩，监控量测，超前地质预报，施工技术
中图分类号： TU74 文献标识码： A
随着我国高速铁路发展规模日益扩大，地质条件日趋复杂，标准化的要求不断提高，铁路隧道施工技术要求也就越来越高。且地质情况较差，主要不良地质表现为顺层偏压、覆盖层薄、土质松散、边坡失稳，围岩体结构承载力差，若处理不当易发生塌方、冒顶、边仰坡塌滑风险事件。因此本论文探讨浅埋、大断面铁路隧道的施工方法，以期能够为类似工程提供参考和借鉴。
1.浅埋隧道判定
深埋隧道围岩松动压力值是以施工坍方高度(等效荷载高度值)为根据，为了能形成此高度值，隧道上覆岩体就应有一定的厚度，否则坍方会扩展到地面。为此，深、浅埋隧道分界深度至少应大于坍方的平均高度且有一定余量。根据铁路隧道的做法，这个深度通常为2～2.5倍的坍方平均高度值，即：
Hq＝(2～2.5)hq＝(2～2.5)×0.45×2S-1×ω (1-1)
式中：Hq――深浅埋隧道分界的深度，m；
S――隧道围岩级别，如Ⅴ级围岩s＝5；
ω―跨度影响系数，ω＝1＋i（Bt－5）；Bt―坑道宽度，以m计；i―以Bt＝5.0m的垂直均布压力为准，Bt增减1m时的荷载增减率。当Bt＜5m时，取i=0.2；Bt＞5m时，取i＝0.1。
根据式1-1，分别取i＝0.1、Bt＝14.86m、s＝5,计算Ⅴ级围岩深浅埋隧道分界Hq为35.75m，本隧道进出洞段共102.23m，拱顶覆盖层最大为26m，为浅埋隧道。
总之，本隧道可以称为浅埋隧道。
2.隧道施工现场监控量测技术
2.1隧道监控量测流程
为了实现信息化施工，以保证施工安全及施工质量， 施工期间需对其进行监控量测，监测控制根据隧道的规模、地形地质条件、周围环境条件、支护类型和参数、施工方式等制定。通过量测收集必要的变形、受力数据，绘制各种时态关系图，进行数据处理或回归分析，对施工支护的质量和施工安全做出综合判断，并及时反馈于施工中，调整支护措施，使施工安全进入信息化控制中。信息化施工流程如下图2.1。
图2.1 信息化施工流程
2.2 量测数据反馈方法
隧道作为地下工程，水文和工程地质情况等未知因素比较多，及围岩性质的复杂性，导致设计支护参数不能适应掌子面围岩情况。通过施工现场的监控量测，将收集到的围岩和支护变形信息进行数据反馈，判断围岩和支护结构的稳定性，很好的成为变更设计的依据。施工现场量测数据的反馈一般通过量测数据与这些准则的比较而反馈于设计施工。常用的三个判断标准如下。
(1)根据位移(或净空变化)量值或预计最终位移值来判断
在隧道开挖过程中，若发现量测到的位移总量超过某一临界值或者根据已测位移预计最终位移将超过某一临界值时，则意味着围岩不稳定，支护系统须采取补强措施，并改变施工程序或设计参数，必要时应立即停止开挖，进行施工处理。我国在参照国外有关资料并对我国一些工程的实测数据进行统计分析的基础上，GB50086-2001《锚杆喷射混凝土技术规范》提出了隧洞周边允许相对收敛值的参考数据见表2.1。
表2.1隧洞周边允许位移相对值
注：1、周边位移相对值系指两测点间实测位移累计值与两测点间距离之比，两测点间位移值也称收敛值。
2、脆性围岩取表中较小值，塑性围岩取表中较大值。
3、本表适用于高跨比0.8～1.2的下列地下工程：Ⅲ级围岩跨度不大于20m；Ⅳ级围岩跨度不大于15m；Ⅴ级围岩跨度不大于10m。
(2)根据位移速率来判断
位移速率也可以作为判断围岩稳定性的标志，新奥法施工的一条原则是二次衬砌要在围岩变形基本稳定的情况下施作，以保证支护系统具有足够的安全度和耐久性。围岩变形基本稳定时间主要是根据位移速率来确定的。隧道二次衬砌的施作应在满足下列要求时进行：①各测试项目的位移速率明显收敛，围岩基本稳定；②已产生的各项位移预计总位移量的80%～90%；③周边位移速率小于0.1～0.2mm/d，或拱顶下沉速率小于0.07～0.15mm/d。
二次衬砌施工时间的选择对于浅埋大断面隧道，围岩丧失稳定时的临界位移速率很小，尽快地施作二次衬砌对隧道的稳定是有利的。
(3)时间――位移曲线
对于隧道开挖后在洞内测得的位移曲线，如果始终保持,则围岩稳定。
如果位移曲线出现情况，即变形速度不再继续下降，说明围岩进入“二次蠕变”状态，必须发出警告，及时加强支护系统。
如位移出现的形状，表示围岩已经进入危险状态，必须立即停止施工，进行围岩加固。
图5.2 某断面拱顶下沉位移曲线
3.超前地质预报
3.1 超前地质预报的主要内容
表3.1 超前地质预报主要项目、内容
3.2超前地质预报方法和手段
为了搞好超前地质预测预报和快速查明隧道岩情况，采用科学的方法和手段；主要用地质分析法、地质物探法和超前水平钻孔法。三种方法有机结合，综合应用，相互印证，从不同方面发现异常、揭示异常情况，组成地质超前预报完整的技术体系，达到判释准确。
3.2.1地质分析方法
地质分析法有地质调查和隧道开挖面地质素描两种方法。
地质调查：对地貌、地质进行调查与地质推理相结合的方法有针对性的补充地质资料。补充地质资料的主要内容包括：不同岩性、地层在隧道地表的出露及接触关系，岩层产状及变化情况；构造在隧道地表的出露、分布、性质、变化规律及产状变化；地表岩溶发育情况和分布规律。
地质调查方法：地质预报组人员根据建立的标准地层剖面，结合沉积规律，确定各岩层层序、厚度、位置。对地质构造进行跟踪调查后，展开有针对性的地质调会，详尽地核对细化勘察设计资料，为地质预报做好基础工作。
隧道开挖面地质素描：地质预报人员对隧道开挖面的地质状况作如实的调查和编录，采集必要的数据，具体包括：开挖面地层、岩性、节理发育程度、受构造影响程度、围岩稳定状态等进行编录。地质素描方法和预报成果见表3-2。
表3.2地质素描方法和预报成果
3.2.2 物探法
（1） TSP203超前地质预报系统
图3.1 TSP203超前地质预报系统原理图
TSP203超前地质预报系统：TSP203超前地质预报系统利用地震波反射原理，方便快速地预报开挖面前方100～200m范围内的岩溶、断层破碎带、暗河、软弱地层等不良地质情况。
图3.2 TSP203工作布置图
工作方法：TSP203地质超前地质预报系统测线布置在开挖面附近的边墙上，它由两个接收器和24个炮孔组成。两个接收孔对称分布在两边墙，接收器孔与第一个炮孔间距15～20m，孔深2.0m，孔径42～45mm，孔口距隧道开挖底面约1.0m，与炮孔等高。当用环氧树脂固定接收器套管时，为了使孔内的水能够流出，接收器孔向上倾斜5°～10°；当用水泥砂浆固定接收器套管时，为了利于水浆的凝固，接收器孔向下倾斜5°～10°。
24个炮孔等间距分布在两侧边墙，炮孔间距1.5m，深1.5～2.0m，孔径42～45mm，炮孔向下倾斜15°～20°，根据围岩软硬和完整破碎程度以及距接收器位置的远近，每个炮孔装药20～50g，炸药最好为高爆速炸药，雷管采用零延期电雷管。
图6.2 接收器及炮孔平面布置图
当正式爆破采集数据时，洞内一切施工必须停止，以确保采集到的数据准确。
深度偏移图 速度分析图
2D显示图
图3.3某断面TSP203预报结果图像
（2）地质雷达预报
地质雷达预报是用电磁波反射原理进行探测，通过测定与岩溶含水性有关的介电常数的变化来探测充水的地质体，含水的断层、岩性界面和溶洞等。
图3.4 地质雷达探测示意图
采用地质雷达进行短距离（10～40m ）的精细岩性结构变化情况的预报。作为TSP203超前地质预报的补充，在高水压地段对TSP203预报的异常点，比如确定异常体的规模、性质、危害有困难时采用地质雷达作为补充。同时地质雷达用于隧道底部、边墙、隧顶外或其它出水部位可能隐伏岩洞穴的探测，效果较好。地质雷达预报方法和预报成果表见表3.1。
表3.1地质雷达预报方法和预报成果表
（3）超前水平钻探
采用超前水平钻探法，对开挖面前方15～30m范围的含水构造、水量及水压进行预测，在长期长距和其它长期短距预报的基础上，用超前水平钻探法进一步对特别差的地质段取得可靠的资料。
钻探孔时，根据钻进速度的变化，钻孔中出水的清浊及颜色，对开挖面前方
含水构造进行判断（在开挖钻孔作业时，可将部分眼孔加深8～10m，作为辅助超前探测，辅助超前探孔数量在施工中可根据实际地质情况酌情增减）。超前地质探孔布置见图3.5。
图3.5 超前地质探孔布置图
4.小结
隧道为大跨度隧道，浅埋显著，围岩自稳能力差，隧道暗挖施工极易引起塌顶。针对上述不利条件，采取以科学技术为指导，理论分析结合试验测试技术，科学合理的确定施工方案，取得了一系列成功的施工经验。隧道洞口采用大管棚超前预支护，隧道进洞及洞身采用三台阶临时仰拱法及四步CD法，并严格遵循“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测、及时衬砌”的施工原则，充分利用监控量测技术、超前地质预报系统全程监控指导隧道施工，安全、快速施工。在不良地质条件下的浅埋、软弱围岩隧道中得到了较好的应用。
参考文献
[1] 关宝树. 隧道工程施工要点集[M]. 北京：人民交通出版社，2003
[2] 吴梦军，黄伦海，刘新荣. 特大断面隧道施工方法试验研究[J].重庆建筑大学学报，2005，27(5)：57-59
[3] 韩会民. 大断面浅埋暗挖隧道施工的地表沉降控制[J]. 铁道建筑，2005，(7)：40-42
[4] 李 辉，李 琪，刘庆丰. 武广铁路客运专线隧道施工监测技术[J]. 铁道建筑，2010，(1)：142-145
关键词：工程地质 专家库系统 功能 界面 模块 开发
1 前言
自2003年中国地质学会工程地质专业委员会发起建立“全国工程地质专家库”以来，得到全国各界工程地质（含岩土工程和地质工程相关专业）行业高科技人员的积极响应，已经收到420余份反馈回来的专家登记表，均已录入数据库。“全国工程地质专家库”已初具规模，从针对服务的行业来说，包括水利电力、铁路交通、矿山和工业民用建筑等；从专业领域来说，包括工程地质勘察、岩土工程施工、地质灾害研究等；从遍及的单位来说，包括高等院校、科研院所、各部委直属勘测设计院和公司等一百多家；从职称分布来说，包括工程院院士、勘察大师、教授级高级工程师、高级工程师、教授、副教授、研究员、副研究员等；从工作职务来说，包括院长、副院长、总工程师、副总工程师、经理、校长、系主任等。
入库的单位及其人数情况：北京国电华北电力工程有限公司14人；长安大学地质工程与测绘工程学院11人；成都理工大学环境与土木工程学院12人；国家电力公司成都勘测设计研究院43人；国家电力公司贵阳勘测设计研究院15人；国家电力公司昆明勘测设计研究院39人；建设综合勘察研究设计院11人；水利部天津水利水电勘测设计研究院11人；中国科学院地质与地球物理研究所17人；中航勘察设计研究院39人（这里只列出了10人以上的单位）。
2 软件功能
2.1 基本功能
① 显示工程地质（地质工程、岩土工程及相关专业）专家基本信息，包括姓名、性别、出生年月、技术职称、工作职务、工作单位、单位性质、联系方式。 ② 显示专家专业特长，工作领域。 ③ 打印专家表。 ④ 按照入库序号、姓名和工作单位排序，方便检索。 ⑤ 可随时登记入库。
2.2 查询
按照姓名、出生年月、工作单位、单位性质、技术职称、专业特长、工作领域等单个字段查询，查询的结果可显示专家基本信息、专业特长和工作领域，打印专家表。
2.3 高级查询
多个字段的组合条件查询，查询结果可制作报表。
2.4 数据库维护
数据库管理员能够轻松完成数据库的日常维护工作，如添加、删除、查询等。
专家库可用于人事档案管理、查找工程咨询专家、聘请工程项目评审专家、查找稿件评阅人、聘任学位论文审阅人等。
3 系统界面及功能模块
3.1 主界面
全国工程地质专家库系统主界面如图1所示。界面包括菜单区、查询区、信息管理区和信息显示区。菜单包括记录、查询、管理员和帮助等项。查询区包括单个字段的简单查询和高级查询按钮。信息管理区由基本资料、专业特长、工作领域、备注、全表浏览、打印、退出按钮组成，点选不同的按钮，信息显示区将显示不同的信息。
3.2 高级查询界面
点击主界面窗口中查询区的高级查询按钮会弹出高级查询窗口，如图2所示。通过该窗口可生成查询条件、选择结果中要显示的字段、选择排序字段、选择组合查询条件，并执行查询。查询结果由查询结果窗口（图3）显示出来。
3.3 查询结果窗口
点击高级查询窗口中的开始查询按钮就可弹出查询结果窗口。查询结果窗口左上部分显示符合查询条件的记录，右上部分是打印全部结果按钮和打印选中结果按钮。下部是选中专家的详细信息，当点选左上部的不同专家，其详细信息会改变。
3.4 查询结果报表打印窗口
点击查询结果窗口中的打印全部结果按钮将弹出查询结果报表打印窗口，如图4所示。上部是打印按钮、导出按钮和缩放比例下拉列表框，中间是报表显示区，下部是页码显示和翻页按钮。
3.5 选中结果报表打印窗口
点击主界面信息管理区打印按钮和查询结果窗口中的打印选中结果按钮将弹出选中专家资料报表打印窗口，如图5所示。
3.6 数据库管理员界面
点击主界面管理员菜单下的管理员登陆菜单项后，弹出管理员登陆对话框（图6），输入帐号和密码后，点击确定按钮进入数据库管理员界面（图7）。
数据库管理员界面由菜单、工具按钮、专家信息编辑区和全表数据浏览和编辑区组成。工具按钮包括移动记录、添加、删除等按钮组成，专家信息编辑区用来编辑专家信息，全表数据浏览、编辑区浏览和编辑数据库记录。
4 工程地质专家库系统开发
4.1 数据库
（1）信息来源
通过学术会议、信件和网上下载（见enggeo.org/xwdt-040106.htm）等途径分发“全国工程地质专家库专家登记表”，收集反馈回来的原始登记表，录入数据库中。
（2）创建数据库
在Microsoft Office Access软件中建立专家数据库。数据库中包括的字段有：姓名、性别、出生年月、工作单位、技术职称、工作职务、专家特长、工作领域、通信地址、邮政编码、联系电话、传真和电子邮箱等，基本涵盖了专家的基本信息、特长、工作领域和联系方式。
（3）数据录入
数据录入方式有两种方式： ① 在Access中录入； ② 数据维护方式，即在数据库管理员界面中输入数据。
所有专家的信息存储在一个数据表中，每位专家的信息在数据表中表现为一条记录。
4.2 系统功能的代码实现
采用Microsoft Visual Basic 6.0作为开发工具，运用其集成开发环境和快速应用程序开发技术，根据软件的功能模块分别创建程序界面和窗口（图1－图7）。开发过程中使用了ADO Data控件、DataGrid控件、DataEnviornment设计器、Data Report设计器等。
下面着重叙述高级查询的实现。在高级查询窗口中，用户填写的查询条件包括查询结果中显示的字段、where子句查询条件、字段排序子句，用字符串连接生成SQL查询语句。然后在专家数据表中查找符合查询条件的专家记录并在查询结果窗口中显示给用户。完成高级查询功能的程序片段如下：
Private Sub cmdQuery_Click()
Dim strKey As String
Dim strSQL As String， strsqlAll As String
Dim strOrderSQL As String
Dim strOrder As String
Dim intLenKey As Integer
Dim i As Integer， j As Integer
'查询结果至少要显示一个字段
If lstKey.SelCount = 0 Then
MsgBox "查询结果中至少要显示一个字段!"， vbMsgBoxSetForeground， "缺少字段"
Exit Sub
End If
If txtCondition.Text = vbNullString Then
MsgBox "请加入查询条件！"， vbOKOnly + vbInformation， "提示"
Exit Sub
End If
'查询结果中显示的字段
strKey = vbNullString
strkeys = vbNullString
For i = 0 To lstKey.ListCount - 1
If lstKey.Selected(i) = True Then
strKey = strKey & lstKey.List(i) & "，"
End If
strkeys = strkeys & lstKey.List(i) & "，"
Next
strKey = Mid(strKey， 1， Len(strKey) - 1)
strkeys = Mid(strkeys， 1， Len(strkeys) - 1)
'where子句查询条件
strWhere = vbNullString
If Len(Trim(strQuerySQL)) > 0 Then
strWhere = " where " & Trim(strQuerySQL)
Else
strWhere = vbNullString
End If
'字段排序字句
If lstOrderKey.ListCount > 0 Then
mstrOrderSQLs = ""
intLenKey = 0
For j = 0 To lstOrderKey.ListCount - 1
strOrderSQL = lstOrderKey.List(j)
If optOrder(0).Value = True Then
intLenKey = InStr(1， strOrderSQL， "(升序)"， vbTextCompare)
strOrder = " ASC"
Else
intLenKey = InStr(1， strOrderSQL， "(降序)"， vbTextCompare)
strOrder = " DESC"
End If
If intLenKey > 0 Then
strOrderSQL = Mid(strOrderSQL， 1， intLenKey - 1)
If mstrOrderSQLs "" Then
mstrOrderSQLs = mstrOrderSQLs & "，"
End If
mstrOrderSQLs = mstrOrderSQLs & strOrderSQL & strOrder
End If
Next j
mstrOrderSQLs = " order by " & mstrOrderSQLs
Else
mstrOrderSQLs = ""
End If
'字符串连接生成SQL查询语句
strSQL = "select " & strKey & " from " & " 专家库 " & strWhere & mstrOrderSQLs
strsqlAll = "select " & strkeys & " from " & " 专家库 " & strWhere & mstrOrderSQLs
adoconnection.Execute strSQL
adoconnection.Execute strsqlAll
If Err Then
MsgBox Err.Number & vbCrLf & Err.Description & Err.Source， vbCritical， "SQL语句错误"
Err.Clear
Exit Sub
End If
Set recResult = New ADODB.Recordset
Set recKeyword = New ADODB.Recordset
frmQueryResult.strSQL = strSQL
frmQueryResult.strSQL = strsqlAll
recKeyword.Open strSQL， adoconnection， adOpenStatic， adLockOptimistic
recResult.Open strsqlAll， adoconnection， adOpenDynamic， adLockOptimistic
If recKeyword.RecordCount
MsgBox "没有您要查找的记录!"， vbInformation + vbOKOnly， "找不到记录"
Exit Sub
End If
'查询结果显示
frmQueryResult.Show vbModal
End Sub
数字对象标识：10.1061/(ASCE)BE.1943-5592.0000623. © 2014美国土木工程师学会。
关键词：铁路桥梁评级；桥梁管理系统（BMS）；关键因素；构件临界状态；构件易损性；环境影响。
中图分类号：K928文献标识码： A
1. 引言
设计工程师希望铁路桥梁安全并且能够长期使用，但桥梁会随着时间不断劣化。包括列车荷载、环境影响及偶然荷载在内的诸多关键因素加剧了桥梁劣化。为确保铁路桥梁的安全性和适用性，检查员和工程师应持续监控桥梁的状态、预测桥梁的使用寿命并对桥梁及时进行维修和保养。考虑到一个网路中可能有数以千计的桥梁需要进行评估和养护，以及现有资源难以达到此要求，管理者和工程师需要根据个别桥梁自身状况的严重程度对其进行评级。现有的评级方法对整个桥梁网路而言效率较低且不实用。为解决这一问题并对稀缺资源进行有效的投入，需要一种能够不断改善的新评级方法。
现有的桥梁状态评估和评级方法可分为两类。
1）第1类
第1类包括看似适用于桥梁网路，但最终都过于主观而难以完成的方法。Austroads（2014）、Laman和Guyer（2010）以及Ryall（2010）展示了此类方法的一些例子。第1类方法的主观性在于为了实际使用而过分简化了桥梁网路状态的评估过程。这些方法的基础是桥梁关键构件分配权重因数。然而，这些方法忽略了以下几点：
1. 不同的关键因素；
2. 不同桥梁的几何形状及结构形式；
3. 每个关键因素对应的构件易损性。
2）第2类
第2类方法包含了临界状态和易损性分析，比第1类方法更为可靠。然而，其复杂性制约了此类方法在桥梁网路等级评估中的实用性。Boothby（2001）、Li等人（2002）、ASCE/SEI-AASHTO（2009）及AASHTO（2011）对各种临界状态和因素案例进行了研究。第2类方法以Wong（2006）或Xu等人（2009）的例子为代表。对于桥梁状况临界状态和易损性评估，层次分析法（AHP）以及结构健康监测（SHM）这两种方法被广泛使用。基于Samal 和Ramanjaneyulu（2008）研究成果，Saaty（1990）提出了层次分析法（AHP），即通过建立一个分层系统来解决复杂的问题。结构健康监测SHM是用来监测桥梁性能并对其安全性进行评估（Chan和Thambiratnam 2011）。Sohn（2004）、Chan等人（2006）、Catbas等人（2008）以及Shih等人（2009）对结构健康监测（SHM）进行了相关研究。
AHP是用于评级系统的一种多目标、多准则的判定方法，可用于规划桥梁检查、优先保养和维修工作（Harker和Vargas 1987；Melhem和Aturaliya 1996）。20世纪80年代以来出版了大量关于AHP的出版物，其中就有Harker和Vargas（1987）的研究。近年来，这个方法被很多研究人员用于不同类型桥梁的评级（Zayed等人2007；Sasmal和Ramanjaneyulu 2008；Tarighat和Miyamoto 2009）。
这些作者提出了AHP方法的很多优点。例如，利用双矩阵并计算特征值和相应的特征向量，总体评级将更加高效、一致（Melhem和Aturaliya 1996）。AHP方法使用简单，广泛应用于处理复杂的决策过程（Sasmal和Ramanjaneyulu 2008）。由于使用相对值而不是绝对值，AHP可用于单层或多层的决策过程（Sasmal和Ramanjaneyulu 2008）。此方法的另一个优点是一层中的每个元素不一定是下一层中元素的标准。换言之，层次结构不需要是完整的（Saaty 1990）。AHP中的每一层仅代表问题的某一方面。
本文提出了一种适用于铁路桥梁网路状况评估的可靠实用方法。这些网路中的桥梁结构相对简单，冗余度低（本文研究范围不包括结构复杂的铁路桥梁结构，例如斜拉桥或悬索桥，因为此类桥梁结构需要使用复杂、昂贵的结构评估方法。）本文介绍的方法是一种铁路桥梁的综合评级方法（SRP）。SRP使用了第1类方法和第2类方法的理念开发出的一种实用、可靠的评级方法。此SRP研究方法包括（1）开发铁路桥梁评级公式，以及（2）综合评级和标准以确定采取措施的最后期限。附录通过一个例子说明了此方法的应用。
SRP的结果将作为桥梁管理系统（BMS）中的优先级别，用来确定养护的最佳时间。因为SRP对经济、人力和社会因素进行了综合考虑（Woodward等人2001；Laman和Guyer2010）。在优先级别中，确定不同的修复方案与其相关成本之间的关系尤为重要（Mackie等人2011）。
本文结果可能具有重要意义：工程师和管理人员可以使用此综合评级方法（SRP）进行铁路桥梁状况评估和评级，从而有效的投入稀缺资源来提高桥梁的安全性及适用性。
2. 铁路桥梁综合评级公式
本节提出了综合评级公式[公式（1）-（3）]的发展。这些均为初步形式的修改版本，最初的公式是由Aflatooni等人（2013b）提出的。这里会对最初形式的公式进行改进使其适用于不同构件数量的不同类型桥梁，并且便于鉴别量化关键因素的最可靠方法。综合评级公式包括要素（例如αfl、αw、αe、αcol和βev）临界状态的参数以及构件（例如权重因数ali、afli、awi、aei和acoli）临界状态和易损性的参数。本文中，将介绍量化所有上述参数的方法。
需要注意到，在（Aflatooni等人2013b）已有的原始公式中，仅使用上述参数的假设值来解释公式；本文开始研究用于量化参数的方法。
上式中：BCC表示铁路桥梁目前的状况和评级；BFC表示铁路桥梁未来的状况；BC表示铁路桥梁目前和未来的状况及评级；γ1、γ2表示系数[由公式（22）和（23）计算得出，具体计算稍后在本文中给出]；n表示被检查的构件数量；αfl、αw、αe、αcol 和 βev分别表示洪水、风、地震、碰撞和环境影响的临界状态参数；ali、afli、awi、aei、和acoli表示与构件i相关的加权因子，分别与动荷载、洪水、风、地震以及碰撞相关；Cci表示i构件的目前状况；Cfi,表示i构件的未来状况。
公式（1）确定桥梁的当前状况并指出有关结构对于承载动荷载是否安全、适用。公式中将确定整个结构的构件临界状态。为了对不同构件数量的桥梁进行比较，在公式（1）和（2）中引入了因子（10/n）。被检查的构件数量可以是任意数量，对此没有限制。很多桥梁构件单独检查的成本非常高，因此这些构件情况没有记录在检查报告中。面对这一实际问题，在公式（1）和（2）中使用了因子（10/n）弱化公式对构件数量的敏感度，并且使对桥梁状况的判断以实际可取的构件状态为基础。（需要注意，如果有足够的资金预算，建议对桥梁全部重要构件进行检查。）
因子（10/n）中的数字10可以是任何数字，与实际构件无关。然而，网路中可能有成千上万的桥梁，并且为每个桥梁和桥梁构件的关键因数计算一个独特的评级数，因子（10/n）中的数字10为采取措施的标准提供一个更广泛的范围以避免小数点后数位太多。
公式（2）表示桥梁的未来状况。公式的每一部分与一个关键因素相关，每个关键因素将以不同方式进行量化，因为各项因素导致桥梁劣化的作用方式不同。对于偶然荷载，例如洪水、风、地震和碰撞，其出现概率非常重要。与这些因素相关的风险可以使用现有的标准以简单方式进行计算，这将在下节中给出。这些偶然荷载对应的因素彼此之间不相关，因为偶然荷载可能发生在不同时间和不同地点。然而在偶然荷载过程中或之后，构件状态因为上述因素发生的任何变化将由检查员进行记录作为构件的新状况，并通过Cu纳入公式（2）中有关偶然荷载的全部项之中。此外，环境影响下结构易损性将间接考虑构件新状态的影响。
公式最后一部分是关于环境影响，包括很多不同因素，例如腐蚀、温度影响、使用磨损、白蚁侵蚀等等。这些环境因素与疲劳共同作用使桥梁结构性能逐渐退化，其中很多因素是相互关联的。因而，这些因素作为一个单独术语引入第二个公式中，因为量化这些因素中的每个因素并且调查其相关性非常困难，需要大量的时间及资源消耗。因此，一个可靠性相比稍差的方法，例如马尔可夫链，被用做估计构件未来状况及其相关系数（例如Cft）的实用解决方案。马尔可夫链是一个基于状态的模型，能够捕捉到所有环境因素与疲劳的相关性。
根据本文方法，偶然荷载、环境因素与疲劳之间的关系都被在公式中进行了考虑，例如由于洪水冲刷，与基础构件当前状况相关的参数Cci发生了变化，与此构件的未来状况相关的参数Cfl也发生变化。因为参数Cfl是以马尔可夫链方法为基础进行计算，Cfl将由Cci和转移概率矩阵为基础计算得出。新的Cfl用于公式的最后一项，作为结果，桥梁结构易损性对环境与洪水之间的关系被纳入到了公式中。其他偶然荷载、环境及疲劳因素均可进行同样的考虑。
公式（3）提供了桥梁网路中单个桥梁的评级，评级是以桥梁目前及未来的状况为基础。对网路中桥梁的健康和耐久性判断是以公式（1）-（3）中的各个部分为基础，下文会对其进行详细解释。
2.1 因素临界状态（αfl、αw、αe、αcol和βev）
本节提出了一种用于公式（2）的因素临界状态估算方法。通过估算，评估各项因素对桥梁劣化的影响。根据这种方法，首先确定了每个因素的平均临界状态。然后对于每座桥梁，计算出用于量化系数（例如Cev、Cfl、Cw、Ceq和Ccol）的方法，这些系数显示了与不同关键因素相关的风险。最后，使用AHP方法综合所有关键因素的风险并得出总体因素临界状态（例如αfl、αw、αe、αcol以及βev）。
本节中，仅考虑与不同关键因素的严重程度和发生概率有关的风险。当评估各构件的临界状态和易损性时，则考虑各关键因素对结构的影响。为了确定网路中每个因素的平均临界状态，通过调查和采访，收集到了澳大利亚一家大约管理1100个铁路桥梁的公司中专家意见，调查结果见表1。这些专家们考虑了特定时期内与各关键因素有关的投资维修成本的平均比例。表1可以复制到其他任何桥梁网路。
表1桥梁网路各项因素平均临界状态
表1各数值对每个桥梁而言并不是恒定的。根据桥梁所处的地点和环境状况，各数值会发生变化。因而需要计算每个桥梁的因素临界状态。为此，与各桥梁有关的系数引入并量化如下。
2.2 量化Cev、Cfl、Cw、Ceq和Ccol
系数Cev、Cfl、Cw、Ceq和Ccol分别代表了桥梁场地位置的环境影响、洪水、风和碰撞等严重程度和发生概率。为量化这些因素，使用了不同的澳大利亚标准进行了可用的风险评估，这些标准有AS 1170-2（澳大利亚标准和新西兰标准2002）、AS 1170-4（澳大利亚标准2007）以及AS 5100-2（澳大利亚标准2004a）。
需要注意的是本文中使用澳大利亚标准来简单说明引入的方法，在任何其他有结构设计标准的国家，应具有类似可供使用的风险评估。因此，此方法具有通用性。通过使用目前设计标准中可用的风险评估，无需太多精力即可运用有价值的知识来增加此种方法的可靠性。
为量化环境系数Cev，考虑了环境对不同种类材料的影响。表2中给出了四种环境分类以及与其相关的环境系数Cey。将表2中的一个单独的值（Cev）赋值于一座桥梁，需考虑环境对桥梁不同材料的平均影响。通过记录未来劣化的原因，例如腐蚀、磨损、温度变化、白蚁侵蚀等，在BMS数据库中，对于各个不同环境因素Cev可以进行更精确的计算。表2中提到的数据与澳大利亚目前的BMS中使用的数据类似。
表2桥梁所处区域环境状况有关的系数Cev
洪水系数Cfl显示了桥梁所处地区特大洪水的严重程度和发生概率。使用平均重现期（ARI）来计算Cfl。根据AS5100-2（澳大利亚标准2004a），桥梁不应被平均重现期为2000年的洪水冲垮。如果临界状态设计条件处在平均重现期小于2000年的地点，应根据AS5100-2（澳大利亚标准2004a）考虑一个荷载因数。在这里，此荷载因素作为洪水的临界状态（Cfl），并且与AS5100-2（澳大利亚标准2004a）中给出的最大荷载因数（γWF）相等。根据此标准[例如AS5100-2（澳大利亚标准2004a）]，Cfl（γWF）将使用公式（4）进行计算。如果铁路桥梁处于无洪水地区，此系数可视为0。
与风效应有关的系数Cw可以从表3或公式（5）中获得。考虑桥梁所处的区域并且以AS 1170-2（）为基础计算系数Cw。考虑风速的平均重现期为2000年（V2000）[AS1170-2（澳大利亚标准和新西兰标准 2002）]。
表3桥梁所处区域风力荷载相关的系数Cw
为计算与地震有关的危害Ceq，考虑了包括现场危害（Z）以及AS1170-4（澳大利亚标准 2007）中的概率系数Kp。公式（6）可表示结构的地震因素临界状态，以作用于结构底部的水平等效静切力为基础，公式如下：
以道路交通量为基础的系数Ccol由表4得出。如果在桥梁检测过程中记录了车辆撞击事故以及事故对桥梁造成的损害严重程度，表4中的建议值能够在未来进行更加可靠的计算。如果桥梁没有穿过道路，或者对其构件进行了防车辆撞击防护，此系数将视为0。
表4碰撞概率有关的系数Ccol
2.3 计算总体因素临界状态（αfl、αw、αe、αcol和βev）
在层次分析法AHP中，首先创建一个成对矩阵。矩阵的元素是每两个因素之间的比较。与最大特征值有关的特征向量代表了因素的总体优先权重。成对矩阵的一致性可使用公式（7）和（8）以及表5（Sasmal和Ramanjaneyulu 2008）来计算。公式（7）及表5中的随机一致性指标（RCI）首先由Saaty（Saaty 1994；Sasmal和Ramanjaneyulu 2008）提出，是由一个数量为500的随机产生矩阵样本中计算得出的平均随机一致性指标。CR表示一致性比率且应小于0.1。
在本文中，矩阵[A][公式（9）]显示了关键因素间的成对比较。在此矩阵中，引入环境影响（Ev）、碰撞（Col）、洪水（Fl）、风（W）和地震（Eq）作为关键因素。用于计算矩阵[A]元素的引入公式使用公式（10）-（21）进行计算。矩阵元素Aij在各公式中的数值从表1中获得。用于计算A12[公式（12）]的系数14.96从表1中通过使用平均环境临界状态除以平均碰撞临界状态获得。
表5不同指令m集的RCI值
系数Cm1-Cm10为两因素间的比较，对于每个独立的桥梁可由工程师提出。
这些系数的默认值是1.0。根据提出的方法，无需引入这些系数，除非工程师或管理人员计划在不可预计的情况中采用特殊措施。实际上，引入系数Cm1-Cm10的唯一原因是让独立的相关因素控制决策过程。运用前述系数的一个例子是对于一个具有更高碰撞可能性的特定桥梁，认为其设计没有充分考虑桥下通过的道路。在这种情况下，工程师考虑了系数Cm1、Cm5、Cm6和Cm7。特殊情况下，如这里提到的情况，工程师可以估计关于正常状况的风险增加或减少并计算合适的Cmi系数。通过采用层次分析法AHP，专家和管理人员的意见以及公司的实践和文化都能够纳入决策过程。与矩阵[A]的最大特征值有关的特征向量的绝对值将提供系数αfl、αw、αe、αcol和βev的值。
2.4 权重因数的量化（ali、afli、awi、aei和acoli）
参数ali、afli、awi、aei和acoli为赋给桥梁各构件的权重因数，分别与动荷载、洪水、风、地震以及碰撞荷载有关。如本文前面提到的，用于桥梁状况评估的方法或者是足够实际的能够应用于桥梁网路但并不可靠，或者可靠但不实际。目前应用的实际方法不能回答目前桥梁能力是否足够承载不同荷载这一关键问题。这是因为这些方法没有考虑桥梁不同结构的几何形状以及不同类型荷载对不同构件的易损性。因此，进行结构分析来确定反应结构构件临界状态以及构件对关键因素的易损性的权重因数将是不可避免的。然而，此种方法应该是简单的，否则对于数以千计的铁路桥梁组成的网路将不具有实用意义。
经常对数以千计的桥梁进行结构分析是不实际的；作为结果，确定结构分析以及权重系数评估可每20年进行一次，或者当结构状况超过一些特定的安全性或适用性临界状态值时进行。桥梁状况超过某个关键点的情况非常罕见，因为在达到关键点之前，会对损坏的部件进行鉴定和修复，使桥梁整体状况得到持续改善。下文将讨论并给出这些关键点。大多数的网路级铁路桥梁的结构简单、冗余度低。因此，进行备用荷载路径分析来计算权重因数并不能显著地改善桥梁状况评估的可靠性。因此，为简单起见可省略此类分析。类似于Wong（2006）或Xu等人（2009）所介绍方法的复杂分析可能只是在特殊的桥梁上进行，这些桥梁具有很高的自由度或在网路层次上结构复杂或关键。此类桥梁的数量有限，如在引言中提到的，此类桥梁不在本文研究范围之内。
考虑到前面提到的用于确定权重因数的分析方法的实用性解释，引入了桥梁结构构件的需求/承载力比率（D/Cs）的计算。在安全层次并且用于线性分析，需求表示构件中荷载产生的内部压力。不同构件的承载力指用于承载内部轴向力和弯矩的组合承载能力，是以结构构件如横梁、立柱、隔板等的性能为基础进行计算。对于用来估算桥梁对地震易损性的非线性分析，可以考虑构件超过其弹性极限的能力。在适用等级，需求是指构件受力产生的偏转或振动，承载力是指设计标准定义的构件偏转和振动允许极限。D/C的计算提供了一个对铁路桥梁实际性能的适当理解。尽管随着桥梁劣化，单个构件承载力可能会下降，但很多构件仍然能够安全承载负荷，因为这些构件可能被超安全标准设计。因此，构件的需求/承载比率表示构件对动荷载的临界状态及其对关键因素的易损性。需求/承载力比率被用作构件的权重因数。
应该在安全和适用水平上计算权重因数。铁路桥梁的构件被分为三类，分别是：
1. 结构性构件；
2. 非结构性构件；
3. 结构细节。
在安全水平上，结构构件的D/Cs在极限状态下进行计算，并作为结构构件的权重因数。对于非结构性构件，应该对任何失效引起的结果在安全极限状态下进行调查以计算与不同关键因素相关的每个构件权重因数。例如，如果一个非结构性构件比如路缘石损坏，碎石将不会保持在其设计位置，整个阻尼系统以及在上部结构均匀分布的列车荷载将发生改变。因此，尽管路缘石在设计过程中没有建模，任何路缘石变化都会显著改变结构工程师在结构设计过程中考虑的假设。对于结构细节，应该以其变化可能对结构承载性能的影响为基础来确定其临界状态。例如，任何结构细节例如连接的变化可能改变构件的初始边界状态，进而最终影响铁路桥梁的结构性能。
在使用极限状态，考虑结构性、非结构性和结构性细节的状态变化来确定构件的关键性和易损性。结构性构件关键性和易损性的计算通过分别对其在使用极限状态下施加不同的负荷例如动荷载、洪水、风和地震并计算D/Cs来实现。对于非结构性构件和结构性细节，应该评估任何对其损伤或者使用状态变化引起的后果。为了可靠地评估非结构性构件的关键性或易损性，应该通过记录桥梁长期使用过程中故障的相关成本来进行评估。
不同使用年限、材料、结构形式等数以千计铁路桥梁的状况评估和评级以及评估其对不同因素的易损性是非常复杂的，并且需要大量的资源和时间才能完成。因此，这些方法的主观性在短时间内不可能轻易消除。在文献中发现的一个重要缺陷是缺乏一种方法能够作为平台来使用这些关键因素对结构影响的可用调查结果。与其他目前使用的评级方法相比，SRP的一个优点是作为平台具有作为方法的明显改进潜力。这种改进可以通过使用任何关键因素对结构影响的调查结果来实现，例如众多环境因素中的某个因素对结构的影响，并引入新的权重因数或提高权重的准确性或可靠性同时将其纳入到综合评级公式[公式（1）-（3）]中。
在此阶段，因为对安全水平和使用水平上非结构性构件和结构性细节的失效结果没有足够的调查，桥梁管理系统（BMSs）使用的权重因数例如VicRoads（澳大利亚 2004）可用于所有的关键因素。每个国家可使用自己的桥梁管理系统。这些权重因数可以除以权重因数的最高值将其按比例减至0到1之间的数值，与其他从D/C分析得出的权重因数进行匹配。
如前所述，对于结构性构件，当结构受特殊关键因素影响时，与各关键因素相关的权重因数为桥梁构件的D/Cs。D/Cs应在安全和使用水平条件下进行计算来评估桥梁性能，但这里仅对安全水平进行了解释，因为两种水平的计算方法类似。对权重因数计算的解释更为详细，具体如下。
2.5 动荷载相关的权重因数（ali）量化
为计算权重因数ali，首先计算结构承受动荷载时构件的D/Cs（需求/承载比率）。为计算需求，考虑将固定荷载和动荷载相结合。不同于目前标准中提到的动荷载，将目前施加在结构上的最大列车荷载作为动荷载。因为标准荷载太过保守，会将那些仍然能够承载目前实际荷载的老旧桥梁判定为不安全桥梁。换言之，应考虑当前结构在当前实际动荷载下的实际表现。为计算构件的承载力，使用澳大利亚标准如AS5100-5（澳大利亚标准2004b）、AS 3600（澳大利亚标准2009）、AS 4100（澳大利亚标准1998）等标准。每个国家可以使用自己的设计标准，例如在美国可以使用AASHTO LRFD（AASHTO2007）、ACI 318M-05[美国混凝土学会（ACI）2005]、以及AISC 360-05（AISC 2005）标准。这里提到的澳大利亚标准仅作为举例。
仍然需要考虑安全因素，安全因素将在设计过程中应用，与材料的不确定性以及施工方式等有关。在0到1之间的构件D/C表示在计算D/C比率时，构件仍可以承载负荷。更高的D/C值表示构件状态更危急。为计算ali，工程师还应考虑构件对负荷增加的敏感性，通过动态分析来进行。根据Aflatooni等人（2013a）进行的调查，共振对构件D/C比率有显著的影响。
2.6 与洪水相关的权重因数（afli）量化
为了以构件的D/C比率为基础量化其与洪水相关的权重因数（afli），考虑了固定和洪水荷载。根据AS 5100-2（澳大利亚标准2004a），由洪水施加于铁路桥梁的力包括：
对桥墩的拖拽力；
对桥墩的浮力；
对上部结构的拖拽力；
对上部结构的浮力；
对上部结构的力矩；
残骸对底部结构和上部结构产生的力；
原木冲击力。
2.7 与碰撞相关的权重因数（acoli）量化
碰撞在这里是指车辆碰撞（船舶碰撞不适用于此研究中涉及的铁路桥梁的类型）。为计算与碰撞有关的构件D/C比率（acoli），可以从相关标准中获得荷载及作用方向，例如AS 5100-2（澳大利亚标准 2004a）标准。通过进行结构分析和设计，如果确认保护梁或障碍能够抵抗碰撞荷载，则不需要进行易损性评估。
2.8 与地震相关的权重因数（aei）量化
在世界的很多地方，地震是造成桥梁损毁的重要因素之一，考虑地震影响在桥梁管理生命周期及评估长期养护和修理费用时尤为重要。考虑到构件承载超出其弹性极限，建议使用非线性静态分析（Pushover）来计算构件对地震的权重因数。Pushover分析主要用于下部结构。如果进行非线性分析，D/C比率将以构件的塑性变形为基础进行计算并利用基于性能的设计文件。在澳大利亚的大部分地区，地震的危险性并不高，因此，可使用一些标准例如AS 1170-4（澳大利亚标准 2007）和AS 5100-2（澳大利亚标准 2004a）标准来估算地震对结构的影响。
2.9 与风有关的权重因数（awi）量化
在计算与风有关的构件D/C比率并获得其在澳大利亚的权重因数，考虑了AS 1170-2（澳大利亚标准和新西兰标准 2002）以及AS 5100-2（澳大利亚标准 2004a）标准。根据上述标准，设计风速的计算是以平均重现期、地理位置、地形分类、屏障以及地面以上高度为基础进行计算，同时以此为基础推导横向、纵向和垂直风力负荷。将固定荷载和风荷载结合应用于结构。
2.10 与环境有关的权重因数量化
对于环境影响和疲劳，使用了赋给动荷载的权重因数（ali）。环境因素包括很多不同参数，例如钢结构腐蚀、温度变化、木质桥梁中白蚁侵袭等。这些因素以不同的方式使桥梁结构性能退化，并且其中一些因素存在内在联系。尽管疲劳的影响与环境因素不同，因为疲劳的发生是以循环荷载为基础，但疲劳也在很长的一段时间内逐渐使桥梁结构发生退化。
在目前的桥梁管理系统（BMSs）中没有足够的关于不同环境因素和疲劳的数据的调查和静态分析。其结果是用于预测构件未来状况的方法，例如概率统计方法，将不会非常可靠。因此，需要使用动荷载权重因数来评估环境因素和疲劳的影响。
3. 综合评级和确定采取措施的最后期限标准
本节介绍综合评级方法（SRP），其流程图参见图1。SRP输出桥梁及其桥梁网路内的构件评级，并确定采取措施的最后期限。措施包括检查、维修和养护，以及结构分析。桥梁及其各个构件的评级以桥梁及其构件相对于各关键因素的关键性和易损性为基础分别确定。从图1中可以看出，对于桥梁构件，确定了多个评级，每个评级表示与桥梁网路路中的一个关键因素相关。同样，该图显示了对于网路中的每个桥梁进行了多个评级，每个评级表示与一个关键因素相关。因此，与目前的评级系统相反，SRP从不同的角度对桥梁状况进行评估。
桥梁对环境和疲劳的易损性和评级
铁路桥梁对碰撞的易损性和评级
铁路桥梁对风的易损性和评级
CF = Cfi, CC = Cci, BCC、BFC和BC如公式1到3中所定义。
DB：桥梁管理系统（BMS）数据库，包括检查和库存数据
CFAL = Cfiali：构件i对环境和疲劳的易损性和评级
CCCOL = Cciacoli：构件i对碰撞的易损性和评级
CCAE = Cciaei：构件i对地震的易损性和评级
CCAW = Cciawi：构件i对风的易损性和评级
CCAFL = Cciafti：构件i对洪水的易损性和评级
CCAL = Cciali：构件i对动（列车）荷载的临界状态和评级
铁路桥梁对地震的易损性和评级
铁路桥梁对洪水的易损性和评级
NCC为维修后的新构件状况，NWF为构件进行结构分析后的新权重因数，R&M表示维修和养护。
图1铁路桥梁综合评级系统流程图
4. 构件的目前和未来状况评估
本节在安全水平上概述了对铁路桥梁及其构件的目前和未来状况进行评估的标准。根据综合评级方法（SRP），桥梁状况评估从检查开始。构件目前状况（CInsp）以检查报告为基础进行评估，并为每个构件指定1到5的状况编号。表6中Cci与构件i的目前状况有关。参数Cci以每层的最大损失能力百分比为基础，使用表6中的公式进行计算。
表6以桥梁构件目前状况（CInsp）为基础计算Cci
表中，LC为相对于最初能力的结构构件损失能力。构件的最初能力指构件在进行结构评估并计算出其D/C比率时的能力。例如状态5指构件损失了超过35%的最初能力。为不同状况指定编号1-5的水平并将这些数字转化成损失的能力，可用于工程师与管理人员之间的交流。表6中的其他参数已在前文中进行了解释。
在实践中，对于小于10%范围内的构件损失能力的评估是非常困难，尤其考虑到目视检查是状况评估及估计构件损失能力的最常见方法。此外，以书面形式制作关于构件不同状况匹配小于10%的能力变化的描述性信息将会非常复杂、耗时并且极其困难和昂贵。如果检查员使用其他方法来评估构件的状况，例如无损检测或结构健康监测，然后为每个构件赋一个值将会更简单、更精确。
检查员能够在第一个层面对构件的状况作出决定，并且仅当CInsp = 5（桥梁结构目前状况为第5级）。如果构件状况为5，意味着应当立即进行构件更换。这是在此阶段能够做的唯一决定。情况的危险性不仅与构件在安全和使用状态的损失能力有关，还与施加在构件上的外力大小以及任何故障对整个结构安全和使用水平状态造成的结果有关。
构件未来状况可以根据概率过程进行预测，例如马尔可夫方法（Agrawal等人 2010）。各构件的未来状况（CMav）将通过转移概率矩阵乘以构件目前状况进行计算，构件的目前状况为表6中给出的1-5。构件的未来状况为1到5中的数字，将在以后用于获得Cfi。构件未来状况不在此研究的范围之内。
4.1 承受动荷载的铁路桥梁状况临界状态
如图1所示，桥梁网路中与动荷载有关的桥梁各构件临界状态（CCAL）通过相关权重因数（ali）乘以表6中的状况因数（例如Cci）计算得出。表7给出了个构件的临界状态水平，以此表第二列中规定的限值为基础。
表7承载列车荷载的构件临界状态水平（CC）及采取措施的最后期限
表8承载列车荷载的桥梁目前状况的临界状态水平（BBC）及采取措施的最后期限
各构件的CCAL（与动荷载相关的各构件临界状态）值也表明了网路层桥梁的全部构件评级。在此阶段，工程师能够认定构件的目前状况，以构件状况为基础决定措施的优先级。考虑到权重因数及LC（损耗能力）的程度，如果各构件CCAL值小于100，意味着该构件及其目前状况（例如构件检查时的状况）仍然能够承载动荷载。表7中定义的水平CC1-CC5包含了专家可使用的描述信息，专家在其领域比结构工程师更权威，但专家有责任决定资源的分配以及维修和养护工作的优先顺序。表7还以CCAL为基础给出了采取必要措施的最后期限。（例如，根据此表，对于评级为CC4水平，该构件应在3个月内进行检查，维修措施应该在6个月内进行。）
桥梁网路中有关动荷载的桥梁评级可通过构件临界状态[例如公式（1）中的BCC]累加进行估算。表8给出了桥梁状况临界状态对动荷载的不同极限和水平以及采取措施的最后期限。在表8相对于表7考虑了更多的水平，以避免不必要的结构分析。表7和表8给出了采取行动的限制，他们对于网路中的所有桥梁都是相同的。
4.2 铁路桥梁对关键因素的易损性
如图1中所示，CFAL、CCCOL、CCAE、CCAW和CCAFL分别描述了网路中的桥梁构件对环境、碰撞、地震、风和洪水的易损性和评级。表1中显示的BCFAL、BCACO、BCCAW、BCCAE和BCCAFL值分别显示了网路中的桥梁对环境、碰撞、风、地震和洪水的易损性和评级。对于每个偶然荷载，使用表6计算Ci。分别制作了4个与表7相似的表以及4个和表8相似的表来定义桥梁和构件对偶然荷载（例如地震、洪水、碰撞和风）的易损性水平。表7和表8对于动荷载的不同之处，以及将为目前提到的偶然荷载制作的这8个表的不同之处，在于其水平的数字以及采取措施的最后期限。与动荷载不同，桥梁不会持续承受偶然荷载，因此，对于偶然荷载采取措施的期限可以比针对动荷载采取措施的期限长。与表7和表8类似，前面提到的全部8个表容易取得，并且对桥梁网路中的所有桥梁是一致的，因为这8个表仅定义了易损性的极限。对于铁路桥梁，预期不受洪水或碰撞的影响，其临界状态因数为0，并且无需采取进一步措施。
表9用于计算与构件i未来状况有关的Cfi。表9中提到的等级1-5将针对特殊时期进行计算。该时期是以马尔可夫链方法为基础进行计算（CMav）。将分别制作两个类似于表7和表8的表格来确定在网路水平下桥梁和桥梁构件易损性对环境的极限状态。为避免重复此类表格使本文篇幅太长，并考虑到这两个表格仅定义极限，这里不对其进行详述。
4.3 桥梁未来状况及其在网路中的评级
在计算桥梁和构件对各关键因素的易损性后，结构未来状况（BFC）将通过公式（2）进行预测。在公式（2）中，将考虑每个关键因素对桥梁劣化的影响。BFC显示了桥梁未来状况的预测，以及其未来状况在其他铁路桥梁中的评级。对桥梁目前状况BCC以及桥梁未来状况BFC的考虑将提供指定桥梁状态如何快速劣化的指示。
4.4 铁路桥梁目前及未来状况及其在网路中的评级
在此阶段使用公式（3），计算桥梁状况BC数值。这一数值显示了桥梁目前和未来状况及在网路中桥梁目前和未来状况的等级。在公式（3）中，使用了之前介绍过的参数γ1和γ2。这些参数将桥梁的目前与未来状况联系起来，并提供桥梁在特定时期内脆弱程度的指示。公式（22）和（23）用于计算γ1和γ2。更大的γ2值意味着更高的桥梁劣化程度。
表9以桥梁构件的未来状况（CMav）为基础计算Cfi
通过使用（综合评级方法）SRP（与目前使用的评级方法相反），工程师能够通过进行结构分析来识别桥梁任何构件的损坏对整体结构造成的影响。此外，工程师能够可靠地确定最重要和最易损坏的构件以及网路层中损坏最严重的结构，并确定采取措施的最后期限。桥梁及构件目前和未来状况的信息对于确定最佳维修养护时间极其重要。在优先级水平，SRP结果、其他非结构性因素的影响（例如成本，人力和社会因素）将用于确定最佳维修养护时间。
5. 结论
铁路桥梁状况随时间推移而不断劣化。为保持铁路桥梁的安全性和适用性，工程师应评定桥梁状况并推荐适当的维修和养护措施。以桥梁结构状况为基础来确定损坏情况最严重的桥梁并对其进行评级的现行方法过于主观。这种主观性来源于对一个非常复杂系统的简化来使其足以适用于数以千计的桥梁。因此，为了有效投入资源提高铁路桥梁运营状况，需要开发一种可靠的评级系统。
为了实现上述目标，本研究引入了SRP（综合评级方法），SRP提供了桥梁目前和未来状态的一种指标。综合评级公式是SRP的重要组成部分。这些公式包括了两种参数，一种参数考虑与关键因素有关的风险，一种参数评价各关键因素对结构产生的影响。关键因素包括动荷载、洪水、碰撞、地震、风和环境。为量化与关键因素有关的风险参数，SRP方法使用了层次分析法（AHP）以及设计标准规范中的适用风险评估。
综合评价公式中的第二类参数类型是关于构件临界状态和易损性的权重因数。为计算权重因数，本文引入了一种新的方法。根据这种方法，铁路桥梁的全部构件分为三类：结构性构件、非结构性构件和结构性细节。对每个分类，就确认构件的临界状态和易损性的方法进行了解释。引入标准来确定采取措施的最后期限，措施包括检查、维修和养护以及结构分析。根据这些标准，工程师和管理人员能够根据桥梁和构件所处的不同阶段来作出决定。在定义阶段，考虑了资源的适用性使其达到最有效利用。
SRP（综合评级方法）与目前使用的方法相比是一种更为可靠的方法，原因如下：
SRP使用AHP（层次分析法）改善决策过程；
SRP利用设计标准中制定的风险评估提高桥梁及构件未来使用寿命的预测；
SRP考虑了各项关键因素的不同水平来应用最可靠的方法；
SRP考虑了结构配置；
SRP从每个独立的因素确定各构件的临界状态及易损性。
SRP适用于数以千计桥梁的网路，因为可以通过回答若干简单问题等简化方式来确定各因素的临界状态所占比重。用于确认构件临界状态和易损性的结构分析很简单并且时间间隔能尽可能的隔开。SRP能够为管理人员和工程师提供描述性信息以及有意义的工程数据。综合评级公式[例如公式（1）-（3）]对构件数量不敏感，因此能够对不同构件数量的桥梁进行比较。此外，工程师可以根据掌握的构件状况的数据对桥梁的状况进行判断。尽管掌握全部构件的状况信息能够使对整个桥梁状况的判断更可靠，此方法仍然适用于构件状况信息不完全的桥梁。
SRP的一个关键优势是拥有巨大的改进空间，因为对不同关键因素故障造成的后果评估调查可以纳入SRP公式。此外，通过将更相关更充足的桥梁状况随时间演化数据录入数据库，SRP将变得更加可靠。可通过提高综合评级公式中使用的参数可靠性或引入新的公式来实现SRP的改进。尽管不能完全消除对网路中复杂的、数以千计的桥梁状况评估主观性，但SRP明显降低了这种主观性。因此，用于养护铁路桥梁安全性和适用性的有限资源能够得到更有效的利用。
附录（例子）
下
面的例子解释了SRP方法的应用。图2显示了此例中所用的铁路桥梁结构。
图2铁路桥梁结构的几何形状
图3活动荷载（力以kN为单位，距离单位为m）
构件几何形状及横截面细节详见Aflatooni等人（2013a）论文。这座桥梁的动态特性代表了在澳大利亚的一座简支桥梁（Aflatooni等人2013a）。图3显示了施加在桥梁上的列车荷载。两辆列车从相反方向进入桥梁，速度都为100km/h。结构分析包括在极限状态下施加动荷载、风、地震、碰撞和洪水荷载，并计算构件的D/C比率。出于篇幅考虑，本文不详述结构分析细节，并且因为这些分析为常规的工程工作，并不会增加本文的知识成分。然而，本文的创新部分包括以下方面：
1. 计算因素的临界状态；
2. 使用D/C比率作为权重因数；
3. 计算构件临界状态和易损性并评级；
4. 评估桥梁的目前和未来状况并评级。
表10给出了桥梁信息，用于计算因素的临界状态。表11信息可从公式（4）-（6）及表2-4中获得。将根据公式（9）-（21）计算成对比较矩阵[A]。表12是与矩阵[A]的最大特征值相关的特征向量结果，给出了不同的关键因素所占比重，例如环境影响、洪水、风、地震和碰撞。
表10与关键因素有关的风险
表11系数计算
表12关键因素对桥梁劣化的影响
表13给出了由观察[例如CInsp]得出的构件目前状况、构件未来状况、权重因数以及构件的临界状态和易损性。表13的CMay列是构件的未来状况（例如5年后），根据马尔可夫链方法进行计算。表13中显示的权重因数（αli、αfli、 αwi、αei、αcoli）是构件与各关键因素相关的权重因数（D/C比率）。桥梁构件的临界状态和易损性（CCAL、CCAFL、CCAW、CCAE、CCACOL和CFAL）在表13中给出，表14给出了桥梁的临界状态和易损性，通过使用公式（1）-（3）进行计算。
表13桥梁构件的状况、权重因数、临界状态和易损性
表14桥梁的临界状态和易损性
在表13中，最昂贵的部分是权重因数计算。
然而如方法中所述，此部分一旦获取就能作为恒定值被SRP使用很长一段时间。每次检查桥梁时，更新CInsp值后其他列中的数值会直接使用SRP计算出来。表12中给出的因素临界状态计算同样也是一项简单的工作，可以通过表10中输入的数值来完成，方法已在文中介绍。
表13中的CCAL值表明结构能够承载的动荷载。然而，一些构件（例如P2、P11和P21）处于临界状态。与构件P11相关的CCAL值及其目前状态建议通过增大将近10%的荷载，该构件可能无法承受动荷载。根据表7，此构件应立即维修或更换。表13表明构件P2和P21的CCAL值等于80.24。根据表7，这些构件的临界状态水平为CC3。因此，应在6个月内对其进行检查，在1年内对其进行维修。
表13中与C11、C12、C2和C21有关的CCAFL值表示如果结构承受极限状态洪水荷载，这些构件将会失效，因此该结构易受严重洪水的损害。与立柱相关的CCACOL值表示这些构件易受碰撞的损害。原因是该结构的细长柱直接暴露在车辆碰撞中，没有任何防护。因此，需要建造对构件的防护来显著降低桥梁对碰撞的易损性。CCAW和CCAE值表明该桥梁构件不易受风和地震荷载的损害。与构件P11相关的CFAL值表示如果不对该构件采取措施，在5年内该构件将无法承载动荷载。
表13中CCAL表示构件在桥梁和网路层的临界状态和评级。CCAFL、CCAW、CCAE和CFAL表示构件对不同因素的易损性，因而可以确定在桥梁网路内与各关键因素有关的最易受损害的构件。表14给出了桥梁对不同关键因素的目前和未来状况。表14中BFC值表明，如果不采取行动，在5年内这一结构会因为关键因素累积影响而变得脆弱。在此例中，桥梁对一些关键因素（例如碰撞因素）的易损性表明，尽管某一特定的桥梁可能不易受一些因素（例如地震和风）的损害，但其可能非常容易遭受其他因素的损害。因此，调查结构及其构件对不同关键因素的易损性并采取适当措施是非常重要的。
根据表14中确定的数值，能够确定一个桥梁临界状态和易损性，及在其他桥梁中的评级，从而工程师能够确定损坏最严重的桥梁或最易受损害的桥梁。根据表14，将确定进行结构分析的最终期限。对构件采取的措施为检查、维修或更换，对桥梁采取的措施为检查和通过结构性分析进行安全性和适用性的重新评估。
感谢
作者感谢CRC铁路创新（由澳大利亚政府的合作研究中心计划建立并支持的）对No.R-3铁路桥梁生命周期管理项目研究的资金支持。
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原文作者信息：Mehran Aflatooni1; Tommy H. T. Chan2; and David P. Thambiratnam, F. ASCE3
1博士候选人，土木工程和建筑环境系，自然科学与工程学学院，昆士兰科技大学，澳大利亚昆士兰州4001布里斯班（通讯作者）。
2教授，土木工程和建筑环境系，自然科学与工程学学院，昆士兰科技大学，澳大利亚昆士兰州4001布里斯班
3教授，土木工程和建筑环境系，自然科学与工程学学院，昆士兰科技大学，澳大利亚昆士兰州4001布里斯班
在千枚岩隧道施工中，由于围岩软弱、破碎，在开挖过程中受扰动易出现失稳坍塌等地质灾害事故，严重威胁生命财产安全和工程质量，准确预报隧道地质情况，并做好防治预案，是控制和减少事故损失的前提。结合汶马高速鹧鸪山隧道K181＋273～K181＋376段的TSP超前地质预报成果与实际开挖结果跟踪对比，分析了TSP超前地质预报技术在变质岩区域隧道千枚岩段的应用状况，并且初步探讨了千枚岩隧道中的小型破碎带和千枚岩片理构造面对TSP超前地质预报技术的响应特征。
关键词：
隧道；TSP；千枚岩；地质预报
1前言
在西部山区公路铁路建设中，桥隧占有比例很大，有些高速公路桥隧比已经达到了80％以上，而在西部山区自然条件相对较差，地质情况相对复杂。在深埋长大隧道工程中，地质勘察受很多客观因素限制，准确的地质预报和围岩状态分析不仅可以弥补勘察设计中的不足，而且可以为进一步的施工处理提供必要的信息，及时调整衬砌参数，避免安全事故和成本损失［1］。所以在隧道施工阶段开展超前地质预报工作对确保施工安全和进度有十分重要的作用［2］。TSP超前地质预报技术自90年代引入我国，到目前已经被广泛应用。如孙广忠主持的军都山隧道超前地质预报［3］，李天斌主持预报的鹧鸪山公路隧道［4］等，均取得了较好的预报效果。但TSP技术在千枚岩隧道中的研究相对较少。千枚岩隧道因其特有的片理面构造，对TSP地震波传播有一定影响。并且以绢云母千枚岩为主的围岩自身工程力学性能差，岩体强度低，完整性差，层间结合度弱，滑脱现象明显［5］，常有破碎状结构岩体和软弱夹层出现。通过对汶马高速鹧鸪山隧道K181＋273～K181＋376千枚岩段TSP超前地质预报与实际开挖的对比，分析了千枚岩长大构造片理面和小型破碎带对TSP的响应特征，以此初步探讨了TSP超前地质预报技术在隧道千枚岩段的应用。
2TSP地质预报原理
TSP法，即隧道前方地震预报或超前地质预报。基本原理见图1所示，在隧道掌子面附近边墙一定范围内布置激发孔，一般布置24个炮孔，每个炮孔间隔1．5m左右。通过在孔中人工激发地震波，地震波在隧道围岩中传播，当围岩波阻抗发生变化时（例如遇岩溶、断层或岩层的分界面），一部分地震波将会继续向前传播，另一部分地震波将会被反射回来。传感器可以根据接收到的直达波的时间来计算地震波的速度；在已知地震波传播速度的情况下，通过测得的反射波传播时间推导出反射界面与接收传感器之间的距离及其在隧道前方的位置。反射的地震波由高精度的接收器所接收并传递到主机形成地震波记录。对TSP200PLUS仪器采集的数据利用TSP－win软件进行处理分析，可获得掌子面前方围岩强度情况、地震界面与隧道轴线的交角及与掌子面的距离，初步判断岩石的一些物理力学参数（弹性模量、密度、泊松比等）［6］。以及隧道掌子面前方的P波、SH波和SV波的时间剖面、深度偏移剖面、岩石的反射层位、各反射层能量大小等中间成果资料，最终对隧道掌子面前方可能存在的不良地质体（断裂破碎带、软弱结构面、岩性变化带、富水带、溶洞等）进行预测，并计算推测出上述不良地质体的位置、走向、规模、形状等［7］。
3K181＋273～K181＋376段TSP预报
本次预报段穿越地层以千枚岩为主，隧道走向大致为W275°～285°N，千枚岩片理产状为N0°～10°E∠70°～90°SE，说明隧道轴线与片理面走向是大角度相交，其夹角在75°～90°范围。本预报段最大埋深为610m，预报长度范围为103m，见图2。图3是拾取处理后地震波波形图，其水平轴代表偏移距，纵轴代表时间。它根据直达波纵波波速给定横纵波波速比值，估算出横波波速。图4、5、6中水平轴代表隧道洞轴线方向上的距离，纵轴代表在偏离隧道轴线的距离，零刻度处的虚线代表隧道的轴线位置。图4表示P波经深度偏移处理后的图像。图5与图6的速度分析是选用一系列不同速度的共反射点时距曲线进行动校正，从中选出最佳的叠加速度，这个速度能使共反射点的时距曲线校正成水平直线。即是对共反射点反射波的时距曲线进行动校正的过程［8］。通过对TSP数据的处理，可以得到二维剖面的成果图，包括横、纵波的二维反射界面图及围岩物理力学参数成果图（如图7），成果图分析及地质预报结果见表1。
4地质预报与实际开挖对比分析
（1）实际开挖与预报结果对比开挖后对该千枚岩段K181＋273掌子面进行地质编录：围岩以薄层状千枚岩为主，千枚岩层间结合较差，层厚约1～5cm，呈灰黑色，有鳞片变晶结构，千枚状构造，千枚理极发育，测得其产状为N5°E∠85°SE，局部夹杂片状破碎千枚岩，围岩强度较低，岩体抗压强度不足10MPa，锤击易沿片理面破裂。地下水一般发育，主要表现为滴水状出水，并绘制掌子面素描图（如图8）。（2）千枚岩片理结构对预报结果影响分析K181＋273～K181＋280段，岩性以千枚岩为主，基本没有改变，围岩质量变化不大，也并未发现有软硬夹层和破碎带，TSP成果图中曲线发生小幅震荡，反射层较多，资料解译与实际情况有明显出入。通常在作物理探测资料的地质解释时，要对解释的结果与现有的地质资料验证对比，要与地质概念相核对，不能出现与地质概念相悖的结论，也不能与本地区的地质格局有原则的矛盾［9］。其原因分析认为是受该段千枚岩自身构造的影响，片理较发育，存在长大结构面（如图9）。或者千枚岩经爆破开挖机械施工等扰动后，千枚岩层间结合变差，当层间结合程度不紧密，有裂隙张开（如图10），并且张开度达到一定值时，就会影响地震波的正常传播，使地震波产生一定的响应反馈到地震波信息接收器，最终使该段的TSP预测参数曲线发生了波动。（3）TSP对破碎带预报结果影响分析对K181＋306～K181＋322里程段地质情况进行重点观测，掌子面前方呈松散层状构造，并受爆破和开挖扰动的影响，掌子面周围岩体极其破碎，在K181＋318里程处，掌子面右侧出现碎块状和碎屑状结构岩体，围岩发生碎屑流状破坏，自稳能力极差，出现了小范围掌子面溜塌，坍塌量约1～3m3。总之，通过对比分析得出：该整体预报段结果和实际地质情况基本吻合。在K181＋306～K181＋322里程段的预报和实际开挖中，掌子面岩体出现松散层状构造，呈现破碎状结构，结果完全吻合。在K181＋273～K181＋280段TSP较为真实的反映了地质情况与状态，不过在解译中忽略了TSP的多解性，出现了资料解译与实际开挖不相符的状况。总体上本次TSP预报取得了较好的预报效果。
5结语
以汶马高速鹧鸪山隧道为例，介绍了TSP技术在千枚岩段的运用情况，取得了较好的效果。通过对隧道K181＋273～K181＋376千枚岩段的TSP地质预报和实际开挖对比分析，可以得出：1）超前地质预报与实际开挖基本吻合，较为准确的预报了前方软弱夹层和小破碎带，具有较高的分辨率和可信性。2）TSP解译具有多解性，精确预报须结合现场地质实录工作综合解译。3）结合千枚岩自身结构对TSP预报解译工作的影响分析，为提高预报精度，应综合千枚岩的地质赋存状态进行解译。
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【关键词】铁路施工企业，成本控制，新角度。
面对建筑市场激烈的竞争，谁能更好更快的发展，谁能保持企业良好运行、获得更多的利润和效益，谁就能走在众多企业的前面，占尽优势。利润的产生和增长，说到底就是增收和节支、增强管理论文" target="_blank">成本管理的有效性，因此，成本控制问题显得尤为重要。通过对施工企业成本问题的研究，可以发现企业管理过程存在的诸多漏洞，并找出问题的根源，从而系统的提出解决方案，从而达到增收节支、提高利润的目的，增强企业竞争力。
一、施工企业项目成本控制的现状与问题剖析。
1。成本管理理念的局限性。对于施工企业成本控制过程中存在的问题，首先应提及的是存在于理念即意识层面问题。只有认识到了，才能有可能做到。当今，在很多企业中领导的成本管理意识不强、管理观念落后，员工的成本意识淡薄、只懂分工不懂协作、没有团队精神，领导与员工在成本管理的诸多问题上都难以达到共识。
1。1成本管理观念僵化。目前施工企业成本管理大多局限于项目施工成本中资源消耗的控制，没有对企业的供应链进行全面的研究，不注重资源供应过程中成本支出的优化，更没有从企业管理的全过程着眼对企业战略成本作出规划，其主要原因就是管理者的成本管理观念僵化，对成本管理的认识不够系统和全面。施工企业价值链如表1。
表1施工项目价值链。
目前大多数施工企业的成本控制理念局限于施工生产过程，对于上游和下游的成本控制关注较少。
1。2对成本管理的认识存在误区。企业中大多数员工仍然认为，成本管理只是成本管理部门或成本管理人员的职责，与自己毫无瓜葛。
而管理者的经营思想仍然停留在“重揽轻干”的粗放型管理模式上，员工与管理者的对于成本管理的认识就此错位。有些项目简单地将项目成本控制的责任归于项目成本管理主管或财务人员，在工作过程中出现的局面是每个部门和人员只关注自己的工作责任，忽视了自己应承担的成本责任。如工程技术人员认为自己的责任是认真贯彻工程技术规范，不出现重大质量事故，保证施工生产的进度就算完成工作了，但是忽视了自己的成本责任，比如没有考虑到和劳资部门的进行协调，随意增加劳务队伍，可能导致最后工程人工成本的大幅度超支。材料员认为自己的责任就是保证按照质量要求采购原材料，不出现断料影响生产就算完成了，但是采购过程中没有精打细算，采购材料只考虑采购质量问题，忽视了采购成本的降低，导致材料采购成本超支。这样表面上看起来大家按照自己的职责分工各司其职，完成工作责任很到位，没有意识到自己承担的成本责任，必然会使成本增大。另外一个情况是虽然意识到了自己应承担的成本责任，由于技术、材料、设备、劳资人员没有接触过会计，对成本的概念一无所知，也会造成成本的超支。由此可见，财务人员只是成本控制的组织者，而不是成本控制的主体，这种意识不清除，就不可能搞好工程成本控制。
1。3成本管理体制不健全。长期以来，施工企业实行集团公司－子公司－项目部的管理体制，项目部是成本控制的主体，项目部由项目经理全权负责，项目经理的权利过大，许多企业没有形成一套完善的责、权、利相结合的成本管理体制，缺乏权、责、利相结合的科学的成本考核制度。有的企业建立了责任成本管理制度，要求项目经理零利润承包，结余归项目经理支配。这也导致一些项目部只重视成本的控制问题，缺乏对人力资源的感情投资，一些人才的诉求得不到满足，导致人才流失。刚招聘来的大学生刚毕业没几年就要跳槽辞职，打乱企业的施工计划和节奏，也增加了人力资源的招聘成本。因此对项目经理缺乏科学的考核制度，是制约当前国有施工企业机制发展的主要问题。对于企业来说，应该改变“盈利的项目经理就是英雄：亏损的项目经理就是狗熊”的片面看法，引入全方位考核指标体系，将质量、安全、进度、人力资源管理水平纳入项目经理的考核体系，真正建立起合理的项目经理考核标准与考核制度，为降低成本创造一个好的竞争环境。
2。忽视了外部社会环境成本的控制问题。随着社会经济的不断发展，人们收入差距的扩大，使得社会中存在的安全隐患越来越多，许多施工地点周边治安环境状况差，存在不同程度的黑恶势力，这给企业正常施工带来许多不利影响。例如，在项目部所在地，地痞无赖已经有自己的产业，囊括了建筑、运输、批发零售等诸多领域。为从项目上获取利益，就会提出项目部临建、库房等工程必须由他负责，否则没人敢来承揽该工程；且提出必须安排几个当地无业青年工作，否则项目领导出门就会有危险了；项目部所需物资必须首先考虑由他指定的商铺供应等等。由于其垄断当地各行业，抬高价格，使得企业成本大大增加；由于其承建工程的粗制滥造，大都达不到规定要求，经常性返工返修，导致成本流失。
除此之外，安抚当地居民也极其重要。如果与当地居民关系融洽，则工程大体便会顺风顺水，否则，项目部就要准备好每天接待为数众多的当地告扰民、索赔的群众。
3。成本控制的全员性亟待改善。成本控制不只是会计人员的事情，成本的节约与控制需要自上而下，全体员工的参与。施工企业的项目成本是一项综合性很强的指标，包括材料费、人工费、机械使用费等，它涉及到项目组织中的材料部门、设备部门、劳资部门。项目部的所有人员分别隶属于这几个部门，因此项目成本的控制就牵涉到这些部门、单位和班组的工作业绩。也直接影响到每个职工的切身利益。成本控制的关键在于执行，执行的过程就需要每个部门、每个人员参与到成本控制的工作中去。目前全员参与的成本控制在施工企业项目施工工作中基本没有做到。许多项目部的目标成本由财务部制定，而财务部门的制定依据较多的是依赖历史经验，没有详细的测定过程，这样制定的控制目标缺乏可操作性，具体的控制方法和过程需要各个职能部门的人员来完成，但各部门的职能人员对这种缺乏可执行性的控制方案肯定存在抵触情绪，这必然降低了成本控制的实施效果。另外，由财务部门制定的目标成本更多的是从价值角度考虑，这样在最后的成本报表中显示一个总成本没有任何意义，因为无从了解成本到底是在哪个环节发生的。因此真正做好成本控制就需要所有施工人员、工程建筑人员、管理人员和财务人员的通力配合，项目成本的高低需要大家关心，仅靠项目经理和专业成本管理人员及少数人的努力是无法收到预期效果的。仅仅依靠财务部门通过历史数据进行控制目标的编制和过程控制是无法做好企业成本工作的。
二、从新角度研究施工企业成本控制问题。
1。管理层转变成本管理意识。管理者应该改变局限于项目施工成本中资源消耗控制的理念，详细分析影响工程价值的施工价值链各环节的影响程度，对施工价值链的上下游环节企业的供应链进行全面的研究，在工程设计阶段，注意和勘察设计单位的沟通，根据自己的施工能力和技术力量，以及本企业的成本状况，对设计理念加入自己的思想。重视和供应单位的联系与沟通，努力和供应单位成为战略合作伙伴，以实现资源供应过程中成本支出的优化。同时对下游环节的验收、索赔、维修过程的战略成本作出规划，从整体价值链上进行广义的施工成本控制。这是通过价值链控制成本的真谛所在。
2。合理控制外部环境成本。
2。1社会环境成本控制。依靠当地政府和公安机关维护施工秩序。在施工准备阶段，首先与当地政府和公安机关做良好沟通，了解当地的治安状况，请求他们的通力协助，对施工周边的社会治安环境给予保障。另外，在选择项目部位置时，可以适当考虑当地公安机关派出机构距离较近的地方，以保证在出现地痞无赖等黑恶势力到项目部上滋扰是非时，公安民警可以第一时间赶到，予以制止。在打斗或者其他负面事件已经出现的情况下，可以尽快处理，尽量不影响施工进度。
2。2处理好与当地居民的关系。无论是公路、铁路、桥梁、隧道，都是在为民服务，在施工过程中充分考虑当地群众的状况和感受是项目应该做的。施工能否得到当地群众的理解、支持和拥护，对于工程的正常进展至关重要。首先，必须了解当地的民风民俗，尤其是少数民族地区，予以尊重，免生不必要的是非；其次，对于占地、占林、占道的情况，要按国家相关规定给予足额补偿和租赁费用，不欺瞒、拖延；再次，如果情况允许，可以做些惠民工程，如修路、打井等，既方便施工又可以顺应民意；最后，做好社会责任信息的披露工作，当出现纠纷时，应礼待群众，告知通过政府调解等正常途径解决，减少不必要争端影响施工进程，增加成本。
2。3树立正确思想，搞好内部团结，不向黑恶势力低头。如果当地黑恶势力猖獗，严重影响施工进程、项目部和施工队人员的人身安全受到严重威胁。那么，在请求当地政府和公安机关予以保护的情况下，项目部还可以向正规保安服务公司雇佣一定数量的保安，加强项目部和施工人员的安全系数。同时，要谨防他们拉关系、套近乎，对项目工程进行承揽，由无到有、由少及多的慢慢渗透，以致工程质量没有保证，返工返修增加成本。在遇到寻衅滋事的黑恶势力时，公司内部，经理、员工和施工队要紧密团结，同心协力，在保护国家和个人权利、人身财产安全不受非法侵犯的同时，给对方以震慑，不向黑恶势力妥协，保证正常施工秩序和避免不必要的成本流失。
3。正确认识质量、安全、工期、形象的有形成本支出与切实收益的双面性。质量、安全、工期与成本支出是存在矛盾性的。有些工程业主催的很紧，要求尽快完工，企业应该在保证质量与安全的情况下，加快进度。但是不要违背施工生产的规律。要在竞争中生存，施工企业应该有效的对“三大目标”进行控制，即合理地处理好成本目标、工期目标、质量目标。质量不一定要求最高，要在满足用户需求，不出现安全事故的前提下进行成本控制。但是应该注意，安全控制是一切工作的重中之重，是企业的生命。什么时候都不能以牺牲安全性来进行成本控制。其实从另一个角度说，即使某一个项目因为快速、高质量，又没有出现安全事故的情况下出现了亏损，从长期来说，这也是企业的品牌，能够为后续的工程承揽打下良好的基础。因此质量与安全从可持续发展的角度来说，也是提高经济效益的源泉。
4。注重对施工企业相关人才的培养，关注员工心理成本。根据施工企业所承接的工程项目的具体要求，要对本企业内部的所有人员以及物料统一实施动态管理。企业内部各部门之间的职工要依照各项工程进度的需要进行科学、有效的调整，加大企业内部人员在各个部门之间的流动，这种做法不仅能够满足工程项目不同阶段对相关人员的需要，而且能够使企业内部的职员，尤其是管理人员得到一定的锻炼与培养。这种人才培养模式如果能够长期坚持下去，就能够逐渐打破不同部门之间的隔阂，从而使整个施工企业形成最大的合力，不仅能够为工程项目的早日完成打下良好的基础，而且还能够减少企业人员的配备数量，降低企业的人力成本。
情绪影响人的行为，施工企业产品的不动性决定了人员必须流动。
露天作业也使得工作任务非常艰苦，在这种环境下工作生活的员工，心理、生理压力要比其他行业高，不可避免的出现职业倦怠。此时工作效率会大幅度降低，间接提高了工程成本。进行项目成本控制，一定要考虑员工的心理成本，管理层要尽量改善企业服务员工的水平，提高服务成本，注重对员工心里诉求的引导，减轻员工的心理成本，调动员工的工作积极性，提高工作效率，为高效率的进行成本控制提供良好的基础。
三、结语。
施工企业成本控制要从企业整体效益出发全面分析，内外齐抓、共管。在完善责任成本管理体制，以人为本、强化素质、落实责任，建立健全成本管理责任制度的同时，还要注意成本控制必须要贯穿于企业经营的全过程，要对企业的全体员工实施动态管理，重视成本控制的全员性，注重对施工企业相关人才的培养。除此之外，引入现代成本管理思想，借助计算机软件系统，应用先进的成本控制模式也都是十分必要的，外部环境成本控制要给予更多关注。虽然本文对于许多成本控制方法和新的成本理念未作全面叙述，对于很多问题的见解还不够深入，但是，如果企业能到踏实认真的做好这些，积极进取、勇于开拓，那么在日趋激烈的市场竞争中就一定能够占据优势，取得更好的经济效益！
参考文献：
［1］王斌.谈建筑企业全面成本管理［j］.合作经济与科技，2009，（11）.
［2］毛金妹.论企业内部控制现状与现代审计［j］.江苏商论，2005，（07）.
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