隨著水工隧洞斷面的日益擴大,施工速度日益提高,施工地質(zhì)編錄的難度日益增加。特別是圓形隧洞(包括直墻型洞的拱頂,下同)分斷面開挖時,施工過程中的地質(zhì)素描圖,一般均需要經(jīng)過重新編輯的過程。應用ACAD進行隧洞地質(zhì)展示圖的編輯,具有較大的優(yōu)越性。應該說,GIS 軟件對地質(zhì)制圖說來具有更大的優(yōu)越性。但就目前而言,ACAD具有價廉而易推廣的特點,并可完全滿足隧洞地質(zhì)展示圖的要求。因此作者在小浪底編制導流洞地質(zhì)展示圖的工作中,首選應用ACAD。用ACAD編制導流洞地質(zhì)圖與手工制圖相比,具有下列優(yōu)點:
(1)在地質(zhì)草圖輸入的基礎上,將圖件編制、清繪、描圖等幾個工序合并為一個編輯過程。節(jié)省工作量,成圖整潔美觀。
(2)在編輯過程中,可進行任意的修改和增刪,而且綜合圖和專題圖(分層圖)的編輯是一個統(tǒng)一的過程。
(3)可編制專門的程序,檢查原地質(zhì)素描圖上各種結構面跡線的正確性,分析超欠挖現(xiàn)象。
(4)可編制專門的程序,由計算機根據(jù)編制好的地質(zhì)展示圖,自動繪制隧洞地質(zhì)橫剖面圖或縱剖面圖,以便分析地質(zhì)構造,檢查地質(zhì)展示圖的正確性。
作者認為,此項工作中有下列幾個主要技術問題:
1 圖式設計與分層設計
圖式設計與工作規(guī)程有關。由于與國際上某些方面交流的需要,作者等研究制定了小浪底導流洞地質(zhì)展示圖的圖式。有關該圖式的具體問題不在此贅述。就CAD工作來說,這是塊設計及其與數(shù)據(jù)庫連接的問題。
分層設計的必要性在于,可以使大量圖件數(shù)字化輸入時,有序地分層輸入,這是提高工效的關鍵。
塊設計與分層設計本身在技術上不是難題,然而這項工作一開始就應認真考慮。
2 編輯程序(SDB1)
隧洞地質(zhì)展示圖的基面是設計開挖面。傳統(tǒng)編錄方法對圓形隧洞的各種結構面跡線是較難準確繪制的。當隧洞分斷面開挖,施工測量與地質(zhì)編錄又難以密切配合,又有較大的超欠挖時,準確繪制地質(zhì)展示圖更為困難。為了正確地編圖,作者用 Autolisp 編制了圓形隧洞結構面理論跡線程序(SDB1)。
SDB1包含兩種命令。一種是根據(jù)展示圖上一個結構面(平面)跡線上的任意三點,繪制設計開挖面上的理論跡線。另一種是根據(jù)展示圖上某結構面跡線的一個點和準確的產(chǎn)狀,繪制設計開挖面上的理論跡線。當然,將結構面當作平面來對待,與實際狀況往往有出入。另外輸入的點位和產(chǎn)狀均應正確可靠。 SDB1作出的理論跡線,可以作為編輯隧洞地質(zhì)展示圖的重要參照。其主要優(yōu)點是:
(1)因有理論跡線作參照,可以方便地修正草圖上某些不合理的畫法。
(2)結合隧洞橫斷面測量的資料,可以方便地分析超欠挖及其對結構面跡線的影響。比如,與洞軸線交角較小的縱向斷層,在斷層帶附近往往超挖,并因此增長了斷層穿洞段的長度,增加了斷層帶出露的寬度。用SDB1可以準確地分析隧洞各部位因超欠挖對斷層出露的影響。
3 剖面分析程序(SDB2)
一條隧洞的ACAD圖形文件(*.DWG)數(shù)據(jù)量往往有好幾兆甚至十幾兆,其本身是一個豐富的信息庫。如何有效地開發(fā)利用這些信息,是值得長期探討的問題。作者僅僅試編了一個切制隧洞地質(zhì)剖面的程序(SDB2)。應用此程序可以自動形成隧洞的地質(zhì)橫剖面。當然,由于地質(zhì)條件往往比較復雜,該程序僅可作為地質(zhì)分析的輔助手段,并可對隧洞地質(zhì)圖的合理性起校核的作用。
4 討論
(1)隧洞地質(zhì)展示圖是隧洞施工和運行階段的重要圖件,在商品經(jīng)濟合同管理條件下,它常常在解決工程施工的經(jīng)濟糾紛中起重要作用。如何提高隧洞地質(zhì)圖編制的科學性,是值得探討的問題。
(2)隧洞攝影地質(zhì)編錄是隧洞地質(zhì)編錄的重要手段,必將成為今后隧洞地質(zhì)編錄的一個方向。應用攝影或攝像方法進行隧洞編錄后,仍需要解譯成圖?梢灶A見,隧洞攝影(或攝像)及圖像投影變換,圖像解譯及ACAD成圖,將是今后隧洞地質(zhì)制圖的有必然聯(lián)系的兩個階段。在這樣的工作中,前述SDB1和SDB2兩種程序,可以作為很好的地質(zhì)解譯工具。前者可以用來測量結構面的產(chǎn)狀,后者可用作分析地質(zhì)構造。