高速鐵路智能建造導(dǎo)論智能勘察與協(xié)同設(shè)計(jì)第四章目錄4.1高速鐵路建造勘察選線技術(shù)4.2空天地一體化智能勘察4.3基于BIM的智能協(xié)同設(shè)計(jì)4.4成渝中線工程應(yīng)用課后作業(yè)高速鐵路智能建造導(dǎo)論高速鐵路建造勘察選線技術(shù)4.1工程地質(zhì)勘察方法與手段第一節(jié)工程地質(zhì)勘察：工程地質(zhì)勘察是查明與建設(shè)相關(guān)工程有關(guān)的場(chǎng)地自然特征、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件并進(jìn)行工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)的全過程。目的查明地質(zhì)條件，支撐線路方案與工程設(shè)計(jì)。踏勘→初測(cè)→定測(cè)→補(bǔ)充定測(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)階段：預(yù)可研→可研→初設(shè)→施工圖流程工程地質(zhì)勘察方法與手段第一節(jié)遙感判釋（航天/航空遙感、高光譜技術(shù)）物探（重力、電磁、地震等）鉆探與原位測(cè)試（靜力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入等）室內(nèi)試驗(yàn)（巖土、水質(zhì)分析等）02030405主要勘察手段地質(zhì)調(diào)繪（地貌、地層、構(gòu)造、水文等）01綜合勘察原則：多手段結(jié)合，互補(bǔ)驗(yàn)證，提升地質(zhì)勘察準(zhǔn)確性。高速鐵路勘察技術(shù)特點(diǎn)第二節(jié)繞避活動(dòng)斷裂、采空區(qū)、巖溶塌陷等重大不良地質(zhì)，結(jié)合遙感與鉆探驗(yàn)證。01前期地質(zhì)選線工后沉降≤15mm，差異沉降≤5mm，關(guān)注微膨脹巖土及凍脹/鹽脹問題。02嚴(yán)格控制變形軟土地段鉆深40m+，勘探點(diǎn)間距≤50m，強(qiáng)化橫斷面分析。03高勘探密度與深度分層取樣試驗(yàn)，剔除異常值，確保巖土參數(shù)可靠性。04巖土參數(shù)綜合分析場(chǎng)地穩(wěn)定性專項(xiàng)評(píng)價(jià)，重大橋梁地震安全性獨(dú)立評(píng)估。05地震參數(shù)細(xì)化嚴(yán)控填料質(zhì)量（A/B組），勘察料場(chǎng)儲(chǔ)量及環(huán)保合規(guī)性。06建筑材料勘察遙感+物探+鉆探互補(bǔ)驗(yàn)證，提升復(fù)雜地質(zhì)區(qū)勘察精度。07綜合勘察協(xié)同物探+水平鉆預(yù)判圍巖風(fēng)險(xiǎn)，動(dòng)態(tài)調(diào)整支護(hù)參數(shù)。08隧道超前預(yù)報(bào)鐵路選線設(shè)計(jì)的基本任務(wù)第三節(jié)鐵路選線收集區(qū)域規(guī)劃、環(huán)境及工程資料，初步確定線路走向。統(tǒng)籌多因素技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選，優(yōu)化線路方案并確定走向。綜合選線根據(jù)國家需求及區(qū)域條件，確定鐵路走向與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。01戰(zhàn)略規(guī)劃與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)確定結(jié)合自然與環(huán)境因素設(shè)計(jì)線路空間位置，確保安全并控制建設(shè)運(yùn)營成本。02空間設(shè)計(jì)與成本優(yōu)化協(xié)調(diào)各專業(yè)配置線路上建筑物類型與規(guī)模，確保全局經(jīng)濟(jì)合理、功能協(xié)調(diào)。03協(xié)同設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)布局高速鐵路綜合選線第四節(jié)符合路網(wǎng)規(guī)劃，與城市規(guī)劃協(xié)調(diào)環(huán)保選線（繞避生態(tài)敏感區(qū)）地質(zhì)選線（重大不良地質(zhì)規(guī)避）高速鐵路選線設(shè)計(jì)原則工程經(jīng)濟(jì)性（減少拆遷，優(yōu)化平縱斷面）安全選線（避讓危險(xiǎn)品、高壓線等）客運(yùn)站規(guī)劃：樞紐協(xié)調(diào)、換乘便捷、站址優(yōu)化高速鐵路智能建造導(dǎo)論空天地一體化智能勘察4.2空天地勘察技術(shù)體系第一節(jié)鐵路空天地一體化勘察體系——集成衛(wèi)星、航空、地面技術(shù)及數(shù)據(jù)平臺(tái)，形成技術(shù)裝備、融合應(yīng)用、數(shù)據(jù)管理分層結(jié)構(gòu)?？仗斓乜辈旒夹g(shù)體系第一節(jié)“空”——航空遙感、機(jī)載雷達(dá)、無人機(jī)低空攝影與航空物探技術(shù)方法技術(shù)實(shí)現(xiàn)特點(diǎn)主要應(yīng)用范圍中低分辨率航空攝影測(cè)量與遙感技術(shù)全色航空像片制圖比例尺小，分辨率低，成本低中小比例尺地形測(cè)圖，大范圍地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、地表覆蓋類型等解譯、判釋彩色航空像片制圖比例尺小，分辨率低，真彩色，色彩鮮艷，地物對(duì)比性強(qiáng)裸露良好、色彩鮮艷的巖石分布地區(qū)或植被作為間接判釋標(biāo)志的地層的解譯、判釋全色紅外航空像片制圖比例尺小，分辨率低，相較黑白航空相片更清晰，具有立體感與水體、植被有關(guān)的地質(zhì)現(xiàn)象解譯、判釋彩色紅外航空像片制圖比例尺小，分辨率低，色彩鮮艷，視覺分辨率高，光譜信息豐富地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、不良地質(zhì)、水體植被等解譯、判釋，植被與其他地方之間的界線尤為明顯熱紅外航空?qǐng)D像制圖比例尺小，分辨率低，圖像結(jié)果表現(xiàn)地物熱輻射的差異地溫、地?zé)岙惓ＷR(shí)別，對(duì)地下水、充水?dāng)鄬?、巖溶等識(shí)別有一定的效果，干旱、半干旱地區(qū)進(jìn)行水文地質(zhì)調(diào)繪效果較好多光譜（多波段）航空?qǐng)D像制圖比例尺小，分辨率低，波段豐富，可不同波段組合可見光波段劃分地層巖組，紅外波段對(duì)地下水及伏隱構(gòu)造判釋效果較好空天地勘察技術(shù)體系第一節(jié)“空”——航空遙感、機(jī)載雷達(dá)、無人機(jī)低空攝影與航空物探技術(shù)方法技術(shù)實(shí)現(xiàn)特點(diǎn)主要應(yīng)用范圍高分辨率航空數(shù)字化攝影測(cè)量技術(shù)全色、彩色、紅外等的數(shù)字化航空影像制圖比例尺較大，分辨率較高，波段多，生成成果豐富較大比例尺地形測(cè)圖，地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性等解譯、判釋，地溫，地?zé)岙惓ＷR(shí)別高分辨率低空無人機(jī)航測(cè)技術(shù)固定翼及多旋翼無人機(jī)搭載高清相機(jī)，獲取彩色數(shù)字航空影像制圖比例尺大，分辨率高，可達(dá)厘米級(jí)，可生成三維立體模型、正射影像、三維點(diǎn)云等成果大比例尺地形測(cè)圖（包括三維立體裸眼測(cè)圖），適用于鐵路、公路等線性工程大比例尺地形圖圖件制作高分辨率低空無人機(jī)勘察技術(shù)固定翼及多旋翼無人機(jī)搭載高清相機(jī)及傳感器，獲取彩色、熱紅外等數(shù)字航空影像三維立體模型、正射影像、三維點(diǎn)云等成果分辨率高，多旋翼無人機(jī)可實(shí)現(xiàn)變高飛行，成果更加精細(xì)鐵路等線性工程勘察、地質(zhì)調(diào)繪，特別適用于地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)、工點(diǎn)精細(xì)化勘察以及人員無法到達(dá)的地區(qū)勘察機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)有人機(jī)或無人機(jī)搭載雷達(dá)傳感器，獲取數(shù)字航空影像主動(dòng)式測(cè)量，受天氣、植被影響小，數(shù)據(jù)獲取有“快速、全天候、高精度”的特點(diǎn)，可生成真實(shí)地表三維模型域地質(zhì)構(gòu)造分析、巖性單元識(shí)別、地面沉降等地表變形的監(jiān)測(cè)空天地勘察技術(shù)體系第一節(jié)“天”——衛(wèi)星遙感、監(jiān)測(cè)與定位技術(shù)方法技術(shù)實(shí)現(xiàn)特點(diǎn)主要應(yīng)用范圍衛(wèi)星定位測(cè)量技術(shù)靜態(tài)控制測(cè)量、動(dòng)態(tài)RTK測(cè)量勘測(cè)控制網(wǎng)測(cè)量、勘測(cè)地形圖測(cè)量、地質(zhì)點(diǎn)及勘探點(diǎn)測(cè)量GPS、GLONASS、BDS中、低分辨率光學(xué)遙感技術(shù)中、低分辨率（米級(jí)及以上）數(shù)字化解譯、中小比例尺（包括立體）測(cè)圖中小比例尺、大范圍地質(zhì)背景、地質(zhì)構(gòu)造、地質(zhì)條件分析及解譯、中小比例尺地形圖繪制Landsat、SPOT、資源系列、高分衛(wèi)星系列高分辨率光學(xué)遙感技術(shù)高分辨率（亞米級(jí)）數(shù)字化解譯、大比例尺（包括立體）測(cè)圖大比例尺勘察區(qū)域地質(zhì)背景、地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)條件分析及解譯、大比例尺地形圖繪制Worldview、Geoeye、Ikonos、Pleiades、高景一號(hào)合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量（InSAR）技術(shù)利用DInSAR、PSInSAR等形變監(jiān)測(cè)方法開展大范圍高精度地表監(jiān)測(cè)鐵路路基及邊坡等高精度（毫米級(jí)）三維地表形變監(jiān)測(cè)、三維地表模型建立ALOS、Sentinel、TerraSAR-X、高分三號(hào)、HJ-1C熱紅外遙感技術(shù)反演建立地溫、地?zé)崮Ｐ?，圖像結(jié)果表現(xiàn)地物熱輻射的差異隧道及周邊低溫、地?zé)岙惓ＷR(shí)別、監(jiān)測(cè)，水文地質(zhì)調(diào)繪Landsat、MODIS……空天地勘察技術(shù)體系第一節(jié)“地”——地面勘探與孔內(nèi)原位測(cè)試技術(shù)方法技術(shù)實(shí)現(xiàn)特點(diǎn)主要應(yīng)用范圍地質(zhì)調(diào)繪運(yùn)用地質(zhì)、工程地質(zhì)及水文地質(zhì)理論，對(duì)各種地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行觀察、量測(cè)和描述個(gè)人經(jīng)驗(yàn)對(duì)調(diào)繪結(jié)果影響較大，需加入其他勘探手段輔助調(diào)繪結(jié)果。耗費(fèi)大量人力及時(shí)間，效率低路線工程（隧道、橋梁）路基工程等的地質(zhì)條件的初步確定巖心鉆探勘探技術(shù)利用鉆探技術(shù)，獲取地層巖石樣本，研究分析地質(zhì)情況鉆探點(diǎn)位的分布位置、密度、鉆探深度對(duì)勘探效果有不同影響，鉆探成本較高路線工程（隧道、橋梁）路基工程等的地質(zhì)條件的詳細(xì)勘察地球物理勘探技術(shù)根據(jù)巖石物理性質(zhì)，利用重力、電法、地震、磁法對(duì)巖層、巖性進(jìn)行物理性勘察和分析成果具有多解性，不同的地質(zhì)體相似的物性條件可形成相似物探異常。地形對(duì)結(jié)果有一定的干擾斷裂破碎帶、覆蓋層下地質(zhì)體劃分深部不良地質(zhì)體的探測(cè)、鐵路路基監(jiān)測(cè)等值反磁通瞬變電磁技術(shù)地球物理勘探新技術(shù)之一，通過消除收發(fā)線圈之間的感應(yīng)耦合，獲得地質(zhì)體的二次場(chǎng)響應(yīng)淺層探測(cè)精度高，小型異常地質(zhì)體分辨能力較強(qiáng)主要用于地下隱伏巖溶、斷層、地質(zhì)構(gòu)造分布探測(cè)微地震監(jiān)測(cè)技術(shù)根據(jù)彈性波動(dòng)理論，從微動(dòng)信號(hào)提取波速頻散曲線，并反演波速結(jié)構(gòu)，再由波速及波速差異解譯地質(zhì)現(xiàn)象不受電磁干擾、勘探場(chǎng)地的環(huán)境噪聲、高低速夾層（例如第四系松散沉積層）影響，探測(cè)精度受觀測(cè)時(shí)間影響，勘探成本低地?zé)嵴{(diào)查、巖溶構(gòu)造、土石界面采及空區(qū)探測(cè)、活斷層探測(cè)…

…空天地勘察技術(shù)內(nèi)容第二節(jié)定測(cè)（補(bǔ)定測(cè)）階段1、踏勘階段整合空天遙感數(shù)據(jù)宏觀解譯區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造及不良地質(zhì)分布，支撐預(yù)可研方案空地協(xié)同獲取定量指標(biāo)，鉆探物探結(jié)合保障施工設(shè)計(jì)，復(fù)雜隧道深孔驗(yàn)證2.初測(cè)前地質(zhì)加深階段聚焦重大不良地質(zhì)區(qū)，結(jié)合遙感測(cè)繪、物探與鉆探，提出選線優(yōu)化建議初測(cè)階段運(yùn)用高分衛(wèi)星/無人機(jī)技術(shù)詳查重點(diǎn)地段，結(jié)合物探鉆探評(píng)估地質(zhì)條件影響選線空天地一體化勘察的智能化第三節(jié)“空”“天”“地”不同層級(jí)智能裝備的發(fā)展與綜合應(yīng)用勘察內(nèi)外業(yè)數(shù)據(jù)的一體化快速處理高速鐵路智能建造導(dǎo)論基于BIM的智能協(xié)同設(shè)計(jì)4.3鐵路BIM建造定義及內(nèi)涵第一節(jié)鐵路BIM建造定義鐵路BIM建造是基于信息模型將信息技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)和建造技術(shù)相結(jié)合，通過集成平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)鐵路工程建設(shè)過程優(yōu)化、資源優(yōu)化，輔助保障工程建設(shè)質(zhì)量安全鐵路BIM建造是面向鐵路工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)維全生命周期管理的全新理論方法組織管理模式和技術(shù)的統(tǒng)一體。鐵路BIM建造以工程信息模型為核心，全生命周期分階段推進(jìn)：規(guī)劃階段初步建模；設(shè)計(jì)階段深化模型；施工階段融入建造信息，優(yōu)化模型；運(yùn)維階段補(bǔ)充維護(hù)數(shù)據(jù)，形成覆蓋規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維的完整數(shù)字體系，推動(dòng)鐵路工程向數(shù)字化、信息化、智能化轉(zhuǎn)型。鐵路BIM建造內(nèi)涵鐵路BIM建造發(fā)展及組織第二節(jié)國外鐵路BIM研究現(xiàn)狀

近10年來，各國BIM技術(shù)在各國政府引導(dǎo)下逐步發(fā)展。德國、法國、日本、韓國等國家陸續(xù)出臺(tái)鐵路行業(yè)BIM技術(shù)推進(jìn)規(guī)劃，為BIM技術(shù)發(fā)展指明了方向和目標(biāo)。國家應(yīng)用項(xiàng)目特點(diǎn)德國Bastaller雙洞隧道對(duì)隧道的規(guī)劃、施工及使用進(jìn)行三維模擬，預(yù)估建造過程及成本英國高鐵二號(hào)線伯明翰三角形交通樞紐分布式團(tuán)隊(duì)協(xié)作，節(jié)約資源德國慕尼黑中央車站對(duì)車站的規(guī)劃、運(yùn)營、使用進(jìn)行三維模擬，提高規(guī)劃質(zhì)量、進(jìn)度和成本可靠度法國Coswin8i維護(hù)管理系統(tǒng)幫助法國鐵路優(yōu)化維護(hù)管理水平，改進(jìn)設(shè)備性能鐵路BIM建造發(fā)展及組織第二節(jié)國內(nèi)鐵路BIM研究現(xiàn)狀2013年，我國鐵路BIM技術(shù)研究總體規(guī)劃出臺(tái)，陸續(xù)設(shè)立數(shù)據(jù)平臺(tái)、全生命周期關(guān)鍵技術(shù)及路基、橋梁、隧道、客站、四電、成段落應(yīng)用等40余項(xiàng)科研課題。智能協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)第三節(jié)

鐵路BIM建造體系的根本理念是鐵路工程建造生命期中全部信息的集成與管控，主要是標(biāo)準(zhǔn)制定、協(xié)同管理業(yè)務(wù)應(yīng)用、技術(shù)支撐和管控體系這五個(gè)方面的相互關(guān)聯(lián)，從而形成鐵路BIM建造體系總體框架。智能協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)第三節(jié)協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)架構(gòu)示例智能協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)第三節(jié)“模數(shù)驅(qū)動(dòng)、軸面協(xié)同”的系統(tǒng)模型架構(gòu)智能協(xié)同設(shè)計(jì)主要環(huán)節(jié)第四節(jié)1.標(biāo)準(zhǔn)體系制定2.設(shè)計(jì)流程再造3.數(shù)字化交付智能協(xié)同設(shè)計(jì)應(yīng)用第五節(jié)（1）路橋隧與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)性檢查（2）路橋隧工程接口檢查（3）排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)檢查（4）站前與站后接口工程檢查（5）段所選址與配套工程檢查（6）用地設(shè)計(jì)核查（7）交通空間檢查（8）綜合管線檢查與優(yōu)化基于BIM設(shè)計(jì)模型集成，開展設(shè)計(jì)檢查與優(yōu)化高速鐵路智能建造導(dǎo)論成渝中線工程應(yīng)用4.4智能協(xié)