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铁路勘察设计论文范文1
【关键词】铁路工程；勘察现状；技术研究
1引言
在经济迅速发展的今天，交通运输业在不断地发展，这使得铁路的建设也更加普遍，铁路交通作为现今轨道交通的一种，具有省时、节能等优点，存在巨大的发展空间。但是，作为重要的交通方式之一，铁路的建设过程中安全问题应该放在首位，这就需要在施工之前对线路进行合理的勘察。在实际铁路的勘察过程中，也还存在着一系列的问题有待于解决，由于铁路一般是线性分布，由一个城市连接多个城市，这就会使途中的地质和地貌有很大的变化。因此，在铁路的勘察过程中，应该尽量减少一些不利因素对于工程的影响，为路线更好的开发奠定基础。
2铁路勘察的目的
铁路工程的建设前期最重要的工作就是勘察，铁路勘察的主要目的就是熟悉铁路所在区域的相关情况，尤其是地质情况，并对实际情况进行掌握，只有这样，才能使铁路的建设人员充分了解相关情况，并预测可能出现的事故等，使这一区域的地质可以得到最大限度的开发，避开开发的不利因素。按照地质条件的不同，可以实现铁路因地制宜的开发项目，在实现物尽其用的同时，还能保障对所在区域铁路施工的有效管理[1]。对于铁路的勘察，主要有以下几点作用：第一，为帮助工程找到最佳的施工地点，可以在规划的环节进行勘察，这就是选点的关键，铁路是跨区域的施工工程，只有将各地区最适合施工的地点选好，才能保障后期的工程顺利完成；第二，为建设工作更好的实施，需要勘察的过程中做好相应的规划工作，在保障勘察资料具有一定的真实性和科学性的同时，要进行工程的可行性研究。
3铁路勘察的现状
当前的铁路行业虽然发展迅速，但在施工过程中，尤其是在勘察的过程中还有许多的问题有待于解决，具体包括以下三个部分：第一，工作人员在工作中的专业性较差，这主要是由于很大一部分的工程师对于其他的一些专业缺少了解，与此同时，设计人员和施工人员的勘察知识不多，就导致对于勘察的知识和技术不够专业，很多情况下，由于一些工作人员对于铁路的勘察专业知识不足，但却对勘察的工作提出了一些想法，也有设计人员对铁路的勘察工作进行随意安排的现象，这些情况在很大程度上阻碍了勘察结果的科学性，更有甚者，完全不尊重施工地点的情况，不做勘察就直接进行施工，这在很大程度上致使事故发生；第二，在勘察的过程中资金没有进行合理的安排，这是由于勘察人员的技术不足以及实际勘察具有很大的难度，致使勘察的成本超过实际的勘察预算，也会影响整个铁路施工的建设进度；第三，勘察的周期没有进行合理的安排，铁路的勘察工作是非常复杂的，需要一定的周期[2]。但是，在很多的铁路工程中，经常是在工程项目进行报送时就需要提交相应的地质报告，或者是可研报告刚刚提交施工单位就要求提交相应的地质报告，这就在很大程度上导致铁路的勘察周期缩短，勘察的结果也受到很大的影响。
4改善铁路勘察的措施
在铁路的勘察过程中，往往会由于很多外界因素影响到铁路的勘察效果，本文根据这些问题给出相应的措施，具体分为以下几个方面：第一，应该重视铁路的勘察对于环境的影响[3]。这是由于铁路是连接多个城市的重要运输线路，每一个城市的环境也不尽相同。因此，在进行勘察的过程中，尤其要注意的是对于环境的影响，这种影响主要包括两个方面：一是铁路的勘察工作会对铁路的周边环境产生相应的影响，主要是由于一段铁路的施工，可能会对这段铁路原有的线路有一定的影响，二是铁路的勘察会对铁路的建设地的地质产生一定的影响，铁路在勘察的过程中，就是对于原有的地质环境进行改变的过程，一旦施工不到位，就极有可能导致施工地点的地面出现变形等现象。第二，应该划分好责任，这主要是清楚勘察工作的流程及技术管理，主要是由勘察单位负责来对问题进行解决。第三，对于施工方法要进行统筹管理，由于勘察要求不同，对应的岩土的勘察重点也不同，在勘察过程中应该尽量减少因目标不清晰造成的各种资源不能尽用的问题。第四，勘察应该加强与设计的联系，这就需要勘察人员及时与设计人员进行沟通和联系，在了解整个铁路设计的前提下，熟悉铁路设计中需要的参数，明确应该勘察的重点，对于勘察的项目进行有针对性的布置，减少工作成本的浪费。
5铁路勘察的技术发展
现今的铁路勘察技术已经逐渐的发展，本文对于勘察的几个技术进行具体的分析：第一，测绘。测绘是铁路勘察中最常用的也是最基础的办法之一，简单来说就是在测绘知识的前提下，通过对要修建的铁路位置进行相应的野外调查，对铁路将要施工的区域进行相应的勘察，在勘察的同时记录好相应的水文、地貌以及地质情况，并对这些数据加以分析和研究，通过分析的结果制定好相应的地形图，从而达到可以帮助后期的施工工作顺利进行的目的。第二，制定并完善相应的铁路勘察管理制度。由于勘察单位不同，相应的勘察侧重点和技术方法也不同，这就导致勘察的结果也不尽相同，这些因素会对铁路的设计和使用方面产生各种不同的影响。因此，各单位应该设置相应的铁路勘察管理机制，对已有管理制度的单位应该对其进行完善，致使铁路相关的勘察单位具有相似的管理制度，从而在很大程度上解决这一系列的问题。第三，使用钻探技术和坑探技术。钻探技术和坑探技术可以有效地探明将要建造的铁路的所在地的地质情况，并且是最重要的勘察手段之一，在铁路工程的勘察工作中是不可缺少的。钻探方法的使用是很广泛的，可以根据具体地质的不同来进行具体的应用。
6结语
综上所述，在铁路工程的勘察过程中，可能会遇到很多问题。例如，工作人员在工作中的专业性较差，在勘察的过程中资金没有进行合理的安排，勘察的周期没有进行合理的安排等，针对这些问题，应该采取一系列的改进措施。例如，应该重视铁路的勘察对于环境的影响，对于施工方法要进行统筹管理等。与此同时，本文根据现今的铁路勘察情况，详细叙述了几种勘察技术的发展课题。例如，测绘技术、制定并完善相应的铁路勘察管理制度、使用钻探技术和坑探技术等。
【参考文献】
【1】兰坚强.山区高速铁路工程地质勘察及存在的问题———以赣龙铁路福建段为例[J].资源信息与工程，2017(02):152-153+155.
【2】工程勘察设计资质明年起网上申报审批铁路、交通、水利等资质暂不实行[J].武汉勘察设计，2015(06):65.
铁路勘察设计论文范文2
论文摘要：隧道工程是铁路、公路和水利水电等大型项目中的重要工程，因地质条件不明造成隧道施工事故的危害是巨大的，加强隧道施工地质超前预报工作是非常必要的。国内外对隧道地震波超前预报技术已研究多年，笔者就这方面的现状及进行了讨论，指出了TSP仪器技术存在的不足，阐述了克服盲目性、提高科学预报的重要性，介绍了新开发的TGP隧道地震波预报系统与技术及应用效果。
随着我国基本建设规模的扩大，隧道工程已经成为铁路、公路和水利水电等大型项目中的重要工程。隧道工程的重要性越来越显著，隧道工程的数量和长度明显增加，规模不断扩大。因此隧道工程的安全施工和贯通，是不可回避重要任务和技术难题。危及隧道工程施工的地质病害大致分为三类：1不良工程地质条件，诸如岩体的裂隙发育密集带、构造破碎带、岩溶发育带、以及人工采矿造成的不良地质条件和高地应力造成的危害等；2不良水文地质条件，诸如岩溶水、构造和裂隙水等；3不良环境条件，诸如有毒有害气体和强放射性的环境。对于以上地质问题，在隧道工程的勘察设计阶段，已经投入大量的地质勘察工作，但是由于地质、地形条件的复杂性和相应勘察技术的现状水平，以及时间、经费等条件的限制，勘察阶段的地质资料一般难于达到施工阶段的精度要求。国内外因地质条件不明造成隧道施工事故的教训是不少的，例如：日本越新干线中山隧道涌水淹没事件；前苏联贝加尔—阿穆尔干线上某隧道的突水事件；我国成昆线、大秦线、衡广复线建设中，因地质问题的停工时间约占到1/3；以及不久前发生的四川某隧道瓦斯爆炸，造成重大事故和人员伤亡。以上隧道施工事故的危害是巨大的，因此强调加强隧道施工地质超前预报工作是非常必要的。
我国隧道地震波超前预报技术的研究起始于上个世纪的90年代，铁道部第一勘测设计院物探队提出“负视速度方法”。铁道部第一勘测设计院是较早研究隧道地震超前预报的单位。他们在1992年7月，利用地震反射波方法对云台山隧道进行隧道超前预报，预报成果与开挖后的隧道左壁“破碎带”和“断层”的位置基本一致。从上个世纪90年代初开始，我国物探技术人员一直没有停止对隧道地震超前预报技术的研究。曾昭璜（1994）研究利用多波进行反演的“负视速度法”，这种方法利用来自掌子面前方的纵波、横波、转换波的反射震相在隧道垂直地震剖面上所产生的负视速度同相轴来反演反射界面的空间位置与产状。北方交通大学的陈立成等人（1994）从全波震相分析理论和技术的角度研究隧道前方界面多波层析成像问题，进行隧道超前预报。他们的研究成果在颉河隧道、老爷岭隧道地质预报中应用，取得预期的效果。该方法的工作原理是以地震反射波方法为基础。工作中他们根据娴熟的地震反射波技术进行数据采集和数据解释，当时没有开发出针对隧道地震预报的处理系统，同时受当时条件所限制，该项技术未能得到进一步深入研究和发展。
1995年左右铁道部下属单位引进瑞士“TSP202” 隧道地震波超前预报的仪器，当时曾组织系统内有关地质和物探专家在隧道工点进行了试验，未见明显的效果，认为其技术与“负视速度方法”基本一致，对其处理解释系统争议较大、认识褒贬不一，试验工作无果而终，该设备技术的消化工作也就搁置了。时隔7年后，隧道安全施工要求进行地质预报，该仪器设备由铁路系统的工程局又开始第二次引进，并直接用于隧道施工的预报工作。可以说由于第一次引进消化工作不深入，造成第二次引进后出现：应用工作中的盲目性和简单化，以及其他一些不正常现象。在宜万铁路隧道施工中不断出现的问题，使人们开始反思，不少论文也提出了存在的问题，铁道部也下发文件要求科学地进行超前预报。可以说短短几年的应用实践，人们仍然在探索着地质预报技术的进步。
隧道地震波超前预报属于物探技术，但比地面的地震波物探技术复杂，我国的地质物探工作者一直没有放松该技术的研究工作。北京市水电物探研究所研究地震波勘察检测技术已经有近20年的历史，并且是多道瞬态面波勘察技术的发明单位，生产的SWS型工程勘察与工程检测仪器系统，已经为400多家勘察设计、高等院所广泛应用，并且出口日本等国家。2003年该所投入人力物力研究隧道地震波预报技术，研究TGP12型隧道地质超前预报仪器，以及孔中高灵敏度三分量检波设备，方便的孔中耦合技术，和Windows编程的数据处理软件系统。在经过大量的预报实践验证后，于2005年通过了由国家隧道中心王梦恕院士组织的国内著名隧道专家的评审鉴定。该仪器系统推向市场不到2年的时间，已经有近20台套投入到隧道超前地质预报工作中应用，反馈信息普遍受到用户的好评。
铁道部工程设计鉴定中心赵勇主编的《高速铁路隧道》一书，提出隧道地质超前预报的方法有以下部分组成：①地质分析、②超前平行导坑预报法、③超前水平钻孔法、④ 物理探测法。并阐述物理探测法与地质分析法、超前平行导坑预报法、超前水平钻孔法相结合，解决不同地质灾害的应用原则。书中介绍了国产TGP隧道地震波预报系统，声波反射方法，地质雷达方法，红外探水方法等。
本文就隧道地震波预报技术中的若干关键问题，并结合应用中的实际问题阐述如下，目的在于引起同行们讨论，促进地震波预报技术理论水平的提高，促进采集数据质量的提高，促进资料的解释推断工作向合理化方向发展。
一、隧道地震波方法的预报原理
隧道地震预报工作利用地震反射波原理，在隧道内以排列方式激发的地震波，向三维空间传播的过程中，遇到声阻抗界面会产生反射波。声阻抗是介质传播弹性波的速度与介质密度的函数，介质的声阻抗数值为速度与密度的乘积。因此地层中的岩性变化界面、构造破碎带、岩溶和岩溶发育带等界面会产生地震反射波，这种反射波被布置在隧道内的检波器接收，输入到仪器中进行信号的放大、数字采集和处理，实现地质预报的目的。
由此可以看出，隧道地震波预报技术是通过直接探查声阻抗变化的界面，经过人工分析实现间接推断地质病害的方法。
图（2）不同夹角构造界面的地震波路径与反射波记录形态
图（1）示意与隧道斜交的构造面，其地震波传播的路径图，构造面上的地震波反射点在白色园内。图（2）示意不同夹角构造面的地震波路径与反射波记录形态，与隧道夹角不同的构造面其反射点位置不同，地震波传播路径偏离隧道轴线也不同。构造面与隧道正交时地震波传播路径与隧道轴线平行，右图为与隧道正交构造面产生的地震反射波记录，根据反射波同相轴计算得到界面与检波点之间岩体的地震波速度，该速度代表隧道围岩的性质。由非正交条件下地震反射波记录获得的速度为地震波传播路径岩体的“视速度”，“视速度”值的大小不仅与路径上岩体的性质有关，而且与界面和隧道的夹角有关。应用地震波预报构造面位置的计算是利用地震波在炮孔段的传播速度，各构造面之间岩体的速度是综合界面反射获得的“估算速度”，不是隧道围岩的真速度，应用中结合反射点偏离隧道轴线距离的远近和岩体的各项异性分布综合考虑使用。
图（2）是理想模式的三份量地震波时距曲线形态。实际工作中采集的地震波是错综复杂的，理想模式的地震波是不常存在的，记录上普遍存在有来自三维空间中多个方向的反射波，和各种形式的干扰波，这是应用技术中首先考虑的问题。
针对隧道地震波传播的复杂性，TGP地震预报系统不仅利用地震反射波走时关系，同时采集空间地震波三分量记录，进行地震波的极化分析与计算，该技术的突破有利于地质构造面产状、规模和地质体性质的预报。
二、TGP隧道地质超前预报系统
隧道地震波预报的早期研究，是由研究和利用地震波在时间空间域中的运动学特征开始的，工作中认识到仅仅利用地震波运动学和动力学特征是不够的。隧道工程的地震波在全三维环境条件下传播，这种条件比地面上的平面半无限空间条件复杂得多，而且隧道内地震波的接收与激发测线与探测目的是近于垂直或者大角度相交的条件，因此影响在地质构造面上获得大长度大面积的地震波信息量。针对这种状况，预报工作仅仅利用单一模态的地震波难以胜任。因此，TGP系统强化采集地震波的多波列信息，综合利用地震波的多波列震相信息，因此TGP系统的功能得到明显的增强。
TGP隧道地质超前预报系统包括仪器设备和处理软件两大部分。其中仪器设备有TGP型仪器主机、接收传感器、孔中定位安装工具和电缆等。图（3）是TGP隧道地质超前预报系统的主机。其处理软件由地震波数据输入与编排、空间坐标建立、能量均衡、干扰波分析与去除、触发时差校正、谱分析、纵横波分离、岩体速度参数计算、回波提取与偏移图、有效波分析与衰减参数计算、极化波处理与构造产状图、综合分析与绘制成果图等模块组成。
转贴于
工程应用中，TGP型隧道地质预报系统对于500多米距离的构造面具有清楚的地震反射波信息，说明仪器系统具有足够的信噪比。实际工作中考虑预报距离和分辨精度两方面要求，预报距离一般采用150米至200米。TGP型隧道地质预报系统具有登记全部测长距离内地质构造信息的功能，利用逐次递进的位置相关分析，和源生成果对比等处理功能，有利于去伪存真和排除异常，提高预报成果的质量。该系统2005年8月通过由国内知名隧道、地质、物探专家组成的专家组评审鉴定。专家们一致认为“TGP12仪器与相关的处理系统，性能稳定可靠，采集的波形完整，信噪比高，与国外同类仪器对比整体上具有国际先进水平，可替代进口产品。”具体评审意见如下：
1、TGP12是集信号放大，模数转换，数据采集、存储和控制为一体的密封防水防震的物探设备；优于利用微机装配式结构的仪器，TGP12适合在恶劣的隧道环境中使用。
2、TGP12的三分量速度型检波器具有高灵敏度，指向性强和较宽的频带响应等特点，因而拾取的地震波信号具有高的质量品质。TGP12孔中接收检波器采用黄油耦合，方便、经济、快捷。优于在钻孔中需要锚固异型钢导管的方式。2米长的钢导管难于携带、运输，价格昂贵，一次性使用，费事费工费财。
3、TGP12的地震波采集触发是开路触发方式，即信号线在雷管引爆炸药的同时被炸断，信号线同时开路触发仪器采集，仪器采集无延时差，保证定位的准确性。超前预报仪器若采用起爆器电脉冲同时触发电雷管和触发主机采集的方案，由于电雷管起爆的延时时间难于做到一致，因此会造成仪器采集的走时误差，这种触发方式在我国的地震波勘探规程中明确规定不宜使用，更何况隧道岩体的速度比覆盖层介质的速度高出几倍以上，以岩体波速4500m/s～ 5500m/s为例计算，每一毫秒误差会造成2～3m的预报距离误差，一般瞬发电雷管的延时误差不止一毫秒，因此由20多次激发的平均线计算隧道岩体速度，和利用存在误差的时间计算距离，两次误差的乘积造成的误差不容忽视。
4、TGPWIN隧道地震波处理分析软件借鉴了已有相关软件的长处，并充分考虑弹性波在三维空间的传播特点，以及根据TGP仪器采集的数据格式编写。功能特点如下：
（1）全中文界面，通俗易懂，对地震波信号的处理过程，直观、方便，具有友好的人机操作界面。
（2）对P波、SH波、和SV波的分离完善合理，这是超前地质预报数据处理的关键工作之一。
（3）处理软件具有相关部分互相检查的功能，例如点击偏移归位成果图上的反射界面位置，程序会转到该位置界面的反射波组位置，通过分析反射波组的连续性、反射波的极性和能量，确定偏移成果的可靠性和性质。有助于去伪存真，由此及彼，由表及里，深化认识，使预报结论科学可靠。
（4）TGPWIN处理中有自动处理方式，也有手动处理方式，有深入分析异常可靠程度的追踪功能，这样设计既适应非物探专业的普通工程技术人员使用，又适应物探专业人员分析地震波传播特性，对复杂地质条件进行深入研究工作的需要。
5、TGP12系统只要增加不多的配套附件和软件模块，就可以增加仪器用于隧道检测的其它功能，例如：对已衬砌的隧道进行衬砌脱空检测，检查隧道围岩中隐蔽的病害（岩溶）。也可以在掌子面上用锤击的激发方式做到短距离更为精确的地质预报，因而它是一机多能的设备。
TGP12的性价比与国外同类仪器相比具有明显的优势。而且研发、生产在国内，用户可以获得及时周到的技术服务和技术支持，以及仪器维修等方面的方便性。
三、工程应用实例
宜万铁路凉风亚隧道的岩性为灰岩， TGP12型仪器与进口TSP203仪器进行了同点试验，预报成果如下，见图（4）、图（5）。
铁路勘察设计论文范文3
摘要：本文主要针对青兰高速山西段黄土高边坡的具体情况，在边坡稳定的前提下，建立不同的坡体设计模型，并对所得模型进行比较分析得出其高边坡的最优设计。
关键词：黄土高边坡 稳定 比较分析
0 前言
由于黄土独特的物质组成、结构及其所处的地貌和构造环境，在切割强烈、地形起伏较大的黄土沟壑和塬、梁、峁区修建高速公路，因技术要求和条件限制，不得不进行大量的开挖，形成髙陡的公路黄土边坡。
1 试验段概况
试验段地处黄河中游，位于山西西南边隅，吕梁山南端，东以石头山、金岗岭、姑射山为界与蒲县、尧都区、乡宁接壤，西临黄河与陕西宜川相望，南以下张尖为界与乡宁昌宁镇相接，北以处壑沟为界与大宁相临。
试验段边坡位于黄土低中山区，微地貌为中缓坡，陡坎，路线左侧为刘家沟，沿路线走向地势右高左低，地面总体向刘家沟倾斜。植被发育，主要为荒草灌木，分布于整个路堑范围内。
2 边坡优化理论
本文将采取“陡坡宽台”的设计理念，即在保持边坡总坡率不变的情况下，合理的减少原设计中每一级坡的高度并且增加其单级坡的的坡角。与此同时，增加其各平台的宽度并达到所要求的总坡率。对原坡型进行设计比较，以便找到更适合各区的公路黄土高边坡的合理坡型。
3 优化方案
以三种不同坡型对原坡型进行设计，其具体设计如下所示：
（1）原坡型:第一级坡高8m，坡率为1:0.5，平台宽4m；第二级坡高8m，坡率为1:0.75，平台宽2m；其余每8m高设一级，每级边坡坡率为1:0.75，并设2m宽平台。在32m和40m高处设8m和4m的宽平台（图3-1）。
（2）方案一:第一级坡高8m，坡率1:0.4，平台宽度4m；其余每4m高设一级，每级边坡坡率1:0.4，并设2m宽平台。在16m、32m和40m高处设4m、6m和6m宽平台（图3-2）。
（3）方案二:第一级坡高8m，坡率1:0.3，平台宽度4m；其余每4m高设一级，每级边坡坡率1:0.3，并设2m宽平台。在16m、24m、32m和40m高处设4m、4m、8m和6m宽平台（图3-3）。
（4）方案三:第一级坡高8m，坡率1:0.5，平台宽度3m；其余每4m高设一级，每级边坡坡率1:0.5，并设2m宽平台。在32m和40m高处设6m和6m宽平台（图3-4）。
3-1 山西省原公路边坡设计 图3-2 1:0.4坡型设计
图3-3 1:0.3坡型设计 图3-4 1:0.5坡型设计
4 优化经济对比
由于坡率和坡高的不同会引起坡型的改变，从而导致土石方的削方量不同，使其工程预算也随之改变。然而，预算的不同往往能影响投资者和施工者对该工程的期望和施工。因此，设计一个结构上稳定、经济上合理、外观上美观的边坡是至关重要的，本文对不同坡率的设计坡型与原坡型在其削方量上进行对比，其对比结果如表4.1所示。
表4.1 不同坡率的设计坡型与原坡型在削方量上对比
根据山西省工程预算定额的规定，按要求根据上述的汇总数据对以上四种不同坡型的土坡进行工程预算，其中包括直接工程费、施工技术措施费、施工组织措施费、综合费用、规费、税金及总价等一系列的资费。其总预算如表4.2所示。
5 结论
在坡体稳定的基础上，对原设计和优化设计的四种不同的坡型经过经济比对可知，坡率为1:0.3的坡型所需的预算最少，原设计方案所需的预算最高，坡率为1:0.4和1:0.5的坡型所需的预算居中，达到对坡体进行优化的效果。
参考文献：
[1]中华人民共和国行业标准.公路路基设计规范（JTJ013-95）.人民交通出版社，1995.11
[2]交通部第二公路勘察设计院.路基（第二版）.人民交通出版社，1995.11
[3]交通部铁路第一设计院.铁路地质手册.人民交通出版社，1995.11
铁路勘察设计论文范文4
论文摘要：隧道工程是铁路、公路和水利水电等大型项目中的重要工程，因地质条件不明造成隧道施工事故的危害是巨大的，加强隧道施工地质超前预报工作是非常必要的。国内外对隧道地震波超前预报技术已研究多年，笔者就这方面的现状及进行了讨论，指出了TSP仪器技术存在的不足，阐述了克服盲目性、提高科学预报的重要性，介绍了新开发的TGP隧道地震波预报系统与技术及应用效果。
随着我国基本建设规模的扩大，隧道工程已经成为铁路、公路和水利水电等大型项目中的重要工程。隧道工程的重要性越来越显著，隧道工程的数量和长度明显增加，规模不断扩大。因此隧道工程的安全施工和贯通，是不可回避重要任务和技术难题。危及隧道工程施工的地质病害大致分为三类：1不良工程地质条件，诸如岩体的裂隙发育密集带、构造破碎带、岩溶发育带、以及人工采矿造成的不良地质条件和高地应力造成的危害等；2不良水文地质条件，诸如岩溶水、构造和裂隙水等；3不良环境条件，诸如有毒有害气体和强放射性的环境。对于以上地质问题,在隧道工程的勘察设计阶段，已经投入大量的地质勘察工作，但是由于地质、地形条件的复杂性和相应勘察技术的现状水平，以及时间、经费等条件的限制，勘察阶段的地质资料一般难于达到施工阶段的精度要求。国内外因地质条件不明造成隧道施工事故的教训是不少的，例如：日本越新干线中山隧道涌水淹没事件；前苏联贝加尔—阿穆尔干线上某隧道的突水事件；我国成昆线、大秦线、衡广复线建设中，因地质问题的停工时间约占到1/3；以及不久前发生的四川某隧道瓦斯爆炸，造成重大事故和人员伤亡。以上隧道施工事故的危害是巨大的，因此强调加强隧道施工地质超前预报工作是非常必要的。
我国隧道地震波超前预报技术的研究起始于上个世纪的90年代，铁道部第一勘测设计院物探队提出“负视速度方法”。铁道部第一勘测设计院是较早研究隧道地震超前预报的单位。他们在1992年7月，利用地震反射波方法对云台山隧道进行隧道超前预报，预报成果与开挖后的隧道左壁“破碎带”和“断层”的位置基本一致。从上个世纪90年代初开始，我国物探技术人员一直没有停止对隧道地震超前预报技术的研究。曾昭璜（1994）研究利用多波进行反演的“负视速度法”，这种方法利用来自掌子面前方的纵波、横波、转换波的反射震相在隧道垂直地震剖面上所产生的负视速度同相轴来反演反射界面的空间位置与产状。北方交通大学的陈立成等人（1994）从全波震相分析理论和技术的角度研究隧道前方界面多波层析成像问题，进行隧道超前预报。他们的研究成果在颉河隧道、老爷岭隧道地质预报中应用，取得预期的效果。该方法的工作原理是以地震反射波方法为基础。工作中他们根据娴熟的地震反射波技术进行数据采集和数据解释，当时没有开发出针对隧道地震预报的处理系统，同时受当时条件所限制，该项技术未能得到进一步深入研究和发展。
1995年左右铁道部下属单位引进瑞士“TSP202”隧道地震波超前预报的仪器，当时曾组织系统内有关地质和物探专家在隧道工点进行了试验，未见明显的效果，认为其技术与“负视速度方法”基本一致，对其处理解释系统争议较大、认识褒贬不一，试验工作无果而终，该设备技术的消化工作也就搁置了。时隔7年后,隧道安全施工要求进行地质预报,该仪器设备由铁路系统的工程局又开始第二次引进，并直接用于隧道施工的预报工作。可以说由于第一次引进消化工作不深入，造成第二次引进后出现：应用工作中的盲目性和简单化，以及其他一些不正常现象。在宜万铁路隧道施工中不断出现的问题，使人们开始反思，不少论文也提出了存在的问题,铁道部也下发文件要求科学地进行超前预报。可以说短短几年的应用实践,人们仍然在探索着地质预报技术的进步。
隧道地震波超前预报属于物探技术，但比地面的地震波物探技术复杂，我国的地质物探工作者一直没有放松该技术的研究工作。北京市水电物探研究所研究地震波勘察检测技术已经有近20年的历史，并且是多道瞬态面波勘察技术的发明单位，生产的SWS型工程勘察与工程检测仪器系统，已经为400多家勘察设计、高等院所广泛应用，并且出口日本等国家。2003年该所投入人力物力研究隧道地震波预报技术，研究TGP12型隧道地质超前预报仪器，以及孔中高灵敏度三分量检波设备，方便的孔中耦合技术，和Windows编程的数据处理软件系统。在经过大量的预报实践验证后，于2005年通过了由国家隧道中心王梦恕院士组织的国内著名隧道专家的评审鉴定。该仪器系统推向市场不到2年的时间，已经有近20台套投入到隧道超前地质预报工作中应用，反馈信息普遍受到用户的好评。
铁道部工程设计鉴定中心赵勇主编的《高速铁路隧道》一书，提出隧道地质超前预报的方法有以下部分组成：①地质分析、②超前平行导坑预报法、③超前水平钻孔法、④物理探测法。并阐述物理探测法与地质分析法、超前平行导坑预报法、超前水平钻孔法相结合，解决不同地质灾害的应用原则。书中介绍了国产TGP隧道地震波预报系统,声波反射方法，地质雷达方法，红外探水方法等。
本文就隧道地震波预报技术中的若干关键问题，并结合应用中的实际问题阐述如下，目的在于引起同行们讨论，促进地震波预报技术理论水平的提高，促进采集数据质量的提高，促进资料的解释推断工作向合理化方向发展。
一、隧道地震波方法的预报原理
隧道地震预报工作利用地震反射波原理，在隧道内以排列方式激发的地震波，向三维空间传播的过程中，遇到声阻抗界面会产生反射波。声阻抗是介质传播弹性波的速度与介质密度的函数，介质的声阻抗数值为速度与密度的乘积。因此地层中的岩性变化界面、构造破碎带、岩溶和岩溶发育带等界面会产生地震反射波，这种反射波被布置在隧道内的检波器接收，输入到仪器中进行信号的放大、数字采集和处理，实现地质预报的目的。
由此可以看出，隧道地震波预报技术是通过直接探查声阻抗变化的界面，经过人工分析实现间接推断地质病害的方法。
图（2）不同夹角构造界面的地震波路径与反射波记录形态
图（1）示意与隧道斜交的构造面，其地震波传播的路径图，构造面上的地震波反射点在白色园内。图（2）示意不同夹角构造面的地震波路径与反射波记录形态，与隧道夹角不同的构造面其反射点位置不同，地震波传播路径偏离隧道轴线也不同。构造面与隧道正交时地震波传播路径与隧道轴线平行，右图为与隧道正交构造面产生的地震反射波记录，根据反射波同相轴计算得到界面与检波点之间岩体的地震波速度，该速度代表隧道围岩的性质。由非正交条件下地震反射波记录获得的速度为地震波传播路径岩体的“视速度”，“视速度”值的大小不仅与路径上岩体的性质有关，而且与界面和隧道的夹角有关。应用地震波预报构造面位置的计算是利用地震波在炮孔段的传播速度，各构造面之间岩体的速度是综合界面反射获得的“估算速度”，不是隧道围岩的真速度，应用中结合反射点偏离隧道轴线距离的远近和岩体的各项异性分布综合考虑使用。
图（2）是理想模式的三份量地震波时距曲线形态。实际工作中采集的地震波是错综复杂的，理想模式的地震波是不常存在的，记录上普遍存在有来自三维空间中多个方向的反射波，和各种形式的干扰波，这是应用技术中首先考虑的问题。
针对隧道地震波传播的复杂性，TGP地震预报系统不仅利用地震反射波走时关系，同时采集空间地震波三分量记录，进行地震波的极化分析与计算，该技术的突破有利于地质构造面产状、规模和地质体性质的预报。
二、TGP隧道地质超前预报系统
隧道地震波预报的早期研究，是由研究和利用地震波在时间空间域中的运动学特征开始的，工作中认识到仅仅利用地震波运动学和动力学特征是不够的。隧道工程的地震波在全三维环境条件下传播，这种条件比地面上的平面半无限空间条件复杂得多，而且隧道内地震波的接收与激发测线与探测目的是近于垂直或者大角度相交的条件，因此影响在地质构造面上获得大长度大面积的地震波信息量。针对这种状况，预报工作仅仅利用单一模态的地震波难以胜任。因此，TGP系统强化采集地震波的多波列信息，综合利用地震波的多波列震相信息，因此TGP系统的功能得到明显的增强。
TGP隧道地质超前预报系统包括仪器设备和处理软件两大部分。其中仪器设备有TGP型仪器主机、接收传感器、孔中定位安装工具和电缆等。图（3）是TGP隧道地质超前预报系统的主机。其处理软件由地震波数据输入与编排、空间坐标建立、能量均衡、干扰波分析与去除、触发时差校正、谱分析、纵横波分离、岩体速度参数计算、回波提取与偏移图、有效波分析与衰减参数计算、极化波处理与构造产状图、综合分析与绘制成果图等模块组成。
工程应用中，TGP型隧道地质预报系统对于500多米距离的构造面具有清楚的地震反射波信息，说明仪器系统具有足够的信噪比。实际工作中考虑预报距离和分辨精度两方面要求，预报距离一般采用150米至200米。TGP型隧道地质预报系统具有登记全部测长距离内地质构造信息的功能，利用逐次递进的位置相关分析，和源生成果对比等处理功能，有利于去伪存真和排除异常，提高预报成果的质量。该系统2005年8月通过由国内知名隧道、地质、物探专家组成的专家组评审鉴定。专家们一致认为“TGP12仪器与相关的处理系统，性能稳定可靠，采集的波形完整，信噪比高，与国外同类仪器对比整体上具有国际先进水平，可替代进口产品。”具体评审意见如下：
1、TGP12是集信号放大，模数转换，数据采集、存储和控制为一体的密封防水防震的物探设备；优于利用微机装配式结构的仪器，TGP12适合在恶劣的隧道环境中使用。
2、TGP12的三分量速度型检波器具有高灵敏度，指向性强和较宽的频带响应等特点，因而拾取的地震波信号具有高的质量品质。TGP12孔中接收检波器采用黄油耦合，方便、经济、快捷。优于在钻孔中需要锚固异型钢导管的方式。2米长的钢导管难于携带、运输，价格昂贵，一次性使用，费事费工费财。
3、TGP12的地震波采集触发是开路触发方式，即信号线在雷管引爆炸药的同时被炸断，信号线同时开路触发仪器采集，仪器采集无延时差，保证定位的准确性。超前预报仪器若采用起爆器电脉冲同时触发电雷管和触发主机采集的方案，由于电雷管起爆的延时时间难于做到一致，因此会造成仪器采集的走时误差，这种触发方式在我国的地震波勘探规程中明确规定不宜使用，更何况隧道岩体的速度比覆盖层介质的速度高出几倍以上，以岩体波速4500m/s～5500m/s为例计算，每一毫秒误差会造成2～3m的预报距离误差，一般瞬发电雷管的延时误差不止一毫秒，因此由20多次激发的平均线计算隧道岩体速度，和利用存在误差的时间计算距离，两次误差的乘积造成的误差不容忽视。
4、TGPWIN隧道地震波处理分析软件借鉴了已有相关软件的长处，并充分考虑弹性波在三维空间的传播特点，以及根据TGP仪器采集的数据格式编写。功能特点如下：
（1）全中文界面，通俗易懂，对地震波信号的处理过程，直观、方便，具有友好的人机操作界面。
（2）对P波、SH波、和SV波的分离完善合理，这是超前地质预报数据处理的关键工作之一。
（3）处理软件具有相关部分互相检查的功能，例如点击偏移归位成果图上的反射界面位置，程序会转到该位置界面的反射波组位置，通过分析反射波组的连续性、反射波的极性和能量，确定偏移成果的可靠性和性质。有助于去伪存真，由此及彼，由表及里，深化认识，使预报结论科学可靠。
（4）TGPWIN处理中有自动处理方式，也有手动处理方式，有深入分析异常可靠程度的追踪功能，这样设计既适应非物探专业的普通工程技术人员使用，又适应物探专业人员分析地震波传播特性，对复杂地质条件进行深入研究工作的需要。
5、TGP12系统只要增加不多的配套附件和软件模块，就可以增加仪器用于隧道检测的其它功能，例如：对已衬砌的隧道进行衬砌脱空检测，检查隧道围岩中隐蔽的病害（岩溶）。也可以在掌子面上用锤击的激发方式做到短距离更为精确的地质预报，因而它是一机多能的设备。
TGP12的性价比与国外同类仪器相比具有明显的优势。而且研发、生产在国内，用户可以获得及时周到的技术服务和技术支持，以及仪器维修等方面的方便性。
三、工程应用实例
宜万铁路凉风亚隧道的岩性为灰岩，TGP12型仪器与进口TSP203仪器进行了同点试验，预报成果如下，见图（4）、图（5）。
由以上成果图可以看出：在DK53+322—DK53+346；DK53+370—DK53+380；DK53+390—DK53+420三处存在构造异常，其中DK53+322—DK53+346、DK53+370—DK53+380两处的Vsh波比Vp波反射幅度大，推断以上两处构造带存在有充水或岩溶发育的可能性、。此结论经过日后的隧道开挖证明完全正确。在隧道施工的《变更设计建议书》中结论：“在隧道左壁的DK53+322段发现岩溶，溶蚀带宽度为2.5米，溶蚀带穿过隧道拱顶至右壁的DK53+340米段，并向边墙外延伸，雨后DK53+322处溶洞有较大水量流出，DK53+339处溶洞有少量渗水。该段围岩较破碎，节理发育，受溶洞影响，拱顶岩层出现楔体破坏、掉块”。
TGP12型隧道地质预报系统在云南水富高速公路冷水溪隧道，宜万铁路王家岭隧道、凉风垭隧道，青岛海滨高速仰口隧道，重庆地区数条公路隧道，以及武广客运专线大瑶山隧道等工程使用，获得满意的预报效果。
1、隧道地震波超前预报的概念解释
隧道地震波超前预报技术翻译成英语是“TunnelSeismicPrediction”，简称“TSP”。在我国《客运专线铁路隧道施工技术指南》的第5.0.8条使用了“TSP”缩写词。一般规程中使用缩写英语字母表示某种技术是正常的事情，但是在隧道地质超前预报工作中却出现被歪曲利用的现象，把“TSP技术”歪曲解释成“TSP***仪器”。这种现象对隧道超前预报技术的应用，造成了不良的影响。在有的地方和部门的隧道施工招标和设备招标工作文件中也存在把“TSP技术”歪曲解释成“TSP***仪器”的现象，这是对隧道地震波预报技术缺乏科学认识。
因此，正确认识：“TSP技术”即隧道地震波超前预报技术，有益于正确执行我国的现行隧道规程规范和法规，有益于隧道工程的招投标工作，有益于隧道地震波预报技术的进步，有益于诚实诚信的预报技术服务。
2、隧道地震波预报中的接收与激发问题
在隧道地震预报工作中，有的采用把接收与激置在隧道的洞壁上，这种做法不妥当。众所周知，洞壁的表面波传播较强，对地震反射波会形成不容忽视的干扰。同时钻爆施工影响洞壁岩体松动，局部超欠挖使得洞壁岩体不平整和完整性差，接收检波器和激发点受局部岩体影响大，地震波的传播和衰减比较复杂，严重影响地震波记录的一致性，大大降低有效波的信噪比。因此不宜采取在洞壁激发与接收的做法。
有关
在洞壁激发和接收中面波的干扰问题，原清华大学声学教研室的沈建国教授曾经作过物理模型试验，见图（6）。模型设计在隧道前方有一个溶洞，洞径与隧道断面相当，分别在洞壁的4个深度布置接收排列。
图（7）是洞壁采集的地震波记录，图（8）是在洞壁一定深度内采集的地震波记录。图中：蓝色直线Vp表示直达纵波；蓝色曲线Vp1表示溶洞的反射纵波；红色直线Vr的后面表示面波。由图（7）与图（8）对照可以看到：图（7）面波Vr幅度强，溶洞的反射波无法分辨；图（8）的面波Vr幅度大大减弱，溶洞的反射波较清晰的表现出来。这个模型试验的结果明确说明面波的干扰在钻孔一定深度呈现减弱的趋势。因此，在隧道地震波超前预报检测工作中，采取孔中激发和接收技术措施压制面波非常必要，是提高反射回波记录信噪比质量的重要环节。
TGP隧道地震波预报系统的接收和激发，结合现场施工的方便性，要求钻孔的深度为2.0米。钻孔中采用炸药爆炸产生震源，控制使用小药量炸药，在有条件的地方尽量使用高爆速炸药，同时在孔中充水的条件下爆炸。在充水的条件下爆炸有以下好处：易于产生高频地震波，提高分辨率；同时爆炸泄放到隧道内的爆炸声音小，减弱隧道管波的干扰能量；爆炸时水由孔中喷出的过程有益于产生水平偏振，加强横波的能量，有利于地震预报工作中实现采集高质量的多波信息，实现多波多参数的预报目的。钻孔中接收，采用具有高指向性和高灵敏度的三分量接收探头安置在钻孔的底部，通过耦合剂实现与钻孔壁的直接接触，检波器信号输出采用软电缆，和采用吸声软材料封堵钻孔口等措施，对于高保真地接收地震有效波信号，减少产生干扰波环节等方面很有益处。
3、隧道地震波预报中的干扰波
在隧道地震波采集过程中，存在着多种干扰波，对此必须有明确地认识。例如：对头隧道施工和邻洞施工的干扰波；地表地形和来自其他方向的反射波干扰；洞内电磁波干扰；以及接收装置设计不当产生的干扰波等等。正确认识干扰波和产生的原因，才会采取正确的措施获得高质量的现场地震波记录。下面重点讨论隧道管波的干扰问题。
隧道管波由激发孔爆炸时声波泄放到隧道中产生，被接收传感器接收造成对记录的干扰，见图9。
图中地震记录50毫秒以下出现的呈斜线“黑点”，在右图中斜线用“紫线”表示，由记录上的时距线计算“紫线”表示的速度为340m/s，该线以下的波（左半图中黑色部分）为空气中传播的声波，我定义这种波为“隧道管波”，“隧道管波”出现后覆盖其后出现的地震反射波。“隧道管波”幅度的大小与激发和接收条件有关，“隧道管波”在地震记录上出现的位置与采集偏移距离有关。该紫色线位置为偏移距离为20m的“隧道管波”出现位置。图中蓝色线表示速度为4500m/s的前行纵波和反射纵波，红色线表示速度为2500m/s的前行横波和反射横波。上部的蓝色线Vp和红色线Vs分别表示由震源向前传播的直达纵波与横波。下部的多条蓝色线Vp100、Vp150、Vp200分别表示掌子面前方100米、150米、200米距离处构造面的反射纵波，多条红色线Vs100、Vs150分别表示掌子面前方100米、150米距离处构造面的反射横波。由图看出有30%地震道的反射纵波和50%以上地震道的反射横波淹没在“隧道管波”的干扰中。如果隧道围岩的纵波速度低于4500米/秒、横波速度低于2500米/秒，将会有更多的地震道淹没在“隧道管波”的干扰中，其中影响横波的程度更为严重，这种现象严重影响纵、横波双参数预报。
我提出隧道管波的严重干扰问题，希望引起足够的重视，加强地震波检测理论的学习，克服对有效波和干扰波不加区分，盲目按照流程进行处理的做法，才可以纠正成果中以夹杂干扰波假象进行预报的局面。
在京西梨园岭隧道TGP206与TSP200在同一次预报中进行试验对比，发现TSP200仪器采集的记录中有严重的隧道管波，TGP206仪器采集的记录中无隧道管波。两台仪器工作中使用同一批24炮震源和在同一位置接收，采集的地震波记录出现如此之大的区别，关键在TSP200仪器的接收装置设计不合理。我分析过近百个TSP203与TSP200仪器采集的记录文件，记录上普遍存在着“隧道管波”，检查数据处理的过程中也未见对干扰波进行处理，而是作为地震反射波数据参与了处理，隧道管波干扰的假象混杂在预报成果图中。近几年，我看到的使用TSP203和TSP200资料发表的预报文章中，其现场采集的偏移距离（接收到最近激发炮之间的距离）普遍使用15米或者20米，炮孔之间的距离为1.5米至2米左右。在隧道管波干扰的情况下，这种布置采集的记录见图（9），记录上的隧道管波是构成对有效波预报的严重干扰。我们对以如上参数采集的记录作个初步的分析，假设岩体条件为完整的微风化硬岩，以岩体的纵波速度为4500米/秒，横波速度为2500米/秒计算，未受隧道管波干扰的距离：纵波成果为120米左右，横波成果为60米左右。以现行TSP200或者TSP203双参数预报的做法评论，其未受隧道管波干扰的预报距离为60米左右。如果岩体条件降低，双参数预报的距离还要大打折扣。如果按预报150米距离分析，其中有90米左右的距离中包含有隧道管波的假象资料。请有关使用者自己检查已经处理过的文件，分析我的结论是否有道理。也不妨召开一个有代表性，而且能够深度研究隧道地震波预报技术的会议，研讨是否存在隧道管波干扰的问题和改进措施。
我提出一个不得已而为之的方法，供大家思考。根据各种波传播路径和速度差异的原理，即隧道管波在隧道内的空气中传播，其速度低，地震波在岩体中传播其速度高，现场采用加大偏移距离进行预报数据的采集方法，利用岩体的地震波速度明显高于空气中声波速度的条件，使隧道管波下移，延迟隧道管波在地震波记录出现的时间，加大反射波接收的时间窗口，可以起到加大预报距离的目的。图（10）下部标注有20、30、40的三条紫色线分别表示：偏移距离为20米、30米、40米情况下的隧道管波的出现位置。由图可见，如果采用40米的偏移距离，隧道管波下移，反射波的时间窗口加大，在岩体为完整微风化硬岩的条件下，纵波反射基本上不受干预，横波反射受影响的地震道约为30%。这种方法的不利点是偏移距离加大会影响到地震波频率的降低和能量的衰减，但是权衡利弊，实现“隧道管波”下移的方法，避开隧道管波的干扰，无疑是一个不坏的办法。
隧道管波在记录上的幅度与激发泄放到隧道中的能量，以及接收装置系统对隧道管波的压制能力有关。“隧道管波”产生的源头在激发，在激发孔没有注满水、或激发孔太浅的条件下，激发能量会大量泄放到隧道内。因此，注意改善激发条件有利于减弱隧道管波的干扰。
有关是否可以采取滤波方式处理“隧道管波”的问题。“隧道管波”的频率与激发条件、接收装置条件、以及隧道围岩的性质等有关系，也存在接收装置系统在受震条件下产生次生震荡波，综合起来的干扰波比较复杂。通过滤波方式处理不宜实现滤除目的，如果采用的滤波参数不合理，还会产生改变地震波信息造成其它成果假象的可能性。
4、隧道埋深与预报距离
有一位从事海底隧道地震波超前预报的工程师向我询问有关预报距离的问题，海底隧道在基岩和海底的沉积地层中穿过，如果基岩面的起伏较大，这一类情况与地面上的浅埋隧道一样。在隧道地震超前预报中，海底地形界面和起伏的基岩面同样是地震波的反射面，因此，地形界面和土石界面产生的反射波，与地质构造面产生的反射波均会被仪器接收并叠加在一起，造成地震波记录复杂化。所以，在海底隧道或者浅埋隧道进行超前预报时，要综合考虑上述影响，合理确定预报的距离。一般在无法剔除地形等界面反射波影响的条件下，控制预报距离小于隧道埋藏深度为宜，对于大于埋深的距离预报要慎重。
5、关于围岩参数的预报问题
关于隧道围岩参数的预报问题，应该明确两个问题：一是地震波预报方法获得围岩参数的原理和作用；二是利用围岩参数变更隧道围岩级别的合理性。
地震波预报方法获得的基本参数是纵波速度和横波速度，其他参数均是由此计算得到的二级参数。利用地震波方法求取速度参数计算的过程中，速度数值与介质本身和反射界面的角度两个变量有关系。在地震波预报求取速度的过程中，以测量段（炮孔段）岩体速度为基本参考值，计算中同时考虑岩体反射界面的反射幅度强弱作为计算因素，带有相关比较的性质，因此得到的速度数值称为估算速度，利用估算速度曲线的分布作为分析相邻岩体的定性比较具有一定的合理性。但是，它既不是常规地震波勘探中的均方根速度，也不是岩体的真速度。
地质界面与隧道的关系，地质界面正交隧道轴线的情况应该说是个别的，普遍存在的应该是与隧道存在夹角的情况，因此普遍存在的是地震反射波路径与隧道轴线不重合，地质界面与隧道的夹角越小（以正交为90度），地震波路径与隧道轴线的夹角越大，即地震波路径偏离隧道越远。因此，利用地震反射波路径方向上的速度代表隧道围岩，存在不合理性，因为地质岩体具有的非均质、非连续和各向异性是不容忽视的。
在明确地震波预报获取的速度含义以后，我们来分析利用该速度进行“隧道围岩弹性波分级法”和变更隧道围岩级别的问题。“隧道围岩弹性波分级法”顾名思义，是隧道围岩弹性波的一个分级方法，而不是隧道围岩地质分级的全部。勘察设计报告中围岩级别的结论是综合考虑：隧道通过地带岩体的工程地质、水文地质、隧道埋深与地应力，以及隧道围岩弹性波参数等多方面的资料做出的，仅仅利用预报获得的岩体参数变更围岩的级别存在着片面性。
举例说明如下：图（11）是TSP203仪器预报成果图中的一部分，图中上半部分三项参数的直方图，由上而下为岩体分段的纵、横波速度参数值；岩体的密度值；和岩体的弹性模量值。图的下半部分为反射界面的分布图。以图中的反射界面线与隧道里程线的交点为序，统计反射界面与隧道轴线的夹角，汇总成表1。
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
里程
2084
2092
2104
2108
2109
2116
2136
2152
2164
2184
2188
夹角
45°
75°
70°
65°
75°
80°
80°
70°
90°
70°
80°
以表1中最后两个界面的里程和夹角，根据隧道地震反射波传播理论，采用作图方法，绘制的地震反射波的射线路经，分别见图（12）。
上图的预报距离为100米：图中序号11的界面在2188里程，构造面与隧道夹角80°，其地震射线与隧道夹角10°～15°，反射段偏离隧道距离32～37米；图中序号10界面在2184里程，构造面与隧道夹角70°，其地震射线与隧道夹角20°～30°，反射段偏离隧道距离49～59米。如果以正常预报距离150米计算，反射段偏离隧道的距离达到70～80米。地震波射线与隧道轴线方向不同，射线路经与隧道轴线也不具备重合条件，而且偏离隧道50至80米多米以外，这样的速度资料作为隧道掌子面前方围岩的速度不具备代表性，以此变更隧道围岩的分级则更无道理。至于图中提供的其他岩体动参数，例如：动弹性模量、动剪切模量、动泊松比和岩体密度值等参数，皆由岩体纵波和横波速度计算而来，摆在报告中也就是一堆动参数。况且在没有具体岩体动静参数对比资料的基础上，如何使用也存在问题。
我认为隧道地震波超前预报，应该是以预报地质灾害和不良地质条件为主，以估算速度参数定性评价围岩地质条件为辅的方法。
铁路勘察设计论文范文5
[关键词]土木工程 应用型 实践 教学基地
[文献标识码]A
一、引言
预计到2015年，我国高等教育毛入学率将达到36%，中国在高等教育进入大众化时代，培养高素质应用型人才成为高等院校的重要任务[1]。而实践教学基地是学生实践教学主要载体，加强实践教学，促进理论教学发展是社会发展的需要，是产学研结合大势所趋[2]。目前我国高校就业形势严峻，相当一部分学生毕业找不到工作，而同时企业却也存在招不到人的情况。一部分土木工程专业本科毕业生想出国留学、考研深造和进设计院等，但随着本科毕业生越来越多，这些需求单位趋于饱和使得需求量越来越小，而从事建筑施工、监理、等行业，但部分学生由于缺乏工程实际而无法胜任工作[3-4]。我校土木工程专业（含铁道与城市轨道、隧道与地下工程两个专业方向）虽然历史不太长，但发展十分迅速，做为东北唯一一所以轨道交通为特色的本科院校，2010年被评为国家特色专业，一直非常重视实践教学质量，通过教学改革立项等方式不断推进实践教学研究，从整体上保证学生从入学到毕业四年实践教学不断线，以实践环节为主要载体，培养学生的实践、科研及创新能力。
二、目前实践教学基地建设存在的弊端
近年来，我国高校各土木工程专业一直都很重视实践教学基地建设，从各级领导到学院的各位老师，也深知实践教学对于土木工程专业的重要性，但也实施过程中也存在着这样那样的弊端，影响实践教学的效果。
（一）大学生缺少吃苦耐劳的精神，重理论轻实践
土木工程专业是一门实践性很强的学科，同时也是比较艰苦的行业，尤其是施工单位。而目前在校大学生大部分都是九零年左右的青少年，从小很少吃苦，对于施工一线的辛苦有点望而却步，虽有时参与到具体工程中，但也只是走马观花，徒有形式，认为只需要把课本上的内容学明白就行，将来工作后再具体实践也不迟，这是极端错误的一种认识[5]。
（二）实践教学模式存在弊端，内容形式单一
目前大部分教师还是采用传统的讲授方式进行授课，有些课程设计、生产实习等实践环节理论讲授较多，让每位同学都参与的机会较少，教师在唱独角戏，没有形成互动的学习氛围。学生学习的积极性不高，而且由于近年来各高校扩招严重，学校的教学实验设备、场地等严重滞后，也影响了实践教学的效果。实践教学基地大部分也是不太固定，每届学生的生产实习、毕业设计等环节和实践结合机会不多，影响了学习效果。
（三）实习教学的短期性、分散性、低效性
目前土木工程专业培养方案中一般安排3周左右的生产实习，时间较短，还没融入到实际生产中实习就结束了。而且目前大部分施工单位不愿接受学生集中实习，担心学生实习会影响工程进度，害怕出现安全事故。所以就分散指导和管理，实习效果常常要打折扣。
（四）缺少双师型教师
目前我国高校在引进人才时存在着一个通病就是：强调高学历高学位，缺乏对教师工程背景和工程实践经验的要求。理论水平很高的缺乏实际经验，而有丰富实际经验的则学历和科研水平不一定高，而我国高校选择教师时通常偏重较高的科研理论水平。这些高学历的教师基本是从学校到学校，没有经历过社会实践，缺乏工程素质，在指导学生的实践环节上底气不足或指导不到位，这个因素大大影响了学生实践能力的培养。
三、我校实践教学基地建设举措与主要内容
我校土木工程专业做为国家特色专业，越来越重视实践教学的，并采取许多措施保证实践教学基地建设效果，力求使我校的土木工程专业毕业生有着鲜明特点、适应能力强，为我国的铁路建设和振兴东北老工业基地做贡献。
（一）制定为实践教学基地建设创造有力条件的培养方案
实施重视实践教学基地建设人才培养方案，2010版新培养方案的修订过程中，我们特意减少了理论课时，从2460学时减为2240学时，加强了实践环节的安排，实践环节学分由30学分提高到40学分，并对影响实践环节的教学环节进行了修改：比如将第8学期的两门选修课提前到第7学期，而将第七学期的生产实习调到第8学期，这样就使最后一学期就仅有生产实习和毕业设计两个实践环节，没有理论教学，为学生理论联系实践提供了一个很好的平台。而且学生除了在学校签订协议的实践教学基地实习外，还鼓励学生到毕业签约单位实习半年或一年，这样相当于学生在正式毕业之前已经工多了半年到一年的时间，对于学生毕业后尽快适应工作岗位起到了很好的效果。
（二）建立校企战略合作机制，为学生实习就业提供良好的平台
近年来，我校土木工程专业同行业内二十多家相关单位签订了实践教学基地协议：勘察设计单位和大连市政设计院、检测单位同辽宁省水工勘察设计院、施工单位同中铁九局中铁十三局、监理单位同大连天意工程监理有限公司、工程造价咨询同华东工程咨询有限公司等单位建立了良好的合作关系。互惠互利，优势互补。企业为学生提供了良好的实践环境，学生通过顶岗挂职为企业提供技术服务，同时企业还有优先选聘人才的机会。实习结束后，实习单位根据学生实习表现和学生意愿择优录取到单位工作，起到了双赢的效果。
（三）学生实习实践成绩双导师评价制度
学生的生产实习、毕业设计等在实践教学基地完成的环节，成绩要由学校带队老师和实践教学基地指导老师共同协商确定，并充分尊重基地指导老师的意见。在合作企业开辟毕业论文答辩场。答辩委员会成员由学校教师和实践教学基地技术负责人组成，根据论文内容向学生随机提问，答辩结束后，答辩委员会根据学生分析与解决问题的能力、工作量、工作态度和论文质量以及答辩中的表现给出成绩，而且实践基地指导教师成绩权重不低于50%。
（四）鼓励专业教师和校外企业合作，为实践教学基地建设提供平台
仅去年一年，我校土木工程专业就和中铁九局大连工程处、中铁十三局一处、大连天意工程监理有限公司等6家单位签订了实践教学基地协议，为180余名学生安排了生产实习，并解决了50多名同学的毕业设计，其中30余名同学还和教学基地单位签订了就业协议，使学校培养的学生能在生产经营第一线学习到先进生产的前沿技术和先进的管理经验，打造学生毕业—上岗无缝对接。取得了良好的效果。
五、结语
土木工程专业的学科特殊性决定了实践教学环节对于培养学生的重要性。安全问题最重要。安全问题永远是摆在第一位的，永远是最重要的事情。而且由于土木工程专业的特殊性，安全问题更不能掉以轻心。很多单位不愿意接受学生实习实践，很主要的原因就是担心安全问题。借助振兴东北、大连市全域城市化的良好契机，积极和企业合作，做好实践教学基地的建设工作，为我校服务地方经济、振兴东北培养出培养高素质的、符合国家特色专业要求的应用型人才！
基金项目：辽宁省省级教改项目：铁道与城市轨道工程专业建设及人才培养模式的探索与研究（辽教[2009]141号）
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铁路勘察设计论文范文6
[关键词]高等职业教育 应用型本科 人才培养模式
[作者简介]宋奇吼（1972- ），男，江西萍乡人，南京铁道职业技术学院铁道供电系主任，副教授，硕士，研究方向为高等职业教育。（江苏 南京 210031）李学武（1972- ），男，河南焦作人，郑州铁路职业技术学院电气工程系副主任，副教授，硕士，研究方向为高等职业教育。（河南 郑州 450052）
[课题项目]本文系交通职业教育教学指导委员会2011年全国交通职业教育科研立项项目“电气化铁道技术专业人才培养方案和课程标准的研究与实践”的研究成果之一。（项目编号：2011B31，项目主持人：宋奇吼）
[中图分类号]G717 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985（2014）12-0026-03
为贯彻落实《关于全面提高高等教育质量的若干意见》（教高[2012]4号）、《教育部关于推进高等职业教育改革创新引领职业教育科学发展的若干意见》（教职成[2011]12号），以及教育部召开的“现代职业教育体系建设国家专项规划编制座谈会”精神，依据江苏省教育厅《关于组织申报2012年江苏省现代职业教育体系建设试点项目的通知》（苏教高[2012]5号），按照 “提升高职学校服务产业发展能力，探索高端技能型人才系统培养模式”的要求，苏州大学与南京铁道职业技术学院两校选择“电气工程与自动化（电气化铁道技术）”专业作为试点改革项目，采取“3+2”分段培养模式联合进行应用型本科层次高端技能人才培养的探讨与实践。
苏州大学与南京铁道职业技术学院基于两校战略合作的基础，充分利用行业优势、高职院校实训资源优势、应用型本科的学科优势，取长补短，实施人才培养全程合作，为贯通高职教育与应用型本科人才培养进行了有效探索。为适应江苏经济转型与升级，满足社会对本科层次应用型高端技能人才的需求，两校拟探索培养专业基础扎实、专业技能突出、综合素质优良、满足地方经济发展需要的本科层次应用型高端技能人才，以期为推动地方区域经济的发展发挥更大的作用。
一、高职本科分段培养的社会行业背景
1.轨道交通供电产业急需本科层次的应用型高端技能人才。我国正在从“制造业大国”向“创造大国”转变，迫切需要大量高层次应用型人才。我国高职教育虽然在发展规模、内涵建设和教学质量等方面有较大的提升，但在创新型人才培养方面存在不足，与社会和经济发展对高端技能人才的需求仍有较大的差距。进入21世纪以来，我国城市轨道交通事业进入历史最快发展时期，江苏省各城市地铁建设如火如荼，南京地铁更是跃居国内城市地铁行业前列。江苏省地处长三角，城市轨道交通发达，城市轨道交通产业已成为江苏省十大支柱产业之一。随着青奥会的临近，南京地铁建设也进入了高峰期。与此同时，中国铁路行业步入了黄金发展期，路网建设全面铺开，时速350千米动车组等世界一流的高速铁路技术装备大量使用，我国高铁技术水平和建设规模均处于国际领先水平。长三角地区从2006年7月京沪线电气化改造开通以来，先后建成开通了京沪高铁、沪宁城际、合宁城际、京沪线等重要电气化干线，电气化营业里程为892.3千米。电力牵引具有非常明显的技术经济综合优势，牵引动力电气化已成为铁路技术改革的方向，是实现铁路现代化的重要步骤。
随着轨道交通行业的快速发展，轨道交通供电技术也同步发展，大量新设备、新工艺、新方法广泛使用，高端技术装备水平与现有人员较低素质之间的矛盾尤为突出，现场企业急需基础厚实、技能精湛的高端技能人才。目前在全国范围尤其是长三角地区，轨道交通供电产业的应用型高端技能人才不管在数量还是质量上均处于奇缺状态，人才招聘的普遍做法是相互高薪挖人，人才匮乏已经影响到轨道交通企业的正常安全运行。高职与普通本科分段培养项目能够很好地满足目前企业对应用型高端技能人才的迫切需求。
2.高职与本科分段培养的特点。第一，具有本科层次培养的特点。强调学科体系的完整，提倡宽口径、厚基础的培养目标，其优势是学生的自学能力和岗位迁移能力较强；缺点是学生的专业技能尤其是动手能力存在一定的欠缺。本科层次的学生毕业后一般从事管理工作，实际动手能力很难得到有效培养。
第二，具有专科层次培养的特点。以工作岗位所需的知识能力来构建课程体系，课程设置针对性较强，着重于学生职业能力的培养，其优势是学生的实际动手能力较强，能够实现毕业即可上岗的培养目标；缺点是学生知识面较窄，理论知识较为薄弱，岗位迁移能力弱。
第三，高职与本科分段培养的特点。高职与本科分段培养本科层次应用型高端技能人才，根据培养目标统筹制定对口专业理论知识与技能训练课程衔接贯通的教学体系，针对轨道交通供电系统的特点，采用“3+2”人才培养模式，培养学生具备扎实的理论知识，满足岗位所要求的分析能力和实践动手能力。在“3+2”培养模式中，专科阶段重在培养学生检修维护方面的知识和能力，本科阶段重在培养学生在设计、工程技术管理方面的知识和能力，由此构成本专科分段培养中，理论与技能衔接贯通的人才培养体系。专科阶段的三年学习，侧重培养学生的实践动手能力，前两年半时间主要通过校内学习使学生系统掌握轨道交通供电系统的原理、结构和检修维护方面的知识；后半年时间安排学生在轨道交通运营企业进行顶岗实习，并结合实际完成毕业论文，进一步提高学生的实践动手能力和工作适应能力，结合现场实际发现自身存在的不足。本科阶段两年的学习，以理论提升为重点，培养学生的分析、设计和管理能力，掌握文献检索、资料查询的基本方法，通过一年半的学习使学生具备一定的科学研究、技术开发的能力，最后半年安排学生的毕业实习、毕业设计。此阶段要求学生在完成顶岗实习和专科段毕业论文的基础上，进一步提高本专业技术领域的分析设计能力和较强的工程意识，具备一定的实际工作能力和决策能力，能够在轨道交通供电运营、勘测设计、施工、咨询、监理等企业从事技术与管理工作。
3.现有基础和特色。采取高职与本科分段培养本科层次的应用型高端技能人才，能有效整合江苏的教学资源，充分发挥高职教育与应用型本科教育各自的优势，培养高层次的职业技术人才，有利于职业教育的科学、健康发展，具有很强的现实意义。苏州大学与南京铁道职业技术学院采取“3+2”分段模式，培养本科层次的应用型“电气工程与自动化（电气化铁道技术）”高端技能人才，既符合地方经济发展的需求，又具有较强的可操作性。
二、高职本科分段培养目标
针对轨道交通供电系统的特点，充分利用基于工作过程的项目化课程改革成果，依托既有的深度校企合作办学模式，根据培养目标统筹制定对口专业理论知识与技能训练课程衔接贯通的教学体系，探索“3+2”本专科分段培养的高端技能人才培养模式，建成在国内具有示范效应的高职本科专业，提高学生的就业竞争力。
三、高职本科分段培养措施
1.构建本专科贯通的课程体系。本专业课程体系设置充分利用了行业优势、高职院校实训资源优势、应用型本科学的科优势培养的特点，将高职教育与应用型本科人才培养衔接起来。以“厚基础、重实践”为课程体系的建设思路，设置针对轨道交通供电企业的岗位群分析，根据企业现场的岗位群实际工作过程归纳出岗位典型工作任务，提炼学习情境，设置专业学习课程，借助本科院校完整的学科体系和深厚的师资力量，合理安排课程体系。
第一，基础课程和专业基础课程的设置。为避免教学资源的重叠和浪费，对于专科阶段和本科阶段均需开设的基础课程和专业基础课程，可在专科阶段开设并达到本科阶段的培养深度，本科阶段不再重复开设相应课程。
第二，专业课程的设置。在设置课程时，系统设计专业课程与教学内容，注重研究课程的内在联系，形成条块清晰而相互融合的课程体系结构。涉及本专业的专业课程可分为四类：电子技术课程、计算机应用技术课程、设备检修维护课程、设计管理课程，其中，设备检修维护课程和设计管理课程是专科阶段的核心课程，能够很好地体现高职与本科阶段贯通的办学思路，使学生掌握轨道交通供电系统的原理和结构，着重培养学生的维护、检修等实践动手能力；本科阶段通过设计管理课程的学习，培养学生的分析、设计和管理能力，使其具备实际工作能力和管理能力。
第三，实践课程的设置。针对轨道交通供电系统的特点，为了满足轨道交通行业供电技术管理岗位所要求的分析能力和实践动手能力，能够解决行业特有的技术多样性、具体性和综合性问题，重点突出了高职和本科阶段贯通的实践能力和综合素养的培养。
专科阶段三年的学习，要侧重培养学生的实践动手能力，以轨道交通供电行业岗位群所需的知识能力来构建课程体系，坚持“做中学”“做中教”，基于工作过程的项目化教学，依托深度校企合作等行之有效的人才培养模式来提高学生的实际动手能力。应通过校内学习，使学生系统地掌握轨道交通供电系统的原理、结构和检修维护方面的知识；安排学生在轨道交通运营企业进行生产实习，使学生了解轨道交通运营企业的文化，熟悉轨道交通运营企业的管理特点，并结合实际完成毕业论文，进一步提高自身的实践动手能力和分析能力以及工作适应能力。专科阶段的毕业论文以应用性为导向，选题类型以报告型观察型和实验型为主，以解决企业生产环节存在的小型课题，培养学生在实践中运用所学专业知识分析问题和解决问题的能力。
本科阶段两年的学习，前一年半以理论提升为重点，培养学生的科研能力，分析、设计和管理能力，掌握文献检索、资料查询的基本方法，通过设计课程的学习使学生具备一定的勘察设计、项目咨询管理的能力。最后半年安排专业生产实习、毕业设计。专业生产实习阶段要求学生在完成专科阶段生产实习和本科理论课程学习的基础上，进一步提高本专业技术领域系统的分析能力、管理能力和工程意识，使学生经过一定的工程实践训练，具有一定的实际工作能力和决策能力，能够胜任轨道交通供电运营、勘测设计、施工、咨询、监理等企业的技术与管理工作。本科阶段的毕业设计以学术性为导向，选题类型以理论型、综合型和评述型为主，结合本专业生产、科技的前沿和急需解决的新问题，注重理论应用创新、实验方法创新和手段创新、技术应用创新等，以培养锻炼学生的综合能力、自学能力、探索和钻研能力。
2.构建本专科贯通的专业实践条件。根据专业研究规划，整合现有资源，依托现有专业实践条件，不断加大实践条件的投入，改善专业实践条件。
3.提升服务社会能力。结合本专业特点，依托现有的深度校企合作，在社会需求导向基础上，开展应用性的科研并加快产业化进程，力争在3～5年形成一批具有行业影响力的应用层面的产业化研究成果。
四、高职与本科分段培养的特色
1.依托深度校企合作，以综合能力培养为主线，实施工学结合的人才培养模式。针对轨道交通供电系统的特点，依托华东地区轨道交通供电企业，实现混编师资团队、实训资源和校企文化三大资源有效共享，校企双方共同设计人才培养方案、实施人才培养和质量评价，采用从理论到实践再上升到理论最后再实践的螺旋式培养模式，使学生具备扎实的理论知识以及较强的实践动手能力。在专科阶段，侧重培养学生的实践动手能力，理论学习服务于能力培养，围绕“入学初期，走入铁路，感知职业；入学中期，深入铁路，熟悉工作；毕业前期，融入铁路，胜任岗位”三次实习，与专业课程一起构建职业素养与职业能力培养的递进平台。学生通过生产实习和毕业设计，带着问题进入本科阶段的学习，着重提高理论知识结构，培养分析、设计和管理的能力，在掌握文献检索、资料查询的基本方法后，通过课程设计、毕业实习、毕业设计，具备设计、开发和决策能力，达到高端技能人才的培养目标。
2.针对岗位的主要工作项目，进行基于工作过程的项目化教学模式改革。在高职教学中，本专业基于工作过程的项目化教学模式改革已取得成功经验，在此基础上，通过归纳提炼面向专业的就业岗位群的典型工作任务，形成专业学习课程，构建本专业课程体系，满足轨道交通供电行业对高端技能人才的需求。在专业主干课程教学实施中，以过程评价和企业第三方评价作为课程的主要评价依据。
3.实施高职本科双证书制度。在牵引供电安全与规则、变电所一次设备检修与维护、变电所二次设备检修与维护、电力线路、电工技术实习、综合实训等课程中，融入电工进网作业许可证（高压）内容，达到应知应会，帮助学生在毕业前获得电工进网作业许可证（高压）证书。
五、结语
当前，随着我国的社会进步和经济转型，高等职业教育的层次结构迫切需要上移，以适应区域产业转型升级和发展的需要。在现有的高职院校中进行部分本科职业教育的试点工作，探索高职本科分段培养本科层次高端技能型人才培养模式，实现高职与应用型本科人才培养的贯通衔接，对于培养高端技能型人才、拓展我国高职教育层次和完善职业教育体系，具有重要意义。
[参考文献]
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