時間：2022-12-03 11:56:41
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇鐵路工程師論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】GPS；鐵路勘測；測量
1 引言
GPS即全球定位系統（Global Positioning System）是新一代衛星導航與定位系統。GPS技術的發展，大大提高了工程勘測的精度和效率，如它具有定位精度高，在觀測站之間不需要通視，能夠確定三維坐標，勘測時間短等優勢。目前GPS 技術己廣泛用于各種用途的控制點測量，在平面控制網的勘測中，具有不可替代的優勢，如在國內西安至安康的最長一座鐵路隧道中，采用GPS技術后減少了控制點的數量，大大提高了工程測量速度和質量。由于GPS技術的在測量上的廣闊應用前景，本文將探討GPS技術的坐標轉換和數據處理方法，以及GPS在鐵路勘測中的應用。
2 GPS常用坐標系以及變換
2.1 GPS常用坐標系
坐標系是工程測量的基礎，在工程測量中由于測量方法和目的不同，常常采用不同的坐標。如采用與空間固定的坐標，這類坐標系與地球自轉無關，或者采用與地球相關聯的坐標。在GPS的工程測量中常采用下面幾類坐標系。
WGS-84坐標系：這是GPS最常用的坐標體系。WGS-84坐標體系是與地心相固連的坐標體系，首先由美國國防部制圖局建立，從1987年開始取代了當時GPS所采用的WGS -72坐標系統。在WGS-84坐標系中，坐標原點位于地球的質心，Z軸指向BIHl984.0定義的協議地球極方向，X軸指向BIHl984.0的啟始子午面和赤道的交點，Y軸與X軸和Z軸構成右手系。采用橢球參數為：a=6378137m，f= l/298.257223563。
1954年北京坐標系 ：這是我國廣泛采用的大地測量的參心坐標體系。1954年北京坐標系源于前蘇聯的 1942 年普爾科夫坐標系。該坐標系采用的參考橢球是克拉索夫斯基橢球，該橢球的參數為：a=6378245m，f=1/298.3。
1980 西安坐標系：該坐標系是1978年建立的國家大地坐標體系，該坐標體系的地球橢球參數的四個幾何和物理參數采用了 IAG 1975年的推薦值，橢球的短軸平行于地球的自轉軸（由地球質心指向 1968.0 JYD 地極原點方向），起始子午面平行于格林尼治平均天文子午面，橢球面同似大地水準面在我國境內符合最好。
地方坐標系（ 也稱為任意獨立坐標系）：該坐標體系主要是為了測量方便，臨時建立的獨立坐標體系，如 如城市坐標系、港口坐標系等。
2.2 坐標系之間的轉換
目前國際上存在很多地心坐標系和參心坐標系，這些坐標系之間常常需要相互轉換。在我國則主要存在上面介紹的4類坐標系之間的轉換。
由于通過參考橢球和定位定向建立的坐標系，均可以轉換為空間直角坐標，因此地心坐標系和參心坐標系之間的坐標轉換都可以首先轉換成空間直角坐標系，然后再在不同的空間直角坐標系之間的進行換算。目前不同的空間直角坐標系之間的坐標轉換常常采用七參數法，它采用7個變換參數，在實際中，由于有些參數比較小，可以不考慮，這樣就可以減少參數個數，如七參數法就可以變成三、四、五、六參數法。主要采用Bursa 公式進行轉換：
其中（Xs，Ys，Zs）是原坐標系中的點坐標，（Xt，Yt，Zt）為新坐標系中的點坐標。
（dX，dY，dZ）是兩坐標系的原點平移參數，（RX， RY， RZ）為位置矢量的旋轉角（旋轉參數）。參數符號約定如下：從直角坐標系原點，沿軸正向看，位置矢量繞軸順時針旋轉為正。從原坐標系轉換到新坐標系，如果繞 Z 軸的旋轉角度為正，那么轉換后坐標點的經度將增大。M為位置矢量的尺度比參數。
3 GPS的數據處理
GPS接收機采集的數據一般需要經過數據處理后才能得到最終的定位結果。這個過程分5步，基本處理流程如圖1所示。
數據采集的是GPS接收機采集的原始數據，然后通過專用電纜接收機與計算機連接，進行數據傳輸，最后用專用軟件對這些數據進行處理。首先四個數據文件，它們分別是載波相位和偽距觀測值文件、星歷參數文件、電離層參數和UTC參數文件、測站信息文件。再對數據進行預處理，即對數據進行平滑濾波檢驗，剔除粗差；并統一數據文件格式；對觀測值進行各種模型修正。基線解算是一個平差計算過程，并對觀測值殘差進行分析。基線解算都合格后，接著進行網平差處理。
4 GPS在鐵路工程測量中應用
在鐵路工程測量中，主要采用GPS的靜態功能和動態功能。靜態功能是通過接收到的衛星信息，確定地面某點的三維坐標；動態功能是通過衛星系統，把已知的三維坐標點位實地放樣到地面上。
4.1 平面控制測量
在鐵路工程勘察地區的主體控制為四等GPS網，根據實際情況，全網可以由不同的點組成，布網形式采用同步圖形擴展式。四等GPS網觀測采用6臺美國天寶公司生產的GPS-RTK接收機進行靜態觀測，并用相應的軟件進行靜態模式處理。
4.2 高程控制測量
很多鐵路建設工程所在地環境復雜，復雜的地形地貌可能導致水準測量困難，很難滿足《全球定位系統（GPS）測量規范》上的要求，因此高程控制測量可以采用四等電磁波測距三角高程導線測量，利用全站儀正倒鏡直返測定相鄰點高差，其起算點為四個一等水準點。
4.3 鐵路工程測量中的處理技巧
大比例尺地形圖處理：用實時動態測量方法，首先獲得沿線每個點的坐標和高程，根據各個輸入點的特征編碼及屬性信息，構成帶狀所有點的數據，這樣就可以用軟件繪制大比例尺地形圖。
放樣處理：先把需要放樣的數據輸入到電子手簿中（如：直線正負坡度值、豎曲線半徑），生成一個施工測設放樣點文件，并儲存起來，這樣就可以到現場隨時放樣測設。鐵路路線主要是由直線、緩和曲線、圓曲線構成。只需先輸入各主控點號， 然后輸入起終點的方位角，直線段距離，緩和曲線距離，圓曲線半徑，即可完成放樣。
5 結論
GPS技術 是新一代的導航、定位技術。隨著GPS定位技術不斷發展完善，使測繪定位技術發生了革命性的變革，為測繪工作提供了嶄新的技術手段和方法。特別在工程測量方面，GPS技術具有非常大的優勢，它改變了傳統的測量作業工作方式，提高了工作效率。本文探討了GPS技術在鐵路工程勘測中的應用，分析了GPS常用坐標系以及它們之間的轉換。論文最后給出了GPS在鐵路工程勘測中測量方法和處理技巧。
參考文獻：
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【關鍵詞】相關問題 鐵路施工 解決措施 安全管理
【前言】鐵路工程指鐵路上的各種土木工程設施。也指修建鐵路的勘測設計、施工、養護、改建各階段所運用的科學和技術。隨著我國鐵路事業的飛速發展，在鐵路施工過程中，發生的工程安全事故也在不斷增多，這不僅給鐵路施工企業帶來了巨大損失，而且也對鐵路在今后運輸的過程中埋下了安全隱患，同時給企業帶來負面影響。目前，鐵路施工的安全問題日益凸顯，也受到了有關部門的高度重視和廣大人民群眾的普遍關注。要想解決好鐵路施工中的安全問題，就必須加強鐵路施工中的安全管理工作，在現有的施工技術條件和施工人員的素質基礎之上，采用合理恰當的鐵路施工安全管理的有關措施，減少或杜絕施工過程中安全事故的發生，從而保證國家和廣大人民群眾的生命財產安全。
一 鐵路施工安全管理中存在的問題
1 違章施工。在鐵路施工的過程中，存在普遍的違章施工的現象，這是項目施工中存在的共有難題，在對鐵路施工事故進行分析之后發現，由于違章施工引起的施工事故占到了相當大的比例，究其原因，主要就是由于相關的施工人員和管理人員，在鐵路的施工過程中，沒有嚴格遵守有關的施工制度，相關的技術人員也沒有嚴格按照相關的技術方法和標準要求進行施工操作，這些因素都影響了鐵路工程的質量，導致鐵路線路在建設完成并投入使用后，線路強度不夠，達不到工程預期的承載力，從而引發各種事故。
2 施工部門前期準備工作不足、單位間配合差。鐵路施工前如果沒有做好充分的準備工作，就會直接影響到施工的進程和施工質量，鐵路施工工程涉及到施工、設計和設備管等多個部門和單位，同時也涉及到線路系統、通訊系統以及信號系統等多種設備，可以說是是一項非常復雜又系統的工程。在施工前的準備工作中，如果不能充分調試好設備，協調好單位和部門，其中任何一個環節出現問題都會導致工程的后續工作不能順利開展。且施工的準備工作做不好的話，還會在施工過程中出現各種延誤事故。任何一個部門如果沒有做好管理準備工作，都會導致后續單位無法正常作業，特別是在營業線的施工中，需要多個單位的參與，并且積極配合，任何一個單位出現問題，都會造成經濟和時間的浪費，同時也影響了工程的施工進度以及質量控制，最終影響了鐵路運輸安全。
3 施工計劃隨意調整、變更。已經編制完成和落實的施工計劃是不能進行隨意更改的，一般工程為了節約成本，在施工計劃的安排上一般都比較緊湊，若隨意調整施工計劃、增加施工內容，就會在很大程度上增加工程的安全風險，而且，鐵路施工又是非常復雜的工程項目，涉及到相當多的部門、單位以及施工設備，所以在信息的傳遞和交流方面就相對滯后，若不恰當的對施工計劃進行調整，隨意增加施工內容，就會導致施工中信息的調整不同步，安全措施跟新的施工計劃不同步，從而就會很容易導致施工事故發生，增加工程安全風險。
二 加強鐵路施工安全管理的措施
1 在鐵路施工前期嚴格做好準備工作。充分做好鐵路施工前的各種準備工作，是保證工程順利完成施工目標、確保工程運輸安全的前提條件，所以就要求施工企業要提前制定好合理的施工程序，采取有效的施工技術，在工程施工前，對所有參加作業的人員進行相關的培訓，搞清楚工程作業中存在的疑點，嚴禁帶問題進行作業。同時，鐵路運輸企業也要針對施工過程中運輸組織的方法以及可能出現的運輸事故等，制定合理的應急處理預案，成立領導小組，搞好施工協調工作。另外，鐵路運輸企業還要同有關的運營線路作業的單位，簽訂相關的施工安全協議，明確各自的義務與責任，同時對施工的關鍵內容進行核對，確保施工過程中采取的相關安全措施準確到位，保證施工安全。
2 建立完善的施工監督檢查責任制。這就要求鐵路施工單位同有關的對工程質量進行監理的公司、進行鐵路運輸安全監管的人員，各自明確其責任，各司其職。若質量監理公司發現施工過程中存在安全隱患以及不符合工程質量標準的，要及時向鐵路施工單位提出相應的整改措施，同時，有關安全監理的人員一旦發現工程中存在安全隱患，也有權利要求施工單位停止施工。如果施工單位不能及時停止施工，對各種問題進行整頓的話，那么之后發生的安全事故則由施工單位承擔后果，但是對于因監督不力導致的工程事故，就要由有關安全監理的人員來承擔其責任，另外，如果由于鐵路交通質量埋下的交通事故隱患，引起交通事故的，就要由施工單位和質量監理公司共同來承擔責任。
3 進一步強化鐵路施工中各卑位和部門的整體配合。目前，在我國的鐵路建設工作中，存在施工企業與相關管理部門“脫鉤”的現象，由于各方立場不同，所以對問題進行考慮的角度也不同，鐵路施工企業通常重視在施工過程中盡可能的減少一些不利因素的影響，保證施工方便，而對于鐵路運輸企業來說，則重點考慮減少施工過程中影響其正常運輸的因素，保障鐵路運輸安全，因此，為了更好地滿足雙方企業的要求，就需要找到一個平衡點，實現最優施工方案。在鐵路的施工過程中，要涉及到施工、設計、建設、監理、供電、電務、工務、機務、車務等大量單位，這也需要各部門能夠在統一指揮下，樹立保整體、促大局的意識，不隨意拖延時間，嚴格按照有關規定完成施工任務，確保施工可以更加有序、安全地推進。
4 完善經濟處罰制度。為了確保鐵路施工的安全，施工單位與有關監理的單位不僅要簽訂安全協議，還要在協議中明確相關的處罰標準和內容，在違反規定而造成的施工事故和安全隱患問題上，要達成統一共識，經濟處罰制度可以很好地約束各單位的施工行為，從而可以減小施工風險，實現良好的施工安全管理。
三 結語
總之，加強鐵路施工中的安全管理工作，保障鐵路施工的安全，對鐵路在其運輸過程中的安全、維護鐵路正常的運輸秩序方面都具有重要意義。在我國當前的鐵路中，高速旅客列車同重載貨物列車存在嚴重混跑的現象，且列車的速度快、運輸密度大，所以對鐵路線路質量和安全就提出了更高要求，鐵路施工直接影響著鐵路運輸組織，所以，要妥善處理好施工與安全、監督與配合、局部與整體的關系，確保鐵路施工可以順利完成。
參考文獻：
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姓名：張劍；出生年月：1981年9月；性別：男；民族：漢；職稱：道路橋梁工程師初級職稱；學歷：本科；研究方向：道路與橋梁工程；供職單位：中交路橋華東工程有限公司；
關鍵詞：軌枕/支承碎石相互作用；車輪沖擊負載；裂紋和破壞分析；非對稱車輪負載
Abstract: in this paper, it will mainly Introduced in large-scale asymmetric wheel load, and the concrete sleeper bending response and failure criteria. Before that has set up a file with a new finite element analysis model for the qualification and validation its dynamic characteristics, now reuse finite element analysis software STRAND7, through the nonlinear finite element model to simulate the stress of the supporting rubble, so as to determine the compressive stress can resist the boundary conditions. One of the numerical calculation can provide guidance for the railway track engineers standard, especially in large-scale asymmetric wheel load concrete crack and destruction of component function analysis, and standard steady-state stress analysis is a good illuminates the large-scale asymmetric wheel load on concrete sleeper is the important influence.
Keywords: sleeper/supporting gravel interactions, The shock load; Crack and destruction analysis; Asymmetric wheel load
中圖分類號：TU74文獻標識碼：A 文章編號：
1 介紹
鐵路軌枕是鐵路軌道結構的重要組成部分，其作用是把軌道負載分攤給下部的碎石道床。根據當前的設計標準，混凝土軌枕的設計壽命一般為50年[1]，有砟軌道包含兩個主要部分：下層結構和上層結構，下層結構包括底砟、路基和接地系統，而上層結構包含了鐵軌、鐵軌襯墊、緊固系統還有混凝土軌枕。
由于車輪/軌道的相互作用，如果車輪或者鐵軌發生畸變，鐵軌結構就會受到沖擊荷載[2]。每條軌道受到的動態沖擊載荷一般大于200kN，有時甚至會超過400kN，而在設計量為40噸的軸負載下，每條鐵軌受到的車輪靜態載荷最高才100kN至110kN[3,4]。在實際場景中，混凝土軌枕的斷裂裂縫隨處可見[5]，這一點需引起注意。在參考文獻[6]中我們已經知道混凝土軌枕的破壞與其適用性有關，其中混凝土裂縫分析是容許應力計算的重點。實際上，最新研究也發現，軌枕的保留設計強度遭到界面裂紋大肆破壞[7]。對于混凝土軌枕，當前的設計方法考慮到了軸負載施加給軌枕的彎矩影響，車輪載荷（約為軸載荷的一半）通常會給軌枕兩側施加正彎矩（下沉彎曲），而軌枕中間會受到負彎矩（上拱彎曲），所以截面分析可以用來做為指標函數，以評估在車輪載荷在作用下，軌枕用于抵抗那些彎矩所需的截面大小、預應力等級和鋼筋強度。通常情況下，為了處理軌枕兩側的正彎矩和軌枕中間的負彎矩，軌枕的截面大小、預應力鋼筋數量和預應力強度都會被充分利用以提供良好的強度性能[2,8]。
相關研究已發現，軌枕被破壞并不僅僅是由于鐵路軌道結構中材料強度的退化，還包括在極端情況下，來自軌道的沖擊荷載（車輪/軌道非正常接觸）[2]。所以，確定軌道的受力頻譜和振幅就顯得尤為重要，這樣我們可以更清楚地理解鐵軌系統如何對那些應力進行響應，以此確定混凝土軌枕在此過程中的作用方式。鑒于此，伍倫貢大學進行了廣泛的研究，分別計算和比較了在靜態荷載和沖擊荷載下，混凝土軌枕的極限強度和破壞強度[3]。這篇論文研究了在動態荷載環境下（比如車輪產生非圓畸變）軌枕產生裂紋和失發生破壞的原因，可為軌枕設計師和軌道工程師提供論論指導。此次研究中，我們假設兩輪同時發生畸變的概率非常低，所以我們只考慮非平衡車輪荷載下對單邊軌道沖擊的影響。我們在伍倫貢郊區的鐵路上進行了現場試驗，此鐵路屬于客運線，同時也屬于煤和其他礦產的運輸線，以驗證非對稱車輪荷載在實際中對軌枕的影響。
圖1 STRAND7中混凝土軌枕的有限元模型
2 有限元分析
現在，對軌道系統中預應力鋼筋混凝土軌枕的計算研究已非常多[6,8-11]。對于二維模型，提摩盛科梁理論（Timoshenko beam theory）最適合用來模擬混凝土軌枕的受力情況，隨著三維建模技術的發展，采用連續介質的拉格朗日分析法也逐漸增多[6]，雖然如此，我們采用的模型還是在軌枕的預應力上進行了簡化，只重點研究軌道基礎的破壞問題。據我們所知，大量非平衡車輪荷載導致混凝土軌枕的彎曲響應和破壞分析還沒有沒充分驗證過。
軌枕右端最大正力矩
軌枕中間最大負力矩
軌枕左端最大正力矩
圖2 車輪荷載與軌枕彎矩的關系（P0 = 100 kN, M0為P0產生的力矩）
混凝土軌枕的有限元模型經過多年完善，在大量的試驗模態參數和數據研究下已被標準化[10,11]。圖1是一張混凝土軌枕的二維有限元模型，運用有限元模擬軟件STRAND7，選取一根橫梁進行賦值，并同時考慮剪應力和彎曲變形，這樣就可以模擬軌枕的受力情況。在這個模型中，還要為軌枕設定一個梯形橫截面，并用彈簧組代替鐵軌和襯墊，用非張拉梁支座模擬支撐環境，這樣可以讓橫梁上下活動以消除拉伸支護的影響，這也是真實的道砟受力特性。
STRAND7中的非線性求解器可以用來進行數值模擬，非線性求解器可以高效地處理軌枕/道砟的相互作用關系，以展現車輪高荷載下混凝土軌枕的彎曲響應。在研究中，車輪沖擊荷載簡化為靜態荷載，以模擬不同等級荷載下彎曲響應，這樣可以更清楚地展示非對稱車輪荷載對軌枕的影響[4,8]。我們用同等條件來模擬車輪沖擊的量級，把動態荷載簡化為靜態荷載，軌枕兩端荷載比例系數范圍為0到5.0。值得一提的是，動態彎矩也與持續動態荷載相關，這一點已被證實[10]。
圖3混凝土軌枕的彎曲響應：(a) P/P0 = 0.25；(b) P/P0 = 1.0；(c) P/P0 = 2.0；(d) P/P0 = 4.0
3. 彎矩響應
為了研究車輪對混凝土軌枕的沖擊影響，我們保持軌枕左邊100kN（P0）的載荷不變，右邊的載荷分別用P0乘以0-5.0之間的系數（如圖1所示）。單邊荷載對混凝土軌枕的影響如圖2所示（檢測按照AS1085.14標準，值得注意的是，這個標準基于軌枕兩端施加同等荷載），這張圖能夠為軌道維護工程師進行應力分析提供良好的指導作用。從圖2中我們可以很明顯地看出，軌枕右側的最大正力矩與施加的載荷P線性相關，特別是當P/P0比例大于1.5時，其線性相關性更加明顯；在軌枕左側，其最大正力矩與P成反比，當P/P0比例大于2.0時，其反比系數開始減小；而對于軌枕中間的最大負力矩，其合力矩與載荷P沒有線性關系，但我們依然可以從圖中看出，當P/P0比例約為2.75時，軌枕中間的彎矩達到最大值，當P/P0比例繼續增大時，其合力矩略微減小。
圖3a顯示的是當P/P0=0.25時混凝土軌枕的彎曲響應，和明顯，此時的彎曲力矩圖是非對稱的，并且向P0一側傾斜；圖3b則是一幅典型的基礎力矩圖，因為軌枕左右載荷相等，在這種情況下，彎矩響應也是對稱的；圖3c和圖3d顯示的是當P/P0分別為2.0和4.0時，即在非對稱荷載下混凝土軌枕的彎矩響應，此時載荷較輕那一端的彎矩被重新分配到載荷較高的那一端，因此，我們可以看出，最大力矩趨向于轉移到更高的載荷區域。此外，澳大利亞伍倫貢大學對沖擊破壞分析做了更深層次的研究，也就是非對稱單輪沖擊對混凝土軌枕的破壞分析。
4 破壞分析
在過去，鐵路混凝土軌枕的設計都是基于澳大利亞標準。軌枕的破壞方式都是由于彎曲破壞，這與圖3中彎矩分析相符合。軌枕在兩邊均衡受力的情況下，軌枕中部上表面由于受到張拉可能會產生破壞。其他較危險的地方就是軌枕兩側的下方，也就是與鐵軌接觸的區域的背面，但在這個地方產生的破壞能夠比較容易被檢測到。
在非對稱車輪荷載的情況下，彎曲應力會轉化為更高的載荷應力集中。拉應力被重新分配到了更高的應力集中區域。在軌枕左端和中間的張拉應力都轉移到了軌枕右端下部，使其張拉應力區增大，也就是說，應力的重新分配塑造了新的壓縮區。當我們連續觀察P/P0 = 1.0、P/P0 = 2.0和P/P0 = 4.0時，這種應力轉移的特性就更加明顯，很顯然，當車輪荷載P/P0比例較大時，混凝土軌枕的上表面張拉應力會減小，但是高荷載那一端的下部應力會增加，并且主要彎曲裂紋也會出現在這里。
伍倫貢大學也做過類似的試驗[3,5,14]。那些混凝土軌枕都經歷過大型單邊沖擊荷載，那些沖擊荷載的經歷表明軌枕發生破壞時P/P0的比例比5.0還要大。在測試混凝土軌枕的破壞條件時，主要彎曲裂紋出現在載荷P端的下方，次級裂紋出現在軌枕的上表面，試驗結果和計算結果取得了良好的一致性。
5 結論
盡管混凝土軌枕被完全破壞的例子并不多見，但軌枕出現主要裂紋和次級裂紋的案例卻屢見不鮮，而這種形式的裂紋主要是由于車輪的沖擊荷載。但到目前為止，人們對鐵路系統中混凝土軌枕的受力響應和破壞分析還不甚了解（特別是在動態條件下），這篇論文采用了數值模擬的方法，研究了在車輪沖擊荷載的作用下，混凝土軌枕的彎曲響應和破壞分析。
由于混凝土軌枕的有限元模型經歷了多年的發展和完善，現在已經進行了標準化，所以非常適合用于本次研究。我們先把非對稱車輪沖擊荷載簡化為似穩態荷載或者乘上系數的荷載，再用STRAND7中的非線性求解器處理軌枕/道砟之間受力關系，最后的數值模擬顯示較輕荷載那一端的彎矩會重新分配到較高荷載的那一端，也就是說，最大彎矩會在較輕荷載端的應力集中區域進行負偏移，反之亦然。在非常高的沖擊荷載下，混凝土軌枕上表面的張力會大量轉移到較重荷載端的下部，并且其數值模擬結果與澳大利亞伍倫貢大學的沖擊試驗結果非常一致。
致謝
這里要感謝澳大利亞鐵路工程技術合作研究中心(Rail-CRC)提供的財政支持，還有Rail-CRC委員提出的寶貴意見。作者還要特別感謝阿蘭•格蘭特、伊恩•布瑞吉、鮑勃•羅蘭還有詹森•克魯斯特這些技術員在研究中給予的幫助。
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1910年前后，在德國柏林近郊最高的山麓巨人山下，幾位利用假期結伴徒步來這里游玩參觀的中國留學生，被云霧繚繞的山峰和附近一座又一座碧水青天的水庫深深吸引，流連忘返。
在這些意氣風發的青年才俊中，就有一年多以前被陜西西潼鐵路籌備處派遣到柏林工業大學土木工程系學習深造的李儀祉。是他約同學來這里的。
平常學習極其刻苦、連吃飯睡覺的時間都擠出來讀書的李儀祉，從不會浪費一點時間在游山玩水上面，卻怎么會約朋友來看巨人山呢？
原因是在這里有一座六百多馬力的巨人山水力發電站和幾座大型水庫，這一水利工程在當時世界上也是屈指可數的，在德國是最大的了。學習土木工程專業的李儀祉從不放過對任何一座比國內先進的工程建筑的考察機會，又怎么會放過近在身邊的巨人山水利工程呢？
他們在這里長久逗留，每天徒步六七十里山路，走遍整個庫區，詳細考察了水庫的建筑和水力發電的各項工程設施。李儀祉還爬上最高峰雪冠頂，訪問和考察了位于峰頂的氣象站。
站在德國中部最高的峰頂時，他想起的是終南岱頂；站在宏偉壯觀的水利工程前時，他反復想起的是自己年年遭旱災的家鄉渭北高原。
李儀祉1882年4月20日（清光緒八年農歷正月初三）出生在陜西省蒲城縣馬湖鄉富塬村，那是一個很窮又極缺水的村子，他從小所見的就是井枯窖干、地焦苗黃、爺爺和父母跟村里人年年都在祈雨，卻很少見到雨的情景，那種渴而干坼的感覺和赤地塵煙的情景在他的生命里打下了太深的烙印。
離鄉別家、四處求學近二十年的李儀祉，面對此情此景倍感思鄉心切，自己的家鄉有渭河、洛河、涇河……，自己的國家有長江與黃河……，有那么多的水，為什么不可以像德國一樣好好利用，解救和造福愁苦不堪的百姓？
就是在這時，他萌生了水利興國興家的念頭。
一次旱災考察后的深思與宏愿
在他鄰近回國前，對自己國家的前景和學以致用的美好愿望是：鐵路四通八達，水利工程遍布全國。帶著這樣的夢想，他拒絕了柏林東方學院聘請他教授中土文學的優厚待遇，于1912年初回到國內，回到西安，又拒絕了民國政府讓他作津浦鐵路局局長的委任，相約了舊日同學朋友，在西安邊家村創辦了“私立三秦公學”，想用自己所學，從培育人才開始改變陜西幾十年落后如昔的面貌。
就是這一年，陜西又一次遭受了極其嚴重的旱災，他帶著學生去重災區察看旱情，面對赤地千里、餓殍遍野的慘景，他盡其所有，不過才能救助一個村莊的災民不致餓死。這時，一個多年來始終困擾他的問題，再次讓他寢食難安：為什么水利資源豐富的關中平原卻始終不能以水為利呢？為什么家鄉的老百姓從他記事起就是在靠天吃飯，至今將近三十年過去，仍舊無力自救呢？此時此刻，他深悔自己當時在國外沒有選修水利專業，無法解眼前的燃眉之急。
但是，正是這次旱情考察，讓他許下宏愿：此生將治水利民，不再旁騖！
起落沉浮的治水之夢
機遇永遠是預留給有準備者的。僅僅一年之隔，李儀祉的愿望就得以實現。
1913年，時任陜西省水利局局長的郭希仁要去歐洲考察水利，友人推薦李儀祉陪同。
考察結束時，郭對李說，“吾國西北多旱，饑饉頻仍，子盍改習水利，繼鄭白之舊跡，以為民利。鐵路工程似非所急務也。”郭支持李改學水利，對李來說正中下懷，“亦為然，遂習水利一門。”
這次考察后，李儀祉沒有跟隨郭局長回國，直接留在德國，進入丹澤工科大學攻讀水利專業，并投在德國水利科學家恩格爾斯門下求學。
曾經是柏林大學土木工程系高材生的李儀祉，在丹澤工科大學兩年學習結束時，又被學院授予“特許工程師”的榮譽稱號。
1915年，33歲的李儀祉二次從德國學成回來。當時國內正是妄圖復辟帝制、瘋狂鎮壓“”的時期，到處是陰天蔽日的氣氛。
面對如此混亂的時局，再宏偉的抱負也難得實現。他又一次拒絕了全國水利局和陜西當局給他的陜西水利分局局長的任命。因為他知道，在軍閥陸建章主政的陜西，“水利局長”不過是一張空頭支票，做不了任何與治水有關的事情。而對做官，父輩就淡薄，他更是如此。曾擔任過陜西修史局總纂、易俗社社長的父親李桐軒很早時給他和弟弟的訓示就是：要做大事，不要做大官。伯父，也是他的啟蒙老師、近代著名數學家李仲特，更是一個重學問不重官位的人。早在1908年京師大學堂畢業考試時，他就獲得舉人銜，按當時朝廷慣例，要任用為內閣中書，而他卻放棄，聽從了時任陜西省西潼鐵路籌備處秘書的伯父的召喚，回陜赴德，繼續求學。
正在他滿腹韜略，無以施展時，當時南京政府主持水政的維新志士、著名實業家張謇正在集資創辦“河海工程專門學校”，聽到這一消息和受到邀請的李儀祉如遇知音，“治理江河，興修水利大業，首先要培養專門人才。現在有人集資興學，利國利民，為后代造福，是天大的好事，何樂而不為？我李儀祉豈能袖手旁觀。”
棄官從教的李儀祉從西安趕到南京，擔任“河專”教務長，參與了學校的籌建工作，并擔任數學、地質、力學等科主講，兼教機械工程學、路工學、水工結構學等多門課程。
在“河專”的七年中，他除了課堂教學以外，還帶學生考察了國內古今所有水利工程，搜集了大量一手資料。而當時，舉國之內，也沒有一處較近代一點的水利工程，一些著名的古代水利工程，也因年久失修和缺乏維護而失去作用。
為了對國內的水利事業盡快有所推動，他在很繁重的教學任務和因身兼教務長和中國科學社董事而繁忙的公務外，還一直在從事中國水利研究，論著頗豐。在他1922年離開“河專”前，相繼出版了有影響的專著、論文《五十年來中國之水利》、《北五省旱災之主因及其根本救治之法》、《修建計劃之討論》、《潮汐論》、《土積計算截法》、《實用水工學》、《固體物質在水中行動》、《黃運會諸問題》等。
激情與悲涼一起留在故土上
1922年夏，李儀祉再度被邀請回陜西，擔任水利局局長，兼渭北水利工程局總工程師。
李儀祉這次肯回陜任職，應該說跟兩個人有著很直接的關系，一個就是多年來一直將西北水利大業的希望寄托在李儀祉身上的前任局長郭希仁，他說，“他日鄭國渠偉績之再現，舍李君莫屬也。”；另一個是他在陜西推行資產階級教育的最高學府三原宏道學堂讀書時的同窗好友、時任靖國軍總司令的于佑任。這兩個人對李儀祉可說是知之甚深，在他兩度赴德求學時，都曾向他假以援手，對他十分地推重。
當時，經過連年兵火洗劫的渭北高原，又顯大旱之兆，于佑任、郭希仁等有識之士和渭北各縣人士磋商，動用賑災余款，在三原縣設立了渭北水利工程局，籌劃開啟引涇工程。
恢復“鄭白”，引涇灌溉，正是李儀祉多年來的愿望，怎不欣然應邀回陜？
到任之后，未做片刻停留，李儀祉立即組織勘測隊，開始對涇河流域進行詳細的實地勘察與測量。從1922年到1924年，經過兩年時間的勘測與調查，李儀祉對整個涇河流域的地貌、水情已了如指掌，擬定了切實可行的引涇計劃、具體實施方案、和工程報告書。
在整個考察期間，還寫了《引涇論》、《再論引涇》、《陜西水利工程之急需》、《陜西省民國二十年建設工業計劃大綱》、《中華民國水利機關組織擬議》等大量文章。
引涇工程的前期工作一切就緒，卻因為當局的不重視水利和資金的沒有著落而遲遲不能動工。政府不投資，李儀祉眼看著旱象愈甚，心急如焚，自己借助各種力量，四處奔走，打算通過其他渠道向社會募集資金，然而，響應者總是寥寥無幾，或者條件苛刻，不能實施。許多努力，盡付流水，一籌莫展的李儀祉不得不繼續上書，要求當政者為民著想，支持引涇。
在此后的兩年間，他反復考察黃河、渭河河道及其各支流水系，夜以繼日地寫了無數考察報告、工程計劃、實施方案等等。然而，當政者既不關心民生，更不了解他的一片苦心，所有上書全都泥牛入海。
回陜四年，引涇工程依舊只是一紙藍圖，治水利民、造福百姓的宏圖大略漸成泡影，李儀祉內心漸由悲憤而悲涼。
在此期間兼任陜西教育廳廳長的李儀祉又一次將注意力和希望轉向教育，于1926年出任西北大學校長，主持校政。但是，對于引涇工程，他始終沒有放棄。
1927年，在臨潼華清池舉行的西北建設問題討論會上，他再次為引涇工程據理力爭，終于迫使當局勉強同意每年撥5萬元支付引涇開支。盡管這樣的經費對于技術難度很大的引涇工程來說幾乎是杯水車薪，但總算是勉強可以動工了，后續資金，或許會有辦法。
李儀祉緊縮開支，所有工程人員每月僅能領到10元錢的基本生活費，即便如此，依舊捉襟見肘，剛剛動工不久，就因資金不能到位而待工不進，直至工程徹底擱淺。
李儀祉雖痛心且悲憤，卻終究無能為力，留下一句“時不可為矣”，再次離開故土，接受了華北水利委員會的聘請，出任華北水利委員會委員長，致力于治黃導淮工程。
再次奔赴故土，因為那里正在經歷災難的洗劫
關于民國十八年（1929年，其實從1928年就開始了。）的關中大旱，在各種民國史志中都有記載，持續干旱使受災面積覆蓋全省八十多個縣，整村整村的人餓死或者逃離，當地政府上報南京政府的死亡人數和逃散人數均為200萬，還有800萬勉力維持在生死線上等待救濟的災民……整個關中平原和渭北高原真正是赤地千里、哀鴻遍野。
災難讓人們想起被擱置了的涇惠渠，如果它在1924年如期動工，那么，四至五年后的這場大旱即便不能完全避免，一定不會如此悲慘。看到災后情景的李儀祉再次喟然長嘆：“移粟移民非救災之道，亦非長治之策。鄭白之沃，衣食之源也。”
此時，正由守城成功的楊虎城將軍主持陜政，看著關中這塊近代以來災難深重的土地，同樣痛心疾首，他再次將擱置了的陜西水利工程提到首要位置，力邀李儀祉回陜擔任建設廳廳長。李儀祉本人十分高興，但當時他不僅身兼多職，而且正負責設計杭州灣海塘工程，沒法抽身。楊虎城一再向南京政府申請調李回陜，均被拒絕，他又面陳，蔣給楊的回答是“我讓他搞錢塘江工程，一時離不開。”后來，在李儀祉和楊虎城的多方周旋和努力下，終于獲準回陜。
李儀祉再次回陜到任后，像當初得到于佑任和郭希仁的支持一樣，也得到了楊虎城將軍的大力支持。陜西省政府在資金極其困難的情況下，仍是撥出四十萬水利專款，再次啟動引涇工程。這項擱淺了六年之久的水利工程，終于在1930年冬重新上馬。
李儀祉為涇惠渠這座陜西境內自清以后第一座大型引水工程所選的線路，正是歷史上著名的鄭白渠遺址。
發掘和改造重建這一大型的水利工程，不僅技術難度大，而且所需人力、財力、物力都相當巨大，在工程進展到一半時，政府投資再次出現問題，為了不使工程再度半途而廢，李儀祉又一次開始奔走于全國各地募集民間資金，來支撐工程進展，先后獲得了華洋義賑會、檀香山華僑、以及于佑任、朱子橋等愛國志士和同學朋友的大力支持與援助，才使工程不受影響。
1932年6月21日，涇惠渠開閘放水，一期工程宣告竣工。這一天，對于陜西近代水利史來說是一個值得紀念的喜慶日子，涇河兩岸，聚集了灌區無數群眾和陜西各方人士。許多人在這一天流了淚。
萬事開頭難。當灌區群眾當年就受到渠水惠利時，各方人士和當地群眾才真正認識到水利工程的重要，于1935年竣工的二期工程進展相對順利了許多，但還是因為資金欠缺，沒能按李先生設計的甲種方案――灌區覆蓋涇陽、三原、高陵、禮泉、臨潼、渭南、蒲城、大荔等九縣，計劃灌溉面積達四百三十萬余畝――來實施，而是采用了資金投入和收益都相對有所減少的乙種方案。對此，他說，“不論甲種方案，還是乙種方案，總比不實現一個方案好。”
在涇惠渠一期工程竣工后，李儀祉就開始著手渭惠渠、洛惠渠及省內其他水利工程的設計與籌備工作，這時，關中八惠（另外五惠是：梅惠、黑惠、澇惠、灃惠、泔惠。）以及包括陜南、陜北的整體水利工程規劃在他心中已經形成。
1933年，渭洛工程相繼啟動，其他水利工程也漸次啟動，整個陜西境內開渠引水、興修水利，蔚然成風。
渭惠渠在1935和1936兩年施工最緊張的時期，都曾遭遇渭河暴漲，工程受到影響，攔河大壩一再被洪水沖毀。當時正抱病的李先生顧不得醫生和家人的勸阻，讓人攙扶著冒雨堅持在施工現場指揮修復大壩，并現場修改建壩方案。他的精神鼓舞和振奮著所有工程人員，大家齊心協力，日夜奮戰，終于在洪水中將一座宏偉的攔河大壩豎立在滔滔渭水中，使渭惠渠一期工程于1936年夏如期竣工，二期工程于次年完成。
他給后世留下了建立“中國富強之基礎”的夙愿
李先生在《我國的水利問題》一文中，為陜西、乃至西北描繪的水利藍圖是，“關中涇、渭、洛惠在渭河北岸，灌溉渭河在眉縣到朝邑共十二縣的地，約有二百萬畝。北岸要繼續發展的還有湃惠、耀惠及第二渭惠三個渠。若是成功了，又可增加灌溉一百萬畝地。渭河南岸向來有秦嶺山流下來的水十余道，灌溉面積有十數萬畝地。若統統加以整理，也可以增加到一百余萬畝。關中有了四五百萬畝灌溉之田，再加以農事改良，便可以使民康物阜了。將來鐵路通到漢中和成都之后，漢江流域，岷江流域和渭河流域聯絡一起，便可以使西北窮瘠之地，成為中國富強之基礎。”
然而，李先生沒能親眼看到他所描繪的“中國富強之基礎”的宏偉藍圖。1938年2月，才57歲的李儀祉早已積勞成疾，這時又突患膽囊炎，因身體過于虛弱，不能承受手術治療，而病情迅速惡化。生命垂危之際，他仍惦記的是渭惠渠南土壩的修復工程，話都講不出時，還用顫抖的手指，在來看他的同事手心上寫了“大壩”兩個字。
3月7日，在他彌留之際，他讓侄子李賦都（早年和哥哥一起被叔父栽培并送往國外學習，后來繼承叔父遺志也成為我國著名水利學家。）記錄了他口授的臨終遺言：“余深感水利事業，在中國之重要，幼年即攻求水利學識。自余民國四年由德國返國，迄今23年，在此期內，雖已竭盡余之所能，貢獻國家，但距余素所期望者尚遠。茲病逾二周，自度天不假我。并切望后起國人，對于江河治導，本余之素志，繼續努力，以科學方法，逐步探討。其他防災，航運及水電等，尤應多予研究。次第實施。本省已成之灌溉事業，須妥為管理；其未競及著手之水利工程，應竭盡人力財力，以求于短期內逐漸完成。”
關鍵詞：巖土工程邊坡；穩定性分析；定量分析；有限元；防護
中圖分類號：F407.1 文獻標識碼： A
一、巖土工程邊坡的破壞類型及影響因素
邊坡分為人工邊坡和自然邊坡。由于受設計和施工以及其他因素的影響，邊坡土體會出現失穩破壞現象，具體可分為：
（一）邊坡崩塌
崩塌往往發生在地形陡峭的山坡或高陡的路塹邊坡上。
（二）邊坡滑坡
滑坡一般是緩慢地、長期地往下滑動，位移速度在突變階段顯著增大，滑動過程可以是幾年、幾十年甚至更長。
（三）邊坡流動
流動往往緩慢地沿坡面或地面溝谷方向呈流體移動。
邊坡的穩定性受很多因素的影響，根據各種因素影響的大小和特點，可分為內部因素和外部因素兩類：內部因素——邊坡土體的材料構成和物理力學指標，以及邊坡的地形地貌和巖石的礦物組成，邊坡巖土體中的地質結構面和邊坡的形狀等。外部因素——邊坡外在所受的雨水、地震、構造應力、植被和風化作用的影響和人為因素等。
巖土工程邊坡穩定性分析的方法
（一）定性分析法
定性分析方法分為成因歷史分析法、工程地質類比法、赤平極射投影法、專家系統法。
1、成因歷史分析法
成因歷史分析法研究內容包括兩方面：首先是邊坡所處的區域背景，大地構造，地質結構特性；其次是邊坡的坡形和坡高，坡體外部和內部的變形跡象。因此，該分析方法適合于自然形成的斜坡。
2、工程地質類比法
工程地質類比法類比的原則是相似性，只有相似性較高的邊坡才能進行類比，類比的方面包括邊坡的工程地質條件和影響邊坡穩定性的各種因素。
3、赤平極射投影法
赤平極射投影法就是確定不穩定結構體的可能變形位移方向，進而作出邊坡穩定條件的初步評價。該法是目前邊坡穩定性分析的主要方法之一。
4、專家系統法
專家系統法是一種計算機程序分析法，該法以專家的水平來完成對邊坡穩定性的分析，并且把對邊坡穩定性分析的大量實際知識和經驗同模擬人類的解題策略結合起來。
（二）定量分析法
定量分析法可大致分為如下四類：極限平衡分析法、極限分析法、滑移線法、數值分析法。其中極限平衡分析法和數值分析法中的有限元法應用較廣。
1、極限平衡分析法
極限平衡分析法發展的時間長，研究的人員多，出現了很多有代表性的分析方法。根據各種方法自身的特點可分為如下幾種：瑞典圓弧法、瑞典條分法、畢肖普法、簡布法、斯賓塞法等。
2、極限分析法
極限分析法的定義就是應用理想剛塑性體處于極限狀態的普遍定理——上限定理和下限定理來求解極限荷載。該法的優點是不論邊坡形態和外加荷載多么復雜，總能求得一個能適用的荷載，計算的結果要比極限平衡分析法嚴格。
3、數值分析法
隨著計算機技術和數值計算理論的發展，數值分析方法已經應用到邊坡穩定性分析中，而且發展速度很快。到目前為止，常用的數值分析方法有如下幾種：有限單元法、離散元法、邊界元法、不連續變形分析法、快速拉格朗日法等。
（三）不確定性分析法
20世紀70年代，在邊坡穩定性分析中出現了不確定性分析方法。目前，不確定性分析法主要有隨機可靠性分析法、模糊可靠性分析法、人工智能法、灰色預測系統法等。
1、隨機可靠性分析法
隨機可靠性分析法的應用相當廣泛。該法它分析了很多影響邊坡穩定性的不確定性因素，總結了現有的安全系數法的不足。近幾十年來，國內外學者對概率和可靠度方法的研究就是對這種方法的延伸。
2、模糊可靠性分析法
模糊可靠性分析法是20世紀80年代初發展起來的，晚于隨機可靠性分析法。模糊可靠性分析法提示人們雙狀態假設和概率假設在很多情況下是不正確的，該法是當前可靠性學科研究的熱點。
3、人工智能法
人工智能法雖然不能分析出土體內部的應力-應變關系，但其有完善的理論和充足的數據使之成為一種相對簡便的方法，并且已經應用到建筑工程當中。
4、灰色預測系統法
灰色預測系統法就是分析邊坡穩定性的影響因素，該法的很大好處是找出了各影響因素之間的關聯性，它確定出了因素中的主次關系，進而對邊坡穩定性進行了多重的分析。
邊坡穩定性分析方法的具體應用
（一）工程概況
某水電站隧洞邊坡的開挖工程，由于出口邊坡部位山坡地形較陡，垂直山坡的地形坡度一般為35°～50°。坡積層厚度約為1～3m，基巖為花崗巖，全強風化厚度約20～40m（受斷層影響處較厚）。邊坡各巖層的物理力學指標見下表，開挖后右側邊坡最大開挖垂直深度約40m,開挖后坡高約143m。
表 邊坡巖體力學參數表
（二）ANSYS 有限元法分析
ANSYS 作為世界上著名的大型通用有限元分析軟件，也是國內用戶最多、應用最廣泛的有限元分析軟件，其可應用于建筑工程、鐵路工程等眾多領域。有限元法的基本思想是將連續的求解區域離散為一組有限個、且按一定方式相互連接在一起的單元的組合體。
由于單元能按不同的連接方式進行組合，且單元本身又可以有不同的形狀，因此可以模型化復雜的幾何形狀求解區域。現用 ANSYS 軟件對該邊坡進行力學
分析。考慮到土體的彈塑性特征，將土體單元類型設置成 plane42，之后通過模型建立、網格劃分、模型求解且利用 ANSYS 的通用后處理器查看自然和飽水兩種狀態下邊坡的應力云圖，如圖1和圖2。
圖1自然狀態邊坡剪應力云圖
圖2 飽水狀態邊坡剪應力云圖
從圖1、圖2可以看出，自然及飽水狀態的邊坡剪應力極值均發生在滑坡坡頂 a 處及滑坡底部 b 處，且邊坡飽水狀態的剪力大于自然狀態。由此可以看出邊坡各個部分及不同工況下的剪應力大小分布不均。但圖1、圖2無法反映出各處的安全系數，剪應力較大之處未必說明此處安全系數較小，其也與該處的抗剪強度有關。下面將摩爾－庫倫準則引入 ANSYS 后處理器中，利用 ANSYS 后處理器強大的數據計算分析功能繪制出模型各處的安全系數，如圖3、圖4所示。
圖3自然狀態邊坡安全系數云圖
圖4飽水狀態邊坡安全系數云圖
圖3、圖4中值的倒數為該處的安全系數。通過對圖3分析可發現，在滑坡體的頂部 a 及中部 b 處首先出現了安全系數小于 1 的塑性區，但是塑性區卻未貫通，邊坡整體安全系數大于1。對圖4進行分析發現，在滑坡體的中部a率先出現了安全系數小于1的塑性區，但塑性區并未貫穿整個滑體，邊坡的整體安全系數仍大于1。
通過對圖1～圖4分析發現: 滑坡體中剪應力的分布不均勻，且剪應力大的地方未必是最危險的塑性區域；自然與飽水狀態下的邊坡剪應力分布情況相似；自然及飽水狀態下的邊坡在破壞之前會率先在某部分形成塑性區域，且塑性區域并未貫通；邊坡工況不同時，塑性區域的分布范圍不盡相同。
巖土工程邊坡穩定性的設計要點
巖土工程邊坡的穩定性設計可以分為防護與加固兩種。防護是在邊坡穩定的基礎上進行的，如果邊坡不穩定，先要進行加固。常用的防護與加固的特點以及適用范圍如下：
（一）各類加固的特點及適用范圍
抗滑樁
抗滑樁是一種用于處理滑坡或防止邊坡下滑的鋼筋水泥混凝土結構,是一種較理想的抗滑設施,但投資較大。錨索抗滑樁具有抗滑樁的特點但比抗滑樁能承受更大的土體壓力或滑坡推力；樁頂加了錨索后可使埋入土體的樁長大大簡短；適用于邊坡開挖后土體壓力或滑坡推力很大的情況。
預應力錨索
用預應力錨索處理單斜構造巖石邊坡，對保證該類邊坡的穩定有較好的效果，但難以準確計算被錨固體的下滑力和張拉控制應力。錨索的錨固段應設置在穩定的巖體中，一般用于巖石路段。壓漿錨柱(固結)壓漿錨柱(固結)簡單地說就是往地層注入水泥漿(摻加一定量的外加劑)，以改變土(巖)體物理力學性質(必要時，加一鋼筋籠或鋼筋束，即錨柱)從而穩定邊坡的一種方法。
預應力錨索加固
用高強度低松馳型鋼絞線預應力錨索對滑坡體或崩落體施加一定的預應力，提高它們的剛度，使預應力錨索作用范圍的巖石相應擠壓，滑動面或巖石裂隙面上摩擦力增大，加強它們的自承能力，可有效地限制巖體的部份變形和位移。
（二）各類防護的特點和適用范圍
菱形網格護坡
菱形網格護坡，可預制安裝也可用水泥混凝土現澆和石砌。工藝簡單，網格內可植草。但只適用于填方邊坡和土質挖方邊坡。
噴射混凝土護坡
對一些較高的風化巖石邊坡，采用噴射混凝土作護坡可阻止風化，且重量輕，施工所需設備簡單，但費用較高，厚度難以控制。
生物防護
生物防護除植樹(主要用于小邊坡)，除傳統防護形式外，植草或鋪草皮是近年來才在高速公路上興起的一種綠色防護形式。其優點是能在短期內恢復公路沿線的綠色景觀和防止邊坡沖刷，但養護費用高，要隨時保持綠色有一定的困難。防護所選用的植物應盡量采用當地適宜生長的植物，避免破壞別處的生態來防護本地的邊坡。
參考文獻
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關鍵詞:工程項目管理 成本管理 合同管理 互相滲透
工程項目管理是把“通過項目經理和項目組織的努力,運用系統理論和方法對組織的資源進行計劃、組織、指揮、控制,旨在實現項目的特定目的的管理方法體系”用于工程項目。當前工程項目的規模越來越大,組織越來越復雜,任何一個工程項目往往都會涉及到安全、質量、進度、成本、合同等諸多方面。相應地,安全管理,質量管理,進度管理,成本管理,合同管理構成了工程項目管理的主要部分。上述這些方面的管理的核心和主干就是成本管理和合同管理。
成本是為過程增值和結果有效已付出或應付出的資源代價。成本管理是指在滿足質量、工期等合同要求的前提下,對項目實施過程中所發生的費用,通過計劃、組織、控制和協調等活動實現預定的成本目標,并盡可能降低成本費用的一種必要的項目管理過程。獲取效益是企業經營的本質表現,成本管理影響著其項目盈利空間的大小。由此,成本管理在工程項目管理中具有非常重要的地位,它不僅是項目管理的本質,更是項目管理的核心。可以說,安全管理、質量管理,進度管理、合同管理都是為了防范由于片面強調減小成本而忽視合同管理成本投入,盲目追趕進度,忽略施工安全和工程質量而導致法律代價的激增,進而從長遠的整體性角度提升項目的盈利空間。
合同是平等主體的自然人、法人、其他組織之間設立、變更、終止民事權利義務關系的協議。合同管理是指在法律對合同的規范與指引下,從合作方的初步選定開始到合同談判、合同簽訂、合同履行直至終止的全過程的、系統的管理。履約管理、變更管理、索賠管理爭議的解決等都是合同管理的主要內容。科學規范的合同管理可以維護甲乙雙方的正當的合法權益,使合同雙方愉快地履行各自的義務,建立良好的協作關系,減少合同糾紛,促進工程項目順利實施,最終實現工程成本的控制目標。
合同管理則是上述其他項目管理組成部分的依據和保證。工程項目管理的主要要素如質量、進度、安全、范圍、成本等因素往往都是通過合同進行規范的,對整個工程項目的管理就是對相關合同的管理。所以,應該認識到合同管理對于工程項目及其成本控制的重要意義,運用合同規范成本管理。通過關注工程項目管理中的成本管理和合同管理這兩個核心要素,合理處理好成本管理與合同管理的關系,既注重合同管理的成本控制,又注重成本管理的合同規范,從而提升工程項目管理的水平。
1 合同管理中的成本控制
合同價格水平直接影響工程造價的高低。在合同管理中也需要有成本意識,尤其是在項目初期和項目收尾階段。在訂立合同的時候,要靈活運用各種談判技巧和合同價格確定方法,提高工程項目合同管理效益,在項目收尾階段,要提高索賠意識,拓寬利益空間。
1.1 掌握項目前期階段的合同價格方法,降低價款成本 “招標談判”法是很多合同項目的價格都采用的常見方法。尤其是對于一些市場資源相對寬松,可供選擇廠家較多,需要較大而消耗穩定集中的材料、配件,可充分利用買方市場的優勢,實行招標采購,利用供方的競爭,實行“貨比三家”達到質優價廉的目的,同時也可避免由于獨家供應而帶來在資源價格、貨款上被牽著走的被動局面。[1]
“一調兩審”法一調指的是需要簽訂合同的項目確定后組織人員有針對性地開展市場調查;兩審中的一審是指合同具體承辦單位與對方的初談,二審是指由合同管理科召集有關單位與對方正式談判。這樣通過一次調研兩次審價,可以將合同價款壓低到最低限度。
“成本分解”法在實踐中,工程項目合同簽訂時,經常會出現這種情況:對方依據國家有關規定,提交自己認為很合理的預算報價,當進行洽談時,對方以依據國家規定作為理由,而我們又沒有充分的證據,對方是不會同意降價的。在這種情況下,對于標的技術含量低,成本構成比較明確的合同,應采用“成本分解”的辦法與對方談判。具體做法是:先讓對方將標的分解報出價格構成明細,將人工、材料、設備、管理費等分開計算,然后逐項審查,每一項均給對方合理的價格,以審查后的價格作為基礎,對照市場價與對方確定合理的價格。采取此種方法,可以取得充分的理由使對方同意把價格降下來。[2]
“權力限制”法指的是在合同價格談判中,對合同管理人員所擁有的可自主決定的范圍予以一定的限制,在此范圍內,合同管理人員可以自主決定,超過這個范圍則須經主管領導同意后方能決定。所謂權力限制法就是將相關部門認定的價格,作為領導授予的最高價格與對方攤牌,有意避開人情關系和技術工藝問題,與對方巧妙周旋,達到對方接受相關部門認定價格的一種合同價格談判方法。對于高科技含量較高的專業性和壟斷性較強的項目合同,由于進行成本分解很困難或因承攬單位沒有選擇的余地,合同價格談判往往非常被動。在這種情況下,可采取權力限制法。使用該辦法時,一方面要取得領導的支持,另一方面應廣泛收集信息,確定一個實際可行的價格。在洽談過程中,多做耐心細致的說服工作,利用本單位的實力和市場優勢打動對方,這樣可以取得雙方都滿意的效果。[3]
“不平衡報價”法是指在總報價基本不變的情況下,調整內部各子項的單價,爭取實現既不影響總報價、中標后又可以獲得好的經濟效益。對先施工的子項單價可適當提高,后施工的子項單價適當降低,以利于資金周轉和增加資金時間效益;估計今后工程量可能增加的子項單價可適當調高,而工程量可能減少的子項單價可適當降低,從而增加工程項目總收入。[4]
1.2 樹立項目收尾階段的索賠意識,拓寬利益空間 索賠是指由于合同一方違約而使對方遭受損失時的由無違約方向違約方提出的費用補償要求。許多工程項目中成功的索賠成為項目管理獲取收益的重要途徑。很多有經驗的項目管理者非常熟悉“中標靠低價,贏利靠索賠”的策略,因而索賠應在工程項目合同管理中受到高度重視。所以,合同管理者應該熟悉索賠的類型,積極拓寬合同的利益空間。索賠按不同的標準有不同的分類。按索賠依據分類,可分為合同內索賠、合同外索賠、道義索賠。合同內索賠是可以直接在合同條款中找到依據。這種索賠處理容易一些;合同外索賠是索賠的依據難以在合同條款中找到但可從合同條款推測出引伸含義或從適用的法律法規中找到依據;道義索賠是指在合同內外都找不到依據或法律根據但從道義上能夠獲得支持而提出的索賠,這種索賠成功的前提一般是業主對項目承擔方的工作非常滿意,項目承擔方損失很大,業主預期雙方將來會有更長遠的合作。按索賠目的分類,可分為工期索賠和費用索賠。其中工期索賠是對因非項目方自身原因造成的工程拖期,項目方有權要求業主延長工期避免后續的違約和誤期罰款。費用索賠是由于業主的違約責任給項目方造成經濟上的損失,項目方要求業主給予經濟補償的索賠。
當然,索賠必須有合理的動因才能獲得支持。一般來說只要是業主的違約責任造成的工期延長或工程項目費用的增加。工程項目承擔方都可以提出索賠。常見的業主違約包括業主未及時提供施工圖紙、未提供合格場地、業主指令錯誤、延遲付款等。
索賠也必須有相應的證據支持。合同或工程程序中對索賠的依據也應有明確的規定。提出索賠的主要依據應該是充分的證據和詳細的記錄,缺少任何一項材料,業主都有權拒絕項目方的索賠。索賠的證據包括業主指令、會議紀要、來往信件、備忘錄、工程進度計劃表、技術文件、施工圖紙、照片、施工記錄、各種采購發票、業主工程師簽字的日工單和施工方案等。[5]所以,充分利用業主合同中留下的“開口”點,依據施工過程中收集的證明資料,利用業主變更設計等時機,在結算中爭取主動,必要時進行索賠,可以拓寬利益空間,從而實現另一種意義上的合同管理中的成本控制。向業主索賠以及業主對項目方的反索賠是合同賦予雙方的合法權利。但發生索賠事件并不意味著雙方一定要訴訟或仲裁。索賠是在合同執行過程中的一項正常的合同管理活動,大多可以通過協商談判和調解等方式得到解決,這樣,也可以節約一定的訴訟精力和相關索賠成本的投入。
2 成本管理中的合同規范
2.1 成本管理中合同規范之必要性 合同管理則是深化成本管理的突破口,項目成本管理中的成本項目都可納入項目的內外合同體系,成本管理需要恰當的合法有效的合同規范。
隨著經濟活動中合作的多元化,根據企業推行項目管理的要求及“算管結合、算為管用”的原則,企業注重內部勞務市場、機械設備租賃市場、材料市場等內部市場的建設。項目經理部與這些內部市場主體發生的是租賃買賣關系,一切都以經濟合同為基礎,它們以外部市場通行的市場規則和企業內部相應的調控手段相結合的原則運行,構成輻射型項目成本核算體系。項目內外的經濟活動,都直接或間接地影響項目的成本。[6]合同履約的過程,實際上就是成本發生和成本控制的過程。而項目管理要求以總包合同為行動綱領,各分包合同及內部合同中各項經濟條款要服從于總包合同,同時必須滿足成本控制的要求。為此,有必要形成以合同管理為核心的成本管理體系,各級合同的簽訂必須滿足成本控制的總要求,通過強化合同管理,以加強和完善成本管理來進行工程管理。
2.2 成本管理中合同規范之具體措施
2.2.1 加強合同條款簽訂管理,做好成本預測預控 無論從合同管理的角度出發,還是從成本預控預測的角度出發,都必須簽訂好合同,合理確定合同需要的各項指標。成本管理的首要工作是搞好成本預測。各種合同(包括各作業層施工合同、勞務合同、材料合同、機械設備租賃合同、構件加工合同等)一經簽訂,資源的消耗就基本落實,計劃成本就成定數,因此,項目實施前各種合同的簽訂直接地體現成本預測的結果。
2.2.2 強化合同履約過程管理,全時段有效控制成本 成本控制的過程實質就是合同的履約過程。加強合同的履約管理,可以提高成本控制的質量,使成本的預控預測落到實處。為此,要根據各類合同中體現的成本預測結果及自身管理水平,編制詳細的成本計劃及切實可行的降低成本措施,細化管理責任,落實到人。要以項目經理牽頭,項目核算員為主,項目其他人員共同參與,各負其責,建立健全成本管理的各項基礎工作。要建立以落實責任制為手段,以降低成本提高經濟效益為目的的成本分析與考核體系。[7]
2.2.3 建立合同履約考察機制,有效掌握項目的成本結果 為確保通過加強嚴格的合同管理實現有效控制成本的目的,在合同履約終了時,要對合同履約結果進行全面考核,真正落實各個崗位管理人員的責、權、利。對管理者、責任人進行考核,嚴格兌現獎懲,以便對項目的成本結果了然于胸。
參考文獻:
[1]張愛寧.國際許可合同價格談判技巧[j].中國律師.1999(6).
[2]趙界歡.淺談加強工程項目合同管理[j].科技信息(科學教研).2007(26).
[3]高程.企業合同管理的方式與方法[j].內蒙古煤炭經濟.2002(1).
[4]唐素蓉.施工企業工程項目成本管理[j].鐵路工程造價管理.2006(1).
[5]陳啟明.大型建設項目的合同談判與合同管理[d].對外經濟貿易大學碩士學位論文.2003.
[6]郝玉柱.以合同管理為突破口.深化項目成本管理.施工企業管理.2000(9).
