Xem mẫu
MỞ ĐẦU
1. Lý do lựa chọn đề tài
Công tác trắc địa được tiến hành từ giai đoạn khảo sát thiết kế
đến thi công và khai thác đường ô tô, là khâu quyết định đến chất
lượng khảo sát địa hình, đảm bảo chất lượng về kích thước hình
học trong thi công, quan trắc chuyển vị của nền mặt đường. Vì vậy
công tác trắc địa là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất
lượng xây dựng và an toàn trong khai thác.
Với những tiến bộ của khoa học công nghệ, trong trắc địa đã
xuất hiện những thiết bị đo đạc hiện đại như công nghệ GPS, máy
toàn đạc điện tử (TĐĐT), máy thủy bình điện tử (TBĐT)…nhiều
quốc gia đã khai thác rất hiệu quả những thiết bị này trong xây
dựng và khai thác đường ô tô. Ở Việt Nam đã ứng dụng công nghệ
GPS, máy TĐĐT, máy TBĐT trong xây dựng đường ô tô từ nhiều
năm nhưng chưa có đủ tiêu chuẩn kỹ thuật, chưa khai thác hết tính
năng kỹ thuật của thiết bị, trong nhiều trường hợp chưa đáp ứng
yêu cầu.
Việc lựa chọn đề tài “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ trắc địa
hiện đại trong xây dựng và khai thác đường ô tô ở Việt Nam” là
cần thiết để góp phần nâng cao chất lượng xây dựng và an toàn
khai thác đường ô tô ở Việt Nam hiện nay.
2. Mục đích
Phân tích, đánh giá những hạn chế khi ứng dụng công nghệ
GPS, máy TĐĐT, máy TBĐT trong xây dựng và khai thác đường
ô tô. Đề xuất các giải pháp ứng dụng hiệu quả công nghệ GPS,
máy TĐĐT, máy TBĐT phù hợp với điều kiện xây dựng và khai
thác đường ô tô ở Việt Nam.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS, máy TĐĐT, máy
TBĐT trong xây dựng và khai thác đường ô tô ở Việt Nam.
2
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp thực nghiệm
5. Những điểm mới của luận án
- Chỉ ra những bất cập còn tồn tại khi ứng dụng công nghệ
GPS, máy TĐĐT, máy TBĐT trong xây dựng và khai thác đường
ô tô ở Việt Nam hiện nay.
- Trong giai đoạn khảo sát thiết kế đường ô tô: Kiến nghị
ứng dụng phương pháp “GPS- động” thành lập lưới đường chuyền
cấp 2, ứng dụng máy TĐĐT thành lập đồng thời lưới khống chế độ
cao hạng IV và lưới đường chuyền cấp 2.
- Trong giai đoạn thi công đường ô tô: Kiến nghị phương
pháp bố trí đồng thời vị trí mặt bằng và độ cao trong thi công nền
mặt đường, nút giao khác mức và đường trên cao.
- Quan trắc chuyển vị nền đường
+ Quan trắc chuyển vị nền đường trên đất yếu: Xác định độ
chính xác của công tác quan trắc phù hợp với yêu cầu kiểm soát
tốc độ chuyển vị theo quy định. Kiến nghị ứng dụng máy TBĐT,
máy TĐĐT quan trắc độ lún và chuyển vị ngang. Kiến nghị ứng
dụng nguyên lý “số bình phương tối thiểu” và phương pháp tính để
phân tích số liệu quan trắc lún theo Asaoka và Hyperbolic phù hợp
với thực tiễn.
+ Quan trắc chuyển vị nền đường đắp cao: Kiến nghị độ
chính xác của công tác quan trắc và chu kỳ quan trắc, ứng dụng
máy TBĐT, máy TĐĐT quan trắc chuyển vị nền đường
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
a. Ý nghĩa khoa học
- Xây dựng luận chứng kỹ thuật để ứng dụng công nghệ GPS,
máy TĐĐT, máy TBĐT trong xây dựng và khai thác đường ô tô.
- Kết quả nghiên cứu của đề tài là một trong những cơ sở
khoa học để tiếp tục xây dựng và hoàn thiện các tiêu chuẩn kỹ
3
thuật đáp ứng yêu cầu xây dựng, quản lý, khai thác và phát triển
mạng lưới đường ô tô ở Việt Nam.
b. Ý nghĩa thực tiễn
- Là tài liệu tham khảo để xây dựng chỉ dẫn kỹ thuật, ứng
dụng công nghệ GPS, máy TĐĐT, máy TBĐT trong xây dựng và
khai thác đường ô tô.
- Cung cấp luận chứng kỹ thuật về độ chính xác quan trắc và
phương pháp tính phù hợp yêu cầu phân tích số liệu quan trắc lún
theo Asaoka và Hyperbolic trong xây dựng nền đường đắp trên đất
yếu.
7. Kết cấu của luận án
Luận án trình bày trong 142 trang gồm phần Mở đầu, phần
nội dung nghiên cứu trong 04 chương, phần Kết luận,Kiến nghị
hướng nghiên cứu tiếp theo, Tài liệu tham khảo và các Phụ lục.
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG
CÔNG NGHỆ TRẮC ĐỊA HIỆN ĐẠI TRONG XÂY DỰNG VÀ
KHAI THÁC ĐƢỜNG Ô TÔ Ở VIỆT NAM
1.1. KHÁI QUÁT VỀ CÔNG NGHỆ TRẮC ĐỊA HIỆN ĐẠI
Nêu cấu tạo, nguyên lý và tính năng của công nghệ GPS, máy
TĐĐT, máy TBĐT
1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPS, MÁY
TĐĐT, MÁY TBĐT TRONG XÂY DỰNG VÀ KHAI THÁC ĐƢỜNG Ô
TÔ TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM
1.2.1. Nghiên cứu, ứng dụng công nghệ GPS, máy TĐĐT, máy
TBĐT trong xây dựng và khai thác đƣờng ô tô trên thế giới
1.2.1.1. Nghiên cứu đo cao bằng công nghệ GPS và máy TĐĐT
Kết quả nghiên cho thấy nhiều quốc gia đã xây dựng thành
các tiêu chuẩn đo cao bằng máy TĐĐT và công nghệ GPS với độ
chính xác cao.
4
1.2.1.2. Ứng dụng công nghệ GPS, máy TĐĐT, máy TBĐT trong
xây dựng và khai thác đường ô tô
Máy TĐĐT, công nghệ GPS, máy TBĐT đã ứng dụng phổ
biến trong khảo sát địa hình, bố trí vị trí mặt bằng và độ cao trong
thi công, quan trắc chuyển vị nền mặt đường, nhiều quốc gia đã
xây dựng và ban hành các tiêu chuẩn kỹ thuật ([48], [49], [50],
[53],[67], [68], [69], [70], [71],[77],[78]…).
Một số quốc gia đã ứng dụng công nghệ GPS trong việc đo
và kiểm định yếu tố hình học của tuyến ([62], [72]).
1.2.2. Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS, máy TĐĐT, máy
TBĐT trong xây dựng và khai thác đƣờng ô tô ở Việt Nam
1.2.2.1. Nghiên cứu đo cao bằng công nghệ GPS và máy TĐĐT
Một số kết quả nghiên cứu đo cao bằng máy TĐĐT mới chỉ
dừng lại ở mức độ nghiên cứu ảnh hưởng của các nguồn sai số
hoặc tiến hành thực nghiệm với số lượng nhỏ. Do vậy chưa đủ cơ
sở để ứng dụng trong xây dựng và khai thác đường ô tô.
1.2.2.2. Quy định ứng dụng công nghệ GPS, máy TĐĐT, máy
TBĐT theo các tiêu chuẩn xây dựng và khai thác đường ô tô
Nghiên cứu cho thấy đã có một số tiêu chuẩn quy định ứng
dụng công nghệ GPS, máy TĐĐT, máy TBĐT trong các tiêu
chuẩn xây dựng và khai thác đường ô tô. Tuy nhiên các quy định
rất sơ sài, chưa khai thác hết tính năng kỹ thuật của thiết bị, nhiều
trường hợp chưa đủ cơ sở để triển khai thực tế…
1.2.2.3. Ứng dụng công nghệ GPS, máy TĐĐT, máy TBĐT trong
xây dựng và khai thác đường ô tô
Mặc dù đãứng dụng công nghệ GPS, máy TĐĐT, máy TBĐT
trong xây dựng và khai thác đường ô tô từ nhiều năm nhưng chưa
khai thác hết tính năng kỹ thuật của thiết bị, thiếu cơ sở và luận
chứng kỹ thuật, nhiều trường hợp không được Chủ đầu tư và cơ
quan quản lý chấp thuận.
5
1.3. XÁC ĐỊNH NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Nghiên cứu phương pháp nâng cao độ chính xác đo cao bằng
máy TĐĐT phù hợp với yêu cầu đo cao trong xây dựng đường ô tô.
- Nghiên cứu ứng dụng phương pháp đo “GPS- động” thành
lập lưới đường chuyền cấp 2.
- Nghiên cứu ứng dụng máy TĐĐT thành lập đồng thời lưới
khống chế độ cao và lưới đường chuyền cấp 2.
- Nghiên cứu ứng dụng máy TĐĐT bố trí đồng thời vị trí mặt
bằng và độ cao trong thi công đường ô tô.
- Nghiên cứu ứng dụng máy TĐĐT và TBĐT trong quan trắc
chuyển vị của nền đường.
- Nghiên cứu xây dựng cơ sở khoa học và phương pháp tính để
phân tích số liệu quan trắc lún của nền đường trên đất yếu theo
Hyperbolic và Asaoka phù hợp với quy định và thực tiễn.
CHƢƠNG 2: NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG MÁY TOÀN ĐẠC ĐIỆN
TỬ VÀ CÔNG NGHỆ GPS TRONG XÂY DỰNG ĐƢỜNG Ô TÔ
2.1. NỘI DUNG CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG ĐƢỜNG
Ô TÔ
Nghiên cứu nội dung công tác trắc địa trong giai đoạn khảo
sát thiết kế và thi công đường ô tô
2.2. ĐỘ CHÍNH XÁC YÊU CẦU CỦA CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG
XÂY DỰNG ĐƢỜNG Ô TÔ
Thống kê, phân tích độ chính xác yêu cầu của công tác trắc
địa trong giai đoạn khảo sát thiết kế và thi công đường ô tô theo
các tiêu chuẩn hiện hành.
2.3. NGHIÊN CỨU THÀNH LẬP LƢỚI KHỐNG CHẾ MẶT BẰNG VÀ
LƢỚI KHỐNG CHẾ ĐỘ CAO TRONG XÂY DỰNG ĐƢỜNG Ô TÔ
BẰNG MÁY TĐĐT VÀ CÔNG NGHỆ GPS
2.3.1. Thành lập lƣới đƣờng chuyền cấp 2 bằng máy TĐĐT
2.3.1.1. Đồ hình lưới đường chuyền cấp 2 trong xây dựng đường ô tô
nguon tai.lieu . vn
1. Lý do lựa chọn đề tài
Công tác trắc địa được tiến hành từ giai đoạn khảo sát thiết kế
đến thi công và khai thác đường ô tô, là khâu quyết định đến chất
lượng khảo sát địa hình, đảm bảo chất lượng về kích thước hình
học trong thi công, quan trắc chuyển vị của nền mặt đường. Vì vậy
công tác trắc địa là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất
lượng xây dựng và an toàn trong khai thác.
Với những tiến bộ của khoa học công nghệ, trong trắc địa đã
xuất hiện những thiết bị đo đạc hiện đại như công nghệ GPS, máy
toàn đạc điện tử (TĐĐT), máy thủy bình điện tử (TBĐT)…nhiều
quốc gia đã khai thác rất hiệu quả những thiết bị này trong xây
dựng và khai thác đường ô tô. Ở Việt Nam đã ứng dụng công nghệ
GPS, máy TĐĐT, máy TBĐT trong xây dựng đường ô tô từ nhiều
năm nhưng chưa có đủ tiêu chuẩn kỹ thuật, chưa khai thác hết tính
năng kỹ thuật của thiết bị, trong nhiều trường hợp chưa đáp ứng
yêu cầu.
Việc lựa chọn đề tài “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ trắc địa
hiện đại trong xây dựng và khai thác đường ô tô ở Việt Nam” là
cần thiết để góp phần nâng cao chất lượng xây dựng và an toàn
khai thác đường ô tô ở Việt Nam hiện nay.
2. Mục đích
Phân tích, đánh giá những hạn chế khi ứng dụng công nghệ
GPS, máy TĐĐT, máy TBĐT trong xây dựng và khai thác đường
ô tô. Đề xuất các giải pháp ứng dụng hiệu quả công nghệ GPS,
máy TĐĐT, máy TBĐT phù hợp với điều kiện xây dựng và khai
thác đường ô tô ở Việt Nam.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS, máy TĐĐT, máy
TBĐT trong xây dựng và khai thác đường ô tô ở Việt Nam.
2
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp thực nghiệm
5. Những điểm mới của luận án
- Chỉ ra những bất cập còn tồn tại khi ứng dụng công nghệ
GPS, máy TĐĐT, máy TBĐT trong xây dựng và khai thác đường
ô tô ở Việt Nam hiện nay.
- Trong giai đoạn khảo sát thiết kế đường ô tô: Kiến nghị
ứng dụng phương pháp “GPS- động” thành lập lưới đường chuyền
cấp 2, ứng dụng máy TĐĐT thành lập đồng thời lưới khống chế độ
cao hạng IV và lưới đường chuyền cấp 2.
- Trong giai đoạn thi công đường ô tô: Kiến nghị phương
pháp bố trí đồng thời vị trí mặt bằng và độ cao trong thi công nền
mặt đường, nút giao khác mức và đường trên cao.
- Quan trắc chuyển vị nền đường
+ Quan trắc chuyển vị nền đường trên đất yếu: Xác định độ
chính xác của công tác quan trắc phù hợp với yêu cầu kiểm soát
tốc độ chuyển vị theo quy định. Kiến nghị ứng dụng máy TBĐT,
máy TĐĐT quan trắc độ lún và chuyển vị ngang. Kiến nghị ứng
dụng nguyên lý “số bình phương tối thiểu” và phương pháp tính để
phân tích số liệu quan trắc lún theo Asaoka và Hyperbolic phù hợp
với thực tiễn.
+ Quan trắc chuyển vị nền đường đắp cao: Kiến nghị độ
chính xác của công tác quan trắc và chu kỳ quan trắc, ứng dụng
máy TBĐT, máy TĐĐT quan trắc chuyển vị nền đường
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
a. Ý nghĩa khoa học
- Xây dựng luận chứng kỹ thuật để ứng dụng công nghệ GPS,
máy TĐĐT, máy TBĐT trong xây dựng và khai thác đường ô tô.
- Kết quả nghiên cứu của đề tài là một trong những cơ sở
khoa học để tiếp tục xây dựng và hoàn thiện các tiêu chuẩn kỹ
3
thuật đáp ứng yêu cầu xây dựng, quản lý, khai thác và phát triển
mạng lưới đường ô tô ở Việt Nam.
b. Ý nghĩa thực tiễn
- Là tài liệu tham khảo để xây dựng chỉ dẫn kỹ thuật, ứng
dụng công nghệ GPS, máy TĐĐT, máy TBĐT trong xây dựng và
khai thác đường ô tô.
- Cung cấp luận chứng kỹ thuật về độ chính xác quan trắc và
phương pháp tính phù hợp yêu cầu phân tích số liệu quan trắc lún
theo Asaoka và Hyperbolic trong xây dựng nền đường đắp trên đất
yếu.
7. Kết cấu của luận án
Luận án trình bày trong 142 trang gồm phần Mở đầu, phần
nội dung nghiên cứu trong 04 chương, phần Kết luận,Kiến nghị
hướng nghiên cứu tiếp theo, Tài liệu tham khảo và các Phụ lục.
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG
CÔNG NGHỆ TRẮC ĐỊA HIỆN ĐẠI TRONG XÂY DỰNG VÀ
KHAI THÁC ĐƢỜNG Ô TÔ Ở VIỆT NAM
1.1. KHÁI QUÁT VỀ CÔNG NGHỆ TRẮC ĐỊA HIỆN ĐẠI
Nêu cấu tạo, nguyên lý và tính năng của công nghệ GPS, máy
TĐĐT, máy TBĐT
1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPS, MÁY
TĐĐT, MÁY TBĐT TRONG XÂY DỰNG VÀ KHAI THÁC ĐƢỜNG Ô
TÔ TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM
1.2.1. Nghiên cứu, ứng dụng công nghệ GPS, máy TĐĐT, máy
TBĐT trong xây dựng và khai thác đƣờng ô tô trên thế giới
1.2.1.1. Nghiên cứu đo cao bằng công nghệ GPS và máy TĐĐT
Kết quả nghiên cho thấy nhiều quốc gia đã xây dựng thành
các tiêu chuẩn đo cao bằng máy TĐĐT và công nghệ GPS với độ
chính xác cao.
4
1.2.1.2. Ứng dụng công nghệ GPS, máy TĐĐT, máy TBĐT trong
xây dựng và khai thác đường ô tô
Máy TĐĐT, công nghệ GPS, máy TBĐT đã ứng dụng phổ
biến trong khảo sát địa hình, bố trí vị trí mặt bằng và độ cao trong
thi công, quan trắc chuyển vị nền mặt đường, nhiều quốc gia đã
xây dựng và ban hành các tiêu chuẩn kỹ thuật ([48], [49], [50],
[53],[67], [68], [69], [70], [71],[77],[78]…).
Một số quốc gia đã ứng dụng công nghệ GPS trong việc đo
và kiểm định yếu tố hình học của tuyến ([62], [72]).
1.2.2. Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS, máy TĐĐT, máy
TBĐT trong xây dựng và khai thác đƣờng ô tô ở Việt Nam
1.2.2.1. Nghiên cứu đo cao bằng công nghệ GPS và máy TĐĐT
Một số kết quả nghiên cứu đo cao bằng máy TĐĐT mới chỉ
dừng lại ở mức độ nghiên cứu ảnh hưởng của các nguồn sai số
hoặc tiến hành thực nghiệm với số lượng nhỏ. Do vậy chưa đủ cơ
sở để ứng dụng trong xây dựng và khai thác đường ô tô.
1.2.2.2. Quy định ứng dụng công nghệ GPS, máy TĐĐT, máy
TBĐT theo các tiêu chuẩn xây dựng và khai thác đường ô tô
Nghiên cứu cho thấy đã có một số tiêu chuẩn quy định ứng
dụng công nghệ GPS, máy TĐĐT, máy TBĐT trong các tiêu
chuẩn xây dựng và khai thác đường ô tô. Tuy nhiên các quy định
rất sơ sài, chưa khai thác hết tính năng kỹ thuật của thiết bị, nhiều
trường hợp chưa đủ cơ sở để triển khai thực tế…
1.2.2.3. Ứng dụng công nghệ GPS, máy TĐĐT, máy TBĐT trong
xây dựng và khai thác đường ô tô
Mặc dù đãứng dụng công nghệ GPS, máy TĐĐT, máy TBĐT
trong xây dựng và khai thác đường ô tô từ nhiều năm nhưng chưa
khai thác hết tính năng kỹ thuật của thiết bị, thiếu cơ sở và luận
chứng kỹ thuật, nhiều trường hợp không được Chủ đầu tư và cơ
quan quản lý chấp thuận.
5
1.3. XÁC ĐỊNH NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Nghiên cứu phương pháp nâng cao độ chính xác đo cao bằng
máy TĐĐT phù hợp với yêu cầu đo cao trong xây dựng đường ô tô.
- Nghiên cứu ứng dụng phương pháp đo “GPS- động” thành
lập lưới đường chuyền cấp 2.
- Nghiên cứu ứng dụng máy TĐĐT thành lập đồng thời lưới
khống chế độ cao và lưới đường chuyền cấp 2.
- Nghiên cứu ứng dụng máy TĐĐT bố trí đồng thời vị trí mặt
bằng và độ cao trong thi công đường ô tô.
- Nghiên cứu ứng dụng máy TĐĐT và TBĐT trong quan trắc
chuyển vị của nền đường.
- Nghiên cứu xây dựng cơ sở khoa học và phương pháp tính để
phân tích số liệu quan trắc lún của nền đường trên đất yếu theo
Hyperbolic và Asaoka phù hợp với quy định và thực tiễn.
CHƢƠNG 2: NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG MÁY TOÀN ĐẠC ĐIỆN
TỬ VÀ CÔNG NGHỆ GPS TRONG XÂY DỰNG ĐƢỜNG Ô TÔ
2.1. NỘI DUNG CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG ĐƢỜNG
Ô TÔ
Nghiên cứu nội dung công tác trắc địa trong giai đoạn khảo
sát thiết kế và thi công đường ô tô
2.2. ĐỘ CHÍNH XÁC YÊU CẦU CỦA CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG
XÂY DỰNG ĐƢỜNG Ô TÔ
Thống kê, phân tích độ chính xác yêu cầu của công tác trắc
địa trong giai đoạn khảo sát thiết kế và thi công đường ô tô theo
các tiêu chuẩn hiện hành.
2.3. NGHIÊN CỨU THÀNH LẬP LƢỚI KHỐNG CHẾ MẶT BẰNG VÀ
LƢỚI KHỐNG CHẾ ĐỘ CAO TRONG XÂY DỰNG ĐƢỜNG Ô TÔ
BẰNG MÁY TĐĐT VÀ CÔNG NGHỆ GPS
2.3.1. Thành lập lƣới đƣờng chuyền cấp 2 bằng máy TĐĐT
2.3.1.1. Đồ hình lưới đường chuyền cấp 2 trong xây dựng đường ô tô