走科技创新之路全面提升公路勘察设计水平

陕西省公路勘察设计院自1958年创建以来，坚持创新精神，敢为人先，一直跻身于国内公路勘察设计强队之列。尤其是改革开放30年来，依靠科技创新，勇立潮头，为陕西交通事业发展做出了贡献,迈出的每一个脚步，都留下了改革与创新的脚印。

从上世纪50年代建院伊始到60、70年代，我院以“只争朝夕”的精神，用自己智慧的双手，用花杆、皮尺、圆盘、水平仪、算盘、计算尺、经纬仪等传统的方法，靠路线人员自己的双脚去野外踏勘、现场选线，靠人力手工绘图，先后完成了咸阳至宋家川、宝鸡至平凉、西安至万源等重要省级公路新建、改建工程的勘察设计任务，勘察设计了周（城）、恒（紫）、兰（宜）、府（新）、安（旬）、安（岚）公路、安康汉江大桥、西包公路黑山寺隧道等一大批道路、桥梁、隧道工程。在物质条件匮乏和技术手段相对落后的年代里，我院完成了一系列勘察设计项目，奠定了适应改革开放新形势的坚实基础。

改革开放初期，我院迎来了自身发展的机遇。1983年，省交通厅批准我院成为自收自支、实行企业管理的事业单位。从1987年起，我院开始进行管理上的“革命”，逐步由传统质量管理转变到现代化标准质量管理，经常组织职工学习标准质量管理基础理论知识、基本原则和基本方法，建立并完善质量责任制、岗位责任制等各种规章制度。同时，不断健全完善“院、室、组”三级质量保证体系，加强事前指导、中间检查和成果验收的三环管理和工序管理，坚持设计文件“两校三审”制度，开展设计评优活动，使勘察设计质量不断提高。

进入国家实施西部大开发和加快以公路为主的交通基础设施建设时期，我院进一步深化改革并从1994年起，在组织机构、运行机制、管理模式、内部承包、分配办法等方面着手进行改革。管理体制上，推行院长负责制，形成一个既能集中指挥，又能分工负责的管理模式；干部管理上，按照管人管事相结合的原则，对中层行政干部和技术人员实行聘任制；生产经营管理上，推行技术经济全方位承包制；分配制度上，按效益发放奖金；机构设置上，按照生产需要增设和分离了部分机构。通过加强科学管理，增强了全院职工的责任感和危机感，有效地调动了职工的生产积极性。生产部门采取“七天六晚”工作制,增加设计时间，保证勘察设计质量；管理及后勤部门积极做好服务保障工作，加班期间送饭到生产科室，解除生产一线人员的后顾之忧，勘察设计质量、管理水平、经济效益不断增长，较好发挥了我院作为公路建设排头兵、先锋队的作用，按时保质保量完成设计任务。

1998年后，我院进一步修改完善了《生产经营管理办法》、《内部财务管理办法》、《物资设备管理办法》及人事管理相关规定等一系列规章制度，形成了比较完善的经营机制。确立了“以市场为导向、以质量求生存、以科技促发展”的经营理念，全面实行了技术经济承包责任制，逐步推行现代企业制度；按照ISO9001质量体系文件的规定和全面质量管理要求进行技术管理；对承包部门实行了统一管理、二级核算的财务管理制度。1998年我院被国家建设部评为全国工程勘察设计100强单位。

伴随着社会主义市场经济体制不断完善，特别是进入21世纪以来，成为勘察设计加快、勘察设计理念不断更新和科技创新时期。

近8年来，我院建立设计项目负责人（技术负责人）人才库，制定特殊政策进行培养和培训，邀请德国和省内外专家对人才库人员进行了培训；成立了《工程技术委员会》，作为院重大技术问题的咨询决策机构，承担院科技发展规划的制订、重大技术方案的审定、科研项目的立项评审及鉴定，职称评定，质量事故鉴定等工作，使院技术资源得到整合。在认真贯彻落实科学发展观的同时，按照《新理念设计指南》、《降低工程造价设计指南》，“用心设计”，树立服务意识、坚持动态设计，既要建设高质量的公路，又要节约资源，保护环境，降低成本，使工程建设与社会和谐，与人和谐，与自然环境和谐。积极参与陕西省重点工程项目劳动竞赛，应用公路建设中的新技术、新工艺、新材料、新方法，积极开展科技创新劳动竞赛活动，重大科研课题依托重点工程使科研与生产紧密结合，不断提高勘察设计质量，加快勘察设计速度，全面推进我省高速公路建设又好又快发展。

在公路事业快速发展的大背景之下，科技体制改革和市场经济给我院带来活力。

随着公路建设规模加大，设计标准提高，推行科技进步解决生产力落后的问题，成为我院面临的首要问题。为此，我院确立了“依靠先进科学技术提高设计水平、壮大自身实力”的发展思想,不断加大科技投入和科技引进力度。

上世纪80年代初就积极引进了当时国内少有的CJ-709大型计算机，使大型特殊桥梁设计的结构计算成为现实。其后又投巨资建起了阿波罗计算机工作站，开发研制公路路线计算机辅助设计系统，解决了公路设计从路线纵断面到透视图、从水文计算到工程量计算直至最后完成绘制设计图，可谓我院公路设计史上一大飞跃。

“七五”期间购置的DT4L-红外仪、全站仪、地震仪、PC-1500计算机在工程勘测中得到了普遍应用，为工程技术人员配置了新型计算机，计算机辅助设计提高了设计速度和设计质量。

到上世纪90年代，我院又引进激光测距仪、GPS全球定位系统，计算机动态仿真技术使勘察设计手段得到不断改进，领先的3S应用及3D-GIS勘察设计系统开发研究受到部、省各级领导的关注。时至“十一五”的今天，遥感航测技术的广泛使用已为我院发展插上了腾飞的翅膀。

交通事业的跨越式发展，验证了人们对科技力量的认识，也增强了对科技创新和科研工作所需投入的决心。从上世纪80年代以来，尤其是“九五”以后，我院为科研方面的设备和技术投入在逐年增长，其中：

除以上的投入外，直接用于课题研究的经费也在不断加大。如下表：

随着公路建设环境条件的不断变化，公路设计技术难度越来越大，我省规划建设的公路从穿越沟壑纵横的黄土高原、浩瀚无际的沙漠及层峦叠嶂的秦岭深山向四面八方延伸。在公路设计过程中，路线每经过一个不同区域，都要面临许多新的地域技术难题需要解决。关键技术问题不解决，就无法保证公路建设目标和工程质量的实现。我院在工程勘察设计上坚持开展技术创新，不断开发新技术、新成果并推广应用到工程实践中，不断提高工程技术水平。

30年来，回顾我院科技发展的轨迹，科研项目为我院勘察设计工作注入活力。我们的每一个设计产品都融入了科技成果的结晶：

1、西安至三原一级公路西安至三原一级公路是我国首次引进世界银行公路贷款，国内首家实行工程国际性公开招标，首次执行国际惯用的“工程监理”制度的第一条高等级公路。在既无资料可供参考，又没有成熟经验可借鉴的情况下，我院硬是以“敢为人先”的魄力，承担了这条路的勘察设计任务。经过艰辛努力，先后完成百万字的中国公路史上第一部《预可行性研究报告》和《工程可行性研究报告》，并完成第一套高等级公路初步设计和施工图设计文件及国际招标文件。主持编制的国际招标文件，被列为世界银行亚太地区的公路工程设计招标范本。

2、青海大坂山隧道 1993年2月由我院设计的青海大坂山隧道，隧道进口路面中心标高3792.75米，为海拔高度居亚洲第一，世界第二的公路隧道。设计中采用了当时国际上先进的“新奥法”技术，构思新颖，结构合理。首次在国内隧道设计了无压防寒泄水洞和圆端保温出水口，并在隧道内壁设计了符合式保温层和进出口自动隔风保温门，用严谨的科学态度，攻克了高寒地区隧道工程冻土灾害的技术难关。该隧道设计得到专家们的较高评价，隧道工程获土木工程最高奖项“詹天佑奖”。

3、榆林至靖边高速公路 2000年完成设计的榆靖高速公路，是我国建设的首条沙漠高等级公路，是我国西部大开发交通建设领域的又一项丰硕成果。但是，任何新事物都要面临许多问题需要探索和尝试。该路位于毛乌素沙漠东南部边缘地带，路区80%以上是复杂的沙丘分布区，其中活动沙占40%以上，沙害相当严重。设计首先要解决的问题是如何使公路不受风沙运动的侵害。我院运用遥感航测技术，圈定榆靖高速公路沿线沙丘的分布并判断沙丘的流动方向，比选出最优化、最符合沙漠自然规律的路线总体方案。使路线设计选线方案科学合理，确保了公路不受风沙侵害，为国内外沙漠高速公路设计积累了成功的经验。

榆靖高速公路在路线总体设计过程中充分考虑沿线地形地貌以及沙漠特殊地质的实际情况，合理利用土地资源，采用了较高的平、纵面技术指标，路线纵断面设计以低填方为主，路基横断面设计重视绿化与环境保护，结合公路沿线地广人稀的特点，在国内首次采用11米宽的中央隔离带，既利于诱导行车视线，又美化环境，体现了“以人为本，以车为本”的设计新理念。路基尽可能放缓边坡，坡面植草绿化，使新建路基与自然景观融为一体，达到公路与生态环境相协调。

修建沙漠高速公路，道路绿化、防风固沙工程与主体工程建设同等重要，我院确定了“远绿近美、远高近低、远疏近密”的绿化原则和“四带一体”的生物防风固沙模式，形成沙漠高速公路绿化美化和防风固沙融为一体的综合绿化体系。

4、黄陵至延安高速公路 2002年完成设计的黄陵至延安高速公路处于我国典型的黄土高原地带，严重的水土流失使这里的黄土高原变成沟、壑、梁、峁、台、塬交错的地形地貌结构，高速公路通过这里向陕北延伸，高墩大垮桥梁和隧道成了唯一的选择。全线七座特大刚构桥梁中有4座桥墩高度超过百米，尤其洛河大桥最高墩高143.5米，当时享有“亚洲第一高墩”之美誉。

在设计中如何解决好高墩的垂直度和抗风能力成为必须攻克的技术关键。为攻克沟壑纵横的黄土冲沟桥梁建设的技术难关，我院在交通厅的组织下与西安公路研究所共同承担“高墩大垮设计施工关键技术研究”科研任务，研究解决高墩桥梁全桥稳定性和桥墩墩身各阶段的受力稳定分析，采用预应力技术对桥墩进行设计。同时，通过增加梁高加强箱梁刚度，采用下弯束配置等方法，有效解决了施工中的技术问题。黄延高速公路高墩大跨径桥梁技术设计中积累的成功经验，成为陕西交通科技发展史上又一实践成果。

5、西安至汉中高速公路世人瞩目的西安至汉中高速公路，途经关中平原、秦岭山脉和汉中盆地，地貌和地质构造极其复杂，大型地层断裂带和滑坡等地质灾害极其发育，应用常规方法在短时期进行方案比选十分困难，这条“生态路、环保路、景观路”蕴藏着较大的科技含量。按照“满足功能，安全适用，环保经济”的原则，设计人员把设计任务作为科研课题，深入细致的反复踏勘和调研，应用卫星遥感和航测图像综合分析技术，查清了秦岭山区区域地质构造特征，使土门关、铁锁关等5座长大隧道避开了大型断裂带的严重危害，并在勘察设计过程中发现秦岭隧道群方案，把穿越秦岭17公里长的特长隧道用3座5～6公里的较短隧道群代替，这一发现为解决西汉高速公路穿越秦岭方案起了关键作用。

设计理念的每一步创新，都凝聚了时代新特点。1996年，为提高公路勘察设计的速度和质量，我院瞄准了当代公路遥感航测高新技术的发展方向，成立遥感信息中心，引进遥感技术专家，及时开展遥感航测技术应用开发和生产实践，经过努力拼搏，勇于创新，在公路遥感与GIS地理信息技术应用、遥感制图、三维地模软件开发以及三维环境仿真等多项技术在我国交通系统处于开发应用领先地位,在国内遥感界具有很高的知名度。

十多年来，遥感科技成果先后在榆林至靖边、吴堡至定边、黄陵至延安、阎良至禹门口及西安至汉中等高速公路数十项遥感工程地质调绘项目中应用，为公路路线方案的确定提供了可靠的工程地质资料，使路线方案走廊带的确定更加合理。目前，这一技术正在受到浙江、青海、宁夏、重庆、辽宁、山西、新疆、广东等省市的公路勘察部门的重视运用并得到很高的评价。

1、将科研成果转换为设计动力，在设计中体现科技创新的优越性。GPS和GPSRTK技术在设计中的开发应用，使勘测成果从点位精度和高程精度均达到了非常精确的高度。

2、引进、开发的以航空摄影地形图和三维数字地面模型为基础的动态设计技术，先后在阎良至禹门口、户县涝峪口至洋县槐树关、洋县至勉县、榆林至靖边、黄陵至延安以及西安绕城高速公路等项目设计中全面应用，取得了设计周期缩短1倍以上，设计质量显著提高的良好效果。

3、路面技术同样在不断创新。咸阳机场高速公路排水型路面的研究及应用填补了我国公路路面设计技术的一项空白。在绕城高速公路的路面设计中，路面面层首次在我省大规模采用SBS改性沥青，以解决严重车辙及路面早期破坏等技术难题，针对应用SBS改性沥青过程中遇到的一些问题，通过技术创新，摸索研究，将SBS改性沥青技术由路面上面层应用到路面中面层，满足了消除车辙的技术条件。路面基层设计首次在我省采用三灰稳定碎石基层，提高了路面基层的早期强度和承载力。

这些年来，我院在省厅的组织下，结合设计工作的实际，承担了一些课题研究任务，使科技成果的转换和推广得到很好的落实。仅“六五”期间我院承担的研究项目达十三项，并分别获得科学技术成果奖二等奖三个，三等奖四个；科学技术推广奖二等奖三个，三等奖二个，四等奖一个。这些科研项目的完成对发展生产力起到较好的推动作用，取得了一定的社会效益和经济效益，尤其“九五”以后的科研能力在不断提升。以下是我院“九五”以后科研项目获奖的情况。

序号	获奖项目名称	获奖名称及级别	获奖时间	备注
1	钻孔灌注基础M法计算	交通部科技进步一等奖	1988.05	省公路勘察设计院
2	西安汉中公路遥感航测技术应用及3S信息集成系统研制	陕西省科学技术二等奖	2003.03	省公路勘察设计院
3	高等级公路黄土高边坡稳定性研究与治理	陕西省科学技术二等奖	2003.03	省公路勘察设计院
4	TZL预应力锚具应用实验研究	陕西省科学技术三等奖	2003.03	省公路勘察设计院
5	公路工程水文勘测设计规范	中国公路学会科学技术三等奖	2003.11	省公路勘察设计院
6	陕西省交通卫星遥感影像图及信息系统研制	陕西省科学技术二等奖	2004.03	省公路勘察设计院
7	铜黄公路滑坡分析与综合治理研究	陕西省科学技术三等奖	2005.6.22	省公路勘察设计院
8	黄土地区桥梁桩基合理埋深研究	中国公路学会科学技术三等奖	2006.12	省公路勘察设计院
9	公路工程水文勘测设计规范	中国公路学会科学技术三等奖	2003.11	省公路勘察设计院
10	大跨径预应力混凝土曲线连续刚构桥的研究	陕西省科学技术三等奖	2007.2.8	省公路勘察设计院
11	综合遥感技术在公路深部地质构造勘察中应用研究	陕西省科学技术三等奖	2007.2.8	省公路勘察设计院
12	排水性沥青路面设计施工技术研究	陕西省科学技术二等奖	2007.2.8	省公路勘察设计院（张公恩）
13	黄土地区公路高边坡防护技术研究	2007年度中国公路学会科技二等奖	2008.2.28	省公路勘察设计院、长安大学
14	黄土地区公路高边坡防护技术研究	陕西省科学技术二等奖	2008.1.28	省公路勘察设计院、长安大学

我院在科技研发过程中非常重视科研成果的实效性，积极将科技成果转化为现实生产力。在多年实践中，将科研成果直接应用于设计中，不仅解决了工程地域存在的特有技术问题，也获得了可计算的经济效益或成本节约效益，社会效益也非常显著。

1.“黄土地区桥梁桩基合理埋深研究”提出的湿陷性黄土地区桩基摩阻力中心位置计算公式和设计计算方法，被我院在黄陵至延安、禹门口至阎良、靖边至安塞、子洲至靖边等省重点高速公路项目设计中应用，节省工程投资约4000万元。

2.“黄土地区公路高边坡防护技术研究”课题提出的公路黄土高边坡稳定性评价、设计方法，防护和加固措施经铜川～黄陵、西安咸阳机场、阎良～禹门口、黄陵～延安、安塞～靖边、吴堡～子洲、西安绕城南段、绛法二级公路、陕甘界～咸阳高速公路等省重点公路项目勘察设计中应用，总里程约60km，产生经济效益约1600万元。从公路未来运营的安全及养护方面考虑，预期经济效益将是巨大的。

3.“遥感与3S技术在西安－汉中高速公路勘察选线中的应用研究”成果是我院完成的陕西省重点交通科技攻关项目，也是我院取得的突出科研成果。该项成果经国内著名专家评审，达到国内领先、国际先进水平。不但开创了我省公路交通建设应用空间遥感及3S、3D-GIS高新技术的新领域，使我省公路勘察设计技术提高到一个新的水平，提高了我省高速公路勘察选线的质量，获得较高的经济效益和社会效益。

根据课题在西安-汉中高速公路勘察选线中的应用研究成果及1999年以来在榆林-靖边、禹门口-阎良、西安-汉中-勉县、吴堡-子洲-靖边-定边、西安绕城公路南段等高速公路勘察设计项目中进行成果推广应用的情况，提高工作速度1—3倍以上，节约大量人力物力，所提出的路线方案优化可减少工程投资2亿元以上，避灾、减灾效益1亿元以上，生态环境效益亦十分显著。是一项具有重要推广价值和很高效益的实用型研究成果。

4.“陕西省交通遥感影像图及信息系统研制”课题处理研制的全省遥感图像及各类专题图像，在全省国道主干线高速公路选线勘察中得到了广泛的应用，提高了勘察设计质量，在优化路线方案，减少不良地质造成的损失等方面有显著的经济效益和社会效益（累计取得经济效益达到5亿元以上），院士专家评审为具有国际先进水平的成果。

5.“综合遥感技术在公路工程深部地质勘察中的应用研究”课题以适合公路勘察设计的新型3D软件为分析平台，为优化高等级公路规划方案、提高勘察设计质量和速度提供技术条件。主要取得了以下成果：

（1）进一步开拓了应用于公路工程地质方面包括微波SAR遥感数据在内多种遥感信息综合处理技术，开发了新的信息融合软件程序，并取得了较好的效果。

（2）研究总结了深部地质构造信息的主要特征，为深化遥感技术在公路工程及其他工程建设中的应用奠定了基础。

（3）创新性研发了3D-GEO三维地质信息系统，为深部工程地质环境分析显示提供了先进的软件工具。系统多项指标具有领先水平，可广泛应用于公路工程地质、三维环境分析研究等领域，是一项有较强实用性软件成果。

（4）课题成果在几年来的高速公路工程地质勘察分析应用中取得显著效益。其选线、优化路线方案的节约效益达数亿元以上，环境及避灾效益十分显著。

在为陕西交通建设做出贡献的同时，我院也受到各级政府和行业管理部门的充分肯定并获得一系列荣誉。2002、2003、2005年被陕西省委、省政府授予“陕西省先进集体”、“省级文明单位”、“省级文明单位标兵”荣誉称号；1998年至今连续10年被省交通厅评为“创佳评差”竞赛活动“最佳单位”；被中国资信评估学会、中国质量标准中心评为2005年度建设系统信用·信誉AAA级单位；被中国勘察设计协会命名为优秀勘察设计院；被陕西省勘察设计协会评为工程勘察诚信先进单位。

创新是世界交通科技发展的引擎。30年来，我院秉承“科技强交”的理念，坚持走科技兴院之路，基本形成了产学研相结合的勘察设计与科研体系。在今后的发展路上，我们将通过技术创新、装备创新、理念创新、体制创新、管理创新，全面贯彻落实科学发展观，在公路勘察设计中更好地贯彻可持续发展的思想，在不断探索进取中迎接新的挑战。