信息管理技術(shù)在巖土工程設(shè)計(jì)和施工中的應(yīng)用

殷允騰

摘 要：近年來隨著科技的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，信息管理技術(shù)在各行各業(yè)的應(yīng)用越來越多，而且取得了重大的成功。巖土工程作為一種隱蔽性作業(yè)工程，其設(shè)計(jì)、施工工作難度極大，因此為了減少巖土工程這一隱蔽工程的作業(yè)難度，提高設(shè)計(jì)和施工工作效率，現(xiàn)階段急需加強(qiáng)信息管理技術(shù)在巖土工程設(shè)計(jì)和施工中的應(yīng)用研究。文章通過闡述信息管理技術(shù)的重要性和工作原理，重點(diǎn)對信息管理技術(shù)在巖土工程勘察和施工中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的分析和介紹，意在推廣信息管理技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：信息管理技術(shù)；巖土工程勘察；巖土工程施工

中圖書分類號：TU4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2012）32-0154-02

巖土工程是為滿足建筑工程的安全性、穩(wěn)定性、耐久性、適用性等要求，綜合利用工程地質(zhì)學(xué)、土力學(xué)、巖石力學(xué)等學(xué)科理論，對巖體和土體進(jìn)行開發(fā)利用和整治改造的應(yīng)用性學(xué)科。目前隨著建筑工程的發(fā)展以及地下空間的開發(fā)，巖土工程的定義范圍也越來越廣，主要包括城市地下空間與地下工程、邊坡與基坑工程以及地基與基礎(chǔ)工程等，涉及到諸如城市建設(shè)、交通運(yùn)輸、道路橋梁、能源電力、農(nóng)林水利、港口碼頭、內(nèi)河航運(yùn)以及國防建設(shè)等國民經(jīng)濟(jì)的多個(gè)領(lǐng)域。

由于巖土工程的研究對象是巖體和土體，這就決定了其作業(yè)的隱蔽性和復(fù)雜性，從而給巖土工程勘察和施工帶來了難度。但是為了保證巖土工程的施工質(zhì)量，除了規(guī)范化施工、優(yōu)化管理等措施外，其最有效的途徑就是加強(qiáng)信息管理技術(shù)在巖土工中的應(yīng)用。

1 信息管理技術(shù)的概念和重要性分析

信息管理技術(shù)不是簡單的數(shù)據(jù)信息管理，而是在工程項(xiàng)目實(shí)施過程中，通過各種手段對各種工程信息進(jìn)行監(jiān)測以及數(shù)據(jù)的采集，然后對這些信息數(shù)據(jù)進(jìn)行多層次、多功能的綜合信息管理與集成，并做好分析評價(jià)，以實(shí)現(xiàn)為用戶提供信息的管理、分析、查詢以及指導(dǎo)等服務(wù)，如圖1所示。

信息管理技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用就是綜合利用感測、通信、信息處理以及控制等技術(shù)將巖土工程中數(shù)據(jù)信息，諸如現(xiàn)場資料、監(jiān)測數(shù)據(jù)以及試驗(yàn)數(shù)據(jù)、經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)、公式等信息收集起來，進(jìn)行檢測、識別、傳遞、處理、存儲等操作，然后以文本、圖形、音像等多媒體的形式供用戶查詢、分析和評價(jià)并指導(dǎo)巖土工程設(shè)計(jì)和施工。

自從計(jì)算機(jī)技術(shù)誕生以來，巖土工作者一直致力于計(jì)算機(jī)及信息管理技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用性研究，而且取得了重大的突破和成功，比如地理信息系統(tǒng)（GIS）、巖土可視化與計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、監(jiān)測信息反饋與信息化施工、基于信息技術(shù)的巖土工程可靠度分析和風(fēng)險(xiǎn)決策等，這些技術(shù)初步構(gòu)成了現(xiàn)代巖土工程信息管理技術(shù)系統(tǒng)的主要框架，對于解決眾多巖土工程難題，促進(jìn)現(xiàn)代巖土工程勘察、設(shè)計(jì)以及施工的發(fā)展發(fā)揮了關(guān)鍵性作用。伴隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的高速發(fā)展，信息管理技術(shù)將逐漸成為解決巖土工程問題必不可少的手段，而且將會成為21世紀(jì)巖土工程發(fā)展的主方向。

2 信息管理技術(shù)在巖土工程勘察與設(shè)計(jì)中應(yīng)用

巖土工程勘察是根據(jù)建設(shè)工程的要求，查明、分析、評價(jià)建設(shè)場地的地質(zhì)、環(huán)境特征和巖土工程條件，其主要工作內(nèi)容包括工程地質(zhì)調(diào)查和測繪、勘探及采取土試樣、原位測試、室內(nèi)試驗(yàn)、現(xiàn)場檢驗(yàn)和檢測，最終根據(jù)以上幾種或全部手段，對場地工程地質(zhì)條件進(jìn)行定性或定量分析評價(jià)，編制滿足不同階段所需的成果報(bào)告文件。巖土工程設(shè)計(jì)是在巖土工程勘察活動完成后，根據(jù)甲方的施工要求以及場地的地質(zhì)、環(huán)境特征和巖土工程條件，所進(jìn)行的樁基工程、地基工程、邊坡工程、基坑工程以及隧道及地下工程、地震工程、爆破工程的方案設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)等。

巖土工程勘察和設(shè)計(jì)過程中，往往需要對場地的地形地貌、地下水分布情況、氣候條件、巖土體力學(xué)參數(shù)、地質(zhì)構(gòu)造等進(jìn)行評價(jià)，然后取值，以便進(jìn)行基礎(chǔ)選型、支護(hù)、加固或者爆破方案設(shè)計(jì)等。然而由于巖土工程的研究對象是巖體和土體，巖體和土體不像其他材料一樣具有確定的力學(xué)參數(shù)和工程性能，其力學(xué)參數(shù)和性能要受到地下水分布情況、氣候條件、巖土體力學(xué)參數(shù)、地質(zhì)構(gòu)造、開挖形式等因素的影響，因此工程性質(zhì)復(fù)雜而且具有極強(qiáng)的區(qū)域性特征。鑒于巖土體的特殊性和復(fù)雜性，可以綜合運(yùn)用信息管理技術(shù)對場地內(nèi)的工程地質(zhì)信息進(jìn)行集成管理、存儲和分析，通過各種形式的信息反饋，為該區(qū)域后續(xù)的巖土工程勘察、設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)和指導(dǎo)。通過搜集、整理場地內(nèi)的巖土工程信息，包括地形地貌、地下水分布情況、巖土體土工力學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)、地質(zhì)構(gòu)造、地下管線分布、地震背景等信息，并根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)、理論公式，對各個(gè)巖土體的力學(xué)參數(shù)和工程性能等信息進(jìn)行管理及存儲，然后建模分析和評價(jià)，得到該場地內(nèi)的工程地質(zhì)剖面、平面圖，評價(jià)各層地基的穩(wěn)定性和均勻性，并確定其地基承載力，從而相應(yīng)的確定基礎(chǔ)類型以及各項(xiàng)支護(hù)、防治方案。通過不斷的工程地質(zhì)信息積累，信息管理系統(tǒng)的信息量也逐漸增大，覆蓋的區(qū)域也越來越廣，確定的工程參數(shù)、支護(hù)、防止方案也就越有效、越完善，如圖2所示。

3 信息管理技術(shù)在巖土工程施工中的應(yīng)用

巖土工程施工就是對巖土工程設(shè)計(jì)方案的實(shí)施，主要包括工程孔施工、地基處理、以及開挖、爆破施工等工作內(nèi)容。目前我國對于巖土工程的施工多是通過由現(xiàn)場技術(shù)人員憑借多年施工經(jīng)驗(yàn)，在監(jiān)理單位、建設(shè)單位以及政府相關(guān)職能部門的管理和監(jiān)督下，嚴(yán)格按照施工方案和圖紙進(jìn)行的，但是當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較為復(fù)雜，施工過程中遇到突發(fā)的，與設(shè)計(jì)方案不符的情況時(shí)，若嚴(yán)格按照原設(shè)計(jì)方案施工很難保證方案可靠和工程安全，因此為了避免此類問題的發(fā)生，最有效的途徑就是實(shí)現(xiàn)巖土工程的信息化施工。

實(shí)現(xiàn)巖土工程的信息化施工除了要安裝各種監(jiān)測設(shè)備設(shè)施外，最重要的就是引進(jìn)信息管理技術(shù)。信息管理技術(shù)在巖土工程施工中的應(yīng)用如圖3所示，信息管理技術(shù)在巖土工程信息化施工中的關(guān)鍵作用就是可以有效的實(shí)現(xiàn)施工記錄的集成化管理，實(shí)現(xiàn)對施工過程的全程跟蹤和記錄，其主要優(yōu)點(diǎn)具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

①通過對巖土工程施工信息的集成化記錄和管理，可以將當(dāng)前施工信息與已建工程信息進(jìn)行對比分析，特別是對于一些地質(zhì)條件較為復(fù)雜，容易發(fā)生突發(fā)事件的巖土工程，可以根據(jù)施工場地內(nèi)地下水位、水質(zhì)的實(shí)際情況以及巖土體變形、壓力的變化情況等信息及時(shí)調(diào)整施工方案，制定防治措施。

②由于施工記錄能夠及時(shí)的錄入和提交，并且在提交以后不能隨意進(jìn)行更改，因此信息管理技術(shù)的引進(jìn)有利于建設(shè)單位、監(jiān)理單位和政府相關(guān)職能部門對巖土工程的施工過程進(jìn)行全程的監(jiān)督和管理，避免偷工減料等違規(guī)作業(yè)現(xiàn)象的發(fā)生。

③信息管理技術(shù)的引入實(shí)現(xiàn)了施工記錄由紙質(zhì)向電子化方向的轉(zhuǎn)變，因此極為方便后期施工記錄、竣工驗(yàn)收報(bào)告等資料的提交和歸檔。

4 結(jié) 語

未來巖土工程的規(guī)模將不斷擴(kuò)大，其結(jié)構(gòu)形式和面臨的地質(zhì)條件也變得越來越復(fù)雜，但是伴隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的高速發(fā)展，以及高新監(jiān)測技術(shù)、多媒體技術(shù)以及智能化的專家系統(tǒng)的完善，信息管理技術(shù)在巖土工程的設(shè)計(jì)和施工中發(fā)揮的作用的也會越來越大，勢必成為21世紀(jì)巖土工程發(fā)展的主要方向。

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