丁相軍

（青島地質(zhì)工程勘察院，山東 青島266100）

1 引言

近年來(lái)，我國(guó)諸多項(xiàng)目對(duì)地下空間展開(kāi)大范圍開(kāi)發(fā)建設(shè)，巖土工程定義范圍較廣，主要涉及城市地下空間、地下工程、基礎(chǔ)工程、地基工程、邊坡工程、基坑工程等。巖土工程的主要研究對(duì)象是巖體與土體，所以其施工復(fù)雜程度較高，在巖土工程勘察與施工中作業(yè)難度較高。目前，在巖土工程設(shè)計(jì)與施工中，不僅要注重施工管理，還要合理應(yīng)用信息管理技術(shù)，為巖土工程建設(shè)提供保障。

2 巖土工程設(shè)計(jì)施工中信息管理技術(shù)的運(yùn)用價(jià)值概述

目前，巖土工程對(duì)于信息技術(shù)的應(yīng)用就是通過(guò)感測(cè)、信息處理、通信、控制等各項(xiàng)技術(shù)對(duì)巖土工程中數(shù)據(jù)信息進(jìn)行集中處理，如現(xiàn)場(chǎng)資料、監(jiān)控信息數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、公式信息、經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)等，在檢測(cè)、識(shí)別、傳遞、存儲(chǔ)的基礎(chǔ)上，通過(guò)圖形、文本、音像等多種形式供廣大用戶查詢、綜合分析與整體評(píng)價(jià)信息，對(duì)巖土工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)與施工進(jìn)行有效指導(dǎo)。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)以及多項(xiàng)技術(shù)的全面發(fā)展，相關(guān)管理部門(mén)都格外注重對(duì)巖土工程中計(jì)算機(jī)、信息管理技術(shù)應(yīng)用情況的探究，也取得了一定成效。例如，巖土可視化技術(shù)與計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、信息化施工、監(jiān)測(cè)信息反饋等。巖土工程通過(guò)與信息技術(shù)有效融合，能進(jìn)行可靠性分析以及多項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)判定，此類(lèi)技術(shù)能建立現(xiàn)代巖土工程信息管理系統(tǒng)的基本架構(gòu)，對(duì)巖土工程施工建設(shè)中多項(xiàng)重難點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行集中控制，全面保障現(xiàn)代巖土工程勘察設(shè)計(jì)與施工活動(dòng)的全面開(kāi)展。在信息技術(shù)快速發(fā)展中，信息管理技術(shù)的應(yīng)用使巖土工程多項(xiàng)問(wèn)題得到了集中控制[1]。

3 信息技術(shù)在巖土工程勘察設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

巖土工程設(shè)計(jì)就是在巖土工程勘察活動(dòng)結(jié)束之后，結(jié)合施工要求、施工區(qū)域環(huán)境現(xiàn)狀、地質(zhì)條件、巖土工程等對(duì)邊坡工程、地基工程、樁基工程、隧道工程、基坑工程、爆破工程、地震工程、施工圖設(shè)計(jì)等進(jìn)行綜合分析。在巖土工程勘察與設(shè)計(jì)階段，需要對(duì)施工區(qū)域的地形地貌、地下水活動(dòng)與分布情況、氣候要素、巖體力學(xué)特征、地質(zhì)構(gòu)造多項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，之后進(jìn)行取值，選取最完善的支護(hù)、加固、爆破施工方案[2]。

在巖土工程建設(shè)研究中，主要是探查巖體與土體基本現(xiàn)狀，巖土體的基本性能與力學(xué)參數(shù)值受到多項(xiàng)要素影響，如巖土力學(xué)參數(shù)值、氣候問(wèn)題、地下水環(huán)境、地質(zhì)構(gòu)造、施工開(kāi)挖形式等，所以其基本工程性質(zhì)較為復(fù)雜，同時(shí)，區(qū)域性特征較為突出?；趲r土體的復(fù)雜性和特殊性特征，要綜合選取信息技術(shù)、管理技術(shù)對(duì)施工區(qū)域中項(xiàng)目地質(zhì)信息進(jìn)行綜合處理、存儲(chǔ)與深入分析。通過(guò)各類(lèi)形式信息反饋，便于為巖土工程勘察設(shè)計(jì)活動(dòng)提供多項(xiàng)數(shù)據(jù)作為參考。相關(guān)技術(shù)人員通過(guò)對(duì)施工區(qū)域中巖土工程信息進(jìn)行集中收取與整理，主要包括地形地貌、地下水分布現(xiàn)狀、工程力學(xué)數(shù)據(jù)、地質(zhì)構(gòu)造條件、施工區(qū)域地下管線分布等相關(guān)信息，再結(jié)合當(dāng)?shù)厥┕そ?jīng)驗(yàn)，對(duì)各個(gè)巖土體展開(kāi)數(shù)據(jù)計(jì)算，將獲取的力學(xué)參數(shù)與項(xiàng)目建設(shè)性能等各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行信息化存儲(chǔ)，之后進(jìn)行建模分析與綜合評(píng)價(jià)，能獲得該區(qū)域地質(zhì)平面圖與剖面圖，對(duì)各層地基基本穩(wěn)定性進(jìn)行分析，判定地基承載力性能。這樣能有效確定地基基本類(lèi)型以及防治方案與支護(hù)方案。通過(guò)對(duì)施工項(xiàng)目地質(zhì)信息進(jìn)行有效積累，信息管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)量會(huì)不斷增多，覆蓋范圍不斷擴(kuò)大，保障工程參數(shù)、支護(hù)方案、風(fēng)險(xiǎn)防控方案更為有效。

4 信息管理技術(shù)在巖土工程施工中的應(yīng)用

巖土工程施工建設(shè)就是對(duì)巖土工程設(shè)計(jì)方案的全面落實(shí)，在施工中主要涉及孔施工、地基施工、開(kāi)挖施工、爆破施工等。從當(dāng)前我國(guó)大多數(shù)巖土工程施工現(xiàn)狀來(lái)看，施工活動(dòng)主要是由大多數(shù)施工技術(shù)人員依據(jù)自身施工經(jīng)驗(yàn)，在建設(shè)部門(mén)、監(jiān)理部門(mén)、政府部門(mén)等相互監(jiān)督管理中，全面依照施工圖紙與施工方案進(jìn)行施工。但是施工區(qū)域地質(zhì)環(huán)境較為復(fù)雜，在施工中會(huì)遇到較多突發(fā)性事故，當(dāng)設(shè)計(jì)方案與施工現(xiàn)狀不吻合，或是對(duì)原有設(shè)計(jì)方案嚴(yán)格執(zhí)行卻難以提升施工安全性，為了有效解決此類(lèi)問(wèn)題，要全面實(shí)現(xiàn)巖土工程信息化施工[3]。

在巖土工程信息化施工建設(shè)中，管理部門(mén)要注重裝配各類(lèi)施工監(jiān)測(cè)設(shè)備，引入多項(xiàng)信息管理技術(shù)。信息管理技術(shù)在巖土工程信息化施工中的應(yīng)用重點(diǎn)就是做好施工現(xiàn)場(chǎng)信息集成化記錄管理工作，對(duì)施工全過(guò)程進(jìn)行跟蹤記錄。在巖土工程施工數(shù)據(jù)信息集成化管理與記錄存儲(chǔ)中，能將現(xiàn)階段施工信息與已建工程項(xiàng)目信息進(jìn)行全面跟蹤和記錄[4]。優(yōu)點(diǎn)主要是體現(xiàn)在以下各個(gè)方面：首先，在施工信息對(duì)比中，針對(duì)部分施工難度較高的巖土工程，此區(qū)域地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜性較高，容易出現(xiàn)突發(fā)事件。因此，可以結(jié)合施工區(qū)域內(nèi)部地下水位活動(dòng)現(xiàn)狀，依據(jù)水質(zhì)分布現(xiàn)狀、巖土變形要素、巖土工程壓力數(shù)據(jù)變化等對(duì)傳統(tǒng)施工方案進(jìn)行全面更新，制定針對(duì)性的施工控制方案。由于施工記錄能隨時(shí)錄入與傳遞，多項(xiàng)信息提交之后難以更改。通過(guò)應(yīng)用信息管理技術(shù)，能促使施工建設(shè)部門(mén)、政府部門(mén)、監(jiān)理部門(mén)等對(duì)項(xiàng)目施工全過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督管理，對(duì)施工中存有的各類(lèi)違規(guī)現(xiàn)象進(jìn)行控制。在巖土工程中合理融入信息管理技術(shù)，能保證多項(xiàng)施工活動(dòng)數(shù)據(jù)記錄從紙質(zhì)文件轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮踊募阌诤罄m(xù)施工記錄、竣工材料的傳遞與歸檔存儲(chǔ)。

5 BIM 技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用

BIM 技術(shù)在巖土工程中應(yīng)用能保障設(shè)計(jì)施工效果以三維可視化全面展示，通過(guò)數(shù)字化模型可視化角度能集中反映對(duì)應(yīng)的地質(zhì)環(huán)境。相關(guān)部門(mén)對(duì)多項(xiàng)數(shù)值進(jìn)行精細(xì)化模擬，便于管理部門(mén)擬定對(duì)應(yīng)決策，能對(duì)各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)要素進(jìn)行控制。BIM 技術(shù)在巖土工程中應(yīng)用，對(duì)工程進(jìn)行深入勘探、設(shè)計(jì)、施工，促使施工活動(dòng)穩(wěn)定開(kāi)展，對(duì)項(xiàng)目建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行控制。在應(yīng)用BIM 軟件時(shí)，基于BIM 模型對(duì)各類(lèi)分析軟件合理應(yīng)用，如施工管理軟件、結(jié)構(gòu)分析軟件、設(shè)計(jì)軟件等。例如，Revit 軟件的應(yīng)用相對(duì)成熟，具備良好的三維建模技術(shù)，全面舍棄了傳統(tǒng)CAD 平臺(tái)，其接口編程能力較強(qiáng)，借助Revit 補(bǔ)充相應(yīng)接口，在軟件信息可視化以及多項(xiàng)程序應(yīng)用延伸基礎(chǔ)上制作對(duì)應(yīng)的模型。在工程勘察效果可視化中，提升建模效率。在巖土工程勘察設(shè)計(jì)階段，在Revit Architecture 軟件應(yīng)用過(guò)程中，繪制三維格柵剖面圖，剖面圖中不同顏色能對(duì)應(yīng)不同巖土地層。對(duì)各類(lèi)勘察資料進(jìn)行深入分析能得出三維可視化重要特征，對(duì)巖土工程各個(gè)區(qū)域?qū)嶋H現(xiàn)狀進(jìn)行監(jiān)察。在巖土工程全面勘察設(shè)計(jì)中，在建模之后能根據(jù)建模軟件的應(yīng)用獲取對(duì)應(yīng)的工程地質(zhì)圖，與常規(guī)成果圖相對(duì)比，其對(duì)巖土層的信息處理較為便捷。建立完善巖土工程數(shù)據(jù)庫(kù)，借助軟件對(duì)勘察情況進(jìn)行綜合處理，對(duì)巖土工程建設(shè)中相關(guān)接口問(wèn)題合理處理，對(duì)模型構(gòu)建和輸出進(jìn)行針對(duì)性模擬，可以有效提升管理成效。

6 結(jié)語(yǔ)

社會(huì)現(xiàn)代化建設(shè)步伐不斷加快，各個(gè)地區(qū)巖土工程建設(shè)規(guī)模在不斷擴(kuò)大。施工區(qū)域結(jié)構(gòu)形式與地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜程度在不斷增加。在社會(huì)發(fā)展新時(shí)期，我國(guó)多項(xiàng)技術(shù)全面發(fā)展，專(zhuān)家系統(tǒng)、多媒體技術(shù)、監(jiān)測(cè)技術(shù)不斷完善，在巖土工程勘察設(shè)計(jì)與施工中信息管理技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值不斷提升，是今后巖土工程發(fā)展的重要方向。