■廣西交通設(shè)計集團有限公司 唐正輝 李世明

廣西新發(fā)展交通集團有限公司 潘榮建

鉆探，利用機械設(shè)備或工具在巖(土)層中鉆孔并取出巖(土)芯(樣)了解地質(zhì)情況，是巖土工程勘察最直接、最重要的手段。傳統(tǒng)的鉆探數(shù)據(jù)采集、記錄、上機過程，存在大量簡單重復(fù)性操作，耗時耗力，嚴重影響工作效率。此外，傳統(tǒng)的記錄過程缺乏透明性和可追溯性，使得第一手資料的真實性、完整性、可靠性難以得到保證，成為影響勘察成果質(zhì)量的突出問題。隨著云計算、大數(shù)據(jù)及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的的迅猛發(fā)展，使得對工程建設(shè)涉及到的勘察、設(shè)計、施工工作的信息化管理成為可能。朱合華等[1]基于相關(guān)研究成果，提出了地下工程分類體系及數(shù)據(jù)化標準實現(xiàn)方法；李曉軍等[2]基于城市地下空間發(fā)展所涉及到的相關(guān)數(shù)據(jù)特征和調(diào)查資料，提出了城市地下空間標準化發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢；羅登昌等[3]從堤防工程特點出發(fā)，提出了堤防工程數(shù)據(jù)標準化的3個主要內(nèi)容，并給出了具體的實現(xiàn)流程；趙冬青[4]從軌道交通工程勘察設(shè)計院的實際業(yè)務(wù)需求出發(fā)，提出了軌道交通工程勘測數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)的搭建框架、實現(xiàn)流程，并給出了實際測試效果；郭凡[5]提出了一種針對市政工程的地質(zhì)資料管理平臺，并詳細介紹了平臺的設(shè)計思路、操作流程及使用效果。上述關(guān)于工程數(shù)據(jù)標準化、信息化方面的研究成果及提出的管理平臺，多處于理論框架及初步運營階段。聚焦工程勘察領(lǐng)域，北京、上海、廣西等地區(qū)住建行業(yè)已開始推行勘察質(zhì)量信息化管理，目標側(cè)重于質(zhì)量監(jiān)管；一些大型勘察設(shè)計企業(yè)則側(cè)重于生產(chǎn)需求，探索勘察信息化管理，旨在提高工作效率和成果質(zhì)量，實踐方面作出了許多有益的探索，然而關(guān)于普適性的理論研究、標準化建設(shè)方面的成果資料尚較為缺乏。本文就鉆探數(shù)據(jù)內(nèi)容、鉆探作業(yè)流程、鉆探數(shù)據(jù)流特點、建立鉆探數(shù)據(jù)標準的原則、數(shù)據(jù)異常規(guī)則等核心問題進行深入剖析，提出建立鉆探數(shù)據(jù)標準的基本要點，以期為實現(xiàn)鉆探工程數(shù)據(jù)標準化、信息化提供參考。

1.鉆探數(shù)據(jù)內(nèi)容

數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)對象，鉆探信息化首先要明確的問題包括哪些數(shù)據(jù)為必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)的格式以及相互之間的關(guān)系。一般而言，與鉆探相關(guān)的數(shù)據(jù)主要包括人員、項目、鉆孔、測試、取樣試驗、項目管理等。

1.1 人員信息

必要的人員信息包括姓名、性別、通訊方式、所屬單位和部門、在項目中的角色等，其中，角色分為領(lǐng)導(dǎo)、管理人員、機長、工人、記錄員、編錄員、項目負責(zé)、現(xiàn)場負責(zé)、測量、設(shè)計、復(fù)核、審核、審定、監(jiān)理、業(yè)主等，需根據(jù)系統(tǒng)管理的特點靈活設(shè)置。根據(jù)企業(yè)管理的需要和作業(yè)流程，可能還會把更多的人力資源信息、經(jīng)營管理信息、相關(guān)方信息納入系統(tǒng)。

需要說明的是，人員分為企業(yè)全員信息庫、項目組成員兩個層級，項目組成員及各自角色通常是在項目組成立時，從企業(yè)全員信息庫中指派，二者有著映射關(guān)系，保證一致性。

1.2 工程項目信息

工程項目信息通常包括項目名稱、項目地點、行政歸屬、類別、規(guī)模、年限、合同號、內(nèi)部管理號、相關(guān)合作方等。對于公路、鐵路等大型線路工程，通常需建立樹狀結(jié)構(gòu)的項目層級，在整個大項目下分標段、分路橋隧等類別，其下再建具體工點項目。

1.3 鉆孔信息

鉆孔信息一般包括鉆孔名稱、孔口坐標、鉆孔深度、鉆孔類別、開孔日期、回次記錄、地下水、終孔日期、封孔狀態(tài)、編錄信息（分層、定名與描述等）、巖芯照片、相關(guān)人員作業(yè)過程記錄等。

1.4 測試信息

測試信息主要指在鉆孔內(nèi)進行的原位測試數(shù)據(jù)，如標準貫入試驗、重型動力觸探等，相關(guān)信息包括測試深度、測試數(shù)據(jù)、測試人、日期等。

1.5 取樣試驗信息

取樣試驗信息主要包括巖樣、原狀土樣和擾動土樣，記錄信息包括樣品編號、采樣深度、取樣人、送樣人、試驗項目和試驗結(jié)果等。

1.6 項目管理信息

除人員分工外，項目管理過程形成的相關(guān)記錄，也是勘察工作重要的項目信息，包括技術(shù)與安全交底記錄、測量相關(guān)記錄、各類通知單、互提資料單等管理類信息。

2.鉆探外業(yè)工作流程與數(shù)據(jù)流

鉆探信息化管理的對象包括過程要素與成果要素，其管理的要點取決于數(shù)據(jù)流，即數(shù)據(jù)由誰于何時以什么形式提出，往下游如何影響相關(guān)要素等，而鉆探外業(yè)數(shù)據(jù)流取決于作業(yè)標準流程及數(shù)據(jù)自身的結(jié)構(gòu)特點。

2.1 鉆探外業(yè)工作流程

鉆探外業(yè)工作流程總體如圖1所示，工作流程決定著鉆探數(shù)據(jù)元素產(chǎn)生的時間、地點及其提供者等相關(guān)信息。

圖1 鉆探外業(yè)流程

2.2 鉆探外業(yè)數(shù)據(jù)流

鉆探外業(yè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)流大致如表1所示。

表1 鉆探外業(yè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)流

3.數(shù)據(jù)項及其格式標準化原則

無論是從整個國家、行業(yè)，還是從勘察企業(yè)自身來考慮，鉆探數(shù)據(jù)的積累、整合和共享利用，無疑將成為未來關(guān)注的焦點。為了實現(xiàn)這一目標，需要使不同時期、不同地域、不同人員負責(zé)的不同項目所獲取的數(shù)據(jù)具有相同的結(jié)構(gòu)和特征，即鉆探相關(guān)數(shù)據(jù)需作標準化加工處理。

鉆探數(shù)據(jù)標準化處理工作有以下兩種情況：一是對沒有建立標準之前就已經(jīng)獲取的非標準數(shù)據(jù)，進行標準化加工，并錄入標準數(shù)據(jù)庫；二是有了標準之后，直接按標準進行數(shù)據(jù)收集與整理。前者是針對歷史數(shù)據(jù)的處理，工作量巨大，而后者得益于信息化手段，在獲取數(shù)據(jù)的同時，同步實現(xiàn)標準化，多快好省。因此，在行業(yè)內(nèi)建立數(shù)據(jù)標準迫在眉睫。

考慮到數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用的需求和特點，建立鉆探數(shù)據(jù)標準宜遵循以下原則：

一是全面原則。數(shù)據(jù)標準應(yīng)覆蓋所有必要的數(shù)據(jù)元素，避免遺漏重要數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)內(nèi)容與結(jié)構(gòu)的完整，保證數(shù)據(jù)在采集、錄入、訪問過程中無缺陷。

二是通用性與個性化統(tǒng)一原則。數(shù)據(jù)元素的取舍與表述，應(yīng)考慮數(shù)據(jù)提供者和使用者的不同，考慮應(yīng)用的目的、應(yīng)用范圍的大小等因素。關(guān)鍵數(shù)據(jù)元素是必不可少的，其結(jié)構(gòu)也應(yīng)相應(yīng)固化，比如鉆孔孔號、孔口坐標、孔深等信息，這樣的元素應(yīng)是標準化的。而開孔照片、終孔視頻等信息，則需根據(jù)管理、使用的需要，作為可選數(shù)據(jù)進行采集與管理，其形式亦可為個性化的。數(shù)據(jù)元素的必要性及形式規(guī)格選擇，應(yīng)在考慮行業(yè)共性特點及要求的基礎(chǔ)上，兼顧相關(guān)單位與具體人員的個性需求，做到共性與個性的辯證統(tǒng)一。

三是釋義明確原則。作為數(shù)據(jù)的對接、整合與共享的對話基準，數(shù)據(jù)標準必須準確無誤，共性數(shù)據(jù)元素的定義必須明確、無分歧，確保任何一個從業(yè)者去采集、提供、訪問或應(yīng)用數(shù)據(jù)時，其理解是一致的，以免造成誤讀。

四是可追溯原則。為建立對數(shù)據(jù)來源及可靠性的考查機制，數(shù)據(jù)的采集、錄入、修改與整合的整個過程應(yīng)具有溯源功能，保證過程的可追溯性?？勺匪菪允琴|(zhì)量管理、釋疑與核查必須的保障機制，為實現(xiàn)數(shù)據(jù)的溯源功能，需要對數(shù)據(jù)的采集、錄入、修改過程進行全面留痕，將記錄人員、時間、地點、事由等關(guān)鍵信息進行整合綁定。

五是可拓展原則。通過項目的不斷積累，勘察數(shù)據(jù)的體量自然會越來越大。此外，隨著行業(yè)和時代的發(fā)展，數(shù)據(jù)類型也會有所創(chuàng)新和演變，這就要求數(shù)據(jù)的標準有可拓展性，保證數(shù)據(jù)的歷史兼容性。

4.數(shù)據(jù)異常規(guī)則

作為鉆探數(shù)據(jù)標準的補充，異常規(guī)則是為實現(xiàn)數(shù)據(jù)有效性檢驗、質(zhì)量監(jiān)管、全過程異常提示而建立的，通過系統(tǒng)自動校核、示警，可大幅提高勘察作業(yè)、管理的效率，改善成果質(zhì)量。鉆探數(shù)據(jù)異常通常分為人員異常、地點異常、時間異常、數(shù)據(jù)缺項或格式錯誤等情況。

4.1 人員異常

在一個完善的信息化管理系統(tǒng)中，項目組成員一般都有明確的權(quán)限與分工，每個人可參與的工作環(huán)節(jié)、提供和編輯的數(shù)據(jù)元素及其時機，應(yīng)該是流程化和相對確定的，不至于造成程序和角色的錯亂，即系統(tǒng)可通過標準化的流程和角色管理，避免出現(xiàn)大多數(shù)人員異常的情況。而對于人員刻意違規(guī)的操作，比如同一帳號在不同地點同時采集數(shù)據(jù)，就涉嫌造假，系統(tǒng)會提出警示，相關(guān)人員需進行核查。

4.2 地點異常

很多關(guān)鍵數(shù)據(jù)都具有位置屬性，數(shù)據(jù)理論位置與實際定位的偏距如果大于定位設(shè)備的精度，可視為地點異常。偏距允許值是地點異常的關(guān)鍵指標，它與定位設(shè)備直接相關(guān)，同時也受作業(yè)環(huán)境影響，其取值要充分考慮各種因素的影響。對孔位的放樣、復(fù)測及特殊情況下的移孔，定位精度要滿足相關(guān)規(guī)范的要求，一般要求達到毫米級；而復(fù)測孔位與設(shè)計孔位的偏距允許值，則應(yīng)視結(jié)構(gòu)物的設(shè)置情況與地質(zhì)條件復(fù)雜程度等來確定，比如巖溶區(qū)的橋樁鉆孔要求不超出樁徑范圍，而碎屑巖區(qū)的橋樁鉆孔偏位則可相應(yīng)放寬。對于鉆探過程中的記錄、編錄、拍照等信息，主要采用手機定位，定位精度較低，其偏距允許值通?？煞艑挼?0m—200m。

4.3 時間異常

時間異常包括時間點先后異常及作業(yè)速度異常兩類。時間點先后異常指數(shù)據(jù)采集的時間與鉆探作業(yè)流程相矛盾的問題，包括采集時間早于數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時間，或采集時間嚴重滯后，以及程序上前后顛倒等。作業(yè)速度異常指某一作業(yè)環(huán)節(jié)過快或過慢，超出正常范圍，比如巖土的鉆進速度過快，通常有造假嫌疑。時間異常反映出造假、采集不及時或操作不規(guī)范等情況。信息化管理系統(tǒng)自身應(yīng)設(shè)置有流程強制機制，避免誤操作造成流程的混亂。同時，對上傳數(shù)據(jù)的時間合理性進行判別，對異常情況提出警示，供相關(guān)人員核查處理。

4.4 數(shù)據(jù)缺項或格式錯誤

標準體系中，對重要信息（必填項）及其格式均應(yīng)有強制要求，在使用上傳的數(shù)據(jù)前，需對其完整性、正確性進行檢驗，當數(shù)據(jù)存在缺陷時提出警示，以便及時進行補充完善，避免錯漏流入下一環(huán)節(jié)。

5.結(jié)語

信息化有利于提高勘察工作效率和勘察成果質(zhì)量，是勘察人員、勘察單位和監(jiān)管部門的得力手段，推行信息化是鉆探質(zhì)量和進度管理的必然趨勢，而標準化則是信息化的基礎(chǔ)和必要條件。本文對鉆探數(shù)據(jù)內(nèi)容、鉆探作業(yè)流程、鉆探數(shù)據(jù)流的特點、鉆探數(shù)據(jù)標準化的原則、數(shù)據(jù)異常規(guī)則的建立等進行了深入剖析，對建立鉆探數(shù)據(jù)標準、推進勘察信息化管理工作，有一定的參考和借鑒價值。信息化在工程勘察領(lǐng)域的應(yīng)用，是近些年才逐漸開始的，其普及尚需時日。在工程勘察信息化應(yīng)用方面，已出版可供參考的資料甚少，需要更多同行總結(jié)并分享更多有借鑒價值的資料和案例，以促進行業(yè)的共同發(fā)展。