試論巖土工程設計施工中信息管理技術的運用

丁相軍

（青島地質工程勘察院，山東 青島266100）

1 引言

近年來，我國諸多項目對地下空間展開大范圍開發(fā)建設，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象是巖體與土體，所以其施工復雜程度較高，在巖土工程勘察與施工中作業(yè)難度較高。目前，在巖土工程設計與施工中，不僅要注重施工管理，還要合理應用信息管理技術，為巖土工程建設提供保障。

2 巖土工程設計施工中信息管理技術的運用價值概述

目前，巖土工程對于信息技術的應用就是通過感測、信息處理、通信、控制等各項技術對巖土工程中數(shù)據(jù)信息進行集中處理，如現(xiàn)場資料、監(jiān)控信息數(shù)據(jù)、實驗數(shù)據(jù)、公式信息、經(jīng)驗數(shù)據(jù)等，在檢測、識別、傳遞、存儲的基礎上，通過圖形、文本、音像等多種形式供廣大用戶查詢、綜合分析與整體評價信息，對巖土工程項目設計與施工進行有效指導。

隨著計算機技術以及多項技術的全面發(fā)展，相關管理部門都格外注重對巖土工程中計算機、信息管理技術應用情況的探究，也取得了一定成效。例如，巖土可視化技術與計算機仿真技術、地理信息系統(tǒng)、信息化施工、監(jiān)測信息反饋等。巖土工程通過與信息技術有效融合，能進行可靠性分析以及多項風險判定，此類技術能建立現(xiàn)代巖土工程信息管理系統(tǒng)的基本架構，對巖土工程施工建設中多項重難點問題進行集中控制，全面保障現(xiàn)代巖土工程勘察設計與施工活動的全面開展。在信息技術快速發(fā)展中，信息管理技術的應用使巖土工程多項問題得到了集中控制[1]。

3 信息技術在巖土工程勘察設計中的應用

巖土工程設計就是在巖土工程勘察活動結束之后，結合施工要求、施工區(qū)域環(huán)境現(xiàn)狀、地質條件、巖土工程等對邊坡工程、地基工程、樁基工程、隧道工程、基坑工程、爆破工程、地震工程、施工圖設計等進行綜合分析。在巖土工程勘察與設計階段，需要對施工區(qū)域的地形地貌、地下水活動與分布情況、氣候要素、巖體力學特征、地質構造多項參數(shù)進行綜合評價，之后進行取值，選取最完善的支護、加固、爆破施工方案[2]。

在巖土工程建設研究中，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參數(shù)值受到多項要素影響，如巖土力學參數(shù)值、氣候問題、地下水環(huán)境、地質構造、施工開挖形式等，所以其基本工程性質較為復雜，同時，區(qū)域性特征較為突出?；趲r土體的復雜性和特殊性特征，要綜合選取信息技術、管理技術對施工區(qū)域中項目地質信息進行綜合處理、存儲與深入分析。通過各類形式信息反饋，便于為巖土工程勘察設計活動提供多項數(shù)據(jù)作為參考。相關技術人員通過對施工區(qū)域中巖土工程信息進行集中收取與整理，主要包括地形地貌、地下水分布現(xiàn)狀、工程力學數(shù)據(jù)、地質構造條件、施工區(qū)域地下管線分布等相關信息，再結合當?shù)厥┕そ?jīng)驗，對各個巖土體展開數(shù)據(jù)計算，將獲取的力學參數(shù)與項目建設性能等各項信息數(shù)據(jù)進行信息化存儲，之后進行建模分析與綜合評價，能獲得該區(qū)域地質平面圖與剖面圖，對各層地基基本穩(wěn)定性進行分析，判定地基承載力性能。這樣能有效確定地基基本類型以及防治方案與支護方案。通過對施工項目地質信息進行有效積累，信息管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息存儲量會不斷增多，覆蓋范圍不斷擴大，保障工程參數(shù)、支護方案、風險防控方案更為有效。

4 信息管理技術在巖土工程施工中的應用

巖土工程施工建設就是對巖土工程設計方案的全面落實，在施工中主要涉及孔施工、地基施工、開挖施工、爆破施工等。從當前我國大多數(shù)巖土工程施工現(xiàn)狀來看，施工活動主要是由大多數(shù)施工技術人員依據(jù)自身施工經(jīng)驗，在建設部門、監(jiān)理部門、政府部門等相互監(jiān)督管理中，全面依照施工圖紙與施工方案進行施工。但是施工區(qū)域地質環(huán)境較為復雜，在施工中會遇到較多突發(fā)性事故，當設計方案與施工現(xiàn)狀不吻合，或是對原有設計方案嚴格執(zhí)行卻難以提升施工安全性，為了有效解決此類問題，要全面實現(xiàn)巖土工程信息化施工[3]。

在巖土工程信息化施工建設中，管理部門要注重裝配各類施工監(jiān)測設備，引入多項信息管理技術。信息管理技術在巖土工程信息化施工中的應用重點就是做好施工現(xiàn)場信息集成化記錄管理工作，對施工全過程進行跟蹤記錄。在巖土工程施工數(shù)據(jù)信息集成化管理與記錄存儲中，能將現(xiàn)階段施工信息與已建工程項目信息進行全面跟蹤和記錄[4]。優(yōu)點主要是體現(xiàn)在以下各個方面：首先，在施工信息對比中，針對部分施工難度較高的巖土工程，此區(qū)域地質環(huán)境復雜性較高，容易出現(xiàn)突發(fā)事件。因此，可以結合施工區(qū)域內部地下水位活動現(xiàn)狀，依據(jù)水質分布現(xiàn)狀、巖土變形要素、巖土工程壓力數(shù)據(jù)變化等對傳統(tǒng)施工方案進行全面更新，制定針對性的施工控制方案。由于施工記錄能隨時錄入與傳遞，多項信息提交之后難以更改。通過應用信息管理技術，能促使施工建設部門、政府部門、監(jiān)理部門等對項目施工全過程進行監(jiān)督管理，對施工中存有的各類違規(guī)現(xiàn)象進行控制。在巖土工程中合理融入信息管理技術，能保證多項施工活動數(shù)據(jù)記錄從紙質文件轉變?yōu)殡娮踊募?，便于后續(xù)施工記錄、竣工材料的傳遞與歸檔存儲。

5 BIM 技術在巖土工程中的應用

BIM 技術在巖土工程中應用能保障設計施工效果以三維可視化全面展示，通過數(shù)字化模型可視化角度能集中反映對應的地質環(huán)境。相關部門對多項數(shù)值進行精細化模擬，便于管理部門擬定對應決策，能對各項風險要素進行控制。BIM 技術在巖土工程中應用，對工程進行深入勘探、設計、施工，促使施工活動穩(wěn)定開展，對項目建設風險進行控制。在應用BIM 軟件時，基于BIM 模型對各類分析軟件合理應用，如施工管理軟件、結構分析軟件、設計軟件等。例如，Revit 軟件的應用相對成熟，具備良好的三維建模技術，全面舍棄了傳統(tǒng)CAD 平臺，其接口編程能力較強，借助Revit 補充相應接口，在軟件信息可視化以及多項程序應用延伸基礎上制作對應的模型。在工程勘察效果可視化中，提升建模效率。在巖土工程勘察設計階段，在Revit Architecture 軟件應用過程中，繪制三維格柵剖面圖，剖面圖中不同顏色能對應不同巖土地層。對各類勘察資料進行深入分析能得出三維可視化重要特征，對巖土工程各個區(qū)域實際現(xiàn)狀進行監(jiān)察。在巖土工程全面勘察設計中，在建模之后能根據(jù)建模軟件的應用獲取對應的工程地質圖，與常規(guī)成果圖相對比，其對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，借助軟件對勘察情況進行綜合處理，對巖土工程建設中相關接口問題合理處理，對模型構建和輸出進行針對性模擬，可以有效提升管理成效。

6 結語

社會現(xiàn)代化建設步伐不斷加快，各個地區(qū)巖土工程建設規(guī)模在不斷擴大。施工區(qū)域結構形式與地質環(huán)境復雜程度在不斷增加。在社會發(fā)展新時期，我國多項技術全面發(fā)展，專家系統(tǒng)、多媒體技術、監(jiān)測技術不斷完善，在巖土工程勘察設計與施工中信息管理技術的應用價值不斷提升，是今后巖土工程發(fā)展的重要方向。