[摘要]針對隧道和地下工程的施工特點，結合施工力學基本原理，提出了隧道和地下工程的信息化施工技術，較好地解決了隧道和地下工程施工過程的安全性問題。
　　[關鍵詞]隧道工程論文，地下工程論文，信息化施工
　　1隧道和地下工程現狀及信息化發展
　　隧道工程在土木工程領域占著重要地位。我國自從1890年在臺灣基隆至新竹窄軌鐵路上修建中國第一個鐵路隧道—獅球嶺隧道(總長216m)以來，截止2002年底，累計完成鐵路和公路隧道8658座，總長度4374km，其中鐵路隧道6876座，總長度3670km，總長度為世界第一；公路隧道1782座，總長度704km,總數量為世界第一。其復雜多變的地質條件、傳統固定的管理結構、專業各異的參與人員等在很大程度上代表了土木工程的典型特點。
　　受工作條件的限制，我國隧道施工已被視為環境條件差、危險程度高、技術含量高、質量事故高、工作效率低的傳統行業，但其相對橋涵工程較高的利潤率對施工企業仍有較大的吸引力，因此，如何提供隧道施工整體水平是許多企業考慮的重要問題。近年來隧道工程的施工方法雖然有了較大的改進，但與其它行業相比，先進技術(尤其是高新技術)的開發、研究和應用程度遠遠滯后。部分新技術的轉化和應用，也大多應用于測量(如地質超前預報)、爆破(如液體炸藥)、開挖(如電腦臺車)等單個環節。目前文獻中出現了隧道施工技術專家系統，其實指的是上海隧道股份公司周文波牽頭開發并研制的“盾構法隧道施工專家系統”，其核心是對盾構機功能的改進與完善，其結果并不適用于一般隧道的施工與管理程序。
　　2施工力學及基本原理論文
　　為了維護地下工程的穩定，有許多可供采用的工程措施，基于地下工程的開挖施工存在分期、分塊的特點，在各項措施中，以采取合理的開挖順序、適時有效的支護力案最為經濟有效，這就是施工力學的基本思想。
　　巖體動態力學具備6條基本原理：
　　(1)復雜巖體中的工程施工受到自然不確定性因素的影響，是個開放的系統，使得圍巖穩定性及經濟的估價判斷和分析成為一個復雜的系統工程，要全面而正確地認識各種因素的影響，不僅要研究自然因素如地質條件、初始應力、巖體的力學物性等)，還需要研究人為的工程因素。
　　(2)在巖體工程的施工期和竣工后的運行期間,圍巖穩定性及有關的經濟效益不僅和其最終狀態有關，而且和達到竣工最終狀態所采取的開挖途徑和力法有關，這是因為施工中若干巖體邊界在時空域中是不斷變化的。從力學角度來說，這是個非線性過程，不只與其最終狀態有關，而且和應力路徑與應力歷史相關。
　　(3)對這類工程的穩定性評價及施工支護設計，要運用上述觀點在施工前進行巖體動態施工力學的優化分析，尋求最優或幾個較優的方案，以供決策。在分析中應把施工支護因素也包括在施工內容中。
　　(4)對復雜條件的巖體工程，要特別注意施工過程的設計與控制，科學地遵循圍巖的動態影響規律，在經濟合理的前提下，因地制宜地運用開挖和支護手段，把有害的影響及隱患控制在較低的限度內。
　　(5)根據優化方案進行施工時，要不斷深入和修正原有認識，做好圍巖動態影響的觀察和監測工作。用這些新的資料與原來預計情況進行對比，以判斷現有方案的合理性，必要時應及時調整現有的施工和支護方案，保證后續工程進程的安全及經濟性。
　　(6)強調勘察、設計、施工、科研4個環節緊密結合，互相滲透，不能刻板遵循前環節的結論安排，不顧條件的變化照圖施工，應在施工過程中不斷修改、調整原有的結論或設計，使之符合實際情況。
　　3信息化施工技術論文
　　3.1地下工程施工順序優化分析
　　在隧道和地下工程的開挖施工全過程中，進行三維數值模擬，按不同施工階段和施工工序以及各個施工工況就三維問題分析研究，找出在最不利施工條件下圍巖結構系統各部分的變形位移，進而針對周圍環境的各個被保護對象做出有理論依據的工程險情預報和變形控制決策。
　　3.2地下工程的施工監控與反饋設計
　　地下工程施工過程中，明挖深基坑會對周圍的土體、建筑物、道路、管線等造成影響，因此必須選擇合適的基坑圍護結構。地下連續墻是一種較為有效的力法。
　　基坑開挖過程中，有必要借助儀器設備和其他一些手段對圍護結構、周圍環境進行綜合監測。根據前段開挖期間監測到的各種變化，預測下階段施工過程中可能出現的新動態，對后期開挖方案與開挖步驟提出建議，對施工過程中可能出現的險情進行及時的預報。
　　基坑開挖之前，應結合本工程的實際情況，做出系統的開挖監測方案，對于不同的工程，其監測內容、使用的儀器、監測的頻率、警戒值、監測方法、監測點布置、精度要求應根據工程實際進行相應的確定。
　　雖然隧道和地下工程的設計是建立在地質研究的基礎之上，但地質條件千變萬化，在隧道和地下工程的開挖中，常常發現實際地質條件與設計時會有出入，加上工程巖體的復雜性，人們對地質情況的把握往往很難準確，因此，隧道和地下工程的信息化施工監控與反饋設計是必不可少的關鍵環節，目的是為了做到信息化施工，并及時發現問題，馬上進行處理，并及時更改設計和施工中的不足，為下一步安全施工做準備，杜絕工程事故，確保工程的安全。其核心內容為：以量測數據為依據，制定和修改施工方案，確定支護參數，達到工程目標。
　　4隧道施工安全管理技術
　　近年來，新奧法施工技術在高速公路隧道施工中得到了廣泛應用，量測信息的價值越來越重要，在某種程度上，量測信息是反映隧道施工過程中圍巖與支護結構穩定安全與否的晴雨表。它對指導隧道施工過程中的設計變更、維護隧道安全施工等具有十分重要的意義。
　　首先，按照設計方案進行隧道斷面的開挖，隨著掌子面的不斷推進，利用各種量測儀表在隧道工程施工現場進行量測獲取各種信息，如用各類收斂儀量測獲得的洞室收斂位移、多點位移計量測獲得隧道圍巖域內的位移、應力盒量測獲得支護結構及圍巖應力等。
　　進而根據各類量測信息對隧道圍巖與支護變形等進行預測分析，同時依據隧道施工規范和隧道工程的具體條件，分析確定圍巖與支護結構變形的安全閾值。
　　最后分析比較預測值與安全閾值之間的接近度，判定隧道圍巖與支護結構是否安全穩定，如果滿足安全條件則可進行下一道工序施工，否則應通知施工人員立即停比施工，并會同相關部門對隧道施工安全性進行綜合評估，必要時應及時調整隧道開挖的施工工序，甚至變更隧道的設計方案，以確保隧道工程的施工安全。
　　5結語
　　隧道和地下工程的施工信息化能跟蹤檢查施工并能指導施工，較好地解決了隧道和地下工程施工過程的安全性問題，可以避免施工過程中重大事故的發生，是安全施工的保障。由于在施工中實行多種監測手段和信息化施工，使基坑周邊的環境安全有了可靠保證，是在周圍建筑物密集的地區進行施工的關鍵，值得今后在大型地下工程中推廣應用。
　　參考文獻
　　[1]王忠勛.隧道圍巖變形監控量測的實踐[J].鐵道建筑，2000,(2)：7-10
　　[2]朱永全，景詩庭，張清.時間序列分析在隧道施工監測中的應用[J].巖石力學與工程學報，1996,15(4)：353-359