隧道施工機械化、裝配化與信息化

馮志謙

【摘要】隧道施工工程是處在地質環境中的一種地下結構物，地質環境的未知因素決定了隧道工程的風險以及復雜性。當前的隧道設計理論還不夠成熟，為此需要采用工程類比和經驗進行設計，同時還要強調動態設計以及信息化的施工。本文對隧道工程設計及施工過程中存在的問題進行了分析，同時建立了動態設計和信息化施工的體系，以期形成一個對項目綜合效率有利的評價機制。

【關鍵詞】隧道工程;動態設計;信息化施工

【中圖分類號】U455

【文獻標識碼】B

【文章編號】1671-3362（2020）08-0046-02

近年來，我國經濟水平在快速發展，同時也推動了建筑施工的發展。但當前的工程建設過程中常有事故發生，這和地質環境以及施工人員對技術的掌握程度有關，在很大程度上反映了建設過程中存在施工脫節的情況。如何進一步做好動態設計和信息化施工，提升建設項目的效率以及效益，是當前相關人員應當著手解決的難題[1]。

1.隧道工程的動態設計與信息化施工

由于對其技術的早期調查，其主要手段、缺乏投資等因素往往無法完全了解到復雜的地質環境。環境的地質研究非常重要且可預測，這決定了隧道中主要項目的高潛在風險和多樣性。隧道中的工程甚至被認為是施工中最困難，最危險的工程。當前用于長隧道建設的理論基礎系統的建設尚未成熟，實踐經驗的設計以及主要項目之間的比較仍然是一種方法。主要隧道項目的高難度和高風險需要高科技和高水平的日常管理。這些項目對設計方法和施工單位也有更高的要求。實際上，生命動態設計匹配，即設計匹配，在初始階段迅速完成：第一階段是預詳細設計，在現場建設之前快速完成，以系統地指導項目建設。設計前的搭配大多是指工程項目的隱喻，也具有模糊決策過程的特點。中間階段是修改設計的一部分，即在施工過程中，通過各種方式來揭示地質環境條件和工地施工中的這些變化，修改并逐步改進預先獨特的設計，然后繼續進行。

2.隧道設計和施工現況

2.1預設計指導施工

實際上，長大隧道工程是由詳細設計單位確定的，然后才進行設計。個別的設計單位根據現場勘查文件和工程項目的類比以及相應的實際經驗，確定設計施工單位圖紙。組織單位審查預設計后，完成預設計協調并將其交付給現場的施工單位，往往強調了由主體組成的結構的高強度和耐用性以及重要的功能設計，通常缺乏對施工工作條件的系統模擬或簡單的模糊后續處理。大多數的支護措施都采用標準的參考實例法，甚至機械復制照片集來分析圍巖開挖施工和支護的相對穩定性。對相應措施的適用性的綜合分析較少。施工單位需要考慮圍堰、支座和關鍵小環段。現場施工單位收到的施工圖和文件應視為合同的最終文件之一。進出現場后，價格應按圖紙計算。施工過程中，地質環境發生明顯變化或發生突發情況的，建設工程單位應當提出變更后的獨特設計方案。

2.2設計圖與實施存在差距

此外，隧道中的項目工程通常以預設計為指導，從而擴展了整個項目的建設過程。因此，設計協調部門非常重視預設計，因此需要大量資金。經過更多獨特的設計，計算和審查過程后，它也可能是內部和外部非強制性審查過程和工程圖的一種方式。因為它具有很高的裝配性，而且還保留了一定的安全保證穩定性因子。但是，某些設計和實現之間通常存在很大的差距，并且與實際操作不同。這也是水文地質環境中最常見的明顯變化與突發惡劣條件之間的區別。

2.2.1預設計和施工實施的隧道斷面存在差距

預先設計的隧道國家控制段根據新建筑規范的概念考慮了一定幅度的裕度，并由于經濟原因限制了裕度，并根據相關工作文件的法律規定，整體結構、構件之間的尺寸和數量數據的計算方法將考慮到基坑開挖過多，基坑開挖不足和擠壓變形，并且限制了施工作業和精確測量的最大誤差。盡管在證書中將估算圍巖的變形，并且將要求施工單位進一步擴大考慮施工工作和直接測量誤差率的需求，也就是說，唯一的設計圖僅清楚地定義結構形式和內輪座，以及對圍巖的開挖和支撐。當施工方無法獲得圖紙后無法使用它時。施工誤差要根據制造企業強大的項目施工能力和整體水平來確定。

2.2.2預設計未考慮具體施工方機械、工藝特點

預先的詳細設計通常在施工方進入和離開現場之前很快完成，因此對特定項目施工的考慮有限。沒有充分考慮施工方法，相應措施和面積規模，或未考慮具體內容。沒有考慮施工方各種機械和施工過程的最大特征。隨后，他們大多可以根據一些設計圖紙，對施工負責人進行詳細設計，并對建設項目的具體方案進行相關研究。另一方面，有必要選擇最合適的金屬機械和制造工藝;同時，有必要根據綜合成本或建設項目的方便性來調整零件尺寸。應該與獨特的設計師溝通如何進行微調。為了方便現場施工，允許某些項目的施工單位調整尺寸和大小，這可能會完全改變應力特性，導致變形過小，并可能導致安全事故。

2.3動態設計和動態施工不足

迅速進入項目建設的第三階段，科學合理的情況應該是生命動態設計和生命動態項目建設的細節。根據裸露的地質環境條件，實時監測信息的內容和施工單位的各種重大變化，應及時修改和不斷完善前期設計，或及時處理后再進行調整。優化施工單位的方案選擇和生產工藝，或者對施工單位采取各種安全保障措施。

3.目前動態設計與信息化施工未落實的原因分析

3.1建設體制的影響

中國建筑系統長期全面實施獨特設計和建筑的完全分離。每個行業的發展都建立了一個法定代表實體，專門從事專業細節的設計或建造。并且，嚴格按照資格和行業發展前景來制定管理模式[2]。項目建設的各方以多種方式終止了公開招標并簽訂了合同，并根據實際情況成功完成了詳細設計。設計人員提供了完整的施工圖，現場施工人員根據詳細的設計圖進行了施工。當前的合同基本框架是在促進單位綜合中心建設的相互協調下完成的。

3.2動態設計和信息化施工的體系沒有有效形成

實時動態設計方法和相關信息構建是有機集成的整體表現。由于當前的詳細設計和構造分離，實時動態獨特設計和相關信息構造系統的構造尚未更有效地形成。首先，行業發展和建筑實踐不需要或敦促細節設計者建立相應的動態信息細節設計系統。通常對預設計方法抱有太大期望;可以預期的是，早期的獨特設計可以在施工單元中包含各種條件，從而反映出重型建筑工程圖紙和中后期的輕型條件。該系統在承運人的支持下形成明確的支持系統;持續實施過程中的理想情況是獲得支持，這可以將非常有利的條件轉化為負載，并且不受設計和匹配需求的法律約束。僅通過建設工程進行的圍巖開挖就可以有效地控制支護，從而達到部分設計動機。這些措施需要持續有效的對策，這些對策可能會整體上調整錨索的所有參數，或者重新調整現場施工的幾種方法和過程。

4.動態設計與信息化施工建議

4.1管理機制上促進設計和施工一體化

設計不僅要注意其功能和整體結構，而且要大力干預建設項目以繼續實施。它為科學理論和各種技術提供了全面的支持。項目建設單位不僅注重項目建設的全面實施，而且還擴展到設計方法上。新產品的現狀是從各個角度對詳細設計進行優化和升級，同時注重成本性能和投資生產效率。例如，繼續實施工程建設部分的設計和項目建設的合同，并結合社區業主將項目獨特的設計與施工工作相結合的方式啟動合同，使設計匹配和項目各方的約束力可以共同維護各方的利益和社會利益以及潛在的風險，以促進設計匹配和施工工作的融合，在技術上相互協調，更好地將各種理論與理論實踐相結合，并更好地完成任務。

4.2促進建立動態設計和信息化施工體系

部分設計和各種信息化建設系統，實現所有動態獨特設計和信息化建設理念，具體指導所有動態設計協調和信息內容建設的不良行為。所有動態獨特的設計都意味著設計配置涵蓋了現場施工的全過程，更需要考慮地質環境以及建筑的明顯變化。采用調整支護兩種方法，充分考慮本工程施工工藝及現場施工條件差。為了能夠有效地實施所有動態的、獨特的設計，在管理的早期階段對管理工作計劃設計方法和施工單位措施計劃進行了劃分，并重新考慮了設計方案。將列出所有動態詳細信息。在人工施工圖的詳細設計中，一種調整支護參數值或現場施工微調的方法和過程，也可以實現對情況的綜合評價，以便基本確定最佳方案。

5.結束語

由上可知，將動態設計和信息化施工緊密地聯合到一起能夠提升到隧道的建設技術水平，為此相關人員應當不斷增強對其的完善以及開發，才能切實提高投資效率以及收益，為我國建筑行業的發展提供一定的幫助。

參考文獻

[1] 施工技術. 超前地質預報技術在鐵路隧道動態信息化施工中的應用[J]. 現代隧道技術， 2105， 52（1）：197-202.

[2] 吳夢軍， 吳慶良. 山嶺公路隧道機械化施工現狀與展望[J]. 重慶交通大學學報（自然科學版）， 2020， 39（03）：14-21.

（作者單位：中交一公局橋隧工程有限公司）