隧道施工管理中的動態優化控制

張海偉

（保定市保通公路勘測設計有限責任公司，河北 保定 071000）

0 引言

在隧道施工中，保證工期按時完成、降低施工成本、提高工程建設質量是人們不斷追求的目標。然而要想實現這三者的統一，就必須采取相應的管理措施，加強對整個施工過程的動態控制，確保施工順利進行，提高隧道工程的質量和效益。

1 隧道工程施工的特點

隧道工程施工是地下作業，施工場地沒有地面開闊，照明、防塵、排水等工作都面臨很多的挑戰，給施工帶來不利影響。隧道貫穿的地質情況往往比較復雜，通過勘察往往難以準確預計，因此，相關的施工方案和管理方案往往也需要進行相應的調整。隧道施工在隧道內，整個施工過程受環境的影響比較小，能夠全年、全天候安排施工。隧道施工需要很多的機電設備，為了確保施工順利進行，應該確定好預埋件的位置，為后續機電設備安裝做好準備，避免出現返工現象，從而降低施工成本。此外，隧道工程施工往往需要花費大量的資金，所以必須對施工做好安排和設計，為施工的順利進行奠定基礎，以減少資源浪費，節約資本投入[1]。總之，隧道工程施工具有自身顯著的特點，因而在施工時應全面考慮，并有針對性地采取相應的管理措施，以促進施工的順利進行，提高工程建設效益。

2 隧道施工管理過程中的動態優化控制

在對隧道施工管理的過程中，要想提高管理工作的效率，促進施工的有序進行，就必須采取相應的措施實現對施工過程的有效控制。在科學合理地評估隧道施工的前提下，對施工組織方案和管理措施進行相應的調整，并采取最優的施工控制策略。在采取控制策略的前提下，建立合理的組織機構，落實相應的控制和調節機制，從而保證控制策略的有效實施。具體來說，隧道施工過程控制的作用有：按照管理系統做出最優控制決策，并確立決策實施的目標、步驟，使決策方案具體化，決策的具體實施過程程序化。同時，在實施決策的時候，對計劃實施的情況進行指揮和監督，當出現隨機變化的情況，或者遇到相應的干擾情況，對管理系統的要素變量和結構聯系進行相應的調整，促進管理系統的正常運行，確保系統的計劃目標得以順利實施[2]。本文在分析動態優化控制特點的基礎上，考慮控制與計劃的關系，綜合運用反饋技術和網絡計劃優化技術，采取最優控制的策略與方法，建立了相應的多級遞階式控制管理模式，從而保證過程控制能夠有效的實施，促進管理系統目標的順利實現。具體的技術方法和運行模式如下。

2.1 技術方法

要想實現動態優化控制的目標，必須采用科學合理的方法。首先，將反饋控制和網絡計劃優化技術結合起來，針對偏差做出最優控制策略，并根據具體工作的需要，對網絡計劃進行相應的調整，指導將來計劃的具體實施工作。也就是說，在整個隧道施工的過程中，隨著工程的進展，對施工的不同階段進行過程性評價，并找出其中存在的偏差。然后，將本階段末以前的工序從網絡中剔除，對其中已經開工但還沒有完成的部分剔除，并建立起本階段的控制子網絡，從而對下一階段的施工，包括從開始至結束這個階段進行全面考慮，實現對施工目標的控制；對于其中出現的偏差應該反饋到控制子網絡當中，在網絡優化技術的支持下，對子網絡進行重新優化調整，從而得到最優的控制策略。最后，將該子網絡恢復到總網絡中，并指導下一階段工程的具體實施。通過上述過程，實現對隧道施工的動態優化控制。在該過程中，不同階段的計劃、評價、控制的時間范圍如圖1所示。

圖1 控制時區圖

由圖1可知，在動態優化控制過程中，將反饋控制與網絡計劃優化技術結合起來，從而實現對控制子網絡的優化調整，全面考慮了各階段偏差對以后各個階段的影響，不僅實現了對下一階段的有效控制，還對下一階段直至隧道工程施工結束的整個過程采取了最優控制策略，實現了對今后工程施工的有效指導，達到了事先控制的目的，有利于促進施工的順利進行，提高隧道施工動態控制水平。

2.2 運行模式

通常情況下，在隧道施工的過程中采用動態優化控制的施工項目。工程項目往往規模大，投資多，工期長，項目工程建設比較復雜，管理工作的任務也比較多，并且整個管理系統內部結構復雜，同時還與整個工程管理有著緊密的聯系。此外，大型隧道工程項目施工的難度比較大，強度比較高，工程建設的周期緊張，還常受工期建設時間的限制，因為一般要求在規定的時間內完成施工，并投入使用[3]。相比而言，動態優化控制的管理方法是在這些約束的前提下，將目標管理、接力技術、控制理論等相關技術和理論進行提煉與概括，從而形成一套綜合性的應用理論，實現對隧道工程施工的有效管理，促進項目管理目標的達成。具體來說，其運行模式如圖2所示。

圖2 動態優化控制方法的運作模式圖

從圖2可知，動態優化控制的最終目的是實現項目工程建設的目標，提高工程質量，保證施工進度，降低施工成本，促進整個隧道工程建設效益的提高。在這個過程中需要運用相關的策略與方法，并發揮工作人員的工作積極性和主動性，促進該管理系統更好地發揮作用，為隧道工程建設作出應有的貢獻。

3 保障隧道施工動態優化控制效果的措施

在動態優化控制過程中，為了確保控制效果，實現管理目標的順利實現，除了按照工作流程開展各項工作之外，還應該采取其他相應的保障措施。根據實際工作的需要，主要包括以下幾項措施。

3.1 建立有效的信息管理體系

由于采用動態優化控制的隧道施工項目，工程建設規模都比較大，資金投入大，技術含量高，并且施工中交叉作業比較多，工序的銜接比較緊密，為了確保施工順利進行和項目管理目標的實現，必須對各項施工進行有效的管理和控制。另外，由于工程項目大，施工中隨時可能會發生多側面、多層次的信息流，需要進行處理的信息非常多，因此為了提高管理工作的效率，必須建立有效的信息管理體系。如果管理體系不能有效地發揮作用，勢必會引起管理混亂的局面，影響整個隧道工程施工。隧道施工的各項情況，如地質條件，不同施工環節的工作內容也會出現相應的變化，而動態管理的目的是要具備實效性和及時性。所以，必須建立快捷高效的信息管理體系，并將其作為系統動態優化控制的中樞，將信息網絡作為系統的動脈，并能夠迅速和及時地獲取相關的信息，使得工程項目的信息能夠及時傳遞和反饋，形成暢通的模式，促進管理工作的順利開展，更好地實現隧道施工動態優化控制的目標[4]。

3.2 重視新技術、新工藝、新材料的運用

根據動態優化控制的相關理論，在隧道施工之前，應該研究和分析控制的重點與難點，并且在施工的時候，重視對新技術、新工藝、新材料的運用，并落實相應的管理措施，促進施工的順利進行，縮短項目施工時間，提高隧道工程項目建設效益。

3.3 加強施工檢查和監管

采用動態優化控制的方式，還應該重視檢查和監管工作，即：將施工過程和網絡圖進行對比分析，加強對隧道施工整個過程的監管，每天都應該對施工進行總結，每個星期和每個月都要進行總結。檢查和監管的具體內容包括：應該施工卻沒有組織建設的項目，依照規定還沒有竣工的項目，按照項目起始的最早時間和完工的最早時間設定提醒。同時提前對項目開始和結束進行警示，并通過表格或者圖形的形式上報相關信息，這樣管理人員就能夠及時了解相關的信息，從而采取措施合理調整施工順序，對出現的問題進行及時處理，實現動態管理和控制。

4 結語

在隧道施工管理過程中，采用動態優化控制的方式，能夠時刻關注施工各方的變化情況，有利于優化施工方案，促進施工的順利進行。在實際工作中需要注意的是：調整工程量的時候，應該采用配套的合同管理模式，避免發生違約情況。同時，要詳細了解隧道工程的地質情況，提高施工組織設計的科學性和合理性，從而在施工過程中盡量減小工程動態調整的幅度。此外，還應該運用網絡技術，全面掌握隧道工程施工進度的影響因素，并采取有效的控制措施，實現對施工的動態優化控制，促進隧道施工的順利進行，提高工程建設質量和效益。

[1] 邱陵.隧道施工管理過程中的動態優化控制[J].科學時代，2013，(16)：45-48.

[2] 李海寶.隧道施工管理過程中的動態優化控制[J].科協論壇：下半月，2007，（8）：90-91.

[3] 田宏月.當前隧道工程的施工特點及優化控制研究[J].科技與企業，2011，（10）：101-102.

[4] 吳波，高波.地鐵隧道施工對地表沉降影響的優化控制分析[J].現代隧道技術，2003，（3）：42-46.