礦山巖土工程質量監測與信息化施工研究

張銀川，孫紅軍

（1.核工業天津工程勘察院，天津 300000；2.中核咨詢有限公司天津分公司，天津 300000）

礦山巖土既是一種地質體和工程體的二合一結構體，是一種比較復雜的介質之一。它為不同的構造結構組成的，又處于完全不同的原巖應力場，因此有很多不確定的因素，所以巖土工程學具有不確定性，變形特性等性質。為監測判斷在勘查設計中的正確程度，在出現危機情況下能夠采取正確的補救措施，必須在巖土施工的全過程中，對工程應變能力，環境狀態作出合理監測分析，用來反饋最后階段的礦山巖土工程信息化的施工。由此可見，巖土工程信息化施工必然貫穿巖土工程監測技術，監測技術水平決定巖土工程信息化施工的水平。

1 礦山巖土工程質量監測

巖土工程質量監測是工程建設過程中最為基礎的工作,對工程建設的后續工作有較大的影響作用。而質量監測作為整個工程設計施工的主要依據，巖土工程質量監測對于周圍環境，天氣環境都有嚴格的要求，對于最后的研究結果得出精準的計算，這也是礦山巖土工程監測技術的一大優勢所在。現今，傳統的質量監測方法和手段已經不能夠滿足現代設計的需求，所以巖土工程質量監測技術還要有許多問題需要解決[1]。

傳統的礦山巖土工程質量監測手段，更多的來自于人力，通過研究者對于這方面的研究得到的經驗來判斷，安全性得不到完善的保證，細節問題通常沒辦法全部注意到，質量監測的難度較大，實施過程也變得更加復雜，不利于監測的實施。

與之對比，現代的礦山巖土工程質量監測手段，更容易確定巖土體介質和結構力學特性，了解到巖土內部缺陷，可以更好監測到細節問題，做到精細化研究過程達到最優的結果。同時礦山巖土工程質量監測信息化后安全得到了有效的保障，監測過程同樣變得更加簡單化，使人們更加容易上手操作，可以使監測技術得到有效發展，監測技術應用更加廣泛。解決了不少解決不了的問題，通過現代化的質量監測技術，更加完善了這方面所存在的大的缺陷，但是現在的質量監測技術還是不夠成熟，還需要加強研究，使技術變得更優更好。

目前巖土工程質量監測中存在缺乏監測綱要，監測資料質量不高、定量分析、忽視地區性研究及工程與環境共同作用分析等方面的問題。專家認為巖土工程質量監測應加強監督管理，加強監測與設計、施工的合作，大量采用新技術、新設備、新方法，盡早制訂地方性監測規程和盡快推行巖土工程監理體制。

對于具體工程地域，地表曲面極其復雜，難以用簡單的數學表達式表示，只能用一些近似的數學曲面去逼近擬合。其次，實際情況是只有部分抽樣點的實測數據。

以單值曲面擬合函數為例，這種情況下平面域上任一點(x，y)只有相對應的曲線高w，曲面函數形式可表示為w=f(x，y)，地質信息中的地表地形、地下水位、風化層厚度分布等均屬于單值曲面。設離散數據為xi，yi，wi(i=1，2，3，…，N)，xi，yi為采樣點平面坐標，wi為相應采樣點的采樣值，N為采樣點總數。實際情況下一般有N(N＞1)個實測點，以每個實測點為中心進行疊加，得到一組實測點離散數據的單值曲面擬合函數[2]：

式中，R代表ri2=(x-xi)2+(y-yi)2；以i點為圓點的中心點的平面影響半徑，1、2為采樣點位置。Ai代表參數系數，對于空白區域任一水平位置(x，y)，w代表插值推求相應的高程。

2 礦山巖土工程的信息化施工

首先要建設管理信息系統，管理信息系統的建設主要需要借助信息技術，管理的核心主要是應用與管理數據這兩項工作，其次，借助這種信息系統，可以保證巖土工程在進行建設與管理工作時，保持較高的效率，同時還可以實現對巖土工程資料的有效管理。一般說來，巖土工程是人類在地殼表面和地殼淺層進行的工程活動，利用信息化技術施工可以建立數據庫，增加了資源共享性，對于原有的資料可以進行補充、修改和添加，隨時提供最新的施工結果，對于施工過程，可以展現出施工變化的動態效果。

3 實例分析

圖1 工程質量監測有效性實驗結果曲線

為了保證本文提出的礦山巖土工程質量監測與信息化施工研究的有效性，進行仿真實驗，實驗過程中，采用常規工程質量監測方法作為對比對象，驗證本文提出的質量監測與信息化施工的有效性。

實驗過程中，模擬不同的礦山巖土工程量，進行工程質量監測有效性分析，其實驗結果如圖1所示。

根據實驗結果，在模擬的工程量范圍內，進行平均值統計計算，得出本文提出的工程質量監測有效性為89.75%，常規工程質量監測方法監測有效性為47.54%，得出提出的工程質量監測與信息化施工方法就較常規工程質量監測有效性提高42.21%。

4 總結

巖土工程信息化技術在工程項目中的應用范圍是一次非常好的嘗試，這主要是由于信息化技術發展的趨勢，巖土工程信息化對于巖土工程的改變非常大，主要在于改變了原有的工作模式，將二維的設計圖紙轉化為三維的空間設計，將原本的靜態單機模式轉化為動態的網絡環境，巖土工程信息化施工應該進一步加強研究，使其與巖土工程的契合度更高。