信息技術在隧道工程監測中的運用
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摘要：隨著我國經濟建設的快速發展，我國在道路建設上的開發項目也是越來越多。其中，隧道工程做為道路工程中的一個重要環節，它的施工安全問題也受到了越來越多人的關注。為了能夠確保隧道施工順利進行，采用現代信息技術進行監測已成為隧道施工中重要的技術支持。
隧道工程中的施工安全問題一直是社會和施工領域共同關注的問題，為了保證隧道施工工程的經濟、安全、順利進行，首先應考慮好施工工藝問題。同時，還要對施工中的各項數據進行監測和計算。另一方面，還需要不斷引進國外的先進設備和技術，在施工方法上與世界接軌。將最現代的信息技術融合在隧道施工工程之中，對施工工程中各項參數進行監測，不僅保障了隧道施工安全，而且還能夠讓施工過程更直觀、精確。
一、隧道施工工程中監測的目的
為了保證隧道在施工工程中的質量安全及后期使用安全，需要對隧道施工工程的過程，進行嚴密的信息監控和測量?？茖W合理的施工測量，不僅能夠對隧道圍巖條件、地基拱頂沉降、構造物變形進行全面防控，還能夠保證隧道施工工程的施工穩定性和安全性。隧道工程因為其自身特殊的巖土地質環境，所以不同于其他的地面上的工程。在施工過程中大都存在著一定概率的不安全和不穩定因素。而且由于隧道巖土地質復雜，巖土的結構和支護系統就相對不夠穩定。隨著現代信息技術不斷進步，在隧道工程施工工程監測上也在不斷進步發展。自1984年來，新奧法提出周圍巖體及支護系統結合成一個支護體系進行施工，并動用施工監測技術來判斷圍巖及襯徹的變化和穩定性。及時發現問題，及時進行調整。經過合理科學的現代信息化技術來對隧道施工工程質量進行監測，不僅能夠掌握圍巖開挖過程中的各種變化，還能把控支護系統穩定并做及時調整。對施工過程中的各種風險與危害、災害也能夠進行有效預防和控制。保證了隧道施工工程中的安全和穩定，及施工方案的順利進行和施工設計的順利推進。近幾年來，隨著現代信息技術的突飛猛進，在隧道工程施工監測技術方法上，也有了很多種，如FBG、GIS、Zigbee等先進的監測技術和信息處理依法。這些現代化的信息技術，為隧道施工工程建設提供了強大的技術保障和支持，是隧道施工工程發展中的一種必然趨勢。
二、隧道施工工程中監測的目的
1.提供支護系統參考數據。隧道施工環境十分特殊，巖石和泥土的質量不容易掌握。而隧道自身的支護系統穩定性也有所不足。所以，在隧道工程施工之前對隧道圍巖及其周圍進行監測，不僅能夠掌握隧道周圍巖石和泥土質量，還能夠查清楚隧道支護能力大小。2.確定合理開挖方式。經過隧道施工監測就可以合理利用隧道中周圍巖石特點，確定支撐點，并找出最合理的隧道開挖點，在隧道施工過程中盡可能利用隧道本身的支撐力。3.保證隧道使用安全。隧道本身周圍的各種巖石，嚴重影響了隧道工程的施工安全和后期使用質量。所發隧道施工單位就應該在施工中不斷地對周圍巖石進行監測，并在監測過程中找出施工漏洞問題，根據問題及時調整施工設計方案，有效預防施工事故發生。4.為后期施工提供數據。因為在施工監測中，會采集到大量的施工監測數據，而這些數據，都可以為后期的施工建設提供參考。
三、隧道工程施工中現代信息技術監測中的應用
1.FBG信息監測技術。FBG信息監測技術，學術專業名稱為光纖布拉格光柵。采用的是光纖傳導原理進行技術基礎，在隧道施工前期工程中對于施工中溫度變化、混凝土襯砌、拱頂應力等進行監測，便于實時掌握施工中的各項數據。FBG技術反應能力強，并能夠抗腐蝕、抵御電磁干擾，當監測對象有變化發生時，能夠對數據進行及時調整并做修改。與傳統的電阻測量器比較，FBG光纖更加穩定和有效。因為光纖有不局限于一對一的傳輸特點，所以只要在光纜中設置足夠多的信息點，測量數據就會達到千個以上。而傳統電阻測量器則需要安裝很多電阻測量線，不僅測量工作量大，而且測出來的數據也不如FBG精確。所以在鋪設這種光纖時并不需要太多，只要一、二根就足夠，不僅節約空間，也不會因為互相影響。2.GIS信息處理系統。GIS也是地理信息系統，是一種結合地理學和圖形學的綜合性系統。在隧道施工工程的監測信息處理上可以把數據庫管理技術與地理信息相融合，形象直觀地對地面環境信息和隧道施工監測點進行統一。并對監測信息進行快速高效分析處理，提高施工監測效率和技術水平。GIS技術包括三維和二維的空間維度，充分滿足了隧道施工多層次多方面要求。隧道施工不僅需要信息采集，而且還要對信息進行管理，隨著現代科學技術的不斷發展，普通水準儀及傳統測量設備已無法滿足現代隧道施工工程測量需要，而靜力水準儀和全站儀的出現應用則保證了隧道施工監測的工作效率。因可視化技術不斷發展，在軟件方面使用計算機實現監控點可視化已不再是困難。對于隧道工程監測來講，通過對這些數據進行分析處理，從而繪制出最初可視化曲線圖。GIS的應用已經可以將地面地層的具體狀況進行三維可視化，結合VR技術在隧道工程施工中監測信息管理，更是對監測對象監控環境一目了然。讓監控工作變得更為具體和可控。3.Zigbee信息通訊技術。Zigbee通訊技術是一種短距離低速傳輸無線網絡協議。耗電低、成本低、支持大量的網絡節點和網絡拓樸，運行簡單，安全可靠。它采用的是個人區域的網絡標準文件，并且在這個文件的基礎之上進行發展與擴張，經過長時間改善后，就成為Zigbee信息通訊技術，所以它不是一種專有的信息技術。采用Zigbee信息系統進行監測，首先需要對硬件配置進行選擇和設計，并結合隧道工程中的實際情況與造價情況，對節點設備進行選擇匹配。由于隧道工程中的施工跨度較大，其中需要監測點也非常多，為了減少監測時間和提高信息傳輸的速度，所以，Zigbee技術不僅要滿足實際中的施工需要，還要與施工數據庫中的歷史數據做對比，從而控制隧道中的每一個監測點位，此外，Zigbee還能夠實現遠程監控，施工監測人員可以不在現場就能通過監測終端對施工現場進行實時監測。
四、結語
施工監測對于隧道工程來說不僅要求高，而且操作技術復雜?，F代科技信息的發展，為隧道工程的施工監測工作提供了強大而精準的技術支持和保障，在具體施工工程中，科學合理選擇信息監測技術，不僅能高效處理數據，而且保證施工安全方面也有著積極的作用。
參考文獻：
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作者:郭建新 單位:中鐵十八局集團第二工程有限公司
