隧道工程建设地质预报的进展

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摘要：在隧道工程建设的过程中，会经常性遇到复杂的、恶劣的地质条件，并且由于这些地质条件的影响，隧道建设的安全性、高效性都收到影响。因此，这对这些问题，就要提高我国关于地质预测预报方面的技术水平，以及提升相关的信息化程度。

关键词：隧道；建设；地质预报；信息化；技术；进展

1复杂不良地质超前预报分析方法及其应用

近些年我国的隧道工程建设不断的扩大建设的规模，以及数量和长度方面也有了很大的提升，但随之而来的就是更加复杂的地质方面的条件带来的施工难度。例如，其中的暗河、断层破碎带等，都会给隧道工程建设施工地阿莱严重的危害，非常容易发生卡机、塌方等事故。这些事故给人们的生命、财产安全造成了巨大的危害。因此，在速到工程建设过程中，跟对不同地质情况，采取相应的措施，进而降低由于地质条件对使用、运营产生的不良影响，利用地址超前技术进行施工的知道具有非常重要的意义和作用。

1.1.突水突泥灾害源超前探测方法与设备

如果地质构造为含水性质，对其进行超前探测主要包含如下任务：第一，首先明确含税构造的位置、大小、形态等，最终构造三维成像。第二，对该构造内部进行测算，测算出其含水量、水体特征，而对于水量的探测，正式进行曹倩探测工作的难点，因此，必须基于而电流激发极化半衰时差法进行测量。

1.2.隧道前方断层破碎带超前预报

在隧道建设施工过程中，如果地质条件存在断层破碎带，就必须对其进行探测，主要是利用TBM的三维地震法进行探测。这种探测方法，主要是在靠近边墙的刀盘附近装置12个激振点，然后在边墙的部位，要布置10个传感器，从而就可以进行探测，并且只需要使用检修间隙进行探测即可，避免改造TBM的需要，如此就可以对断层、溶洞、破碎带进行三位定位的探测，这种探测方式可探测的距离为120米，并且对断层的探测准确率尤为突出，可达到90%，并且探测距离方面的误差仅为10%。

2隧道工程假设信息化技术的发展方向

2.1开展基于大数据技术的TBM/盾构施工过程中的分析与控制研究

在隧道建设过程中，如果出现工程事故，或者是出现TBM/盾构出现低运行的情况，一般情况下，不仅会由于一些恶劣的地质条件影响，还会因为TBM/盾构的不当选型有直接关系，并且也会与操控参数错误有关。因此，如果想在选型、参数选择方面提升科学性，应该利用大数据相关技术。

2.2大数据技术内涵

在隧道建设过程中，所包含的大数据方面的技术应用有数据挖掘方面的技术，还有关联的分析技术、机器学习、、可视化处理等。所谓数据挖掘技术，其本身是一个发现知识的过程，其主要功能为在大数据中进行搜索，搜索的对象应该为具有特殊关系的信息、知识的过程。而机器学习主要是在隧道施工过程中，如何利用电脑来对人类学习知识的过程进行模拟和实现，并将已有的知识进行重构，进而提升处理问题的能力，并且可以形成创新。利用机器学习技术，主要是为了可以对数据进行自动的分析，进而获得信息中形成的规律，并对未知数据进行预判、评估。而关联分析主要是对大数据中的所有有价值数据进行关系分析，例如，沃尔玛超市曾经将销售数据进行关联分析，将尿不湿与啤酒两个商品摆放在一起进行销售，虽然这两样商品没有任何关联，但却收获了更高的经济效益。

3数字隧道向智慧隧道的发展

在国外很多国家都早已经开始了智慧工程方面的研究工作，并已经有了很多成功的案例。例如，新加坡早在2006年就已经启动“智慧国家2015”的针对交通堵塞问题的智慧城市系统，而在隧道建设工程方面斯德哥尔摩也是早就应用的智慧城市的系统，促使汽车使用量降低四分之一，尾气排放量降低了百分之八到百分之十四之间，因此，隧道工程建设已经从原有的数字隧道开始向智慧隧道的方向发展。

3.1数字隧道、智慧隧道的概念

在隧道信息化发展的过程中，数字隧道是其初期的发展阶段，主要是利用信息化的手段，进行隧道施工中的设计、勘察等数据方面的管理和集中管理工作。例如，在施工过程中常常用到的数字隧道工程基础平台，这种平台集合存储、查询、三维可视化于一身，同时还可以虚拟浏览，是一种综合作用的系统。在这个平台中的信息包括地形、地理方面的基础数据，也包括地质方面的数据，还包括隧道主体方面设计、监测等数据。而智慧隧道就属于隧道工程建设中，以及在隧道运营服务过程中，信息化工程方面的高级阶段，智慧隧道可以体现为“智慧”“智能”两方面。第一，所谓智慧，主要是针对整个信息化系统中的大系统、巨系统。所谓巨系统包括了人、自然、社会等形成的综合体。而所谓大系统，则包括隧道的主体、环境、建设人员、运营人员等形成的综合体。而所谓智慧隧道，就是发挥隧道系统主体的作用，让相关的建设者、运营者更加聪明。比如，在隧道主体中植入互联网，将整个主体、周围都装置智能传感器，对相关的目标利用GPS进行定位，并利用无线射频的方式连接成为物联网，进而实现对隧道、设备等方面进行感知。另外，还可以进行云计算，并进行智能处理信息和分析信息。最后，将分析处理以后的数据结果，以及超前地质预报、方案、施工实施方案等，进行智能化相应和决策支持等方面的指令。

3.2智慧隧道和数字隧道的差异化和联系

数字隧道是物理隧道在网上的虚拟对照体，两者之间属于分离状态；而智慧隧道是将数字隧道、物理隧道两者进行无缝连接，并在数字隧道中融入物联网，智慧隧道可以将数字隧道的功能进行提升，将其进行智能化的结果。在智慧隧道中，可以将感知到的数据，利用云计算的手段进行快速的处理，并且可以基于大数据的相关技术，利用其在感知、逻辑思维、自学习、自适应等方面的能力，为智慧隧道提供智能化的服务。

3.3智慧隧道中“智”的体现

3.3.1透彻感知

在智慧隧道中拥有大量的智能传感器，可以说是无处不在，可以将隧道中的主体、隧道的环境、隧道设备、隧道工作人员等及其状态，进行全面、综合的感知，同时对相应的运行状态、情况进行感测。

3.3.2全面互联

在智慧隧道中广布的智能传感器，需要通过物联网将所有传感器进行连接，然后将所感应到的数据，通过互联网的形式进行传输、存储。

3.3.3深度整合

通过物联网、互联网两者的有机融合，以及两者的链接，就会将隧道运行中的异构数据进行整合，形成一致性的数据，这也就是隧道工程建设和运营的全图。

3.3.4智能服务

在智慧隧道中，基于其中的网络、数据，可以利用云计算技术，可以为隧道构建出全新服务的系统结构，并且可以利用大数据的相关技术，对隧道智能传感器传输的数据进行挖掘、发现、处理等工作，进而为智慧隧道的运行、建设，提供具有不同层次、要求的相关智能化服务。

4结束语

随着地质预报的相关水平不断提升，在隧道建设、运行过程中，应该将其全过程实现信息化，并同时实现可视化、智慧化，基于此加强隧道的安全性、高效性、智能性等，提高隧道的建设和管理工作水平，是今后隧道建设、信息化发展的重要方向。

参考文献

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[2]老关.第三次隧道与地下工程信息化设计施工暨地质预报技术专题研讨会在重庆召开[J].公路交通技术,2016,32(05):35.

[3]袁飞云.五指山隧道工程风险管理[D].西南交通大学,2007.

作者：何彦雷 单位：河北建设集团卓诚路桥工程有限公司