矿山岩土工程质量监测与信息化施工研究

张银川，孙红军

（1.核工业天津工程勘察院，天津 300000；2.中核咨询有限公司天津分公司，天津 300000）

矿山岩土既是一种地质体和工程体的二合一结构体，是一种比较复杂的介质之一。它为不同的构造结构组成的，又处于完全不同的原岩应力场，因此有很多不确定的因素，所以岩土工程学具有不确定性，变形特性等性质。为监测判断在勘查设计中的正确程度，在出现危机情况下能够采取正确的补救措施，必须在岩土施工的全过程中，对工程应变能力，环境状态作出合理监测分析，用来反馈最后阶段的矿山岩土工程信息化的施工。由此可见，岩土工程信息化施工必然贯穿岩土工程监测技术，监测技术水平决定岩土工程信息化施工的水平。

1 矿山岩土工程质量监测

岩土工程质量监测是工程建设过程中最为基础的工作,对工程建设的后续工作有较大的影响作用。而质量监测作为整个工程设计施工的主要依据，岩土工程质量监测对于周围环境，天气环境都有严格的要求，对于最后的研究结果得出精准的计算，这也是矿山岩土工程监测技术的一大优势所在。现今，传统的质量监测方法和手段已经不能够满足现代设计的需求，所以岩土工程质量监测技术还要有许多问题需要解决[1]。

传统的矿山岩土工程质量监测手段，更多的来自于人力，通过研究者对于这方面的研究得到的经验来判断，安全性得不到完善的保证，细节问题通常没办法全部注意到，质量监测的难度较大，实施过程也变得更加复杂，不利于监测的实施。

与之对比，现代的矿山岩土工程质量监测手段，更容易确定岩土体介质和结构力学特性，了解到岩土内部缺陷，可以更好监测到细节问题，做到精细化研究过程达到最优的结果。同时矿山岩土工程质量监测信息化后安全得到了有效的保障，监测过程同样变得更加简单化，使人们更加容易上手操作，可以使监测技术得到有效发展，监测技术应用更加广泛。解决了不少解决不了的问题，通过现代化的质量监测技术，更加完善了这方面所存在的大的缺陷，但是现在的质量监测技术还是不够成熟，还需要加强研究，使技术变得更优更好。

目前岩土工程质量监测中存在缺乏监测纲要，监测资料质量不高、定量分析、忽视地区性研究及工程与环境共同作用分析等方面的问题。专家认为岩土工程质量监测应加强监督管理，加强监测与设计、施工的合作，大量采用新技术、新设备、新方法，尽早制订地方性监测规程和尽快推行岩土工程监理体制。

对于具体工程地域，地表曲面极其复杂，难以用简单的数学表达式表示，只能用一些近似的数学曲面去逼近拟合。其次，实际情况是只有部分抽样点的实测数据。

以单值曲面拟合函数为例，这种情况下平面域上任一点(x，y)只有相对应的曲线高w，曲面函数形式可表示为w=f(x，y)，地质信息中的地表地形、地下水位、风化层厚度分布等均属于单值曲面。设离散数据为xi，yi，wi(i=1，2，3，…，N)，xi，yi为采样点平面坐标，wi为相应采样点的采样值，N为采样点总数。实际情况下一般有N(N＞1)个实测点，以每个实测点为中心进行叠加，得到一组实测点离散数据的单值曲面拟合函数[2]：

式中，R代表ri2=(x-xi)2+(y-yi)2；以i点为圆点的中心点的平面影响半径，1、2为采样点位置。Ai代表参数系数，对于空白区域任一水平位置(x，y)，w代表插值推求相应的高程。

2 矿山岩土工程的信息化施工

首先要建设管理信息系统，管理信息系统的建设主要需要借助信息技术，管理的核心主要是应用与管理数据这两项工作，其次，借助这种信息系统，可以保证岩土工程在进行建设与管理工作时，保持较高的效率，同时还可以实现对岩土工程资料的有效管理。一般说来，岩土工程是人类在地壳表面和地壳浅层进行的工程活动，利用信息化技术施工可以建立数据库，增加了资源共享性，对于原有的资料可以进行补充、修改和添加，随时提供最新的施工结果，对于施工过程，可以展现出施工变化的动态效果。

3 实例分析

图1 工程质量监测有效性实验结果曲线

为了保证本文提出的矿山岩土工程质量监测与信息化施工研究的有效性，进行仿真实验，实验过程中，采用常规工程质量监测方法作为对比对象，验证本文提出的质量监测与信息化施工的有效性。

实验过程中，模拟不同的矿山岩土工程量，进行工程质量监测有效性分析，其实验结果如图1所示。

根据实验结果，在模拟的工程量范围内，进行平均值统计计算，得出本文提出的工程质量监测有效性为89.75%，常规工程质量监测方法监测有效性为47.54%，得出提出的工程质量监测与信息化施工方法就较常规工程质量监测有效性提高42.21%。

4 总结

岩土工程信息化技术在工程项目中的应用范围是一次非常好的尝试，这主要是由于信息化技术发展的趋势，岩土工程信息化对于岩土工程的改变非常大，主要在于改变了原有的工作模式，将二维的设计图纸转化为三维的空间设计，将原本的静态单机模式转化为动态的网络环境，岩土工程信息化施工应该进一步加强研究，使其与岩土工程的契合度更高。