伴随大量隧道及地下工程的建设,隧道工程的理论和方法不断进步,以及科学技术的不断发展,人们逐渐认识到工程地质勘察、设计和施工形成系统化、信息化一体的思想非常重要。只有实时获得反映隧道围岩整体稳定状态的各种信息,并及时分析、处理与反馈,才能真正反映隧道工程开挖过程的动态变化,体现其“信息化”的特点。新奥法诞生以来岩土理论及量测技术、数据库管理技术、计算机辅助设计等方面的发展,使隧道施工跨入了“信息化”时代。同时,随着互联网技术的迅猛发展,将互联网技术融入隧道信息化施工中也是一个必然的发展趋势。本文选取公路隧道信息化施工进行研究,通过PHP编程语言、Mysql数据库将公路隧道围岩动态分级、监控量测动态分析、超前地质综合预报分析与Web技术结合,研发了公路隧道信息化施工网络平台。该平台可使参建隧道工程的业主、设计、专家、监理等及时掌握隧道现场的围岩信息与平台及时分析及时发布的分析结果,从而为围岩支护结构的调整和设计的修改提供有力的依据,起到指导隧道施工和优化施工方案的作用。通过研究,本文主要获得以下研究成果:(1)通过对隧道现场施工情况的调研,结合隧道建设业主单位的意见,初步构建了公路隧道围岩信息化施工网络平台的整体框架,确定了平台的主要用户、信息管理流程以及信息分析功能等,实现了参建隧道中不同工作岗位的技术人员可以在同一个平台进行信息交流,从而使不在现场的用户及时掌握隧道现场的施工信息。(2)运用Mysql数据库管理系统建立了隧道基础信息数据库、掌子面地质素面信息数据库、监控量测信息数据库、超前预报信息数据库,从而可以使施工单位、监控量测单位、超前预报单位将信息录入隧道信息化施工网络平台,进而也方便了其他参建隧道的单位不受距离的限制及时查阅相关信息。(3)研究了国内外隧道围岩分级的方法,确定采用定性与定量相结合的方法判别围岩级别。定量分级参照公路隧道设计规范BQ法;定性分级应用机器学习课程的支持向量机,并建立了支持向量机智能围岩分级的数学模型。通过平台对“5+20”个隧道掌子面围岩级别判别,直接说明了平台无论采用定量分级的方法还是定性分级的方法对围岩判别都能满足智能判断围岩级别的要求,从而能够为隧道施工的设计变更提供支持。(4)研究隧道监控量测的必测项目和选测项目,确定了监控量测动态分析的两个内容,一是选择拱顶下沉和周边收敛两个监测项目,采用常规线性回归分析的方法对监测数据进行分析,实现自动生成时间-周边收敛累计位移曲线图、时间-周边收敛累计位移速率曲线图、时间-拱顶下沉位移速率曲线图、时间-拱顶下沉位移速率曲线图,预测最终位移变形量、二次衬砌的时间,并通过位移、速率、加速度的变化情况判断围岩的稳定性。二是在平台上设置预警值,对围岩的稳定性进行预警,如监测位移超过预警值,平台将自动发送相关短信给相关用户。(5)在超前地质预报技术方面,主要研究了TSP、地质雷达、瞬变电磁超前预报技术的原理和探测隧道不良地质的典型案例,确定了预测掌子面前方地质情况的预测参数,并通过预测参数建立了不良地质预测分析表,从而对掌子面前方的岩体完整情况、节理裂隙发育程度、地下水发育程度进行智能预测。(6)平台依据隧道超前综合预报方法体系以及前人对常见隧道不良地质的综合预报方法和工作流程的研究,针对隧道信息化施工平台设计出相应不良地质的工作流程。确定在TSP、地质雷达、瞬变电磁超前预报信息以及隧道设计基础信息和掌子面地质素描信息中选取相关的地质参数和物探成果参数作为预测断层破碎带、破碎岩体、岩体富水情况、溶洞、软弱岩体的参数,并采用支持向量机建立了常见隧道不良地质的综合预报模型。