隧道施工管理中的动态优化控制

张海伟

（保定市保通公路勘测设计有限责任公司，河北 保定 071000）

0 引言

在隧道施工中，保证工期按时完成、降低施工成本、提高工程建设质量是人们不断追求的目标。然而要想实现这三者的统一，就必须采取相应的管理措施，加强对整个施工过程的动态控制，确保施工顺利进行，提高隧道工程的质量和效益。

1 隧道工程施工的特点

隧道工程施工是地下作业，施工场地没有地面开阔，照明、防尘、排水等工作都面临很多的挑战，给施工带来不利影响。隧道贯穿的地质情况往往比较复杂，通过勘察往往难以准确预计，因此，相关的施工方案和管理方案往往也需要进行相应的调整。隧道施工在隧道内，整个施工过程受环境的影响比较小，能够全年、全天候安排施工。隧道施工需要很多的机电设备，为了确保施工顺利进行，应该确定好预埋件的位置，为后续机电设备安装做好准备，避免出现返工现象，从而降低施工成本。此外，隧道工程施工往往需要花费大量的资金，所以必须对施工做好安排和设计，为施工的顺利进行奠定基础，以减少资源浪费，节约资本投入[1]。总之，隧道工程施工具有自身显著的特点，因而在施工时应全面考虑，并有针对性地采取相应的管理措施，以促进施工的顺利进行，提高工程建设效益。

2 隧道施工管理过程中的动态优化控制

在对隧道施工管理的过程中，要想提高管理工作的效率，促进施工的有序进行，就必须采取相应的措施实现对施工过程的有效控制。在科学合理地评估隧道施工的前提下，对施工组织方案和管理措施进行相应的调整，并采取最优的施工控制策略。在采取控制策略的前提下，建立合理的组织机构，落实相应的控制和调节机制，从而保证控制策略的有效实施。具体来说，隧道施工过程控制的作用有：按照管理系统做出最优控制决策，并确立决策实施的目标、步骤，使决策方案具体化，决策的具体实施过程程序化。同时，在实施决策的时候，对计划实施的情况进行指挥和监督，当出现随机变化的情况，或者遇到相应的干扰情况，对管理系统的要素变量和结构联系进行相应的调整，促进管理系统的正常运行，确保系统的计划目标得以顺利实施[2]。本文在分析动态优化控制特点的基础上，考虑控制与计划的关系，综合运用反馈技术和网络计划优化技术，采取最优控制的策略与方法，建立了相应的多级递阶式控制管理模式，从而保证过程控制能够有效的实施，促进管理系统目标的顺利实现。具体的技术方法和运行模式如下。

2.1 技术方法

要想实现动态优化控制的目标，必须采用科学合理的方法。首先，将反馈控制和网络计划优化技术结合起来，针对偏差做出最优控制策略，并根据具体工作的需要，对网络计划进行相应的调整，指导将来计划的具体实施工作。也就是说，在整个隧道施工的过程中，随着工程的进展，对施工的不同阶段进行过程性评价，并找出其中存在的偏差。然后，将本阶段末以前的工序从网络中剔除，对其中已经开工但还没有完成的部分剔除，并建立起本阶段的控制子网络，从而对下一阶段的施工，包括从开始至结束这个阶段进行全面考虑，实现对施工目标的控制；对于其中出现的偏差应该反馈到控制子网络当中，在网络优化技术的支持下，对子网络进行重新优化调整，从而得到最优的控制策略。最后，将该子网络恢复到总网络中，并指导下一阶段工程的具体实施。通过上述过程，实现对隧道施工的动态优化控制。在该过程中，不同阶段的计划、评价、控制的时间范围如图1所示。

图1 控制时区图

由图1可知，在动态优化控制过程中，将反馈控制与网络计划优化技术结合起来，从而实现对控制子网络的优化调整，全面考虑了各阶段偏差对以后各个阶段的影响，不仅实现了对下一阶段的有效控制，还对下一阶段直至隧道工程施工结束的整个过程采取了最优控制策略，实现了对今后工程施工的有效指导，达到了事先控制的目的，有利于促进施工的顺利进行，提高隧道施工动态控制水平。

2.2 运行模式

通常情况下，在隧道施工的过程中采用动态优化控制的施工项目。工程项目往往规模大，投资多，工期长，项目工程建设比较复杂，管理工作的任务也比较多，并且整个管理系统内部结构复杂，同时还与整个工程管理有着紧密的联系。此外，大型隧道工程项目施工的难度比较大，强度比较高，工程建设的周期紧张，还常受工期建设时间的限制，因为一般要求在规定的时间内完成施工，并投入使用[3]。相比而言，动态优化控制的管理方法是在这些约束的前提下，将目标管理、接力技术、控制理论等相关技术和理论进行提炼与概括，从而形成一套综合性的应用理论，实现对隧道工程施工的有效管理，促进项目管理目标的达成。具体来说，其运行模式如图2所示。

图2 动态优化控制方法的运作模式图

从图2可知，动态优化控制的最终目的是实现项目工程建设的目标，提高工程质量，保证施工进度，降低施工成本，促进整个隧道工程建设效益的提高。在这个过程中需要运用相关的策略与方法，并发挥工作人员的工作积极性和主动性，促进该管理系统更好地发挥作用，为隧道工程建设作出应有的贡献。

3 保障隧道施工动态优化控制效果的措施

在动态优化控制过程中，为了确保控制效果，实现管理目标的顺利实现，除了按照工作流程开展各项工作之外，还应该采取其他相应的保障措施。根据实际工作的需要，主要包括以下几项措施。

3.1 建立有效的信息管理体系

由于采用动态优化控制的隧道施工项目，工程建设规模都比较大，资金投入大，技术含量高，并且施工中交叉作业比较多，工序的衔接比较紧密，为了确保施工顺利进行和项目管理目标的实现，必须对各项施工进行有效的管理和控制。另外，由于工程项目大，施工中随时可能会发生多侧面、多层次的信息流，需要进行处理的信息非常多，因此为了提高管理工作的效率，必须建立有效的信息管理体系。如果管理体系不能有效地发挥作用，势必会引起管理混乱的局面，影响整个隧道工程施工。隧道施工的各项情况，如地质条件，不同施工环节的工作内容也会出现相应的变化，而动态管理的目的是要具备实效性和及时性。所以，必须建立快捷高效的信息管理体系，并将其作为系统动态优化控制的中枢，将信息网络作为系统的动脉，并能够迅速和及时地获取相关的信息，使得工程项目的信息能够及时传递和反馈，形成畅通的模式，促进管理工作的顺利开展，更好地实现隧道施工动态优化控制的目标[4]。

3.2 重视新技术、新工艺、新材料的运用

根据动态优化控制的相关理论，在隧道施工之前，应该研究和分析控制的重点与难点，并且在施工的时候，重视对新技术、新工艺、新材料的运用，并落实相应的管理措施，促进施工的顺利进行，缩短项目施工时间，提高隧道工程项目建设效益。

3.3 加强施工检查和监管

采用动态优化控制的方式，还应该重视检查和监管工作，即：将施工过程和网络图进行对比分析，加强对隧道施工整个过程的监管，每天都应该对施工进行总结，每个星期和每个月都要进行总结。检查和监管的具体内容包括：应该施工却没有组织建设的项目，依照规定还没有竣工的项目，按照项目起始的最早时间和完工的最早时间设定提醒。同时提前对项目开始和结束进行警示，并通过表格或者图形的形式上报相关信息，这样管理人员就能够及时了解相关的信息，从而采取措施合理调整施工顺序，对出现的问题进行及时处理，实现动态管理和控制。

4 结语

在隧道施工管理过程中，采用动态优化控制的方式，能够时刻关注施工各方的变化情况，有利于优化施工方案，促进施工的顺利进行。在实际工作中需要注意的是：调整工程量的时候，应该采用配套的合同管理模式，避免发生违约情况。同时，要详细了解隧道工程的地质情况，提高施工组织设计的科学性和合理性，从而在施工过程中尽量减小工程动态调整的幅度。此外，还应该运用网络技术，全面掌握隧道工程施工进度的影响因素，并采取有效的控制措施，实现对施工的动态优化控制，促进隧道施工的顺利进行，提高工程建设质量和效益。

[1] 邱陵.隧道施工管理过程中的动态优化控制[J].科学时代，2013，(16)：45-48.

[2] 李海宝.隧道施工管理过程中的动态优化控制[J].科协论坛：下半月，2007，（8）：90-91.

[3] 田宏月.当前隧道工程的施工特点及优化控制研究[J].科技与企业，2011，（10）：101-102.

[4] 吴波，高波.地铁隧道施工对地表沉降影响的优化控制分析[J].现代隧道技术，2003，（3）：42-46.