智慧型地下工程的提出
基於信息技術、管理技術的發展和融合，塗揚舉等人在實施智慧大渡河建設的基礎上，探索了水電企業如何建設智慧企業，率先在國內系統、完整地提出了智慧企業的基本概念，並就智慧企業的主要特徵、建設目標、管控模型、關鍵路徑、技術構架等內容進行了深入研究。 同時，基於水電開發企業智慧企業建設內容，相應提出了智慧電廠、智慧檢修、智慧調度、智慧工程這四大業務單元。 嚴軍、周業榮、李善平等人基於智慧企業理論基礎和總體架構制定了智慧工程建設實施總體方案。隨著智慧企業的不斷深化發展，智慧工程代表著我國工程建設的發展方向，將對我國工程建設將產生十分重大的影響。
塗揚舉先生在其著作《智慧企業——框架與實踐》中全面詮釋了智慧企業理論體系 ，介紹了智慧工程情況，填補了國內外關於智慧企業理論空白，奠定了智慧工程理論基礎。在該框架體系下，智慧型地下工程、智慧型泄洪、智慧型機電、智慧型安全、智慧型保障等構成了智慧工程的重要組成部分。
智慧型地下工程實施內容
1.智慧型地下工程基礎網路
採用光纖搭建業主營地與施工營地、施工倉庫以及關鍵施工部位之間的施工區網路，地下洞室、廊道等複雜施工環境部位，採用4G、WIFI、GPS等技術實現無線網路覆蓋，建立高速、安全的基礎網路系統。採用租用網路運營商專線的方式，接入建設單位後方雲平台，實現工程施工現場與後方的網路互聯。
2.智慧型地下工程通用系統
通用系統包括投資管控、契約管理、安全管理、質量管理、物資管理、設計管理、預警決策中心、承包人管理、計量簽證、環保管理等功能模組。
目前已實現以下功能：
一是投資管控，通過契約清單與工程項目概算相關聯，實現契約費用自動歸概，保證契約執行完畢即具備決算條件。同時，對投資指標異常進行自動預警。已完成所有契約清單與概算對應。
二是契約管理，實現了契約、變更及支付結算線上審批，解決異地審批的困難，大大提升支付結算審批效率。
三是安全管理，實現了安全組織機構、安全會議、安全檢查、安全培訓、安全隱患及危險源等信息化管理，並線上閉環處理。
四是設計管理，根據設計任務，自動催圖，並進行供圖計畫提交、設計成果分發、設計交底等處理，提高設計管理效率。
五是物資管理，在原有物資管控系統的基礎上補充了物資現場運輸和倉促管理，能實現物資計畫、採購、運輸、出入庫、核銷等全過程信息化管理，並自動預警物資超耗等異常情況。
六是環保水保管理，集成環保水保日常管理信息，實現環保水保項目進度與檢測指標線上監控及預警，確保環保水保項目按時保質保量完成。
3.智慧型地下工程專用系統
(1)施工車輛實時定位監控模組
該模組通過圖像識別或RFID監控地下工程主要運輸車輛的實時位置、交通流量，得到關鍵部位的交通繁忙程度、堵車機率等指標。洞內施工車輛通過WIFI進行定位，洞外車輛定位採用GPS監控。根據分析監控數據的分析，該模組通過系統分析計算，自動預警可能擁堵的關鍵部位，保障洞內交通順暢安全。
(2)快速高精度測量與計量模組
該模組利用三維雷射掃瞄器進行開挖洞段的全景掃描，建立實景三維模型；通過實景三維模型與設計模型、地質三維模型的對比分析，準確計算超欠挖工程量並分析其合理性；對照噴混凝土前後的三維模型，分析噴混凝土工程量和厚度是否滿足要求。通過上述手段和基於三維模型的綜合查詢與展示功能，實現工程量精確計量，輔助超欠挖控制及計量。
(3)混凝土生產澆築監控與管理模組
該模組通過自動採集混凝土生產過程的原材料檢測、配料、攪拌、運輸等過程的數據，採用數據分析技術，實現混凝土生產、運輸、澆築各環節的統一調度，加強銜接、提升效率，及時預警有關問題。
首先，通過在拌和樓生產系統加裝數據自動傳輸模組，實現生產數據自動錄入和生產過程實時監控；
其次，在拌和樓安裝RFID讀寫器，在混凝土運輸車加裝RFID標籤，實現生產與運輸的準確銜接；
最後，利用系統後台分析，對澆築倉位混凝土需求與拌合樓生產能力進行智慧型匹配和調度，並通過定位設備對混凝土振搗過程進行監控。
混凝土生產澆築監控與管理模組頁面圖該模組主要用於機電工程與土建工程交面的預埋管件的三維精細化設計、施工與管理。建立基於BIM技術的三維設計模型，對埋管埋件進行精細化設計、碰撞檢測，生成埋管埋件清單及其可視化信息集成；利用RFID技術及時採集工程現場實際埋設信息，通過PDA終端對比設計模型和清單，及時監控與預警埋管埋件施工情況。
埋管埋件精細化設計與安裝監控模組頁面圖(5)施工環境監測管理模組
該模組用於監測地下工程施工中CO、H2S、CO2、NO2等有毒有害氣體和噪音，實現監控數據的自動化採集、無線傳輸與分析預警。它集成無線通信模組，將感測器監測到的數據實時傳輸至後方伺服器，通過對比分析監測數據與控制指標進行預警。同時，根據監控信息，記錄通風參數和環境監測數據，分析其規律，設定風機、風管等通風設備的遠程控制模組，建立智慧型通風系統，及時改善地下工程施工環境。
洞內環境監測信息集成展示與預警模組頁面圖該模組通過現場施工進度信息收集，採用仿真計算，分析大規模地下洞室群施工涉及的複雜動態時空邏輯關係，揭示地下工程施工行為特徵，最佳化洞室群施工方案，提升進度管控能力。其主要功能包括：實時監測和採集開挖、支護、襯砌、灌漿等工序的施工進度；模擬施工全過程，提前發現施工干擾問題，提出合理的施工進度計畫；輸入不同施工資源配置方案，模擬不同方案的施工進度，提出合理的施工資源配置方案；採用動態可視化仿真技術，直觀展示施工過程和施工方案；建立分析模型，對施工進度的關鍵線路進行預警。
(7)工程安全監測成果集成管理模組
該模組在三維地質模型和設計模型中集中展示和集成管理地下工程安全監測成果和數據，主要包括爆破振動安全控制標準及其爆破參數、微震監測數據、圍岩鬆動圈監測數據、洞室變形收斂觀測數據、圍岩應力監測數據等。同時，將監測數據與施工期圍岩監測與穩定分析動態反饋分析成果進行對比，主要包括開挖洞室局部和整體穩定性評價結果、開挖支護參數計算結果、圍岩穩定安全控制措施等，將上述信息三維模型中進行展示，採用動態設計方法，全面、精準採集現場信息，打通地質、設計與施工信息，科學評價地下工程安全性，及時最佳化和調整設計方案，保證設計方案科學合理。
4.智慧型地下工程數據中心
地下工程數據中心集成智慧型地下工程系統所有模組的數據，通過建立統一數據標準和數據關係，實現數據、文檔、模型等信息的集中統一管理，為工程管控平台、決策會商平台、移動APP、各業務模組提供數據支撐。
5.智慧型地下工程工程管控平台和決策會商平台
在地下工程數據中心的基礎上，利用跨平台模型融合、設計與施工數據標準協同、移動端BIM、三維可視化與互動等技術，研究建立知識庫、專家庫及管控模型，構建地下工程工程管控平台與決策會商平台，實現地下工程科學管控。
