1. 绪论
1.1 管廊质量控制的研究背景和意义
随着城市人口逐年增多和市区土地的利用规模越来越大，对城市地下空间开发利用的步伐在不断地加快。近年来，我国在城市地下基础建设中，对地下管廊建设项目的投资更是日益增加，主要原因有[1,2]：
（1）分析国内传统管线发生的事故，大部分是由管线自身遭受腐蚀、外力损坏或是第三方施工造成的，而且大部分的施工破坏主要是由于施工方在未查明管线范围的情况下施工所致，因此越来越重视地下管廊的开发和利用。如图 1.1所示常见的传统管线质量安全问题及事故。
（2）传统的管线管理模式也不再适合当今社会的发展需要，而城市地下管廊的出现为各类分离式的管线维修困难和管理混乱的现象提供了一个很好的解决方法，弥补了市场的空缺，顺应了时代的发展，很好地解决了市政管线传统管理模式的弊端[3]。
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1.2 施工质量控制国内外研究现状
工程质量控制是工程项目管理的三大控制目标之一，也是工程项目管理的核心内容，其发展有着漫长的历史，主要总结为三个历史阶段[8]：
1875 年~1925 年，质量检验阶段。这一时期的特点是：当一项产品被生产出来时，需要对其进行严格的筛选检验，合格产品交于用户，不合格产品做报废处理或者交付于愿意接受的用户。
1925 年~1960 年，统计质量控制阶段。这一阶段主要运用数理统计原理和抽样技术对产品形成过程进行控制，判断产品是否合格，即在产品交付前预防不良质量产品的出现。
1960 年至今，全面质量控制阶段。全面质量控制是一种综合的、全过程的、全方位的质量管理与监控的理念[9]。这种思想最早起源于美国，后来日本广泛推行全面质量控制的理念，不断深化研究、不断探索和应用，最终取得了丰硕的研究成果，备受世界各国的瞩目。
1.2.1 国外研究现状
目前，国外对工程质量控制的研究已经相当成熟，不仅仅涌现了很多质量控制理论，而且国外已经形成了一套完备的质量控制程序、每个参与工程项目的人都具有很高的责任感和质量控制意识、政府也给予很大力度的政策支持等。例如：欧美国家非常看重对施工人员的质量控制培训教育，政府和企业都出台相应的鼓励政策和保障措施；在美国，工程项目中的各个阶段都有详细的质量管控措施，尤其是工程施工中的质量控制方案更为详细和重要[10]。
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2. 工程施工质量控制理论及其评价指标的确定
2.1 工程施工质量控制的基本内容
2.1.1 工程施工质量控制的基本概念
工程质量控制指的是为满足工程质量要求而采取的作业技术和活动，是工程管理的一个重要组成部分。质量控制不仅对产品本身的质量进行控制，还要注意对产品的生产过程进行控制，也就是包括：施工准备阶段的质量控制、施工阶段的事前、事中及事后等的质量控制。尤其是施工过程中的事前控制、事中控制和事后控制这三个阶段，他们并非孤立的，而是一个有机的系统过程。
事前控制的内容是分析影响工程质量的五大因素（4M1E），总结可能影响施工质量的具体指标，利用现代智能算法或其他技术性方法建立质量的前期预测模型，并以此为基础制定施工质量控制方案及计划；事中控制是对制定方案的实施过程，也就是针对质量问题实施具体的解决措施，并定期进行质量检验和评估；事后控制是对最终产品的评价认定，对不符合质量要求的环节找出具体原因，并采取控制措施进行质量纠偏[31]。
2.1.2 工程施工质量控制的特性
工程项目的特点和施工生产的特点决定了工程施工质量控制的特性，因此施工质量控制必须适应以下特点，才能制定针对性措施进行施工质量的控制。工程施工质量控制的特性有[32]：
（1）影响因素多。贯穿整个工程项目的过程，影响建设项目质量的因素有很多，主要包括偶然性因素和系统性因素两大类，因此必须全面地识别影响因素。
（2）质量波动性大。各种不确定因素造成工程质量的波动起伏范围大，各种单方面的失误也会使得系统不确定性因素的量变累加，最终产生质量问题，也就是说，任何一个环节考虑不妥，都可能会产生质量问题。
（3）质量隐蔽性：在施工过程中，各种工序交叉多，关系错综复杂，相互影响，导致形成了很多隐蔽工程。对于施工完的工序，要及时进行检查，若在施工过程中不能及时检查，但又不能从表面上发现工程所隐蔽的问题，就会留下质量隐患。
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2.2 工程施工质量控制的影响因素
要保证施工质量，施工单位必须在施工前调查及研究工程项目的特点，并对该项目的重点控制内容做出评估，制定全面的、系统的质量控制方案，强化预防，影响工程施工质量的因素主要有：人的因素、材料及构配件的因素、施工机械的因素、施工方法因素、环境的因素，即常说的“4M1E”。
（1）人的因素：
工程管理人员和施工人员是直接参与工程建设的实施者，是影响工程施工质量的第一要素，是非常重要的质量控制点。因此，对施工中的管理人员和施工人员必须择优选择。在人的因素中，主要考虑：管理人员的因素、施工人员的技术熟练程度、施工人员的整体素质、施工人员的培训情况等。
（2）材料、构配件因素：
材料和构配件直接或间接地组合而成一项工程的实体，是工程实体得以实现的物质基础，是影响施工质量的重要因素之一。工程施工涉及的材料有很多，既有提前预制完成的成品材料，也有与其他材料联合应用于工程的散料。总之，无论什么形式的材料、构配件，都必须满足其质量控制要求，以确保工程实体的质量达标。材料、构配件的质量控制要贯穿到其供应商的选择、采购、进场检验等各个环节。同时材料和构配件的选用要规范合理，还要根据工程的特点、材料要求等有针对性的选择材料。
（3）施工机械及设备因素：
施工机械及设备是施工技术方案得以实施的重要物质基础，因此在施工作业中若对机械设备管理不当，将会对施工进度和施工质量产生较大影响。一般我们考虑施工机械的五大因素：
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3. 基于 BP 网络的管廊施工质量控制模型的建立 ..................... 13
3.1 神经网络基础理论 ............................ 13
3.1.1 神经网络简介 ........................... 13
3.1.2 神经网络引入管廊施工质量控制的必要性 ................. 13
4. 基于网络模型的工程案例 .............................. 29
4.1 工程项目简介 .................................. 29
4.1.1 水文地质条件 ......................................... 30
4.1.2 现场气候条件 ......................................... 31
5. 施工质量监测与验证 .......................................... 40
5.1 质量巡查内容及监测说明 ................................... 40
5.2 盾构施工地表沉降监测概述 ................................. 42
5. 施工质量监测与验证
5.1 质量巡查内容及监测说明
在管廊盾构施工过程中，实时监测对其施工质量控制起着至关重要的作用，一些监测控制点（如地表沉降，管片的拱顶沉降、拱底隆起、洞周收敛，建、构筑物的沉降等）是反映施工质量及施工安全性的重要指标等[62-65]。虽然这些监测是施工中或者施工后的工作，但它是施工质量的一种客观反映，本文中也是对BP 神经网络模拟分析其可靠性的有力证据。
在对监测数据的搜集整理中，将数据以图表的形式更加直观地展示出来，便于分析施工过程中出现的各种不确定性因素，做到及时防控，确保质量。
在盾构过程中，按照施工组织设计要求，列出需要巡查内容及制定现场巡查表；为方便研究，对监测项目及方法、监测方法说明也相应地以表格的形式展示出来，简单明了，监测项目及方法、现场巡查表、监测方法说明分别见表 5.1。
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6.结论与展望
6.1 结论
论文以沈阳市地下综合管廊为背景，通过查找大量的文献，阅读很多专家的研究成果，运用 MATLAB 和 BP 神经网络算法结合构建出符合工程实际的质量前期控制模型。同时结合在该工程上搜集的资料，把能反应施工质量的重要指标——监测控制点也纳入到了文章结构中，目的是确保管廊施工质量的后期控制，具体研究内容有：
（1）根据工程质量控制的影响因素和样本采集原则，提出一个有 14 项质量控制指标的质量评价体系，并对质量控制数据进行量化处理。
（2）根据工程实例，引入 BP 神经网络算法，将神经网络与 MATLAB 结合，
创建 BP 神经网络模型，并将样本数据分成两组，任意选取 13 个样本做计算，对质量控制点进行模拟运算，并将剩余数据进行验证校核，对验证结果的精度进行深入探讨，得出本模型是有效可靠的。
（3）对实际沉降监测数据进行归纳总结，对反应施工质量及安全性的重要指标如盾构掘进过程中地表沉降、管片的沉降及收敛变化、建构筑物的沉降等数据以图表的形式展示出来，并通过 Excel 表格整理数据，将选取的监测点用绘图软件绘制成沉降折线图，找出沉降规律，观测沉降量是否满足施工质量控制要求。
（4）有针对性的撰写施工质量控制措施，对施工中可能或已经遇到的材料问题、混凝土渗漏问题及盾构施工技术问题等分别找出其解决措施。
参考文献（略）
