隧道施工論文：隧道施工遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)體系探究

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本文作者：劉海京、涂耘、鄭佳艷、林志 單位：招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司、重慶交通大學(xué)

以往僅對(duì)技術(shù)和管理進(jìn)行了研究，監(jiān)測(cè)類別、內(nèi)容和要素內(nèi)容也單一，形成的監(jiān)控技術(shù)體系不夠完善，監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)法將地質(zhì)超前預(yù)報(bào)、監(jiān)控量測(cè)及預(yù)警、毒害氣體監(jiān)測(cè)、水文監(jiān)測(cè)等技術(shù)手段與施工人員管理、安全防護(hù)設(shè)施管理等手段進(jìn)行實(shí)時(shí)、有效的關(guān)聯(lián)，不能真正達(dá)到保障安全、優(yōu)化設(shè)計(jì)、指導(dǎo)施工、減少災(zāi)害后人員財(cái)產(chǎn)損失的真正目的，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正意義上的隧道施工安全遠(yuǎn)程智能監(jiān)控。本文基于以上分析及目的，經(jīng)公路隧道施工與監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研和分析，并結(jié)合公路隧道設(shè)計(jì)施工技術(shù)規(guī)范要求［7－8］，將隧道監(jiān)控內(nèi)容及要素列出，見(jiàn)表1。

監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)施流程

隧道施工安全遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)除需要建立并完善監(jiān)控內(nèi)容和要素，還應(yīng)該建立完善的系統(tǒng)實(shí)施工作流程。監(jiān)測(cè)信息的管理、預(yù)警、處治流程既是決定能否對(duì)不良地質(zhì)災(zāi)害、異常圍巖變形與結(jié)構(gòu)荷載、異常施工環(huán)境信息等預(yù)警信息及時(shí)響應(yīng)，確保施工安全監(jiān)控預(yù)警信息得到及時(shí)、妥善處理的前提，也是施工安全監(jiān)控系統(tǒng)起到應(yīng)有作用的基礎(chǔ)，所以明確隧道施工安全智能遠(yuǎn)程監(jiān)控管理實(shí)施流程非常必要。根據(jù)我國(guó)公路隧道施工監(jiān)控技術(shù)現(xiàn)狀、管理要求及相關(guān)技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，提出監(jiān)控系統(tǒng)的工作內(nèi)容及對(duì)應(yīng)的工作流程，如圖1所示。

監(jiān)控系統(tǒng)討論

隧道施工安全遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)設(shè)備的研發(fā)涉及到掌子面數(shù)字化監(jiān)控與重建、監(jiān)控指標(biāo)的智能化預(yù)警方法、系統(tǒng)的模塊設(shè)計(jì)、硬件功能的設(shè)計(jì)與規(guī)劃、監(jiān)控信息指標(biāo)體系、傳感器類型、傳輸技術(shù)、設(shè)置位置等技術(shù)方案的規(guī)劃和實(shí)施，也包括監(jiān)控設(shè)備的使用要求、管理要求和實(shí)施方法的建立，如監(jiān)測(cè)時(shí)間、頻率、數(shù)據(jù)管理和存儲(chǔ)等諸多管理問(wèn)題的建立和完善，屬多學(xué)科系統(tǒng)性工程，需進(jìn)一步開(kāi)展研究并完善相關(guān)技術(shù)和管理技術(shù)，在此基礎(chǔ)上方可進(jìn)一步完善安全監(jiān)管，真正提高隧道施工安全水平。

以施工人員信息監(jiān)控為例，隧道建設(shè)過(guò)程中，建立隧道危險(xiǎn)源監(jiān)控系統(tǒng)，及時(shí)、動(dòng)態(tài)掌握隧道施工危險(xiǎn)源信息，有效預(yù)警，防止隧道災(zāi)害發(fā)生;災(zāi)害發(fā)生后，通過(guò)洞內(nèi)人員信息準(zhǔn)確、有效的記錄，可反映隧道內(nèi)施工人員數(shù)量和位置，以便及時(shí)施救，最大程度地減少隧道施工人員傷亡。因此，對(duì)施工人員的安全管理和監(jiān)控始終是智能監(jiān)控設(shè)備關(guān)注的重點(diǎn)。了解隧道內(nèi)工程技術(shù)人員的進(jìn)出情況、具體數(shù)量和位置，尤其是掌握隧道危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的施工人員情況，對(duì)確保施工安全及災(zāi)后救援十分重要。目前隧道實(shí)際施工管理過(guò)程中，施工人員進(jìn)出隧道遵守掛牌等級(jí)制度，其統(tǒng)計(jì)時(shí)效性差，準(zhǔn)確度不高。

從技術(shù)角度看，在隧道洞口、2次襯砌、掌子面、仰拱工作面等重要作業(yè)區(qū)域安裝無(wú)線數(shù)據(jù)接收器，現(xiàn)場(chǎng)施工人員進(jìn)出隧道時(shí)，隨身攜帶唯一的數(shù)據(jù)識(shí)別標(biāo)識(shí)卡，人員識(shí)別標(biāo)簽不斷或定時(shí)發(fā)射載有目標(biāo)識(shí)別碼的無(wú)線電射頻信號(hào)，施工人員進(jìn)入接收器讀取范圍內(nèi)，接收器接收到施工人員識(shí)別標(biāo)簽發(fā)來(lái)的載波信號(hào)，經(jīng)接收器接收處理后，將信號(hào)進(jìn)行分析、處理，并發(fā)送到洞口通信接口裝置，再轉(zhuǎn)換成信號(hào)送給洞口服務(wù)器，以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的管理自動(dòng)化。施工管理方應(yīng)確保施工人員正確攜帶標(biāo)識(shí)卡，確保接收器及傳輸線路、洞內(nèi)及洞口終端顯示設(shè)備的完善，并進(jìn)行定期檢查。

結(jié)語(yǔ)

本文基于公路隧道施工安全防災(zāi)及災(zāi)后救災(zāi)的實(shí)際需要，提出了隧道施工安全遠(yuǎn)程智能監(jiān)控內(nèi)容、要素，建立了監(jiān)控系統(tǒng)工作流程。對(duì)于保障隧道工程施工安全，完善隧道施工安全遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)體系，促進(jìn)管理部門改變傳統(tǒng)的監(jiān)管模式升級(jí)，有效提高質(zhì)量和安全監(jiān)管工作水平，具有重要的實(shí)用價(jià)值和指導(dǎo)意義，可推廣應(yīng)用。