隧道施工論文：隧道施工遠程監(jiān)測體系探究

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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計院有限公司、重慶交通大學

以往僅對技術和管理進行了研究，監(jiān)測類別、內容和要素內容也單一，形成的監(jiān)控技術體系不夠完善，監(jiān)控系統(tǒng)無法將地質超前預報、監(jiān)控量測及預警、毒害氣體監(jiān)測、水文監(jiān)測等技術手段與施工人員管理、安全防護設施管理等手段進行實時、有效的關聯(lián)，不能真正達到保障安全、優(yōu)化設計、指導施工、減少災害后人員財產損失的真正目的，也無法實現(xiàn)真正意義上的隧道施工安全遠程智能監(jiān)控。本文基于以上分析及目的，經公路隧道施工與監(jiān)控現(xiàn)場調研和分析，并結合公路隧道設計施工技術規(guī)范要求［7－8］，將隧道監(jiān)控內容及要素列出，見表1。

監(jiān)控系統(tǒng)實施流程

隧道施工安全遠程監(jiān)控系統(tǒng)除需要建立并完善監(jiān)控內容和要素，還應該建立完善的系統(tǒng)實施工作流程。監(jiān)測信息的管理、預警、處治流程既是決定能否對不良地質災害、異常圍巖變形與結構荷載、異常施工環(huán)境信息等預警信息及時響應，確保施工安全監(jiān)控預警信息得到及時、妥善處理的前提，也是施工安全監(jiān)控系統(tǒng)起到應有作用的基礎，所以明確隧道施工安全智能遠程監(jiān)控管理實施流程非常必要。根據我國公路隧道施工監(jiān)控技術現(xiàn)狀、管理要求及相關技術規(guī)范和標準，提出監(jiān)控系統(tǒng)的工作內容及對應的工作流程，如圖1所示。

監(jiān)控系統(tǒng)討論

隧道施工安全遠程智能監(jiān)測設備的研發(fā)涉及到掌子面數字化監(jiān)控與重建、監(jiān)控指標的智能化預警方法、系統(tǒng)的模塊設計、硬件功能的設計與規(guī)劃、監(jiān)控信息指標體系、傳感器類型、傳輸技術、設置位置等技術方案的規(guī)劃和實施，也包括監(jiān)控設備的使用要求、管理要求和實施方法的建立，如監(jiān)測時間、頻率、數據管理和存儲等諸多管理問題的建立和完善，屬多學科系統(tǒng)性工程，需進一步開展研究并完善相關技術和管理技術，在此基礎上方可進一步完善安全監(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，隧道建設過程中，建立隧道危險源監(jiān)控系統(tǒng)，及時、動態(tài)掌握隧道施工危險源信息，有效預警，防止隧道災害發(fā)生;災害發(fā)生后，通過洞內人員信息準確、有效的記錄，可反映隧道內施工人員數量和位置，以便及時施救，最大程度地減少隧道施工人員傷亡。因此，對施工人員的安全管理和監(jiān)控始終是智能監(jiān)控設備關注的重點。了解隧道內工程技術人員的進出情況、具體數量和位置，尤其是掌握隧道危險區(qū)域內的施工人員情況，對確保施工安全及災后救援十分重要。目前隧道實際施工管理過程中，施工人員進出隧道遵守掛牌等級制度，其統(tǒng)計時效性差，準確度不高。

從技術角度看，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)域安裝無線數據接收器，現(xiàn)場施工人員進出隧道時，隨身攜帶唯一的數據識別標識卡，人員識別標簽不斷或定時發(fā)射載有目標識別碼的無線電射頻信號，施工人員進入接收器讀取范圍內，接收器接收到施工人員識別標簽發(fā)來的載波信號，經接收器接收處理后，將信號進行分析、處理，并發(fā)送到洞口通信接口裝置，再轉換成信號送給洞口服務器，以實現(xiàn)目標的管理自動化。施工管理方應確保施工人員正確攜帶標識卡，確保接收器及傳輸線路、洞內及洞口終端顯示設備的完善，并進行定期檢查。

結語

本文基于公路隧道施工安全防災及災后救災的實際需要，提出了隧道施工安全遠程智能監(jiān)控內容、要素，建立了監(jiān)控系統(tǒng)工作流程。對于保障隧道工程施工安全，完善隧道施工安全遠程監(jiān)控技術體系，促進管理部門改變傳統(tǒng)的監(jiān)管模式升級，有效提高質量和安全監(jiān)管工作水平，具有重要的實用價值和指導意義，可推廣應用。