信息化技術在隧道施工管理中的應用

劉 艷，李忠明

(中鐵五局集團第五工程有限責任公司，貴州 貴陽 550000)

信息化技術在隧道施工管理中的應用

劉 艷，李忠明

(中鐵五局集團第五工程有限責任公司，貴州 貴陽 550000)

對信息化技術在隧道施工管理中的應用進行分析，并且結合實例對人員定位系統、語音對講系統、變形監測等作用進行探究，由此可見在隧道施工過程中合理應用信息化技術對提升工程施工質量，保證施工安全，提高施工效率等均有積極影響。

信息化技術；隧道；施工管理

1 工程概況

新藏水電站引水隧洞(隧1+914～隧6+634)工程施工標主要內容有2#、3#支洞及其控制的引水隧洞主洞工程、2#渣場治理、施工臨時交通工程以及本標相應的其他臨時設施工程等，其中2#支洞全長950 m，3#支洞全長925 m2，引水隧洞主洞全長4 720 m。引水隧洞主洞的開挖斷面為馬蹄形，Ⅱ、Ⅲ類圍巖占設計長度的60%，斷面面積為68.8 m2，采用噴錨襯砌，噴錨厚度分別為10 cm、15 cm，Ⅳ類圍巖占設計長度的32%，斷面面積為70.2 m2、Ⅴ類圍巖占設計長度的8%，斷面面積為76.5 m2，合計實方為40.3萬方，Ⅳ、Ⅴ類圍巖洞段均采用現澆混凝土襯砌，襯砌厚度分別為40 cm、60 cm；2#和3#支洞均為城門洞型，斷面面積為35 m2。

2 人員管理

該工程通過工業無線網絡、IP網絡或電信網絡、通信終端及APP、采集/執行終端及嵌人式軟件、網關、控制服務器及控制軟件等各環節的配合，實現系統的各項功能和目標。使用全數字化展示平臺將所有數據從隧道內部框架子系統中獲取，由軟件處理顯示在視頻監控圖像之上，控制中心隧道內實時監控系統1～4右洞，6～9左洞。通過在隧道的進出口、交叉道口、工作面、掌子面、隧道各區域安裝位置基站的方式實現對人員的定位：當佩戴位置感應模塊的人員進人區域，定位基站接收到人員的位置信息，經過計算處理后，通過網絡傳回數據中心。該系統可以根據區域劃分，統計各區域人員的分布情況，實時跟蹤人員在隧道內的位置。洞內人員可以通過報警按鈕向洞外管理中心呼救，洞外管理中心可以通過IP對講系統或短消息呼叫洞內人員。

3 施工變形監測

該工程基于COTDR技術進行地鐵隧道應變探測。由于光纖本身材質的原因，在各種環境下使用的光纖，必須加工成具有相應機械性能的光纜，才能保證光纖在鋪設、安裝、使用、維護的過程中確保自身的安全。由柔性金屬鎧裝光纖加工成的各種規格的室內外光纜，具有體積小、重量輕、環境特性優越等特點，適用于樓宇布線、重點機房設備光連接、野外作業、光纖入戶、傳感探測等復雜環境條件。由于柔性金屬鎧裝的加工方式，且COTDR技術本身主要用于溫度、應變、損耗等靜態參數的測量，故在地鐵隧道中布設單模鎧裝光纜，采用COTDR技術檢測的方式，對沖擊振動的敏感度不高。地鐵隧道施工過程中產生的沖擊振動造成監測系統誤報警的可能性很小。為保證對隧道形變的有效監測，光纜采用如圖1方式安裝。

圖1 隧道內探測光纜安裝方式

如圖1所示，將探測光纜每隔一段距離(如50 m)，取出一定長度(如10 m)光纜盤成直徑為d(可取25 cm)的線圈，此時應讓線圈中光纜自然彎曲不受力，通過固定件和支撐桿，安裝于隧道頂部。通常情況下隧道發生形變的主要原因是受到自上而下的巨大壓力，當隧道頂部受到壓力而發生形變時，光纜線圈也隨之發生形變，此處的瑞利后向散射回波強度由此發生改變。監測系統經判斷后，發出報警信息。因此，對探測隧道形變程度起主要作用的，是各個由探測光纜盤成的線圈。

4 施工安全分析

為了保證高速公路隧道施工的安全性，需要結合隧道工程施工現場的實際監測數據以及以往的施工經驗，建立與工程相符的施工安全信息化分析流程，該工程施工信息化分析系統如圖2所示。首先，依據設計方案進行隧道斷面開挖，隨著掌子面施工的不斷深入，依據不同量測儀表進行施工現場量測，如可使用各類驗收儀對洞室內收斂位移以及多點位移等進行測量，從而獲得洞室位移和應力數據，對支護結構以及圍巖應力進行判斷。其次，根據各項內容的量測信息進行隧道圍堰和支護變形預測分析工作。同時，依據相關部門對隧道施工規范和隧道自身條件分析，對圍巖以及支護結構變形等安全閾值進行設置，確定具體的指標。最后，對測值以及安全閾值的符合度進行預測，對隧道圍巖以及支護結構的安全性進行確認。若安全條件符合要求，則可開展后續施工。若不符合安全要求，則需要對隧洞開挖施工進行調整。

圖2 隧道施工安全的信息化分析工作流程圖

5 結束語

總而言之，科學的隧道施工管理不僅為施工人員的生命安全提供保障，還推動著國家的建設與可持續發展。要求加強對隧道施工管理的重視，高效應用信息化技術，將信息安全管理貫穿在施工流程中，全面增強施工人員的安全責任意識。

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U445.1

C

1008-3383(2017)11-0133-01

2017-08-28

劉艷(1982-)，女，貴州貞豐人，工程師，研究方向：工程試驗。