公路道路隧道交通工程安全設施施工技術研究

王愛定

摘? 要：針對傳統隧道施工中存在的隧道拱頂沉降過大的缺陷，提出了公路（道路）隧道交通工程安全設施施工技術的研究。設計安全設施施工流程，降低施工圖像維度，獲取施工數據，合理布置隧道施工下沉點，引入高斯正態分布計算隧道累計沉降值。挖掘施工點角度與沉降點正相關關系，滿足安全設施施工技術設計。設計對比實驗，驗證提出施工方法在實際應用中可有效的減小沉降數值，提升施工質量。

關鍵詞：公路（道路）隧道;交通工程;安全設施;施工技術

中圖分類號：TU723? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）14-0040-02

Abstract： In view of the defect of excessive settlement of tunnel vault in traditional tunnel construction， this paper puts forward the research on the construction technology of traffic engineering safety facilities of highway （road） tunnel. The construction process of safety facilities is designed， the dimension of construction image is reduced， the construction data are obtained， the settlement points of tunnel construction are arranged reasonably， and the cumulative settlement value of tunnel is calculated by introducing Gaussian normal distribution. The positive correlation between the angle of the construction site and the settlement point is excavated to meet the technical design of the construction of safety facilities. Through design and contrast experiments， it is supposed to verify that the proposed construction method can effectively reduce the settlement value and improve the construction quality in practical application.

Keywords： highway （road） tunnel; traffic engineering; safety facilities; construction technology

引言

交通運輸行業的發展在一定程度上促進了公路（隧道）的建設，是目前國內應用最為廣泛的交通方式之一，且道路工程的發展存在不可逆作用，因此要求嚴格把控交通工程中的道路隧道規劃與其配套的公路設施[1]。為了提高交通工程施工的質量，下述將對其開展深入的調研，從多個方面開展公路（道路）隧道交通工程安全設施施工技術的研究，為隧道工程可能出現的安全事故設計合理的應用技術，為提高工程效益提出技術指導。

1 公路（道路）隧道交通工程安全設施施工技術研究

依照交通工程安全設施施工現狀，針對傳統施工技術應用中存在的不足，提出一種適合公路（道路）隧道的項目施工流程[2]。

依照道路市政工程需求，整合道路中隧道周邊地質描述，啟動隧道交通工程項目，提出合理的施工方案，設計專業施工圖紙，規劃隧道開采線路，提出隧道交通工程指導，規范技術應用流程，審核檢測數據，實施工程施工數據監測，分析隧道拱頂下沉數據及周邊收斂數據，檢查邊界條件，跟蹤工程，驗收項目，整改條件數據，完成隧道交通工程項目施工。

1.1 安全設施施工數據獲取

引入CNN深度學習結構，安裝施工現場檢測設備，提取隧道基礎框架對象語義，在計算機上繪制二維圖像，降低圖像維度，處理圖形特征點，分析圖像中數據卷積核，按照隧道道路層次分類與拼接對象方法，獲取安全設施施工技術數據[3]。具體操作步驟如下：

利用8.0*8.0卷積核對獲取施工技術圖像實施卷積數據處理，激活提取函數tanh映射數據神經元，將獲取數據值區間控制在-1～+1之間，輸出具有安全設施施工的特征圖像，定義每一個map數據為多個卷積組合圖片。施工數據表示為：

公式中：f表示為施工特征激活函數;k表示為獲取圖像層數;b表示為特征點信息;X表示為特征點在隧道中的空間坐標;l表示為隧道橫向長度;n表示為多張圖像重合權重;M表示為map數據集合。根據上述計算公式得到了隧道多層施工圖。使用獲取的圖像，對其實施卷積降維，使用logistic設備對圖像實施分類及識別，統一結果數據，并以變量形式識別并存儲數據，提供安全設施施工技術應用數據支撐。

1.2 隧道拱頂下沉數據處理

隧道拱頂下沉數據是施工技術應用中主要獲取的數據之一，基于隧道交通工程安全設施特點，布置拱頂下沉測點。如圖1所示。

根據圖1可知，G1、G2、G3表示為監測點，獲取施工后10h～12h的沉降數據，讀取隧道施工中初期形變值，計算頂部下沉數值與施工應用的變化量。公式如下：

公式中：？茲表示為隧道施工中拱頂下沉里程，計算單位為mm;G表示為安全設施施工技術檢測點，根據現場實際情況選定數值;i表示為數據采集次數;？琢表示為監測沉降點與隧道垂直距離偏移的角度差，計算單位為°;l表示為取點位移長度值。根據計算可判斷隧道周邊多處巖層級別，提出合理的隧道加固處理，考慮到多種外界因素對施工技術的影響，以此僅針對周圍1m2之內的巖層統計分析，擬合統計概率與數值，獲取周邊收斂數據期望值。使用Origin繪制多種沉降點，基于不同周邊收斂數值條件下，采用高斯算法擬合出隧道施工正態分布規律。如表1所示：

g（x）表示為拱頂下沉數據分布特征;e表示為高斯正態分布趨向;？棕表示為累計沉降值;yi表示為沉降監測點。通過表1中表述信息，可計算在隧道周邊不同收斂級別中沉降值的變化規律，當收斂級別為Ⅳ級時，累計下沉量最大，此時應提出對應的加固措施。

1.3 安全設施施工監測

基于上述計算的隧道施工數值，由于計算中受到外界影響因素較多，以此將采用控制施工技術應用范圍的方式，調整拱頂沉降范圍，避免由于沉降范圍過大對施工造成影響，計算施工點與沉降基礎點之間的聯系。計算公式如下：

公式中：p表示為安全設施施工點;t表示為選擇同時施工點數量;？茁表示為多點之間角度偏差;■表示為施工中的常數系數。根據公式可知，當施工點選取相對固定的條件下，施工技術應用角度選擇與隧道沉降呈現正相關關系，以此應對施工中的安全設施實施質量檢測，挖掘對沉降點影響最低的施工角度，直至滿足技術要求，完成公路（道路）隧道交通工程安全設施施工。

2 實驗論證分析

提出對比實驗，選取某市政工程在建拱形隧道工程為此次實驗的研究對象，規范安全設施施工中技術流程，提出合理的機械設備安全防護措施，安全管理施工作業設備及施工腳手架，設計安全設施施工圖紙。先采用本文設計的施工技術對該拱形工程實施模擬施工，選定A1、A2、A3隧道施工點，分別在10h、12h、14h后獲取以監測點的圖像語義信息，識別圖像特征點，使用本文提出公式該點的沉降數據值，并將終端輸出結果數據作為評價安全設施施工技術評估的關鍵依據。再采用傳統的安全設施施工技術實施相同步驟的操作，定義B1、B2、B3施工點，獲取沉降數據。忽略外界對檢測結果造成影響的因素，形成場景數據值集合，整理數據，將其繪制成表格。如表2所示：

表2 實驗數據對比/mm

根據表2中表述信息，B1，B2，B3點沉降數據值明顯高于A1，A2，A3點沉降數據值，隨著檢測時間的增多，沉降范圍變化速度較快，缺少正確的安全加固措施。以此可說明本文提出施工技術在實際應用中可有效的控制拱形隧道施工點的沉降，進而起到提升施工質量的作用。

3 結束語

市場經濟的進步促進了國家市政工程的發展，道路隧道交通工程作為較為典型的隧道工程之一，目前國內仍缺乏合理的施工方案，以此本文開展了公路（道路）隧道交通工程安全設施施工技術的研究。并通過設計對比實驗的方式，驗證了提出的施工方法在實際應用中可有效的降低拱頂沉降范圍，提升工程質量，促進交通運輸行業的前進。

參考文獻：

[1]張康寧，劉志偉.基于BIM的施工進度信息附加、跟蹤與集成分析研究——以北京軌道交通19號線平安里站為例[J].隧道建設（中英文），2019，39（09）：1507-1514.

[2]張燦，李萬章，韓小鵬，等.BIM在建筑施工中的深度應用——2019年中國北京世界園藝博覽會生活體驗館工程[J].土木建筑工程信息技術，2019，11（01）：009-018.

[3]雷素素，劉宇飛，段先軍，等.復雜大跨空間鋼結構施工過程綜合監測技術研究[J].工程力學，2018，35（12）：203-211.