隧道施工安全信息化监控技术

2016-10-27赵亮

黑龙江交通科技 2016年9期

关键词：围岩施工人员高速公路

赵亮

（贵州高速公路集团有限公司，贵州贵阳 550001）

隧道施工安全信息化监控技术

赵亮

（贵州高速公路集团有限公司，贵州贵阳 550001）

针对高速公路隧道施工中的安全问题进行分析，结合这些内容，提出信息化监控技术在隧道施工安全管理中的应用必要性，并阐述了高速公路隧道施工过程中的安全管理技术。最后，结合实际案例，对信息化监控技术在隧道施工中的应用做出阐述，希望为隧道施工安全管理工作提供一定帮助。

高速公路；施工安全；信息技术监控

1 高速公路隧道施工安全管理技术

1.1施工安全信息化分析方法

近年来，新奥法施工技术被高速公路隧道施工单位广泛应用，量测信息越来越被人们关注，在一定程度上，量测信息的价值主要在于对隧道施工过程中，围岩和支护结构安全性作出反应，可谓是隧道施工安全的晴雨表。量测信息对隧道施工过程中设计变更、安全维护以及安全施工等提供相应的指导。为了保证高速公路隧道施工过程中安全可靠，结合镇胜高速胜境关、红果西、英武施等高速公路隧道施工现场的量测信息以及有关施工安全的经验，研究并建立了有关隧道施工安全的信息化分析工作流程图。

图1　隧道施工安全的信息化分析工作流程图

首先，根据设计方案对隧道断面进行开挖，伴随着掌子面不断推进，根据不同的量测仪表进行施工现场相关信息的量测，例如使用各类收验仪对硐室内收敛位移、多点位移等进行计量和量测，从而获取洞室内位移问题和应力盒量测取得支护结构和围岩应力等信息。其次，结合对各项内容的量测信息，进行隧道围岩围岩以及支护变形等情况的预测和分析，与此同时，根据相关部门对隧道施工的规范以及隧道工程的具体条件，对围岩和支护结构变形等安全阀值做出详细分析，并确定一定指标。最后，对测值和安全阀值之间的接近度进行比较和预测，进而对隧道围岩和支护结构的安全性做出判定，如果和安全条件相符合，便可以进行下一工序的施工。否则，应通知施工人员及时停工，并与相关部门进行会同，采用综合性评估方式对隧道的安全性进行确定，如有必要，需要对隧洞开挖的施工工序进行及时调整，甚至对隧道施工的施工方案进行变更，进而保证隧道工程的施工安全。

1.2安全性评估指标

与现场量测成果绘制的相关曲线作为依据，根据曲线的发展趋势，对围岩变形的稳定性进行判断，进而科学推测出隧道施工的安全性。

在高速公路施工过程中，对现场监控量测信息中，作为直接也最为可靠地两种信息主要是拱顶下沉和隧道周边的收敛位移。可以结合这两种信息，将相应的曲线进行绘制，然后将曲线变化的规律进行初步判定，进而分析出围岩的变化趋势。当隧道的围岩收敛位移的时间和掌子面之间距离有所增大时，表示围岩趋于稳定；当变形速率越来越低时，则表示围岩稳定系数低，这时，隧道的施工则处于不安全状态下，因此需要立即停止施工。

2 信息化监控技术在高速公路隧道施工安全管理中的运用

2.1工程概况

以杭瑞高速毕节至都格（黔滇界）公路为例，公路全长140.257 km（含云南境782 m），公路全线主要采用全封闭、控制出口四道高速公路建设标准，速度设计在80 km/h，公路的总体宽度为24.5 m。这一项目一共设置了1个六盘水区域中心、10个匝道收费站、3处隧道管理救援站等。因为这一项目的线路范围比较长，结合相关规范，对隧道情况进行划分，一共设置了三处隧道管理站。因为这一项目的隧道线路过长，因此在施工过程中难度较大，对施工过程中的安全管理工作提出了更高的要求。在这一项目的施工的安全管理过程中，采用信息化监控措施，主要体现在以下几个方面。

2.2隧道施工人员定位系统

信息监控技术中的隧道施工人员的定位系统，主要是对物联网技术进行使用，对施工人员的具体位置进行科学监测和监控，保证施工人员的人身安全。这种隧道施工人员的定位系统可以在隧道施工过程中，对各个区域的人员分布情况以及走动等情况进行实时监控，随时了解施工人员的安全情况，方便管理人员对施工人员进行适当的指导和管理。另外，这种定位系统还可以对施工人员进行考勤，对施工人员到岗情况进行反馈。施工人员一旦发生危险，相关人员可以及时采取救援措施，提升救援效率。隧道施工人员定位系统的使用，涉及无线网络传输、定位软件、感应芯片以及读卡器等。高速公路隧道施工过程中，施工人员定位系统是保证施工人员安全必不可少的工具。

2.3有害气体检测系统

隧道施工和一般建筑不同，在施工过程中，施工人员封闭状态下进行施工，施工现场的空气状况影响着施工人员的安全。在施工过程中，周边地质条件遭到破坏，可能会产生一定的有毒有害气体，这些气体一旦达到一定浓度，就会危及施工人员的人身安全。另外，机械使用过程中，也可能产生一定的有害气体，为施工人员人身安全带来一定的影响。采用信息监控设备中的有害气体探测器，可以对空气进行采集，分析空气内成分，如果有害气体不达标，便立即做出警报。这时，相应的技术人员对检测到的内容进行分析，确定科学解决措施，进行对施工人员进行指导和疏散。

2.4语音对讲系统

语音对讲系统属于信息化监控系统中最为常见的工具，这一系统可以实现施工人员与施工人员、施工人员和管理人员之间的交流。信息化监控系统中的双语音对讲系统和监控中心相互连接，安全人员可以根据这一系统，对施工人员进行适当的指挥和引导，当安全事故发生时，管理人员根据施工现场实际情况，利用语音对讲系统，对施工人员进行疏散。