基于信息化融合的隧道施工智能化管理工艺研究

武永珍/WU Yong-zhen

（中铁三局集团第五工程有限公司，山西 晋中 030600）

近年来隧道工程信息化技术在不断发展，但系统性、全流程的隧道信息化施工技术尚需进一步完善，如何运用信息化施工管理手段，提高隧道施工管理水平，是摆在建设者面前的主要问题。

天水市三阳川隧道及引线工程，以“智慧·绿色·高效建造”为施工管理理念，结合隧道施工难点及特有工序，开展了“隧道云端移动信息化综合管控技术”的研发与应用，借助后方管理终端，利用手机、iPad 等通信设备进行分析处理，实现隧道施工全过程数据管理与追溯，有效指导现场施工，提高了项目综合管理水平。

1 工程概况

天水市三阳川隧道及引线工程是甘肃省“十三五”规划中期调整的重点项目，全长5.012km，主线采用双向六车道标准，主要结构物为特长隧道2 座，隧道左幅长度3 973m，隧道右幅长度4 010m，隧道占比79.6%，左右幅隧道间距仅有8m，是整个项目的控制性工程，其中隧道进口段，自然坡度10°～25°，为特大型滑坡，属于小净距大断面隧道，是全线的重点控制性工程。

2 隧道施工智能化管理工艺原理

1）隧道云端移动信息化综合管理系统 研发应用了“隧道云端移动信息化综合管理系统”，紧密围绕土木建筑行业基层项目的日常管理特点，主要从流程规范性审批管理和项目管理数据快速、全面储存两个角度出发，开发形成了包含“人员日常管理”、“施工过程管理”、“安质业务管理”、“物机业务管理”、“财务业务”、“办公自动化管理”6 大方面、31 个模块的工程项目基础业务管理系统。

2）人员日常管理方面 分为考勤、请假、出差、云课堂、智能人事5 个模块，有效规范项目内部人员管理，改变了传统的会议室集中开会模式，减少了会议路途中的时间浪费。

3）施工过程管理方面 分为月计划下达、周计划下达、施工工序日报、技术交底、混凝土订单、现场交接班、临时用工申报7 个模块，实现了隧道施工全过程数据管理与追溯，便于定期进行施工工效、劳力资源、材料超耗等各项数据的统计分析，同时杜绝了以往现场随意发生计时工导致成本增加的现象。

4）安质业务管理方面 分为安质管理、安质奖惩、监控量测日报、工序自检、动火审批、安全日志、班前安全讲话、安全教育培训、项目部领导带班盯岗记录9 个模块，实现了全员安全质量隐患排查治理闭环式管理，真正做到“有据可查，有迹可循”。

5）物机业务管理方面 分为采购与入库、领用与出库、主材入库、机械台班申报4 个模块，实现了项目部物资机械方面相关业务线上审批管理及相关数据分析，具有较强的时效性和规范性。

6）财务业务管理方面 分为预报销、备用金申请2 个模块，有效提高了管理效率，规范了管理行为，避免了项目领导外出时耽误正常办公。

7）办公自动化管理方面 分为用印申请、用车信息申报、文件阅办、三重一大会签4 个模块，有效保障了项目印章管理合规性，提高了文件的阅办流转效率；同时避免纸质文件的打印装订，极大地节约办公费用。

3 隧道施工智能化管理工艺流程

隧道施工智能化管理工艺流程如图1 所示。

图1 基于信息化融合的隧道施工智能化管理工艺流程图

4 系统操作要点

4.1 隧道工序施工管理模块

隧道衬砌施工时，现场施工人员通过“隧道工序管理模块”进行隧道衬砌施工工序数据的报送工作；施工管理人员对现场施工人员报送的数据进行分析，并将结果用于指导现场施工；管理人员利用“隧道工序管理模块”，对现场施工数据有效、及时的掌控，对施工过程中异常情况做到及时发现，并通知现场技术人员进行整改。

每日隧道衬砌施工结束后，现场技术人员通过“隧道工序管理模块”进行日志报送，对当日已完成或未完成的工作进行梳理，及时制定次日工作计划，并及时协调相关部门，提高了工作效率。

4.2 隧道沉降监测施工管理

测量人员在监控量测数据上传时，首先选择所测工区，选择填报日期，输入测点断面信息，录入各测点数据，最后添加抄送人，完成监控量测数据上传。监控量测数据上传完成后，首先由现场技术主管核查是否与队伍结果一致（如队伍自测），然后安质部负责人核对分析确认，最后项目经理确认收知。

通过测量数据的录入可直观看到测点编号、测点里程、掌子面里程、测点距掌子面距离、测点的变形沉降量等数据。数据上传后可以根据设定好的流程进行审批与抄送，可使相关人员第一时间收到监控量测数据，并且数据可进行一键打印、存档，真正做到监控量测“有据可查，有迹可循”。

测量组每日测量时实时上传监控量测数据，掌握围岩动态，对围岩稳定性做出评价；为确定支护的形势、支护参数和支护时间提供依据；了解支护结构的受力大小和应力分布；评价支护结构的合理性和安全性，为隧道施工提供指导，确保隧道施工安全可控。

4.3 物资管理模块

现场物资或技术人员按工号部位提报计划，通过询问采购人员或询价发布采购计划。物资计划按照流程第一时间得到审批，最终到达采购人员执行。采购物资进场后，现场提报物资人员第一时间填写物资进场记录，和计划对比，数量和采购单价进行对比，使提报计划人员掌握进场数量和价格对比情况。入库填写完成后，按流程抄送相关人员，完成完整的采购，入库流程。需用数据时，有权限的管理人员可以从后台导出数据，做到该段时间采购与入库的统计工作。

4.4 机械管理模块

现场技术人员根据施工生产安排，在现场月租设备无法满足生产需要的情况下，填写机械台班申报。机械台班申报应标明设备名称、规格型号、设备进场时间、设备计划使用时间等。利用机械管理模块，对现场闲置机械的有效调度，避免在其他工区有闲置该类机械设备的情况下继续发生临时机械租赁，减少机械使用成本。

临时租赁机械施工完成后，现场负责人可通过管理模块及时上传临时租赁机械台班签认单，避免由于单据丢失造成与出租方对账困难；临时租赁机械台班签认单需当天上传，机械管理人员能及时掌握现场临时机械使用情况，避免出现长时间临时租赁机械设备情况。

4.5 安全质量管理模块

1）隐患上报 现场施工人员或安置人员在施工现场发现安全质量隐患后，首先选择所属工区，然后选择问题单位，再选择问题类型，填写存在问题（同时制定整改措施、整改期限），添加抄送人，完成隐患上报。

2）隐患审批 隐患上报完成后，现场安全员确认，安质部负责人确认，安全总监审批，工区负责人确认并安排整改。各层级确认过程中可提出整改要求，安全员全程监督落实整改情况。

3）隐患闭合 隐患整改完成后，安全员在“安全员反馈整改情况”一栏中上传整改情况（附整改照片），经现场负责人、安质部负责人确认整改情况属实，安全总监审批完成后，形成隐患闭合。

4.6 临时工管理模块

针对传统的计时工申请签认纸质版审批单耗费时间、审批不及时、过程补签，导致计时工使用混乱，计时工避免重复计量，现场虚签计时工等问题，利用临时工管理模块，进行计时工审批，实现了施工现场计时工精确管理，有效节约了项目施工成本。

5 系统应用效果

1）隧道云端移动信息化综合管理系统实现了项目部管理层级工作流程自动化，职责清晰化，生产管理数据可实时沉淀，用于定期分析纠偏，有效遏制了项目成本管控不力造成的经济效益流失。该系统支持移动端APP 同步管理，实现了管理者在云端随时随地管理，与传统纸质审批流程相比，耗时由平均36h 降低到3h 左右，效率提升10 倍以上，同时将传统审批方式带来的纸张耗费、往返路途能源消耗减低为零，节能环保效益显著。

2）通过“隧道工序管理模块”每天对隧道施工工序的相关数据进行填报记录，对施工基础数据进行电子化永久记录留存，定期进行施工工效、劳力资源、材料超耗等各项数据的统计分析，消除因技术性失误带来的巨大隐形成本。

3）利用“物资管理模块”，审批人员通过APP 可随时查看和审批现场提报的紧急需用物资计划，采购人员第一时间按照计划采购，确保施工生产顺利进行。

4）“机械管理模块”实现了现场闲置机械的有效调度，避免在其他工区有闲置该类机械设备的情况下继续发生临时机械租赁，减少机械使用成本。

5）“安全质量管理模块”实现了全员参与施工安全质量管理，项目负责人可第一时间掌握施工现场安全质量情况，及时安排部署，消除隐患，上传整改照片后，形成安全闭环。

6）“临时工管理模块”进行施工现场计时工精确管理，杜绝了计时工使用混乱、虚签、重复计量等问题，有效节约了项目施工成本。O