信息化技术在隧道施工管理中的应用

刘 艳，李忠明

(中铁五局集团第五工程有限责任公司，贵州 贵阳 550000)

信息化技术在隧道施工管理中的应用

刘 艳，李忠明

(中铁五局集团第五工程有限责任公司，贵州 贵阳 550000)

对信息化技术在隧道施工管理中的应用进行分析，并且结合实例对人员定位系统、语音对讲系统、变形监测等作用进行探究，由此可见在隧道施工过程中合理应用信息化技术对提升工程施工质量，保证施工安全，提高施工效率等均有积极影响。

信息化技术；隧道；施工管理

1 工程概况

新藏水电站引水隧洞(隧1+914～隧6+634)工程施工标主要内容有2#、3#支洞及其控制的引水隧洞主洞工程、2#渣场治理、施工临时交通工程以及本标相应的其他临时设施工程等，其中2#支洞全长950 m，3#支洞全长925 m2，引水隧洞主洞全长4 720 m。引水隧洞主洞的开挖断面为马蹄形，Ⅱ、Ⅲ类围岩占设计长度的60%，断面面积为68.8 m2，采用喷锚衬砌，喷锚厚度分别为10 cm、15 cm，Ⅳ类围岩占设计长度的32%，断面面积为70.2 m2、Ⅴ类围岩占设计长度的8%，断面面积为76.5 m2，合计实方为40.3万方，Ⅳ、Ⅴ类围岩洞段均采用现浇混凝土衬砌，衬砌厚度分别为40 cm、60 cm；2#和3#支洞均为城门洞型，断面面积为35 m2。

2 人员管理

该工程通过工业无线网络、IP网络或电信网络、通信终端及APP、采集/执行终端及嵌人式软件、网关、控制服务器及控制软件等各环节的配合，实现系统的各项功能和目标。使用全数字化展示平台将所有数据从隧道内部框架子系统中获取，由软件处理显示在视频监控图像之上，控制中心隧道内实时监控系统1～4右洞，6～9左洞。通过在隧道的进出口、交叉道口、工作面、掌子面、隧道各区域安装位置基站的方式实现对人员的定位：当佩戴位置感应模块的人员进人区域，定位基站接收到人员的位置信息，经过计算处理后，通过网络传回数据中心。该系统可以根据区域划分，统计各区域人员的分布情况，实时跟踪人员在隧道内的位置。洞内人员可以通过报警按钮向洞外管理中心呼救，洞外管理中心可以通过IP对讲系统或短消息呼叫洞内人员。

3 施工变形监测

该工程基于COTDR技术进行地铁隧道应变探测。由于光纤本身材质的原因，在各种环境下使用的光纤，必须加工成具有相应机械性能的光缆，才能保证光纤在铺设、安装、使用、维护的过程中确保自身的安全。由柔性金属铠装光纤加工成的各种规格的室内外光缆，具有体积小、重量轻、环境特性优越等特点，适用于楼宇布线、重点机房设备光连接、野外作业、光纤入户、传感探测等复杂环境条件。由于柔性金属铠装的加工方式，且COTDR技术本身主要用于温度、应变、损耗等静态参数的测量，故在地铁隧道中布设单模铠装光缆，采用COTDR技术检测的方式，对冲击振动的敏感度不高。地铁隧道施工过程中产生的冲击振动造成监测系统误报警的可能性很小。为保证对隧道形变的有效监测，光缆采用如图1方式安装。

图1 隧道内探测光缆安装方式

如图1所示，将探测光缆每隔一段距离(如50 m)，取出一定长度(如10 m)光缆盘成直径为d(可取25 cm)的线圈，此时应让线圈中光缆自然弯曲不受力，通过固定件和支撑杆，安装于隧道顶部。通常情况下隧道发生形变的主要原因是受到自上而下的巨大压力，当隧道顶部受到压力而发生形变时，光缆线圈也随之发生形变，此处的瑞利后向散射回波强度由此发生改变。监测系统经判断后，发出报警信息。因此，对探测隧道形变程度起主要作用的，是各个由探测光缆盘成的线圈。

4 施工安全分析

为了保证高速公路隧道施工的安全性，需要结合隧道工程施工现场的实际监测数据以及以往的施工经验，建立与工程相符的施工安全信息化分析流程，该工程施工信息化分析系统如图2所示。首先，依据设计方案进行隧道断面开挖，随着掌子面施工的不断深入，依据不同量测仪表进行施工现场量测，如可使用各类验收仪对洞室内收敛位移以及多点位移等进行测量，从而获得洞室位移和应力数据，对支护结构以及围岩应力进行判断。其次，根据各项内容的量测信息进行隧道围堰和支护变形预测分析工作。同时，依据相关部门对隧道施工规范和隧道自身条件分析，对围岩以及支护结构变形等安全阈值进行设置，确定具体的指标。最后，对测值以及安全阈值的符合度进行预测，对隧道围岩以及支护结构的安全性进行确认。若安全条件符合要求，则可开展后续施工。若不符合安全要求，则需要对隧洞开挖施工进行调整。

图2 隧道施工安全的信息化分析工作流程图

5 结束语

总而言之，科学的隧道施工管理不仅为施工人员的生命安全提供保障，还推动着国家的建设与可持续发展。要求加强对隧道施工管理的重视，高效应用信息化技术，将信息安全管理贯穿在施工流程中，全面增强施工人员的安全责任意识。

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U445.1

C

1008-3383(2017)11-0133-01

2017-08-28

刘艳(1982-)，女，贵州贞丰人，工程师，研究方向：工程试验。