隧道施工論文：隧道施工遠程監測體系探究

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本文作者：劉海京、涂耘、鄭佳艷、林志 單位：招商局重慶交通科研設計院有限公司、重慶交通大學

以往僅對技術和管理進行了研究，監測類別、內容和要素內容也單一，形成的監控技術體系不夠完善，監控系統無法將地質超前預報、監控量測及預警、毒害氣體監測、水文監測等技術手段與施工人員管理、安全防護設施管理等手段進行實時、有效的關聯，不能真正達到保障安全、優化設計、指導施工、減少災害后人員財產損失的真正目的，也無法實現真正意義上的隧道施工安全遠程智能監控。本文基于以上分析及目的，經公路隧道施工與監控現場調研和分析，并結合公路隧道設計施工技術規范要求［7－8］，將隧道監控內容及要素列出，見表1。

監控系統實施流程

隧道施工安全遠程監控系統除需要建立并完善監控內容和要素，還應該建立完善的系統實施工作流程。監測信息的管理、預警、處治流程既是決定能否對不良地質災害、異常圍巖變形與結構荷載、異常施工環境信息等預警信息及時響應，確保施工安全監控預警信息得到及時、妥善處理的前提，也是施工安全監控系統起到應有作用的基礎，所以明確隧道施工安全智能遠程監控管理實施流程非常必要。根據我國公路隧道施工監控技術現狀、管理要求及相關技術規范和標準，提出監控系統的工作內容及對應的工作流程，如圖1所示。

監控系統討論

隧道施工安全遠程智能監測設備的研發涉及到掌子面數字化監控與重建、監控指標的智能化預警方法、系統的模塊設計、硬件功能的設計與規劃、監控信息指標體系、傳感器類型、傳輸技術、設置位置等技術方案的規劃和實施，也包括監控設備的使用要求、管理要求和實施方法的建立，如監測時間、頻率、數據管理和存儲等諸多管理問題的建立和完善，屬多學科系統性工程，需進一步開展研究并完善相關技術和管理技術，在此基礎上方可進一步完善安全監管，真正提高隧道施工安全水平。

以施工人員信息監控為例，隧道建設過程中，建立隧道危險源監控系統，及時、動態掌握隧道施工危險源信息，有效預警，防止隧道災害發生;災害發生后，通過洞內人員信息準確、有效的記錄，可反映隧道內施工人員數量和位置，以便及時施救，最大程度地減少隧道施工人員傷亡。因此，對施工人員的安全管理和監控始終是智能監控設備關注的重點。了解隧道內工程技術人員的進出情況、具體數量和位置，尤其是掌握隧道危險區域內的施工人員情況，對確保施工安全及災后救援十分重要。目前隧道實際施工管理過程中，施工人員進出隧道遵守掛牌等級制度，其統計時效性差，準確度不高。

從技術角度看，在隧道洞口、2次襯砌、掌子面、仰拱工作面等重要作業區域安裝無線數據接收器，現場施工人員進出隧道時，隨身攜帶唯一的數據識別標識卡，人員識別標簽不斷或定時發射載有目標識別碼的無線電射頻信號，施工人員進入接收器讀取范圍內，接收器接收到施工人員識別標簽發來的載波信號，經接收器接收處理后，將信號進行分析、處理，并發送到洞口通信接口裝置，再轉換成信號送給洞口服務器，以實現目標的管理自動化。施工管理方應確保施工人員正確攜帶標識卡，確保接收器及傳輸線路、洞內及洞口終端顯示設備的完善，并進行定期檢查。

結語

本文基于公路隧道施工安全防災及災后救災的實際需要，提出了隧道施工安全遠程智能監控內容、要素，建立了監控系統工作流程。對于保障隧道工程施工安全，完善隧道施工安全遠程監控技術體系，促進管理部門改變傳統的監管模式升級，有效提高質量和安全監管工作水平，具有重要的實用價值和指導意義，可推廣應用。