信息化技术在隧道施工管理中的应用探讨

信息化技术在隧道施工管理中的应用探讨

杨阁（中铁十四局集团第四工程有限公司，山东济南250000）摘要：隧道是一种线性构筑物，其具有点多、线长、面广的特点，这就增加了隧道施工管理的难度。为了顺利开展隧道施工，笔者主要探讨信息化技术在隧道施工管理中的应用，具体信息化技术被广泛应用于隧道施工管理中，且应用效果显著。在本文，从进洞人员定位、有害气体监控、TSP超前地质预报和施工现场视频监控等方面展开讨论。应用关键词：隧道施工管理；信息化技术；中图分类号院U455.1,TU17文献标识码院A文章编号院2096-4390渊2020冤03-0107-02

动态性和危险性，其能够顺利隧道施工具有较强的隐蔽性、推进在一定程度上依赖于施工管理。隧道施工管理工作量大、质量方面的隐患，如果难度系数高，且在隧道施工中存在安全、将信息化技术引不加以有效控制，定会造成严重的后果。可见，入隧道施工管理中非常必要，因其对施工安全风险控制和实现经济效益最大化具有重要意义。下面，笔者主要从从进洞人员定位、有害气体监控、TSP超前地质预报和施工现场视频监控等方面探讨信息化技术在隧道施工管理中的应用。1进洞人员定位系统网络技术的定位系在隧道施工中，可建立一种基于计算机、继而方便了隧道施工现场人员统来实时监控进洞人员的状态，管理。进洞人员定位系统的工作原理为：由监控中心的主计算由无线数据传感器自机定时采集无线基站数据传感器的数据，通过分析处理数据，动采集识别卡的信息，并传送到监控中心；以实现远在主计算机界面上实时反映出移动目标的动态分布，程数字化管理施工现场的安全状态。进洞人员定位系统的主要功能与其实现见表1。表1进洞人员定位系统的主要功能与其实现

以督促和落实各一施工点人员的基本情况，并记录下相关信息，巡查、检测和处理工作的开展，继而实现从根本上规避一切人为因素所致的施工事故。2有害气体监控系统气体等危及施在隧道施工中，地质结构被破坏会产生粉尘、工人员健康的有害物质，尤其是当土地被破坏时，地底的气体易泄漏并不断向隧洞蔓延，当有害气体累积到一定程度，将会危及中毒和爆炸等事故。为此，隧道施工人员的健康，甚至引发窒息、施工管理要求切实做好隧洞有害气体检测工作，并通过建立有害气体监控系统来实时监测隧洞内的气体，以保障隧道施工安全。且当CH4的浓度以瓦斯为例。瓦斯是隧洞内一种有害气体，遇火源会爆>16%时，会引起窒息；当瓦斯浓度达到一定限值后，炸或燃烧。为了自动监测隧洞内的瓦斯，可建立一套远程无线温湿度、风速、瓦斯监测系统来实时监测隧洞内的瓦斯、H2S和报警器、断电器、无线网络收CO浓度等参数。该系统由传感器、发模块和洞口监控中心站等组成。其中，传感器用于向附近无继续由无线网络模块向综线数据收发模块传送监控数据信号，合无线数据接收模块传送数据，最后再利用网络电缆连接数据主要功能 系统设计与实现 并在洞口LED屏上实时显示监测数据信通讯接口传入工控机，隧道人员将基站安装于隧道交叉道口、进出口、工作面和地面的主出入口等处，号；工控主机在互联网环境下向各管理方实时传送监测数据。二衬台车、下台阶和分为了有效监测瓦斯，要求分别于掌子面、定位 用以读取检测范围内识别卡的信息，并传送到管理中心；

并使探头与掌子面相距>5m；站联络通道安装一个瓦斯传感器，先用管理软件处理定位信息，再生成相应的人员分布表、分布图。

所有瓦斯传感器全部垂直悬挂安装在隧道断面的上方，且保证路径跟踪 跟踪洞内人员的实时运动轨迹，并记录其从哪些监测点经过及其停留

与顶板相距≤30cm及与巷道侧壁相距≥20cm。另外，为了减轻时长。 出口两端的洞壁上安装一台瓦斯灾害损失，要求分别于隧洞进、短信息 洞外监控中心利用管理软件向洞内人员发送短信息，而洞内人员则利自动断电仪，用以及时在瓦斯浓度超标时报警并断电，即：在瓦斯浓度≥0.75%时，仪器发出报警信号并鸣响；在瓦斯浓度≥用识别卡向洞外管理中心发送短信息。

马上断电，此时要求马上疏散洞内人员。支持同时对100人进行快速进洞考勤，且会自动记录下进、出洞的确1.50%时，考勤统计

3TSP超前地质预报系统切时间，而后再统计生成每日考勤报表等。

为了避免隧道盲目施工及防止发生地质灾害，TSP超前地质数据存储 在数据库中存入考勤定位信息，支持随时查询考勤定位信息。

多预报系统被广泛应用于隧道施工管理中。TSP法是一种多波、出洞异常自动检测到洞内人员长时间未出洞，并向其发送信息进行出洞提示。 分量、在地震波与岩石波阻抗差高分辨率的地震反射法。其中，异界面相遇时，会反射回一部分地震信号，并被地震检波器接提示

收，而后利用TSPwin软件处理数据，即可掌握隧道工作面的前网络共享 支持网络共享，即可在局域网中查询考勤定位信息。

方地质体情况；一部分会透射入前方介质。接收器或应用表明，隧道施工人员定位系统支持随时查询并显示某关于TSP超前地质预报系统，其主要由记录单元、（1986，作者简介:杨阁11-）,男,汉族,河北霸县人,本科学历,工程师,主要从事桥梁、隧道及市政工程施工技术管理工作。-108-科学技术创新2020.03

从而保障隧道实现隧道施工监测的自动化、实时性和准确性，施工人员的安全及隧道工程建设的质量。参考文献[1]洪乾坤,吴霄翔.基于问题驱动的信息化教学模式在隧道施工技术课程中的应用[J].中国建材科技,2019,28(3):128,127.

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检波器和TSPwin软件等组成。其中，TSPwin软件具有高度智能接收器或检波器可以采用三化特点，可用于数据采集及处理；频率范围、共振频率和操作分量加速度地震检波器，其灵敏度、横温度分别为1000mV/G±5%、0.5-5000Hz、9000Hz和0-65℃，其向灵敏度>1%；记录单元共有12道，采用了24位A/D转换，采样间隔、最大记录带宽和动态范围分别为62.5μs/125μs、1808.5ms、8000Hz/4000Hz和120dB。表2所示为TSP超前地质预报系统的设计参数。表2TSP系统设计参数名称 数量 钻头直径 深度 定向 与隧道底的距离

位置

接收器或检波器孔 2个（隧道左壁）

45mm 2.0m

炮孔 24个（隧道右壁）

38mm 1.5m

与隧道轴向垂直，并上倾5-10° 与隧道轴向垂直，并下倾10-20°

1.5m

与掌子面相距.5m

1.5m

首个炮点与同侧检波器相距20m，且

炮点间隔1.5m

4施工现场视频监控系统即：在隧道施工管理中，应用视频监控系统具有现实价值，重点监视一些重点部位或重点工程，以便及时发现和消除问并支持随时回访或调取施工题；监控中心按需设定录像时长，画面，以方便调查事故原因；利用系统提供的双向语音通讯功能，远程通知施工现场的情况，以制止违章行为和防止发生事故；在互联网环境下，管理人员可随时随地查询施工现场的音安全、进度和成本频和视频图像，继而实现了对隧道施工质量、等的有效管理。控制、传输、显总体来讲，该施工现场视频监控系统由摄像、即：示与记录、网络连接五部分组成，具体选择带云台的高摄像部分：摄像部分装设于监视现场，全方位球型云台护罩等，以清彩色摄像机、自动光圈变焦镜头、完成监视区摄像及进行电信号转换；云台时一种支撑设备，用于安装和固定摄像机。控制部分：鉴于隧道施工现场闭路监控系统的信息处理量并利用专业用户软件较大，一般利用计算机系统操作控制台，光纤或同轴电缆传管理。传输部分：传输系统主要利用双绞线、输视频信号、控制信号，其中较长的隧道优先选择光纤传输信号，因其损坏更小。显示与记录：在控制室中，安装了视频处理设备、硬盘录像机和监视器等显示与记录设备。可利用硬盘录像机网络连接：在互联网光纤接入的环境下，也可进行远程远程同步显示监控画面，且如果经过软件授权，操控。另外，隧道施工各管理方均可现场施工画面进行远程监控。应用表明，隧道施工现场视频监控系统实现了全程实时监控整个隧道的闭路电视系统，有助于及时发现和排除存在的安全隐患。结束语隧道施工是现代道路工程建设的重要内容，但其中存在的安全隐患多，所以容易引发施工事故。为了高效管理隧道施工以期及保障施工安全，一系列信息化技术被引入施工管理中，