隧道施工與安全智能管理系統(tǒng)應(yīng)用研究

文/楊世強(qiáng)

1 分析隧道施工與安全智能管理系統(tǒng)的基本要素

1.1 施工質(zhì)量控制系統(tǒng)

一方面，在使用工序質(zhì)量過程控制系統(tǒng)的過程中，需要充分的根據(jù)工序質(zhì)量說明當(dāng)中的具體要求，對隧道施工階段所包含的多種施工工序加以分析，確保每一道工序在運(yùn)行的過程中，都能夠充分的滿足隧道施工技術(shù)在使用階段所提出的規(guī)范化要求，以此來保障施工作業(yè)的有序進(jìn)行，有效提高了施工環(huán)節(jié)的安全系數(shù)。除此之外，還需要對工序質(zhì)量系統(tǒng)予以合理的說明，在隧道施工項(xiàng)目的運(yùn)行階段，相關(guān)企業(yè)會采取傳統(tǒng)以人工為主的記錄方法，對各項(xiàng)施工工序的具體情況進(jìn)行記錄，從而將其形成檔案資料進(jìn)行保存在施工的前期階段、中期環(huán)節(jié)以及竣工部分，若需要調(diào)動相應(yīng)的檔案數(shù)據(jù)則會帶來極大的不便。另外，隧道施工企業(yè)在開展施工作業(yè)的過程中，需要對每一項(xiàng)工序的具體實(shí)施狀況進(jìn)行記錄，基于嚴(yán)格性和嚴(yán)謹(jǐn)性的記錄原則，以實(shí)時化的監(jiān)督形式，確保監(jiān)理單位和監(jiān)管部門能夠輔助監(jiān)督作業(yè)的順利進(jìn)行。為了能夠及時的調(diào)取基本工程信息，并實(shí)現(xiàn)對此類信息的充分利用，需要借助工序質(zhì)量智能管理系統(tǒng)，為信息的調(diào)用和使用環(huán)節(jié)提供便利性支持，在提高系統(tǒng)運(yùn)行效率的基礎(chǔ)上，使相關(guān)監(jiān)督人員能夠及時地了解到工程項(xiàng)目的實(shí)際實(shí)施狀況，采取有針對性的調(diào)整辦法，有助于提高隧道施工工程的整體質(zhì)量(見圖1)。

圖1 施工組織設(shè)計與工程質(zhì)量控制

另一方面，通過對隧道工程項(xiàng)目當(dāng)中所設(shè)置的施工質(zhì)量控制系統(tǒng)進(jìn)行探究，并且需要針對此類系統(tǒng)予以細(xì)致劃分，并將其進(jìn)一步劃分成為原材料質(zhì)量檢驗(yàn)以及工序質(zhì)量過程控制等兩部分的系統(tǒng)形式。在使用原材料質(zhì)量檢驗(yàn)系統(tǒng)的過程中，可以借助導(dǎo)航欄模塊當(dāng)中的菜單內(nèi)容選中原材料檢測，并對此類菜單進(jìn)行下拉處理，根據(jù)原材料的實(shí)際檢測內(nèi)容，將隧道施工作業(yè)當(dāng)中所使用的原材料進(jìn)行合理的劃分。例如：水泥、碎石、鋼筋砂、外加劑、錨桿、防水材料、止水材料以及水資源等。對于二級材料當(dāng)中所涉及的內(nèi)容來說，主要包含了每個選項(xiàng)所應(yīng)對應(yīng)的原材料檢測界面，為檢測工作人員的錄入和查看提供了便利性支持[1]。在各個子模塊的界面當(dāng)中可以顯示出細(xì)致化的材料基本數(shù)據(jù)，例如：編號、進(jìn)場日期、存檔位置、供應(yīng)商以及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等等，不僅能夠在子模塊界面中對此類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入和顯示，還能夠再添加數(shù)據(jù)管理功能的基礎(chǔ)上，借助添加、編輯以及刪除等多樣化的功能，保障了信息處理和整理階段的合理性（見圖2）。

圖2 施工質(zhì)量控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

1.2 動態(tài)化的視頻監(jiān)測系統(tǒng)

對于隧道施工作業(yè)來說，由于此項(xiàng)工程項(xiàng)目具有復(fù)雜化和長期性的特點(diǎn)，所涉及到的施工環(huán)節(jié)具有系統(tǒng)化的特征。對于新建立的隧道工程項(xiàng)目來說，實(shí)際所涉及到的施工段面相對較大，且隧道部分的地質(zhì)條件相對較差，容易對周邊自然環(huán)境造成不良影響，從而阻礙了隧道施工作業(yè)的順利開展，為安全管理工作的實(shí)施帶來了較大的難度。由于隧道內(nèi)部所潛在的危險因素相對較多，且整體的施工環(huán)境處于長期封閉的狀態(tài)，若發(fā)生突發(fā)性的安全事故時，容易造成嚴(yán)重的人員傷亡，從而為隧道施工帶來較大的損失。為此，需要積極打造安全、智能的隧道施工管理系統(tǒng)，在監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，針對施工現(xiàn)場的實(shí)際情況加以管控，確保工程指導(dǎo)工作人員能夠充分的了解現(xiàn)場的實(shí)際情況，以實(shí)時化的指導(dǎo)形式，及時的處理突發(fā)性的安全事故，以此來保證后續(xù)施工作業(yè)的順利開展。與此同時，在監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，還可以借助防盜、報警等安全技術(shù)，從而打造完善的危險防范體系，確保此類聯(lián)動體系能夠持續(xù)地處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，及時對安全事故隱患做出警報，在加大預(yù)防力度的同時，避免對工程項(xiàng)目造成損壞。將視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于隧道施工環(huán)節(jié)，可以利用遙控攝像機(jī)對現(xiàn)場的實(shí)際情況進(jìn)行記錄，并利用其他類型的輔助類設(shè)備，使監(jiān)督工作人員能夠以直觀的形式獲取現(xiàn)場的監(jiān)控場所，利用圖像識別以及跟蹤技術(shù)，對施工環(huán)節(jié)所涉及的變化情況予以合理的分析，從而提前設(shè)置突發(fā)性的事件處理措施，為施工作業(yè)的順利開展提供便利性保障，將監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中所獲取到的基礎(chǔ)信息作為重要的參考依據(jù)，保證了突發(fā)性事件處理的及時性（見圖3）。

圖3 動態(tài)視頻監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2 分析隧道施工安全管理系統(tǒng)的架構(gòu)

2.1 分析系統(tǒng)的架構(gòu)內(nèi)容

對于隧道工程的管理系統(tǒng)來說，為了能夠及時的解決滯后性等方面的問題，需要基于整體的施工過程，在遠(yuǎn)程管理的基礎(chǔ)上，對施工人員的位置予以實(shí)時定位，并通過對有害氣體組成和濃度變化情況進(jìn)行分析，隨著時間的不斷推移，明確的掌握隧道特殊點(diǎn)位的結(jié)構(gòu)變形狀況。為了充分的掌握施工過程所涉及的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需要采取合理的監(jiān)控方法，保障管理控制作業(yè)的安全性，確保各項(xiàng)施工作業(yè)的順利進(jìn)行。為了實(shí)現(xiàn)對隧道施工作業(yè)的全程監(jiān)督，需要積極的建立以安全和智能為主的管理系統(tǒng)，保障管理控制階段的科學(xué)性和合理性，有助于保障施工建設(shè)階段人員和設(shè)備的安全。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)當(dāng)中包含了傳感器、傳輸網(wǎng)等多方面的技術(shù)類型，且此類技術(shù)屬于安全智能管理系統(tǒng)當(dāng)中的關(guān)鍵組成部分，能夠準(zhǔn)確的定位人員的實(shí)際情況，在監(jiān)測有害氣體的過程中，明確的掌握了特殊點(diǎn)位的結(jié)構(gòu)變形狀況，從人員、氣體以及結(jié)構(gòu)變形等多方面的信息數(shù)據(jù)入手，保障了數(shù)據(jù)信息采集的及時性。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高效化發(fā)展和廣泛化應(yīng)用的基礎(chǔ)上，可以充分的利用物聯(lián)網(wǎng)平臺的優(yōu)勢和特點(diǎn)，并將其滲透隧道施工隊(duì)的實(shí)施過程中，基于便捷性、高效性和科學(xué)性的監(jiān)控辦法，對隧道內(nèi)部的空間區(qū)域予以合理的監(jiān)管。對相關(guān)信息進(jìn)行探究，利用網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)將此類信息數(shù)據(jù)傳遞給監(jiān)控中心的終端設(shè)備當(dāng)中，使終端工作人員能夠?qū)Υ祟愋畔⒓右苑治?，從而及時提出有針對性的改善方法，有助于保障人員的安全性，從而促進(jìn)隧道工程項(xiàng)目施工作業(yè)的順利進(jìn)行[2]。

2.2 打造安全智能管理系統(tǒng)基本數(shù)據(jù)庫

在建設(shè)系統(tǒng)基本數(shù)據(jù)庫的過程中，需要將數(shù)據(jù)的采集、設(shè)備的監(jiān)測等工作包含在內(nèi)，通過對此類工作階段所獲得到的數(shù)據(jù)信息放置于數(shù)據(jù)庫中，根據(jù)數(shù)據(jù)信息的采集狀況，在可視監(jiān)控、人員設(shè)備定位、語音雙向?qū)χv、特殊點(diǎn)位結(jié)構(gòu)、變形監(jiān)控、有害氣體監(jiān)測、動態(tài)視頻、施工質(zhì)量控制、地質(zhì)超前預(yù)報以及形象進(jìn)度等多種設(shè)備的支撐作用下，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的充分使用。對于上述設(shè)備所采集到的數(shù)據(jù)信息來說，雖然具有多個不同的類型，但仍然能夠?qū)⑵渫度氲焦芾硐到y(tǒng)當(dāng)中，以智能化的處理形式形成基本數(shù)據(jù)庫。例如：首先，在開展現(xiàn)場施工作業(yè)的過程中，可以在可視監(jiān)控系統(tǒng)以及動態(tài)化視頻監(jiān)測系統(tǒng)的共同作用下，將視頻信號語音雙向?qū)χv階段所獲取到的數(shù)據(jù)信息加以傳輸。其次，通過對語音信號傳輸、特殊點(diǎn)位檢測和有害氣體監(jiān)測階段所獲得的信息進(jìn)行處理，將其轉(zhuǎn)化為文本文件的形式。最后，基于基本數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)化處理形式，借助安全智能管理系統(tǒng)功能和優(yōu)勢，使監(jiān)控作業(yè)逐漸朝著智能化的方向轉(zhuǎn)型，為各項(xiàng)施工的順利開展提供了充足的參考依據(jù)。

3 結(jié)語

在開展隧道工程建設(shè)項(xiàng)目的過程中，需要保障管理工作的有效落實(shí)，以提高工程項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量為主要目的，從施工的整體過程入手實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化的控制和管理工作目標(biāo)。現(xiàn)階段需要基于隧道工程施工項(xiàng)目的實(shí)際狀況，打造以安全化和智能化為主的管理系統(tǒng)，在新型技術(shù)和先進(jìn)原理的支撐作用下，對各個施工環(huán)節(jié)予以全程性的監(jiān)控，保障數(shù)據(jù)信息傳遞的及時性和高效性，為各項(xiàng)施工作業(yè)的開展提供充足的參考依據(jù)，確保各參建單位的有機(jī)結(jié)合，以此來提高隧道工程的施工水平。