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隧道施工監控方案范文1
中圖分類號：U451 文獻標識碼：A
隨著我國國道、高速公路網和鐵路的迅速建設，隧道越來越顯示出穿山越嶺的優越性，隧道施工項目增多。目前我國已成為世界上隧道最多，建設發展最快的國家。
按照國家“十二五”規劃，到2015年，我國鐵路運營里程達到12萬km，其中，高速鐵路1.6萬km以上，西部鐵路5萬km以上。在鐵路飛躍式發展的同時，我國鐵路隧道的總里程也在飛速增加。2009年開工的南廣鐵路工程正線長度577.1 km，其中隧道135座共132.7km，占線路總長度的23.0%。2010年11月開工的成貴鐵路工程正線509.053 km，其中隧道有183座，均為雙線單洞隧道，共計247 km，占線路總長度的49.50%。
隨之而來的安全問題也逐漸顯露出來。隧道施工不同于其他生產形式，兼顧建設工程施工和礦山生產，具有其自身獨特的安全生產特點。隧道施工過程中，由于地質條件的多樣性和復雜性，其施工事故發生率比其它巖土工程高且嚴重。
1隧道施工風險重大事故
2008年4月11日，湖北恩施州屯堡鄉境內中鐵十一局四公司27標，宜萬鐵路馬鹿箐隧道施工工地發生透水事故，造成4人死亡， 1人失蹤。2009年2月2月17日上午11時許，正在施工中的包西鐵路復線綏德縣田莊鎮寨山村與子洲縣交界處的一隧道發生塌方，兩名施工人員遇難。2010年7月11日，由中鐵十八局施工、柳鐵監理公司監理的新建南黎鐵路賓陽那適2號隧道NGDK698+382仰拱前方發生坍塌，致使10名施工中的工人死亡。2011年4月20日甘肅山丹一施工隧道發生坍塌12人死亡。2012年5月19日上午8時30分左右，一輛載有炸藥的車輛進入湖南炎汝高速公路（炎陵至汝城高速公路）在建八面山隧道施工層面，在卸貨時發生爆炸，造成20人死亡，4名生還者中1人重傷、1人輕傷。
由于地質類型和性質不同，隧道施工技術條件千變萬化，無統一固定的施工模式，而且隨著施工環境和施工機械等客觀條件的變化，在隧道施工過程中還會不斷出現新的情況，特別是在突水、突泥，軟巖失穩的時候更容易導致事故的發生。只有清楚地認識了這些事故形式，了解事故誘因，并在施工過程中認真、負責，做好自身的工作才能預防事故的發生。在事故發生后能清醒地判斷，并正確地決策。
2隧道施工安全風險管理概述
風險主要強調兩個方面即發生的不確定性和造成損失的不確定性。雖然風險具有抽象性及模糊性，總體上都是圍繞危害事件、危害發生的可能性以及危害造成的后果等幾個問題展開研究的。
風險管理是指通過對目前及未來的無論是潛在或顯現的風險因素的識別、分析，加上風險環境的不確定性的影響，為決策者提供決策方案并保證決策方案正確實施的系統的分析方法。風險管理的目標是以最小的成本獲得最大的安全保障或最少的損失。
隧道施工安全風險是指在隧道施工過程中，由于受到不確定因素的影響，致使隧道施工的正?；顒悠x計劃目標，而造成直接或間接損失的可能性。而隧道施工安全風險管理就是指項目管理人員通過對隧道施工前進行的風險識別、風險評價及制定的處置措施對存在的風險進行管理，以減小風險發生的可能性或風險造成的損失。
風險管理工作一般是由幾個環節構成的，根據隧道施工風險的特點，將風險管理過程分為風險識別、風險評估、風險應對及風險監控四個部分。
3隧道施工安全風險分析
隧道施工事故發生頻繁，隧道施工中引起傷亡事故的因素很多，其類別主要有：坍塌、冒頂片幫、物體打擊、放炮、車輛傷害、起重傷害、瓦斯爆炸、火藥爆炸、觸電、火災、灼燙淹溺、中毒和窒息、其他傷害等。
針對以上的施工風險，隧道施工單位在實際施工過程中也投入了大量的人力、物力，采取了很多的風險監控方法，但最后收到的效果卻不是特別的明顯。因此我們就有必要在隧道施工階段建立一個簡單、有效、經濟的風險監控方法。
將在隧道施工中可能出現的風險進行相應的等級劃分，對于那些可以接受的低度風險和中度風險將不進行專門的監控，只對那些不期望和不可接受的高度風險和極高風險進行監控。隧道在掘進時會對隧道周邊及前方一定范圍內的圍巖產生擾動，改變了圍巖原始應力狀態，因此圍巖就將發生形變。當圍巖的形變量在一定的范圍內是合理的，若超出了該合理范圍就必須停止隧道施工并采取相應的應對措施，將圍巖的形變量控制在合理的范圍內，否則將會引起風險事故的發生。
所以我們在隧道施工階段可以通過對圍巖形變這一風險因素進行監控來有效地避免隧道施工階段風險事故的發生，或者有效地減少施工風險事故發生所造成的損失，從而保證隧道施工工程的順利進行。
4隧道施工安全風險的控制與管理
風險控制是指對隧道施工安全風險進行識別、分析與評價的基礎上，工程管理者根據風險發生的概率及所帶來的損失的大小，所采取的那些可以降低工程事故發生頻率、減少事故損失的一系列行之有效的風險防范措施。鐵路隧道風險控制應該是一個管理和技術相結合的完整綜合體系。
隧道施工風險控制工作可以從微觀與宏觀兩個方面進行。宏觀控制方面是工程項目風險管理者，運用法制、經濟和教育等手段對隧道施工全過程進行有效控制的過程。微觀控制是以隧道施工過程中的具體風險事故為控制對象，采用有效地管理措施及技術措施，對隧道施工安全風險進行有效地預防和處理。
隧道施工監控方案范文2
關鍵詞:無線監控;實時監控;無線接入;計算機科學與技術;隧道視頻監控
中圖分類號:TP393文獻標識碼:A文章編號:1009-2374(2010)06-0032-02
一、系統概述
(一)目的和意義
中國水電集團公司承建的京滬高速鐵路土建三標段JHTJ-3標段,正線全長266.617公里。本標段位于山東省濟南、泰安、曲阜、滕州、棗莊市和江蘇省徐州境內,路基長94.190km;橋梁99座,總長161.574km;隧道9座,總長10.229km。
為進一步加大監管力度,加強對轄區內所有施工現場的管理,規范施工行為,中國水電集團公司高速鐵路土建工程三標段項目經理部建立了施工現場實時監控、遠程指揮系統。該系統的建成,使管理者更加規范的管理施工現場,了解現場生產、設備施工情況,并在項目部監控中心對現場施工情況進行實時調度。施工現場實時監控、遠程指揮管理技術在集團公司所承接的工程中首次應用、在中國的鐵路建設施工中也是首次應用。通過監控系統可以實時動態地匯報被監測點的情況,及時發現質量、安全和施工工藝等方面的問題并進行處理;完成重大危險源的監測和評估,正確及時采取相應措施啟動相關應急預案;獲得完整備份資料用于事后進行分析調查。成功地運用該技術,可確保京滬高鐵工程的順利實施,可在保證工程質量、安全的前提下降低施工成本,同時也將提升企業施工技術水平,增強企業核心競爭力,實現項目管理信息及時、準確、全面,為更大規模管理探索高效運轉模式。
(二)無線接入技術概述
京滬高鐵無線監控系統是京滬高鐵視頻監控系統的子系統,它針對無法架設光纜的監控點(隧道、架橋機),采用技術先進的無線傳輸方式,來進行圖像傳輸,通過無線監控實時了解各個工區內隧道施工、橋梁施工現場作業面內發生的情況,并可依據網絡傳回的圖像進行指揮調度。
AirStream寬帶無線接入解決方案作為光纖網絡的延伸和補充,能提供高速、大容量的數據語音業務,實現業務的快速接入,并協助運營商快速占領市場,同時提供各種視頻監控信息的可靠傳輸機制。AirStream系列寬帶無線接入設備,是新一代遠程、大容量無線數據通信接入系統,支持點對點、點對多點4.9～5.8GHz無線組網應用。它采用完全自主研發的Turbo Link高性能TDMA空中多址協議,支持最大40Mbps的業務凈傳輸流量,可與骨干傳輸網、業務網相連,高速、實時地傳遞多路數據、圖像、話音(E1/VoIP)等多媒體信息,以靈活快捷的方式組成點對點或點對多點無線通信網絡。系統由中心點(AP)、用戶站(CPE)和網管系統組成,系統完全采用電信級設計,性能優異,部署靈活,功能豐富,是組建寬帶無線接入網絡的理想選擇。
二、系統設計目標、原則、依據
(一)設計目標
在進行監控系統設計的時候,基于系統的基本需求,本著架構合理、安全可靠、產品主流、低成本、低維護量等作為出發點,以達到先進、安全、可靠、高效的系統解決方案為目標。
(二)設計原則
本設計以行業標準作為設計依據,結合用戶的具體情況,用最佳設計方案體現最高的性能價格比,是本方案設計的指導思想,也是本方案設計的基本出發點和追求的目標。
(三)設計依據
本方案設計根據甲方常規要求,并遵循以下國家相關部門制定的設計規范要求。
本次工程建設符合以下規范:
《中華人民共和國公共行業標準》(GA/T70-94);
《安全防范工程程序與要求》(GA/T75-94);
《民用建筑電器設計規范》(JGJ/T16-92);
《工業電視系統工程設計規范》(GBJ115-87);
《電視系統視頻指標》(CCTR RECOMMANDATION 472-3);
《電器裝置安裝工程線路施工及驗收規范》(BG50168-92);
《電業安全工作規程》(DL-408-91);
《工業企業通信設計規范》(GBJ42-81);
《民用閉路監視電視系統工程技術規范》(GB50198);
《安全防范系統通用圖形符號》(GA/T74-94);
《安全防范工程概預算編制辦法》(GA/T70-94);
《低壓配電裝置安裝工程及線路設計規范》(GBJ54-83)。
三、隧道視頻監控方案
下面以鳳凰臺隧道為例介紹一下本方案的實現方法。
隧道內前端攝像機把圖像信號攝入后,視頻信號經視頻服務器轉換為數字信號,通過5.8G無線微波傳輸鏈路(作業面非直線或干擾大需加中繼)傳送到隧道口最近的光纜傳輸節點,傳輸節點經過光纜將視頻信號傳輸至監控中心。
(一)系統設備配置方案
1.隧道內發射端為一可移動小車,能隨著作業面推進而移動,在“發射端”處安裝:攝像機、視頻服務器、Air Stream AS5800B/T系列。
2.隧道口設一接收端,光纜敷設至接收端,在“接收端”處安裝:Air Stream AS5800B/R系列、光纖收發器。
3.為保證設備正常工作,電源必須24小時供電,設備取電根據現場實際情況,采取就近原則,例如:隧道內可從工作面照明光源處取。
4.如隧道施工作業面非直線或信號干擾太大,需根據實際情況在隧道內加設Air Stream AS5800B系列產品作為中繼。
5.需在各個支撐架上采取避雷措施。
6.隨著隧道內掘進面的不斷深入,洞內的鋼筋臺車和澆筑臺車林立的鋼架對無線信號吸收、遮擋嚴重,故需要設備技術先進,穩定性好,鏈路傳輸穩定,必要時還需要加裝中繼,以保證信號的穩定。
系統圖如下:
無線主站、無線遠端、視頻編碼器分別配置為三個固定IP,在同一網段內(本例中主站IP為*.*.*.3,遠端為*.*.*.4,編碼器為*.*.*.2.網關都為*.*.*.1掩碼為255.255.255.248,可用IP為5個,為以后增加中繼預留)。防爆高速球機、編碼器、無線遠端安裝在隧道最前端的鋼筋臺車上,天線對準洞口。無線主站、光收發器裝在洞口,經光纜接入到城域網。中心平臺根據IP地址和前端建立連接,在主控中心的大屏上便可看到隧道內的實時圖像。洞內天線的安裝要對正洞口,盡量無遮擋,同時不能妨礙工程車輛進出。前端設備要做好防護、固定,還要保證供電(從鋼筋臺車上取電)。
(二)安裝及設置
編碼器的IP為*.*.*.2 掩碼255.255.255.248 網關*.*.*.1(具體設置根據實際的編碼器,此處略)。
無線設備采用深圳蘭斯特的WQ-5800工業級野外全天候微波數字監控系統(本例中使用的是定向天線)。該設備在本例中成對使用,分為無線網橋和AP,遠端為AP,主站為網橋。以下是網橋的安裝設置。
1.電器安裝。狀態指示燈:從上往下1、電源指示燈,2、LAN燈,3、W-LAN燈。
通電后機側信號透視窗口1、3燈亮,當網線將無線網橋與電腦連通后,LAN燈亮。(注:網線為交叉線)如果以上燈不亮則表示連接不正常,須檢查是否通電,網線是否插好。
2.無線網橋登錄。打開網頁瀏覽器,輸入網橋的IP地址(網橋的出廠IP地址已設好,默認IP:192.168.1.1,電腦IP設成同一網段), 按下ENTER鍵,彈出的登錄界面。輸入用戶名和密碼(默認的用戶名和密碼為空),按“確定”進入無線網橋設置頁面。
3.System設置。在頁面左邊的導航菜單里選擇System,頁面顯示的是網橋當前的設置和狀態。
4.Wireless設置。在頁面左邊的導航菜單里選擇Wireless,右邊頁面顯示設備當前狀態,其中signal為當前信號強度,100%表示信號無損失。
注:SSID必須一致才能通信。
Wireless Mode:選擇網橋的工作模式;Channel:選擇通訊頻道;Transmission Rate:選擇傳輸速率。默認設置為Automatic;802.11 Mode:選擇相應的傳輸協議;Setting ACK_A Timeout:設置信號的有效時間,與發射接收兩地距離有直接關系。
設置完畢后點擊“Save”保存后彈出重啟界面;點擊“Reboot”,網橋重新啟動。重新啟動后新的設置生效。
5.LAN設置。點擊LAN:
IP Address Mode:選擇“static”模式;IP Address:*.*.*.3;Subnet Mask:255.255.255.248;Default Gateway: *.*.*.1。
設置完畢后點擊“Save”保存后彈出重啟界面,點擊“Reboot”,網橋重新啟動。重新啟動后新的設置生效。
(三)注意事項
調試過程中,請注意SSID,是否正確(收發必需一致),Channel(信道)是否一致。設定IP地址是否在同一網段或沖突。注意調試電腦的IP是否與設備IP在同一IP段中。
這樣網橋的設置便完成了。同樣將AP配置好。設備安裝完成后,可用筆記本接到網橋上測試(交叉網線),IP設成*.*.*.5掩碼255.255.255.248網關*.*.*.1。此時應能ping通編碼器,且時延很小。本例中可用瀏覽器登錄到編碼器查看實時圖像,并且可控制云臺。然后再登錄到網橋,選擇Wireless 查看signal當前信號強度,本例中為100%,如過小應調整天線角度,直至最大。調整好后將網橋接通城域網,再從外網登錄測試。測試完畢后,在中心平臺上添加該攝像頭,主控中心便可看到隧道內的圖像了。至此,隧道內施工面實時監控攝像機系統安裝成功。
四、綜述
隧道施工監控方案范文3
【關鍵詞】鐵路 光纖 直放站 無線
【中圖分類號】TN92 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）04-0236-01
光纖直放站中繼系統是一種廣泛應用與解決鐵路無線通信弱場區問題的系統，它利用光纖作為中繼媒介，具有傳輸距離遠、信號質量高、穩定性好、投資低等優點，光纖直放站系統可以適應鐵路現有無線調度通信的單雙工系統、四頻組和獨立同步等制式及GSM-R系統，不改變運行中原有的系統功能及設備，提供全透明傳輸。光纖直放站可以解決鐵路的長大區間、長隧道等弱場區的無線覆蓋。
一、基本原理和構成
光纖直放站的作用類似于在弱場區建起了一座基站BTS，從信號接口電平看，光纖直放站拉近了車站臺和移動臺。
光纖直放站主要由兩部分組成：近端機和遠端機。近端機的主要作用是從基站BTS（車站臺）拾取信號，同時也把遠端機中繼過來的信號傳送給基站。遠端機的主要作用是保證弱場區的場強覆蓋，把BTS下來的信號（下行信號）進行功率放大，同時把移動臺來的信號（上行信號）上傳給基站，它是光纖直放站覆蓋系統的主要設備。
近端機和遠端機之間靠光纖連接，采用光纖波分復用技術，每臺遠端機只需要一條光纖和近端機連接，下行使用1310nm波長的光窗口，上行使用1550nm波長的光窗口。提供光調制解調功能設備稱為光端機，光端機提供上行和下行兩個透明的射頻傳輸通道，Rfin信號調制到光發射器；光接收器把調制在光上的信號還原為Rfout。經過光調制解調后，輸出的底部噪聲電平比較高，為了保證信號的信噪比，輸入的射頻信號電平應大于50dBm。
二、主要功能特點
1、適應鐵路現有無線列調單雙工系統、CTC、DMIS、四頻組和獨立同步等制式，不改變運行中原有無線列調功能及設備，提供全透明傳輸。
2、傳輸距離遠，最遠可達50公里。沒有信號隔離度要求，因此可以滿功率輻射，提高覆蓋范圍。隧道內可達3km，空間覆蓋距離可達10km。同時可以采用雙向覆蓋，與單向覆蓋比較，覆蓋范圍幾乎增加一倍。
3、性價比高，與漏纜中繼器、互控臺對比，單位公里設備數量減少三分之二左右，大大節約了運營成本。
4、抗干擾能力強，采用光信號傳輸，不受其他無線信號干擾。信號穩定，采用光作為信號中繼媒體，消除了氣候、地理等因素對信號傳輸的影響。
5、消除了收發隔離限制，使設備增益提高，可以達到110dB，從而使輸出功率提高，增加覆蓋范圍。
三、光纖直放站網絡拓撲結構
一臺近端機可以帶多臺遠端機，可以采用單根光纖連接，也可以采用多根光纖連接。單根光纖連接的方式稱為總線形連接；多根光纖連接的方式稱為星形連接；
1、總線形連接
近端機所有遠端機都掛接在一根光纜上，通過光耦合器對光信號進行分配和混合。它有如下特點：（1）用一根光纖可以連接2～6臺設備，線路成本低。（2）近端設備簡單，成本低。（3）配置遠端機的數量和到近端機的距離有關，即距離越長數量越少；反之越多。（4）適用于既有線改造。
2、星形連接
每臺遠端機都用一根光纜與近端機連接，近端機有多個光端口，每個光端口只能連接一臺遠端機。光纜進入近端機和遠端機之前，先要進入光交接箱，然后引出需要的光跳線到直放站。近端機一般有4個光端口，如果需要增加，可以采用光端口擴展設備進行層疊。它有如下特點：（1）每臺遠端機覆蓋相互獨立，不會因為其中一臺設備出現問題而使其后面的鏈路中斷。（2）信號質量好，近/遠端機獨立連接，引入噪聲和干擾小。（3）點對點的光傳輸方式，因此傳輸距離遠，最遠可以到50公里。4）遠端機的數量幾乎沒有限制，適合大長隧道和大區間。
四、網管系統的特點及拓樸圖
光纖直放站網管系統負責管理近端機、遠端機的性能，故障報警，以及配置管理，漏纜監測狀態顯示等，主要包括遠端監測、配置管理、主動告警和日志管理等。
網管系統的特點有：（1）近端機負責和遠端機的數據通信；（2）遠端機的監控數據通過光纖傳到近端機；（3）近端機把各遠端機的數據打包，然后送到車站有線端口，和監控中心聯系。圖中方式已在武廣高速鐵路等線路上應用。
五、工程應用
（1）延長放大器
延長放大器主要用于補償主干漏纜的信號損耗，雙向放大上、下行鏈路信號，提高話音質量，有效擴展和填補移動通信覆蓋盲區，擴大覆蓋范圍。
特點是充分與450M光纖直放站網管系統兼容。提供完善的監控解決方案，既可以選擇集中監控，遠程查詢方式，也可選擇單機遠程監控方式。本地監控功能：通過便攜電腦可進行設備增益設置和設備狀態及參數查詢，以及監控主板軟件的更新下載。集中與遠程監控：較大型和大型系統用戶可選擇集中監控、遠程查詢方式；小型系統，為降低成本，用戶可選擇單機遠程監控方式。適用于地下建筑、隧道、機場等較大區域的信號分布。
對于大長隧道，采用光纖直放站進行信號補盲時，在直放站的末級，覆蓋距離不足3公里的情況下，可以加入延長放大器進行信號補盲，以便節約投資成本，靈活組網。
（2）微型直放站
隧道施工監控方案范文4
1地鐵工程施工安全監控預警管理定義闡述
所謂地鐵工程施工安全監控預警管理是指在地鐵施工作業過程中，對施工區域的巖層結構、地表形態、水文資源以及圍護系統進行綜合性監測與測量工作，并根據其實際風險發生程度制定出風險預警措施。
1.1地鐵施工安全風險管理
地鐵施工安全風險管理貫穿于地鐵施工的全過程，目前根據《地鐵施工安全評價指標》對風險因素以及風險狀況制定了基本內容。在施工企業進行施工前，安全風險監控機構：①需要對施工單位、監理單位以及第三方質量檢測系統進行風險評估與資質認定，對可能存在的施工風險類別進行描述并進行風險分級管理，其主要風險管理基礎內容包括：a.對施工方技術、資質以及施工經歷進行風險評估；b.對工程可能存在的重大風險予以甄別；c.對風險隱患制定相應措施或建議修改施工計劃。②需要對風險項目進行風險清單核定，項目風險因素需要進行層級審核，在風險監控預警部門進行風險因素清單核定后，由項目經理確認并要求作出風險預警防治方案。監理單位對風險整清單進行審查，項目業主組織專家對風險清單進行審核，審核時應邀請設計、監理、監控預警等單位參加，必要時還應邀請相關產權單位參加。之后施工單位根據審核意見，修改完善風險清單，報項目業主備案。
1.2地鐵施工安全管控體系
地鐵施工主要監控項目的選取理論上是不得更變的，并對項目監控作出統一規定，特殊項目施工方法應當先對周邊環境等情況進行核查后再確定項目情況，地鐵施工監控項目主要分為兩個主要方面：①屬于選測項目，主要是對周邊施工環境基礎進行勘測，對施工安全性和穩定性進行核查，該監測活動一直貫穿于項目施工的全部分；②選測項目，選測項目則與隧道通行情況、抗震情況、施工技術應用等方面有直接關系，可以根據項目需要進行監測。
2地鐵工程的施工安全監控預警管理措施分析
（1）需要做好地鐵施工安全監控管理工作。這要求在實施地鐵工程工作之前，需要做好全面的監控方案制訂工作。設計單位需要在安全監控工作實施前，需要保證與監理單位、施工單位以及第三方監測單位的資料移交等工作完成。之后利用淺埋暗挖方式、盾構法等展開設計。在這過程中需要注意的是把現場監控量測方案納入到工程設計相關文案當中。
（2）做好地鐵施工安全管理措施：
①做好安全預警管理
主要步驟為制定地鐵施工安全預警等級，并根據現場施工特點與工況對綜合預警方案進行制定，并對施工過程中可能出現的潛在隱患加以說明。
②預警數據應用
將施工結構與施工過程以數據動態監管的形式進行體現，在施工項目進行的過程中，對各類數據實施動態與靜態監控相結合的方法，一旦數據方案出現異常情況，應及時作出風險預警，并啟用風險防控預案。
③施工現場預警措施
施工安全監控需要在施工現場內進行實時監控，對施工現場中的地質結構信息、環境變化情況與機械使用情況等做出正確評估，并及時風險預警。
④施工綜合預警管理
綜合預警是結合數據預警與施工現場預警二者同時進行的，相關地質施工學家指出，地鐵車站在施工過程中是以逐個車站為單一點的整體性工程，因此需要將每一個單獨施工項目串聯起來，采用聯動預警的方式對施工區域整體風險進行預警分析，做到風險整體評估，風險防范措施的一體化制定。
（3）在地鐵施工安全預警管理方面，需要做好工點綜合預警工作以及現場級預警工作等等。地鐵工程施工中，工點綜合預警工作的實施至關重要。在實際的實施中必須要按照安全風險等級進行劃分，可分為綠色、黃色、橙色以及紅色這四種安全風險等級。同時，安全監控預警機構也需要將相應施工狀況作為基礎，分配數據級預警以及現場級預警、工點綜合預警工作。必要的時候，項目施工單位還需要對施工現場進行勘察，確保監控預警工作能夠更好的實施。確保施工現場中安全監控預警機構能夠將預警信息及時的，避免給地鐵工程施工帶來安全威脅。而現場級預警工作主要是針對地鐵施工現場的結構、環境以及施工行為等進行安全風險的評定，現場預警信息，從而降低施工中事故發生的頻率。
3結語
隧道施工監控方案范文5
1.1地質適應性差
不同類型的TBM有不同的特點，適用于不同地質環境，TBM型式選擇的適當與否決定了工程進度甚至關乎工程的成敗。
1.2復雜地質條件對TBM施工影響
一般的軟巖、硬巖、斷層破碎帶，可采用TBM輔以必要的支護措施進行掘進，但若遭遇特殊斷層、軟硬兼具圍巖段、涌水涌泥、巖溶、高地應力、巖爆、圍巖變形等多變地質狀況，將對TBM施工造成嚴重甚至是災難性的影響。
1.3圍巖失穩對施工的影響
遇到不良地質、圍巖失穩可能造成TBM無法正常掘進甚至被卡、被埋，對施工造成嚴重破壞及巨大的損失。
1.4刀具消耗費用對施工成本的影響
刀具消耗費用是TBM施工占成本比較大的一個項目，地質情況越復雜、圍巖強度越高、石英含量越高，刀具消耗費用也越高，據統計在秦嶺隧道堅硬的片麻巖地段掘進，刀具消耗費用占掘進總成本的近三分之一。
1.5刀具檢查及更換作業時間長設備掘進過程中
每間隔3～5個循環就需要停機進行一次刀具檢查，地質情況極特殊的情況下每2～3個甚至1個循環就要檢查一次刀具，一般情況下刀具檢查時間占總設備作業時間的7%左右，對掘進效率影響非常大。正常情況可每天利用設備維修時間進行刀具更換，但若遇硬度或石英含量較高的圍巖洞段，更換刀具數量達10把以上，需占用大量正常掘進的時間進行刀具更換，對設備利用率造成嚴重影響。
1.6出渣的影響
出渣是制約TBM施工進度的因素之一。TBM掘進過程中出渣量大，對出渣設備效率要求比較高。根據工程特點合理的選擇出渣方式及出渣設備對施工進度將起到非常關鍵的作用。施工過程中，因出渣效率低、設備故障對TBM施工造成的影響是非常嚴重的。特別是復雜地質條件下的長距離、大斷面隧道掘進，出渣的問題尤為突出。
1.7設備掘進過程中同步襯砌問題
在復雜地質條件下，要實現TBM掘進過程中的仰拱及邊頂拱的同步襯砌，需要解決襯砌與掘進進度匹配、TBM掘進與襯砌運輸相互干擾、出渣及通風設備影響等難題，才能保證TBM運渣、通風、高壓供電、照明通訊、供水、排水各工序順暢銜接。TBM掘進過程中的同步襯砌問題，直接影響到施工周期和施工成本。
2研究方向
鑒于上述TBM施工過程中亟待解決的問題，開展復雜地質條件下TBM施工關鍵技術研究方向和方法具有非常重要的意義。借鑒國內外TBM施工的經驗與教訓，可以從以下方面進行有針對性的研究:
2.1TBM選型綜合評價體系技術的研究
根據施工段地質特征對TBM恰當選型決定了工程能否順利進行。國內自引進TBM施工技術以來，有成功的經驗，也有過很多的失敗的教訓。國內TBM選型的技術研究早已開展，如茅承覺對全斷面巖石掘進機選型進行了全面探討、殷耀章及高勇對深埋長大隧洞TBM施工設備選型進行了深入探討等，但如果能夠建立以隧道設計參數、工程特性指標、地質條件適應性、影響掘進的地質因素、施工環境影響因素、掘進性能指標、工期及節點工期要求等各方面為評價指標的TBM設備選型綜合評價體系，從多角度綜合比選，科學的進行TBM選型，將對設備選型、施工產生非常積極的影響。
2.2復雜地質環境下TBM施工環境變化特征及演化規律研究
對于復雜地質環境下的TBM施工，國內外有過非常多的研究，如尹俊濤等從巖土力學和工程地質角度對TBM施工過程中遇到的諸多地質問題導致的卡機或管片變形等工程事故進行了剖析并對采取的工程措施進行了總結、尚彥君等對國內外典型的三個TBM施工遇險實例進行了透徹分析與反思，但目前多數研究成果是針對已完工程的總結，如能夠通過科學分析，對施工環境變化特征及演化規律做出深入研究，將對TBM施工起到很大的積極作用。如通過巖芯取樣、超前鉆探等手段，并對巖石成分進行分析，輔以超前地質預報等手段從微觀和宏觀兩方面，針對地質工程特征，研究不同的圍巖結構、物理特性和力學特性;針對地下水影響，研究地質體的可溶性、滲透性及突涌水特征;針對地溫影響，研究超深特長隧道中高地溫特性等，將會為后續TBM掘進研究提供工程地質賦存條件。
2.3盤形滾刀破巖機理及防控措施研究
TBM盤型滾刀破巖機理是刀具研究的熱點和難點，對滾刀破巖過程中滾刀與巖石的作用機理、滾刀在刀盤上的定位與滾刀磨損的相關性等國內已經有過較多的探討與研究，如張照煌等在深入研究了巖石在盤型滾刀作用下的形變和剝落特點的基礎上建立了巖石在盤型滾刀作用下的力學模型、宋克志等指出了影響盤形滾刀與巖石相互作用的因素主要是機械因素和地質因素、滿林濤等利用ABAQUS軟件建立了滾刀破巖的有限元模型分析滾刀破巖機理。但采用試驗的方式就滾刀機械機構和材料對滾刀磨損性的關聯、為刀具磨損預測公式和磨損模型的建立奠定理論基礎等的研究工作國內尚未開展。如能夠利用較先進的試驗儀器，采用CAI巖石磨蝕伺服實驗儀等試驗儀器并研制巖粉磨蝕實驗裝置，開展刀具磨蝕性實驗和滾刀巖粉磨蝕實驗，建立TBM刀具磨損預測模型，將為國產TBM發展刀盤及刀具設計打下基礎。根據工程施工過程中盤形滾刀的實際數據對比所建立的模型，以此評判模型的正確性，并可以計算出恰當的換刀時機，對TBM施工也將帶來積極的影響。
2.4刀具運行監測系統研究
針對刀具檢查占用時間較長的問題，采取視頻、光電、溫感等有效手段，實現對滾刀運行過程的實時監控，及時了解滾刀運行狀況及磨損情況，減少刀具檢查時間，及時發現刀具運行的異常情況，避免刀具弦磨現象出現，可以大大提高設備掘進效率，加快施工進度，同時也可以有效減少刀具消耗量，降低工程施工成本。
2.5破碎地層圍巖失穩機理與防控方案研究
進行破碎地層理論建模，進行巖機作用有限元分析，探索破碎地層圍巖壓力和圍巖抗力的大小和分布情況，評價圍巖穩定性，提出適用于TBM施工的圍巖質量評價指標;建立TBM破碎帶圍巖彈塑性有限元模型，研究不同埋深、不同巖性、不同應力場的圍巖和變形響應規律，結合現場支護結構應力應變試驗，分析支護結構變形規律，建立TBM擾動下圍巖失穩與支護模型，優化支護方案。將對節約工程投資、提高工程質量有重要意義。
2.6TBM長距離掘進配套設備關鍵技術研究
連續皮帶機是TBM長距離隧道施工中非常成熟而高效的出渣方式，研究采用連續皮帶機出渣情況下的同步襯砌工藝，實現連續皮帶機順利穿行同步襯砌臺車在國內的蘭渝鐵路西秦嶺隧道工程已經有過成功的應用，如徐雙永等對該工程TBM掘進同步襯砌技術進行了詳盡論述，對今后類似工程施工將起到積極的借鑒作用。研究TBM掘進速度與巖碴運輸能力的匹配關系、膠帶與碴土的相互作用原理，建立皮帶機的動力學模型，通過連續皮帶機動力學仿真優化連續皮帶機的性能參數;分析皮帶機運行故障案例，提出解決皮帶機支架快速加裝延伸、皮帶偏離定位基準、皮帶清掃、斷帶等問題的有效解決方案;研究TBM長距離施工噴射混凝土性能、制作工藝、設備等關鍵技術，隧道鋪底作業工法及配套設備等關鍵技術，TBM掘進隧道同步成型襯砌工法及配套設備等關鍵技術，這些目前均為較新的課題。
2.7深埋破碎地層
TBM適應性研究基于深埋破碎地層的復雜地質條件和巖石機器相互作用機理，研究TBM適應性設計的關鍵要素，是建立深埋破碎地層TBM適應性設計理論基本框架;研究刀盤刀具配置和掘進模式轉換設計，建立高磨蝕性、局部破碎、高埋深地層TBM破巖適應性設計理論與方法，是基于破碎地層圍巖變形的TBM護盾及推進系統設計的準則;研究復合地層刀盤和驅動系統的推力、彎矩和轉矩特性，為破碎地層TBM主參數設計提供理論依據。這些研究將對TBM國產化產生深遠影響。
2.8TBM施工綜合評判指標和風險防控體系構建綜合分析
地質條件、擾動區圍巖力學響應、巖機相互作用、施工安全性、圍巖穩定性等TBM適應性影響因素的性質和特征，定義TBM與各影響因素的適應度，依據層次性、效度和簡明性原則，構建高磨蝕性、局部破碎、高埋深地層TBM適應性評價體系，并根據復雜的地質條件和施工中面臨的風險因素，進行有效的風險管理與控制。將減少施工中多種問題的出現及避免工程事故的發生。
3研究方法
針對目前國內在建TBM隧道工程施工過程中遇到的疑點、難點問題，借鑒國內外既有工程經驗，提出以下研究方法以供參考:
3.1結合其它課題研究成果
采用理論分析、物理實驗、數值模擬等方法，來研究高磨蝕性、局部破碎、高埋深地層條件下的刀具磨損機理、支護機理以及長距離隧道有限空間內皮帶機出渣等問題，提出刀具磨損預測公式、安全支護模型和TBM適應性評價標準，構建高風險地段TBM施工綜合評判和風險防控體系。
3.2基于滾刀破巖機作用
綜合試驗平臺，研究不同滾刀磨蝕性評價指標和滾刀磨蝕性分級，為滾刀磨損預測模型提供基礎指標。
3.3采用有限元或其它數值分析
軟件進行開挖面圍巖穩定性分析，得出TBM擾動下開挖面失穩模型，從模型失穩主要因素入手，分析控制擾動的措施，采用TBM施工數據回歸得出合理的TBM掘進參數。
3.4采用適應關聯、模糊
綜合評價、工程經驗反饋等方法，對影響深埋破碎地層TBM掘進的主要因素進行規范化和量化，提出能有效反映TBM適應性的評價指標及體系。利用模糊數學評判方法和反饋分析理論，研究TBM綜合性能的預測和評估方法，建立深埋破碎地層TBM適應性及施工安全評價模型。在此基礎上，依托工程實例并通過軟件編程，構建高磨蝕性、局部破碎、高埋深地層TBM適應性評價決策系統和預測評價及驗證完善。
4結語
隧道施工監控方案范文6
【關鍵詞】隧道通風；照明節能
中圖分類號： U45文獻標識碼： A
前言
在隧道中，通風和照明是隧道技術上的基礎，但是在通風和照明節能方面還是存在一些問題，科學技術人員還在不斷的努力改進，保證了隧道更加安全，更能促使經濟不斷進步。
二、照明節能技術分析
照明節能技術在各個國家已得到普遍重視，我國也提出了“綠色照明工程”以及“節能、減排”政策，目前針對節能減排的主要內容包括2個方面，分別是技術上節能和管理上節能。
1、技術上節能
所謂技術上的節能，就是指通過研發最新的技術來達到照明節能的效果，也就是說通過科技的不斷創新和研究，使照明技術的能源利用率逐漸提高。目前技術上的節能主要分為供配電系統中的節能以及照明相關設備的節能。
供配電系統方面的節能主要是針對變壓器進行節能處理、進行電容補償、采取負荷的三相平衡以及降壓節能等方式進行節能處理；
（2）照明系統的節能方面目前指的是采取高效光源、高效燈具、高效反光器以及高效鎮流器等方式。這里要注意的一點是所謂的節能并不是降低照明質量，如果照明質量降低，相應的生產率就隨之降低，并且照明質量降低還會給人們帶來視覺疲勞，這對于人類的健康及工作來說都會產生不利的影響。本文所說的技術上節能是指保證照明質量的前提下，將整個照明系統中的能量損失降到最低點，也就是提高電能利用率。
2、管理上節能
所謂的管理上節能，是指提高照明設計的質量，加強施工以及管理的各環節控制，最終達到節能的效果。目前所謂的針對管理節能的主要方式和手段有：采取合理、科學的設計方案，采用光控或時控開關代替傳統開關，選擇最適合的照度標準，選擇智能化照明燈具等。
三、公路隧道通風系統組成及設計規范
1、公路隧道通風系統的組成
公路隧道通風系統主要由車輛檢測器、CO 濃度傳感器、煙霧濃度傳感器、風速風向檢測器、區域控制器、射流風機/軸流風機以及中心計算機等組成。其中 CO、煙霧濃度傳感器，用以快速、準確、實時地自動測定隧道內的 CO 濃度和隧道內全程煙霧透過率等數據，由區域控制器采集數據，監控系統將檢測數據與控制標準值進行比較，控制風機的啟/停。風速風向檢測器，用以自動測定隧道內平行于隧道壁面的風向、風速數據以及檢測風機的運行情況。車輛檢測器用以檢測隧道內的車流量和車速，對 CO/VI 預置規模提供參考數據。公路隧道通風系統組成如圖 1。
圖1隧道通風系統組成框圖
2、隧道通風設計規范
由于 2000 年前遵照的設計規范《公路隧道設計規范 JTJ 026—90》很不完善，1999 年重慶交通科研設計院在經過對隧道通風和照明方面大量研究的基礎上，主持并編寫了《公路隧道通風照明設計規范 JTJ 026． 1—1999》( 下文簡稱《規范》) ，并于 2000 年正式頒布實施。該規范在公路隧道通風規劃與調查、通風方式、污染空氣稀釋標準、隧道通風計算、風機選型與布置、風機房與豎井口擴散、通風運轉控制等方面都有較詳細的介紹。但由于《規范》是在國內長大公路隧道建設剛剛起步時編寫的，長大隧道很少，因此《規范》在隧道通風技術方面還存在許多問題和應用難點。
四、公路隧道運營照明存在問題
近20年來,我國交通運輸部門投入大量科研經費,圍繞公路隧道照明工程的實際問題開展技術研究并取得許多重要成果,強有力地推動了我國公路隧道照明技術的進步。但在工程設計、運營管理中仍存在諸多問題,主要表現為以下方面。
1、照明設計參數有待完善《公路隧道通風照明設計規范》(JTJ 026·1—1999)[8]頒布實施至今已有10余年,在這期間,我國公路隧道數量、規模及類型都發生了較大變化,同時
新理論、新技術、新設備、新材料不斷涌現,因而部分照明設計參數有待進一步修正和完善[9],如短隧道照明設計方法、洞外亮度L20(S)參考取值、各照明區段亮度指標等。國際照明委員會(CIE)制定的《公路隧道和地道照明指南》(CIE 88:2004)固然對我國公路隧道照明設計有借鑒之處,但并不完全適用。
2、照明控制方式較為落后
部分高速公路中、短隧道照明無法實現遠程人工/現場實時自動控制,甚至需要隧道管理人員在現場人工控制,若高速公路全線中、短隧道數量較多,則每日現場工作量較大:一方面,造成不必要的電能浪費;另一方面,耗費較大的人力、物力去開關照明燈具,運營管理效率太低。絕大多數公路隧道照明采用時序分級調光控制法,雖然其控制模式簡單、可靠,但無法結合天氣、洞外亮度L20(S)、交通量等時變參數從宏觀層面對整個隧道照明系統進行自適應控制,同時受照明配電回路所限,只能實現3~6級照明控制等級,“過度照明”、“無效照明”現象較為嚴重。因此,目前這種傳統照明設計方案存在較為嚴重的電能浪費問題。此外,隔盞開關燈也必然會產生路面亮度不均勻、“斑馬紋”、閃爍等有害現象,給公路隧道交通安全埋下隱患。
3、照明節能理念存在誤區
公路隧道照明節能并非簡單地開關某些燈具,而是要求建立在行車安全基礎上的最大節能,即公路隧道照明節能不能以犧牲交通安全為代價。部分隧道管理人員一味追求節電省錢,致使公路隧道照明控制方案的隨意性、主觀性很大,這種做法其實忽視了公路隧道照明的特點和本質,對隧道行車安全危害極大。
4、照明設施養護未得重視
一些長大公路隧道出口段及靠近出口端的基本照明還存在亮度不足情況。除燈具自身質量和布設間距等因素外,其主要原因在于燈具受污染情況比較嚴重,降低了光利用率。以陜西西漢高速公路秦嶺一號隧道(上行線)中間段照明為例,在燈具功率(100 W高壓鈉燈)、布置間距(單側間距9·0 m)相同的條件下,靠近入口端的基本照明亮度檢測值為6·29 cd/m2,而靠近出口端的基本照明亮度檢測值僅為2·86 cd/m2,二者數值相差54·5%。檢測數據表明,該隧道燈具清洗養護頻率(每季度清洗養護一次)已根本不能保證受污嚴重隧道的照明效果。
五、我國公路隧道照明技術發展趨勢展望
隨著自動控制、通信工程、計算機、軟件工程、半導體照明等相關技術的進步與發展，我國公路隧道照明技術也必將會有新的突破。在全球“低碳經濟”背景和
國家“節能減排”戰略導向下，公路隧道照明的發展趨勢是環保節能、安全舒適的“綠色照明”。公路隧道照明技術研究應圍繞以下方向開展:
1、不斷健全行業技術標準體系。國內已先后了JTJ 026. 1—1999《公路隧道通風照明設計規范》、JT / T 609—2004《公路隧道照明燈具》，《公路隧道照明設計細則》和《公路隧道和地道照明指南》也正在編制之中，公路隧道照明行業標準日臻完善，但這些設計規范和技術標準還不夠全面，隧道 LED 燈、隧道 LED 誘導燈、洞外亮度儀、洞內照度儀、照明節能控制設備等至今尚無行業技術標準，編制公路隧道定向光照明設計指南亦迫在眉睫。
2、不斷深入開展基礎理論研究。圍繞中間視覺等研究課題實現重大技術創新，針對公路隧道照明設計參數開展模擬試驗，基礎理論研究成果應能在國際隧道照明學術界占有一席之地。
3、新型隧道照明技術應用研究。研發以光纖照明為代表的新型隧道照明系統，實現成套技術開發產業化和典型工程示范化，研制色溫可調的公路隧道 LED 照明系統，研究太陽能、風能等新能源在公路隧道照明中的有效利用，實現公路隧道照明關鍵設備國產化，形成擁有自主知識產權的核心技術，進一步提升國產設備的國際競爭力。
六、結束語
綜上所述，就隧道通風照明節能技術應用而言，可能在節能技術上還存在一些問題，相信在以后的日子中，科學技術人員會多做努力。隧道給人們的生活帶來很大的方便，為社會經濟做出巨大的貢獻。
參考文獻
[1]王少飛 鄧欣 吳小麗 公路隧道照明控制技術綜述 公路交通技術 2010年
[2] 涂耘 我國公路隧道照明技術的發展與創新 隧道建設 2010年
