施工隧道管理信息化
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施工隧道管理信息化范文第1篇
關鍵詞：隧道施工；安全管理；信息化監控
引言
隧道施工安全問題引起了越來越多學者的重視，將信息化監控技術融入隧道施工安全管理中能夠有效提升隧道施工安全管理水平，提高隧道施工安全管理有效性，提升隧道施工安全系數，采用信息化監控技術是保障隧道施工安全的重要手段。
1隧道施工安全管理信息化監控技術的重要性
隧道工程施工具有一定的特殊性，其安全生產工作具有危險性大、突發性強、容易發生傷亡事故等特點，是高風險的建筑工程。造成隧道施工安全事故的原因有很多，如：施工作業面空間狹小，光線不好，空氣污濁，噪音大，施工過程中有較多繁重體力勞動，等等。高強度的體力勞動下，身體易疲勞，精神也無法長時間集中，施工人員在這種情況下進行作業，很有可能引起安全事故的發生。隧道內空間狹窄，機械設備的使用如不按照相關操作流程進行操作，極易導致安全事故的發生。隧道開挖會對圍巖造成破壞，施工中如果支護不及時，容易出現塌方、落石、涌水等現象，十分危險。施工現場的臨時用電和設備管理不當也會引發安全事故。因為隧道施工中需要的用電設備較多，布置又比較分散凌亂，并移動頻繁，很多機械設備均為導體，如管理不當易發生觸電事故，危及施工人員人身安全。隧道施工中處處存在隱患和危險，避免安全事故的發生，安全管理至關重要，只有保障安全管理的有效性，才能將安全管理工作落到實處，為隧道施工創造有利條件。
隧道施工安全管理是規避安全事故發生的重要手段，但傳統隧道施工安全管理監控手段過于落后，監控效果并不理想，不能動態的監控危險源，不能及時發現危險征兆。
自20世紀50年代開始，道路橋梁隧道的安全監控體系就已經得到了應用，但是由于該安全監控體系在我國發展較晚，各方面理論與實際措施并不完善，監控范圍與內容也相對較少，在應用過程中暴露出很多缺陷。隨著科技的不斷發展，網絡信息通訊技術與計算機技術得到了廣泛地普及，衍生為結構振動理論、信號分析及處理技術、現代傳感技術，為隧道施工安全評估監控技術的發展注入了新鮮的血液，同時隧道施工在理論、結構設計、施工等各方面的技術愈加成熟，這些客觀因素都從各個方面推動了我國隧道施工安全監控技術的發展。信息化監控技術利用傳感器采集數據信息，利用視頻監控系統實時掌握施工現場情況，并進行全天候監控，監控過程更加直觀，實現了施工安全管理的智能化、科學化、信息化。從整體上提高了施工安全管理效率和有效性，加強信息化監控技術應用意義重大。
2隧道施工安全管理信息化監控技術
2.1施工監控量測技術
新奧法技術在20世紀70年代被研究出來，并在中國得到了成功的應用。廣大工程建設者對這種技術進行不斷的總結和實踐，逐漸的將新奧法中的“利用量測信息確保施工安全”的技術途徑發展到采用監控量測對掌子面前方工程地質、水文地質條件進行動態監測和對圍巖、支護的時空變形、應力、壓力進行量測。通過反饋信息及時修正支護參數的動態反饋設汁與信息化施工方法。這樣能夠有效的發揮指導施工和修正設計的目的。
首先，應當對地質勘探資料進行分析，并根據相應的數據來制定相應的監控量測方案，在施工、監控、地表觀測、地質預測與開挖驗證的過程中也可以利用這些勘探資料，根據圍巖支護結構受力變形量測與狀態結構觀測對隧道的安全性做出判斷，然后對支護參數和相關應急參數進行修改，最后完成整個隧道施工。
然后，在地表下沉測量的過程中應當埋設兩個基本點，這兩個點主要用來相對校核，為了獲得原始高程標準點的埋設要與附近水準點聯測。在測點位置挖長寬高200mm的坑，然后再在地表進行量測，在測點周圍利用混凝土進行填實。通常利用水準儀或者全站儀進行量測。通過監測數據有效的判斷周圍相對位移值和周邊位移速率、拱頂沉降等指標。
最后，根據量測的結果來繪制位移量測和位移速度的變化，施工人員通過反饋得到隧道內的圍巖和位移變化，隧道圍巖的變形過程反映了圍巖經過應力調整建立新的平衡的過程。其穩定性和變形值和時間有關系。通過分析和驗證斷面的量測數據來確認量測結果的準確度，由回歸分析得到位移的物理量隨著時間變化的動態曲線，由區曲線可以得到位移和變化規律來確定圍巖穩定性的特征。在公路施工的過程中應當對隧道周邊和拱頂下沉的數據進行量測，及時觀察圍巖位移現象有沒有改變方向以及位移速率的改變情況，最后位移速率會逐漸的穩定。我們應當根據洞內、外觀察數據和實際情況來進行監測，通過對錯誤信息的修改和設計理念的完善來獲得正確的數據，并利用這些數據來指導整個隧道施工工作。
2.2施工人員定位系統
隧道施工人員安全定位系統是利用物聯網技術，監控施工人員具置，進而掌握施工情況，確保施工人員人身安全。隧道施工人員定位系統能夠實時、精準的掌握各區域施工人員的情況，并將其反饋到監控中心。安全管理工作人員就可以隨時了解到施工人員的位置信息，還可以利用遠程技術對施工人員進行有效的管理和指示。另外，定位系統還能起到考勤的作用，能夠直觀反映到崗情況。在發生安全事故時，監控中心就可以根據定位系統所提供的員工分布，對施工人員采取救援，并指揮員工采取相應措施，提高救援效率。施工人員定位系統是隧道施工信息化監控技術中的關鍵技術。
2.3有害氣體監控技術
隧道施工過程中會產生很多有毒有害的氣體和粉塵，如，工程機械排放的尾氣，開挖出渣產生的粉塵，爆破產生的有毒化學氣體，某些巖層可能產生有害氣體。隧道施工空間的封閉特點，這些氣體十分容易積聚，造成隧道施工環境空氣污濁，當這些有害氣體達到一定濃度會導致施工人員呼吸困難、中毒、窒息，甚至引起爆炸。為了保障施工現場安全，監測施工現場有害氣體至關重要。信息化監控技術下的有害氣體探測器，實現了實時空氣信息采集，根據施工現場實際情況對現場有害氣體濃度和含量做出分析，并反饋到監控中心，如有害氣體達到危險標準，便立即發出警報，監控中心便可根據監測到的數據，采取相應措施，指導施工人員的撤離和疏散。
結束語
綜上所述，隧道工程施工安全管理意義重大，隧道施工安全管理信息化監控技術是一種先進的安全管理技術措施，能有效的提高安全管理的水平，在施工中應予以重視。現階段，施工監控量測技術、施工人員定位系統、有害氣體監控技術等逐漸得到應用，對于隧道工程施工安全管理具有重要意義。相信，隨著科學技術的發展，隧道施工安全管理信息化監控技術將會得到更廣泛的應用。
參考文獻
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[2]汪蘇瀧.淺議隧道施工現場安全管理策略[J].浙江電子商務學院，2011（14）.
施工隧道管理信息化范文第2篇
【關鍵詞】高速公路 機電管理 系統
1 甘肅省高等級公路整體運營現狀及背景
近幾年，甘肅省高速公路建設發展迅猛，省高速公路管理局對全省高等級公路和聯網收費公路進行統一的運營管理，主要負責全省高速公路的資產管理、養護監管、標志標牌、隧道、機電系統、服務區及管理設施的維護管理工作，負責全省高速公路的應急救援、調度指揮和交通戰備保障、監控管理、交通信息收集與以及全省高速公路管理單位組織人事、勞動工資、檔案管理和安全生產等工作。截止2015年底，甘肅省高速公路管理局下設9個高速公路管理處、34個收費管理所、2個隧道管理所，183個收費站，26個隧道管理站，1081條車道（其中ETC車道336條），45對服務區，14對停車區，共管轄收費路段36條，總里程已達到3852.65公里，其中隧道155處299座420.13公里。
高速公路機電設備的正常運行是保證收費運營管理工作的基礎條件，做好高速公路機電設備的管理、維護、更換、升級等工作顯得尤為重要。高速公路的機電設備種類繁多，從功能上可劃分為監控設施、通信設施、收費設施、高低壓配電設施、照明設施、隧道機電設施等。目前，我省高速公路機電設備管理工作還利用手寫填表的方式完成，費時、費力，且不能及時、準確的掌握機電設備的工作狀態和運行情況，無法提供全面可靠的決策依據。實現以智能交通為特征的交通信息化是實現交通現代化的必經之路， 通過二維碼、B/S（瀏覽器/服務器），Android、Ios智能終端，4G網絡、可視化界面等技術，將更有利于管理者及時、準確的了解高速公路機電設備的工作狀態，從而提高管理者的決策和效率。
2 甘肅省高速公路機電養護管理系統平臺內容
高速公路機電養護評價系統是一項綜合性的信息系統工程，沒有現成的模式可以直接遵循。因此，采用科學規范的項目管理機制，有效調配人員、時間和資金等資源，對該系統的建設非常重要。系統將建立以下幾個模塊：
（1）設備管理：包括設備錄入、設備查詢、設備調撥、設備調撥記錄、二維碼打印、備品備件錄入、備品備件查詢和數據錄入情況分析八個功能。各單位在此模塊錄入本單位的機電設備信息，也可查詢本單位下屬單位的數據錄入情況，實現設備的統籌管理和資源整合利用。為方便設備日常管理維護，可打印設備的二維碼或條形碼并粘貼到對應設備上；將各單位備品備件信息錄入系統，實現查詢本單位下屬單位備品備件的詳細情況，并進行數據分析。
（2）養護管理：各單位通過此模塊錄入設備的日常巡查、光纜巡檢、養護巡檢信息，方便上級單位的查看和審核。設備出現故障時，將相應故障信息添加到模塊內，隨時更新故障處理情況。
（3）統計分析：包括設備臺賬、故障頻率分析、故障率分析和備品備件臺賬四項，通過分析已錄入的設備故障情況，生成故障頻率統計圖表等各類分析報表，管理人員根據需求可選擇不同查詢條件和統計方式，全面細致的了解所有機電設備的故障率、故障原因、發生故障時間、使用部門等詳細信息。
（4）預算管理：包括設備維修費用預算和日常巡查費用預算兩個模塊。維護單位在完成設備故障維修后，提交系統經該維護公司審核后的維修費用。維護單位完成日常巡查工作后，將具體巡查工作輸入系統，信息審核成功后系統根據標準庫自動計算巡查費用。
（5）專項工程：包括項目信息、審核項目、項目招標、合同管理、項目監理、計量支付和竣工驗收，是一套完整的項目實施流程。各收費所申請本單位的專項工程，先在系統內錄入詳細的工程相關信息，完成后由各管理處進行項目審核，通過后填寫項目招標信息，按照相關規定簽訂施工合同記錄在系統中，根據合同約定進行計量支付，經監理單位審核確認后支付費用，項目完工后，各管理處組織竣工驗收。整個項目從申請、批準、實施、完工均可在系統中查詢到時間點、經手人等信息，避免了因管理人員變動、文件表格丟失等現象對項目產生的影響，更方便于以后項目的篩查、上級單位檢查、審計等工作需求。
（6）綜合管理：包括通知管理、操作手冊、制度管理和制度類型管理，通過此模塊可向下屬單位發放通知、操作手冊、管理制度等信息，方便快捷，是各單位上傳下達的重要途徑。
（7）標準設置：包括設備名稱管理、二維碼屬性設置、設備分類管理、預算材料基價、預算定額管理、預算材料基價（維修）、預算定額管理（維修）和設備標準品牌庫，主要用于系統中所有材料、定額的設置。使用者可添加本系統中當時沒有的設備、材料或維修項目，根據設備大類管理下一級別的設備小類，以及預算材料的基價添加、預算定額的添加和修改，設備標準品牌信息的添加、維修設備材料的基價、預算添加等。
（8）系統管理由組織機構管理、用戶賬號管理、角色（用戶組）管理、模塊（菜單）管理、日志查詢、數據字典管理和修改密碼組成。
3 系統建設的重要意義
通過建立該軟件管理平臺，規范了我省高速公路機電設備的維護標準，建立了設備動態管理臺賬，為整體管理工作計劃目標的制訂和相關決策提供了切實可行的依據，并從技術上對機電系統的運行狀況進行全面、科學、準確的評估，從而進一步降低了設備故障的發生率；根據系統設定的評定標準隨機抽樣檢測維護單位的維護數據，實現了對不同維護公司客觀公正的績效評定，加強了整體機電系統管理隊伍的技術水平，實現信息化的科學管理，達到了提高工作效率、節省費用支出的最終目的，使甘肅省高速公路機電系統管理決策水平得到了大幅提高，并為收費運營工作提供了重要的技術保障，也是高速公路交通智能化的一個縮影。
參考文獻：
[1]按部頒標準JTG H12-2003《公路隧道養護技術規范》有關機電設施章節執行.
[2]靳引利，范曉，雷雨.高速公路機電設備維護管理系統的設計與實現[J].公路交通科技，2007.
[3]鄒國平，李翠.路網環境下高速公路機電設備維護管理系統的研究[J].交通標準化，2008.
[4]杜旭強.高速公路機電系統維護問題的探討[J].電大理工，2010.
施工隧道管理信息化范文第3篇
關鍵詞：城市交通隧道 網格盾構 土壓盾構 雙圓盾構 泥水盾構 滬崇蘇越江工程
1 前言
上海城市人口1450萬，流動人口300萬，面積6340km2，目前已經成為中國的經濟、貿易、金融、航運中心城市。城市的經濟發展促進城市建設尤其是交通建設的發展，城市地下軌道交通具有快捷、安全的特點。上海城市軌道交通線網規劃17條線路，總長780km，其中地鐵11條線，長度385km。已建3條線，其中地鐵2條線；在建4條線，其中地鐵2條線。地鐵區間隧道總長度達700km（雙線），采用盾構法施工，已建約100km。
黃浦江從東北至西南流經上海城區，把上海分為浦東、浦西2部分，江面寬500m~700m，主航道水深14m~16m。近10年來，浦東的迅速發展促進了越江交通工程建設，采用大直徑盾構建造江底交通隧道已得到廣泛的應用。已建隧道5條，在建隧道4條擬建隧道6條。
上海地層為第四紀沉積層，其中0~40m深度內均為軟弱地層，主要為粘土、粉質粘土、淤泥質粘土、淤泥質粉質粘土、粉砂土等，這類土顆粒微細、固結度低，具有高容水性、高壓縮性、易塑流等特性。在該類地層中進行盾構隧道掘進施工，開挖面穩定和控制周圍地層的變形沉降十分困難。
上海地區盾構隧道技術的應用，始于1965年，近40年來，尤其是近10年來，盾構隧道技術廣泛用于地鐵隧道、越江公路隧道和其它市政公用隧道。本文就上海城市交通隧道盾構施工技術的發展和現狀，作一個回顧和綜述。
2 網絡擠壓盾構掘進技術的開發和隧道工程應用
2.1 Φ5.18m網格擠壓盾構及上海地鐵試驗工程
1964年，上海市決定進行地鐵擴大試驗工程，線路位于衡山路北側，建2條長600m的區間隧道，隧道復土10m，隧道外徑5.6m，內徑5m。隧道掘進施工采用2臺自行設計制造的Φ5.8m網格擠壓盾構，輔以氣壓穩定開挖面土體，于1966年底完成1200m地鐵區間掘進施工，地面沉降達10cm。
2.2 打浦路隧道Φ10.2m網格擠壓盾構掘進施工
1965年，上海第一條穿越黃浦江底的車行隧道――打浦路隧道，全長2761m，主隧道1324m采用Φ10.2m網格擠壓盾構掘進施工，黃浦江約600m，水深16m，見圖1所示。
φ10.2m網格擠壓盾構掘進機是中國第一臺最大直徑的盾構，盾構總推力達7.84×104KN，為穩定開挖面土體，采用氣壓輔助施工方法。盾構穿越的地層為淤泥質粘土和粉砂層，在岸邊采用降水輔助工法和氣壓輔助工法，在江中段采用全氣壓局部擠壓出土法施工。盾構見圖2所示。
圓隧道外徑10m，由8塊鋼筋混凝土管片拼裝而成。管片環寬90cm，厚60cm。管片環向接頭采用雙排鋼螺栓聯接。襯砌接縫防水采用環氧樹脂。打浦路隧道于1970年底建成通車，至今已運營33年。
2.3 延安東路隧道北線Φ11.3m網格擠壓水力出土盾構施工
1983年，位于上海 外灘的延安東路隧道北線工程開工建設，隧道全長2261m，為穿越黃江底的2車道隧道，其中1310m為圓形主隧道，采用盾構法施工，隧道外徑11m，隧道襯砌由8塊高精度鋼筋混凝土管片拼裝而成，管片環寬100cm，厚55cm，接縫防水采用氯丁橡膠防水條。
隧道北線圓形主隧道采用了上海隧道工程公司自行設計研制的φ11.3m網格型水力出土盾構，見圖3所示。在密封艙內采用高壓水槍沖切開挖面，擠壓進網絡的土體，攪拌成泥漿后通過泥漿泵接力輸送，實現了掘進、出土運輸自動化。網格上布有30扇液壓閘門，具有調控進土部位、面積和進土量的作用，可輔助盾構糾偏和地面沉降控制。網格板上還布設了20只鋼弦式土壓計，可隨時監測開挖面各部位的土壓值變化，實現了信息化施工。盾構最大推力可達1.08×105KN。盾構順利穿越江中段淺復土層和浦西500m建筑密集區，保護了沿線的主要建筑物和地下管線。
3 土壓平衡盾構在城市交通隧道工程的應用和發展
3.1 土壓平衡盾構的引進和開發應用
近年來，我國的城市地鐵隧道、市政隧道、水電隧道、公路交通隧道已經越來越多地采用全斷面隧道掘進機施工，其中用得最多的是土壓平衡盾構掘進機。上海、廣州、深圳、南京、北京的地鐵區間隧道已經采用了31臺直徑6.14m～6.34m的土壓平衡盾構，掘進區間隧道總長度達400km。土壓盾構具有機械化程度高、開挖面穩定、掘進速度快、作業安全等優點，在隧道工程中有廣泛的發展前景。
土壓平衡盾構適用于各種粘性地層、砂性地層、砂礫土層。對于風化巖地層、軟土與軟巖的混合地層，可采用復合型的土壓平衡盾構。在砂性、砂礫、軟巖地層采用土壓盾構掘進施工，應在土艙、螺旋輸送機內以及刀盤上注入泥漿或泡沫，以改良土砂的塑流性能。
3.2 Φ6.34m土壓盾構在上海地鐵工程中的應用
1990年，上海地鐵1號線開工建設，雙線區間隧道選用土壓平衡盾構掘進，經國際招標，7臺Φ6.34m土壓盾構由法國FCB公司、上海市隧道工程公司、上海市隧道工程設計院、上海滬東造船廠聯合體中標，利用法國混合貸款1.32億法郎。第1臺Φ6.34m土壓盾構于1991年6月始發推進，7臺盾構掘進總長度17.37km，1993年2月全線貫通，掘進施工期僅20個月，每臺盾構的月掘進長度達200～250m。掘進施工穿越市區建筑群、道路、地下管線等，地面沉降控制達＋1cm～－3cm。Φ6.34m土壓平衡盾構見圖4所示，其主要技術性能見表1。
1995年上海地鐵二號線24.12km區間隧道開始掘進施工，地鐵一號線工程所用的7臺Φ6.34m土壓盾構經維修以后，繼續用于二號線區間隧道掘進，同時又從法國FMT公司和上海的聯合體購置2臺土壓盾構，上海隧道工程股份有限公司制造1臺土壓盾構，共計10臺土壓盾構用于隧道施工。
于2000年開工興建的上海地鐵明4號工程區間隧道仍將使用這10臺Φ6.34m土壓平衡盾構施工。2001年，向日本三菱重工購置4臺Φ6.34m土壓平衡盾構，共計14臺盾構正在掘進施工。
上海地鐵隧道外徑6.2m，襯砌環由6塊鋼筋混凝土管片拼裝而成，通縫拼裝，環寬100cm，管片厚35cm。見圖5所示，地鐵4號線部分區間隧道管片采用錯縫拼裝，環寬120cm。
上海地鐵2號與1號線垂直相交，盾構從1號線區間隧道下1m穿越，掘進施工中采用地層注漿加固、跟蹤注漿、信息化施工等技術措施，確保1號線地鐵安全運營，沉降控制在2cm以內。地鐵4號線與2號線區間隧道相交，4號線盾構從2號線隧道下1m穿越。Φ6.34m土壓盾構在城市建筑群下穿越，其沉降一般也在4cm以內。盾構平均月推進長度約250m，最快達400m/月。
3.3 雙圓形盾構掘進機的引進和應用
2002年，上海地鐵8號線黃興路至開魯路站三個區間隧道，長度2，688m，采用DOT雙圓盾構隧道工法，并從日本引進2臺Φ6300m×W10900mm的雙圓形土壓盾構掘進機。雙圓盾構見圖所示，其主要技術參數見表2。
雙圓隧道襯砌采用預制鋼筋混凝土管片，錯縫拼裝；每環管片由11塊管片拼裝而成，其中2塊為海鷗形，1塊為柱形。管片厚度30cm，環寬120cm，見圖7所示。
3.4 Φ7.64m土壓盾構掘進外灘觀光隧道
3.4.1 工程概況
上海外灘觀光隧道是我國第一條行人過江專用隧道，是一條連接南京路外灘和陸家嘴東方明珠塔的江底隧道，全長646m，隧道內徑6.76m。隧道內通行一來一往2條觀光車軌道。
外灘觀光隧道于1998年初開工，1999年底建成運營，土建工程包括黃浦江兩岸的2座出入口豎井和一條過江隧道，見圖8所示。隧道位于延安東路隧道北側，并與上海地鐵二號線2條過江區間隧道在江底交叉。隧道穿越的主要地層為粘土、粉質粘土、淤泥質粘土和砂質粉土。
隧道襯砌環由6塊鋼筋混凝土管片拼裝而成，管片設計強度C50，抗滲等級S8，環寬120cm，厚35cm。管片接縫防水采用EPDM多孔橡膠止水帶，管片背面涂防水層。
3.4.2
φ7.65m土壓平衡盾構掘進施工
隧道掘進采用φ7.65m土壓平衡盾構，見圖9所示。盾構大刀盤切削土體，為幅條式結構。盾構長8.935m，中間有較接裝置，易于糾偏施工。盾構最大推力5.2×104KN。盾構密閉艙內充滿切削土砂，通過直徑900mm的螺雙輸送機排土，通過推進速度、螺旋機轉速、排土量來控制密閉艙土壓，使之與開挖面水壓力平衡。盾構掘進速度為0～4cm/min。
盾構于1998年11月始發推進，隧道縱坡達4.8%，；平曲線最小半徑為400m，均為國內越江盾構隧道之最。盾構初推段100m內進行了土體變形、土應力、孔隙水壓的監測，反饋盾構施工，調整盾構施工參數，控制施工軸線和地表沉降。盾構掘進的平均速度達8m/d，646m隧道共花費3個月的時間完成，工程質量優良。
3.5 3.8m×3.8m矩形土壓盾構掘進地鐵過街人行地道
常用的盾構隧道掘進機為圓形，主要是圓形結構受力合理，圓形掘進機施工摩阻力小，即使機頭旋轉也影響小。但是圓形隧道往往斷面空間利用率低，尤其在人行地道和在行隧道工程中，矩形、橢圓型、馬蹄形、雙圓形和多圓形斷面更為合理。日本80年代開發應用了矩形隧道，在90年代開發應用了任意截面盾構和多圓盾構，并完成了多項人行隧道、公路隧道、鐵路隧道、地鐵隧道、排水隧道、市政共同溝隧道等，使異形盾構技術日益成熟，異形斷面隧道工程日益增多。
我國于1995年開始研究矩形隧道技術，1996年研制1臺2.5m×2.5m可變網格矩形頂管掘進機，頂進矩形隧道60m，解決了推進軸線控制、糾偏技術、深降控制、隧道結構等技術難題。1999年5月，上海地鐵二號線陸家嘴路站62m過街人行地道采用矩形頂管掘進機施工，研制1臺3.8m×3.8m組合刀盤矩形頂管掘進機，具有全斷面切削和土壓平衡功能，螺旋輸送機出土，掘進機的主要工作參數見表3，矩形頂管掘進機見圖10。
4 大直徑泥水加壓盾構掘進越江公路隧道施工
4.1 延安東路隧道南線Φ11.22m泥水加壓盾構掘進施工
1995年，為發展浦東建設需要，上海延安東路隧道南線開工建設，為縮短工期和保護隧道沿線建筑物的需求，引進日本三菱重工制造的Φ11.22m泥水加壓盾構。盾構本體示意見圖11。
隧道南線1300m圓形主隧道采用日本三菱重工制造的φ11.22m泥水加壓盾構掘進施工，盾構本體示意見圖5。盾構采用刀盤切削，總推力達1.12×105KN，刀盤扭矩4635kn·m，最大掘進速度46mm/min。盾構密封艙充滿壓力泥漿與開挖面水土壓保持平衡，并在開挖面形成泥膜，起到穩定的作用。盾構設有掘進管理、泥水輸送、泥水分離和盾尾同步雙液注漿系統。掘進管理和姿態自動計測系統能及時反映盾構掘進施工的幾十項參數，便于準確設定和調整各類參數。
4.2 大連路隧道Φ11.22m泥水加壓盾構掘進施工
上海大連路隧道全長2565m，為2來2去的兩條雙車道隧道，工程總投資16.55億元。工程于2001年5月25日開工，合同工期28個月。隧道平、剖面見圖12所示。
圓形主長1263m，采用2臺Φ11.22m泥水加壓盾構同時掘進施工。隧道襯砌結構在延安東路隧道工程的基礎上進行了優化改良，拼裝形式由通縫改為錯縫，管片厚度從55cm改為48cm，環寬由100cm增大為150cm，管片分塊由8塊增為9塊，管片連接螺栓由直螺栓改為彎螺栓，螺栓手孔改小，管片形式由箱形改為平板型。隧道襯砌結構見圖13。
泥水加壓盾構的泥水輸送和泥水處理是盾構施工的重要組成部分，公司自選研究設計制造了適應上海軟土地層的泥水分離系統，見圖14所示。
盾構進出洞土體加固全部采用凍結法。
西線隧道于2002年3月28日始發推進，至9月20日隧道貫通，工期6個月。東線隧道于6月18日 發推進，至12月底隧道貫通。盾構掘進速度平均為8m/d，最快為15m/d。兩條隧道最小間距為6m。
大連路隧道于2003年9月建成通車，總工期僅28個月，是上海越江公路隧道建設周期最短的。
4.3 上海越江交通工程的發展
2001年底，復興東路隧道工程開工建設，為2條3車道隧道，隧道外徑11m，分為上下兩層，是我國第一條雙層隧道，全長2785m。2條1215m主隧道于2003年2月和5月先后始發推進，于11月隧道貫通。
2003年6月，翔殷路隧道工程開工建設，為2條2車道隧道，隧道全長2597m，隧道外徑11.36m，內徑10.2m，是目前車道最寬的盾構隧道，設計車速可達80km/h。
正在設計中的越江隧道有軍工路隧道和上中路隧道(中環線配套工程)，正在規劃中的越江隧道有長江西路、新建路、人民路、耀華路等4處。
長江口越江通道工程是連接上海－崇明－江蘇北部的重要交通工程，位于長江口，從上海浦東－橫沙島－崇明島－南通，采用橋隧結合的工程方案，全長68km，為3來3去6車道，設計車速100km/h。其中浦東5號溝至橫沙島穿越長江南港，采用盾構隧道施工，全長約8.5km，隧道外徑15.2m。橫沙島至崇明島越江北港，采用橋梁施工，全長9.54km。見圖15所示。直徑Φ15.2m的盾構隧道，目前是世界上最大直徑的盾構隧道，隧道斷面見圖16。
5 結語
上海城市交通隧道工程的發展提高了盾構隧道技術的水平。從最初的網格擠壓盾構，發展到目前的土壓平衡盾構和泥水加壓盾構，盾構機向機械化、自動化、信息化發展，掘進速度快，盾構開挖面穩定，地面沉降控制好，環境影響小。盾構襯砌不斷改進和優化。盾構與隧道技術正在向大深度、大直徑、長距離掘進發展。雙圓隧道、矩形隧道技術也得到應用。隨著上海城市交通隧道工程建設的不斷發展，盾構隧道技術水平將進一步的發展和提高。
參考文獻
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2、 傅德明. 《土壓盾構掘進機在我國隧道工程中的應用和發展》. “第三屆海峽兩巖隧道與地下工程學術與技術研討會”. 成都. 2002.8
施工隧道管理信息化范文第4篇
（廣州地鐵設計研究院有限公司，廣州 510010）
（Guangzhou Metro Design & Research Institute Co.，Ltd.，Guangzhou 510010，China）
摘要： 本文對上涌公園站～大塘站盾構區間的風險工程進行了設計分析，闡述了風險工程的主要設計原則，提出了對應具體風險的針對性措施。同時本文著重對下穿地鐵3號線大塘站的風險工程進行了方案的比選分析及數值模擬，并提出了盾構施工的監測方案以監控施工影響、指導施工。
Abstract： This paper analyzes the risk engineering design of the shield interval of Shangyong Park Station～Datang Station， expounds the main design principle of risk engineering， puts forward the pertinence measures of the related specific risks. At the same time， this paper carries out the comparison analysis and numerical simulation of the risk engineering of Datang Station in down-traversing Metro Line 3 and puts forward the monitoring scheme of shield interval to monitor the construction influence and guide the construction.
關鍵詞 ： 盾構區間；風險工程設計；下穿大塘站；數值模擬；施工監測
Key words： shield interval；risk engineering design；underneath pass Datang Station；numerical simulation；construction monitoring
中圖分類號：U455.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2015）18-0068-03
0 引言
隨著城市現代化建設的加快和城市建設步伐的向前邁進，越來越多的人口向城市涌入，使現有公共交通不堪重負。地下軌道交通的工程建設已成為解決交通問題的最有效的措施。同時由于城市地下空間的不斷開發和利用，新建軌道交通盾構區間與既有地下工程的距離越來越近，施工難度及風險隨之越來越大。特別是在繁華城區，穿越工程施工的影響更加明顯。因此在設計過程中，盾構區間的工程風險專項分析顯得尤為重要。
1 工程概況
上涌公園站~大塘站區間采用盾構法施工，出上涌公園站后，下穿廣州大道南，轉入新滘中路，下穿厚德電力隧道、新滘汽配城人行天橋、上涌中橋、三號線大塘站后，到達大塘站。本段區間覆土較厚約21~28m，區間主要穿越<7-3>強風化泥質粉砂巖、<8-3>中風化泥質粉砂巖。在本段區間最低點設置1#聯絡通道兼廢水泵房。本區間沿線現狀建筑見表1。
2 主要設計原則
①新建軌道交通工程結構（包括永久結構和臨時結構）的強度、剛度及穩定性，應保證工程的安全和周邊環境的正常使用。
②根據新建軌道交通工程及受影響周邊環境的特點選擇合理的施工方法，確定合理施工步序，制定有效的應急處理預案。
③根據場地的地質狀況、周邊環境安全的重要程度，通過工程類比、數值模擬、解析法等計算分析制定合理的控制指標和具體技術措施，把風險等級降低在可接受水平內。
④風險工程設計采取的技術措施應具有實際可操作性和工程造價合理性。
⑤風險工程設計成果應包括有關風險識別、分級和風險分析、評價內容。
⑥風險工程設計應全面掌握風險工程特點，深化設計內容，通過技術、經濟比較分析，制定針對性和可操作的風險控制措施，保證工程自身和周邊環境的安全及正常使用。
3 風險工程描述
根據《城市軌道交通地下工程建設風險管理規范》（GB50652-2011），分析統計出本區間Ⅲ級以上的風險工程，詳見表2。
4 風險工程變形控制指標
根據《建筑地基基礎設計規范》（GB50007-2011）的規定，得出建筑物控制指標參考值，詳見表3。
根據《城市軌道交通結構安全保護技術規范》（CJJ/T 202-2013），下穿大塘站軌道及道床的變形控制指標為：軌道橫向高差≤4mm，道床脫空量≤5mm。
5 下穿大塘站采取措施及數值模擬分析
5.1 概述 三號線大塘站為地下兩層無柱車站，圍護樁采用直徑1.2m@1.3m鉆孔灌注樁。隧道在YCK41+193下穿3號線大塘站，車站底板距距離拱頂約2.37m，關系圖見圖1~2。
盾構管片采用外徑6m，壁厚0.3m的鋼筋砼管片，左右線間距16.2m，覆土18.9m。該段范圍地層自上而下主要為<1>填土、<2-1B>淤泥質土、<5N-2>殘積土（硬塑）、<6>全風化層、<7>強風化泥灰巖、<7-2>泥質粉砂巖強風化層。洞身主要位于<7>強風化泥灰巖。
5.2 方案比選
5.2.1 礦山法 針對下穿既有站工程，由于礦山法施工更為靈活，輔助措施選擇性大。下穿工程多采用暗挖法施工，分為密貼下穿和在新建結構與既有結構中間預留一定間距土體兩種方式。但礦山法下穿過程中施工風險較大、既有車站沉降位移不易控制。且礦山法進行初支后，再由盾構進行空推過大塘站，施工造價也較高。
5.2.2 盾構法 盾構法與礦山法，對周邊環境的影響相對較小，能夠較好地控制沉降。在施工效果與經濟上比礦山法更有優勢。然而，采用盾構法下穿既有車站需要開倉破除既有車站的圍護樁，施工風險大。但由于洞身范圍處于<7>強風化泥灰巖，地層較好，能夠相應的降低風險。經綜合技術、經濟比較，采用盾構法下穿既有線為最優方案。
5.3 數值模擬分析 使用FLAC3D3.00建立三維模型進行分析，土體采用摩爾-庫倫本構模型，模型的單元劃分如圖3、4所示，隧道周邊以及車站圍護結構周邊土層劃分為1.5m的六面體單元，其余部分劃分為4m的六面體單元，隧道也進行相應的單元劃分。荷載考慮地面超載以及水土荷載等。采用的地層物理力學指標見表4。
計算時分5個施工階段進行模擬開挖。如表5。
盾構區間下穿三號線大塘站產生的最大位移為2.9mm（如圖5所示），滿足《建筑地基基礎設計規范》以及《城市軌道交通結構安全保護技術規范》的規定。
6 監控量測方案
近距離穿越既有線工程，施工是關鍵，施工過程中既要保證既有隧道的運營安全，又不能破壞既有隧道結構安全性，這就要求對施工參數采用一定的標準嚴格控制。但是地下工程往往非常復雜，依靠任何單一公式都難以準確預測地下工程施工的影響，國內外主要是應用現場監測來動態監控施工影響，同時指導施工。
6.1 施工監測的目的 根據工程自身的風險及環境保護要求，且從信息化施工的要求出發，應根據施工工況系統、周詳的監測方案和信息化反饋系統，實時監控結構施工的安全。施工監測主要目的：①監控周圍建筑物與結構本身的安全性；②將監測數據與預測值相比較，以優化設計；③確定合理的施工工藝和施工工序，以優化施工。
6.2 量測項目、測點布置、監測手段與監測頻率 ①盾構法隧道監測。盾構法施工的必測項目包括：沿線地表沉隆、建構筑物和地下管線的變化、隧道變形和位移測量等。其他項目根據具體情況選測，諸如地中位移、隧道內力、地層與管片的接觸壓力等。②建構筑物監測。在建筑物周圍設置測點，觀測隧道施工過程中地表發生的沉降（尤其是不均勻沉降）和位移，據以判定建筑物的安全性，以及采用的工程保護措施的可靠性。根據本工程的特點確定的量測項目、測點布置、監測手段與監測頻率詳見如表6。
7 結論與建議
①通過分析和采取對應措施，上涌公園站～大塘站盾構區間工程風險和環境的風險等級均在可接受水平內。
②區間下穿大塘站采用盾構法能夠有效控制既有車站的沉降變形，保證既有地鐵車站的安全運營。
③地下工程往往非常復雜，依靠任何單一公式都難以準確預測地下工程施工的影響，很大程度上依賴施工人員的個人技術水平，下一步研究的重點是注重現場監測、建立動態控制系統來監測和控制施工影響，保證施工安全。
參考文獻：
[1]王綿坤.頂管施工中力學效應問題研究[D].廣州大學，2007.
施工隧道管理信息化范文第5篇
關鍵詞：高速公路；隧道；中短隧道；照明；節能
中圖分類號：TP391文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2011)18-4488-03
安徽省沿江高速公路（蕪湖―銅陵―安慶）地處皖南沿江地區，是國家重點公路天津－汕尾、東營－香港（口岸）公路（銅陵－九江支線）的重要組成部分，其中沿江高速公路東段于2007年6月28日建成通車，全線設有千軍嶺、峨山等6座隧道，它們的分布及長度如表1所示。
由于隧道內外的亮度差別較大，司機在進出隧道時會產生種種特殊的視覺問題，對交通安全很是不利，因此在沿江東高速公路設計時，沿線的6座隧道均配備了較為完善的隧道照明系統，并由蕪湖分中心完成運營管理。
1 沿江東中短隧道照明高耗能問題
隨著山區高速公路的不斷建成通車，隧道照明高耗能相關問題也日益突出，沿江東高速公路也不能例外，龐大的隧道照明費用已經成為蕪湖分中心營運費用最大的日常開支項目之一。經總結分析，沿江東中短隧道照明高耗能的成因主要包括以下幾個方面。
1） 照明安裝功率大，電能消耗沉重
研究表明，一公里的隧道，其加強照明的總功率約占整個隧道照明功率的70%，而入口段加強照明的總功率又占了加強照明總功率的60%至70%。根據《公路隧道通風照明設計規范》，隧道照明的入口段長度取決于隧道洞口縱坡坡度、行車速度及洞口內凈空高度，而與隧道長度沒有直接關系，這也就造成了短隧道照明系統中加強照明總功率占整個隧道照明功率的比重相當大。沿江東高速公路6座隧道單洞總長僅4.8公里，然而由于其以中短隧道為主，加強照明所占比重非常高，隧道照明安裝功率很大，帶來的電能消耗非常沉重。表2是沿江高速公路與安景高速公路的建設規模對比表。
經統計，沿江高速公路隧道單洞長度比安景高速公路短了近10公里，僅為安景高速公路隧道單洞長度的36%，然而其照明安裝功率卻到達了安景高速公路的91%，二者基本相當。
2）高壓鈉燈壽命短，維護費用沉重
隧道照明系統運行環境比較惡劣，震動強、灰塵大、電壓不穩，而且隧道照明要求不間斷使用，并在使用過程中頻繁的啟停燈具來調節洞內照度，這些都嚴重影響著高壓鈉燈的使用壽命，進一步增加了成本支出。經調查統計，僅2010年4月至10月間，沿江東高速公路累計維護高壓鈉燈175燈次，直接維護費用高達5萬多元，具體維護情況如表3所示。
3）交通量比較小，遠低于設計值
沿江高速公路是國家高速公路骨干網及我省“四縱八橫”高速網的組成部分，由于路網的形成尚待時日，目前沿江高速公路的交通量比較小，而且不穩定。經調查，沿江高速公路東段正常時間段的小時最高流量在200輛左右，國慶黃金周等假期能夠達到350輛/小時左右，遠低于隧道照明設計時采用的2400輛/小時的水平。
4）回路劃分粗放，控制方式簡單
沿江高速公路的隧道照明系統全部采用回路控制方式，設置四級照明，雖然等級數的設置與省內外大部分高速公路相比并不少，但是每級照明只有一至兩個分回路，部分隧道甚至出口段與入口段共用一個回路，以峨山隧道為例，其上行洞一個加強照明回路接入高壓鈉燈167盞，功率高達27.8kw，這些燈具只能同步開關，控制力度明顯不足。
2 中短隧道照明節能的研究與實踐
在國家“十一五”節能減排戰略相關政策的指引下，針對路段交通量小、隧道照明能耗高、營運成本大的現狀，沿江東高速公路引入新理念、研究新技術、應用新產品，通過實踐應用形成了不少隧道照明節能技術成果。
1）節能穩壓柜的使用：高速公路隧道大多地處偏僻，電源供電質量不佳，夜間的供電電壓往往高于白天的正常值。電源電壓的波動必將引起高壓鈉燈電參數的變化，隨著夜間電源電壓的上升，鈉燈工作電流增大，電弧管冷端溫度提高，汞、鈉蒸氣壓增高，工作電壓、燈泡功率隨著增高，造成夜間燈具的耗電量遠遠高于白天。另外，過高的電源電壓還會大大縮短高壓鈉燈的使用壽命，增加燈具維護更換的費用。
基于以上原因，在高壓鈉燈使用時，電源電壓的波動不宜過大，一般要求在額定值+6%～8%范圍之內變化。為實現這一目的，沿江東高速公路給每個隧道配備了節能控制柜，將夜間過高的電壓調至額定值。沿江東的應用實踐表明，隧道照明節能控制柜節電率在20%以上，并且主要采用穩壓節能的工作方式，延長了光源使用壽命，降低隧道照明的運行成本。
2）無極燈的節能研究：隨著新光源、新燈具的不斷發展，無極燈、LED燈等一批新型光源進入到隧道照明領域，我國隧道照明逐漸向節能、環保、安全、高效的方向健康發展。沿江東高速公路在燈具應用方面大膽創新，在省內率先進行了無極燈應用于高速公路隧道照明的嘗試。
沿江東高速公路運營單位對峨山隧道的照明參數進行了詳細的測定，認真分析了高壓鈉燈和無極燈的各項光參數和電氣參數，提出了峨山隧道照明技術改造方案。根據方案，運營者對峨山隧道進行了局部改造，將峨山隧道上行洞過渡段、基本段的高壓鈉燈全部更換為80W的無極燈，并對更換前后的照明效果進行了全方位的對比，包括燈具的節能比對、照度比對、視覺環境舒適度比對、后期維護費用節約情況初探、長期經濟效益比對等。
通過峨山隧道的工程試驗，沿江東的無極燈應用研究取得了豐碩的成果，驗證了無極燈在降低能耗、使用壽命、提高路面亮度、提高隧道安全感等方面的優勢，為我省的隧道節能研究開了一個好頭。
3）隧道測速裝置的安裝：隨著城市智能交通的發展，在一些十字路口、橋梁等咽喉地帶往往都安裝了電子警察，事實證明，在安裝有電子警察測速的路段，駕車人員基本都會減速慢行，效果明顯。而隧道照明系統設計的一個重要參數就是入口處的行車速度，行車速度越大，則照明需求也更大。基于電子警察的成功應用，沿江東高速公路創新性的引入了電子警察的理念，通過在隧道入口處安裝測速裝置來降低進入隧道的車流的行車速度，進而降低隧道照明的需求，實現節能。
沿江東高速公路在每個隧道入口處安裝了一座交通警察的塑像，手持測速儀，如圖2所示。
據統計，安裝測速裝置前進入隧道的車流平均速度為91.2km/h，在抽取的30組交通信息中超過100 km/h的有5車次，占總體流量的15%左右。而在安裝測速裝置后進入隧道的車流的速度明顯降低，平均速度為81.1km/h，在抽取的30組交通信息中超過100 km/h的僅有1車次，占總體流量的3%左右。
通過表中數據對比不難發現，沿江東高速公路在隧道入口處安裝測速裝置后，進入隧道的車流的速度下降了10%左右，根據《公路隧道通風照明設計規范》，相應的隧道照明需求可同步下調，節能效果可觀。
3 中短隧道照明系統節能優化改造
我省早期建設投入營運的隧道，普遍采用傳統照明方式，高能耗難以避免，如何結合節能需要，進行節能改造，是我省下一步需要付諸實施的重要工作內容之一。結合沿江東高速公路隧道照明系統的改造經驗以及中遠期的改造設想，筆者認為中短隧道照明系統節能優化改造可以按照以下思路完成。
1）增大控制范圍：早期投入運營的隧道，特別是短隧道，往往只安裝了一些燈具，全天候開啟；或者如同沿江東高速公路的短隧道，由定時器自主時序控制，運營者只能在現場手動調整時間和時序來干預隧道照明。要想實現照明的自動智能調節，首先就必須保證隧道照明在控制范圍之內，因此中短隧道照明系統改造的第一步就是要增大控制范圍，將設計的所有照明系統納入控制。
2）細化控制回路：我省投入營運的隧道，普遍采用高壓鈉燈照明，與之相對應的只能使用回路控制的方式，通過改變開啟燈具的數量來進行照明調節。而目前的中短隧道回路劃分普遍較少，一般只設計有3到4個照明等級，常用的往往只有2個照明等級，一個用于白天一個用于夜晚?？刂苹芈返拇址糯蟠笾萍s了照明控制的力度，縱然有最為精細最為智能的控制算法也無法在回路很少的隧道實現節能。因此，在目前無極燈、LED燈價格居高不下的狀態下，適當的細化控制回路才是增強照明控制力度的最有效方式。
3）逐步替換光源：隧道用光源的發展方向是高效節能，而隨著無極燈、LED燈新光源的不斷發展，其節能、環保、長壽命、可控性高等技術優勢日益明顯，價格也逐漸接近人們能夠接受的水平，高壓鈉燈將被逐步替代已成為業內的共識。但是現階段新型光源價格仍然較高，全面替換成本太大，而且目前業內關于新型光源尚存在一些爭論，僅作了一些研究性的應用，缺乏大規模的工程實踐，因此我們建議在隧道改造過程中，有針對性的逐步替換傳統光源，充分發揮新型光源的優勢，比如先行替換中間段照明、橫洞照明、緊急停車帶照明等，同時這些應用也能夠為新型光源的使用積累豐富的經驗，為將來大規模的工程實踐提供參考。
4） 實現無極調節：作為新型光源，除了其自身的光參數與電氣參數相對傳統光源更具優勢外，其高度的可控性、調光性能更是使隧道照明智能節能的實現成為可能。目前無極燈和LED燈的無級調節方式已經投入使用，地址碼控制方式也已基本完成研發，這些調節方式使得隧道照明大為細化，其中無極調節方式能夠使無極燈和LED燈分別在30%～100%和5%～100%的幅度內進行調光，而地址碼控制方式能夠實現單燈的獨立控制，可以監控每盞燈的工作狀態。
鑒于地址碼控制方式尚不成熟，無級調節方式將是未來一段時間內隧道照明的主要方向。無極調節方式能夠結合智能的控制算法使得隧道照明輸出與實際需求高度貼近，實現按需照明，而且該控制方式結構簡單，將相應回路接入調光控制器即可。2008年11月，安景高速前家山隧道成功應用LED燈的無級調節，照明效果、節能效果良好，相信在不久的將來，無級調節方式將在我省乃至全國得到極大的推廣應用。
4 中短隧道照明節能運營制度建設
完善的節能運營制度對隧道照明的節能起到相當大的作用，他可以規范隧道運營中照明系統的使用、維護及改進。
1）隊伍建設：隧道照明節能的實現離不開專業的隧道運營管理隊伍，只有讓他們徹底了解和領會隧道照明的設計意圖和相關的規范要求，知道隧道為什么要開燈、怎么開燈、相關法律法規又是如何要求的，才能脫離那種純靠經驗積累來進行工作的狀態。蕪湖分中心在運營過程中成立了隧道班組，由固定的、專業的團隊來管理沿江東隧道，大大提升了隧道管理水平，提高了維護管理效率，很值得借鑒推廣。
2）優化運行：隧道照明系統在設計過程中，由于隧道現場情況復雜多變，很難做到完美設計；另外在建設過程中，可能也會由于施工的不規范或者局限性，造成一些不盡合理的地方。這些就要求在隧道運營管理過程中需要對照明方案進行不斷的優化，運營管理者根據自身隧道實際，對照明系統的參數選取、系統框架等進行及時調整。
3）規范維護：隧道照明系統涉及范圍廣、設備數量龐大，故障點也就比較多，及時、高效的維護尤為重要，對隧道照明節能也有著很大的影響，主要表現有以下兩個方面：
① 灰塵尾氣使得隧道照明燈具光線暗、易老化，因此燈具的清潔、更換是隧道照明管理的重點，必須定期進行以保證燈具較高的養護系數。
② 沿江東隧道在路測2米高度內的側壁上均貼了白色瓷磚，其良好的反光性能大大提高了隧道照度。然而隨著運營時間的增加，瓷磚會被隧道煙塵所覆蓋，反光效果大為削弱，應該定期組織人員對隧道側壁進行清潔。
5 結束語
地球是我們的家園，節能減排是我們共同的責任，沿江東高速公路中短隧道通過近4年的運營，在隧道照明節能研究方面取得了一定的成果，積累了寶貴的實踐經驗，帶給我們很多的啟示。相信在不久的將來，高效節能的綠色照明將全面走進隧道、走進千家萬戶。
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