隧道施工与安全智能管理系统应用研究

文/杨世强

1 分析隧道施工与安全智能管理系统的基本要素

1.1 施工质量控制系统

一方面，在使用工序质量过程控制系统的过程中，需要充分的根据工序质量说明当中的具体要求，对隧道施工阶段所包含的多种施工工序加以分析，确保每一道工序在运行的过程中，都能够充分的满足隧道施工技术在使用阶段所提出的规范化要求，以此来保障施工作业的有序进行，有效提高了施工环节的安全系数。除此之外，还需要对工序质量系统予以合理的说明，在隧道施工项目的运行阶段，相关企业会采取传统以人工为主的记录方法，对各项施工工序的具体情况进行记录，从而将其形成档案资料进行保存在施工的前期阶段、中期环节以及竣工部分，若需要调动相应的档案数据则会带来极大的不便。另外，隧道施工企业在开展施工作业的过程中，需要对每一项工序的具体实施状况进行记录，基于严格性和严谨性的记录原则，以实时化的监督形式，确保监理单位和监管部门能够辅助监督作业的顺利进行。为了能够及时的调取基本工程信息，并实现对此类信息的充分利用，需要借助工序质量智能管理系统，为信息的调用和使用环节提供便利性支持，在提高系统运行效率的基础上，使相关监督人员能够及时地了解到工程项目的实际实施状况，采取有针对性的调整办法，有助于提高隧道施工工程的整体质量(见图1)。

图1 施工组织设计与工程质量控制

另一方面，通过对隧道工程项目当中所设置的施工质量控制系统进行探究，并且需要针对此类系统予以细致划分，并将其进一步划分成为原材料质量检验以及工序质量过程控制等两部分的系统形式。在使用原材料质量检验系统的过程中，可以借助导航栏模块当中的菜单内容选中原材料检测，并对此类菜单进行下拉处理，根据原材料的实际检测内容，将隧道施工作业当中所使用的原材料进行合理的划分。例如：水泥、碎石、钢筋砂、外加剂、锚杆、防水材料、止水材料以及水资源等。对于二级材料当中所涉及的内容来说，主要包含了每个选项所应对应的原材料检测界面，为检测工作人员的录入和查看提供了便利性支持[1]。在各个子模块的界面当中可以显示出细致化的材料基本数据，例如：编号、进场日期、存档位置、供应商以及标准规范等等，不仅能够在子模块界面中对此类基础数据进行输入和显示，还能够再添加数据管理功能的基础上，借助添加、编辑以及删除等多样化的功能，保障了信息处理和整理阶段的合理性（见图2）。

图2 施工质量控制系统结构图

1.2 动态化的视频监测系统

对于隧道施工作业来说，由于此项工程项目具有复杂化和长期性的特点，所涉及到的施工环节具有系统化的特征。对于新建立的隧道工程项目来说，实际所涉及到的施工段面相对较大，且隧道部分的地质条件相对较差，容易对周边自然环境造成不良影响，从而阻碍了隧道施工作业的顺利开展，为安全管理工作的实施带来了较大的难度。由于隧道内部所潜在的危险因素相对较多，且整体的施工环境处于长期封闭的状态，若发生突发性的安全事故时，容易造成严重的人员伤亡，从而为隧道施工带来较大的损失。为此，需要积极打造安全、智能的隧道施工管理系统，在监控系统的运行过程中，针对施工现场的实际情况加以管控，确保工程指导工作人员能够充分的了解现场的实际情况，以实时化的指导形式，及时的处理突发性的安全事故，以此来保证后续施工作业的顺利开展。与此同时，在监控系统的运行过程中，还可以借助防盗、报警等安全技术，从而打造完善的危险防范体系，确保此类联动体系能够持续地处于稳定的运行状态，及时对安全事故隐患做出警报，在加大预防力度的同时，避免对工程项目造成损坏。将视频监控系统应用于隧道施工环节，可以利用遥控摄像机对现场的实际情况进行记录，并利用其他类型的辅助类设备，使监督工作人员能够以直观的形式获取现场的监控场所，利用图像识别以及跟踪技术，对施工环节所涉及的变化情况予以合理的分析，从而提前设置突发性的事件处理措施，为施工作业的顺利开展提供便利性保障，将监控系统当中所获取到的基础信息作为重要的参考依据，保证了突发性事件处理的及时性（见图3）。

图3 动态视频监测系统结构图

2 分析隧道施工安全管理系统的架构

2.1 分析系统的架构内容

对于隧道工程的管理系统来说，为了能够及时的解决滞后性等方面的问题，需要基于整体的施工过程，在远程管理的基础上，对施工人员的位置予以实时定位，并通过对有害气体组成和浓度变化情况进行分析，随着时间的不断推移，明确的掌握隧道特殊点位的结构变形状况。为了充分的掌握施工过程所涉及的关键环节，需要采取合理的监控方法，保障管理控制作业的安全性，确保各项施工作业的顺利进行。为了实现对隧道施工作业的全程监督，需要积极的建立以安全和智能为主的管理系统，保障管理控制阶段的科学性和合理性，有助于保障施工建设阶段人员和设备的安全。物联网技术当中包含了传感器、传输网等多方面的技术类型，且此类技术属于安全智能管理系统当中的关键组成部分，能够准确的定位人员的实际情况，在监测有害气体的过程中，明确的掌握了特殊点位的结构变形状况，从人员、气体以及结构变形等多方面的信息数据入手，保障了数据信息采集的及时性。在物联网技术高效化发展和广泛化应用的基础上，可以充分的利用物联网平台的优势和特点，并将其渗透隧道施工队的实施过程中，基于便捷性、高效性和科学性的监控办法，对隧道内部的空间区域予以合理的监管。对相关信息进行探究，利用网络传输系统将此类信息数据传递给监控中心的终端设备当中，使终端工作人员能够对此类信息加以分析，从而及时提出有针对性的改善方法，有助于保障人员的安全性，从而促进隧道工程项目施工作业的顺利进行[2]。

2.2 打造安全智能管理系统基本数据库

在建设系统基本数据库的过程中，需要将数据的采集、设备的监测等工作包含在内，通过对此类工作阶段所获得到的数据信息放置于数据库中，根据数据信息的采集状况，在可视监控、人员设备定位、语音双向对讲、特殊点位结构、变形监控、有害气体监测、动态视频、施工质量控制、地质超前预报以及形象进度等多种设备的支撑作用下，实现对数据信息的充分使用。对于上述设备所采集到的数据信息来说，虽然具有多个不同的类型，但仍然能够将其投入到管理系统当中，以智能化的处理形式形成基本数据库。例如：首先，在开展现场施工作业的过程中，可以在可视监控系统以及动态化视频监测系统的共同作用下，将视频信号语音双向对讲阶段所获取到的数据信息加以传输。其次，通过对语音信号传输、特殊点位检测和有害气体监测阶段所获得的信息进行处理，将其转化为文本文件的形式。最后，基于基本数据库的系统化处理形式，借助安全智能管理系统功能和优势，使监控作业逐渐朝着智能化的方向转型，为各项施工的顺利开展提供了充足的参考依据。

3 结语

在开展隧道工程建设项目的过程中，需要保障管理工作的有效落实，以提高工程项目建设质量为主要目的，从施工的整体过程入手实现统一化的控制和管理工作目标。现阶段需要基于隧道工程施工项目的实际状况，打造以安全化和智能化为主的管理系统，在新型技术和先进原理的支撑作用下，对各个施工环节予以全程性的监控，保障数据信息传递的及时性和高效性，为各项施工作业的开展提供充足的参考依据，确保各参建单位的有机结合，以此来提高隧道工程的施工水平。