近幾年，我國相繼批準(zhǔn)了20多個城市立項投資，興建地鐵。地鐵給人們的生活帶來極大便利的同時，也埋藏了不少安全隱憂。杭州、北京等城市的地鐵出現(xiàn)的安全事故，使得“安全”再度成為熱點(diǎn)詞匯，緊緊牽動著地鐵建設(shè)者的神經(jīng)。在信息化的趨勢下，探索出一條安全生產(chǎn)、安全施工的路徑，成為擺在地鐵建設(shè)者面前的重要課題。

“2011年，讓我們相約深圳”，2011年8月，第26屆世界大學(xué)生運(yùn)動會將在深圳市舉行。為了滿足世界大學(xué)生運(yùn)動會期間的運(yùn)輸需求，2007年12月21日，深圳地鐵5號線正式開通，計劃在2011年6月30日開通試運(yùn)行。這條由中國中鐵股份有限公司承建的地鐵線路，西起前海灣，穿越南山、寶安、龍崗、羅湖四區(qū)，東至羅湖黃貝嶺，設(shè)站27座，全線約長40公里，是目前國內(nèi)最大的地鐵BT建設(shè)項目，總造價216億元。

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據(jù)深圳地鐵5號線相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，此項目工程規(guī)模大，是目前國內(nèi)在建的城市軌道交通工程中一次建設(shè)單條線路最長的地鐵工程；工期壓力大，土建工程從開工到洞通僅有26個月；工法種類多，車站主要以明挖為主，個別車站采用局部蓋挖和半蓋挖、暗挖，區(qū)間采用盾構(gòu)、暗挖、明挖法和部分高架；施工條件復(fù)雜，項目沿線穿越海積平原、沖洪積平原、臺地、丘陵地段，部分區(qū)段位于填海區(qū)。淺埋暗挖區(qū)間大跨隧道、立交橋等諸多施工技術(shù)難題。項目的協(xié)調(diào)組織困難，施工配合難度極大。

從人員構(gòu)成來看，項目領(lǐng)導(dǎo)小組由專家小組、企管部和監(jiān)理管理部組成，在編人數(shù)30余人，他們不僅要管理200多億元的投資，負(fù)責(zé)機(jī)電設(shè)備的安裝、運(yùn)營和調(diào)試，更為迫切的是，要確保施工過程的安全。安全責(zé)任重于泰山，信息化的手段成為確保安全生產(chǎn)的必然選擇。“深圳地鐵5號線實(shí)施信息化，有別于其他項目的管理工作。主要因?yàn)樗旧鲜腔谑┕み^程中安全風(fēng)險的防控和防范。”深圳地鐵5號線相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹說。

2007年，深圳5號線在立項之初就完成了信息化管理咨詢工作，2008年元月完成系統(tǒng)的咨詢方案設(shè)計。

三大系統(tǒng)力保安全

深圳地鐵5號線信息化由安全監(jiān)測與風(fēng)險管理系統(tǒng)、安全監(jiān)控子系統(tǒng)和工程項目管理子系統(tǒng)組成。

安全監(jiān)測與風(fēng)險管理系統(tǒng)

安全監(jiān)測與風(fēng)險管理系統(tǒng)是通過施工安全監(jiān)測數(shù)據(jù)、設(shè)計資料、地質(zhì)資料、二維GIS、三維施工仿真及數(shù)值分析、施工信息等，實(shí)現(xiàn)各類信息在線綜合分析、風(fēng)險評估、預(yù)警預(yù)報、應(yīng)急預(yù)案和快速反饋。

該系統(tǒng)以監(jiān)控信息為依據(jù)，以管理為主線，依次通過發(fā)現(xiàn)問題、排除問題、解決問題、處理應(yīng)急問題等方面的功能，建立多層次、全方位的施工安全防御體系。

★信息采集功能包括多種數(shù)據(jù)采集、多途徑數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)有效性判斷、數(shù)據(jù)自動采集和數(shù)據(jù)存儲等。

★監(jiān)測數(shù)據(jù)分析功能包括數(shù)據(jù)過濾、數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)驗(yàn)證分析、環(huán)境監(jiān)測分析、基坑專業(yè)分析、隧道專業(yè)分析和管理系統(tǒng)相互之間提供數(shù)據(jù)接口。

★監(jiān)測信息預(yù)警預(yù)報與應(yīng)急預(yù)案涵蓋了監(jiān)測預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定功能、預(yù)警、報警功能、報警事務(wù)分級處理功能、風(fēng)險應(yīng)急預(yù)案歸檔功能、工程資料綜合管理功能和自動風(fēng)險預(yù)測和評估功能。領(lǐng)導(dǎo)小組制定了適合深圳地鐵工程特征的預(yù)報警機(jī)制，并設(shè)置了黃、橙、紅三級預(yù)報警警戒值。監(jiān)控中心主管工程師根據(jù)情況及時與施工現(xiàn)場監(jiān)測、第三方監(jiān)測核實(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)，并根據(jù)系統(tǒng)建立的黃、橙、紅三級預(yù)警機(jī)制及預(yù)報警管理辦法對警情進(jìn)行有效判斷，確認(rèn)預(yù)警后即群發(fā)短信向深圳地鐵集團(tuán)公司安質(zhì)部、5號線建設(shè)分公司、鐵科院監(jiān)理管理單位、相關(guān)監(jiān)理單位、中鐵南方公司、相關(guān)施工單位的相關(guān)人員。系統(tǒng)供應(yīng)商根據(jù)警情組織人員進(jìn)行現(xiàn)場踏勘，并聯(lián)系本地和外地專家通過專家會商系統(tǒng)綜合分析該處地質(zhì)、施工工法及近期監(jiān)測數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對預(yù)報警事件及時有效預(yù)報及過程分析控制。

圖1 施工安全防御體系

圖2 盾構(gòu)內(nèi)部數(shù)據(jù)采集

圖3 數(shù)據(jù)判讀流程

★安全風(fēng)險評估與專家會商有專家風(fēng)險評估功能、專家會商功能、風(fēng)險評估信息發(fā)布功能、GIS信息發(fā)布和風(fēng)險評估交流平臺功能。進(jìn)行風(fēng)險評估的專家在業(yè)內(nèi)具有豐富的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)出現(xiàn)一些預(yù)警的情況，比較高層次的專家會進(jìn)行會商，做出重大的判斷。

圖4 預(yù)報警顯示功能

★風(fēng)險源識別與資源庫管理有風(fēng)險資源庫、應(yīng)急處理預(yù)案和風(fēng)險信息獲取。監(jiān)測數(shù)據(jù)分析功能包括二維地理信息功能和三維地理信息功能。在日常工作中，有2家施工監(jiān)測單位和2家第三方監(jiān)測單位共4家單位將每天采集到的數(shù)據(jù)于18時發(fā)送到監(jiān)控平臺，再對數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合評估與分析。

圖5 專家會商功能

三維地理信息功能比較復(fù)雜，在人文采集數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，領(lǐng)導(dǎo)小組通過對各個工點(diǎn)的情況分析，目前選取太安站、布心站和長龍站3個重要工點(diǎn)地段開展自動化監(jiān)測手段，獲取全過程變形數(shù)據(jù)，并進(jìn)行綜合分析。選用自動傾斜儀監(jiān)測房屋的傾斜狀況，同時配備無線發(fā)射與采集設(shè)備。現(xiàn)共布設(shè)13組，每組兩個傾斜計（水平和垂直基坑兩個方向），總計26個傾斜計，分別測兩個方向的房屋基礎(chǔ)傾斜。測定最早是每10分鐘，后來是每1個小時，自動傳送到地鐵監(jiān)控平臺，一旦有異常就會自動傳送到監(jiān)控平臺。

圖6 三維地質(zhì)模型

領(lǐng)導(dǎo)小組相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹說：“安全監(jiān)測與風(fēng)險管理子系統(tǒng)分別在監(jiān)控層次、管理層次和指揮層次三個層次上解決軌道交通建設(shè)安全問題?！北O(jiān)控層次上，系統(tǒng)可以通過網(wǎng)絡(luò)及時收集各種工程信息、數(shù)據(jù)、現(xiàn)場視頻等，并進(jìn)行分析、篩選、判斷、預(yù)報警等，從而為及時發(fā)現(xiàn)工程隱患確保安全提供有力的工具。管理層次上，系統(tǒng)提供了一套完善的安全工作管理流程，明確了各級人員職責(zé)，并通過自動通知、自動考核、自動升級等手段形成合理的責(zé)任分擔(dān)體系，使安全管理清晰可控。指揮層次上，系統(tǒng)可以在發(fā)生險情時，依托地理信息系統(tǒng)、專家協(xié)商系統(tǒng)、移動智能監(jiān)控系統(tǒng)，整合和調(diào)配各種相關(guān)資源，保證搶險工作及時、快速、有效、可靠。

安全監(jiān)控子系統(tǒng)

安全監(jiān)控子系統(tǒng)的范圍包括施工單位、地方建設(shè)局、軌道交通建設(shè)指揮部等。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時監(jiān)控、圖像存儲、回放、截圖等功能。深圳地鐵5號線監(jiān)控中心安排管理人員24小時值班，通過監(jiān)控中心及時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場的問題，對施工單位的不規(guī)范施工行為發(fā)出整改通知單，限時要求整改。視頻系統(tǒng)每周都會有周報，如果出現(xiàn)的問題沒有嚴(yán)重違章，就會有截圖附在上面；如果有比較重大的問題，就會及時下發(fā)整改要求。

監(jiān)控中心主管工程師每日組織相關(guān)人員客觀、及時、準(zhǔn)確地對所轄工點(diǎn)安全狀況進(jìn)行客觀評估。為了保證體系應(yīng)用，在5號線招投標(biāo)管理中著實(shí)動了很多腦筋，要求投標(biāo)單位在中標(biāo)以后就代為管理監(jiān)控中心，針對高風(fēng)險工點(diǎn)定期進(jìn)行現(xiàn)場風(fēng)險巡查并跟蹤關(guān)注，出具《深圳地鐵5號線風(fēng)險源分析報告》、《跟蹤分析報告》等。所有管理人員通過平臺進(jìn)行協(xié)同辦公。

深圳地鐵5號線工程安全監(jiān)控子系統(tǒng)，依據(jù)深圳地鐵5號線工程各標(biāo)段地質(zhì)復(fù)雜程度、施工難度、初勘資料及設(shè)計資料、地面建筑物與交通狀況等綜合因素進(jìn)行監(jiān)控點(diǎn)部署，確定對5號線沿線11個車站站點(diǎn)和區(qū)間應(yīng)用32路數(shù)字視頻監(jiān)控點(diǎn)。系統(tǒng)從2008年9月開始實(shí)施建設(shè)，到2008年11月底，歷時3個月，順利完成了11個工點(diǎn)32路數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)施建設(shè)，系統(tǒng)正式投入試運(yùn)行。

圖8 安全監(jiān)控流程圖

“如果依靠專業(yè)技術(shù)或者專業(yè)經(jīng)驗(yàn)，這是有限的；整個系統(tǒng)管理的流程、安全質(zhì)量部、地鐵集團(tuán)，非險情狀態(tài)下的監(jiān)控流程和險情狀態(tài)下的監(jiān)控流程明確了處理方法。安全監(jiān)控管理考核前三名能拿到若干獎金，如果標(biāo)段的標(biāo)的為幾億元，拿到第一名可以得到100萬元的獎金。由于有獎金配套，施工單位都還是比較積極的。”有關(guān)人員介紹說。

工程項目管理子系統(tǒng)

通過系統(tǒng)各參與單位將全線的進(jìn)度計劃、投資計劃、安全質(zhì)量的過程管理、工程資料的填報、流轉(zhuǎn)與審批都納入到系統(tǒng)中進(jìn)行管理。不管哪個標(biāo)段中了標(biāo)，都要設(shè)置信息化的專門負(fù)責(zé)人員。全線各施工單位、監(jiān)理單位、中鐵南方公司、鐵科院監(jiān)理管理、地鐵公司相關(guān)部門借助系統(tǒng)的圖表和資料等信息開展工程項目日常的管理工作。

據(jù)深圳市軌道交通建設(shè)指揮部辦公室統(tǒng)計，2009年至今深圳全市地鐵工程共發(fā)生安全事故及險情16起，包括安全險情12起，傷亡事故4起，共死亡7人。截至2010年7月底，安全監(jiān)測與風(fēng)險管理系統(tǒng)監(jiān)控的一期11個工點(diǎn)及新增的7個工點(diǎn)數(shù)據(jù)異常出現(xiàn)2016次，其中有10次為紅色預(yù)警。險情雖然出現(xiàn)了不少，但是由于及時發(fā)現(xiàn)，及時排除，所以沒有出現(xiàn)事故。信息化手段為地鐵建設(shè)施工增強(qiáng)了一道安全盾牌，創(chuàng)造了深圳地鐵5號線無工程事故發(fā)生，無工程影響及社會影響較大的塌陷、沉降、傾斜等事故發(fā)生的佳話。

隨著城市軌道交通建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，安全成為一個不得不談的話題。安全是一種意識，是一種責(zé)任，也是一門科學(xué)。安全防范與防控，離不開領(lǐng)導(dǎo)的決策支持，離不開每一名員工的辛勤努力，也離不開信息化的輔助支撐。新的環(huán)境下，困難是層出不窮的；新的手段中，解決方法也是銳意創(chuàng)新的。地鐵信息化建設(shè)亮出一張安全牌，也為建筑施工企業(yè)照亮了一條安全之路。