程佳琛

摘要：隨著互聯(lián)網(wǎng)及移動終端的普及，信息化管理模式已經(jīng)成一種新的管理模式。通過盾構(gòu)施工監(jiān)控管理平臺，可以對盾構(gòu)機施工參數(shù)實時監(jiān)控，并對隧道質(zhì)量以及監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合管控。與此同時匯總不同項目的風(fēng)險信息，并對地質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為后期軌道交通的大數(shù)據(jù)時代奠定基礎(chǔ)。

Abstract： With the popularization of Internet and mobile terminals， the informatization management model has become a new management model. The shield construction monitoring and management platform can conduct real-time monitoring of the construction parameters of shield machine and make the comprehensive control to tunnel quality and monitoring data. At the same time， the risk information and geological data of different projects are summarized and analyzed， which lays the foundation for the large data age of post-rail transit.

關(guān)鍵詞：軌道交通；盾構(gòu)施工；信息化管理

Key words： rail transportation；shield construction；informatization management

中圖分類號：U455.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）20-0044-03

0 引言

近年來地下空間開發(fā)的迅猛發(fā)展，一個大型的地下工程的施工企業(yè)往往會面臨多個工地同時進(jìn)行施工，工地分布非常分散等諸多困難。由于人員有限，因此如何對這些工程進(jìn)行有效的管理和全面的技術(shù)支持，成為一個目前急需解決的問題。為適應(yīng)盾構(gòu)技術(shù)的快速發(fā)展，建立一套有效的管理方式對盾構(gòu)施工過程進(jìn)行監(jiān)控管理就顯得日趨重要。

為進(jìn)一步滿足信息化、網(wǎng)絡(luò)化、標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的施工要求，一種基于互聯(lián)網(wǎng)平臺的管理方法在行業(yè)內(nèi)被廣泛使用，通過盾構(gòu)機遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)平臺，可實現(xiàn)盾構(gòu)施工過程的信息化管理，掘進(jìn)參數(shù)時時掌控，重大風(fēng)險源預(yù)先通知的目的，同時可實現(xiàn)不同地質(zhì)施工數(shù)據(jù)的記錄與分析，幫助管理人員對盾構(gòu)施工項目進(jìn)行全面把控，及時和準(zhǔn)確地了解施工情況。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

要實現(xiàn)盾構(gòu)隧道監(jiān)控的功能，首先需要建設(shè)盾構(gòu)施工遠(yuǎn)程監(jiān)控中心及盾構(gòu)機數(shù)據(jù)信息傳輸通道，如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1，各工地的盾構(gòu)機數(shù)據(jù)通過鋪設(shè)在隧道內(nèi)的光纖傳向地面監(jiān)控室，數(shù)據(jù)經(jīng)過平臺軟件出來后經(jīng)Internet發(fā)送到盾構(gòu)監(jiān)控中心展示。監(jiān)控中心由盾構(gòu)信息監(jiān)控管理平臺、數(shù)據(jù)中心、視頻監(jiān)控與大屏幕等系統(tǒng)組成。

2 盾構(gòu)施工監(jiān)控管理平臺功能組成

盾構(gòu)施工監(jiān)控管理平臺主要功能包括掘進(jìn)參數(shù)遠(yuǎn)程監(jiān)控、風(fēng)險管理、設(shè)備管理、分析報告、進(jìn)度管理、質(zhì)量管理，通過這些功能，可以實現(xiàn)對盾構(gòu)機施工過程的全方位管理。

2.1 掘進(jìn)參數(shù)遠(yuǎn)程監(jiān)控 掘進(jìn)參數(shù)遠(yuǎn)程監(jiān)控是對盾構(gòu)機施工過程進(jìn)行實時遠(yuǎn)程監(jiān)控，實現(xiàn)盾構(gòu)機數(shù)據(jù)的動態(tài)管理、實時監(jiān)控、匯總歸納等功能，同時通過數(shù)據(jù)分析功能，管理人員可對所有施工數(shù)據(jù)信息全面把控，及時、準(zhǔn)確、全面地掌握盾構(gòu)機施工情況。

2.1.1 盾構(gòu)參數(shù)實時顯示

施工參數(shù)實時顯示及預(yù)警功能，能夠?qū)崟r顯示盾構(gòu)施工參數(shù)，并可以對盾構(gòu)施工參數(shù)設(shè)置預(yù)警范圍，當(dāng)施工參數(shù)超過范圍時，會自動預(yù)警，參數(shù)實時顯示界面如圖2所示。

2.1.2 導(dǎo)向系統(tǒng)參數(shù)顯示

導(dǎo)向系統(tǒng)實時顯示及預(yù)警功能，能夠?qū)崟r顯示盾構(gòu)姿態(tài)及近10環(huán)的糾偏量，并且對盾構(gòu)偏差和糾偏量進(jìn)行自動實時預(yù)警，導(dǎo)向系統(tǒng)參數(shù)及其糾偏量預(yù)警界面如圖3所示。

2.1.3 數(shù)據(jù)分析功能

通過遠(yuǎn)程監(jiān)控能夠?qū)λ卸軜?gòu)施工數(shù)據(jù)、導(dǎo)向系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并自動生成曲線，還可提供參數(shù)的相關(guān)性分析，便于管理人員分析施工中的主要問題，數(shù)據(jù)分析界面如圖4。

2.2 風(fēng)險管理

風(fēng)險管理可實現(xiàn)對盾構(gòu)施工過程中的關(guān)鍵參數(shù)預(yù)警、沉降超限預(yù)警、過程參數(shù)預(yù)警，協(xié)助管理人員及時了解施工風(fēng)險、盾構(gòu)機存在的報警信息、盾構(gòu)機姿態(tài)信息以及監(jiān)控測量數(shù)據(jù)。

2.2.1 關(guān)鍵參數(shù)預(yù)警

通過該功能可以對施工過程中設(shè)備的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行指標(biāo)化管理，從而降低設(shè)備施工控制管理難度，如對盾構(gòu)施工過程中的盾構(gòu)姿態(tài)等進(jìn)行指標(biāo)化管理，可設(shè)定合格、預(yù)警、報警。

2.2.2 沉降超限預(yù)警

通過施工現(xiàn)場及時錄入沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)，協(xié)助管理人員結(jié)合盾構(gòu)機施工參數(shù)、地質(zhì)信息等及時調(diào)整施工方案，保證施工安全。

2.2.3 過程參數(shù)預(yù)警

可將盾構(gòu)機施工過程中PLC產(chǎn)生的報警信息進(jìn)行提取，提醒管理人員及時處理，同時可進(jìn)行報警歷史查詢，為管理人員分析設(shè)備使用情況提供依據(jù)。

2.3 設(shè)備管理

通過設(shè)備管理功能可實現(xiàn)盾構(gòu)機信息管理和設(shè)備部件保養(yǎng)管理。

將盾構(gòu)機部件維修保養(yǎng)信息錄入盾構(gòu)監(jiān)控管理平臺中，在錄入信息時同時設(shè)定部件保養(yǎng)規(guī)則，平臺自動提醒設(shè)備管理人員對盾構(gòu)機部件進(jìn)行維護保養(yǎng)并上傳維保記錄。

2.3.1 盾構(gòu)機信息管理

盾構(gòu)機信息管理可對所有盾構(gòu)機信息的記錄和查詢，管理人員可通過盾構(gòu)機信息管理功能查詢所有錄入系統(tǒng)的盾構(gòu)機的詳細(xì)信息，包括盾構(gòu)機的使用歷史、狀態(tài)、位置等，通過盾構(gòu)機信息管理功能可對盾構(gòu)機情況進(jìn)行統(tǒng)一的掌控。

2.3.2 設(shè)備保養(yǎng)管理

通過保養(yǎng)管理模塊用戶能夠了解設(shè)備的維護保養(yǎng)情況。保養(yǎng)管理包括大部件管理、保養(yǎng)計劃、保養(yǎng)記錄以及盾構(gòu)機部件。

2.4 分析報告

通過該功能管理人員可以了解設(shè)備的運行效率，不同地層下的材料消耗分析，以此為依據(jù)對設(shè)備的使用效率、材料的消耗等進(jìn)行改善。

2.4.1 運行效率分析

通過對盾構(gòu)機實時數(shù)據(jù)的采集分析，可以協(xié)助管理人員計算出盾構(gòu)機當(dāng)前的使用效率，協(xié)助管理人員及時發(fā)現(xiàn)盾構(gòu)機的使用問題，提高盾構(gòu)施工效率。同時，當(dāng)可匯總盾構(gòu)機停機原因，分析影響盾構(gòu)機施工的主要因素，從而協(xié)助管理人員調(diào)整工序，提高盾構(gòu)機工作效率。

2.4.2 材料消耗分析

盾構(gòu)機施工過程中需要大量的砂漿、膨潤土、泡沫、油脂等消耗材料，而大量的材料消耗是否合理科學(xué)，必須有量化的指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計和分析，通過錄入消耗材料每環(huán)的消耗量，分析出不同地層下的耗材平均消耗指標(biāo)，對后續(xù)施工有重要的指導(dǎo)意義。

2.5 進(jìn)度管理

用統(tǒng)計學(xué)圖表的方式將盾構(gòu)當(dāng)前施工進(jìn)度展示給管理人員，同時可根據(jù)管理人員下達(dá)的每天推進(jìn)目標(biāo)統(tǒng)計項目的均衡施工率，提高施工質(zhì)量。

2.6 質(zhì)量管理

隧道質(zhì)量管理對已成管片質(zhì)量信息的錄入，包括成型管片的偏差、管片錯臺以及管片破損等，通過隧道質(zhì)量管理可以方便快捷地對已成隧道的質(zhì)量信息進(jìn)行匯總，直觀顯示影響管片質(zhì)量的主要因素，便于管理人員調(diào)整施工參數(shù)。

3 發(fā)展方向

就目前而言，盾構(gòu)施工監(jiān)控管理平臺已經(jīng)在上述6點主要功能上建立了較為完善的數(shù)學(xué)模型，但在以下方向還需進(jìn)一步深入研究與思考：

①盾構(gòu)施工監(jiān)控管理平臺可以通過信息化數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪Ｊ?，積累大量的盾構(gòu)機掘進(jìn)數(shù)據(jù)，研發(fā)人員可以將不同的地層信息錄入后對數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納分析，形成盾構(gòu)機掘進(jìn)數(shù)據(jù)庫，對后期類似地層的盾構(gòu)機掘進(jìn)參數(shù)配置進(jìn)行指導(dǎo)，并在盾構(gòu)機掘進(jìn)數(shù)據(jù)異常時報警并分析可有導(dǎo)致這種情況的原因。

②通過歷史數(shù)據(jù)的積累，分析不同地層、不同工況下的材料消耗，如油脂、泡沫等，形成平均消耗指標(biāo)，這對施工企業(yè)有著非常重要的參考意義。

③通過盾構(gòu)施工監(jiān)控管理平臺記錄盾構(gòu)機的掘進(jìn)、拼裝、停機的時間，分析相同地層及工況下的盾構(gòu)機運行效率，從而對施工工序進(jìn)行調(diào)整，提高盾構(gòu)機的生產(chǎn)效率。

4 結(jié)束語

一個優(yōu)秀的地鐵施工企業(yè)，將會承攬更多的施工任務(wù)、擁有更多的盾構(gòu)設(shè)備，與此同時也面臨著盾構(gòu)分布區(qū)域廣、管理空間跨度大、命令執(zhí)行時效低等問題，如何更好的進(jìn)行盾構(gòu)施工管理、及時掌握盾構(gòu)機的運行狀態(tài)、分析盾構(gòu)機的掘進(jìn)效率，以及對項目施工中的安全風(fēng)險、質(zhì)量風(fēng)險、工期風(fēng)險、成本風(fēng)險等進(jìn)行管控，已經(jīng)成為企業(yè)管理人員急需解決的問題。鑒于此，建立一套完善的地鐵施工信息管理系統(tǒng)對保證地鐵工程的施工有著重要的意義。

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