甘興偉

（中鐵三局集團(tuán)第四工程有限公司，北京 102300）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，建筑工程管理工作已經(jīng)越來(lái)越受到重視，而信息化技術(shù)的廣泛應(yīng)用也為工程管理工作提供更多的便利條件和發(fā)展思路。相比其他工程，隧道工程埋于地下，因其動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，具有很強(qiáng)的不確定性、隱蔽性和復(fù)雜性，特別是在地質(zhì)條件差、又沒(méi)有通訊信號(hào)的隧道工程中，有著更多的安全隱患，這就要求對(duì)現(xiàn)場(chǎng)管理做出更高的要求。筆者在管理鎮(zhèn)清高速公路大梁山隧道施工過(guò)程中采用了信息化管理方案，大大改善了傳統(tǒng)管理方法的不足、降低施工風(fēng)險(xiǎn)、提高施工管理水平。

1 隧道施工應(yīng)用信息化管理的意義

云南省臨滄市鎮(zhèn)清高速公路大梁山隧道線路位于云南省臨滄市耿馬傣族佤族自治縣、鎮(zhèn)康縣境內(nèi)，地處滇西南中緬邊境，是云南省中長(zhǎng)期高速公路網(wǎng)規(guī)劃布局中的重要組成部分，該高速公路由橋梁工程、路基工程和隧道工程組成，其中，特長(zhǎng)隧道大梁山隧道工程屬于控制性工程，左洞長(zhǎng)5500m，右洞長(zhǎng)5456m，施工中采用雙頭掘進(jìn)、新奧法開(kāi)挖、錨桿、濕噴混凝土、型鋼鋼架支護(hù)和模筑混凝土二次襯砌的施工工藝。因區(qū)間隧道施工線路長(zhǎng)，隧道內(nèi)不確定因素多，施工危險(xiǎn)性系數(shù)較大，為了確保施工安全性、準(zhǔn)確性和時(shí)效性，本工程引進(jìn)信息化技術(shù)加強(qiáng)安全控制和技術(shù)保障。

2 信息化技術(shù)在隧道施工管理中的應(yīng)用

在大梁山隧道工程施工管理過(guò)程中，為了保證安全施工、提高工作效率，主要在以下幾個(gè)方面應(yīng)用了信息化技術(shù)加強(qiáng)管理和控制。

2.1 隧道LED 門(mén)禁系統(tǒng)

針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)車(chē)輛、人員流動(dòng)性強(qiáng)、進(jìn)出頻繁、難以管理的特點(diǎn)，對(duì)該系統(tǒng)實(shí)行人道和車(chē)道分離，互不相擾的方法。人員門(mén)禁系統(tǒng)采用自動(dòng)近距離刷卡進(jìn)出，系統(tǒng)對(duì)進(jìn)入隧道施工的人員進(jìn)行實(shí)名管理，施工人員通過(guò)人員識(shí)別卡自動(dòng)感應(yīng)驗(yàn)證后，人行通道開(kāi)門(mén)，施工人員才能進(jìn)出通道，同時(shí)系統(tǒng)將自動(dòng)記錄人員姓名、工種、進(jìn)入時(shí)間及人員數(shù)量。門(mén)禁管理系統(tǒng)軟件通過(guò)統(tǒng)計(jì)后實(shí)施同步顯示到LED 顯示屏上，實(shí)現(xiàn)對(duì)洞內(nèi)人員進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)；車(chē)輛門(mén)禁系統(tǒng)采用藍(lán)牙識(shí)別、車(chē)輛檢測(cè)、閘機(jī)控制管理車(chē)輛進(jìn)出，車(chē)輛通過(guò)后會(huì)同步顯示到LED 顯示屏上，實(shí)現(xiàn)了對(duì)洞內(nèi)車(chē)輛和人員的實(shí)時(shí)掌控。

2.2 隧道全程視頻監(jiān)控系統(tǒng)

隧道工程線路長(zhǎng)、密閉性強(qiáng)、空間小，隨著隧道挖掘工程的不斷深入，隧道內(nèi)部的環(huán)境會(huì)發(fā)生多種變化，而且大量的挖掘機(jī)、裝載機(jī)、運(yùn)輸車(chē)輛以及施工人員也因?yàn)楣こ痰倪M(jìn)度而提高了出入的頻率，所以在隧道內(nèi)采用視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以有效預(yù)防安全隱患的出現(xiàn)和工程質(zhì)量的把控。

洞內(nèi)視頻監(jiān)控點(diǎn)一般選擇二襯臺(tái)車(chē)和防水臺(tái)車(chē)上安裝攝像頭，二襯臺(tái)車(chē)上攝像頭主要監(jiān)控進(jìn)入該區(qū)域人員，防水臺(tái)車(chē)上攝像頭主要監(jiān)控開(kāi)挖面的情況，一般選擇防爆球形可調(diào)節(jié)廣角攝像頭，以防止洞內(nèi)放炮損壞設(shè)備，同時(shí)方便臺(tái)車(chē)移動(dòng)后調(diào)整攝像頭角度。

2.3 隧道人員定位系統(tǒng)

隧道工程施工作業(yè)都是在洞內(nèi)進(jìn)行的，隨著施工長(zhǎng)度的增加，洞內(nèi)的光線逐漸變?nèi)?，所以需要借助燈光?lái)進(jìn)行開(kāi)挖或襯砌作業(yè)，而隧道內(nèi)的燈光會(huì)存在照明不足的位置，一旦施工人員不慎在此區(qū)域，發(fā)生緊急情況時(shí)不利于疏散和救援，這就需要確定隧道內(nèi)每一位施工人員的位置，而隧道人員定位系統(tǒng)恰好可以通過(guò)信息技術(shù)實(shí)時(shí)掌控每一個(gè)人的位置，該系統(tǒng)通過(guò)定位基站感應(yīng)到人員定位卡，通過(guò)定位基站上傳到監(jiān)控中心服務(wù)器，然后經(jīng)過(guò)軟件分析處理后，系統(tǒng)采用地圖的形式實(shí)時(shí)顯示洞內(nèi)人員所處的位置情況，對(duì)洞內(nèi)人員分布情況做到實(shí)時(shí)掌握，對(duì)施工人員進(jìn)行實(shí)時(shí)位置跟蹤管理?？蓪?shí)時(shí)查看人員位置、人員數(shù)量、人員定位統(tǒng)計(jì)、歷史數(shù)據(jù)回放等，防范施工安全事故的發(fā)生。隧道人員定位系統(tǒng)有求救報(bào)警裝置，施工人員出現(xiàn)緊急情況時(shí)，只要長(zhǎng)按報(bào)警按鈕，監(jiān)控中心會(huì)有報(bào)警語(yǔ)音提示。

2.4 隧道應(yīng)急電話廣播系統(tǒng)

在隧道施工過(guò)程中現(xiàn)場(chǎng)聲音嘈雜，隨著開(kāi)挖長(zhǎng)度的深入通訊信號(hào)也在減弱，為避免電話鈴聲傳達(dá)不到工作人員處，該系統(tǒng)專(zhuān)門(mén)針對(duì)隧道高潮濕的環(huán)境設(shè)計(jì)，具有高防護(hù)、抗噪能力強(qiáng)、聲音洪亮的特點(diǎn)，該系統(tǒng)電話機(jī)經(jīng)過(guò)若干次響鈴后，話機(jī)可以自動(dòng)接聽(tīng)，主叫方可以將聲音通過(guò)外置揚(yáng)聲器廣播給附近的工作人員。管理人員可以在值班室通過(guò)網(wǎng)絡(luò)關(guān)閉話筒對(duì)各個(gè)隧道進(jìn)行廣播喊話。

2.5 隧道氣體檢測(cè)系統(tǒng)

隧道施工過(guò)程中開(kāi)挖和爆破時(shí)都會(huì)對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同程度的破壞，因而會(huì)不可避免地產(chǎn)生大量顆粒，同時(shí)會(huì)有地下氣體泄漏，一旦這些粉塵顆粒和有毒有害氣體的濃度積累到一定含量時(shí)，如果防護(hù)不當(dāng)，會(huì)對(duì)人體造成很大的傷害，甚至得塵肺病。為預(yù)防職業(yè)病的發(fā)生、確保人身、機(jī)具和工程安全，施工場(chǎng)所安裝了隧道氣體檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)對(duì)隧道內(nèi)的空氣實(shí)時(shí)進(jìn)行采集和檢測(cè)，分析粉塵、氣體的濃度和性質(zhì)，智能檢測(cè)有害氣體濃度是否超標(biāo)，然后，工作人員根據(jù)有害氣體的含量高低、濃度大小，采取相應(yīng)的防護(hù)措施。

2.6 信息化管理中心

為全面提高隧道施工管理水平，降低事故發(fā)生的概率，根據(jù)交通運(yùn)輸部《高速公路施工標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)指南》及《公路水運(yùn)工程平安工地建設(shè)管理辦法》等相關(guān)文件要求，在隧道施工現(xiàn)場(chǎng)入口處建立信息化現(xiàn)場(chǎng)管理中心，如圖1 所示，也是通往施工現(xiàn)場(chǎng)的人行通道，在管理中心布設(shè)了信息化管理模塊，主要包括以下內(nèi)容。

圖1 信息化管理中心

圖2 多媒體教學(xué)設(shè)備

2.6.1 多媒體教學(xué)設(shè)備

信息化管理中心的教育培訓(xùn)區(qū)安裝了多媒體教育設(shè)備和兩臺(tái)培訓(xùn)儀器，第一臺(tái)是心肺復(fù)蘇訓(xùn)練儀。在這臺(tái)設(shè)備上練習(xí)，可正確掌握心肺復(fù)蘇過(guò)程中應(yīng)該達(dá)到的按壓力度和按壓頻率，并對(duì)模特進(jìn)行吹氣練習(xí)，當(dāng)操作不當(dāng)時(shí)儀器會(huì)進(jìn)行提醒；第二臺(tái)是“培訓(xùn)及隱患排查一體機(jī)”，該設(shè)備包涵兩種功能：①對(duì)人員教育培訓(xùn)，實(shí)現(xiàn)了指紋錄入（或身份證掃描）、視頻培訓(xùn)、平臺(tái)答題及自動(dòng)評(píng)卷、考勤統(tǒng)計(jì)等功能，可滿足10 人用操作卡同時(shí)進(jìn)行；②場(chǎng)景模擬查找問(wèn)題，目前配置了12 門(mén)課程，設(shè)計(jì)安全用電、高處作業(yè)、機(jī)械傷害等方面。其最大的優(yōu)點(diǎn)是增強(qiáng)培訓(xùn)的生動(dòng)性、趣味性和交互性，讓大家愉快地接受教育。

圖3 BIM技術(shù)應(yīng)用

圖 4 VR 體驗(yàn)區(qū)

2.6.2 BIM技術(shù)

目前，BIM技術(shù)在工程建設(shè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)廣泛和深入，它是制圖由二維向三位轉(zhuǎn)變、信息傳遞載體由圖紙向模型轉(zhuǎn)變、建筑物信息由階段性管理向全生命周期管理轉(zhuǎn)變的重要里程碑。這里主要應(yīng)用了以下技術(shù)。

（1）720 全景技術(shù)。這里有兩個(gè)二維碼，分別是現(xiàn)場(chǎng)功能區(qū)720 全景效果、隧道橫通道鋼筋布置720 全景效果和隧道洞體與行車(chē)道720 全景效果圖，通過(guò)手機(jī)掃碼或VR 銳眼觀看。

（2）二維碼信息平臺(tái)。通過(guò)這個(gè)平臺(tái)，用手機(jī)掃描圖版中的二維碼即可獲得有關(guān)的技術(shù)信息，極大方便了施工生產(chǎn)。

2.6.3 VR 體驗(yàn)區(qū)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)簡(jiǎn)稱(chēng)VR，它的實(shí)現(xiàn)方式是通過(guò)計(jì)算機(jī)虛擬模擬環(huán)境而給人以環(huán)境沉浸感，具有超強(qiáng)的仿真性。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，VR 技術(shù)也取得了巨大的進(jìn)步，許多領(lǐng)域?qū)R 的需求也是日益旺盛，隧道施工管理也不例外，為了嚴(yán)格控制安全事故的發(fā)生，信息技術(shù)管理中心專(zhuān)門(mén)設(shè)置了VR 體驗(yàn)區(qū)，通過(guò)VR 設(shè)備虛擬具有突發(fā)性、破壞性、危險(xiǎn)性的場(chǎng)景（如隧道坍塌、高處墜落、觸電傷害、物體打擊、隧道坍塌、機(jī)械傷害、火災(zāi)等），把體驗(yàn)者的感官帶入其中，讓體驗(yàn)者真切感知危險(xiǎn)狀況的突發(fā)性，同時(shí)提升自身的應(yīng)對(duì)能力，做好安全防范措施，按照規(guī)范施工。

2.7 環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)

因施工過(guò)程中產(chǎn)生的揚(yáng)塵和噪聲污染不僅會(huì)污染環(huán)境，還會(huì)影像周?chē)用竦恼Ｉ?，?duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員和附近居民的身體帶來(lái)傷害。為營(yíng)造安全、文明、綠色的施工工地，在施工場(chǎng)地內(nèi)安裝了環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)揚(yáng)塵、空氣濕溫度、二氧化碳等環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行適時(shí)監(jiān)測(cè)，并且安裝了噴淋控制器，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)空氣中懸浮的PM10、PM5 等顆粒物超標(biāo)后，會(huì)進(jìn)行噴淋作業(yè)，凈化空氣，改善工地的施工環(huán)境。

2.8 工程管理信息化平臺(tái)

在傳統(tǒng)的項(xiàng)目管理模式中，大量的工程信息以“紙質(zhì)版”形式予以存儲(chǔ)，大量的數(shù)據(jù)通過(guò)“手工”形式操作，信息化管理平臺(tái)和辦公自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用加速了工程信息在各部門(mén)、各環(huán)節(jié)的流通速度，為工程數(shù)據(jù)管理提供了技術(shù)保障。如計(jì)量軟件、成本管理系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、財(cái)務(wù)共享系統(tǒng)及內(nèi)業(yè)軟件等智慧軟件的使用，都大大提高工作的效率和準(zhǔn)確性。

3 結(jié)語(yǔ)

本工程信息技術(shù)的應(yīng)用有效提高了隧道工程的施工管理效率、降低了事故發(fā)生概率、節(jié)約了施工成本、規(guī)范了施工管理流程，希望相關(guān)的隧道管理人員一定要重視隧道的施工管理，并借助信息化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)加強(qiáng)施工管理、促進(jìn)企業(yè)發(fā)展。