冀東朋、孫希才、韓太雷

（濰坊交安公路工程有限公司，山東 濰坊 261041）

0 引言

公路工程施工是現(xiàn)代交通建設(shè)的縮影，橋梁隧道施工是該類工程建設(shè)中的一大難點，關(guān)系到道路連接和交通暢通。伴隨橋梁隧道建設(shè)規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大，各種新型施工技術(shù)和施工設(shè)備得以廣泛應(yīng)用，施工復(fù)雜度進(jìn)一步提高，工程安全評估及管理面臨全新的挑戰(zhàn)，采取科學(xué)的施工安全評估監(jiān)控技術(shù)能為工程建設(shè)營造一個良好的外部環(huán)境，同時也是工程監(jiān)管的有效措施。為了確保橋梁隧道工程的施工安全，加強安全評估監(jiān)控技術(shù)在工程施工中的應(yīng)用研究尤為重要。

1 橋梁隧道施工安全評估監(jiān)控技術(shù)概述

橋梁隧道施工過程較為復(fù)雜且危險，需要考慮多種因素，包括施工人員安全、施工設(shè)備安全、工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等。合理應(yīng)用施工安全評估監(jiān)控技術(shù)，能夠構(gòu)建專業(yè)化的安全評估監(jiān)控系統(tǒng)。借助傳感器、監(jiān)測設(shè)備、數(shù)據(jù)采集和處理技術(shù)，可實時監(jiān)測和評估施工現(xiàn)場的安全狀況，能夠及時發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患并采取相應(yīng)的措施。

傳感器和監(jiān)測設(shè)備用于收集和監(jiān)測施工現(xiàn)場的各種數(shù)據(jù)，如結(jié)構(gòu)位移、應(yīng)力、溫度、濕度、氣體濃度等，并通過無線傳輸或有線連接將數(shù)據(jù)發(fā)送到中央處理單元；中央處理單元是安全評估監(jiān)控系統(tǒng)的核心，用于接收、處理和分析傳感器收集的數(shù)據(jù)，可實時監(jiān)測和評估施工現(xiàn)場的安全狀況，并生成相應(yīng)的報告和警報；數(shù)據(jù)存儲和管理系統(tǒng)用于存儲和管理從傳感器和監(jiān)測設(shè)備收集到的大量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)可以用于后續(xù)的分析和研究，以改進(jìn)施工過程和安全措施；可視化顯示界面向工程師、管理人員和監(jiān)測人員提供實時的數(shù)據(jù)和報告。通過可視化顯示界面，施工人員可以更加直觀地了解施工現(xiàn)場的安全狀況，以及時作出決策和調(diào)整[1]。

橋梁隧道施工安全評估監(jiān)控的意義不言而喻，對于施工過程的安全和工程質(zhì)量有著重要影響。第一，有利于預(yù)防事故和減少風(fēng)險，通過實時監(jiān)測和評估施工現(xiàn)場的安全狀況，可及時發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行預(yù)防；第二，安全評估監(jiān)控系統(tǒng)可以監(jiān)測施工過程中的結(jié)構(gòu)位移、應(yīng)力等參數(shù)，及時發(fā)現(xiàn)施工質(zhì)量問題，并采取相應(yīng)措施進(jìn)行調(diào)整和修正，有利于確保橋梁隧道的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和使用壽命；第三，借助安全評估監(jiān)測系統(tǒng)可及時了解施工現(xiàn)場的安全狀況，并發(fā)生異常情況可立即發(fā)出警報，以幫助監(jiān)測人員和管理人員迅速采取行動，減少事故的負(fù)面影響；第四，通過收集和存儲大量的施工數(shù)據(jù)，有助于開展后續(xù)的分析和研究，以便了解施工的規(guī)律和趨勢，發(fā)現(xiàn)潛在的問題和改進(jìn)空間，優(yōu)化施工方案和安全措施；第五，在許多國家和地區(qū)，對于橋梁隧道的施工有著嚴(yán)格的合規(guī)性和法律要求，因此，安全評估監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用有利于促進(jìn)工程施工的規(guī)范化發(fā)展[2]。

2 橋梁隧道施工的常見問題

2.1 施工安全問題

安全是工程施工的基礎(chǔ)和前提，但是結(jié)合該類工程的施工來看，安全問題層出不窮。高處作業(yè)是橋梁隧道施工中常見的任務(wù)，涉及梁段安裝、拆除、鋼結(jié)構(gòu)焊接等，如果缺乏完善的防護(hù)措施，施工人員可能從高處墜落；在橋梁隧道的土方開挖過程中，存在土方塌方和崩塌的風(fēng)險，大多是因為土質(zhì)不穩(wěn)定、施工方法不當(dāng)和水文條件不利等引起；在橋梁隧道施工中，起重機(jī)械的使用較為普遍，但其中也存在一定風(fēng)險，如起重機(jī)械超載、起重索斷裂、操作錯誤等，容易導(dǎo)致設(shè)備損壞，引發(fā)安全事故；橋梁隧道施工中常需要使用大量的電氣設(shè)備和電力工具，不正確的電氣安裝和操作容易引發(fā)火災(zāi)、電擊和其他電氣事故。因此，加強對安全評估監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用很有必要。

2.2 工程質(zhì)量問題

橋梁隧道施工是大型工程中常見的重要環(huán)節(jié)，工程質(zhì)量問題會直接影響到施工項目的安全性和可靠性。首先，工程設(shè)計不合理，設(shè)計方案的不合理可能導(dǎo)致施工過程中出現(xiàn)困難和問題。例如，橋梁或隧道結(jié)構(gòu)的受力不均勻、不合理的荷載分配等，也會引發(fā)結(jié)構(gòu)強度不足、抗震性能差等問題，進(jìn)一步增加施工風(fēng)險。其次，基礎(chǔ)施工問題，基礎(chǔ)處理不當(dāng)可能導(dǎo)致基礎(chǔ)沉降、下沉或不均勻沉降，影響橋梁或隧道的穩(wěn)定性和使用壽命。最后，施工工藝問題，施工中的操作不規(guī)范、施工工藝不當(dāng)?shù)纫矔?dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)質(zhì)量問題，如接縫不密、混凝土飽水不良等。

2.3 工程管理問題

橋梁隧道工程作為一類復(fù)雜的工程項目，其順利推進(jìn)需要高效的工程管理。然而，在施工過程中常出現(xiàn)各種工程管理問題，影響其進(jìn)展和質(zhì)量[3]。部分施工單位缺乏全面、詳細(xì)和科學(xué)的項目規(guī)劃，導(dǎo)致項目進(jìn)度、資源和成本的控制困難，進(jìn)而影響施工的質(zhì)量和效率；施工資源分配不合理，如人力、物資和設(shè)備等，容易引發(fā)資源浪費、效率低下以及施工質(zhì)量問題；缺乏明確的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和驗收規(guī)范，導(dǎo)致在施工過程中難以準(zhǔn)確評估工程質(zhì)量，從而引發(fā)質(zhì)量爭議和糾紛。

3 橋梁隧道施工中安全評估監(jiān)控技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 結(jié)構(gòu)位移監(jiān)測

在橋梁隧道施工過程中，結(jié)構(gòu)位移是一項重要因素，用于評估橋梁隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。結(jié)構(gòu)位移監(jiān)測技術(shù)是通過使用傳感器和測量設(shè)備來實時監(jiān)測和記錄結(jié)構(gòu)的位移情況，如在橋梁主梁的安裝過程中，就需要實時監(jiān)測主梁的位移情況，在主梁上安裝位移傳感器，就能實時監(jiān)測主梁在安裝過程中的位移變化，判斷主梁的位置和姿態(tài)是否滿足設(shè)計要求；在隧道開挖過程中，地下土體的變形對隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有著重要影響，一般需在隧道周圍埋設(shè)變形傳感器，實時監(jiān)測土體的變形情況，包括水平位移、垂直位移和姿態(tài)變化等，相關(guān)信息可用于評估土體的穩(wěn)定性，并及時采取補充支護(hù)措施，以確保施工安全；橋墩和隧道墻體的變形是評估結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要指標(biāo)，因此，需要在橋梁隧道墻體上安裝變形傳感器，實時監(jiān)測結(jié)構(gòu)的變形情況，包括垂直位移、水平位移和傾斜等，基于相關(guān)數(shù)據(jù)判斷結(jié)構(gòu)的變形是否在允許范圍內(nèi)，并及時采取加固和修復(fù)措施。

3.2 施工安全監(jiān)控

橋梁隧道施工過程中，施工安全評估監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用可以及時發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場的安全隱患和問題，并采取預(yù)防措施以避免事故的發(fā)生。施工團(tuán)隊需要在工程建設(shè)中的一些安全薄弱處安裝攝像頭和監(jiān)控設(shè)備，借助視頻監(jiān)控識別危險行為、危險源、交通安全情況等。例如，使用高清攝像頭對施工現(xiàn)場的高處作業(yè)、起重作業(yè)等進(jìn)行監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)并糾正不安全行為；通過安裝傳感器和監(jiān)測設(shè)備對施工現(xiàn)場的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，包括氣象參數(shù)、空氣質(zhì)量、噪聲等，可快速預(yù)警并采取相應(yīng)措施，以保障施工人員的健康和安全；利用實時定位系統(tǒng)可以對施工人員和設(shè)備進(jìn)行定位和跟蹤，確保其安全和有效管理。譬如，使用GPS定位系統(tǒng)對施工人員和設(shè)備進(jìn)行實時監(jiān)控，可防止施工人員違規(guī)進(jìn)入危險區(qū)域或設(shè)備越界操作。相關(guān)監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠?qū)崟r監(jiān)測施工情況，也能幫助施工團(tuán)隊采取預(yù)防性措施，規(guī)避常見的施工安全問題[4]。

3.3 橋梁應(yīng)力監(jiān)測

在橋梁隧道施工過程中，應(yīng)力狀態(tài)也是評估橋梁隧道狀態(tài)的關(guān)鍵參數(shù)，一般采用傳感器和測力計來實時監(jiān)測和記錄結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化。在橋梁施工中，預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉和錨固是常見的工序，可在鋼束上安裝應(yīng)力傳感器，用以實時監(jiān)測鋼束的應(yīng)力變化，判斷鋼束的預(yù)應(yīng)力力值是否滿足設(shè)計要求，以便及時調(diào)整鋼束的張拉力，確保橋梁結(jié)構(gòu)的安全性。梁段的應(yīng)力狀態(tài)對結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性也有著重要影響。通過在梁段上安裝應(yīng)力傳感器，實時監(jiān)測梁段的應(yīng)力變化，監(jiān)測數(shù)據(jù)可以用于評估梁段的受力情況，并及時采取措施進(jìn)行調(diào)整和修復(fù)，避免對建筑質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響；在隧道施工中，襯砌是保證隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要組成部分，可在襯砌上安裝應(yīng)力傳感器，實時監(jiān)測襯砌的應(yīng)力狀態(tài)，整合相關(guān)數(shù)據(jù)用以評估襯砌的受力情況。

3.4 溫度和濕度監(jiān)測

溫度和濕度的變化也會對橋梁隧道結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定性產(chǎn)生重要作用，尤其是在混凝土施工中。在橋梁施工中，混凝土的溫度變化會影響結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性，可在混凝土結(jié)構(gòu)中埋設(shè)溫度傳感器，實時監(jiān)測混凝土的溫度變化，進(jìn)而評估混凝土的硬化過程和強度發(fā)展，并及時采取保溫和降溫措施，以確?；炷临|(zhì)量和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；在隧道施工中，隧道內(nèi)部的溫度和濕度變化對結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和施工人員的安全有著重要影響，傳統(tǒng)的溫度和濕度變化監(jiān)測系統(tǒng)已難以滿足目前的施工需求，技術(shù)人員可在隧道內(nèi)部布設(shè)溫濕度傳感器，從而對隧道內(nèi)部的溫度和濕度變化情況進(jìn)行把握，對隧道內(nèi)部環(huán)境條件進(jìn)行評估，并采取通風(fēng)和降溫措施，及時調(diào)整工程施工計劃，確保施工現(xiàn)場的安全性。

3.5 安全警報與預(yù)警

橋梁隧道施工中，安全警報與預(yù)警系統(tǒng)是關(guān)鍵的安全保障措施。在橋梁隧道施工中，高風(fēng)是一個重要的安全風(fēng)險因素，借助風(fēng)速傳感器和風(fēng)向傳感器實時監(jiān)測風(fēng)速和風(fēng)向，并與預(yù)設(shè)的警報閾值進(jìn)行比較。當(dāng)風(fēng)速超過閾值時，系統(tǒng)會自動發(fā)出警報，提醒施工人員采取相應(yīng)的安全措施，如停工或加強固定。在地震頻繁的地區(qū)，地震預(yù)警系統(tǒng)是必不可少的安全保障措施。技術(shù)人員可以結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)構(gòu)造，合理安裝地震傳感器和數(shù)據(jù)處理單元，實時監(jiān)測地震的震級和震源位置，并預(yù)測地震波的傳播時間。當(dāng)?shù)卣痤A(yù)警系統(tǒng)檢測到地震信號時，可以迅速發(fā)出警報，提醒施工人員及時采取避難措施，以減少地震對施工的影響。煙霧和有害氣體也是一類常見的安全隱患，安裝煙霧傳感器和氣體傳感器可實現(xiàn)對煙霧和有害氣體的預(yù)警，重點在于監(jiān)測煙霧濃度和有害氣體濃度，并與預(yù)設(shè)的警報閾值進(jìn)行比較，當(dāng)煙霧濃度或有害氣體濃度超過閾值時，系統(tǒng)也會自動發(fā)出警報，警告施工人員迅速撤離施工現(xiàn)場。

4 橋梁隧道施工中安全評估監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用策略

4.1 完善施工準(zhǔn)備工作

施工前期是安全評估監(jiān)控的重要階段，主要目的是評估施工的可行性、制訂安全計劃和選擇監(jiān)測技術(shù)。在橋梁隧道施工前，需安排專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行詳細(xì)的可行性評估，包括地質(zhì)勘查、工程設(shè)計、施工方案等。評估結(jié)果可以針對施工過程中的常見風(fēng)險，制訂科學(xué)的預(yù)防性策略，也能為后續(xù)的安全評估監(jiān)控提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。制訂施工安全計劃是確保施工過程安全的重要步驟，安全計劃應(yīng)包括安全目標(biāo)、施工流程、安全管理組織架構(gòu)、安全培訓(xùn)等內(nèi)容。計劃中應(yīng)明確安全評估監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用范圍、監(jiān)測參數(shù)、報警閾值等要求。根據(jù)具體的工程要求和施工環(huán)境，選擇合理的監(jiān)測技術(shù)，包括結(jié)構(gòu)位移監(jiān)測、應(yīng)力監(jiān)測、溫濕度監(jiān)測等。值得注意的是，在選擇監(jiān)測技術(shù)時，需要綜合考慮監(jiān)測的準(zhǔn)確性、實時性和適應(yīng)性。

4.2 有序推進(jìn)工程實施

橋梁隧道工程的實施周期相對較長，也是安全評估監(jiān)控技術(shù)發(fā)揮作用的關(guān)鍵階段。在實施階段，需要對施工現(xiàn)場進(jìn)行實時監(jiān)測和評估，以發(fā)現(xiàn)和應(yīng)對潛在的安全隱患。施工單位根據(jù)前期確定的監(jiān)控技術(shù)，安裝相應(yīng)的監(jiān)測設(shè)備，如結(jié)構(gòu)位移傳感器、應(yīng)力傳感器、溫濕度傳感器等，在安裝完成后進(jìn)行校準(zhǔn)和測試，以保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；搭建實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，將監(jiān)測設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒胩幚韱卧M(jìn)行處理和分析。數(shù)據(jù)處理應(yīng)包括數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)校正、異常檢測等步驟。通過對大量信息和數(shù)據(jù)的分析和處理，實現(xiàn)對施工現(xiàn)場安全狀況的實時監(jiān)控。基于監(jiān)測參數(shù)和設(shè)計要求，設(shè)置合理的警報和預(yù)警機(jī)制。當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)超過預(yù)設(shè)的報警閾值時，系統(tǒng)自動觸發(fā)警報，并通過聲音、光線或電子信息傳遞給施工人員。預(yù)警機(jī)制可根據(jù)預(yù)測模型和歷史數(shù)據(jù)，提前預(yù)警可能的安全風(fēng)險，再結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)和警報信息，采取相應(yīng)的應(yīng)對措施，包括暫停施工、調(diào)整工藝、加固結(jié)構(gòu)等，最大限度地減少施工安全風(fēng)險。

4.3 加強工程后期分析

科學(xué)的后期分析工作不僅能夠為工程驗收創(chuàng)造便利，也能為其他類型工程的管理和建設(shè)提供參考。可利用統(tǒng)計分析、數(shù)據(jù)建模和機(jī)器學(xué)習(xí)等方法，識別和預(yù)測潛在的安全隱患，為后續(xù)施工提供改進(jìn)意見，并根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，進(jìn)行綜合評估和報告撰寫。報告應(yīng)包括施工過程中的安全狀況、發(fā)現(xiàn)的問題和存在的風(fēng)險，優(yōu)化工程管理規(guī)劃。分享施工過程中的經(jīng)驗教訓(xùn)，通過組織培訓(xùn)課程、舉辦經(jīng)驗交流會議等方式，向相關(guān)人員分享安全評估監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用知識和經(jīng)驗，以進(jìn)一步強化施工人員的安全意識和質(zhì)量意識。

5 結(jié)語

綜上所述，安全評估監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用不僅關(guān)系到橋梁隧道施工的整體質(zhì)量，也是規(guī)避施工安全隱患的有效舉措。工程施工單位要充分發(fā)揮自身的能動性，緊跟行業(yè)和時代的發(fā)展腳步，基于工程建設(shè)的實際需求，結(jié)合不同施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量管控要求，引入先進(jìn)的安全評估監(jiān)控設(shè)備和技術(shù)，構(gòu)建動態(tài)化的安全評估監(jiān)控體系，一方面有利于提升相關(guān)工程的施工效率和質(zhì)量，另一方面能推進(jìn)工程經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的有機(jī)統(tǒng)一，為工程行業(yè)的后期轉(zhuǎn)型和升級創(chuàng)造有利條件。