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隧道施工监控方案范文1
中图分类号：U451 文献标识码：A
随着我国国道、高速公路网和铁路的迅速建设，隧道越来越显示出穿山越岭的优越性，隧道施工项目增多。目前我国已成为世界上隧道最多，建设发展最快的国家。
按照国家“十二五”规划，到2015年，我国铁路运营里程达到12万km，其中，高速铁路1.6万km以上，西部铁路5万km以上。在铁路飞跃式发展的同时，我国铁路隧道的总里程也在飞速增加。2009年开工的南广铁路工程正线长度577.1 km，其中隧道135座共132.7km，占线路总长度的23.0%。2010年11月开工的成贵铁路工程正线509.053 km，其中隧道有183座，均为双线单洞隧道，共计247 km，占线路总长度的49.50%。
随之而来的安全问题也逐渐显露出来。隧道施工不同于其他生产形式，兼顾建设工程施工和矿山生产，具有其自身独特的安全生产特点。隧道施工过程中，由于地质条件的多样性和复杂性，其施工事故发生率比其它岩土工程高且严重。
1隧道施工风险重大事故
2008年4月11日，湖北恩施州屯堡乡境内中铁十一局四公司27标，宜万铁路马鹿箐隧道施工工地发生透水事故，造成4人死亡， 1人失踪。2009年2月2月17日上午11时许，正在施工中的包西铁路复线绥德县田庄镇寨山村与子洲县交界处的一隧道发生塌方，两名施工人员遇难。2010年7月11日，由中铁十八局施工、柳铁监理公司监理的新建南黎铁路宾阳那适2号隧道NGDK698+382仰拱前方发生坍塌，致使10名施工中的工人死亡。2011年4月20日甘肃山丹一施工隧道发生坍塌12人死亡。2012年5月19日上午8时30分左右，一辆载有炸药的车辆进入湖南炎汝高速公路（炎陵至汝城高速公路）在建八面山隧道施工层面，在卸货时发生爆炸，造成20人死亡，4名生还者中1人重伤、1人轻伤。
由于地质类型和性质不同，隧道施工技术条件千变万化，无统一固定的施工模式，而且随着施工环境和施工机械等客观条件的变化，在隧道施工过程中还会不断出现新的情况，特别是在突水、突泥，软岩失稳的时候更容易导致事故的发生。只有清楚地认识了这些事故形式，了解事故诱因，并在施工过程中认真、负责，做好自身的工作才能预防事故的发生。在事故发生后能清醒地判断，并正确地决策。
2隧道施工安全风险管理概述
风险主要强调两个方面即发生的不确定性和造成损失的不确定性。虽然风险具有抽象性及模糊性，总体上都是围绕危害事件、危害发生的可能性以及危害造成的后果等几个问题展开研究的。
风险管理是指通过对目前及未来的无论是潜在或显现的风险因素的识别、分析，加上风险环境的不确定性的影响，为决策者提供决策方案并保证决策方案正确实施的系统的分析方法。风险管理的目标是以最小的成本获得最大的安全保障或最少的损失。
隧道施工安全风险是指在隧道施工过程中，由于受到不确定因素的影响，致使隧道施工的正常活动偏离计划目标，而造成直接或间接损失的可能性。而隧道施工安全风险管理就是指项目管理人员通过对隧道施工前进行的风险识别、风险评价及制定的处置措施对存在的风险进行管理，以减小风险发生的可能性或风险造成的损失。
风险管理工作一般是由几个环节构成的，根据隧道施工风险的特点，将风险管理过程分为风险识别、风险评估、风险应对及风险监控四个部分。
3隧道施工安全风险分析
隧道施工事故发生频繁，隧道施工中引起伤亡事故的因素很多，其类别主要有：坍塌、冒顶片帮、物体打击、放炮、车辆伤害、起重伤害、瓦斯爆炸、火药爆炸、触电、火灾、灼烫淹溺、中毒和窒息、其他伤害等。
针对以上的施工风险，隧道施工单位在实际施工过程中也投入了大量的人力、物力，采取了很多的风险监控方法，但最后收到的效果却不是特别的明显。因此我们就有必要在隧道施工阶段建立一个简单、有效、经济的风险监控方法。
将在隧道施工中可能出现的风险进行相应的等级划分，对于那些可以接受的低度风险和中度风险将不进行专门的监控，只对那些不期望和不可接受的高度风险和极高风险进行监控。隧道在掘进时会对隧道周边及前方一定范围内的围岩产生扰动，改变了围岩原始应力状态，因此围岩就将发生形变。当围岩的形变量在一定的范围内是合理的，若超出了该合理范围就必须停止隧道施工并采取相应的应对措施，将围岩的形变量控制在合理的范围内，否则将会引起风险事故的发生。
所以我们在隧道施工阶段可以通过对围岩形变这一风险因素进行监控来有效地避免隧道施工阶段风险事故的发生，或者有效地减少施工风险事故发生所造成的损失，从而保证隧道施工工程的顺利进行。
4隧道施工安全风险的控制与管理
风险控制是指对隧道施工安全风险进行识别、分析与评价的基础上，工程管理者根据风险发生的概率及所带来的损失的大小，所采取的那些可以降低工程事故发生频率、减少事故损失的一系列行之有效的风险防范措施。铁路隧道风险控制应该是一个管理和技术相结合的完整综合体系。
隧道施工风险控制工作可以从微观与宏观两个方面进行。宏观控制方面是工程项目风险管理者，运用法制、经济和教育等手段对隧道施工全过程进行有效控制的过程。微观控制是以隧道施工过程中的具体风险事故为控制对象，采用有效地管理措施及技术措施，对隧道施工安全风险进行有效地预防和处理。
隧道施工监控方案范文2
关键词:无线监控;实时监控;无线接入;计算机科学与技术;隧道视频监控
中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-2374(2010)06-0032-02
一、系统概述
(一)目的和意义
中国水电集团公司承建的京沪高速铁路土建三标段JHTJ-3标段,正线全长266.617公里。本标段位于山东省济南、泰安、曲阜、滕州、枣庄市和江苏省徐州境内,路基长94.190km;桥梁99座,总长161.574km;隧道9座,总长10.229km。
为进一步加大监管力度,加强对辖区内所有施工现场的管理,规范施工行为,中国水电集团公司高速铁路土建工程三标段项目经理部建立了施工现场实时监控、远程指挥系统。该系统的建成,使管理者更加规范的管理施工现场,了解现场生产、设备施工情况,并在项目部监控中心对现场施工情况进行实时调度。施工现场实时监控、远程指挥管理技术在集团公司所承接的工程中首次应用、在中国的铁路建设施工中也是首次应用。通过监控系统可以实时动态地汇报被监测点的情况,及时发现质量、安全和施工工艺等方面的问题并进行处理;完成重大危险源的监测和评估,正确及时采取相应措施启动相关应急预案;获得完整备份资料用于事后进行分析调查。成功地运用该技术,可确保京沪高铁工程的顺利实施,可在保证工程质量、安全的前提下降低施工成本,同时也将提升企业施工技术水平,增强企业核心竞争力,实现项目管理信息及时、准确、全面,为更大规模管理探索高效运转模式。
(二)无线接入技术概述
京沪高铁无线监控系统是京沪高铁视频监控系统的子系统,它针对无法架设光缆的监控点(隧道、架桥机),采用技术先进的无线传输方式,来进行图像传输,通过无线监控实时了解各个工区内隧道施工、桥梁施工现场作业面内发生的情况,并可依据网络传回的图像进行指挥调度。
AirStream宽带无线接入解决方案作为光纤网络的延伸和补充,能提供高速、大容量的数据语音业务,实现业务的快速接入,并协助运营商快速占领市场,同时提供各种视频监控信息的可靠传输机制。AirStream系列宽带无线接入设备,是新一代远程、大容量无线数据通信接入系统,支持点对点、点对多点4.9～5.8GHz无线组网应用。它采用完全自主研发的Turbo Link高性能TDMA空中多址协议,支持最大40Mbps的业务净传输流量,可与骨干传输网、业务网相连,高速、实时地传递多路数据、图像、话音(E1/VoIP)等多媒体信息,以灵活快捷的方式组成点对点或点对多点无线通信网络。系统由中心点(AP)、用户站(CPE)和网管系统组成,系统完全采用电信级设计,性能优异,部署灵活,功能丰富,是组建宽带无线接入网络的理想选择。
二、系统设计目标、原则、依据
(一)设计目标
在进行监控系统设计的时候,基于系统的基本需求,本着架构合理、安全可靠、产品主流、低成本、低维护量等作为出发点,以达到先进、安全、可靠、高效的系统解决方案为目标。
(二)设计原则
本设计以行业标准作为设计依据,结合用户的具体情况,用最佳设计方案体现最高的性能价格比,是本方案设计的指导思想,也是本方案设计的基本出发点和追求的目标。
(三)设计依据
本方案设计根据甲方常规要求,并遵循以下国家相关部门制定的设计规范要求。
本次工程建设符合以下规范:
《中华人民共和国公共行业标准》(GA/T70-94);
《安全防范工程程序与要求》(GA/T75-94);
《民用建筑电器设计规范》(JGJ/T16-92);
《工业电视系统工程设计规范》(GBJ115-87);
《电视系统视频指标》(CCTR RECOMMANDATION 472-3);
《电器装置安装工程线路施工及验收规范》(BG50168-92);
《电业安全工作规程》(DL-408-91);
《工业企业通信设计规范》(GBJ42-81);
《民用闭路监视电视系统工程技术规范》(GB50198);
《安全防范系统通用图形符号》(GA/T74-94);
《安全防范工程概预算编制办法》(GA/T70-94);
《低压配电装置安装工程及线路设计规范》(GBJ54-83)。
三、隧道视频监控方案
下面以凤凰台隧道为例介绍一下本方案的实现方法。
隧道内前端摄像机把图像信号摄入后,视频信号经视频服务器转换为数字信号,通过5.8G无线微波传输链路(作业面非直线或干扰大需加中继)传送到隧道口最近的光缆传输节点,传输节点经过光缆将视频信号传输至监控中心。
(一)系统设备配置方案
1.隧道内发射端为一可移动小车,能随着作业面推进而移动,在“发射端”处安装:摄像机、视频服务器、Air Stream AS5800B/T系列。
2.隧道口设一接收端,光缆敷设至接收端,在“接收端”处安装:Air Stream AS5800B/R系列、光纤收发器。
3.为保证设备正常工作,电源必须24小时供电,设备取电根据现场实际情况,采取就近原则,例如:隧道内可从工作面照明光源处取。
4.如隧道施工作业面非直线或信号干扰太大,需根据实际情况在隧道内加设Air Stream AS5800B系列产品作为中继。
5.需在各个支撑架上采取避雷措施。
6.随着隧道内掘进面的不断深入,洞内的钢筋台车和浇筑台车林立的钢架对无线信号吸收、遮挡严重,故需要设备技术先进,稳定性好,链路传输稳定,必要时还需要加装中继,以保证信号的稳定。
系统图如下:
无线主站、无线远端、视频编码器分别配置为三个固定IP,在同一网段内(本例中主站IP为*.*.*.3,远端为*.*.*.4,编码器为*.*.*.2.网关都为*.*.*.1掩码为255.255.255.248,可用IP为5个,为以后增加中继预留)。防爆高速球机、编码器、无线远端安装在隧道最前端的钢筋台车上,天线对准洞口。无线主站、光收发器装在洞口,经光缆接入到城域网。中心平台根据IP地址和前端建立连接,在主控中心的大屏上便可看到隧道内的实时图像。洞内天线的安装要对正洞口,尽量无遮挡,同时不能妨碍工程车辆进出。前端设备要做好防护、固定,还要保证供电(从钢筋台车上取电)。
(二)安装及设置
编码器的IP为*.*.*.2 掩码255.255.255.248 网关*.*.*.1(具体设置根据实际的编码器,此处略)。
无线设备采用深圳兰斯特的WQ-5800工业级野外全天候微波数字监控系统(本例中使用的是定向天线)。该设备在本例中成对使用,分为无线网桥和AP,远端为AP,主站为网桥。以下是网桥的安装设置。
1.电器安装。状态指示灯:从上往下1、电源指示灯,2、LAN灯,3、W-LAN灯。
通电后机侧信号透视窗口1、3灯亮,当网线将无线网桥与电脑连通后,LAN灯亮。(注:网线为交叉线)如果以上灯不亮则表示连接不正常,须检查是否通电,网线是否插好。
2.无线网桥登录。打开网页浏览器,输入网桥的IP地址(网桥的出厂IP地址已设好,默认IP:192.168.1.1,电脑IP设成同一网段), 按下ENTER键,弹出的登录界面。输入用户名和密码(默认的用户名和密码为空),按“确定”进入无线网桥设置页面。
3.System设置。在页面左边的导航菜单里选择System,页面显示的是网桥当前的设置和状态。
4.Wireless设置。在页面左边的导航菜单里选择Wireless,右边页面显示设备当前状态,其中signal为当前信号强度,100%表示信号无损失。
注:SSID必须一致才能通信。
Wireless Mode:选择网桥的工作模式;Channel:选择通讯频道;Transmission Rate:选择传输速率。默认设置为Automatic;802.11 Mode:选择相应的传输协议;Setting ACK_A Timeout:设置信号的有效时间,与发射接收两地距离有直接关系。
设置完毕后点击“Save”保存后弹出重启界面;点击“Reboot”,网桥重新启动。重新启动后新的设置生效。
5.LAN设置。点击LAN:
IP Address Mode:选择“static”模式;IP Address:*.*.*.3;Subnet Mask:255.255.255.248;Default Gateway: *.*.*.1。
设置完毕后点击“Save”保存后弹出重启界面,点击“Reboot”,网桥重新启动。重新启动后新的设置生效。
(三)注意事项
调试过程中,请注意SSID,是否正确(收发必需一致),Channel(信道)是否一致。设定IP地址是否在同一网段或冲突。注意调试电脑的IP是否与设备IP在同一IP段中。
这样网桥的设置便完成了。同样将AP配置好。设备安装完成后,可用笔记本接到网桥上测试(交叉网线),IP设成*.*.*.5掩码255.255.255.248网关*.*.*.1。此时应能ping通编码器,且时延很小。本例中可用浏览器登录到编码器查看实时图像,并且可控制云台。然后再登录到网桥,选择Wireless 查看signal当前信号强度,本例中为100%,如过小应调整天线角度,直至最大。调整好后将网桥接通城域网,再从外网登录测试。测试完毕后,在中心平台上添加该摄像头,主控中心便可看到隧道内的图像了。至此,隧道内施工面实时监控摄像机系统安装成功。
四、综述
隧道施工监控方案范文3
【关键词】铁路 光纤 直放站 无线
【中图分类号】TN92 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）04-0236-01
光纤直放站中继系统是一种广泛应用与解决铁路无线通信弱场区问题的系统，它利用光纤作为中继媒介，具有传输距离远、信号质量高、稳定性好、投资低等优点，光纤直放站系统可以适应铁路现有无线调度通信的单双工系统、四频组和独立同步等制式及GSM-R系统，不改变运行中原有的系统功能及设备，提供全透明传输。光纤直放站可以解决铁路的长大区间、长隧道等弱场区的无线覆盖。
一、基本原理和构成
光纤直放站的作用类似于在弱场区建起了一座基站BTS，从信号接口电平看，光纤直放站拉近了车站台和移动台。
光纤直放站主要由两部分组成：近端机和远端机。近端机的主要作用是从基站BTS（车站台）拾取信号，同时也把远端机中继过来的信号传送给基站。远端机的主要作用是保证弱场区的场强覆盖，把BTS下来的信号（下行信号）进行功率放大，同时把移动台来的信号（上行信号）上传给基站，它是光纤直放站覆盖系统的主要设备。
近端机和远端机之间靠光纤连接，采用光纤波分复用技术，每台远端机只需要一条光纤和近端机连接，下行使用1310nm波长的光窗口，上行使用1550nm波长的光窗口。提供光调制解调功能设备称为光端机，光端机提供上行和下行两个透明的射频传输通道，Rfin信号调制到光发射器；光接收器把调制在光上的信号还原为Rfout。经过光调制解调后，输出的底部噪声电平比较高，为了保证信号的信噪比，输入的射频信号电平应大于50dBm。
二、主要功能特点
1、适应铁路现有无线列调单双工系统、CTC、DMIS、四频组和独立同步等制式，不改变运行中原有无线列调功能及设备，提供全透明传输。
2、传输距离远，最远可达50公里。没有信号隔离度要求，因此可以满功率辐射，提高覆盖范围。隧道内可达3km，空间覆盖距离可达10km。同时可以采用双向覆盖，与单向覆盖比较，覆盖范围几乎增加一倍。
3、性价比高，与漏缆中继器、互控台对比，单位公里设备数量减少三分之二左右，大大节约了运营成本。
4、抗干扰能力强，采用光信号传输，不受其他无线信号干扰。信号稳定，采用光作为信号中继媒体，消除了气候、地理等因素对信号传输的影响。
5、消除了收发隔离限制，使设备增益提高，可以达到110dB，从而使输出功率提高，增加覆盖范围。
三、光纤直放站网络拓扑结构
一台近端机可以带多台远端机，可以采用单根光纤连接，也可以采用多根光纤连接。单根光纤连接的方式称为总线形连接；多根光纤连接的方式称为星形连接；
1、总线形连接
近端机所有远端机都挂接在一根光缆上，通过光耦合器对光信号进行分配和混合。它有如下特点：（1）用一根光纤可以连接2～6台设备，线路成本低。（2）近端设备简单，成本低。（3）配置远端机的数量和到近端机的距离有关，即距离越长数量越少；反之越多。（4）适用于既有线改造。
2、星形连接
每台远端机都用一根光缆与近端机连接，近端机有多个光端口，每个光端口只能连接一台远端机。光缆进入近端机和远端机之前，先要进入光交接箱，然后引出需要的光跳线到直放站。近端机一般有4个光端口，如果需要增加，可以采用光端口扩展设备进行层叠。它有如下特点：（1）每台远端机覆盖相互独立，不会因为其中一台设备出现问题而使其后面的链路中断。（2）信号质量好，近/远端机独立连接，引入噪声和干扰小。（3）点对点的光传输方式，因此传输距离远，最远可以到50公里。4）远端机的数量几乎没有限制，适合大长隧道和大区间。
四、网管系统的特点及拓朴图
光纤直放站网管系统负责管理近端机、远端机的性能，故障报警，以及配置管理，漏缆监测状态显示等，主要包括远端监测、配置管理、主动告警和日志管理等。
网管系统的特点有：（1）近端机负责和远端机的数据通信；（2）远端机的监控数据通过光纤传到近端机；（3）近端机把各远端机的数据打包，然后送到车站有线端口，和监控中心联系。图中方式已在武广高速铁路等线路上应用。
五、工程应用
（1）延长放大器
延长放大器主要用于补偿主干漏缆的信号损耗，双向放大上、下行链路信号，提高话音质量，有效扩展和填补移动通信覆盖盲区，扩大覆盖范围。
特点是充分与450M光纤直放站网管系统兼容。提供完善的监控解决方案，既可以选择集中监控，远程查询方式，也可选择单机远程监控方式。本地监控功能：通过便携电脑可进行设备增益设置和设备状态及参数查询，以及监控主板软件的更新下载。集中与远程监控：较大型和大型系统用户可选择集中监控、远程查询方式；小型系统，为降低成本，用户可选择单机远程监控方式。适用于地下建筑、隧道、机场等较大区域的信号分布。
对于大长隧道，采用光纤直放站进行信号补盲时，在直放站的末级，覆盖距离不足3公里的情况下，可以加入延长放大器进行信号补盲，以便节约投资成本，灵活组网。
（2）微型直放站
隧道施工监控方案范文4
1地铁工程施工安全监控预警管理定义阐述
所谓地铁工程施工安全监控预警管理是指在地铁施工作业过程中，对施工区域的岩层结构、地表形态、水文资源以及围护系统进行综合性监测与测量工作，并根据其实际风险发生程度制定出风险预警措施。
1.1地铁施工安全风险管理
地铁施工安全风险管理贯穿于地铁施工的全过程，目前根据《地铁施工安全评价指标》对风险因素以及风险状况制定了基本内容。在施工企业进行施工前，安全风险监控机构：①需要对施工单位、监理单位以及第三方质量检测系统进行风险评估与资质认定，对可能存在的施工风险类别进行描述并进行风险分级管理，其主要风险管理基础内容包括：a.对施工方技术、资质以及施工经历进行风险评估；b.对工程可能存在的重大风险予以甄别；c.对风险隐患制定相应措施或建议修改施工计划。②需要对风险项目进行风险清单核定，项目风险因素需要进行层级审核，在风险监控预警部门进行风险因素清单核定后，由项目经理确认并要求作出风险预警防治方案。监理单位对风险整清单进行审查，项目业主组织专家对风险清单进行审核，审核时应邀请设计、监理、监控预警等单位参加，必要时还应邀请相关产权单位参加。之后施工单位根据审核意见，修改完善风险清单，报项目业主备案。
1.2地铁施工安全管控体系
地铁施工主要监控项目的选取理论上是不得更变的，并对项目监控作出统一规定，特殊项目施工方法应当先对周边环境等情况进行核查后再确定项目情况，地铁施工监控项目主要分为两个主要方面：①属于选测项目，主要是对周边施工环境基础进行勘测，对施工安全性和稳定性进行核查，该监测活动一直贯穿于项目施工的全部分；②选测项目，选测项目则与隧道通行情况、抗震情况、施工技术应用等方面有直接关系，可以根据项目需要进行监测。
2地铁工程的施工安全监控预警管理措施分析
（1）需要做好地铁施工安全监控管理工作。这要求在实施地铁工程工作之前，需要做好全面的监控方案制订工作。设计单位需要在安全监控工作实施前，需要保证与监理单位、施工单位以及第三方监测单位的资料移交等工作完成。之后利用浅埋暗挖方式、盾构法等展开设计。在这过程中需要注意的是把现场监控量测方案纳入到工程设计相关文案当中。
（2）做好地铁施工安全管理措施：
①做好安全预警管理
主要步骤为制定地铁施工安全预警等级，并根据现场施工特点与工况对综合预警方案进行制定，并对施工过程中可能出现的潜在隐患加以说明。
②预警数据应用
将施工结构与施工过程以数据动态监管的形式进行体现，在施工项目进行的过程中，对各类数据实施动态与静态监控相结合的方法，一旦数据方案出现异常情况，应及时作出风险预警，并启用风险防控预案。
③施工现场预警措施
施工安全监控需要在施工现场内进行实时监控，对施工现场中的地质结构信息、环境变化情况与机械使用情况等做出正确评估，并及时风险预警。
④施工综合预警管理
综合预警是结合数据预警与施工现场预警二者同时进行的，相关地质施工学家指出，地铁车站在施工过程中是以逐个车站为单一点的整体性工程，因此需要将每一个单独施工项目串联起来，采用联动预警的方式对施工区域整体风险进行预警分析，做到风险整体评估，风险防范措施的一体化制定。
（3）在地铁施工安全预警管理方面，需要做好工点综合预警工作以及现场级预警工作等等。地铁工程施工中，工点综合预警工作的实施至关重要。在实际的实施中必须要按照安全风险等级进行划分，可分为绿色、黄色、橙色以及红色这四种安全风险等级。同时，安全监控预警机构也需要将相应施工状况作为基础，分配数据级预警以及现场级预警、工点综合预警工作。必要的时候，项目施工单位还需要对施工现场进行勘察，确保监控预警工作能够更好的实施。确保施工现场中安全监控预警机构能够将预警信息及时的，避免给地铁工程施工带来安全威胁。而现场级预警工作主要是针对地铁施工现场的结构、环境以及施工行为等进行安全风险的评定，现场预警信息，从而降低施工中事故发生的频率。
3结语
隧道施工监控方案范文5
1.1地质适应性差
不同类型的TBM有不同的特点，适用于不同地质环境，TBM型式选择的适当与否决定了工程进度甚至关乎工程的成败。
1.2复杂地质条件对TBM施工影响
一般的软岩、硬岩、断层破碎带，可采用TBM辅以必要的支护措施进行掘进，但若遭遇特殊断层、软硬兼具围岩段、涌水涌泥、岩溶、高地应力、岩爆、围岩变形等多变地质状况，将对TBM施工造成严重甚至是灾难性的影响。
1.3围岩失稳对施工的影响
遇到不良地质、围岩失稳可能造成TBM无法正常掘进甚至被卡、被埋，对施工造成严重破坏及巨大的损失。
1.4刀具消耗费用对施工成本的影响
刀具消耗费用是TBM施工占成本比较大的一个项目，地质情况越复杂、围岩强度越高、石英含量越高，刀具消耗费用也越高，据统计在秦岭隧道坚硬的片麻岩地段掘进，刀具消耗费用占掘进总成本的近三分之一。
1.5刀具检查及更换作业时间长设备掘进过程中
每间隔3～5个循环就需要停机进行一次刀具检查，地质情况极特殊的情况下每2～3个甚至1个循环就要检查一次刀具，一般情况下刀具检查时间占总设备作业时间的7%左右，对掘进效率影响非常大。正常情况可每天利用设备维修时间进行刀具更换，但若遇硬度或石英含量较高的围岩洞段，更换刀具数量达10把以上，需占用大量正常掘进的时间进行刀具更换，对设备利用率造成严重影响。
1.6出渣的影响
出渣是制约TBM施工进度的因素之一。TBM掘进过程中出渣量大，对出渣设备效率要求比较高。根据工程特点合理的选择出渣方式及出渣设备对施工进度将起到非常关键的作用。施工过程中，因出渣效率低、设备故障对TBM施工造成的影响是非常严重的。特别是复杂地质条件下的长距离、大断面隧道掘进，出渣的问题尤为突出。
1.7设备掘进过程中同步衬砌问题
在复杂地质条件下，要实现TBM掘进过程中的仰拱及边顶拱的同步衬砌，需要解决衬砌与掘进进度匹配、TBM掘进与衬砌运输相互干扰、出渣及通风设备影响等难题，才能保证TBM运渣、通风、高压供电、照明通讯、供水、排水各工序顺畅衔接。TBM掘进过程中的同步衬砌问题，直接影响到施工周期和施工成本。
2研究方向
鉴于上述TBM施工过程中亟待解决的问题，开展复杂地质条件下TBM施工关键技术研究方向和方法具有非常重要的意义。借鉴国内外TBM施工的经验与教训，可以从以下方面进行有针对性的研究:
2.1TBM选型综合评价体系技术的研究
根据施工段地质特征对TBM恰当选型决定了工程能否顺利进行。国内自引进TBM施工技术以来，有成功的经验，也有过很多的失败的教训。国内TBM选型的技术研究早已开展，如茅承觉对全断面岩石掘进机选型进行了全面探讨、殷耀章及高勇对深埋长大隧洞TBM施工设备选型进行了深入探讨等，但如果能够建立以隧道设计参数、工程特性指标、地质条件适应性、影响掘进的地质因素、施工环境影响因素、掘进性能指标、工期及节点工期要求等各方面为评价指标的TBM设备选型综合评价体系，从多角度综合比选，科学的进行TBM选型，将对设备选型、施工产生非常积极的影响。
2.2复杂地质环境下TBM施工环境变化特征及演化规律研究
对于复杂地质环境下的TBM施工，国内外有过非常多的研究，如尹俊涛等从岩土力学和工程地质角度对TBM施工过程中遇到的诸多地质问题导致的卡机或管片变形等工程事故进行了剖析并对采取的工程措施进行了总结、尚彦君等对国内外典型的三个TBM施工遇险实例进行了透彻分析与反思，但目前多数研究成果是针对已完工程的总结，如能够通过科学分析，对施工环境变化特征及演化规律做出深入研究，将对TBM施工起到很大的积极作用。如通过岩芯取样、超前钻探等手段，并对岩石成分进行分析，辅以超前地质预报等手段从微观和宏观两方面，针对地质工程特征，研究不同的围岩结构、物理特性和力学特性;针对地下水影响，研究地质体的可溶性、渗透性及突涌水特征;针对地温影响，研究超深特长隧道中高地温特性等，将会为后续TBM掘进研究提供工程地质赋存条件。
2.3盘形滚刀破岩机理及防控措施研究
TBM盘型滚刀破岩机理是刀具研究的热点和难点，对滚刀破岩过程中滚刀与岩石的作用机理、滚刀在刀盘上的定位与滚刀磨损的相关性等国内已经有过较多的探讨与研究，如张照煌等在深入研究了岩石在盘型滚刀作用下的形变和剥落特点的基础上建立了岩石在盘型滚刀作用下的力学模型、宋克志等指出了影响盘形滚刀与岩石相互作用的因素主要是机械因素和地质因素、满林涛等利用ABAQUS软件建立了滚刀破岩的有限元模型分析滚刀破岩机理。但采用试验的方式就滚刀机械机构和材料对滚刀磨损性的关联、为刀具磨损预测公式和磨损模型的建立奠定理论基础等的研究工作国内尚未开展。如能够利用较先进的试验仪器，采用CAI岩石磨蚀伺服实验仪等试验仪器并研制岩粉磨蚀实验装置，开展刀具磨蚀性实验和滚刀岩粉磨蚀实验，建立TBM刀具磨损预测模型，将为国产TBM发展刀盘及刀具设计打下基础。根据工程施工过程中盘形滚刀的实际数据对比所建立的模型，以此评判模型的正确性，并可以计算出恰当的换刀时机，对TBM施工也将带来积极的影响。
2.4刀具运行监测系统研究
针对刀具检查占用时间较长的问题，采取视频、光电、温感等有效手段，实现对滚刀运行过程的实时监控，及时了解滚刀运行状况及磨损情况，减少刀具检查时间，及时发现刀具运行的异常情况，避免刀具弦磨现象出现，可以大大提高设备掘进效率，加快施工进度，同时也可以有效减少刀具消耗量，降低工程施工成本。
2.5破碎地层围岩失稳机理与防控方案研究
进行破碎地层理论建模，进行岩机作用有限元分析，探索破碎地层围岩压力和围岩抗力的大小和分布情况，评价围岩稳定性，提出适用于TBM施工的围岩质量评价指标;建立TBM破碎带围岩弹塑性有限元模型，研究不同埋深、不同岩性、不同应力场的围岩和变形响应规律，结合现场支护结构应力应变试验，分析支护结构变形规律，建立TBM扰动下围岩失稳与支护模型，优化支护方案。将对节约工程投资、提高工程质量有重要意义。
2.6TBM长距离掘进配套设备关键技术研究
连续皮带机是TBM长距离隧道施工中非常成熟而高效的出渣方式，研究采用连续皮带机出渣情况下的同步衬砌工艺，实现连续皮带机顺利穿行同步衬砌台车在国内的兰渝铁路西秦岭隧道工程已经有过成功的应用，如徐双永等对该工程TBM掘进同步衬砌技术进行了详尽论述，对今后类似工程施工将起到积极的借鉴作用。研究TBM掘进速度与岩碴运输能力的匹配关系、胶带与碴土的相互作用原理，建立皮带机的动力学模型，通过连续皮带机动力学仿真优化连续皮带机的性能参数;分析皮带机运行故障案例，提出解决皮带机支架快速加装延伸、皮带偏离定位基准、皮带清扫、断带等问题的有效解决方案;研究TBM长距离施工喷射混凝土性能、制作工艺、设备等关键技术，隧道铺底作业工法及配套设备等关键技术，TBM掘进隧道同步成型衬砌工法及配套设备等关键技术，这些目前均为较新的课题。
2.7深埋破碎地层
TBM适应性研究基于深埋破碎地层的复杂地质条件和岩石机器相互作用机理，研究TBM适应性设计的关键要素，是建立深埋破碎地层TBM适应性设计理论基本框架;研究刀盘刀具配置和掘进模式转换设计，建立高磨蚀性、局部破碎、高埋深地层TBM破岩适应性设计理论与方法，是基于破碎地层围岩变形的TBM护盾及推进系统设计的准则;研究复合地层刀盘和驱动系统的推力、弯矩和转矩特性，为破碎地层TBM主参数设计提供理论依据。这些研究将对TBM国产化产生深远影响。
2.8TBM施工综合评判指标和风险防控体系构建综合分析
地质条件、扰动区围岩力学响应、岩机相互作用、施工安全性、围岩稳定性等TBM适应性影响因素的性质和特征，定义TBM与各影响因素的适应度，依据层次性、效度和简明性原则，构建高磨蚀性、局部破碎、高埋深地层TBM适应性评价体系，并根据复杂的地质条件和施工中面临的风险因素，进行有效的风险管理与控制。将减少施工中多种问题的出现及避免工程事故的发生。
3研究方法
针对目前国内在建TBM隧道工程施工过程中遇到的疑点、难点问题，借鉴国内外既有工程经验，提出以下研究方法以供参考:
3.1结合其它课题研究成果
采用理论分析、物理实验、数值模拟等方法，来研究高磨蚀性、局部破碎、高埋深地层条件下的刀具磨损机理、支护机理以及长距离隧道有限空间内皮带机出渣等问题，提出刀具磨损预测公式、安全支护模型和TBM适应性评价标准，构建高风险地段TBM施工综合评判和风险防控体系。
3.2基于滚刀破岩机作用
综合试验平台，研究不同滚刀磨蚀性评价指标和滚刀磨蚀性分级，为滚刀磨损预测模型提供基础指标。
3.3采用有限元或其它数值分析
软件进行开挖面围岩稳定性分析，得出TBM扰动下开挖面失稳模型，从模型失稳主要因素入手，分析控制扰动的措施，采用TBM施工数据回归得出合理的TBM掘进参数。
3.4采用适应关联、模糊
综合评价、工程经验反馈等方法，对影响深埋破碎地层TBM掘进的主要因素进行规范化和量化，提出能有效反映TBM适应性的评价指标及体系。利用模糊数学评判方法和反馈分析理论，研究TBM综合性能的预测和评估方法，建立深埋破碎地层TBM适应性及施工安全评价模型。在此基础上，依托工程实例并通过软件编程，构建高磨蚀性、局部破碎、高埋深地层TBM适应性评价决策系统和预测评价及验证完善。
4结语
隧道施工监控方案范文6
【关键词】隧道通风；照明节能
中图分类号： U45文献标识码： A
前言
在隧道中，通风和照明是隧道技术上的基础，但是在通风和照明节能方面还是存在一些问题，科学技术人员还在不断的努力改进，保证了隧道更加安全，更能促使经济不断进步。
二、照明节能技术分析
照明节能技术在各个国家已得到普遍重视，我国也提出了“绿色照明工程”以及“节能、减排”政策，目前针对节能减排的主要内容包括2个方面，分别是技术上节能和管理上节能。
1、技术上节能
所谓技术上的节能，就是指通过研发最新的技术来达到照明节能的效果，也就是说通过科技的不断创新和研究，使照明技术的能源利用率逐渐提高。目前技术上的节能主要分为供配电系统中的节能以及照明相关设备的节能。
供配电系统方面的节能主要是针对变压器进行节能处理、进行电容补偿、采取负荷的三相平衡以及降压节能等方式进行节能处理；
（2）照明系统的节能方面目前指的是采取高效光源、高效灯具、高效反光器以及高效镇流器等方式。这里要注意的一点是所谓的节能并不是降低照明质量，如果照明质量降低，相应的生产率就随之降低，并且照明质量降低还会给人们带来视觉疲劳，这对于人类的健康及工作来说都会产生不利的影响。本文所说的技术上节能是指保证照明质量的前提下，将整个照明系统中的能量损失降到最低点，也就是提高电能利用率。
2、管理上节能
所谓的管理上节能，是指提高照明设计的质量，加强施工以及管理的各环节控制，最终达到节能的效果。目前所谓的针对管理节能的主要方式和手段有：采取合理、科学的设计方案，采用光控或时控开关代替传统开关，选择最适合的照度标准，选择智能化照明灯具等。
三、公路隧道通风系统组成及设计规范
1、公路隧道通风系统的组成
公路隧道通风系统主要由车辆检测器、CO 浓度传感器、烟雾浓度传感器、风速风向检测器、区域控制器、射流风机/轴流风机以及中心计算机等组成。其中 CO、烟雾浓度传感器，用以快速、准确、实时地自动测定隧道内的 CO 浓度和隧道内全程烟雾透过率等数据，由区域控制器采集数据，监控系统将检测数据与控制标准值进行比较，控制风机的启/停。风速风向检测器，用以自动测定隧道内平行于隧道壁面的风向、风速数据以及检测风机的运行情况。车辆检测器用以检测隧道内的车流量和车速，对 CO/VI 预置规模提供参考数据。公路隧道通风系统组成如图 1。
图1隧道通风系统组成框图
2、隧道通风设计规范
由于 2000 年前遵照的设计规范《公路隧道设计规范 JTJ 026—90》很不完善，1999 年重庆交通科研设计院在经过对隧道通风和照明方面大量研究的基础上，主持并编写了《公路隧道通风照明设计规范 JTJ 026． 1—1999》( 下文简称《规范》) ，并于 2000 年正式颁布实施。该规范在公路隧道通风规划与调查、通风方式、污染空气稀释标准、隧道通风计算、风机选型与布置、风机房与竖井口扩散、通风运转控制等方面都有较详细的介绍。但由于《规范》是在国内长大公路隧道建设刚刚起步时编写的，长大隧道很少，因此《规范》在隧道通风技术方面还存在许多问题和应用难点。
四、公路隧道运营照明存在问题
近20年来,我国交通运输部门投入大量科研经费,围绕公路隧道照明工程的实际问题开展技术研究并取得许多重要成果,强有力地推动了我国公路隧道照明技术的进步。但在工程设计、运营管理中仍存在诸多问题,主要表现为以下方面。
1、照明设计参数有待完善《公路隧道通风照明设计规范》(JTJ 026·1—1999)[8]颁布实施至今已有10余年,在这期间,我国公路隧道数量、规模及类型都发生了较大变化,同时
新理论、新技术、新设备、新材料不断涌现,因而部分照明设计参数有待进一步修正和完善[9],如短隧道照明设计方法、洞外亮度L20(S)参考取值、各照明区段亮度指标等。国际照明委员会(CIE)制定的《公路隧道和地道照明指南》(CIE 88:2004)固然对我国公路隧道照明设计有借鉴之处,但并不完全适用。
2、照明控制方式较为落后
部分高速公路中、短隧道照明无法实现远程人工/现场实时自动控制,甚至需要隧道管理人员在现场人工控制,若高速公路全线中、短隧道数量较多,则每日现场工作量较大:一方面,造成不必要的电能浪费;另一方面,耗费较大的人力、物力去开关照明灯具,运营管理效率太低。绝大多数公路隧道照明采用时序分级调光控制法,虽然其控制模式简单、可靠,但无法结合天气、洞外亮度L20(S)、交通量等时变参数从宏观层面对整个隧道照明系统进行自适应控制,同时受照明配电回路所限,只能实现3~6级照明控制等级,“过度照明”、“无效照明”现象较为严重。因此,目前这种传统照明设计方案存在较为严重的电能浪费问题。此外,隔盏开关灯也必然会产生路面亮度不均匀、“斑马纹”、闪烁等有害现象,给公路隧道交通安全埋下隐患。
3、照明节能理念存在误区
公路隧道照明节能并非简单地开关某些灯具,而是要求建立在行车安全基础上的最大节能,即公路隧道照明节能不能以牺牲交通安全为代价。部分隧道管理人员一味追求节电省钱,致使公路隧道照明控制方案的随意性、主观性很大,这种做法其实忽视了公路隧道照明的特点和本质,对隧道行车安全危害极大。
4、照明设施养护未得重视
一些长大公路隧道出口段及靠近出口端的基本照明还存在亮度不足情况。除灯具自身质量和布设间距等因素外,其主要原因在于灯具受污染情况比较严重,降低了光利用率。以陕西西汉高速公路秦岭一号隧道(上行线)中间段照明为例,在灯具功率(100 W高压钠灯)、布置间距(单侧间距9·0 m)相同的条件下,靠近入口端的基本照明亮度检测值为6·29 cd/m2,而靠近出口端的基本照明亮度检测值仅为2·86 cd/m2,二者数值相差54·5%。检测数据表明,该隧道灯具清洗养护频率(每季度清洗养护一次)已根本不能保证受污严重隧道的照明效果。
五、我国公路隧道照明技术发展趋势展望
随着自动控制、通信工程、计算机、软件工程、半导体照明等相关技术的进步与发展，我国公路隧道照明技术也必将会有新的突破。在全球“低碳经济”背景和
国家“节能减排”战略导向下，公路隧道照明的发展趋势是环保节能、安全舒适的“绿色照明”。公路隧道照明技术研究应围绕以下方向开展:
1、不断健全行业技术标准体系。国内已先后了JTJ 026. 1—1999《公路隧道通风照明设计规范》、JT / T 609—2004《公路隧道照明灯具》，《公路隧道照明设计细则》和《公路隧道和地道照明指南》也正在编制之中，公路隧道照明行业标准日臻完善，但这些设计规范和技术标准还不够全面，隧道 LED 灯、隧道 LED 诱导灯、洞外亮度仪、洞内照度仪、照明节能控制设备等至今尚无行业技术标准，编制公路隧道定向光照明设计指南亦迫在眉睫。
2、不断深入开展基础理论研究。围绕中间视觉等研究课题实现重大技术创新，针对公路隧道照明设计参数开展模拟试验，基础理论研究成果应能在国际隧道照明学术界占有一席之地。
3、新型隧道照明技术应用研究。研发以光纤照明为代表的新型隧道照明系统，实现成套技术开发产业化和典型工程示范化，研制色温可调的公路隧道 LED 照明系统，研究太阳能、风能等新能源在公路隧道照明中的有效利用，实现公路隧道照明关键设备国产化，形成拥有自主知识产权的核心技术，进一步提升国产设备的国际竞争力。
六、结束语
综上所述，就隧道通风照明节能技术应用而言，可能在节能技术上还存在一些问题，相信在以后的日子中，科学技术人员会多做努力。隧道给人们的生活带来很大的方便，为社会经济做出巨大的贡献。
参考文献
[1]王少飞 邓欣 吴小丽 公路隧道照明控制技术综述 公路交通技术 2010年
[2] 涂耘 我国公路隧道照明技术的发展与创新 隧道建设 2010年
