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篇1:盾构隧道信息化施工实时远程管理系统的建设论文
盾构隧道信息化施工实时远程管理系统的建设论文
提 要:盾构法施工是建设城市地铁隧道工程的重要手段,本文论述盾构施工的高新技术隧道信息化施工实时远程管理系统的研究,突出施工现场的数据分析设计,分别在上海明珠2号线和南京地铁工程上应用。
关键词:盾构施工信息化实时远程控制系统管理
Abstract: Shield driving method is an important means for constructing urban Metro tunnel projects. This paper comments the study of Hi-tech used in shield driving upon informationized real time remote management system with emphasis on data analysis design on site which were employed respectively in Pearl Line No.2, Shanghai and Nanjing Metro projects.
Keywords: shield driving technique, informationized,real time remote control, system management.
1 引言
随着地下空间开发的迅猛发展,一个大型的地下工程的施工企业往往会面临多个工地同时进行施工,工地的分布非常分散等诸多困难。由于人员有限,因此如何对这些工程进行有效的管理和全面的技术支持,就成为一个目前急需解决的问题。
要进行远程的管理和技术支持,首要的是对施工方信息有一个全面、及时、准确的掌握,同时通过先进的分析手段,对施工方进行指导。而目前的远程信息管理系统往往只是对行政和技术文件的管理,而无法实时地获取施工信息,更不能提供施工指导上的帮助了。
因此,本文结合上海隧道股份实际情况,构建盾构隧道信息化施工实时远程管理系统,以期能对其散布在国内和海外的工地的施工进行及时全面的管理。
2 系统的基本结构与功能
在进行隧道施工时,工地端的设施往往比较简单,环境较差,而且流动性强,不适合进行大规模的投资建设;因此,只能采用简便的方式传递信息。
而公司总部的条件比较好,而且也非常稳定,可以配置一些较好的机器,网络的连接条件也比较好。
对于施工的'管理者而言,所处的办公地点也是移动的,可能是总部,可能在某一施工现场,也可能是在其他地方。
根据这种情况,构建的系统整体结构如图1所示。
从系统结构图(图1)可以看出,整个系统分以下几个部分:
在施工现场有数据采集监视系统和施工分析系统两个部分。数据采集系统的主要功能是利用盾构内部的传感器获取实时的施工数据。数据采集计算机有两台,一台在井下,一台在地面上的控制室。这两台机器和另一台装有施工分析系统的计算机通过HUB相联,组成了一个对等网,实现施工数据的共享。施工分析系统主要有三大功能:将实时数据和报表数据及时传递至总部;完成数据查询,报表制作,图形绘制等基本功能;对现场数据和施工情况进行自动分析,提出施工参数的控制方案。
公司总部的数据库服务器和Web服务器主要负责数据的存储和信息的发布,以及历史数据的分析与整理。
数据的传递过程是通过互联网完成的。
因此,整个系统的功能划分如图2所示。
3 系统管理
从图1和图2可以看出这是一个以分布式数据库为基础的,以远程信息传输和人工智能分析为特点的系统,下面就从这三个方面进行介绍。
3.1 后台数据库
分布式数据库是在分布式管理模式下,每个远程分部的数据信息均存放在本地,平时可独立操作使用;同时定期通过远程通信线路,将本地的所有数据信息或汇总数据信息发送到远程总部;总部接收到数据后再将其恢复到总部的数据库服务器中,以满足总部对整个企业运营数据管理与决策的需要。显而易见,分布式数据库这种分布式透明性的特点,与这个项目的情况十分吻合。通过性能价格比,易用性等多方面的考虑,从目前市场的主流分布式数据库中选择了SQL Server ,作为后台数据库。在施工现场安装了Window 2000 Professional 操作系统,因此安装了SQL Sever 2000 个人版;公司总部的操作系统为Window 2000 Sever,安装了SQL Sever 2000 企业版。
每个施工现场的数据库的结构都是相同的:主要包括盾构施工参数表,施工进度记录表,施工大事记录表,盾构姿态参数表,管片姿态参数表,沉降情况表,工程基本概况,地面测点布置,沿线地质资料,沿线重要设施情况等表。
公司总部数据库中除了包括各个工地数据库,还包括工程汇总表,标准域名描述一览表,盾构基本信息一览表,用户信息表。
3.2 数据传输
从系统功能图(图2)上可以看出系统的数据来源可分为两个部分,一部分是有传感器传送来的盾构的各类运行参数,另一部分则是有人工定期输入的量测数据﹑情况记录等数据。前者数据要求很强的实时性,需要随时与公司总部的数据同步,而后者的数据只需要定期更新即可。因此对这两类数据采用了不同的数据传送方法。
对于实时施工数据,由于每个盾构的生产厂商和型号的不同,因此获取的施工数据方式和数据内容都不相同,为此通过一个Read程序,依据为每个盾构度身定做的一个数据结构对照表,将不同数据采集系统获取的数据转换到施工现场的标准数据库中,而与此同时将此数据片段加密后通过互联网传送至公司总部,公司总部的服务器将其解密等处理后,放置到总部的服务器中。具体的流程如图3所示。
从图3的数据传输过程可以看出,在数据的传递的过程中,采用了双向FTP不间断进行片段数据传输,采用这种方式原因在于实施非常灵活,可靠性和安全性都比较高。而原SQL Sever数据库提供的远程数据库同步的方法:快照与订阅方式,由于施工现场传送数据的过程,实际上是订阅修改的过程,总部数据库必须开放匿名登录,会对安全性产生一定的问题,所以没有采用。
对于其他需要定期传送的数据,采用了SQL Sever 中的数据转换服务(DTS)的方法完成。
3.3 数据发布
当施工现场数据进入公司总部的数据库后,通过Window 2000的Internet 信息服务(IIS)进行发布,对于实时的监控数据通过Flash的网页进行实时图形显示(图4),历史数据和其他数据采用ASP技术以EXCEL数据表格方式显示,而报表的订阅定时群发功能则通过Window提供的计划管理完成。Web Sever 结构如图5所示。
为了保证系统的安全性,采用安全模式的用户登录方式,即用户名和密码经过加密以后才在互联网通过安全套接字层连接后发送,保证了密码的安全性。同时,为了方便使用,用户还在自己的权限范围可以自行授权子用户。
3.4 数据分析
除了能为技术人员同步提供详尽,准确的施工数据以外,施工数据的分析也是一个非常重要的方面。施工数据的分析分为两个方面,一个方面是在施工现场提供快速有效的地面沉降的预测和施工参数的设定建议,另一方面,是对各工程历史数据进行分析计算,找出规律。
在施工现场的数据分析设计是在原有的盾构隧道智能辅助决策系统[1]的基础上进行的,它把原系统中的人工神经网络模糊控制等人工智能的方法结合目前数据库进行改进后,放入了本系统中。其与原系统的最大区别是:原系统中数据均为手工输入,存在滞后和数据不准确的情况,而且数据提供的也没有现在全面。鉴于这种情况,在用人工神经网络进行系统的数学模型的建立时,我们扩展原有的输入量,增加了注浆压力,注浆流量,盾构姿态等原来很难及时获取数据,同时从原来的每环一组学习数据,变成每推进0.2m生成一组学习数据,使系统的响应速度加快,如果发现预测结果与实际情况误差增大,系统将自动加大数据获取量,例如:网络训练数据该为每推进0.1m生成一组学习数据,使系统尽快适应变化的模型。神经网络预测控制模型的流程如图6所示。
除了原有的人工智能的方法外,系统还根据土力学理论和工程上经典公式的计算,这些方法在工程技术人员在对一些关键施工段进行决策有很大的帮助。
除了施工现场的数据分析以外,在公司总部对历史数据的分析挖掘也至关重要,由于数据量非常大,而且数据的实时性要求低,因此在总部的数据分析系统,我们采用了有限元和混沌神经网络进行数据分析。
本文采用一种混沌神经网络,应用神经网络的非线性动力学特性.将样本集记忆在神经网络确定性的混沌吸引子轨迹上,正是这种动态记忆方式,不仅将全部样本集得到记忆,而且允许利用动力学特性将各种样本模式一一加以重现和辨识,混沌吸引子的吸引线存在,形成了混沌神经网络固有的容错功能.若网络输入的实际信息发生不完整性或变异程度超出混沌神经网络固有容错范围,网络混沌运动就脱离了原有混沌吸引域,丧失了原有被储存样本模式的记忆,称之为失忆.神经网络是一种时空分布系统,空间上呈相互耦合的网络分布,时间上作非线性混沌运动,对于这种时空系统,采用的钉扎控制,通过对某些神经元施加一定强度的脉冲激励,驱动神经网络混沌运动进入要被恢复记忆的吸引域,从而对丧失的记忆得以恢复.这种方式使同一网络中反映不同工程的模型成为可能,当不同类别数据进入系统,系统就会作出自动辨识,得出不同的结论。
除了对盾构推进隧道施工参数的控制,系统此外还通过专家系统根据得到的施工数据和专家经验对盾构智能化故障诊断和设备保养。
4 结语
目前系统正处于调试与试运行阶段,主要试验地点分别在上海明珠二号线和南京地铁,系统的运行加快了施工信息的传递,也为施工水平的提高奠定了基础。
参考文献
[1] 周文波,胡珉. 盾构法隧道施工智能化辅助决策系统,上海隧道,,1
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篇2:盾构隧道施工质量缺陷浅谈论文
摘 要:
介绍了地铁盾构隧道施工中出现的主要质量缺陷,对影响地铁盾构隧道质量缺陷的因素进行分析,提出预防和克服质量缺陷的措施,最终保证盾构隧道施工质量。
关键词:
篇3:盾构隧道施工质量缺陷浅谈论文
目前国内外盾构工程市场非常活跃,前景相当广阔,也形成了较成熟的结构设计计算理论和工程实践体系,但地铁盾构隧道施工的质量缺陷仍存在一些尚未得到很好解决的问题,如管片的渗漏、裂纹、错台、崩角、扭转等。文中对盾构隧道质量缺陷的影响因素作简单分析,以期在设计与施工过程中加以防治。
1 管片渗漏水的影响因素
1.1 管片的自身防水
1)管片混凝土制作方面:选定混凝土的配合比、水泥用量、入模温度、浇捣工艺、养护时间和方法以及外加剂掺量等。通常采用掺外加剂的途径来改善混凝土本身的不密实性,补偿混凝土因徐变等原因产生的收缩,以增加其抗裂性和抗渗性。而不是片面提高混凝土的标号和抗渗等级,因为实际上混凝土标号越高,单位水泥用量越多,其产生的水化热越高,收缩量越大,导致裂纹的产生。因此,必须合理地选择混凝土的标号、抗渗等级和外加剂。
2)管片的制作精度方面:根据国内外盾构隧道施工实践,采用高精度钢模来提高管片精度是很重要的环节。如果管片制作精度差,加上管片拼装累计的误差,将会导致管片接缝不密贴而出现较大的原始缝隙,此时如果接缝防水材料的弹性变形量不能适应缝隙要求就会出现漏水。所以要生产出高精度的管片就要有一个高精度的钢模。一般钢模的质量比管片重,其质量比为1~2。通常生产400块~500块管片后就要对钢模进行必要的检修和保养,而且对其使用必须有一个严格的操作制度来确保模具的完好和精度。
1.2 管片的接缝防水制作
通常接缝防水对策是使用密封材料,以西德为代表的欧洲,采用非膨胀合成橡胶,靠弹性压密以接触面的压应力来止水,以耐久性和止水性见长;以日本为代表的方面,则采用水膨胀橡胶,靠其遇水膨胀后的膨胀压力来止水,其特点是可以使密封材料变薄,施工方便,但耐久性尚待验证。实践证明,密封垫材料性能极大的影响了接缝的防水效果,尤其是对防水功能的耐久性要使密封垫能长时间保持接触面的压应力不松弛,另外一点就是止水条的制作安装误差和粘贴密合程度也会影响到防水的效果。
1.3 壁后注浆防水
壁后注浆实施的'好与坏,直接影响到隧道的施工质量,这已被工程实际所证实。虽然它主要用来控制地面沉降,但客观上是隧道防水的第一道防水防线。还有一点就是因为注浆量不足也会引起隧道后期产生较大沉降变形而漏水。
1.4 掘进过程控制不当引起漏水
1)盾构与管片的姿态不好,影响到管片的拼装质量,造成管片间错位,相邻管片止水带不能正常吻合压紧,从而引起漏水。
2)掘进过程中推力不均匀造成管片受力不均匀而产生裂纹、贯穿性断裂等而渗漏水。3)在掘进困难时推力过大也会造成管片产生裂纹而渗漏水。
1.5 管片选型
由于盾尾间隙不均匀,管片选型不当,造成间隙过小,使得在掘进过程中造成管片外壁被损坏导致止水条漏水。所以管片的选型要抓住盾构机依据姿态来控制掘进,管片依据盾构机(即盾尾间隙)来选择这一根本原则。
1.6 其他操作原因
1)由于掘进行程不足导致封顶块插入困难时止水条破坏而漏水。因此拼装封顶块时先量宽度是否足够,否则需要调整,不得强行插入。一般是掘进到一定的行程后先量插入块的间隙来保证足够的空间,也不是间隙越大越好。同时在止水条上涂抹一定的润滑剂防止拉脱,但要注意使用的润滑剂不得对止水条的性能产生改变。2)连接螺栓没有拧紧在一定程度上引起接缝的扩张(尤其在纠偏时),使得管片在掘进停止后呈松弛状态。所以在掘进过程中要及时对后续几环进行螺栓的复紧。3)千斤顶撑靴在顶至管片时摆放不正使得止水带损坏而漏水。4)管片在运输和吊运过程中造成掉角损边等。
2 管片裂纹的影响因素
2.1 管片生产过程造成的开裂
此过程的开裂分两个阶段显示:第一阶段是管片脱模以后的养护阶段,主要是以表面裂纹为主,能目测;第二阶段是28d后在出厂运输、吊卸及拼装过程中发现的微细裂纹,这种裂纹出厂检查不易目测到,但管片一旦受到集中应力作用,裂纹就迅速扩展。其养护分自然养护和蒸汽养护,脱模后又分喷淋和蓄水养护。通过实践比较得出,蓄水养护的管片在因推力原因而产生的开裂要比喷淋养护少很多。另管片进场前的检查和进场后的保护尤显重要。
2.2 盾构施工过程中的管片开裂
1)拼装管片前对盾尾的清理不干净,使得管片的环缝夹有泥砂,造成整环管片的环面不平整,掘进时就会因不均匀受力而产生裂纹。
2)在拼装过程中因拼装顺序或管片类型错误使得环面不平整,导致受力不均匀产生裂纹。
3)在硬岩段或不均匀地层中因推力过大或推力不均匀导致管片出现裂纹。
4)在进行管片补浆时因压力控制过高导致管片开裂。
5)在姿态较难控制时,过于纠偏使得盾尾间隙过小或推力不均导致裂纹出现。
2.3 盾构隧道使用过程中的开裂
使用过程中的开裂主要表现为如下两个方面:
1)在隧道附近的再次施工,如基坑开挖过程中,会导致隧道围岩的位移或地下水位的降低,从而使盾构隧道也产生不均匀移位后开裂。对于此类情况的处理是应立即停止开挖施工,并进行加固或改变施工工艺。
2)隧道内列车的振动或发生地震造成隧道周围的砂层液化也会导致隧道管片的开裂。此类情况一般要加固隧道围岩来防止土压、水位的变化或从隧道内进行二次注浆来增强隧道的稳定性。
3 管片错台的影响因素
3.1 壁后注浆
这一点是保证管片错台与否的重要原因之一。隧道是一种管片衬砌和地层一体化的结构稳定的构造物,管片上的作用力也是在这个假设的条件下考虑的。这意味着管片背面空隙的均匀填充是确保作用外力均匀的先决条件。所以防止管片因外力作用而引起的错台主要是靠壁后及时、充实的填充,但是注浆的压力过大也会造成管片的错台。
3.2 管片选型
因管片的选型不当导致盾尾间隙过小,在盾尾前进的过程中会使得管片发生错台,甚至管片外壁遭到破坏。
3.3 姿态控制
1)在不均匀地层(例如左右不均匀段)会导致千斤顶对管片的作用力不均匀而产生的错台;
2)在转弯段因千斤顶的不对称作用力而产生的一个偏离轴线向外的分力导致错台。
3.4 操作不当
1)进行管片二次补浆的压力过大导致错台的出现。
2)拼装过程中管片的连接螺栓未拧紧或及时进行复紧。
3)在硬岩段且处于曲线段掘进时姿态调整过急过猛易导致错台现象。
3.5 隧道上浮
当管片一出盾尾由于浮力的作用,就与在盾壳内的管片形成错台,随着掘进的进行,往往还能听到这种错台的声音,有时这种错台是缓慢和逐渐的,也会形成叠瓦式或台阶式。有时左右两侧连续几环也会出现如此现象。
4 管片破损、崩角的影响因素
管片的破损、崩角比裂隙对隧道产生的危害还要大,这是因为,大多数管片的破损,都伤及钢筋,尽管这些损坏都要进行修补,但修补后的防水性能肯定不如原始混凝土,这样在今后的使用过程中,经过一段时间之后,管片最先损坏的应该是这些以往受过损坏的部位,所以管片的损坏对永久结构的使用寿命有一定的影响。管片的损坏、崩角主要有以下几个方面的原因。
4.1 操作原因
1)吊运和拼装过程中的碰撞。
2)吊装孔附近混凝土被拔脱。
3)管片环发生扭转时,千斤顶顶在两块管片接缝处会导致管片端面崩角而破坏。
4)千斤顶撑靴顶在管片上不正(盾尾间隙不均匀时)会使管片内侧或外侧的混凝土破损。
4.2 姿态控制
1)盾构机姿态调整时,急于纠偏造成受力不均匀。
2)盾构机姿态调整时,千斤顶行程差过大而导致受力不均出现管片损坏。
4.3 管片扭转
管片扭转一般较易在线路转弯段产生,一般因扭转会导致管片端部(千斤顶的作用面)的受压区混凝土开裂或相邻两块管片接缝处崩角破坏;另一个不利影响就是会给预先设计的管片开口因扭转而与联络通道之间发生错位,导致隧道与联络通道之间无法顺利连接;还有就是会给安装走道板、通风管等带来一定的不方便。但是扭转并不影响到结构的质量和使用。
通过对扭转的实测数据统计归纳得出:管片的扭转与线路转弯有很大关系。管片受扭转的作用是普遍存在的,盾构推进千斤顶偏离管片环轴线和千斤顶对管片环不对称的作用力是使得管片环发生扭转的主要原因。在工程施工过程中,前两点可以在施工过程中通过改变刀盘转动和拼装顺序加以克服,另外施工过程中可以增大管片的稳定和抗扭转力来减少或消除扭转,其中加大环缝间连接螺栓的拧紧力和减小管片背后注浆浆液的凝固时间是最基本的,也是较好的方法。有的盾构机盾体上安装有稳定器,来减小在硬岩段掘进时,因刀盘扭矩过大而引起管片的扭转。
5 结语
盾构隧道施工质量缺陷大多数可以在施工过程中得到控制,需要建立相应的质量控制并严格执行,以便在施工过程中力求尽量减少或避免质量缺陷。
参考文献:
[1]夏明耀.地下工程设计施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社,.
篇4:地铁盾构法隧道施工VMT导向系统是什么?
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TBM能够按照设计路线精确地掘进,则对掘进各个方面都有好处(计划更精确,施工质量更高)。这就是TBM采用“导向系统”(SLS)的原因。德国VMT公司的SLS-T系统就是为此而开发,该系统为使TBM沿设计轴线(理论轴线)掘进提供所有重要的数据信息。SLS-T系统功能完美,操作简单。
篇5:地铁盾构法隧道施工导向系统导向基本原理有哪些?
地铁盾构法隧道施工导向系统导向基本原理有哪些?
洞内控制导线是支持盾构机掘进导向定位的基础,激光全站仪安装在位于盾构机的右上侧管片上的拖架上,后视一基准点(后视靶棱镜)定位后,
全站仪自动掉过方向来,收寻ELS靶, ELS接收入射的激光定向光束,即可获取激光站至ELS靶间的方位角、竖直角,通过ELS棱镜和激光全站仪就可以测量出激光站至ELS靶间的距离。TBM的仰俯角和滚动角通过ELS靶内的倾斜计来测定。ELS靶将各项测量数据传向主控计算机,计算机将所有测量数据汇总,就可以确定TBM在全球坐标系统中的精确位置。将前后两个参考点的三维坐标与事先输入计算机的DTA(隧道设计轴线)比较,就可以显示盾构机的姿态了。
篇6:隧道工程论文BIM下隧道信息化施工管理系统浅析共
隧道工程论文BIM下隧道信息化施工管理系统浅析共
【摘要】隧道工程所处的地质环境较为复杂,且在工程建设过程中的信息管理方式落后,给隧道的施工带来较大的风险。为了控制重庆轨道交通十号线南坪站至南滨路站区间隧道建设过程中的质量、安全、进度、成本等因素,综合利用物联网、大数据、云计算等方法构建基于BIM的隧道信息化施工管理系统。所建立的BIM系统将监测点与BIM模型相关联,实现监测数据的可视化显示。BIM系统与施工管理的结合推进了隧道项目施工管理的信息化研究,提升了BIM技术在隧道工程管理中的有效利用。
【关键词】BIM;隧道工程;信息化施工;管理系统
一、引言
随着我国城镇化水平的不断提高,城市建设用地紧缺、交通拥堵等问题也日益突出,开发和利用城市地下空间是实现城市可持续发展的有效途径[1]。现今,隧道工程已成为交通、能源、供水、储存、城市公用事业、军事设施、大坝和防洪工程的组成部分。然而,与传统的建筑工程相比,隧道所处的地质环境较为复杂且这些地质信息难以完全掌握。此外,由于各工程参与方信息共享不足,信息管理方式落后等问题,隧道施工表现出不确定性和风险[2]。建筑行业的建筑信息建模(BIM)集成了物联网、大数据、云计算等一系列先进信息技术,可以涵盖整个项目生命周期中施工所需的几乎所有信息[3]。BIM技术在隧道与地下工程等基础设施项目建设中的应用还处于发展阶段,未来具有很大的应用潜力[4]。在隧道施工阶段会产生如项目文件、隧道分析、现场测量和项目状态报告等数据[5]。一般情况下,项目参与者之间的数据交换是手动进行的。然而,这些信息都是高度相互依存的,需要通过媒介整合,BIM可以为隧道等复杂项目提供一个集成和协作的平台[6]。目前,国内很多学者对隧道工程信息化施工开展了一系列研究。黄福杰等[7]基于Bentley系列软件研究了沉管隧道的模型建立,并将其应用于碰撞检查、工程量辅助统计、力学分析等,提高了工程项目建设的质量和效率。黄琦茗等[8]使用MicroStation二次开发工具研究了隧道的参数化建模方法,同时也实现了工程量的自动统计,提高了设计效率。王潇潇等[9]研究了建立面向工程结构化对象的隧道BIM模型的方法,并运用到4D虚拟施工及工程自动核算中。丁延书[10]将三维激光扫描与BIM技术相结合,实现了在隧道工程施工中的模型重构和仿真。廖峻等[11]基于B/S框架开发了隧道管理系统,主要能够实现不良地质管理、工程资料管理,构件管理等问题,提高了隧道的信息化管理水平。张志伟等[12]依托北京地铁19号线研究了基于BIM和GIS的三维场景显示和风险巡视,能够有效地集成风险信息,提高风险的识别能力。目前基于BIM的隧道管理系统主要针对隧道工程的'施工进度和施工质量的管理,将隧道施工安全、进度、质量、成本等统一起来形成一个完整的体系的研究还比较少。本文基于重庆轨道交通十号线南坪站至南滨路站区间隧道工程,开发了基于BIM的隧道信息化施工管理系统,包括的功能有施工模拟、人员定位、视频监控、安全监测、质量检查。以隧道的施工质量、安全、进度和成本为切入点,形成了隧道的信息化施工。
二、工程背景
重庆轨道交通十号线南坪站至南滨路站区间隧道工程,起点里程为YK5+353|179,终点里程为YK6+350|497,长度约997|3m。区间线路自南坪站出发后向北布设,下穿洋河南滨花园小区、金鸣公司后接入南滨路站。本区间隧道拱顶埋深25m~54m,穿越岩层主要有砂岩和砂质泥岩,围岩级别为IV级。隧道按新奥法原理设计,采用钻爆法施工,复合式衬砌结构。为了提高该隧道施工管理的信息化,引进了BIM模型对施工现场的质量、进度以及安全等方面进行有效的把控,本文基于AutodeskRevit软件进行建模。由于隧道工程在空间上是条带状分布的,因此在隧道模型建立时,需要考虑隧道在不同位置构件的特殊性和互通性。对族文件进行统一的建立和管理,简化模型的建立流程、减小所建立隧道模型的体积,所建立的隧道BIM模型如图1所示。
三、系统架构设计
本文所建立的基于BIM的隧道信息化施工管理系统采用B/S架构。B/S架构是将浏览器作为系统的客户端,几乎所有的电脑、手机及平板都装有浏览器,用户可以在浏览器上完成数据上传、管理及交流共享,各个用户之间的信息交流非常方便。也不需要安装专门的客户端,自然也不需要进行客户端维护升级,软件维护成本相对较低,同时由于B/S架构的软件系统大部分的操作都在服务器中完成,对客户端的硬件性能求较低。如图2所示,基于BIM的隧信息化施工管理系统由用户层、功能层、数据层和设备层4层架构组成。用户层是指为系统的登录提供多方人员的支持。为了能充分的发挥本信息管理系统分享信息的优势,但又同时兼顾信息安全性。功能层是指该系统主要包括施工模拟、人员定位、视屏监控、安全监测和质量检查等功能。数据层是指使用MicrosoftSQLServer来建立人员定位数据库、监测数据库和质量检查数据库等。设备层包括RFID芯片、高清摄像头和监测传感器等,动态地采集数据,并将数据通过网络转给数据库和服务器。
四、系统功能应用
以重庆轨道交通十号线南坪站至南滨路站区间隧道工程为依托的BIM信息化施工管理系统集成施工模拟、人员定位、视频监控、安全监测、质量检查,为指导隧道信息化施工提供了技术依据。
1、施工模拟
模型的构建和管理基于工作任务分解结构(WBS),分别列出各子项目的计划内容以及各子项目的计划起始和结束时间。根据实际的施工过程,将每个构件的实际起始和结束时间上传到系统中。最终,系统可以建立一个包含计划起始和结束时间、实际开始和结束时间的4D模型数据库。图3为利用BIM相关技术则可以对隧道模型进行施工模拟与对比。从而实现了对隧道施工的前期预设、中期实时记录以及后期分析等的模拟。管理人员可通过BIM管理系统监控施工的全过程,及时发现施工技术的危险源头,减少安全问题、质量问题、返工和整改问题等。
2、人员定位
当隧道施工人员进入现场施工时需要佩戴装有信息标识卡的安全帽。当施工人员经过隧道的信号接受识别设备时,可以接收到人员的信号。通过系统网络的数据传输交换,把此人经过的位置、时间等信息传输至后台数据记录中心,实现施工人员的精确定位。随着系统的不断运行更新,实现人员的实时定位和追踪,转换后在BIM模型上得到施工人员的实时位置。如图4所示,在BIM模型中可以实时显示隧道施工人员在某个区域的位置信息,同时可以显示隧道内的人数、人员分布以及身份等相关的信息。该系统也包括人员的定位功能,只要将待搜索定位人员的姓名或工号输入系统,该人员的位置信息就会显示。此外,当施工人员遇到危险情况时,可以实时发出报警信号。该功能的研发能够在一定程度上减少由于人为因素而造成的一系列事故。
3、视频监控
视频监控是指在施工现场安装高清摄像机,从而实时地呈现现场的具体施工画面。通过将视频监控装置连接到BIM构件中,从而在BIM模型中准确地定位摄像机。如图5所示,在南坪站隧道BIM模型上分布着不同摄像机位置的标识图标。当管理人员点击这个图标时,可以立即呈现摄像机位置所对应的隧道施工位置的作业情况,同时记录施工人员的不当作业行为,加强现场作业的操作规范性,从而减少事故发生的可能性。
4、安全监测
在南坪站隧道区间所监测的项目主要为拱顶下沉,净空水平收敛,地表沉降,建筑物沉降,爆破振动,从而反映隧道自身及其周围建筑的变形,作为判断隧道的自身安全状况及其对周围环境的影响的依据。如图6所示,该系统通过将位移监测连接到BIM模型上,从而在隧道BIM模型上的实时呈现监测数据。对于隧道施工的各个监测项目通常有相对应的控制值,当监测数据超过一定控制值时,需要及时预警处理。在南坪站隧道区间施工中,监测数据采用红、橙、黄三级预警。黄色预警为变形监测的绝对值和速率值双控指标均达到控制值的70%;或双控指标之一达到控制值的85%。橙色预警为变形监测的绝对值和速率值双控指标均达到控制值的85%;或双控指标之一达到控制值。红色预警为变形监测的绝对值和速率值双控指标均达到控制值。当各监测项目监测数值出现异常变化或达到三级预警指标时,消息将迅速发送给相关负责人员,同时在BIM管理系统中显示监测报警点所处的位置。该系统可以在BIM模型上三维可视化监测数据的变化,增加了风险的管理能力和及时处理能力。
5、质量检查
在隧道建设过程中,良好的质量管控对隧道的施工安全和质量控制意义重大。质量检查以工序管理作为出发点,检查人员可以实时的录入质量检查数据。如图7所示,当检查人员在发现相关质量问题时,可以将对问题的描述和整改的相关要求记录在BIM模型中。该系统模块形成了能够在一定程度上保证质量安全的闭环管理模式,为隧道的施工安全提供了技术支持。
五、结语
以南坪站至南滨路站区间隧道工程为背景,基于BIM技术开展隧道信息化施工相关技术的研究,以隧道的施工的质量、安全、进度和成本为切入点,主要获得以下结论:①基于工作任务分解结构对隧道进行施工模拟,不仅可以优化施工技术方案,还能通过对比计划施工和实际施工情况来优化施工组织设计等,有助于更好地把握项目施工进度;②运用人员定位和视频监控等方法,使相关管理人员能够直观地得到现场作业情况,当发生危险时能够及时地指挥调度工作;③将监测点与BIM模型相关联,实现监测数据的可视化显示,当监测数据达到了所对应的控制值时,会出现安全预警信息。同时,将质量检查结果与BIM模型比对实行动态化整改,从而实现信息化安全管控的目标。
篇7:联络通道施工信息化隧道工程论文
联络通道施工信息化隧道工程论文
一、联络通道施工工序标准化管理及监测注意事项
施工监测
(1)联络通道的施工监测主要内容
①温度监测:盐水温度、冻结孔盐水回路温度、测温孔温度、泄压孔压力;
②隧道内及联络通道监测:隧道隆沉、隧道水平位移、隧道收敛变形、联络通道结构隆沉及收敛变形;
③周边环境监测:地表隆沉、管线变形、建构筑物变形;监测周期:联络通道钻孔施工开始至结构融沉注浆结束。
(2)监测范围
隧道内:联络通道两侧隧道管片左右各延伸20m,共40m。沉降点布设:在通道两侧20m范围内对隧道水平及垂直方向的收敛变形及施工影响范围内的隧道整体进行监测。沉降监测点布设在隧道底环片上,测点间距为2.4m,测点用道钉打入环片内牢固。位移点布设:位移监测点布设在隧道两肩的环片上,测点间距为2.4m,测点用道钉打入环片内牢固。隧道收敛监测点布设:监测点布设在上、下、左、右隧道壁上,用红漆做好标记。周边环境:联络通道正上方地面投影中心为圆心半径至少20m范围内。周边环境监测点布设:地面有建筑时应结合地面建筑物、管线情况增加布点。布点间距横向由联络通道中心向两侧2m、3m、5m、10m布设各监测点,布点间距竖向由联络通道中心向两侧4m、4m、5m、5m布设各监测点。
(3)监测要求
1)在两条隧道内均应设置测温孔监测冻结壁厚度、冻结壁平均温度和冻结壁与隧道管片界面温度,测温孔(点)应布置在冻结孔间距较大的界面上或预计冻结薄弱处。
2)在测定冻结壁与隧道管片界面温度时,应在界面内外两侧各布置1个测温点,通过差值方法确定界面处温度。
3)联络通道工程必须实施24h监控。监测单位应严格按监测方案实施对联络通道工程的监测工作,加强对监测数据的分析和异常数据的判读,加强对报警状态下数据传输的管理,确保监测数据的'及时、正确、有效。
4)严格执行隧道联络通道冻结法温度监控、联络通道“工况图表”及设计图的要求,其中,联络通道“工况图表”实施工作由总监总负责,现场监测监控分中心各执行层(监理单位、施工单位和第一方监测单位)负责按时更新和上传相关的图表。详见附件。
5)联络通道专业施工队伍必须对联络通道施工全过程中可能出现的风险进行分析和策划,并对可能出现的风险落实防范或应急措施;联络通道工程施工前须进行防范措施或应急预案的演练。
6)施工监测应由监测单位编制专业监测方案,并经有关方面批准后实施。
二、联络通道监测监控标准化图表
联络通道除了严格按照施工组织方案进行施工外还要建立一套监测监控标准化流程,以确保联络通道在施工过程中和结构后期人员、通道和隧道结构、地面周边建(构)筑物的安全。遇到特殊情况不影响现场监测实施,能及时将监测数据提供各参建方。
工况图表信息化手段
联络通道施工过程中采取“工况图表”形式配合每日监测数据进行监测监控管理,工况图表主要包括联络通道施工主要冻结技术参数及钻孔特征表、冻结加固温度监测报表、联络通道周边环境及洞内结构监测布点图等。
(1)联络通道施工主要冻结技术参数及钻孔特征表、冻结加固温度监测报表
明确主要冻结技术参数及钻孔特征,建立监控施工过程冻结加固日报和抽检为手段的结构安全风险管理体系。钻孔的正确位置控制及冰冻过程中的温度控制是冻结法施工的关键参数,温度监测频率为每日一次,采用下列参数表格控制。包括的主要要素有:主要冻结技术参数、冻结孔特征、其他钻孔特征、参建单位及说明等。包括的主要要素有:工点名称、冻结天数、盐水设计温度、总去及总回盐水温度、冻结孔盐水回路温度、测温孔温度、卸压孔压力、监测单位、温控日期及时间等。钻孔时严格按照钻孔特征表参数进行施工;温度监测报表主要作用在于根据测温孔的温度,可以计算冻结壁厚度、冻结壁的平均温度,以及开挖边界上的温度是否达到设计要求,同时根据卸压孔压力的日常监测,判断冻结壁是否闭合。冻结温度要求:积极冻结7d盐水降至-18℃以下,积极冻结15d盐水温度降至-24℃以下(设计最低盐水温度高于-24℃时取设计最低盐水温度),开挖过程中盐水温度降至设计最低盐水温度以下。施工内支撑后可进行维护冻结,但维护冻结盐水温度不宜高于-22℃。开挖过程中,在保证冻结壁平均温度和厚度达到设计要求且实测判定冻结壁安全的情况下,可适当提高盐水温度,但不宜高于-25℃;开挖时,去回、路盐水温差不宜高于2℃。
(2)传统的联络通道洞内结构及周边环境监测布点图
针对联络通道洞内结构及周边环境监测布点图,我们在现场实施监测监控时,发现地表环境各测项测点数量能够覆盖通道开挖的影响范围,但是地表测点断面间距较短,测点数量较多,同一范围内数据容易出现冗余现象;同时隧道内结构监测点数量较少,针对靠近冻结区域的管片监测数据较少。
(3)优化后的联络通道洞内结构监测及周边环境监测点布置图
为了使各参建单位了解联络通道现场施工情况以及监测点变形情况,施工过程中采用以下图表进行安全风险管理控制。联络通道内部结构施工进度图包括的主要要素有:开挖与构筑平/剖面进度示意图、工程进度文字说明、参建单位及说明等;施工单位按设计图纸制作该图,开挖及构筑期间每日及时更新工况和工程进度,并及时上报给风险咨询单位和第三方监测单位。联络通道内部结构监测布点图包括的主要要素有:隧道沉降/拱顶沉降监测点、融沉期间结构沉降监测点、收敛监测点等。联络通道地面环境监测布点图包括的主要要素有:建筑沉降点、管线监测点、地表深层监测点、地表模拟监测点等;监测点布置图在控制范围、测点数量等方面进行了优化,既保证施工影响范围内的环境监测,又去除了冗余监测点,简洁、实用,可操作性良好。施工监测单位绘制,并报施工、监理、第三方监测单位审核,开工前一周左右上报给风险咨询单位和第三方监测单位备案。
三、结束语
同其他地下工程一样,隧道联络通道的施工及监测监控必须着眼于施工过程管理的信息化采集,通过对冰冻钻孔位置的准确定位,冰冻效果即温度的控制,保证冰冻帷幕的厚度达到开挖安全可靠度。在开挖过程中,对开挖洞室的收敛和地表的隆沉监测以及持续冰冻温度的控制,同时对前后各40环管片的位移加以监测,保证旁通道施工洞内的安全监测;同时对旁通道上方环境(包括地表、管线、建筑物等)加以监测,确保安全。最主要的监测还包括后期的融沉注浆的监测,即停止冰冻后利用注浆改善冰冻土体的融解引起的变形。利用标准的图表采集和传递信息,以便于信息化施工,是风险管理的标准化手段之一。所有的监测信息化手段随着监测技术革新和管理革新不断进步。
篇8:信息化全面质量管理四级系统建设论文
信息化全面质量管理四级系统建设论文
关键词:全面质量管理,企业资源计划,制造执行系统,SAP
1.项目实施背景
以来,国内钢铁行业信息化呈现了新一轮的建设热潮。在国家“信息化带动工业化”的政策引导和国债专项贴息贷款的资金支持下,众多钢铁企业开始着手准备或已经开始新一轮的信息化工程建设。邯钢信息化改造项目经过两年多的认真筹备,于10月正式启动ERP项目。3月8日公司组织召开项目启动大会暨签约仪式,确定采用SAP的ERP软件,一直在集团管理中占有重要地位的全面质量管理也随之展开了彻底的改造之路。
2.新形式下邯钢全面质量管理面临的挑战
ISO9000标准浓缩了世界发达国家近百年的先进管理经验,吸收了当今许多优秀的管理方法,是完善企业质量管理体系的指南。ISO9000标准倡导的文件化要求对质量管理制度、标准业务流程的固化起着相当好的作用,但由于文件与业务是可以分离的,企业实际业务运作是否严格按文件要求执行,也就因企业的管理水平、员工的质量意识等因素的不同而相差甚远。因此,ISO9000要在企业长期有效地运行,就需要寻求更为有效的固化手段——信息化技术。而ERP作为一种集现代化管理思想与信息技术于一体的管理工具,可以有效固化ISO9000的成果、提升企业质量管理水平。
“质量管理是一个企业智慧、科技和经济实力的综合体现”,随着国内、国际钢铁竞争形式日益激烈,各大钢铁企业也进入了供应链竞争的时代,作为在该环节中非常重要的质量管理,如何为企业及时有效的提供真实质量数据以便企业进行迅速决策、及时调整战略方针成为摆在邯钢质量部门面前的大事,“打造数字质量平台、建设全面质量管理体系”是本次系统实施的主导思想。
3.SAP的质量管理模块的特点
SAP的质量管理模块和销售管理,生产管理,物流管理,成本管理等各模块完全集成,横向支持覆盖从采购,到生产,再到销售的全流程质量管理,纵向支持从质量基础数据管理,到质量检验,再到质量判定的全过程质量管理。
实时和准确的质量信息对于公司的领导层进行管理决策是非常重要的。SAP的质量信息系统可以对公司的所有质量数据进行提取,并根据公司的实际业务指标对这些数据进行汇总分析。通过实施SAP系统的质量管理模块,可以帮助企业规范业务流程,优化生产工艺,降低质量成本,提高生产率,改善客户服务水平,最终获得竞争优势。
4.邯郸钢铁集团全面质量管理系统构架
系统架构是决定一套系统生命力的关键,“产线基础差距大、质检环节多、产品标准复杂、实时性要求高”是钢铁企业的`行业特点,基于邯钢本身特点,搭建一个合理的IT架构平台是一切工作的前提,本次系统实施包含了物料管理、生产管理、销售管理、质量管理、设备管理、财务管理、成本控制几大区域,质量管理贯穿其中,其系统架构必须考虑与其它各区域的集成性,尤其是生产与库存。论文检测。下面几点是该系统架构必须要具备的特点。
4.1层次明晰
位于生产线的各种质量检测设备是最底层质检一级系统,分散各地的化验室成为质检二级系统,各厂质检站人员需要面对可以进行操作的质量三级系统,四级系统成为流程管理系统,是全邯钢统一的管理平台,负责监控下级系统执行状况并为企业战略决策提供数据支持。
4.2与生产、库存管理、销售业务完全集成
检验需求的产生是业务事件触发的结果,质量管理在整个供应链中具有承上启下的作用,是完成上一个环节的结点,也是进入下一个环节的起点,只有顺畅的质量管理流程才能保障产销的贯通,从而加快供应链整体反映速度。
4.3高兼容性、可扩展性
各生产厂业务逻辑多样,质量管理方式不一,该系统必须能够处理不同的业务场景,考虑到企业管理日新月异、钢铁并构大潮波涛汹涌、管理架构调整频繁,系统架构必须能够快速适应新形式下的管理需要。
4.4管理平台的统一性、执行平台的多样性
邯钢目前具有炼铁、炼钢、型棒、线材、中板、热轧、酸洗镀锌、冷轧等多条生产线,邯钢西区460万吨的精品板材基地也已经破土动工,从企业管理的角度希望体现“大邯钢”的特色建立统一的管理平台,但是不同的质检业务类型:原料、半成品以及成品品种的多样性造就了不同的质检业务执行模式,各厂需要对执行系统“按需定制”。统一性与个性兼容是该系统架构要面临的挑战。
综合考虑以上各点,结合邯钢实际形成了搭建系统架构的基本思想“充分利用现有一、二级系统,自主开发三级执行系统,实施mySAP方案作为四级管理系统”。系统架构图见图一。
5.1.1形成冶金规范数据库
通过将检验项目、工艺参数、试验方法、采样过程、缺陷描述等代码标准化以后,将产品标准、工艺规程提炼导入SAP系统,形成邯钢的冶金规范数据库;
每个物料会建立自己的检验标准,操作规程,特殊情况还可以根据需要根据(物料+供应商/客户)单独建立。冶金规范数据库形成实现了标准共享,方便相关人员查阅。
5.1.2强化了标准的归口管理
质量模块的主数据是质量管理模块能正常运行的基本数据。主数据是全公司共享的资源,未来业务流程中只有技术中心相关人有权限在系统中创建、修改质量模块主数据,实现基础数据的系统统一管理。各厂相关部门没有权限在系统中进行创建与修改,但可以根据作业中的实际情况提出书面修改申请,提交技术中心审批。
5.1.3相关部门密切配合是质量管理模块成功有效运行的关键
技术中心与各厂技术科,双方密切配合,使新标准及时体现在系统,实际业务中各项技术参数、检验结果即时反馈回系统,形成信息一体化是SAP质量管理模块成功有效运行的关键。
5.2质量检验及质量判定
绝大多数的质量检验都是按计划进行的,计划检验的内容在质量主数据中加以定义,当相应的计划事件发生时,系统会自动产生一个检验要求即所谓的检验批,其中包括对于此次检验的具体要求,实际检验结果也将输入到检验批中,从而可以将实际结果和要求进行对比,从而进行判定。
如果一个检验批中全部检验结果在合格范围内,系统可以自动进行质量判定,最大程度的减少人工操作,当一个检验批中有一个或多于一个检验项目不合格时,需要人为进行质量判定,这样可以将业务人员的绝大多数精力放在真正有问题的检验批上,分析造成检验不合格的原因,进行相应的改进,提高质量水平。
5.3质保书管理
SAP质保书管理既可以对供应商提供的质保书进行管理,也提供成品出货时的质保书管理。其中成品出货质保书打印在几乎所有的钢铁冶金企业项目中都得到了应用。
以往其它钢铁公司采用SAP的Smart form开发质保书模板,由于Smart form在绘制表格方面功能不强,尤其是钢铁企业的质保书格式又非常复杂,开发一份质保书模板需要十几天,漫长的质保书模板开发周期远远不能满足敏捷供应链下新产品研发的速度,致使部分新产品的质保书要在系统外出具。
邯钢的质保书管理采用SAP与office的强大制表功能相结合的方式,在不增加数据源的情况下,从SAP系统中开发一份新产品的质保书模板只需2个小时。邯钢的质保书管理流程可以从各个角度满足业务需求:首先,在系统中可以灵活的定义客户化的质保书格式模板,满足不同客户对质保书格式的不同要求,当成品出货时,系统可以根据出货批次自动找到相应批次的检验结果,并自动按照预定的格式打印在质保书上。论文检测。另外,系统不仅支持质保书在成品出货时生成,同时也支持对企业内部的产品移动中生成质保书,例如热轧卷从热轧厂转到冷轧原料库时。由于四级系统可以及时从三级系统和检化验系统中得到实际检验结果,因此在需要生成质保书时系统可以快速准确的提供客户满意的质保书。
当发生客户质量异议时,通过质保书查询功能方便快速地进行责任确认。一方面可以维护自己的利益,另一方面又能提高客户服务水平。
5.4质量异常管理
质量异常处理将主要包括质量改判,复验流程。其中库存地的质量改判流程主要由销售部门来驱动,由质量管理部门审核是否可以进行改判,这和目前的流程有一些区别,这样的修改主要考虑的是销售是离客户最近的部门,他们最清楚客户的需求,最有权利根据需要分配有限的库存资源,而质量管理部门应该严格按照生产计划做质量判定,当有库存改判需求时,从技术角度判断可行性,从而辅助销售部门提高客户满意度,有效的降低库存水平。
5.5质量报表处理
邯钢的质量报表具有高度的信息密集性,每张质量报表都包含采购、生产、销售、质检等各方面信息,如果在四级系统中进行开发将严重影响系统运行的性能,为此我们引入了BW作为邯钢的报表系统,BW基于Web方式,可以与企业门户进行全面集成,支持最新的JAVA、XML等通用语言,可以跨多个业务系统进行数据提取,其成功引入也成为了邯钢ERP项目的一大亮点。图二为报表系统的处理方式。
图二:报表系统的处理方式
通过对质量数据的分析,公司可以:
l掌握公司的主要质量指标。
l根据不同的业务标准进行灵活的分析。
l对公司的质量控制制度进行评估。
l快捷、有效地处理来自各个方面的质量问题。
l对处理的过程和结果进行分析,使得公司员工积极地参与到产品质量的持续提高中去。
l提高客户的满意程度。
6.邯钢质量管理的实施效果及发展趋势
经过本次系统实施,邯钢的企业质量管理技术的覆盖面、组织形式、管理模式、优化方法、支持平台与工具等都发生了很大的变化。企业质量管理所涉及的范围越来越广,深度不断加大,质量系统与相关系统的集成度要求越来越高。在面向过程的多功能业务管理和跨部门的多点协作将是未来质量管理信息化发展的主要方向。
在资源和流程优化方面,邯钢企业信息化质量管理系统建设配合企业整体业务资源的重组和流程优化,通过新型管理模型的探索和过程控制方法的研究,利用计算机网络与企业集成平台,在质量数据仓库建设与数据挖掘方面提供了非常强大的信息平台支撑系统。
邯钢的数字化质量管理将随着邯钢整体业务资源的重组而持续优化,并将为新一轮的邯钢信息化浪潮增加全新的内容。
篇9:盾构隧道施工地表沉隆变位影响因素研究论文
盾构隧道施工地表沉隆变位影响因素研究论文
摘要:研究目的:探明盾构隧道施工中各制约因素取值差异对地表沉隆变位分布规律的影响。
研究方法:本文以某拟建地铁城市区间盾构隧道试验段为研究对象,引入荷载释放系数和纵向等效刚度系数,采用三维有限元法对盾构隧道施工引起的地表横向沉降槽和纵向沉隆曲线进行了研究。
研究结果:揭示了围岩条件、隧道埋深和顶推力等因素变化对盾构隧道施工引起地表沉隆变位的影响,运用三维曲线探讨了盾构隧道施工过程中的地表沉隆变位曲线空间分布变化规律。
研究结论:围岩条件恶化、隧道埋深减小和顶推力增大都将导致施工引起地表沉隆变位影响的加剧,建议工程施工中采取调整顶推力等措施以降低施工对地表环境的影响。
关键词:盾构隧道;横向沉降槽;纵向沉隆曲线;三维有限元;顶推力
盾构隧道施工中盾构机每推进一环管片幅宽长度,毛洞即可在盾壳的支护下进行管片环拼装,并通过同步和壁后注浆向紧靠盾壳后部的开挖洞壁与脱离盾尾衬砌环间注入大量浆液,以防止由于周围土体向盾尾空隙移动而引起的较大地层扰动和地表沉降。
众多学者对盾构隧道施工引起地表沉隆变位分布变化规律进行研究并取得了大量成果。文献[1]采用现场监测和数值计算相结合的研究手段对广州地铁二号线区间隧道盾构法施工引起地表沉隆变位分布变化规律进行了总结分析;文献[2]结合上海地铁明珠线盾构隧道施工提出了地表沉降预测计算公式及参数确定方法;文献[3]在选用人工智能神经网络结构及相关预测模型基础上,对上海地铁明珠二期盾构隧道施工引起地表变形进行了小样本智能预测;文献[4]采用现场监测手段分析得出了掌子面与监测点距离对沉降量的影响规律,并对盾构顶推施工中的地表沉降进行了阶段划分。
现有研究成果主要是针对相关工程具体展开,缺乏对各影响因素的对比分析。因此,本文在盾构法施工隧道对围岩扰动影响基础上,结合装配式衬砌环向和纵向刚度等效特性,对围岩条件、隧道埋深和顶推力等因素影响下的地表沉降槽(带)空间分布变化规律进行了三维有限元数值模拟和定性分析,研究成果可供工程设计和施工参考。
1 工程概况
某拟建地铁城市二号线试验段区间盾构隧道位于南北向交主干道下方,地表线路两侧为1~4层砖混结构民房。区间隧道纵断面两端高中间低,线路全长1408m,间距13m,隧道结构拱顶埋深7.8~14m,位于上第四系更新统风积新黄土、第四系上更新统冲击层和中砂层,地下水位较低且对混凝土结构无腐蚀性。试验段区间隧道穿越地层在地下水位附近断续分布5m厚的软化层,地层处于硬塑一软塑状态,地下水位以上土层具有湿陷性,隧道围岩分级为Ⅵ级、局部Ⅴ级。试验段区间盾构隧道穿越地层地质条件围岩相关物理力学参数如表1所示。
试验段区间盾构隧道衬砌环采用C50预制钢筋混凝土管片,管片环外直径6m,内直径5.40m,管片厚0.30m,标准管片幅宽1.50m。整环采用“1+2+3”模式(即1个封顶块,2个邻接块和3个标准块)构筑而成。
2 计算模型及施工模拟
2.1 计算模型
计算采用三维有限元法进行,计算模型如图1(a)所示。为缩短计算时间,消除边界效应并满足较高计算精度要求,模型长48m,宽60m,高36m,单次循环进尺3m,共完成16组(原型32环)管片拼装施工,已拼装完成管片环、注浆层和盾构机如图1(b)所示。
计算围岩土体采用实体单元模拟,本构关系符合摩尔-库仑准则,相关材料参数如表1所示。盾构隧道是由若干环向和纵向接头连接而成的复杂带状空间体,计算中衬砌管片环、壁后注浆层及盾构机头均采用实体单元进行模拟,其中由文献[5]取管片环环向刚度折减系数0.7,由文献[6]取管片环纵向等效刚度折减系数0.01,泊松比和容重不折减,计算选用各结构材料参数如表2所示。由文献[7]取隧道施工引起围岩荷载释放系数0.25。
2.2 施工过程模拟
计算采用生死单元法[8]进行盾构隧道开挖过程的模拟,即通过单元的“杀死”来模拟隧道核心土体的开挖,通过单元的“激活”来模拟盾构隧道盾尾注浆和管片支护的形成。
根据盾构隧道施工特点,采用三维有限元模拟隧道的施工全过程主要包括如下几个步骤:(1)求解土体初始应力场,明确各单元的初始应力状态;(2)“杀死”单元,模拟核心土体开挖,形成洞周径向荷载释放;(3)“激活”单元,模拟管片环拼装和注浆层的形成;(4)循环进行,直至整条隧道贯通。
3 成果与分析
3.1 横向沉降槽
计算得盾构隧道分别完成第4环、第8环、第12环管片拼装和全隧道贯通后,不同围岩条件和隧道埋深下,顶推力改变所引起的目标断面1和目标断面2的地表横向沉降槽分布变化规律分别如图2和图3所示。
对比分析图2和图3可以看出:盾构机到达前,受刀盘顶推力对前方土体的挤压效应影响,掌子面前方一定距离处地表形成隆起;盾构机通过时,受脱离盾壳管片环和土壁间隙引起地层应力损失影响,地表形成较大沉降量且该沉降速率较大,同时隧道两侧土体向隧道中线移动,施工影响范围扩大,地表形成较大横向沉降槽;随着掌子面的逐渐远离,施工对地表沉隆变位的影响逐渐减小,地表横向沉降槽渐趋稳定且不再变化。
盾构隧道施工过程中,围岩条件、隧道埋深和顶推力等因素差异都在较大程度上制约着地表横向沉降槽的变化和沉降量的增加。以目标断面1地表横向沉降槽为例对各影响因素作用下的地表沉降量进行分析,计算得Ⅴ类围岩、2D埋深和0.3MPa顶推力作用下掌子面下穿目标面时的地表沉降量为0.62cm,约占隧道贯通后总沉降量的40%;围岩条件减弱,Ⅵ类围岩地表沉降量为0.57cm,约占隧道贯通后总沉降量的20%;埋深减小,1D埋深地表最大沉降量为0.39cm,约占隧道贯通后总沉降量的27%;顶推力增大,0.40MPa顶推力引起的地表沉降量为0.57cm,约占隧道贯通后总沉降量的40%。由此可以看出,修建盾构隧道所引起的地表沉降量更多地产生于施工后期,即长期固结期,而受施工阶段盾尾孔隙、壁后注浆和施工围岩扰动等影响相对较小。
3.2 纵向沉隆曲线
点绘计算所得各影响因素作用下,盾构隧道分别完成第4环、第8环、第12环管片拼装和全隧道贯通时的`隧道纵轴线正上方地表纵向沉隆变位分布曲线如图4所示。由图中可以看出,受顶推力等因素影响,掌子面前方一定距离处地表形成隆起,随后逐渐下沉,但下沉趋势不断减缓并最终趋于稳定。分析计算数据可以看出,Ⅴ类围岩、2D埋深和0.3MPa顶推力作用引起前方地表最大隆起点距掌子面约15m,围岩条件减弱,Ⅵ类围岩中该距离约为13.5m;隧道埋深减小,1D埋深下该距离约为6m;顶推力增加对地表最大隆起量出现位置几乎没有影响,由此可以看出,该隆起点位置受掌子面顶推力影响较小,而隧道埋深和围岩条件差异是制约地表纵向沉隆曲线变化规律的关键因素,而其中又以隧道埋深的影响最大,如当埋深由2D减小为1D后,该最大隆起量出现位置可缩短约40%。
由各影响因素作用下地表纵向沉隆曲线随施工进程的分布变化规律可以看出,隧道所处围岩条件、埋深和顶推力等因素均将在较大程度上影响和制约着地表沉隆曲线的变化规律。围岩状况恶化或隧道埋深的减小都将引起隧道纵轴线正上方地表沉隆变化区域及变位量的显著增加;顶推力降低,隧道施工对地表的影响相应削弱。
3.3 沉隆变位分布
由计算所得地表横向沉降槽和纵向沉隆曲线,点绘Ⅴ类围岩、2D埋深、0.3MPa顶推力作用下盾构隧道分别完成第8环管片拼装和隧道全长贯通后的地表沉隆变位三维分布曲线如图5所示。由图中可以看出,盾构隧道顶推施工将引起掌子面后方地表形成较大沉降量,受沉降围岩带动影响,两侧围岩拥向隧道中轴线,从而形成沉降槽。受顶推力影响,掌子面前方围岩产生向上、向前移动趋势,从而形成地表隆起,远侧围岩受隧道施工影响较小,地表沉隆变位不明显。隧道贯通后,地表形成沿纵轴线对称沉降槽,受围岩次固结效应影响,早期施工完成管片环上方形成较大沉降量。
4 结论与建议
结合广州地铁三号线大-沥区间盾构隧道施工,采用三维有限元法对隧道施工过程中的地表沉隆变位分布变化规律进行了深入研究和定性分析,揭示和探讨了围岩条件、隧道埋深、顶推力等因素变化引起的地表沉隆变位差异,通过本文研究可得出如下结论:
(1)盾构隧道施工地层应力损失导致后方及掌子面附近地表横向形成类似于Peck沉降曲线的单一沉降槽,刀盘顶推力挤压效应引起前方地表横向隆起。地表沉降量主要产生于施工后期的长期固结期而受施工期影响相对较小。
(2)施工地层应力损失、后期固结沉降和掌子面顶推力导致地表纵向呈前隆后沉趋势变化。掌子面前方最大隆起点出现位置受隧道埋深影响较大,而隆起量则受围岩条件影响较大。
(3)分析不同影响因素作用下的地表沉隆变位分布变化规律可知,围岩条件恶化、隧道埋深减小和顶推力的增大都将导致施工对地表影响的增加,工程设计中应在结合围岩差异基础上适当调整隧道埋深,并在施工中适时调整顶推力以降低施工对地表环境的影响。
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篇10:项目管理系统信息化建设研究论文
项目管理系统信息化建设研究论文
改革开放以来,建筑市场逐步实现与全球市场的接轨,这对国内建筑施工企业造成极大的冲击,引发其对自身管理模式的审视,促使其加强项目管理的信息化建设,借助先进的项目管理工具实现建筑工程的高效管理,推动建筑行业的发展。
1传统项目管理存在的问题分析
1.1项目管理局限于实施阶段
项目管理分为三个部分,分别为决策阶段,实施阶段和运营阶段。从全局角度分析,应该注意各阶段之间的关联性,从整体和细节两个方面入手进行有效的项目管理。然而,传统的项目管理将管理阶段局限于实施阶段,对决策阶段和运营阶段缺乏考虑和管理,影响项目管理效果。该种情况的出现,既有管理方面的问题,更多的是受到信息搜集、分析和利用渠道的限制,面对繁杂、海量的管理数据,亟需构建高效的信息处理系统进行信息的有效处理,推动项目管理的整体化发展。
1.2参建单位之间缺乏有效的信息沟通机制
建筑工程的项目管理涉及到供货商、设计单位、监理单位、建设单位和施工单位等多个参建单位,通过相互之间的密切配合确保工程施工的顺利进行。而上述目标需要借助有效的信息沟通机制实现,这是当前许多工程管理中极度缺乏的问题,相互之间缺乏必要的沟通,导致单位间的配合出现问题,影响工程的顺利进行,更不利于项目全生命周期管理目标的实现。
1.3项目管理信息系统的利用程度较低
项目管理信息系统是依托信息技术建立的信息传递、处理系统,属于新兴事物,受到信息的专业性和人员认识等方面的影响,当前许多工程企业并未建立项目管理信息系统或虽然建立信息系统,但是利用效率极低,非但起不到应有的管理提升作用,反而影响正常的项目管理秩序,严重影响项目管理的效果。
2全生命周期项目管理信息化建设的必要性分析
2.1辅助管理者进行科学决策
众所周知,决策的开展需要海量的数据作为支撑,只有对数据进行科学的分析,得出科学的评价才能进行正确的决策。就目前的项目管理而言,其涵盖的信息量是极为巨大的,要想进行有效的数据处理必须借助先进的信息系统实现。
2.2提升项目管理的水平
当下,信息技术成为推动社会发展的核心技术,在社会各领域引发深刻的变化。在工程管理领域同样如此,信息化程度已经成为衡量项目管理水平的重要参数。所以,进行信息化建设是项目管理的未来发展趋势,能够有效提升项目管理的水平。
2.3理顺项目管理流程
受到信息搜集、传递和处理效率的影响,传统项目管理流程较为繁琐,存在执行和效率方面的弊端,影响项目管理的效用开展。针对此问题,可以借助信息化建设给予消除,在项目管理信息系统建设的过程中,对项目管理相关业务流程进行梳理,构建切实可行的管理流程,提高管理效率和质量。
3全生命周期项目管理信息化建设的`具体策略
3.1提高项目管理信息化的认识
当今的工程管理领域,信息化已经成为发展的主流趋势,项目管理者应该认识到信息化的紧迫性和必要性,积极转变项目管理理念,提高项目管理信息化的应用程度。要想实现该目标不能一蹴而就,而是应该循序渐进的开展,实现局部到全局的转化,最终实现整个项目管理领域的信息化提升,为工程管理提供高效的管理工具。
3.2构建项目管理信息系统
项目管理信息系统是项目管理信息化建设的核心工作,应该给予强有力的支撑,加强系统的构建和完善速度。具体来说,一是理顺业务流程,搭建项目管理信息系统的基本框架;二是多方调研,编写先进的项目管理信息系统平台;三是进行系统优化,提高信息系统和项目管理需求的有机衔接,构建高效的项目管理信息系统。
3.3加强对项目管理信息系统的应用
项目管理信息系统不能局限于单位内部,而是应该借助网络客户端实现工程相关单位的有效覆盖,借助项目管理信息系统实现单位间的信息传递,畅通信息沟通的渠道,提高信息沟通效率,提升参建单位之间的信息整体性,确保参建单位之间相互配合,确保项目管理的顺利进行。
3.4注重项目管理信息化人才的培养
项目管理的信息化建设需要依托高素质的复合型人才队伍作为依托,这是信息化建设的前提和基础,如果人员素质不达标将导致信息化的功能受到限制,最终影响项目管理的效果。所以,应该重视对项目管理信息化人才的培养。就目前的人才现状而言,培养应该从两个方面进行,一是内部培养,对项目管理人员进行信息化培训,使其具备相应的信息化技能,以此改变员工的知识结构,使其胜任项目管理工作的需要;二是进行校园招聘,选择高素质的信息化人才充实到管理队伍中,实现项目管理知识架构的改善。此外,还应该从教育体制方面进行改革,对项目管理相关专业增设信息化课程,着力培养复合型人才,满足项目管理信息化的人才需求。
4结束语
综上所述,工程管理内容繁杂,管理难度极大,应该借助全生命周期理论拓展项目管理的内容,借助信息化建设提升项目管理的效率,实现项目管理水平的提升,确保工程的顺利进行。
参考文献:
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篇11:试论实验室信息化系统建设研究论文
0引言
随着科技和社会的进步,实验室的发展规模和水平也在不断提高,目前已发展成为规模大型化、结构综合化、系统复杂化的实验群体,实验室管理工作趋于复杂化,对功能性、规范化的要求也更高,正逐步向信息化发展。信息化系统作为现代化管理思想和计算机网络技术融合的一项应用技术,是利用物联网、大数据等新技术,将实验室内物与物、人与物、人与人进行连接、互动,方便地识别、管理、控制;最终实现量化管理对象和管理行为,完成计划、组织、协调、服务、创新等职能的管理活动和方法的总称,具有定量化、智能化、综合化的特点。
本文以中车株洲电力机车有限公司(以下简称株机公司)实验室建设为例,对实验室信息化系统的建设进行初步研究。
1实验室信息化系统功能规划
株机公司实验室是CNAS认可的实验室,主要从事轨道交通车辆的试验验证和研究,为轨道交通车辆技术研究和突破及产品评估和升级提供支撑。目前,株机公司申报建设的大功率交流传动电力机车系统国家重点实验室获得了国家科技部的正式批复,建成后,将拥有大型专业仪器装备几十台套,试验厂房面积近两万平方米。实验室信息化系统的建设,主要是适应实验室技术水平不断提高和业务量激增等形势,提高试验资源利用效率,充分挖掘和共享实验室数据,为国家重点实验室的建设和运行提供基本条件。
结合轨道交通车辆行业实验室的特点和当前物联网、大数据等新技术的发展水平,实验室信息化系统应达到集成化的信息共享、规范化的试验数据、图形化的业务管控、自动化的试验设备、智能化的试验现场和可视化的数据处理等目的。
篇12:试论实验室信息化系统建设研究论文
基于以上规划,实验室信息化系统拟建设1个平台、1个中心和3套系统,即实验室数据管理平台(以下简称TDM)、集中控制中心(以下简称集控中心)及试验台系统、看板系统和安防系统,TDM通过实现数据的交互和管理最终实现数据管理、量化管理、系统管理。
2.11个平台
实验室信息化系统的核心是TDM,即物理样机设计验证的管理平台,围绕“试验”业务实现试验数据的全生命周期管理。TDM主要参照ISO/IEC17025(15个管理要素和10个技术要素)和DAMA-DMBOK(数据管理知识体系职能框架),通过贯穿试验的“准备、执行、后处理”三个阶段,达到对“试验数据”和“试验过程”的全面管理。
其中ISO/IEC17025标准中的管理要素从以下如组织、管理体系、文件控制、要求、标书和合同评审、检测和校准的分包、服务和供应品的`采购、服务客户、投诉、不符合检测/或校准工作的控制、改进、纠正措施、预防措施、记录控制、内部审核、管理评审等15个方面分别体现。
DAMA-DMBOK数据管理知识体系职能框架分别从数据架构管理、数据开发、数据操作管理、数据安全管理、参考数据和主数据管理、数据仓库管理、文档和内容管理、元数据管理、数据质量管理实现对数据的管理。
TDM组成主要包括三部分:应用系统、应用工具、集成接口。整个应用系统是按照“平台+应用”的方式进行建设。应用系统中主要包括基础软件平台、应用子系统、应用数据(公共数据+扩展数据)、总体业务以及门户展现。在基础平台中提供了试验数据管理的基本功能,结合实际的业务管理需求,可以搭建各种不同的应用子系统。这样可以满足建立统一标准的数据应用,同时也可以满足各试验室自身对试验数据的管理要求。
这样的配置降低了对客户端计算机的配置需求;数据全部保存在服务器端,保障了数据的安全性并实现了实时共享;可以保证系统方便地升级和维护。
2.2一个中心和三套系统
集控中心是实验室物联网技术应用的一个载体,得益于以太网通讯、楼宇智能化控制等技术的发展,通过多个网络交换机将实验室先进的试验设备、安防摄像头、安防门禁控制器、语音调节器、灯光/窗帘动作控制器、消防系统等有机地集成为一体,实现统一监控和管理,提高工作效率。
集控中心的以太网络布置如图4所示,划分为试验台设备视频数据网络、试验台监控数据网络、办公数据网络、安防网络。其中试验设备摄像头通过试验设备视频数据网络汇总实验室各处试验现场的视频信号;试验设备通过试验台监控数据网络上传设备使用状态、安全状态、水/电能耗等数据;安防摄像头、门禁控制器通过安防网络汇总安防监控画面、人员出入情况。
集控中心的视频数据网络拓扑如图5所示,视频综合管理平台同时接收来自试验台设备视频数据网络、安防网络的H.264格式流媒体信号,同时还接收来自试验台控制、测试终端电脑的DVI信号,通过中控系统统一管理,最终投影至集控中心大屏幕。
3结束语
实验室信息化系统是一门融合了物联网、大数据等新兴技术的交叉应用,能够简化实验室管理程序,提高工作效率,保证信息的共享。当然其作为一种管理手段,如果不能和行之有效的管理制度相结合就不会起到应有的效果。但不容置疑的是实验室信息化管理是当今的趋势和未来的方向,只有紧跟时代步伐,不断地将新的管理理念和管理技术投入到实验室的管理实践中,才能够促进实验室的发展,为企业的生产、科研提供更好的服务,创造更多的价值。
篇13:信息化技术在隧道施工管理的应用论文
1.1对信息化技术认识不足
隧道工程施工属于建筑工程劳动密集型产业,在施工过程中其工程的施工量大,工程施工强度高。这样一来工程在施工过程中所聘请的人员更多的是具有较好体力能力的施工人员,而这一类人群对于信息化技术的认识存在较大的局限性,再加上工程施工管理人员对于相关的信息质量了解也极为有限就导致了隧道工程施工管理中信息化技术的应用极为有限。
1.2信息化资金投入有限
近年来随着经济的发展市场的竞争越来越激烈,工程施工队伍在进行项目的招标时为了获得更大的夺标机会只能尽量降低工程的施工成本,从成本以及质量两个方面同时入手。但是这样就导致了工程的施工投资成本大幅度降低,在施工过程中直接影响到了后期的工程投资,使得项目在后期施工时根本不具有足够的资金进行信息化设备的添置,无法引进信息化设备。
1.3对信息化技术的重视力度不够
在隧道工程施工过程中很多的工程施工单位对于信息化技术的重视力度都不够,很多的工程施工管理人员认为人工就可以完成相应的管理,设备所起到的仅仅是一个辅助的作用,这样的认识导致了其在施工管理过程中根本不重视信息化技术的引进和应用,导致了工程的施工管理效果一直不好。
篇14:信息化技术在隧道施工管理的应用论文
2.1语言双对讲系统
语言双对讲系统是隧道工程施工中应用极为广泛的一项技术,其本质上是在信息化监控技术下实现的实时语音传递功能。通过语言双对讲系统施工管理人员可以及时的与工程施工现场进行联系,并了解工程的施工状况,从而及时有效的对于工程进行管理控制。在施工过程中一旦出现特殊情况通过语言双对讲系统施工人员可以及时的将情况进行上报,而管理人员也可以根据施工人员汇报的情况指导施工人员进行初步的处理,避免事态的进一步扩大,有效的降低工程的损失。隧道工程施工因为需要深入隧道,因此很多的信号设备都无法正常的使用,语言双对讲系统有效的填补了沟通方面的空白,能够有效的实现隧道内与隧道外的及时有效沟通,实现对于隧道施工的有效管理与控制。
2.2工程施工人员定位系统
施工人员定位系统主要是通过信息技术实现对于工程施工人员的位置监控,从而最大程度上确保工程施工人员的安全。众所周知隧道工程施工时深入隧道内部进行的,因此必须要依靠隧道内的灯光进行施工,而在灯光下难免会存在部分覆盖不到的区域,一旦施工人员不慎进入,对发生紧急情况不利于疏散和救援。。而施工人员定位系统则能够及时的观察施工人员的实时位置,一旦发现施工人员位置过于偏僻,或者离开设定的安全区域就会发出警报,从而工程管理人员可以及时的针对施工人员采取救援措施。此外,施工人员定位系统还具有工程的考勤功能,能够方便的显示出工程施工人员的实际到岗情况,而避免了打卡、点到等繁琐的手续。在施工过程中如果发生了安全事故,施工人员被困于随道内部,那么工程指挥系统可以根据施工人员定位系统显示的人员位置进行针对性的救援,从而提高的救援的效率。
2.3有害气体监控系统
在隧道工程施工过程中其需要对于地质结构进行破坏,因此在工程施工过程中不可避免的会产生大量的粉尘、气体,尤其是在进行地下隧道施工的过程中很可能会因为隧道的施工导致地底的气体发生泄漏,而隧道内因为空气的不流通很容易导致有害气体的积累,一旦这些气体达到一定的含量就会对人体产生危害,导致施工人员窒息、中毒甚至产生爆炸。因此在隧道施工过程中一定要做好有害气体的检测,在传统的隧道施工中对于有害气体的检测只能够粗略的进行,并不能够进行精确的检测,而随着技术的发展与进步,如今的检测设备已经能够较为精确的对于隧道内的有害气体进行实时的监测了。在隧道施工过程中应用信息化技术可以对隧道内的空气进行实时的采集与检测,并且根据采集的空气分析结果进行分析,将分析的结果传输到工程施工指挥中心,由相关的施工管理人员针对检测的具体结果采取相应的施工应对方案。此外还可以设立监控指标,对于隧道内的有害气体含量进行控制,一旦有害气体含量达到一定的量就立刻发出警报,又管理人员对于隧道内的施工人员进行疏散,并采取合理的通风处理措施,直到隧道内的气体含量正常以后才能够恢复施工。
2.4超前钻、TSP等超前地质预报的`应用
隧道施工过程中增加超前地质预报、超前钻、TSP等超前预报的应用,利用超前钻、TSP等超前地质预报手段,可以在隧道施工前有效掌握岩土体结构、性质、状态,以及地下水、瓦斯等的赋存情况、地应力情况等地质信息,进一步对隧道施工进行有效指导,避免施工过程中重大事故的发生,保证施工安全。隧道施工过程中使用超前钻,要按照设计蓝图的测量控制点,布设并测量施工测量控制网,依据施工测量控制网进行施工放样。放样结果及时上报监理部门核查,待监理部门同意后方可进行下一步施工。TSP隧道地震波预报勘探能够通过地震波的反射勘探到隧道前方的不良地质,通过勘探结果采取不同的施工方案,其专门为长距离隧道施工地质超前探测预报而设计,能够有效保障隧道施工的安全性。超前地质预报是隧道施工安全的保证,能够有效减少施工过程中事故的发生。隧道施工工人和管理者一定要做好隧道施工和安全两者的关系,遇到不良地质时,一定要采取有效措施,以保护施工人员生命安全为出发点,进行隧道施工。
3结语
随着技术的不断发展如果的工程施工技术也在不断的发展与进步,信息化技术的应用能够有效的提升隧道工程施工管理的效率,保证工程施工人员的生命安全,降低工程事故的发生概率。在隧道施工过程中相关的管理人员一定要加强对于隧道施工管理的重视,并且引进信息化技术,全面提高工程施工的安全性。
作者:冉光明 单位:贵州桥梁建设集团有限责任公司
参考文献:
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[2]彭兴旺.试论信息化技术在隧道施工管理中的应用[J].工程技术:文摘版,2016,(3):232-232.
[3]余翔.试论信息化技术在隧道施工管理中的应用[J].工程技术,2016,(5):116-117.
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