隧洞施工安全风险防控信息化管理探究

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【摘要】随着长距离调水工程对国民经济发展起着越来越重要的作用，TBM隧洞施工建设快速发展，安全风险防控工作也在增加。因此，研究TBM在施工中存在的安全风险防控，并结合实际情况采取行之有效的具体安全措施是十分必要的。基于此，文章对TBM施工安全风险防控信息化管理进行了研究，旨在为TBM施工安全风险防控提供有益借鉴。

【关键词】安全风险；TBM施工；防控；信息化

近年来，长大距离跨流域调水工程发展迅速，TBM以其安全、高效、对环境影响小等优点在隧洞施工建设中发挥着越来越重要的作用。由于TBM是隧洞施工的关键设备，且其工程地质环境多变、设备复杂且极易出现故障和安全风险系数高[1]，因此，进行隧洞施工安全风险防控信息化管理至关重要。目前，研究人员对盾构安全施工进行了大量的研究分析，徐浩对隧道施工中安全事故的产生原因及安全管理措施进行了探讨[2]；陈辉等人对盾构隧道施工风险知识管理及信息化进行了研究[3，4]，而对TBM施工隧洞工程安全风险防控信息化管理的研究十分少见。随着互联网技术和移动终端的普及，TBM施工隧洞工程安全风险防控信息化管理已成为一种新的管理模式。通过TBM施工信息化管理平台，可以对TBM施工中的各项参数进行实时监控，并对施工人员及隧洞质量进行综合管控，以最大限度地保证施工人员生命和设备、工程安全，提高隧洞建设质量，并为以后的隧洞建设高效大数据时代奠定基础。

1围岩应力、变形安全监测与信息处理

1）采用位移反分析方法获取地应力量值和方向。结合现场地下隧洞掘进开挖实测位移，反演岩体初始应力，如图1所示。在TBM掘进中每隔一定距离设置变形监测断面，对变形监测结果反演分析，获取TBM施工洞段不同地点的地应力量值和方向，反演分析原理如图2所示。通过反演分析，可以为挤压变形突涌水、岩爆等地质灾害预测分析与控制预测提供基础数据。2）专业测量人员对已掘进开挖洞室进行围岩收敛变形监测，并及时进行分析计算。如超出规范允许变形量，立即组织人员进行应急处理。监测频率如表1所示。

2岩爆安全监测预警系统及信息处理

岩爆是隧洞施工中易出现安全事故，多发生在新掘进的工作面，且往往造成开挖工作面的严重破坏、设备损坏和人员伤亡，因此，建立岩爆安全监测预警系统是十分有必要的。岩爆监测采用便携式微震监测系统，包括1个Paladin数据采集仪、6个加速度传感器，在监测区域布置3个监测断面，每个断面安装3个传感器，断面间距为30~40m，并根据现场情况灵活调整，保证至少4个以上的传感器正常工作。

3突涌水安全监测预警及信息处理

3.1TRT超前地质预报

TRT超前地质预报系统，主要由1个触发器、1个十磅锤、10个传感器、11个无线模块、1个基站、一台主机构成。TRT系统一般布置12个震源点和10个传感器点，震源点布置在接近掌子面的左右边墙上，分两排布置，两排间隔为2米，传感器点布置在离震源点10~20m的隧洞两边墙及拱顶上，分四排布置，每排相隔5m。TRT的震源点和传感器点采用立体布置方式，使得TRT方法可以定位异常体的三个维度上的边界。

3.2超前地质钻探与TRT技术结合探测法

在设计地质资料的断层及断层破碎带、断层影响带，富水洞段时，可以利用TBM设备上配备的钻机全程进行超前地质钻探，由此，可直观感知出前方围岩的破碎和出水情况，结合二者综合分析，及时采取相应的处理措施。

4有害气体安全监控系统及信息处理

4.1有毒有害、易燃易爆气体检测仪器配置情况

在TBM设备上配置有固定式有毒有害气体检测设备，对包括甲烷、一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫、氧气、硫化氢等有害气体进行实时检测，自动记录检测数据，当气体检测超标时，在TBM操作室显示屏上自动报警。除此之外，施工人员也配置了便携式有毒有害气体检测设备，定期不定期复合检测。

4.2有毒有害、易燃易爆气体测点布置及监测

TBM自带设备实时检测，人工检测每班不少于3次，时间为施工前、中、后，主要在机头架及作业区域；超前钻孔施工前、施工中、施工后均需检测，不少于3次。如表2、表3所示。除TBM设备检测外，应加密人工检测点及频次。

4.3有害气体洞段施工采取的措施

在施工段出现有害气体泄露等危险情况时，首先要保证施工人员安全。对发生危险情况的洞段安排专门检测人员实时进行气体检测，保证风机正常工作，加强洞内通风稀释，并给相关作业人员配置防尘口罩及防毒面具。同时，加强现场作业、管理人员进行防治有害气体专业知识和安全知识的培训，掌握有害气体爆燃条件、预防措施及灭火器材的使用等安全知识。

5结语

随着计算机技术和TBM施工隧洞技术的发展，信息化以其高知识性、技术性和智能性等特征为TBM施工隧洞工程安全风险防控实现管理规范化、流程标准化、生产高效化和决策科学化创造了有利条件。有效推动TBM隧洞施工安全信息化、智能化、标准化的发展已成为实现TBM施工高质量发展的重要选择和迫切需要。因此，基于大规模安全管理数据的分析与计算机信息化相结合将是未来TBM隧洞施工的必然趋势。

参考文献

[1]任颖莹，陈馈，张兵，等.盾构远程信息化管理系统关键技术研究[J].建筑机械化，2016，37（10）：41-44.

[2]徐浩.浅谈隧道施工的安全管理[J].城市建设理论研究（电子版），2013（10）.

[3]陈辉.分析盾构法隧道施工风险知识管理及其信息化[J].建筑工程技术与设计，2017（20）：1329-1329.

[4]高楠.浅析地铁盾构施工的安全风险管理[J].建筑工程技术与设计，2018（30）：1390.

作者:文雯 单位:新疆伊犁河流域开发建设管理局