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隧道智能化施工范文第1篇

關(guān)鍵詞：自動化檢測；公路養(yǎng)護；數(shù)字化養(yǎng)護；可視化平臺

目前，我國現(xiàn)有公路工程總里程約514萬公里，高等級公路約占3%左右，公路養(yǎng)護投資隨之增大，每年平均投資約3000億元。公路養(yǎng)護工作將會成為今后工作的重中之重，隨著公路養(yǎng)護工作的突出，自動化公路養(yǎng)護監(jiān)管平臺的發(fā)展迫在眉睫。我國公路行業(yè)“十四五”規(guī)劃及發(fā)展思路是堅持以人為本，深入貫徹新的發(fā)展理念，按照系統(tǒng)化思維和一體化理念，把握公路發(fā)展階段特性，深化改革創(chuàng)新，以高速公路為引領(lǐng)，充分發(fā)揮養(yǎng)護示范效應(yīng)和技術(shù)溢出效應(yīng)，加快推進我國公路養(yǎng)護工作自動化、智能化發(fā)展，建設(shè)公路養(yǎng)護現(xiàn)代化服務(wù)平臺，創(chuàng)建數(shù)字公路、智慧公路、平安公路、綠色公路、美麗公路。

一、總體框架設(shè)計

隨著時展，公路工程智慧養(yǎng)護體系被廣泛熟知，智慧養(yǎng)護主要包括車輛信息監(jiān)測系統(tǒng)、自動化檢測系統(tǒng)、重點工程監(jiān)測系統(tǒng)、危險源識別及預(yù)警系統(tǒng)等系統(tǒng)。高等級公路養(yǎng)護作業(yè)監(jiān)管平臺設(shè)計思路主要圍繞自動化、智能化、數(shù)字化、經(jīng)濟化、可視化。該平臺可分為養(yǎng)護模塊、檢測模塊、監(jiān)測模塊、維修加固模塊、安全管理模塊、可視化模塊及物資管理模塊等分項管理模塊，總體框架如圖1所示。通過該平臺可以完全了解所管轄公路，包括公路檔案管理、檢查記錄、檢測結(jié)果、維修日志、安全預(yù)警、快速維修等24小時在線實時掌握。圖1公路養(yǎng)護監(jiān)管平臺總體框架圖

（一）養(yǎng)護任務(wù)管理應(yīng)用

公路養(yǎng)護工作管理，包括路基路面養(yǎng)護、綠化植被養(yǎng)護、公路沿線排水設(shè)施養(yǎng)護、挖方及填方路基邊坡養(yǎng)護、重點橋梁及隧道養(yǎng)護、交通電力設(shè)施養(yǎng)護等內(nèi)容。公路養(yǎng)護任務(wù)管理，包括任務(wù)下發(fā)管理、任務(wù)進程管理、任務(wù)規(guī)檔管理，實現(xiàn)公路養(yǎng)護工作的全進程監(jiān)督與管理。

（二）智能檢測

隨著科技的發(fā)展，公路工程質(zhì)量檢測技術(shù)得到了飛速發(fā)展，檢測技術(shù)手段的發(fā)展由人工檢測發(fā)展到半自動化檢測，現(xiàn)在逐漸發(fā)展為全自動和智能化、數(shù)字化檢測。隨著檢測技術(shù)的發(fā)展，公路養(yǎng)護工作效率顯著提升，同時降低了公路養(yǎng)護的成本，自動化檢測、智能化檢測、數(shù)字化檢測技術(shù)是現(xiàn)代科技發(fā)展的必然趨勢。智能化檢測包括自動化智能無人機檢測，可以定時自動按照預(yù)先設(shè)定的路線巡航檢測，包括危險源普查、交通量調(diào)查等檢測內(nèi)容；自動化無人檢測車可按照預(yù)先設(shè)定的路線調(diào)查路面狀況，包括路面破損情況、路面兩側(cè)建筑物情況、路面行駛障礙物等狀況。智能化自動化檢測是基于攝影和模式識別技術(shù)的圖像檢測方法。它可以分解為兩個子系統(tǒng)，即圖像獲取子系統(tǒng)（數(shù)據(jù)采集）和圖像顯示及解釋子系統(tǒng)（數(shù)據(jù)處理）。圖像采集系統(tǒng)通過高分辨率攝影技術(shù)將公路損壞圖像記錄并存儲。數(shù)字化過程是將模擬圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為計算機能夠識別的數(shù)字化圖像數(shù)據(jù)，檢測過程中公路工程的損傷圖像可由設(shè)備直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字化形式呈現(xiàn)，并直接傳輸?shù)接嬎銠C內(nèi)存，再將處理結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫，供評價和決策使用。

（三）監(jiān)控監(jiān)測

針對橋梁、隧道等大型建筑物的在線實時健康監(jiān)測，建立基于“GIS+BIM”數(shù)字信息模型的數(shù)字橋梁、隧道在線管理平臺是公路工程養(yǎng)護發(fā)展的必然趨勢，可以全面、廣泛提高養(yǎng)護管理工作水平。公路工程內(nèi)特殊橋梁、隧道健康監(jiān)測是利用先進的科學(xué)技術(shù)手段，實時監(jiān)測橋梁、隧道的結(jié)構(gòu)狀況。通過這些監(jiān)測手段可以全面掌握該結(jié)構(gòu)的實時狀態(tài)，包括交通、結(jié)構(gòu)受力、環(huán)境等狀況，及時發(fā)現(xiàn)安全隱患，為橋梁、隧道養(yǎng)護工作提供可靠數(shù)據(jù)支持，同時還可以作為管養(yǎng)部門全面可靠的養(yǎng)護管理方案依據(jù)。“GIS（GeographicInformationSystem）地球信息系統(tǒng)+BIM（BuildingInformationModeling）模型+互聯(lián)網(wǎng)平臺”，可以實現(xiàn)發(fā)現(xiàn)異常結(jié)構(gòu)動態(tài)（損傷、故障等）、記錄結(jié)構(gòu)動態(tài)異常發(fā)生時間、指出表現(xiàn)異常的結(jié)構(gòu)的實際位置、量化發(fā)現(xiàn)的異常動態(tài)并評級、發(fā)出安全預(yù)警等功能。

（四）安全管理

安全管理包括施工準(zhǔn)備安全管理、施工過程安全管理及養(yǎng)護安全管理。安全管理貫穿整個工程進度，所以在公路養(yǎng)護工作過程中安全管理需要保持動態(tài)管理的原則。公路養(yǎng)護監(jiān)管平臺安全管理模塊包括安全教育視頻、安全規(guī)章制度、施工過程中關(guān)鍵環(huán)節(jié)安全注意事項、安全預(yù)警機制、緊急安全措施等秉承著“安全第一，預(yù)防為主”的原則服務(wù)管理養(yǎng)護部門。

（五）可視化展示

公路養(yǎng)護監(jiān)管平臺可視化是利用計算機系統(tǒng)與手機App系統(tǒng)實現(xiàn)人機交互。監(jiān)管平臺利用數(shù)據(jù)視覺技術(shù)、圖像處理技術(shù)、3D模型技術(shù)等為管養(yǎng)部門提供最直接、最精確、最真實的公路工程資料。公路養(yǎng)護監(jiān)管平臺可以為養(yǎng)護管理人員提供實時在線視頻、圖像、報表等資料展示，為公路工程管理人員全面掌握公路工程的相關(guān)信息提供直接的可視化窗口，更加方便快捷地為公路管理人員做出正確決策提供依據(jù)。

（六）物資管理

公路養(yǎng)護部門物資管理指所需物資的按需采購、計劃使用、安全儲備等環(huán)節(jié)，通過對物資的有效管理可以避免造成經(jīng)濟損失。該平臺的物資管理可以根據(jù)管理養(yǎng)護部門的生產(chǎn)需要，為管養(yǎng)部門的物資采購計劃提供合理的采購依據(jù)和參考，避免管養(yǎng)部門產(chǎn)生盲目采購行為而造成物料積壓，以及占用大量寶貴的流動資金和儲存空間，同時也避免了管養(yǎng)部門因采購物資不及時造成物料短缺而影響整個生產(chǎn)計劃，造成經(jīng)濟損失。合理利用該平臺物資管理模塊將發(fā)揮更大的經(jīng)濟效益。

二、發(fā)展趨勢

“科技是第一生產(chǎn)力”，當(dāng)今世界各種新科技、新技術(shù)、新材料、新知識層出不窮，并且在不斷更新。大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、云技術(shù)等新科技的發(fā)展，在公路養(yǎng)護管理領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展是必然的趨勢，創(chuàng)建以科技為基礎(chǔ)的智慧化公路、數(shù)字化公路是未來發(fā)展的重要方向。

（一）養(yǎng)護施工設(shè)備一體化、自動化

時代的發(fā)展和交通流量的增加，對養(yǎng)護施工提出了更高要求，施工設(shè)備的一體化、自動化，可以快速、高效地完成養(yǎng)護施工任務(wù)。

（二）公路養(yǎng)護智能化

智能化公路養(yǎng)護技術(shù)利用智能技術(shù)、信息采集及處理技術(shù)、機器人技術(shù)等實現(xiàn)智能化交通，包括信號燈、行車標(biāo)志、車輛信息、路面狀況等內(nèi)容。

（三）公路工程檢測的智能化

隨著公路檢測設(shè)備的發(fā)展，智能化檢測是檢測工作發(fā)展的必然趨勢。在不久的將來，公路檢測可以在養(yǎng)護管理監(jiān)管平臺上完成，只需要輸入幾個命令，智能化檢測設(shè)備包括機器人、無人飛機、衛(wèi)星遙感等便可以按照指令完成各項檢測工作，再通過信息數(shù)據(jù)匯總得出相關(guān)結(jié)論。

（四）實現(xiàn)預(yù)防性養(yǎng)護

現(xiàn)階段公路養(yǎng)護工作基本是事后養(yǎng)護，是發(fā)現(xiàn)病害、隱患后的養(yǎng)護工作，要實現(xiàn)預(yù)防性養(yǎng)護還需要一個發(fā)展過程，而實現(xiàn)這個目標(biāo)的關(guān)鍵就在于智能化檢測數(shù)字處理技術(shù)的發(fā)展。

三、結(jié)語

隧道智能化施工范文第2篇

關(guān)鍵詞：公路隧道工程；施工安全風(fēng)險；管理方案

1公路隧道工程施工現(xiàn)場安全管理現(xiàn)狀問題

1.1施工現(xiàn)場存在安全隱患公路隧道工程大多屬于地下工程，地下視覺條件相對較差，不易發(fā)現(xiàn)潛存的風(fēng)險，所處地理位置特殊，如果周邊地理結(jié)構(gòu)松動，就很容易出現(xiàn)坍塌問題。其次，地下工程空氣質(zhì)量相對較差，一旦某種有害氣體超標(biāo)或者泄漏，就很容易導(dǎo)致中毒和爆炸事故。

1.2公路隧道工程施工現(xiàn)場監(jiān)理制度不完善

和歐美企業(yè)相比，國內(nèi)監(jiān)理企業(yè)因為起步晚、發(fā)展遲緩而存在各種缺陷，不少監(jiān)理企業(yè)并未達到甲等資質(zhì)，內(nèi)部管理模式不完善，不能根據(jù)隧道工程安全施工標(biāo)準(zhǔn)要求構(gòu)建科學(xué)合理的監(jiān)理制度。

1.3施工安全管理技術(shù)落后

部分施工企業(yè)在開展隧道工程安全監(jiān)管工作的過程中依然使用傳統(tǒng)人工模式，未充分發(fā)揮智能監(jiān)控設(shè)備的作用，不僅安全監(jiān)督管理效率低下，需要投入大量的人工成本，而且很難及時發(fā)現(xiàn)安全風(fēng)險問題，無法杜絕施工隱患。

2隧道施工安全風(fēng)險與現(xiàn)場管理方案

2.1明確監(jiān)理企業(yè)安全監(jiān)督管理責(zé)任

優(yōu)化隧道工程施工安全風(fēng)險與現(xiàn)場管理方案，必須同步發(fā)揮施工企業(yè)和監(jiān)理企業(yè)的作用，明確監(jiān)理企業(yè)安全監(jiān)督管理責(zé)任，構(gòu)建科學(xué)可行的安全監(jiān)理制度，引入先進的安全施工技術(shù)，量化安全監(jiān)管流程，運用遠程監(jiān)控技術(shù)和智能化技術(shù)對施工現(xiàn)場進行全方位監(jiān)控。其次，監(jiān)理工程師須認(rèn)真查看隧道工程施工方案與施工圖紙，及時完善細節(jié)問題，確保施工方案的安全性和圖紙的精確性。另外，避免隧道工程在施工過程中出現(xiàn)安全隱患問題，監(jiān)理工程師須著重細化整個施工期間和驗收期間的安全監(jiān)督管理工作，配合施工企業(yè)嚴(yán)格檢驗施工材料與機械設(shè)備的安全質(zhì)量。另一方面，監(jiān)理企業(yè)應(yīng)注意引導(dǎo)全體監(jiān)理工程師全面提高自身的職業(yè)技能，依法履行工作職責(zé)。

2.2堅持施工風(fēng)險控制原則

從整體結(jié)構(gòu)來看，公路隧道工程施工風(fēng)險原則主要包括動態(tài)化控制原則、多維度控制原則和分級控制原則。其中，動態(tài)化控制原則是指公路隧道工程施工屬于一項動態(tài)作業(yè)，施工點并非一成不變，在施工作業(yè)中，會隨著施工進度和施工點的變化而產(chǎn)生不同的風(fēng)險因素，例如隔水層和圍巖區(qū)的施工風(fēng)險就不同。一般來講，隔水層在開挖過程中有時會出現(xiàn)大量的涌水問題，圍巖區(qū)如果處理不當(dāng)，就會導(dǎo)致因巖石松動而發(fā)生坍塌事故，所以，在施工風(fēng)險管控工作中，必須堅持動態(tài)化控制原則，根據(jù)施工環(huán)境、施工進度的變化采取相應(yīng)的預(yù)防措施。多維度控制原則主要是指在隧道施工中，要從多個方面來加強風(fēng)險預(yù)防工作。在正式施工前，施工企業(yè)應(yīng)全面考察施工范圍內(nèi)的氣候環(huán)境、水文條件與地質(zhì)結(jié)構(gòu)，準(zhǔn)確預(yù)測施工過程中可能會遇到的風(fēng)險和隱患，根據(jù)分析結(jié)果制定風(fēng)險控制對策。其次，要做好圍巖測量工作，科學(xué)劃分圍巖等級，針對不同等級進行采取相應(yīng)的測量方式。如果發(fā)現(xiàn)圍巖結(jié)構(gòu)并未達到穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)要求，就不能直接進行挖掘，需要采取支護措施，以免隧道在施工中出現(xiàn)巖石坍塌事故。分級控制原則是指在公路隧道工程施工中將風(fēng)險等級分為低度等級、中度等級、高度等級和極高等級，相比而言，低度等級大多在風(fēng)險可控范圍之內(nèi)，一般無須采用處理措施，只需要借助智能化技術(shù)進行監(jiān)控以便于發(fā)現(xiàn)異常情況。中度風(fēng)險在可控范圍內(nèi)，需要采用較為簡單的相關(guān)技術(shù)進行控制。高度風(fēng)險存在高危險性，對此需要采取專業(yè)處理措施，進行全方位監(jiān)控，同時要確保風(fēng)險控制成本不高于風(fēng)險本身所造成的損失。極高風(fēng)險帶有突發(fā)性和不可避免性，例如在隧道施工中有時需要用炸藥進行爆破，而爆破過程中難免會誘發(fā)爆炸、坍塌、山崩、滑坡等高危風(fēng)險，對于這種風(fēng)險，應(yīng)盡力避免，同時，要綜合運用各種科學(xué)技術(shù)方法控制風(fēng)險，在此環(huán)節(jié)，無須考慮風(fēng)險控制成本。

2.3把握好水平桿的角度

水平桿在公路隧道工程施工中發(fā)揮的作用至關(guān)重要，在施工過程中，必須把握好水平桿的角度，在設(shè)置縱向水平桿的過程中，要將其安置在立桿內(nèi)側(cè)。目前，縱向水平桿的接長方式有兩種：對接口連接和搭接。無論是采用哪種接長方式，均需滿足兩項基本規(guī)定：第一，交錯布置縱向水平桿的對接扣件，不要把兩根相鄰縱向水平桿的接頭設(shè)置在同步或同跨內(nèi)，確保不同步或不同跨的兩個相鄰接頭水平方向所錯開的距離不低于50mm。第二，搭接長度不能小于1m，應(yīng)該將等間距設(shè)置在3個旋轉(zhuǎn)扣件并進行固定，端部扣件蓋板邊緣至搭接縱向水平桿桿端得距離不應(yīng)小于100mm。此外，對于橫向水平桿，必須為主節(jié)點處安置一根橫向水平桿，同時，主節(jié)點處兩個直角扣件之間的中心距不能超過150mm。與此同時，要將雙排腳手架靠墻一端的外伸長度控制在0.4L和500mm以內(nèi)。另一方面，對于非主節(jié)點處的橫向水平桿，須按照支撐腳手板的等間距進行設(shè)置，間距不得超過縱距的1/2。此外，在立桿接長過程中，除了頂層頂步以外，其他各層與各步接頭均需要采取對接扣件進行連接。而且，對接和搭接應(yīng)符合三項標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：第一，交錯布置立桿上的對接扣件，不要把兩根相鄰立桿的接頭設(shè)置在同步區(qū)域內(nèi)，而且，對于同步內(nèi)相隔一根立桿的兩個相隔接頭，要將它們在高度方向所錯開的距離控制在500mm以上。第二，各接頭從中心到主節(jié)點的距離必須小于步距的1/3。第三，要將搭接長度控制在1m以內(nèi)，在雙管立桿中，副立桿的高度不能少于三步，鋼管的長度不得少于6m。

2.4科學(xué)搭建隧道內(nèi)部腳手架

在搭建隧道工程腳手架之前，施工技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)真編制所有與施工方案相關(guān)的資料，確保腳手架懸挑梁平面定位圖、側(cè)面示意圖和各種參數(shù)的精確度，準(zhǔn)確核算懸挑梁和錨固件的受力指數(shù)，然后，將所有資料提交給施工企業(yè)技術(shù)管理人員負(fù)責(zé)審批。其次，在選用和組裝懸挑架結(jié)構(gòu)的過程中，技術(shù)人員應(yīng)該將腳手架一端的荷載統(tǒng)一轉(zhuǎn)移到底部形成剛性框架，對于懸挑架，必須選用型鋼材料制作而成的，與此同時，應(yīng)結(jié)合懸挑架的荷載參數(shù)以及懸挑的具體長度進行精挑細選，切忌選用腳手架鋼管充當(dāng)主挑梁。此外，需要注意的是，在采用槽鋼做挑梁時必須做好防側(cè)彎工作。再次，在組織懸挑梁時，必須將其平整擱置于梁板面之上進行錨固。同時，要注意將懸挑腳手架的立桿底部安置在非常牢固的區(qū)域，并加以固定，以此避免底部產(chǎn)生位移。另一方面，在懸挑梁外端設(shè)置鋼絲繩的過程中，需要對絲繩進行反拉，要將反拉鋼絲繩和懸挑梁的夾角控制在60°以上，而且，反拉鋼絲繩的過程中，必須和周邊隧道結(jié)構(gòu)進行錨固，避免腳手架松動。同時，要注意將腳手架底層的步距控制在2m以內(nèi)，必須將立桿和連墻件以及隧道工程進行穩(wěn)固連接，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求控制連墻件之間的距離。除此之外，所設(shè)置的腳手板層數(shù)不能大于施工方案所設(shè)計的層數(shù)，要鋪滿腳手板并進行綁扎牢固，避免出現(xiàn)探頭板，同時要科學(xué)設(shè)置≥180mm的擋腳板，為作業(yè)層加設(shè)好防護欄桿。

2.5做好公路隧道工程施工風(fēng)險評估工作

全面做好公路隧道工程施工風(fēng)險評估工作，必須量化施工風(fēng)險評估流程，依次做好隧道工程施工風(fēng)險識別、施工風(fēng)險評價、施工風(fēng)險決策與施工風(fēng)險控制工作。其中，隧道工程施工風(fēng)險識別是整個風(fēng)險評估工作的基礎(chǔ)，工程管理人員應(yīng)聯(lián)合監(jiān)理工程師以及全體施工技術(shù)人員認(rèn)真分析已有的信息與潛存風(fēng)險，準(zhǔn)確識別各種風(fēng)險因素，判斷施工風(fēng)險所造成的影響，并將分析判斷結(jié)果納入施工風(fēng)險評估系統(tǒng)中。施工風(fēng)險評價工作與風(fēng)險識別工作緊密銜接，該項工作能夠根據(jù)已經(jīng)識別的風(fēng)險因素及其影響評價出各種風(fēng)險的危害程度與危害范圍，使施工風(fēng)險評價體系更為健全。在具體評價工作中，工程管理人員會聯(lián)合監(jiān)理工程師、設(shè)計師和施工專業(yè)技術(shù)人員綜合采用核對表法、專家調(diào)查法、情景分析法、層次分析法和人工智能網(wǎng)絡(luò)法來分析、判斷和評價施工風(fēng)險因素，構(gòu)建風(fēng)險系統(tǒng)與施工風(fēng)險管理模型，準(zhǔn)確核算風(fēng)險分布概率。施工風(fēng)險決策工作通常與施工方案設(shè)計工作同步進行，在設(shè)計施工方案的過程中，工程管理人員會綜合考慮各種風(fēng)險因素，將風(fēng)險應(yīng)對方案納入施工方案之中。施工風(fēng)險控制工作是公路隧道工程施工風(fēng)險評估工作的最后環(huán)節(jié)，也是頗為重要的環(huán)節(jié)。通常，在施工開展之前以及施工初期，工程管理人員已經(jīng)制定了一系列風(fēng)險控制方案，然而，公路隧道工程施工是一項動態(tài)作業(yè)，風(fēng)險不是一成不變的，對此，需要做好風(fēng)險再評估工作，針對具體風(fēng)險采取專業(yè)控制措施，從而將施工風(fēng)險所帶來的損失降到最低。

3結(jié)語

綜上所述，確保隧道工程項目施工的順利竣工，避免出現(xiàn)施工安全風(fēng)險問題，施工企業(yè)應(yīng)堅持動態(tài)化控制原則、多維度控制原則和分級控制原則，健全施工現(xiàn)場監(jiān)管機制，把握好水平桿的角度，科學(xué)搭建隧道內(nèi)部腳手架，充分借助智能化設(shè)備做好施工現(xiàn)場全方位監(jiān)控工作，量化施工風(fēng)險評估流程，依次做好隧道工程施工風(fēng)險識別、施工風(fēng)險評價、施工風(fēng)險決策與施工風(fēng)險控制工作。

參考文獻

[1]楊程鐘.淺議公路隧道施工安全風(fēng)險管理[J].價值工程，2019，38（13）：38-41.

隧道智能化施工范文第3篇

關(guān)鍵詞：隧道照明；節(jié)能控制技術(shù)；按需照明

隨著《浙江省創(chuàng)建綠色交通省實施方案》（簡稱《方案》）的出臺，我省全面開啟“綠色交通省”建設(shè)，要求我省交通能源單耗和碳排放強度明顯下降。隧道照明能源占運營能耗的50%以上，據(jù)統(tǒng)計和推算，隧道照明能耗有70%左右浪費在“過度照明”上。采用節(jié)能技術(shù)減少無效耗能，實現(xiàn)“按需照明”已成為迫切需求。本項目通過研究隧道照明智能調(diào)光系統(tǒng)，在提升隧道行車安全的同時實現(xiàn)“按需照明”，具有廣泛的推廣價值，同時項目試點實施成功，將具有極強的示范性和可操作性，為隧道照明安全節(jié)能改造及新建隧道機電設(shè)計提供參考案例，從而有效推動隧道營運安全與智慧節(jié)能發(fā)展。

1 隧道照明節(jié)能管理的現(xiàn)狀與對策

目前，節(jié)能管理的現(xiàn)狀是普遍由專人負(fù)責(zé)照明管理，根據(jù)不同時段和環(huán)境，主觀決定燈具開關(guān)數(shù)量和方式。這種控制系統(tǒng)通過亮度檢測器檢測洞外實際亮度，操縱燈具開關(guān)，能對燈具工作狀態(tài)進行有效管理，使隧道照明滿足《公路隧道照明設(shè)計規(guī)范》要求，為駕駛員提供良好的視覺環(huán)境，在合理范圍內(nèi)關(guān)閉不必要照明燈具，節(jié)約運營成本，通過增加或減少照明回路達到節(jié)能的目的。然后，這種控制方式極易產(chǎn)生過度照明或照明亮度不足等不合理現(xiàn)象，操作人員在監(jiān)控中心無法實時掌握各個管轄隧道的交通量、天氣環(huán)境、隧道內(nèi)外亮度、平均車速等信息，憑經(jīng)驗按回路開關(guān)燈具，為了隧道內(nèi)亮度達標(biāo)，往往多開燈具，造成了能源浪費。另一方面，由于傳統(tǒng)隧道照明大多采用高壓鈉燈，為了增加隧道內(nèi)亮度分級，往往采用8回路以上設(shè)計，電纜重復(fù)敷設(shè)，成本高。

為解決上述管理中出現(xiàn)的問題，通過調(diào)研相關(guān)行業(yè)的智能隧道照明節(jié)能控制經(jīng)驗，顧及隧道照明的既有設(shè)計規(guī)范和原則、施工養(yǎng)護特點、現(xiàn)有控制手段，在研究對象隧道常年平均交通量、不同時段平均交通量和車輛通過的平均速度、不同季節(jié)不同時間段隧道口外亮度、常年通過的主要車型、隧道內(nèi)異常狀況，利用LED隧道燈可調(diào)光的特有性能，設(shè)計智能化的隧道照明節(jié)能控制系統(tǒng)，達到隧道“按需照明”的目的，有效降低交通能源消耗，保護環(huán)境。

2 項目試點實施

本項目實施試點隧道為溫州繞城高速公路北線--江北嶺隧道右線，試點改造內(nèi)容主要是隧道照明智能調(diào)光節(jié)能改造，隧道基本情況詳見表1。

根據(jù)新行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路隧道照明設(shè)計細則》（JTG/T D70/2-01-2014），隧道照明節(jié)能控制器結(jié)合洞外亮度、交通量、設(shè)計速度、供電電源、天氣條件、光源特性、隧道線型等因素，同時具備正常和異常交通工況的控制功能，采用智能控制為主、手動控制為輔的控制方式。智能控制方式是在自動控制方式的基礎(chǔ)上，采用短時交通流預(yù)測理論，實現(xiàn)隧道內(nèi)照明設(shè)施動態(tài)調(diào)光控制，達到安全、舒適、高效、節(jié)能的照明效果，體現(xiàn)綠色照明、“按需照明”的理想設(shè)計目標(biāo)。隧道加強、基本（含應(yīng)急）照明燈具全部采用節(jié)能、環(huán)保、顯色性好的LED燈具，并配備與LED 壽命相適應(yīng)的高質(zhì)量、長壽命恒流驅(qū)動電源，同時配備有模擬無級調(diào)光功能，調(diào)光輸入信號為0～5V，亮度調(diào)整范圍為0%～100%。隧道內(nèi)照明燈具采用兩側(cè)對稱布置方式，燈具安裝高度離地面為6.1m。

2.1 外場設(shè)備基礎(chǔ)制作

包括照度儀基礎(chǔ)、微波車檢基礎(chǔ)，通過前期的基坑開挖、置模、地籠預(yù)埋、混凝土澆筑、養(yǎng)護等工序，設(shè)備基礎(chǔ)。

2.2 照明控制系統(tǒng)施工

照明控制系統(tǒng)主要由照明PLC和電力載波設(shè)備組成。照明PLC是系統(tǒng)核心部件，采集實時洞外照度信息、車流量信息，經(jīng)內(nèi)部運算及模型匹配后，向電力載波主機輸出調(diào)光指令。電力載波主機載波分控間通信采用光纖傳輸，減少線路干擾；載波分控與載波模塊間，加入過濾器，用于消除供電電路中的諧波干擾。

隧道照明智能調(diào)光系統(tǒng)包括現(xiàn)場采集設(shè)備、照明控制主機和LED調(diào)光控制設(shè)備，照明控制主機通過控制總線連接地磁車檢器、微波車檢器、雙照度儀等現(xiàn)場采集設(shè)備，采集隧道內(nèi)交通量、平均車速、平均車距以及洞外亮度，通過電力載波主機連接各個單燈控制器，采集各LED燈具實時狀態(tài)，控制亮度輸出，并設(shè)置緊急手動控制模式，避免因系統(tǒng)故障導(dǎo)致隧道照明失控。通過在控制柜內(nèi)安裝光纖485傳輸模塊，載波主機與載波分控建立數(shù)據(jù)連接，實時采集分控下端各載波模塊工作狀態(tài)，PLC通過從載波主控讀取數(shù)據(jù)對隧道內(nèi)各燈具狀態(tài)進行監(jiān)控。最后，通過PLC以太網(wǎng)通信模塊進行通訊，以太網(wǎng)網(wǎng)口接入隧道工業(yè)以太自愈環(huán)網(wǎng)交換機系統(tǒng)，將采集到的數(shù)據(jù)通過傳送到終端服務(wù)器。以直觀方式查看隧道內(nèi)聲光設(shè)備等運行狀態(tài)，并可以發(fā)送指令控制遠端設(shè)備狀態(tài)。以此實現(xiàn)實時遠程智能化監(jiān)控隧道照明系統(tǒng)。系統(tǒng)的核心部分是隧道節(jié)能控制器中央處理器，設(shè)計了電源管理模塊、視頻監(jiān)控模塊、紅外傳感模塊、雷達傳感模塊、回路控制輸出模塊、232接口模塊、通訊模塊、485接口模塊、微波傳感模塊光照傳感模塊，共同組成隧道照明安全高效節(jié)能控制系統(tǒng)架構(gòu)。針對系統(tǒng)架構(gòu)，項目組做了詳細設(shè)計，在設(shè)計方面，采用強電、弱電分離方式，避免了強電對弱點的干擾。具體隧道照明高效節(jié)能控制器結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

3 項目總結(jié)

試點實施完成后分別采集了江北嶺隧道雙洞的照明數(shù)據(jù)，其中左洞沒有進行LED燈改造，采用高壓鈉燈為光源；左洞則是實施了智能照明改造，采用LED燈具為光源。對連續(xù)幾周的數(shù)據(jù)進行分析比較，改造后綜合節(jié)能率達到65%左右。本次試點改造是在原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上新增設(shè)備及管理軟件，試點改造基本滿足實際應(yīng)用，但仍無法避免一些問題，如系統(tǒng)平臺有部分功能重疊，銜接不夠緊密，增大了監(jiān)控人員的操作難度；現(xiàn)場施工有一定難度與風(fēng)險，改造實施成本較高，作為典型模式推廣有一定難度。建議在后期推廣中著重針對新建隧道，在設(shè)計階段作為整體方案統(tǒng)籌考慮。

參考文獻

[1]宋白樺，李鴻，賀科學(xué).公路隧道照明的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].湖南交通科技，2005（1）.

隧道智能化施工范文第4篇

關(guān)鍵詞：紅黏土；風(fēng)險分析；系統(tǒng)分析； 新九燕山隧道

Abstract: the risk management is the management of tunnel construction is an important part. Many factors influence the risk of tunnel, for different tunnel, the type of risk and risk of size also differ in thousands ways. The red clay is one kind has the dilatability clay. This article in view of the new nine red clay period of yanshan tunnel, the system analysis method, the construction risk factors identification, and the red clay tunnel risk factors for the qualitative and quantitative analysis, risk control for tunnel construction to provide the basis.

Keywords: red clay; Risk analysis; System analysis; New nine yanshan tunnel

中圖分類號：U455文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：

前言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，風(fēng)險管理日益成為企業(yè)管理的重要組成部分。隧道及地下工程是一個投資大、工期長、專業(yè)多、涉及面廣的復(fù)雜系統(tǒng)工程。在這些項目的規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)和運營過程中，還會存在許多不確定和不可預(yù)見因素，使得隧道工程在安全性方面面臨著風(fēng)險。對于這些項目進行完善和系統(tǒng)安全風(fēng)險管理，可以預(yù)見可能出現(xiàn)的危險和災(zāi)害，從而采取有效的預(yù)防和控制措施。

現(xiàn)行的風(fēng)險評估理論和風(fēng)險評估技術(shù)主要集中在基于不確定性理論、概率及數(shù)理統(tǒng)計、模糊數(shù)學(xué)、決策理論等多種理論的定性分析、定量分析,及定性分析和定量分析相結(jié)合的方法等。例如:定性分析,有HAZOP(Hazard and Operability) 分析、FMEA(Failure Mode & Effect Analysis) 等方法;定量分析,有故障樹/ 事件樹分析、層次分析法(AHP) 、概率風(fēng)險評估(Probabilistic Risk Assessment2PRA) 等方法;介于兩者之間的方法,如FRR(Facility Risk View) ;另外,風(fēng)險評估的理論和評估技術(shù)正在將模糊控制、人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和系統(tǒng)工程中的智能化技術(shù)引入風(fēng)險評估,以使風(fēng)險評估向智能化的動態(tài)系統(tǒng)評估的方向發(fā)展。但這些方法在分析的深度,廣度上都是不一樣的,提供的信息量也都不一樣,因此,選用合理的方法十分重要。

目前,對隧道及地下工程的風(fēng)險評估工作還停留在簡單的定性和定量評估水平上。在國內(nèi)、外還沒有具體針對地鐵工程項目進行風(fēng)險評估的方法、模型和體系,絕大部分問題(如工程項目的決策風(fēng)險、投資風(fēng)險、設(shè)計風(fēng)險、施工風(fēng)險及運營風(fēng)險的評估等多個方面的問題) 的研究,還幾乎沒有展開或尚處于認(rèn)識和初步研究階段。對地鐵工程的風(fēng)險評估,還僅限于在可行性研究報告中的定性分析和少量的定量分析,還不能對地鐵工程進行全面系統(tǒng)的定量分析,還沒有合理的和完整的評估體系、評估模型和評估方法。

本文針對新九燕山隧道紅黏土段，采用系統(tǒng)分析方法，對紅黏土隧道風(fēng)險進行分析，提出了施工中風(fēng)險因子的控制方法，為隧道風(fēng)險控制提供依據(jù)。

2 工程概況

新九燕山隧道是包西鐵路二線（包頭~西安）控制性工程，全長9353米，隧道起訖里程DK514+049～DK523+402。位于延安市南川河與勞川河上游分水嶺處的勞山川右岸黃土梁峁區(qū)，隧道于三十里鋪一溝左側(cè)進洞，下穿即有線西延鐵路洪市溝二號隧道，再穿過九燕山分水嶺從前黃土溝出洞，地面高程一般為1158～1335m。隧道進口基巖，山坡表層沖溝發(fā)育，地表植被較發(fā)育。隧道最大埋深210m，一般埋深34～80m。DK521+177~DK523+397段洞身位于上第三系紅黏土地層，紅色黏土巖為中等紅黏土。含較多疆石結(jié)核層富水，受地下水浸泡，對隧道工程影響較大，工程性質(zhì)較差。

隧道經(jīng)過區(qū)出露主要地層為，第四系全新統(tǒng)坡積砂質(zhì)黃土、上更新統(tǒng)風(fēng)積砂質(zhì)黃土、中更新統(tǒng)風(fēng)積黏質(zhì)黃土，上第三系紅黏土，及侏羅系頁巖夾砂巖。其中紅黏土分布于隧道洞頂及隧道洞身中，土層厚度約10～50m，棕紅色，土質(zhì)較均一，以黏粒為主，夾較多姜石及黑色斑質(zhì)物，黏性較好。Ⅲ級硬土。

地下水類型主要為第四系孔隙潛水和基巖裂隙水。第四系孔隙潛水又分兩種：一種分布于小溝及河流的地下水類型主要為第四系孔隙潛水和基巖裂隙水。第四系孔隙潛水又分兩種：一種分布于小溝及河流的各級階地上，以砂類土及碎石類土透鏡體層為含水層，接受河流和大氣降水補給，水量較豐富，埋深較淺；另一種賦存于黃土孔隙和裂隙中的地下水，經(jīng)黃土孔隙下滲至相對隔水的老黃土、紅黏土或基巖面上，以下降泉和面狀滲滴排泄，水量較小，埋藏隨黃土層厚度而變化，大氣降水是其補給源。該地下水是造成黃土山坡變形的重要條件之一。

主要的工程措施為，拱墻、仰拱：C30鋼筋混凝土；噴混凝土：C25噴射混凝土；鋼筋網(wǎng)：HPB235鋼筋，直徑16；錨桿： 拱墻采用22砂漿錨桿。施工方法采用上下斷面法施工。

3 紅黏土隧道風(fēng)險因素識別

3.1 地質(zhì)風(fēng)險

紅黏土特殊地質(zhì)

紅黏土特性是紅黏土隧道施工特殊風(fēng)險產(chǎn)生的根本原因。影響紅黏土膨脹率和強度的因素很多，主要有：紅黏土的礦物成分和化學(xué)成分百分比；紅黏土的結(jié)構(gòu)特征；紅黏土的含水量等。同時膨脹圈的厚度也會影響紅黏土隧道風(fēng)險的大小。

不良地質(zhì)

隧道經(jīng)過斷裂帶、破碎帶，隧道地表，特別在淺埋段如出現(xiàn)地裂、地溝等地質(zhì)現(xiàn)象。這些不良地質(zhì)會降低圍巖的等級，也會為雨水下滲提供條件。

地下水

水對于紅黏土性能的影響特別大，是重要的風(fēng)險因子。地下水和下滲的雨水都會給紅黏土隧道帶來巨大的危害。

3.2 設(shè)計風(fēng)險

隧道的長度和埋深

隧道的長度和埋深對紅黏土隧道特殊風(fēng)險具有一定的影響，但影響較小。

支護參數(shù)

紅黏土隧道的變形會比普通隧道大，如何保證隧道施工安全、隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定是支護參數(shù)確定的關(guān)鍵因素。

隧道智能化施工范文第5篇

關(guān)鍵詞 LED燈；高速公路；隧道

中圖分類號U41 文獻標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2013）88-0131-02

我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展帶動了交通需求的劇增，進而促進了高速公路建設(shè)的進程。高速公路之所以能夠達到高速要求，很大程度因為它采取的是最短距離的路徑，在遇到山嶺的時候，不需要翻山越嶺而是直接開通隧道。因此隧道在高速公路建設(shè)中占有很大比重。在后期的高速公路運營中，隧道照明也在總運營費用中占據(jù)了高比例。而目前我國的道路照明設(shè)備主要是金屬鹵素?zé)襞c高壓鈉燈。它們的使用壽命低、耗電量大、嚴(yán)重污染環(huán)境。

而在我國提出節(jié)約型環(huán)保型社會建設(shè)的宏觀理念以后，照明設(shè)備中的環(huán)保先驅(qū)LED燈應(yīng)運而生，以其體小量輕、顯色性與調(diào)光性能高、電壓驅(qū)動低、使用壽命長、光衰小、便于智能操作、環(huán)保節(jié)能、無輻射的巨大優(yōu)勢，成為了隧道照明系統(tǒng)新的關(guān)注焦點。接下來，本文就分別以鎮(zhèn)勝高速和納黔高速為例，探討LED燈在隧道照明中的應(yīng)用及其發(fā)展趨勢和前景。

1 鎮(zhèn)勝高速LED燈隧道應(yīng)用

由于貴州省多山的地理特征，其高速公路建設(shè)中有眾多的長大隧道。為了保證隧道行車的安全，其照明系統(tǒng)必須長期保持高效能運作，這就勢必會產(chǎn)生很大的能耗，給經(jīng)濟帶來沉重負(fù)擔(dān)。應(yīng)用節(jié)能環(huán)保的LED燈以取代傳統(tǒng)燈具就成為其發(fā)展必行之路。

在我國最早應(yīng)用LED燈照明的貴黃高速苗東沖隧道運營中，盡管LED燈達到了一定的環(huán)保節(jié)能功效，但總體照明效果尚且比不上高壓鈉燈。這一次的探索和嘗試為LED燈在貴州省高速隧道的廣泛應(yīng)用提供了有益經(jīng)驗。鎮(zhèn)勝高速的黃果樹隧道便是其中之一。

黃果樹隧道是長大隧道，需要大規(guī)模的LED燈照明。在施工中，選取了比以往的LED燈更為先進的新型LED燈具，提高了光衰、光效等關(guān)鍵指標(biāo)，并針對隧道的具體環(huán)境特征對燈具的結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化，在布設(shè)、照明控制、供電回路等方面也調(diào)整了LED燈的性能，改進了配電與監(jiān)控系統(tǒng)。最終達到了照明效果優(yōu)于傳統(tǒng)照明工程，且環(huán)保節(jié)能的目的。

在選擇LED燈時，光效、均勻度、散熱條件、使用壽命等方面都十分考究。盡管在建設(shè)成本投入方面，比傳統(tǒng)照明系統(tǒng)投入大，但在運營成本方面，卻發(fā)揮了巨大效益。綜合考慮了建設(shè)成本投入與五年為期的運營成本，采用LED燈照明可以節(jié)約近兩百萬的費用，經(jīng)濟效益大。

2 納黔高速LED燈隧道應(yīng)用

處于橫斷山脈附近的四川省在其高速公路建設(shè)中，也遇到了大量長大隧道照明的問題。在納黔高速敘嶺關(guān)隧道建設(shè)中，高壓鈉燈被LED照明燈所取代。

首先，考慮到的是應(yīng)急照明的節(jié)能控制問題。針對EPS的應(yīng)急照明電源在應(yīng)急狀態(tài)下以逆變方式供電給應(yīng)急燈的特點，對LED燈與傳統(tǒng)照明燈進行了比較，結(jié)果表明，在不考慮功率因素條件下，LED燈的應(yīng)急照明就能夠在節(jié)省電流5%左右。若是考慮功率問題，其節(jié)電效益更高。

其次，選擇了亮度自適應(yīng)的LED隧道照明控制技術(shù)。在傳統(tǒng)照明系統(tǒng)中，依靠固定級別分類預(yù)先設(shè)置開關(guān)燈具組來節(jié)電。這一方式并不科學(xué)，對亮度、均勻度、閃爍頻率都有影響，單靠天氣等級來定級過于死板武斷，且傳統(tǒng)燈具重新開啟要經(jīng)歷一個由暗變亮的亮度變化過程，這不是一下子就能完成的。這些都受到傳統(tǒng)隧道燈具自身特性的限制，并不是依靠外部力量可以解決的。而在此方面，LED燈啟動快、調(diào)光好的特點就在自適亮度系統(tǒng)中得到了充分發(fā)揮，摒棄了人工識別天氣的主觀偏差，選擇了科學(xué)測量亮度變化，實現(xiàn)了連續(xù)及時的LED燈亮度調(diào)節(jié)。

在經(jīng)濟效益方面，同其他LED應(yīng)用隧道照明一樣，成本高于傳統(tǒng)燈具，但在節(jié)能運營方面具有巨大優(yōu)越性，遠遠彌補了成本多投入的部分。長遠來看，經(jīng)濟效益巨大。同時，它可以大量減少廢棄排放和能源損耗，有著重要的環(huán)保價值和社會效益。

3 LED燈隧道照明發(fā)展趨勢

盡管LED燈隧道照明有著無比的優(yōu)越性，但受限于較高的成本因素，還沒有得到全面的推廣。然而，從以上兩個應(yīng)用實例來看，LED燈隧道照明的發(fā)展趨勢主要有3個方面：

1）科學(xué)化

從最開始的LED燈照明效果尚不如傳統(tǒng)燈具，至達到同樣的照明效果，同時節(jié)能減排，再到整體效益遠遠超過傳統(tǒng)燈具這樣一個發(fā)展變化的過程中，科學(xué)方法、科學(xué)技能、科學(xué)成品的影子處處可見。我們有理由相信，在其往后的發(fā)展過程中，科學(xué)依然會是最大的推動力。LED隧道照明系統(tǒng)也會越來越科學(xué)化、合理化。在科技推動下，LED燈具的成本也會有所下降。LED燈會越來越適應(yīng)于人們的生產(chǎn)生活，受到更多人的青睞和重視。

2）智能化

智能時代的到來，對人們生活的方方面面都起到了巨大的服務(wù)作用。LED隧道照明系統(tǒng)的智能時代，盡管還有很多的難題，但已經(jīng)看到了曙光。智能化既是環(huán)保型科技型社會發(fā)展的必然要求，也是LED燈隧道照明系統(tǒng)發(fā)展的必然歸宿。智能化的LED照明系統(tǒng)不僅能夠減少人工偏差，減小勞動強度，提高工作效率；而且在節(jié)能減排方面也能夠更好地發(fā)揮效能。

3）實踐化

任何的新型器具想要發(fā)展都必須依靠不斷的實踐。LED燈隧道照明也要在不斷的實踐過程中，不斷完善，最終發(fā)揮最大的效能。這不再是一項實驗室研究，它的優(yōu)缺點也會在不斷地實踐過程中被更全面地挖掘出來，發(fā)揮其優(yōu)勢，改善其缺陷。LED燈的廣泛應(yīng)用促進其實踐化進程，同時實踐化的趨勢也會促進其被廣泛應(yīng)用。這是LED燈在高速公路隧道中的應(yīng)用發(fā)展的必然趨勢。

4結(jié)論

在環(huán)保型、科技型社會的宏觀指導(dǎo)之下，LED燈在高速公路隧道照明中有著傳統(tǒng)燈具不可比擬的優(yōu)越性，適應(yīng)了社會發(fā)展的需求和人們生活的需求。它為我國節(jié)能減排提供了良好的示范作用，有著巨大的發(fā)展前景。但目前由于科技限制，LED燈的成本仍然較高，直接阻礙了其推廣效果。要想促進LED燈在更多的高速公路隧道中發(fā)揮巨大效益，控制和降低其成本就成了關(guān)鍵問題。隨著科技的進一步發(fā)展，LED燈的成本會得到有效控制，它的市場前景也會更加廣闊。將來的高速隧道照明系統(tǒng)，必然會成為LED燈具的天下。

參考文獻

[1]徐延軍，凌揚.LED燈在鎮(zhèn)勝高速公路隧道照明中的節(jié)能應(yīng)用[J].交通環(huán)保，2010（4）.

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