地铁隧道施工风险预警系统研究毕业论文

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1、地铁隧道施工风险预警系统研究摘要: 通过对地质信息、施工信息和监测信息的获取与分析，以风险评估理论为基础，以模糊数学综合评判法为手段，对地铁施工的风险进行综合预测预报，并及时反馈。关键词: 地铁隧道施工风险评估预警系统引言:隧道工程建设中,信息化设计与施工是隧道工程建设的重要技术手段。信息化设计与施工利用初步勘查得到的地质资料,采取数值模拟技术、理论计算和经验类比方法确定初步的设计方案,通过施工现场监测获得地质资料、围岩力学动态、支护工作状态的有关数据以及施工技术信息,反馈于设计和施工,从而选择和修正开挖、支护参数,使隧道的建设达到优化。与地面工程不同的是,隧

2、道的勘察、设计、施工等环节允许有交叉、反复。由于拟建隧道线上不能布置钻孔,所以工程地质勘察钻孔均沿隧道线外侧布置,隧道轴线工程地质纵剖面图中所有勘察孔均为由隧道外侧垂直投影到隧道轴线上的投影孔,所以钻孔揭示的地层岩性界线和溶洞发育实际位置并不一定就位于隧道范围内,这样勘察的地质情况就可能与实际的地质情况不相符。如果在隧道施工过程中发现不良地质现象,给工程的安全造成隐患,可能造成一定的经济损失。为了保证在隧道施工时的安全和高效,研究和设计隧道施工风险预警系统,及时将隧道施工地质情况反馈给设计和施工单位就显得越来越重要。绪论自十一五以来，我国加大了基础设施的建设力

3、度，铁路、公路的建设规模逐步加大，路线逐渐由平原、微丘向山区、高原挺进。隧道、桥梁等结构物占线路的比重越来越大，长、大型隧道越来越多。隧道的施工不同于路基、桥涵等工程，其不可预见因素太多，其施工中遇到的安全隐患也是最多的。近几年，在隧道的施工中时有崩塌、涌水涌泥、瓦斯爆炸等安全事故的发生。国家安监总局、铁道部、交通部等部门联合或单独均下文针对隧道施工安全管理措施进行过规定并提出具体指导意见。并要求各项目业主和施工单位多利用科技手段，信息化工具加强施工安全的管理，提高人员的安全防范意识。隧道施工安全管理系统：隧道施工人员定位子系统、隧道施工视频监控子系统、隧道逃

4、生声光报警子系统。系统利用计算机技术、网络技术、信息技术、视频技术将隧道施工安全和工程管理紧密的结合在一起，把声音、图像、数据、三种类型的信息，集成为一个可以实现远程监测、数据分析、调度指挥的隧道施工和安全智能管理平台。依靠声音、图像、数据分析，在隧道建设过程中进行全方位监控，全天候预警，上下联动，管控一体，实现施工和安全管理的科学化、智能化、信息化目标。1 预警系统设计思路为了便于进行隧道施工中信息的及时传递交流，利用网络平台(如网站、腾讯QQ或飞信等即时通讯平台)建立一个施工风险预警系统，随时向业主、监理单位、设计单位和施工单位提供地质咨询。本文所设计的隧

5、道施工风险预警系统包括3个子部分:信息采集、施工风险评估、信息反馈预警(如图1所示)。1)信息采集包括地质信息采集、施工信息采集和监测信息采集。地质编录作为隧道施工地质信息采集的主要方法之一，通过了解掌子面围岩的工程地质、水文地质状况，进而推断出掌子面前方的施工地质条件，为后续施工提供合理的施工方案。通过施工信息和监测信息采集，获得科学数据，进行整理分析，掌握隧道施工、围岩动态、支护结构的工作状态以及周边环境状态，修正设计支护参数和开挖方案。隧道施工人员定位子系统由读卡器、芯片、软件系统三部分组成。洞内安装读卡器，位置分别为距洞口和距掌子面相应位置。系统的核心

6、动态显示功能：任一时间查询并显示某个区域人员的身份、数量和分布情况。查询一个或多个人员现在的实际位置、活动轨迹。2)选用模糊数学综合评判法对施工风险进行评估，为了保证计算结果的准确性和节省时间，将模糊数学计算过程用Java语言编写出专门的一个操作简捷易懂的计算程序。根据风险评估的结果，参照警度判断表，及时做出信息的反馈和风险的预警。3)信息反馈预警包括信息反馈、风险预警、风险排除3部分，采用网站和腾讯QQ或飞信等即时通讯平台，将网站的“静”和腾讯即时通讯平台或飞信平台的“动”结合起来，实时高效。2 信息采集模块2.1 地质信息采集隧道施工安全风险对地质条件有高

7、度敏感性，地质资料的完整程度与可靠程度决定了隧道施工安全风险评价的成败，因此，地质资料的收集成为整个资料收集的重点［5］。系统通过在隧道施工中需要进行监控的部位（如洞外广场、洞内二衬、掌子面附近等）安装相应的摄像设备，将现场画面通过无线网桥、有线（光纤）传输到控制主机、监控中心或指挥中心等处。并可通过联网方式，实现远程、异地查看施工现场实时情况的目标。地质信息采集记录卡的内容主要包括地层岩性(岩石名称、颜色、结构面产状、岩体结构、成岩及胶结情况、岩石的软硬状态)、风化程度、裂隙特征(节理发育程度和裂隙产状)、围岩完整程度、水文地质特征、围岩分类、不良地质现象、

8、工程地质评价、素描示意图和掌子面照片。