刘乙橙

（成都地铁有限责任公司　四川省　成都市　610041）

成都地铁建设安全风险监控系统应用研究

刘乙橙

（成都地铁有限责任公司四川省成都市610041）

近年来，随着地铁工程大规模的同步建设，各地都在积极地寻求更先进、更有效的信息化管理手段，以便适应新的安全生产形势需要。成都地铁建设安全风险监控系统针对成都地铁砂卵石地层滞后沉降风险大的特点，建立了勘察、设计、施工等多方参与、共同监控管理的一体化安全风险管理信息平台，对实现建设安全风险监控起到了良好的效果。

地铁；安全风险监控；信息平台

1　系统概述及主要功能

1.1概述

成都地铁建设安全风险监控系统是在成都地铁原有的TSS（隧道视频监控系统）、SSS（车站视频监控系统）系统的技术基础上，借鉴国内外先进经验，针对成都地铁安全风险特点进行深度开发，建立了勘察、设计、施工、监理、监测、业主多方参与、共同监控管理的一体化安全风险管理信息平台，形成了盾构机实时数据监控、现场量测数据监控和视频监控，重大安全风险综合管理的“三监控、一管理”的功能。

1.2系统主要功能1.2.1总体监控面板功能

系统开发了总体监控面板功能，将在建线路在地图上显示出来，通过该功能可以直观掌控在建工程安全状态。绿色表示工点处于安全状态，当显示黄、橙、红相应颜色时，工点处于不同的预警状态，见图1。

图1　总体监控面板

1.2.2盾构实时数据监控

成都地铁盾构施工是安全管理的重点和难点，系统针对成都地铁安全风险特点，开发了盾构监控总体监控面板、重特大风险监控面板、地质监控面板、刀盘土压预警监控、出土量监控、异常状态监控面板等6项子功能。当监控数据出现异常情况时，施工单位按照“控制欠压，充分注浆，深层测量、主动防护”十六字原则，加强监控，及时采取洞内、洞外综合治理措施确保安全。

1.2.3量测监控

系统将第三方监测和施工监测数据进行对比分析，根据预警标准发布监测预警，提高监测预警的准确性。

1.2.4视频监控

在工地重要部位，安装摄像头，通过网络将工地摄像传入系统，可供参建各方相关管理人员方便地掌握施工现场情况，以便加强现场管理。

2　系统“三监控”应用技术研究

系统“三监控”是指盾构施工实时数据监控、量测数据监控、视频监控，“三监控”组成了监控系统基础的监控数据来源，通过三监控数据和各参建单位的现场巡查，监控管理人员可以全面掌握在建线路和站点的安全状态。

2.1盾构实时数据监控

参建各方通过登录建设安全风险监控系统平台，可以实时获得盾构施工当前的各项施工参数、工程进度等信息，见图2。盾构实时监控系统可自动进行单环、多环数据分析、材料消耗数据对比与统计，实现盾构数据动态管理、自动识别、有序地海量存储历史数据、信息汇总。系统还可以对所有历史数据进行保存、统计、分析、报表输出和打印，便于分析盾构施工过程中可能存在的问题，以便能够及时、准确地远程掌控盾构施工情况，全面控制盾构施工成本和质量、盾构施工安全、施工区域的环境安全等。系统新研发了在盾构刀盘界面中增加回放功能，以便于使用人员进行分析察看，还增加了对新线盾构姿态监控，并能对姿态超限环号进行预警和绘制曲线变化趋势图表，易于对盾构的总体趋势进行把控。

图2　盾构实时监控页面

2.2量测数据监控

监控量测数据是整个地铁工程远程监控与风险预警的重要数据源之一，包括施工监测数据和第三方监测数据，监测单位对同一监测点采用统一命名规则，各方按照监测频率当日上传至监控系统，以便于及时进行数据分析和信息比对。监控系统对监测单位上传的数据进行归类、汇总、统计分析、制图，以保证数据和信息的完整性。系统还按照控制标准自动判别监测预警级别，并自动在预警监控面板上生成预警信息，为及时分析与排查风险、采取应对措施提供了详细监测信息资料。各种监测数据文件、图形文件和统计报表还可以自动输出和打印。

2.3视频监控

监控系统具备远程视频监控功能，成都地铁在建线路各工点均安装了视频摄像头。盾构隧道施工摄像头分别安装在出渣口、管片拼装、盾构机吊出井等位置，通过视频监控可以及时查看渣土情况、拼装情况、吊出井工作环境、安全状况、通行情况等。明挖基坑视频摄像头安装在基坑两侧，可以方便观察基坑开挖、支护结构施工、主体结构施工的各个工况，及时掌握施工情况，便于风险动态管理。矿山法隧道施工、盖挖法基坑分别安装在基坑下部支护结构侧壁上，可以及时了解施工进度，掌握可视范围的支护结构施工情况、土方开挖情况以及主体结构施工情况等，摄像头将根据施工进度和工况动态设置，见图3。视频监控功能，可以使参建各方管理人员通过互联网远程巡查和监控现场情况，对可能发生的安全问题和风险及时通知相关人员进行处置。

图3　盖挖基坑视频监控

3　安全风险综合管理

安全风险综合管理是通过安全风险系统“三监控”手段，结合参建各方的现场巡查报告、主体结构资料、主体结构与周边环境的相对关系、水文地质条件进行综合分析，实现对地铁工程施工建设阶段安全风险的排查、动态评估、预报与报警信息的及时发布。安全风险综合管理对在建地铁工程进行全方位的跟踪、监测、上报、预警和事务的管理，把安全风险系数控制在指定的范围内，对一些突发事件或存在安全风险的工点做出提前告知和处理，以避免人为因素导致安全风险事件的发生。通过利用该系统实现实时监控和管理，以提高安全风险管理水平与工作效率。

3.1线路管理

通过安全风险监控系统平台，可见各条在建线路的导航平面图，也可以方便的查询各工点名称、安全状态、施工工法等，并且通过站点或区间线路颜色的变化可以获知该站点或区间的安全状态情况。

3.2工点地理地质信息系统管理

工点地理地质信息系统管理与工程、环境相关的空间信息，这些信息包括地形数据、环境风险源数据、工程设计数据、地质资料、工程进度等。地理地质信息系统可显示矢量的图形信息，包括地形图、工程设计图、监测点、钻孔等，它可在工程设计图的基础上，实时叠加和展现钻孔柱状图、安全风险状态和地质剖面图等信息。

3.3环境风险管理

环境风险源特指地铁工程建设中，因环境条件的影响，在施工过程中可能造成周边环境设施或工程自身产生破坏和损失，主要包括建（构）筑物、既有线路、地下管线、市政设施、道路等。

建设安全风险监控系统对各工点的重特大风险源进行统一管理、查询，并提供风险工程案例、应急处理预案等管理功能。系统可查询各工点的各类风险源的初始风险评估结论，并提供动态风险评估和跟踪功能，通过现场拍照、风险源识别、等级划分以及监测、巡视等手段实现对周边环境风险源动态管理，有效规避或降低施工安全风险。

3.4现场巡查与综合管理

实时数据监控、量测数据监控类似于医生用B超等工具，而现场巡查则是监控人员对工点安全风险程度的把脉，是安全风险管理中一个必不可少的手段。监理单位、第三方监测单位和业主巡查组的现场巡视是综合预警发布的重要依据之一。通过系统“三监控”结合现场巡查，管理人员可以全面掌握在建工点的安全现状。系统同时针对不同工法特点制定了统一的巡视报告模板，相关参建单位人员可通过系统快速上传和查阅巡视报告。

3.5预警与消警

根据《成都地铁工程建设安全风险监控管理办法》的预警～处置～消警的控制流程，监控系统具备全过程的发布～处置～消警的闭合程序。当系统发布预警后，参建各方可以同时在系统中或通过系统短信、电话得到预警相关信息，有关人员随即进行相关的分析并共同制定处置方案，施工单位及时按处置方案进行处置工作，避免风险的进一步扩大，在完成处置后，由施工单位进行消警申请并上传至监控系统。安全风险监控工作流程。

4　成都地铁4号线一期工程6标太省区间左线盾构下穿红星幼儿园重特大风险源监控案例

成都地铁4号线太升路站至省文联站区间盾构隧道左线下行至岳府街后，向东穿行到红星路交叉路口之前要下穿重特大风险源红星幼儿园大楼，该栋建筑基础为扩大基础，盾构隧道距离基础边缘为2～5m，处于密实砂卵石地层中。

2013年8月8日，盾构实时监控发现，太省区间盾构施工持续出现推进缓慢，推进速度时常小于10mm/min，刀盘土压力监测指标仅为0.2～0.4bar左右，而刀盘扭矩经常达4000～5000kN·m，属于异常状态，如图4。

监控系统发布了预警短信，施工单位对该区段路面进行了探孔，发现路面下方地层不密实，立即进行了地面注浆和洞内二次注浆加固处理，同时施工单位在红星路上方加盖钢板。经注浆加固和铺设钢板，消除了安全隐患，太省区间盾构已顺利通过该风险源，避免了安全事故发生。

5　结论

图4　太省区间盾构刀盘实时监控

成都地铁建设安全风险监控系统自建设以来，已对7号线、4号线二期等七条线路，盾构下穿河流、铁路、建筑等218个重特大风险源进行了有效的监控，极大减少了滞后沉降的发生。2013年国家住建部检查组及2014年国家安监总局来成都检查，对成都地铁安全监控系统给予高度评价，认为：“成都地铁建设安全风险监控系统具有国内先进水平，成都地铁科技兴安和技术攻关方面取得明显实效。”

U231

A

1673-0038（2015）12-0195-03

2015-3-6

刘乙橙（1982-），女，山东临沂人，工程师，主要负责成都地铁建设安全风险监控系统管理工作。