近日,中國鐵建二十二局集團公司在承建國家重點建設項目——滬昆高速鐵路客運專線貴州段工程中,針對新奧法構筑隧道的實際,實施隧道監(jiān)控量測軟件研發(fā),認真組織施工第一線有關專業(yè)技術人員,大膽搞技術創(chuàng)新,成功研制出《隧道監(jiān)控量測自動預警管理系統(tǒng)(簡稱:TMS)VI.0》詳圖設計輔助軟件,應用于施工,實現了隧道監(jiān)控量測信息化管理。這項技術創(chuàng)新成果獲得國家版權局計算機軟件著作權登記證書。
新建滬(上海)昆(昆明)高速鐵路客運專線全長2264公里,工程設計最高時速為350公里。其中貴州段工程全長559.5雙線公里,2010年10月開工建設,預計2016年初全線建成通車運營。
該公司滬昆指揮部及其所屬四個滬昆工程項目部近5000名員工,共同承建滬昆高速鐵路客運專線貴州段全長48.32公里的標段,隧線比高達66.7%,橋隧多達87.2%,包括Ⅰ級風險隧道1座、Ⅱ級風險隧道兩座,線路橫貫六盤水市盤縣。共有隧道13座,總長3.22萬米。
施工中安全、質量難控制
由于工程位于云貴高原,巖溶地貌廣布,公司管段內13座隧道均存在巖溶、突泥涌水、瓦斯等安全風險,技術難點多、質量難控制、風險等級高。如高家屯隧道、林家屋基隧道、高塝隧道等,為Ⅰ、Ⅱ級風險隧道。隧道工程施工由于其隱蔽性、不確定性和多變性等特點,施工難度大,易造成工程質量事故,影響工程進度、工程質量和施工安全。隧道監(jiān)控量測必測項目常可采用水準儀、鋼掛尺、收斂計和全站儀等進行測量,但是水準儀、鋼掛尺、收斂計等由于測量精度不高,受隧道施工影響較大,易造成施工阻礙,數據存儲、傳輸、處理、分析等工作量大,工程應用不便。
目前,隧道監(jiān)控量測及信息化技術落后主要有以下幾方面:一是數據采集過程人為和施工影響因素多,測量誤差大,數據真實性不能得到保證,不能準確反映圍巖變形情況;二是監(jiān)控量測設備自動化、信息化程度低,數據后處理工作量大,占用很多人力、物力,而且極易出錯,不能及時反映工程結構變形情況;三是數據傳輸、存儲、信息化管理不能適應信息化施工管理的要求,不能及時指導工程信息化設計和工程施工;四是預警預報工程滯后,不能及時指導解決工程質量和安全問題。
技術創(chuàng)新優(yōu)點顯現
針對隧道監(jiān)控量測的不足,該公司滬昆指揮部及其下屬四個工程項目部聯(lián)合組建科技攻關組,確立科技攻關項目,以滬昆高鐵客專高家屯隧道、林家屋基隧道、高塝隧道等工程項目作為依托,密切配合北京工業(yè)大學有關專業(yè)技術人員共同成功研制出《隧道監(jiān)控量測自動預警管理系統(tǒng)VI.0》,這是一個基于Access數據庫管理系統(tǒng),運用GTS數字化測量技術為一體的專業(yè)自動預警管理系統(tǒng)。其主要包括7個子系統(tǒng),即:數據自動傳輸系統(tǒng)、數據批量錄入系統(tǒng)、數據查詢系統(tǒng)、批量數據管理系統(tǒng)、數據前處理系統(tǒng)、數據后處理預警系統(tǒng)及報表生成系統(tǒng)。
隧道監(jiān)控量測自動預警管理系統(tǒng)的優(yōu)點:一是監(jiān)控量測數據采用真三維坐標,自動傳輸,批量錄入,減少人為因素影響,數據真實可靠,可以準確反映圍巖的變化情況;二是操作簡單,功能齊全,窗口界面友好,操作便捷;三是數據自動檢驗,自動進行分析和誤差處理;四是自動預警預報,24小時及時準確提供施工技術參數;五是生成固定的PDF報表格式,杜絕表格格式、打印排版等錯誤。該系統(tǒng)的應用,使隧道監(jiān)控量測管理更加科學化、規(guī)范化、信息化,確保施工安全、保證工程質量,減少了人力物力,大大加快了施工進度。
截至2013年8月31日,項目部累計完成隧道開挖支護2.35萬米、仰拱1.89萬米、二次襯砌1.78萬米,實現安全無事故,工程質量合格率100%。項目部在滬昆高鐵客專全線28家參建單位中信用評價先后兩次均排名第一,受到業(yè)主的表彰獎勵。