“安全天眼”顯神威
文章來源：中國交通建設(shè)集團(tuán)有限公司 發(fā)布時間：2020-12-29
“警報(bào)！6號地塊基坑西面監(jiān)測點(diǎn)編號0303出現(xiàn)監(jiān)測異常，水位高出基底，請盡快抵達(dá)。”在中交集團(tuán)所屬中交一公局集團(tuán)鄭州市文創(chuàng)園8號項(xiàng)目，安全員李成杰的手機(jī)收到了警告提示信息，他立即通知現(xiàn)場技術(shù)人員進(jìn)行處理，避免了一次因地面沉降可能造成的坍塌，像這樣的提示消息，李成杰的手機(jī)每天都要收到好幾條。
鄭州文創(chuàng)園8號項(xiàng)目占地面積57余萬平方米，相當(dāng)于80多個標(biāo)準(zhǔn)足球場，作業(yè)高峰時現(xiàn)場工人2000多人、塔吊26臺、鋼筋使用總量達(dá)4萬噸……作為融合城鎮(zhèn)發(fā)展、改善中低收入人群居住條件、推動新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的重點(diǎn)工程之一，它的每一步進(jìn)展都牽動著3174戶回遷居民的心。
在現(xiàn)場，高處墜落、物體打擊、交叉作業(yè)等安全風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)多達(dá)上百個，“踏入工地的那一刻，哪怕絲毫的行差踏錯，都可能造成難以彌補(bǔ)的損失。”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人劉金濤皺緊了眉頭。尤其是現(xiàn)場5個深基坑同時作業(yè)，存在土體滲透、地面沉降、塌方等風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，一旦支撐體系破壞，圍護(hù)內(nèi)傾，就會像包餃子一樣將在基坑里作業(yè)的人員和機(jī)械包裹住，造成重大安全事故。
如何對深基坑的水位、深層位移、沉降等進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，成為了項(xiàng)目安全管理的重中之重。而國內(nèi)深基坑工程監(jiān)測大多采用人工測量方法，由兩三個專業(yè)測量人員，外加一套高精度的測量儀器進(jìn)行全天實(shí)時監(jiān)控，隨著基坑開挖越發(fā)復(fù)雜，就算增加監(jiān)測頻率和點(diǎn)位，監(jiān)測數(shù)據(jù)也時常出現(xiàn)延遲、誤差等問題。為了確保施工及周邊環(huán)境安全，項(xiàng)目總工程師馮天初萌生了自建系統(tǒng)的想法，“我們需要一個前置監(jiān)測系統(tǒng)，出現(xiàn)異常時可以及時進(jìn)行預(yù)警。”很快，課題小組開始組建，并選擇項(xiàng)目6號地塊的一個基坑作為試點(diǎn)。
技術(shù)團(tuán)隊(duì)立即開始了建模試驗(yàn)，利用BIM技術(shù)建立地表及基礎(chǔ)構(gòu)件立體模型，采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在基坑四周布置深層水平位移、地表沉降、水位監(jiān)測傳感器，將采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)與BIM模型形成聯(lián)動。在基坑施工過程中軟件系統(tǒng)對采集的數(shù)據(jù)實(shí)時進(jìn)行分析與處理，來判斷傳感器所監(jiān)測對象的狀態(tài)，若達(dá)到預(yù)警閾值，系統(tǒng)將通過BIM模型精確定位預(yù)警位置及預(yù)警因素，同時向現(xiàn)場工作人員手機(jī)端發(fā)出報(bào)警信號。
預(yù)警系統(tǒng)經(jīng)過反復(fù)模擬試驗(yàn)取得了成功，技術(shù)團(tuán)隊(duì)還沒來得及松口氣，新的問題又?jǐn)[在面前，“出現(xiàn)預(yù)警后，我們要盡快完成搶險(xiǎn)，所以只預(yù)警根本不夠，還要把預(yù)警分級，并提供解決方案。”馮天初堅(jiān)定地說。
技術(shù)團(tuán)隊(duì)又開始了風(fēng)險(xiǎn)判定工作，“我們首先要制定一套完備的參考標(biāo)準(zhǔn)，明確每個級別的臨界值。”馮天初思索著。技術(shù)團(tuán)隊(duì)通過核查、綜合分析和專家咨詢等方法，總結(jié)出了一套適合當(dāng)?shù)赝临|(zhì)的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，輸入系統(tǒng)后，只要監(jiān)測系統(tǒng)一旦預(yù)警就能確定相應(yīng)預(yù)警級別。技術(shù)團(tuán)隊(duì)根據(jù)每個級別，制定了模擬解決方案，將預(yù)警信息一并發(fā)送到指定手機(jī)上，幫助現(xiàn)場搶險(xiǎn)人員快速解決問題。
隨著預(yù)警模型、預(yù)警級別的一一確定，深基坑監(jiān)測系統(tǒng)逐漸清晰起來。“前置預(yù)警系統(tǒng)，關(guān)鍵在于我們能前置多長時間，關(guān)鍵時刻，哪怕提前1秒鐘，對于搶險(xiǎn)也是寶貴的。”馮天初臉上洋溢著興奮。
一場關(guān)于提前1秒的模擬試驗(yàn)開始了。技術(shù)團(tuán)隊(duì)開始分析歷史監(jiān)測資料，利用統(tǒng)計(jì)法、時間順序法等手段對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時預(yù)處理和分析，最終將預(yù)警時間最長提升到2小時之前。“如果說之前的系統(tǒng)是被動接受預(yù)警，那么我們現(xiàn)在已經(jīng)能提前知道事故發(fā)生幾率。”馮天初掩不住內(nèi)心的激動，“就像基坑里長了‘眼睛’，讓各類隱患無處藏身。”
深基坑監(jiān)測系統(tǒng)順利投入使用，基坑內(nèi)每隔100米間距都安裝了至少1處監(jiān)測器。如今，通過電腦、手機(jī)、平板等多媒體終端，就能實(shí)時監(jiān)測20個足球場大小的深基坑動態(tài)。同時還在人力、傳感器等硬件設(shè)備方面節(jié)省成本15萬元，監(jiān)測設(shè)備還能循環(huán)應(yīng)用。
“這個系統(tǒng)不受天氣影響、不需要人工干預(yù)，即可實(shí)現(xiàn)全天24小時不間斷監(jiān)測，能覆蓋基坑施工中安全生產(chǎn)的所有細(xì)節(jié)。”劉金濤自豪地說。
【責(zé)任編輯：家正】
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