工程監(jiān)測：城市軌道交通安全的“體檢醫(yī)生” —— 文章正文2017-08-28

?當(dāng)林雪每天乘坐著14號線地鐵，穿梭在北京上下班的路途中時，她并不知道在隧道內(nèi)外有無數(shù)個傳感器、監(jiān)測儀器在默默護(hù)衛(wèi)著地鐵的運(yùn)營。

其實(shí)，當(dāng)14號線開始建設(shè)時，就有一張安全的“保護(hù)傘”覆蓋在地鐵施工的每個環(huán)節(jié)。這個名為《城市軌道交通工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（以下簡稱《規(guī)范》）的“大網(wǎng)”保護(hù)的不僅僅是北京，全國30多個城市的軌道交通建設(shè)、運(yùn)營都離不開它的“護(hù)衛(wèi)”，正是因?yàn)檫@項(xiàng)《規(guī)范》的實(shí)施，大幅度減少了我國軌道交通的安全事故。

如同人需要定期體檢，以便及早發(fā)現(xiàn)和消除疾病一樣，城市軌道交通工程建設(shè)也開展“體檢”工作，這就是工程監(jiān)測工作。工程監(jiān)測就是一位“健康醫(yī)生”，為城市軌道交通工程建設(shè)全程把脈，在工程建設(shè)過程中及時發(fā)現(xiàn)威脅工程健康的安全問題，以便技術(shù)人員及早發(fā)現(xiàn)，及早整治，確保安全。因此，研究和制定新時期符合我國軌道交通建設(shè)特點(diǎn)和需求的監(jiān)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)意義重大。

2010年，在住建部的支持下，北京城建勘測設(shè)計研究院承擔(dān)了該項(xiàng)課題。經(jīng)過2年的努力，項(xiàng)目組集合了國內(nèi)13個單位及專家的意見，最終形成了近16萬字的國家標(biāo)準(zhǔn)《城市軌道交通工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（GB50911-2013），該《規(guī)范》全面覆蓋了城市軌道交通工程監(jiān)測工作開展的全過程，是該行業(yè)不可多得的一本綜合性最強(qiáng)、分量最重的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。該《規(guī)范》在工程監(jiān)測基本原則、監(jiān)測控制指標(biāo)、工程影響分區(qū)、工程監(jiān)測等級、綜合監(jiān)測技術(shù)手段、監(jiān)測新技術(shù)引用等方面取得了重大創(chuàng)新成果，填補(bǔ)了我國城市軌道交通工程監(jiān)測技術(shù)國家標(biāo)準(zhǔn)的空白，總體技術(shù)水平達(dá)到了同類技術(shù)的國內(nèi)領(lǐng)先水平。在2016年北京市科學(xué)技術(shù)獎評選中，該項(xiàng)目榮獲三等獎。

2014年5月1日，國家標(biāo)準(zhǔn)《城市軌道交通工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（GB50911-2013）正式實(shí)施。

填補(bǔ)了我國城市軌道監(jiān)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的空白

經(jīng)統(tǒng)計，在城市軌道交通所有風(fēng)險事故中，70%以上的事故原因是由施工技術(shù)處置不當(dāng)和管理滯后引起。

“如果能夠加強(qiáng)管理、實(shí)時監(jiān)控、及時處置，這些事故是可以避免的?！北本┏墙睖y設(shè)計研究院總工程師張建全告訴科技日報記者。

據(jù)悉，國內(nèi)外城市軌道交通建設(shè)都曾經(jīng)歷過基坑坍塌、隧道坍塌、道路塌陷等事故，如國外新加坡Nicoll大道地鐵基坑倒塌事故，而國內(nèi)北京、上海、廣州等各地軌道交通建設(shè)城市在先期的建設(shè)過程中，也曾經(jīng)出現(xiàn)過多起坍塌事故。

“我國城市軌道交通工程設(shè)計、施工、第三方監(jiān)測、管理以及工程建設(shè)主管部門對監(jiān)測工作的監(jiān)督檢查，缺少針對性的技術(shù)依據(jù)，我們亟須統(tǒng)一監(jiān)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，切實(shí)發(fā)揮工程監(jiān)測的安全保障作用。”張建全說。

總結(jié)國內(nèi)主要城市的軌道交通工程監(jiān)測技術(shù)，形成覆蓋全國的工程監(jiān)測國家標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范各地工程監(jiān)測工作，保證工程建設(shè)的安全順利開展，成為迫切需要進(jìn)行的工作。

建立基于風(fēng)險的監(jiān)測設(shè)計體系

在標(biāo)準(zhǔn)的制定過程中，項(xiàng)目組首先遇到的難題是針對基坑、隧道工程如何實(shí)施監(jiān)測，比如如何確定監(jiān)測多大范圍，監(jiān)測哪些項(xiàng)目，測定哪些部位，要間隔多長時間測定一次，如何巡視，巡查哪些部位，評價標(biāo)準(zhǔn)是什么，需要開出有針對性的“處方”，給出科學(xué)的指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)。

我們體檢時，會有重點(diǎn)的對一些明顯疾病進(jìn)行篩查，如是否有攜帶乙肝病毒。工程監(jiān)測與此類似，建立在對風(fēng)險管控認(rèn)識基礎(chǔ)上，先識別出工程風(fēng)險源清單，再按“分區(qū)域、分等級、分工法、分對象”的監(jiān)測工作基本原則開展工作。如基坑工程，按與基坑的距離區(qū)分主要、次要及一般影響部位，根據(jù)基坑深度劃分基坑等級，根據(jù)環(huán)境對象類型、重要性、與工程的近接關(guān)系、發(fā)生變形和破壞后果的嚴(yán)重程度劃分環(huán)境對象等級，對地質(zhì)條件區(qū)分為簡單、中等、復(fù)雜幾類，綜合考慮基坑、環(huán)境及地質(zhì)條件三者，以最不利風(fēng)險因素考慮，確定出工程監(jiān)測等級，找到監(jiān)測工作重點(diǎn)。

如同人體體質(zhì)差異一樣，軌道交通結(jié)構(gòu)多樣，我國地域廣闊，建設(shè)城市的地質(zhì)條件復(fù)雜，包括沖洪積地區(qū)、軟土地區(qū)、巖溶地區(qū)、濕陷性黃土地區(qū)、基巖復(fù)雜地區(qū)等，區(qū)域差異大。而且不同的設(shè)計結(jié)構(gòu)、不同的環(huán)境對象要求不同，甚至有些人為的管理因素在里面。

為了制定科學(xué)嚴(yán)密的控制指標(biāo)，工程技術(shù)人員對 14個城市、25條線路、158個工點(diǎn)的工程設(shè)計施工資料和監(jiān)測成果等進(jìn)行科學(xué)統(tǒng)計和綜合分析，從理論計算與實(shí)際結(jié)果兩個方面開展分析研究。

通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的數(shù)理統(tǒng)計分析與規(guī)律分析，以涵蓋80%―90%的監(jiān)測點(diǎn)數(shù)值為依據(jù)，給出了不同工法、不同地質(zhì)條件、不同監(jiān)測項(xiàng)目的累計控制值和相對控制值、速率變化控制值。并結(jié)合目前實(shí)際的風(fēng)險管理經(jīng)驗(yàn)提出了不同地質(zhì)條件下各種工法的監(jiān)測項(xiàng)目控制值及預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)，使對工程監(jiān)測的指導(dǎo)性進(jìn)一步加強(qiáng)，對安全風(fēng)險管控更科學(xué)、更合理、更經(jīng)濟(jì)。

給工程結(jié)構(gòu)及環(huán)境安全做“心電圖”檢查

通過技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)引導(dǎo)，應(yīng)用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)手段，構(gòu)建儀器監(jiān)測、現(xiàn)場巡查、視頻監(jiān)測和遠(yuǎn)程自動化組成的全方位、立體化、自動化和可追溯的綜合監(jiān)測技術(shù)體系，使工程監(jiān)測技術(shù)更先進(jìn)、實(shí)用和可靠，成為迫切需求。

工程監(jiān)測自動化測點(diǎn)類似于體檢時的“心電圖”檢查。通過埋設(shè)不同類型的傳感器，對地鐵施工結(jié)構(gòu)、周邊巖土體、環(huán)境對象的穩(wěn)定性、安全性進(jìn)行監(jiān)測，掌握支護(hù)結(jié)構(gòu)變形、受力，地下管線的變形狀況等情況，發(fā)現(xiàn)問題及時預(yù)警并處理，避免工程結(jié)構(gòu)坍塌、地表塌陷等一系列風(fēng)險事故，保障工程安全。

為了評價監(jiān)測數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)信息的互聯(lián)互通，工程技術(shù)人員開發(fā)了監(jiān)測信息管理系統(tǒng)軟件平臺，通過與自動采集硬件系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)對傳感器的控制，接入互聯(lián)網(wǎng)，與監(jiān)測信息管理系統(tǒng)軟件平臺聯(lián)通，通過手機(jī)客戶端，可在任何時候獲取監(jiān)測信息，實(shí)現(xiàn)與管理人員的互聯(lián)信息交互。

全面提升了我國城市軌道交通工程建設(shè)的質(zhì)量安全水平

“項(xiàng)目成果保證了工程自身和周邊環(huán)境的安全，全面提升了我國城市軌道交通工程建設(shè)的質(zhì)量安全水平。”張建全說。

據(jù)了解，北京城建勘測設(shè)計研究院等單位制定的《規(guī)范》國家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后，在北京市全面實(shí)施應(yīng)用的基礎(chǔ)上，迅速輻射到全國其他城市的軌道交通工程建設(shè)中。目前，該標(biāo)準(zhǔn)在國內(nèi)軌道交通工程建設(shè)城市的全部新建線路范圍內(nèi)順利推行、應(yīng)用，該《規(guī)范》的各項(xiàng)條款得到了全面執(zhí)行，為規(guī)范我國城市軌道交通工程監(jiān)測工作，保障工程建設(shè)的安全順利開展發(fā)揮了巨大的作用。在軌道交通建設(shè)全面開展工程風(fēng)險管理并推進(jìn)實(shí)施《規(guī)范》后，與監(jiān)測工作相關(guān)的工程風(fēng)險事故數(shù)量明顯減少，據(jù)住建部最近幾年對城市軌道交通開展的工程質(zhì)量安全督察結(jié)果，工程監(jiān)測較以往更為規(guī)范，質(zhì)量明顯提高。

據(jù)統(tǒng)計，在2008至2013年之間，軌道交通工程百公里事故率約7起，在2014年標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布實(shí)施后降至百公里事故率不到4起，事故率較以往下降約40%以上，且未出現(xiàn)重大、特別重大事故的發(fā)生，項(xiàng)目成果的應(yīng)用，使軌道交通工程自身和周邊環(huán)境的安全保障能力得到提升，全面提升了我國城市軌道交通工程建設(shè)的質(zhì)量和安全技術(shù)管理水平。（記者 申明）