隧道信息化建设
智慧隧道整体解决方案ppt
构建一个集成的隧道管理平台，整合各子系 统资源，实现统一管理和协同工作。
智慧隧道解决方案的应用场景
高速公路隧道
通过智慧隧道解决方案，提高隧道运行安 全和效率，降低运维成本。
城市交通隧道
实现隧道交通流量的智能调度和管控，提 高隧道通行效率。
铁路隧道
加强隧道设备检测和维护，确保铁路运输 安全。
水下隧道
效果评估
自智慧隧道项目投入使用以来，该水利工程的施工安全 得到了提高，施工进度也得到了加快，同时施工成本也 得到了降低。
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THANKS
隧道智能化
01
通过自动化、信息化、智能化技术，提升隧道的安全性、运行
效率和管控能力。
方案全面性
02
智慧隧道整体解决方案涵盖了隧道规划、设计、施工、运维等
全生命周期，提供全面的隧道智能化解决方案。
跨领域合作
03
整合多领域资源，包括人工智能、物联网、大数据、云计算等
，实现跨领域协同创新。
解决方案的组成与特点
隧道建设技术不断提升
新的建设理念和技术的应用，使得隧道的建设质量、安全和效率 得到了大幅提升。
隧道维护管理需求日益突出
隧道数量的增加和结构复杂性的提高，对隧道的维护和管理提出 了更高的要求。
智慧隧道的技术发展
自动化监控技术
利用传感器、摄像头等设备对隧道 内环境进行实时监控，及时发现异 常情况并采取相应措施。
感知与监控
数据传输与处理
通过部署各类传感器和监控设备，实现对隧 道内环境参数、设备运行状态的实时监测与 数据采集。
利用物联网和云计算技术，将采集的数据进 行传输、存储和处理，为隧道管理提供数据 支持。
智能分析与应用
隧道建设中如何做好信息化管理
隧道建设中如何做好信息化管理在当今时代，信息化管理已经成为隧道建设领域中不可或缺的一部分。
有效的信息化管理能够提高隧道建设的效率、保障施工安全、优化资源配置，对于整个项目的顺利推进具有至关重要的意义。
那么，在隧道建设中，如何才能做好信息化管理呢？首先，要明确信息化管理的目标和需求。
在隧道建设项目启动之前，相关团队应当深入分析项目的特点、规模、地质条件等因素，确定信息化管理需要达到的具体目标，例如提高施工进度的监控精度、加强质量控制的可追溯性、提升安全风险的预警能力等。
同时，充分了解各参与方（包括建设单位、施工单位、监理单位等）对于信息化管理的需求，确保信息化系统能够满足各方的工作要求，提高协同工作的效率。
其次，建立完善的信息化管理体系是关键。
这包括制定信息化管理制度和流程，明确信息采集、传输、处理、存储和应用的规范。
例如，规定各类施工数据的采集频率、精度和责任人，确保数据的准确性和及时性；制定信息传输的渠道和方式，保障数据在不同部门和环节之间的顺畅流通；建立信息处理和分析的机制，对采集到的大量数据进行有效的挖掘和利用，为决策提供支持。
在信息化管理中，硬件和软件的选择与应用也至关重要。
硬件方面，要根据隧道施工现场的环境和需求，配备合适的传感器、监控设备、通信设备等。
例如，在隧道内安装高精度的位移传感器、应力传感器等，实时监测隧道结构的变化；利用无线通信设备，确保施工现场与指挥中心之间的信息实时传输。
软件方面，选择功能强大、易于操作、兼容性好的信息化管理软件。
这类软件应当能够实现施工进度管理、质量管理、安全管理、成本管理等多种功能的集成，并且能够与其他常用的工程软件进行数据交互。
数据的采集和处理是信息化管理的核心环节。
在隧道建设中，需要采集的数据种类繁多，包括地质数据、施工进度数据、质量检测数据、设备运行数据、人员工作数据等。
通过各种先进的监测技术和设备，如地质雷达、全站仪、无人机等，实现对这些数据的准确采集。
隧道信息化管理
隧道信息化管理随着社会的不断发展和科技的快速进步，隧道建设在现代交通基础设施中占据了重要地位。
然而，隧道的管理与维护一直是一个复杂而繁琐的任务，需要高效的信息化管理系统来提高运营效率和安全性。
本文将探讨隧道信息化管理的意义、目标、应用以及未来发展方向。
一、意义隧道信息化管理在交通运输领域具有重要的意义。
首先，隧道信息化管理可以实现对隧道运行过程的全面监控，包括车流量、排放浓度、风速等关键指标，从而保证隧道的安全运行。
其次，隧道信息化管理可以提高运行效率，例如通过智能交通系统的应用，可以实现车辆流量的智能调控，减少拥堵和交通事故的发生。
此外，隧道信息化管理还可以为隧道的维护和修建提供实时的数据支持，优化施工进度和工艺，降低施工风险。
二、目标隧道信息化管理的目标是构建一套集数据采集、处理、分析、应用于一体的管理系统，实现对隧道运营全过程的综合管理。
具体目标包括：1.实现隧道运行过程的实时监控，及时发现和处理潜在的安全隐患和故障。
2.提高隧道交通运行效率，通过智能交通系统的应用，实现车辆流量的精确控制和调度。
3.优化隧道施工进度和工艺，提高施工质量，降低施工风险。
4.建立健全的隧道信息化管理体系，实现数据共享和协同，提高管理效率和决策准确性。
三、应用隧道信息化管理可以广泛应用于隧道建设、运维及交通控制等领域。
1.隧道建设阶段：通过信息化管理系统，可以实时监测施工进度、质量等关键数据，提供决策支持和风险预警。
2.隧道运营阶段：通过智能监控系统，实现对隧道内部环境和车流量的实时监测和控制，提高隧道的运行效率和安全性。
3.隧道维护阶段：通过信息化管理系统，实时记录隧道设施的维护记录和维修情况，及时发现并解决问题，延长设施的使用寿命。
4.交通控制阶段：通过智能交通系统的应用，实现对隧道车流量、速度的自动控制，减少事故和拥堵。
四、未来发展隧道信息化管理在未来的发展中仍有巨大的潜力和挑战。
1.数据安全：随着隧道信息化管理系统中数据规模的不断扩大，数据安全将成为一个重要的问题。
浅谈隧道工程动态设计与信息化施工
浅谈隧道工程动态设计与信息化施工1动态设计与信息化施工概述动态设计，是指将设计划分为两个阶段：预设计和修正设计。
其中，预设计用于对工程施工进行指导，通常参照工程类比套图，其决策具有较强的模糊性；修正设计是在具体施工过程中，基于暴露的相关地质状况和各类实际情况变化，对预设计实施科学修正和有效完善。
信息化施工，是指施工单位遵循工程设计各项要求制定工程施工和监测的具体方案并予以实施，以监测结果为依据，对施工方案和相关工艺进行及时调整和科学优化，并根据信息反馈对设计进行科学修正和合理变更。
动态设计与信息化施工二者具有相辅相成的紧密关系，其具体流程如下：对工程进行预设计→对工程开展施工检验→对工程地质进行判别→获取工程监测信息→实施修正设计→开展施工检验。
2隧道工程的动态设计2.1隧道支护结构调整隧道支护结构调整是隧道工程动态设计的常见内容，要遵循经济性和安全性原则。
在施工过程中，要综合考虑地质、围岩等因素，对隧道支护结构进行调整。
若地质、围岩出现变化，例如隧道工程勘查设计相应文件描述地质围岩为Ⅳ级，但现场判别地质围岩为Ⅴ级，则需对支护结构作出调整。
若地质围岩未发生变化，应根据监测信息对支护做适当调整。
若支护出现较大变形，需增强支护；若支护未变形或者变形较小，可减少支护。
若因施工原因导致未能按照图纸施工，也需对支护结构进行调整。
对隧道支护结构进行调整，通常需改变支护结构的厚度和强度，调整格栅钢架的尺寸、间距等，或者调整锚杆的设置。
此外，还能通过增减钢筋来调整支护的厚度和强度。
2.2隧道涌水量计算隧道涌水量计算通常采用以下两种方法。
（1）地下水动力法采用非完整井的柯斯嘉科夫公式：式（1）中：Q表示预测涌水量（m3/d）；a表示入渗系数；H表示隧道路肩算起的含水层厚度（m）；R表示隧道排水影响宽度（m）；B表示隧道通过含水层的长度（m）；r表示隧道半宽度；k表示围岩渗透系数（m/s）。
采用佐藤邦明非稳定流公式：式（2）~（3）中：q0表示隧道通过含水体地段的单位长度可能最大涌水量（m3•s-1•m-1）；k表示围岩渗透系数（m/s）；m为洞身横断面换算成等价圆时的换算系数，一般取0.86；h2表示静止水位至洞身横断面等价圆中心的距离（m）；r0表示等价圆半径（m）；hc表示洞顶上部静止水位至洞底下部隔水层距离，即含水体厚度（m）；B表示隧道通过含水层的长度（m）。
智慧隧道整体解决方案
数据传输与处理技术
数据传输技术
利用光纤通信、无线通信等技术，实现传 感器数据、视频数据等的传输，保证数据 传输的稳定性和安全性。
VS
数据处理技术
对采集的数据进行预处理、分析和挖掘， 提取有用的信息，生成告警、报表等数据 产品。
物联网与云计算技术
物联网技术
利用物联网传感器、智能设备等技术，实现隧道内设备的智 能感知和互联互通，提高设备的自动化水平和管理效率。
雷达传感器技术
利用雷达发射信号并接收反射信号，获取车辆和周围环境信息， 具有较广的监测范围和不受天气条件影响的特点。
视频监控技术
通过高清摄像头采集图像和视频数据，对车辆和隧道内情况进行 实时监控和分析。
激光雷达技术
利用激光雷达对车辆进行探测和跟踪，获取车辆位置、速度等信 息，具有较高的测量精度和抗干扰能力。
建设内容与重点
建设内容
包括隧道智能化监控系统、隧道设施智能化管理系统、隧道 应急智能化系统等。
建设重点
注重技术创新和集成应用，实现各系统之间的ห้องสมุดไป่ตู้息共享和联 动控制。
建设步骤与计划
建设步骤
包括项目规划、方案设计、系统集成、调试与验收等阶段。
建设计划
制定详细的建设时间表，明确各阶段的任务和目标，确保项目按时完成。
主要应用领域
公路、铁路、城市轨道交通等领域的隧道建设和管理。
智慧隧道建设意义
1 2
提高运行效率
通过智能化监控和管理，提高隧道的通行效率 和安全性。
降低运维成本
通过自动化和信息化管理，降低隧道的运维成 本。
3
提升管理效能
通过可视化和数据分析，提高隧道管理和应急 响应能力。
隧道施工信息化管理措施
隧道施工信息化管理措施隧道施工信息化管理措施引言隧道施工是一项复杂而具有风险的工程，隧道工程的管理和监控对于保证施工质量、提高施工效率和保障工人安全至关重要。
随着信息技术的发展，信息化管理在隧道施工中的应用也越来越广泛，为隧道施工提供了更高效、更准确的管理手段。
本文将介绍隧道施工中常用的信息化管理措施及其作用。
1. 隧道施工管理系统隧道施工管理系统是一种基于信息技术的系统，用于对隧道施工的各个环节进行管理和监控。
该系统主要包括施工进度管理、材料管理、设备管理、人员管理等模块。
通过该系统，可以对施工过程进行实时监控和记录，提升管理效率，提前发现和解决问题。
1.1 施工进度管理施工进度管理是隧道施工管理的核心内容之一，也是信息化管理的重要应用领域。
通过隧道施工管理系统，可以对施工进度进行实时监控，及时发现施工延误或进度偏差，并采取相应措施加以解决。
该系统可以生成施工进度图表、报表等，便于管理人员进行分析和决策。
1.2 材料管理隧道施工材料管理是确保施工进度和质量的重要环节。
通过信息化管理系统，可以对隧道施工所需材料的采购、入库、使用和消耗进行实时监控和管理。
管理人员可以随时查询材料库存情况，及时补充材料，避免因材料缺乏而影响施工进度。
1.3 设备管理在隧道施工中，各种设备的运行状态和维护情况直接影响施工质量和进度。
信息化管理系统可以对设备的运行状态进行实时监控，并提供设备维护计划和保养记录。
当设备出现故障或需要维修时，管理人员可以及时获得通知，采取相应的措施，以保证施工的连续性和高效性。
1.4 人员管理人员管理是隧道施工中不可忽视的一环。
通过信息化管理系统，可以对施工人员的考勤、培训记录、安全操作记录等进行管理和监控。
管理人员可以随时查询人员信息，保证人员的合理调配和安全施工。
2. 隧道施工监测系统隧道施工监测系统是一种基于传感器和信息技术的系统，用于对隧道施工过程中的各种参数进行在线监测和分析。
通过该系统，可以实时监测隧道的位移、应力、温度等参数，并对异常情况进行预警和报警。
基于BIM+GIS隧道信息化施工技术分析
基于 BIM+GIS隧道信息化施工技术分析摘要：隧道是地下通道建筑物，近年来建设数量逐渐增加，得到大规模发展，但建设阶段难度较大，需要结合信息技术完成施工。
本文依托隧道工程特点，分析隧道信息化施工必要性，围绕划分模型单元、制定风险目标等方面分析BIM+GIS隧道信息化施工技术主要内容，提升建设项目可控性，实现隧道信息化施工。
关键词：BIM+GIS；隧道信息化；风险管控前言：隧道施工面临地质结构复杂的问题，由于开挖过程断面的尺寸较大，极易对周边围岩产生影响，增加施工风险，因此有必要提升隧道施工的安全性。
通过引入BIM+GIS技术，创建动态风险预警系统，对隧道施工实现动态化指导，及时跟踪施工进度，为后续项目信息化建设提供数据支持，优化施工质量。
一、BIM+GIS隧道信息化施工必要性当前社会经济飞速发展，人们生活水平显著提升，因此工程建设行业规模逐渐加大，隧道修建数量不断递增。
不过我国隧道修建难度和复杂度较大，传统施工主要依托地质预报和监控数据对开挖过程提供数据支持，进而及时做出决策，调整施工方法，满足地质条件。
新时期网络安全和软硬件平台的出现，使得国家隧道信息化逐渐发展，依托BIM技术、GIS技术、物联网技术可以及时采集隧道施工信息完成归档，提升项目可控性，实现信息化施工。
例如，依托BIM+GIS技术创建隧道施工管理模块，建立信息采集模型，加强对隧道施工的信息化管控。
当前部分区域隧道信息化施工主要围绕监测量测方面开展，物联网技术和BIM技术结合率较低，尚未形成健全体系。
因此有必要创建动态风险预警机制，找寻最佳隧道信息化施工模式。
二、BIM+GIS隧道信息化施工技术探究（一）划分BIM模型单元IFC单元在划分时需要结合隧道设计思维模式，依据最低施工单元完成分解，做到层次易用、结构清晰，突出可拓展性，确保IFC编码工作的信息化[1]。
依据IFC标准，形成最佳隧道组成单元。
部分隧道线路分布较长，属于条带工程，因此需结合地形地貌、地理信息开展施工。
浅谈隧道工程的动态设计与信息化施工
浅谈隧道工程的动态设计与信息化施工一、信息化设计与施工的基本思路工程建设中，信息化设计与施工是一个新颖的发展方向，也是未来工程建设将采取的主要方法之一，其具有方便、简单、快捷、适用等优点。
信息化设计与施工在隧道中应用的基本原理是：利用初步勘察得到地质资料，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状态（信息），再采取多种手段对这些数据进行整理与力学分析，来判断围岩及支护结构体系的稳定性和工作状态，反馈于设计与施工，从而选择和修正开挖、支护参数，使隧道的建设达到优化。
信息化设计与施工的核心是信息的采集、整理和反馈。
隧道的信息化设计与施工思路可以概括为图1。
与地面工程不同的是，在隧道的设计与施工过程中，勘察、设计、施工等环节允许有交叉、反复。
在初步地质调查的基础上，根据数值模拟分析、经验或力学计算进行预设计，初步选定支护参数；然后，在施工过程中根据监测得到关于围岩稳定性和支护力学、工作状态的信息，对初步设计和施工过程进行调整。
大量的工程实践表明，对设计和施工所作的调整和修正十分必要。
在隧道的设计与施工中经历了近半个世纪发展的“新奥法”核心就在于把围岩看作是支护结构的重要组成部分，并通过监控量测，采取合理的设计与施工，有效地调节围岩变形，以最大限度地发挥围岩的自承作用。
信息化设计与施工是建立在新奥法的思路之上，新奥法三大准则之一的现场监测同信息化设计与施工的信息采集、分析和反馈有相似之处，可以说信息化设计与施工是新奥法在现阶段的发展与完善。
两者的主要区别在于信息化设计与施工应用了大量的现代信息工具和手段，如利用先进的计算机方法进行数值模拟、数据处理，因此在信息的获得与处理、反馈途径等方面讲究多渠道、多手段；而新奥法则主要利用传统的量测工具进行数据的获得与反饋，信息的获取与反馈途径比较单一。
因而，隧道信息化设计与施工方法比过去的新奥法更优越。
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长沙 厦门 南宁 深圳 广州 珠海
前
言
能否大幅度地减少隧道建设中地质灾害的发生， 能否显著地降低隧道建设工程事故的产生，出 路在哪里？出路在于提高隧道建设的科学技术 水平和工程的科学管理水平。其中的重要前提
和基础是隧道建设的信息化水平。本报告简要
地介绍其研究和应用的现状和发展的方向。
二、复杂不良地质超前预报方法和应用
集地层，盾构刀盘被卡死，盾构机被困40多天 开仓发现，50cm以上大漂石、密集卵石将刀具和刀盘格栅堆积卡死
盾构机被困时刀盘格栅上卡住的卵石 盾构始发井挖掘出粒径1.4m大漂石
前
言
人工填石、抛石等对越江隧道盾构机施工带来安全隐患
越江隧道陆域段地层中富含地下水 盾构机掘进时遭遇抛石则会引发滚刀刀圈、滚刀轴承等异常损坏严 重，甚至导致塌方使掌子面与地面联通，发生涌水等灾害
前
言
隧道建设难点集中在地质极端复杂的山区和岩溶地区
呈现出大埋深、强岩溶、高水压、大流量的特点
大埋深
>2500m
强岩溶
巨型溶洞、暗河等
高水压
>5MPa
大流量> 200m3/s前言断 层
裂 隙
破碎带
暗河、溶洞、断层破碎带、孤石等不良地质体都会对 钻爆法和TBM/盾构掘进机隧道安全施工造成严重危害。
0.12 0.10 0.08 y = 0.062x - 0.0525 R2 = 0.9461
激电信息
y = 0.8537x y = 0.8537x - 0.009 - 0.009 2 = 0.9479 R2 = R 0.9479 yy= - 0.0092 = 0.8147x 0.8147x - 0.0092 2 R =0.9508 0.9508 R2 = 断层超前探测数据 断层超前探测数据 溶洞超前探测数据 溶洞超前探测数据 断层数据线性拟合 断层数据线性拟合 溶洞数据线性拟合 溶洞数据线性拟合
此类险情发生在长江隧道，南水北调穿黄隧道等。
越江盾构施工隧道遭遇抛石
掌子面与地面联通
前
言
孤石、抛石、卵石群等在我国城市中广泛分布
含孤石地层
以广东、福建、广 西最为典型 抛石地层
兰州
郑州 苏州 宁波
以东部沿海城市、 沿江城市最为典型 卵石地层 以沿江上中游城市最 为典型
孤石发育地区
卵石发育地区 抛石常见地区
防治复杂不良地质诱发地质灾害的关键是成功进行不良 地质超前预报、准确查明复杂不良地质的具体情况，从而 及时采取针对性的防治措施，准确及时的超前地质预报的 主要方法是基于信息化技术的地球物理探测。
（一）隧道突水突泥灾害源超前预报进展及应用
（二）隧道前方断层破碎带超前预报进展及应用 （三）城市地铁溶洞、孤石等探测进展及应用
甘肃引洮工程遭遇突泥，掘进机损坏
云南那帮水电站掘进机被卡
掘进机施工中频繁遭遇突水突泥、塌方，造成卡机和机械报废严重事故
辽宁大伙房水库遭遇断层，掘进机被卡
瑞士圣格达铁路隧道掘进机遭遇突水
东北某引水工程TBM在穿越断层时，遭遇围岩破碎、碎石夹泥，上方 出现塌腔等问题，TBM刀盘无法转动，刀盘被卡3个月，至今无法脱困
激电信息
小型 物理 模型 试验 实测 数据
水量/m³
中等水量
测线长度
水量/m³
0.1 0.1
0.2 0.3 0.3 0.2 0.4 包络面积 包络面积 /m•s/m•s
0.4 0.5
0.5
较大水量
0.06 0.04
测线长度
0.02 0.00 0.00
5次加水 线性 (5次加水)
大型 物理 模型 试验 实测 数据
3.00
激电信息
水量/L
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
包络面积/(s.1)
1、突水突泥灾害源超前探测方法与设备
研制成功了前向三维激发极化探测专用仪器——GEI电法仪
六路恒流输出模块
实现含水构造的三维成像展示
一级逆变整流
智能细分 逆变器
该工程没有进行超前预报， 遭遇断层破碎带，TBM被卡
前
言
盾构掘进机在含孤石地层中掘进异常困难
盾构掘进机施工对风化岩石（孤石）地层表现出严重的不适应性：
掘进速度低、刀具磨耗严重、地表沉降大
刀盘出洞照片
孤石侵入
前
言
富水大粒径漂石、卵石地层对盾构机刀盘磨损极为严重
北京地铁9号线6标段区间盾构隧道施工时遭遇大粒径漂石、卵石密
（一）隧道突水突泥灾害源超前预报进展及应用
1、突水突泥灾害源超前探测方法与设备
突水超前探测难点是水量的探测
山东大学发明了隧道激发极化含水体水量估算方法：含水体静态 水量与激发极化半衰时之差呈正相关关系。
较小水量
测线长度
0.45 0.45 0.40 0.40 0.35 0.35 0.30 0.30 0.25 0.25 0.20 0.20 0.15 0.15 0.10 0.10 0.05 0.05 0.00 0.00 00
提升隧道建设信息化水平，促进 安全高效上台阶
汇报人：钱七虎
汇报提纲
1 前言 复杂不良地质超前预报方法和应用 开展基于大数据技术的TBM/盾构施工时的分析 与控制研究 数字隧道向智慧隧道（建设和运营维护）的发展
2
3
4
一、前言
中国铁路、公路与城市轨道交通建设正在飞速发展，速度令 世人惊叹，其中包括每年上千公里的隧道建设。制约隧道建设 安全高效的主要因素并成为建设难点的是极端复杂的不良地质 条件。客观不良复杂的地质条件结合建设人员的主观不安全行 为酿成了地质灾害和工程事故。对隧道建设的安全、工期和成 本造成严重危害。
地质灾害
暗河 溶洞
突水突泥、塌方等重大灾害 卡机、机毁人亡等重大事故 刀盘、主轴承严重损毁 工期严重延误，经济损失巨大
断层破碎带
孤石 ……
前
言
某工程马鹿箐隧道：大规模突水19次，15人死亡，工期延误2年
6
宜万铁路野三关隧道2007年8月5日发生重大突水突泥，1.5小时内
突水量15.1万m3，突泥石量5.35万m3，致10人死亡，工期延误半年
湖北沪蓉西高速公路龙潭隧道发生大规模突泥 2 次，突泥量超过
9000m3，工期延误超过1年半
吉莲公路永莲隧道2012年7月~10月共发生15次大规模突水突泥灾害，突出 淤泥量大（约35万m3），为国内外隧道工程建设所罕见。
青海西格铁路关角隧道穿越11个大断层，全管段日涌水量最大可达 32万m3 ，平均每天抽排水15万m3 ，每月抽水电费高达500万元。