“安全天眼”顯神威
文章來源：中國交通建設集團有限公司 發布時間：2020-12-29
“警報！6號地塊基坑西面監測點編號0303出現監測異常，水位高出基底，請盡快抵達。”在中交集團所屬中交一公局集團鄭州市文創園8號項目，安全員李成杰的手機收到了警告提示信息，他立即通知現場技術人員進行處理，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，李成杰的手機每天都要收到好幾條。
鄭州文創園8號項目占地面積57余萬平方米，相當于80多個標準足球場，作業高峰時現場工人2000多人、塔吊26臺、鋼筋使用總量達4萬噸……作為融合城鎮發展、改善中低收入人群居住條件、推動新型城鎮化建設的重點工程之一，它的每一步進展都牽動著3174戶回遷居民的心。
在現場，高處墜落、物體打擊、交叉作業等安全風險點多達上百個，“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的損失。”項目負責人劉金濤皺緊了眉頭。尤其是現場5個深基坑同時作業，存在土體滲透、地面沉降、塌方等風險點，一旦支撐體系破壞，圍護內傾，就會像包餃子一樣將在基坑里作業的人員和機械包裹住，造成重大安全事故。
如何對深基坑的水位、深層位移、沉降等進行實時監測，成為了項目安全管理的重中之重。而國內深基坑工程監測大多采用人工測量方法，由兩三個專業測量人員，外加一套高精度的測量儀器進行全天實時監控，隨著基坑開挖越發復雜，就算增加監測頻率和點位，監測數據也時常出現延遲、誤差等問題。為了確保施工及周邊環境安全，項目總工程師馮天初萌生了自建系統的想法，“我們需要一個前置監測系統，出現異常時可以及時進行預警。”很快，課題小組開始組建，并選擇項目6號地塊的一個基坑作為試點。
技術團隊立即開始了建模試驗，利用BIM技術建立地表及基礎構件立體模型，采用物聯網技術在基坑四周布置深層水平位移、地表沉降、水位監測傳感器，將采集的監測數據與BIM模型形成聯動。在基坑施工過程中軟件系統對采集的數據實時進行分析與處理，來判斷傳感器所監測對象的狀態，若達到預警閾值，系統將通過BIM模型精確定位預警位置及預警因素，同時向現場工作人員手機端發出報警信號。
預警系統經過反復模擬試驗取得了成功，技術團隊還沒來得及松口氣，新的問題又擺在面前，“出現預警后，我們要盡快完成搶險，所以只預警根本不夠，還要把預警分級，并提供解決方案。”馮天初堅定地說。
技術團隊又開始了風險判定工作，“我們首先要制定一套完備的參考標準，明確每個級別的臨界值。”馮天初思索著。技術團隊通過核查、綜合分析和專家咨詢等方法，總結出了一套適合當地土質的精準數據，輸入系統后，只要監測系統一旦預警就能確定相應預警級別。技術團隊根據每個級別，制定了模擬解決方案，將預警信息一并發送到指定手機上，幫助現場搶險人員快速解決問題。
隨著預警模型、預警級別的一一確定，深基坑監測系統逐漸清晰起來。“前置預警系統，關鍵在于我們能前置多長時間，關鍵時刻，哪怕提前1秒鐘，對于搶險也是寶貴的。”馮天初臉上洋溢著興奮。
一場關于提前1秒的模擬試驗開始了。技術團隊開始分析歷史監測資料，利用統計法、時間順序法等手段對監測數據進行實時預處理和分析，最終將預警時間最長提升到2小時之前。“如果說之前的系統是被動接受預警，那么我們現在已經能提前知道事故發生幾率。”馮天初掩不住內心的激動，“就像基坑里長了‘眼睛’，讓各類隱患無處藏身。”
深基坑監測系統順利投入使用，基坑內每隔100米間距都安裝了至少1處監測器。如今，通過電腦、手機、平板等多媒體終端，就能實時監測20個足球場大小的深基坑動態。同時還在人力、傳感器等硬件設備方面節省成本15萬元，監測設備還能循環應用。
“這個系統不受天氣影響、不需要人工干預，即可實現全天24小時不間斷監測，能覆蓋基坑施工中安全生產的所有細節。”劉金濤自豪地說。
【責任編輯：家正】
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