新疆特殊地区长隧洞进洞人员动态安全管理技术研究

1.工程概况

新疆某电站发电引水系统工程施工Ⅰ标，隧洞总长 5380m ，设置两个施工支洞，1#支洞与主洞交岔口桩号为 0+915,2#支洞与主洞交岔口桩号为4+186。根据分标协议单工作面掘进最大长度达 3414m ，且开挖过程中，围岩类别变化较大，不确定因素较多；施工过程中安全隐患大，过程中进洞人员需安全动态管理。

本项目处于新疆地区，自治区水利厅下发“隧洞进洞安全管理十四条”中明确规定，必须实时掌握洞内施工人员信息，以保证现场施工、管理人员安全；且施工地区项目较多，人员结构复杂，加之此地有放牧区，当地牧民时常上山，为保证现场管理的秩序性和时刻监督洞内作业人员信息，需对进洞人员信息做统计，做到动态管理。

2 研究内容

2.1 考虑策划引进门禁系统的可行性方案分析引进门禁系统的优势

① 重要性：本研究课题依托的某电站发电引水系统工程施工 I 标项目总洞长7.167km，单向掘进长度为 3.414km ，围岩地质复杂，安全隐患大。针对这一情况，需要迅速、准确、及时地对隧洞施工中各种突发安全事件进行处理，这已成为确保施工有序进行的基础环节。

② 安全管理系统的优越性

基于当前我国隧润施工安全的实际需求，相关企业和研究位设计了安全管理系统，该系统以无线射频识别技术为基础，结合先进的信息传递技术与计算机数据处理技术，开发出隧洞施工人员安全管理系统。其具体组成包括三个核心的部分，即影像识别系统、信息传输系统、软件管理平台。用于该安全管理系统的射频识别部分具备了高容错和低功耗的性能优势，实现多目标的沟题要求。在进行信息传输的过程中，利用隧道内装设的连接，可以不受隧道复杂环境和信号的影响，数据远距离传输更加稳定，计算机应用系统可以将各种数据信息进行分类处理，按照预期的设定功能进行相应的处置。

③ 根据新疆维吾尔自治区水利厅下发“隧洞进洞安全管理十四条”要求，隧洞必须设置进洞人员登记管理制度，确保洞内人员信息。

和传统管理方法对比分析（理论分析）

① 传统进洞人员安全管理方式：考勤管理具体实施：采用人员在洞口进行登记，分为进洞登记和出洞登记人员：每个部位白班1 人，夜班1 人（每人工资5000 元/月）

机械：无材料：无

特点：人为因素影响大，错误率高

② 安全管理系统

具体实施：采用安全管理系统进行洞内人员安全动态管理。

人员：每年维护一次，每次1 万

机械：每个部位设备和线路布置费用15 万/台。特点：显示准确，方便便捷

③ 经济效益对比

科研活动时间为：2019 年6 月 ～2021 年6 月，共计24 个月。

传统方式经济效益：24 万安全管理系统经济效益： 15+2=17 万对比分析：安全管理系统经济效益节省成本7 万元项目部共三个进洞值班点，合计： 7^*3=21 万元

2.2 确定门禁系统的购买和引进、制定初版门禁系统安装方案

两种管理系统适用性分析

经调查，市场上存在人员动态安全管理系统共两种，分别为无线网络系统和有线系统。根据水工长引水隧洞具体分析如下：

水工长引水隧洞施工特点：洞挖作业时间长，洞挖作业期间工序多且小，作业单一，施工工作面长，作业面积小。

无线网络视频监控系统方便快捷，可实现洞内全过程监控，适用于地下厂房等大作业面监控，可满足洞内人员安全动态管理，成本高，过程信号受洞内粉尘环境影响大。

有线门禁系统：方式较传统，可充分利用洞挖过程中安装的风水管现固定架进行布置，过程投入小，过程设置基站可满足洞内人员安全动态管理，信号可靠。

结论：经充分了解水工隧洞施工特点和两种不同的安全管理系统性能，最终确定使用有线人员动态管理系统。

洞内门禁系统安装方案水工隧洞洞挖特点，制定洞内系统安装方案：

① 洞口值班室设置软件管理平台，管理平台配置：电脑一台，显示屏一台，包含管理系统一套。

② 洞口设置门禁系统一套，可自动识别人员车辆，配备升降杆。

③ 洞内设置基站：根据洞挖和支护特点，每 300m 设置基站一个，原因为： 300～500m 设置错车道一处，围岩较好段支护工序可滞后 100m ，故按 300m 进行配置，拟计划一季度增加基站一处。

④ 连接线设置：延续洞内风水电管路支架进行布置。

2.1.3 数据分析采集形成研究成果通过数据分析，形成研究成果。

3 研究成果

3.1 主要研究成果

课题依托新疆某项目部输水隧洞施工，总结新疆特殊地区长隧洞进洞人员动态安全管理技术要点，通过分析管理系统优缺点，确定门禁系统安装方案。根据工程实际情况，人员动态安全管理系统实施有效，节约施工成本，提高管理能力。项目主要研究成果和创新点如下：

（1）采用传统运行和科学方法的对比研究，明确信息化管理的必要性、科学性及经济性，形成适用新疆特殊地区长隧洞进洞人员动态安全管理技术理论成果。

（2）根据现场实际情况，采用对比分析的方法确定经济适用的设备配置，总结一套新疆地区长隧洞门禁系统及洞内信号设备配置的最优方案。

（3）针对新疆特殊地区和长隧洞的典型特点，采用不良地质情况模拟、应急演练、桌面推演等方法分析进洞人员动态信息化管理的适用性、科学性，总结一套进洞人员动态安全管理的新型信息化管理方法。

（4）采用信息化人员动态科学管理技术实现工程现场考勤管理、安防管理，形成一套新型项目管理手段。

研究成果已在新疆某电站项目施工中成功应用，产生较为可观的经济效益和社会效益，具有一定的技术创新性和先进性。

3.2 经济效益及社会效益① 传统进洞人员安全管理方式：考勤管理具体实施：采用人员在洞口进行登记，分为进洞登记和出洞登记。

人员工资：每个部位白班2 人，夜班2 人（每人工资8000 元/月）

机械：皮卡车一辆，均摊到每个部位月3.3 万元；

人员保险：每人每年2500 元；

特点：人为因素影响大，错误率高

② 安全管理系统

具体实施：采用安全管理系统进行洞内人员安全动态管理。

人员：每年维护一次，每次1 万

机械：每个部位设备和线路布置费用15 万/台。特点：显示准确，方便便捷

③ 经济效益对比

科研活动时间为：2019 年10 月 ～2021 年6 月，共计20 个月。

传统方式经济效益： 4×0.8×18+3.3+0.25×4×2=62.9 万元安全管理系统经济效益： 15+1=16.0 万对比分析：安全管理系统经济效益节省成本 62.9-16=46.9 万元项目部共三个进洞值班点，合计： 46.9×3=140.7 万元

4 结论

通过本次研究，总结出了一整套新疆地区长隧洞门禁系统及洞内信号设备配置的最优方案，成为一种隧洞人员动态安全管理的新型信息化管理手段。具有较好的安全效益和社会效益。且在本项目已正常运行，并为类似工程设计及施工提供指导,进一步提高集团核心竞争力心本次研究成果在施工中得到了业主、设计、监理的高度认可，为公司在北方市场树立了良好的工程形象。

参考文献：

[1] SL398-2007.水利水电工程施工通用安全技术规程[S].

[2] SL378-2007.水工建筑物地下开挖工程施工规范[S].

[3] 水利工程建设标准强制性条文（2016 年版）.