公路(道路)隧道交通工程安全设施施工技术研究

　　摘 要：针对传统隧道施工中存在的隧道拱顶沉降过大的缺陷，提出了公路(道路)隧道交通工程安全设施施工技术的研究。设计 安全设施施工流程，降低施工图像维度，获取施工数据，合理布置隧道施工下沉点，引入高斯正态分布计算隧道累计沉降值。挖掘施工点角度与沉降点正相关关系，满足安全设施施工技术设计。设计对比实验，验证提出施工方法在实际应用中可有效的减小沉降数值，提升施工质量。

　　关键词：公路(道路)隧道;交通工程;安全设施;施工技术

　　引言 交通运输行业的发展在一定程度上促进了公路(隧 道)的建设，是目前国内应用最为广泛的交通方式之一，且 道路工程的发展存在不可逆作用，因此要求严格把控交通 工程中的道路隧道规划与其配套的公路设施[1]。为了提高 交通工程施工的质量，下述将对其开展深入的调研，从多 个方面开展公路(道路)隧道交通工程安全设施施工技术 的研究，为隧道工程可能出现的安全事故设计合理的应用 技术，为提高工程效益提出技术指导。

　　1 公路(道路)隧道交通工程安全设施施工技术研究

　　依照交通工程安全设施施工现状，针对传统施工技术 应用中存在的不足，提出一种适合公路(道路)隧道的项目 施工流程[2]。 依照道路市政工程需求，整合道路中隧道周边地质描 述，启动隧道交通工程项目，提出合理的施工方案，设计专 业施工图纸，规划隧道开采线路，提出隧道交通工程指导， 规范技术应用流程，审核检测数据，实施工程施工数据监 测，分析隧道拱顶下沉数据及周边收敛数据，检查边界条 件，跟踪工程，验收项目，整改条件数据，完成隧道交通工 程项目施工。

　　1.1 安全设施施工数据获取

　　引入 CNN 深度学习结构，安装施工现场检测设备，提 取隧道基础框架对象语义，在计算机上绘制二维图像，降 低图像维度，处理图形特征点，分析图像中数据卷积核，按 照隧道道路层次分类与拼接对象方法，获取安全设施施工技术数据[3]。具体操作步骤如下： 利用 8.0*8.0 卷积核对获取施工技术图像实施卷积数 据处理，激活提取函数 tanh 映射数据神经元，将获取数据 值区间控制在-1~+1 之间，输出具有安全设施施工的特征 图像，定义每一个 map 数据为多个卷积组合图片。施工数 据表示为： 公式中：f 表示为施工特征激活函数;k 表示为获取图 像层数;b 表示为特征点信息;X 表示为特征点在隧道中的 空间坐标;l 表示为隧道横向长度;n 表示为多张图像重合 权重;M 表示为 map 数据集合。根据上述计算公式得到了 隧道多层施工图。使用获取的图像，对其实施卷积降维，使 用 logistic 设备对图像实施分类及识别，统一结果数据，并 以变量形式识别并存储数据，提供安全设施施工技术应用 数据支撑。

　　1.2 隧道拱顶下沉数据处理

　　隧道拱顶下沉数据是施工技术应用中主要获取的数 据之一，基于隧道交通工程安全设施特点，布置拱顶下沉 测点。G1、G2、G3 表示为监测点，获取施工后 10h~12h 的沉降数据，读取隧道施工中初期形变值，计算顶 部下沉数值与施工应用的变化量。公式中：θ 表示为隧道施工中拱顶下沉里程，计算单位 为 mm;G 表示为安全设施施工技术检测点，根据现场实际 情况选定数值;i 表示为数据采集次数;α 表示为监测沉降 点与隧道垂直距离偏移的角度差，计算单位为°;l 表示为 取点位移长度值。

　　根据计算可判断隧道周边多处岩层级 别，提出合理的隧道加固处理，考虑到多种外界因素对施 工技术的影响，以此仅针对周围 1m2 之内的岩层统计分 析，拟合统计概率与数值，获取周边收敛数据期望值。使用 Origin 绘制多种沉降点，基于不同周边收敛数值条件下，采 用高斯算法拟合出隧道施工正态分布规律。g(x)表示为拱顶下沉数据分布特征;e 表示为高斯正 态分布趋向;ω 表示为累计沉降值;yi 表示为沉降监测点。 可计算在隧道周边不同收敛级别中 沉降值的变化规律，当收敛级别为Ⅳ级时，累计下沉量最 大，此时应提出对应的加固措施。

　　1.3 安全设施施工监测

　　基于上述计算的隧道施工数值，由于计算中受到外界 影响因素较多，以此将采用控制施工技术应用范围的方 式，调整拱顶沉降范围，避免由于沉降范围过大对施工造 成影响，计算施工点与沉降基础点之间的联系。计算公式 如下： (3) 公式中：p 表示为安全设施施工点;t 表示为选择同时 施工点数量;β 表示为多点之间角度偏差; 1 π 表示为施工中的常数系数。根据公式可知，当施工点选取相对固定的 条件下，施工技术应用角度选择与隧道沉降呈现正相关关 系，以此应对施工中的安全设施实施质量检测，挖掘对沉 降点影响最低的施工角度，直至满足技术要求，完成公路 (道路)隧道交通工程安全设施施工。

　　2 实验论证分析

　　提出对比实验，选取某市政工程在建拱形隧道工程为 此次实验的研究对象，规范安全设施施工中技术流程，提 出合理的机械设备安全防护措施，安全管理施工作业设备 及施工脚手架，设计安全设施施工图纸。先采用本文设计 的施工技术对该拱形工程实施模拟施工，选定 A1、A2、A3 隧道施工点，分别在 10h、12h、14h 后获取以监测点的图像 语义信息，识别图像特征点，使用本文提出公式该点的沉 降数据值，并将终端输出结果数据作为评价安全设施施工 技术评估的关键依据。

　　再采用传统的安全设施施工技术实 施相同步骤的操作，定义 B1、B2、B3 施工点，获取沉降数 据。忽略外界对检测结果造成影响的因素，形成场景数据 值集合，整理数据，将其绘制成表格。B1，B2，B3 点沉降数据值明显高于 A1，A2，A3 点沉降数据值，随着检测时间的增多，沉降范围变化速度较快，缺少正确的安全加固措施。以此可 说明本文提出施工技术在实际应用中可有效的控制拱形 隧道施工点的沉降，进而起到提升施工质量的作用。

　　工程师论文投稿刊物：工程力学是中国科协主管、中国力学学会主办，清华大学土木工程系承办的以工程应用为特点的全国综合性学术刊物。

　　3 结束语

　　市场经济的进步促进了国家市政工程的发展，道路隧 道交通工程作为较为典型的隧道工程之一，目前国内仍缺乏合理的施工方案，以此本文开展了公路(道路)隧道交通 工程安全设施施工技术的研究。并通过设计对比实验的方 式，验证了提出的施工方法在实际应用中可有效的降低拱 顶沉降范围，提升工程质量，促进交通运输行业的前进。

　　参考文献：

　　[1]张康宁，刘志伟.基于 BIM 的施工进度信息附加、跟踪与集成分析 研究——以北京轨道交通 19 号线平安里站为例[J].隧道建设(中英 文)，2019，39(09)：1507-1514.

　　[2]张灿，李万章，韩小鹏，等.BIM 在建筑施工中的深度应用—— 2019 年中国北京世界园艺博览会生活体验馆工程[J].土木建筑工 程信息技术，2019，11(01)：009-018.

　　[3]雷素素，刘宇飞，段先军，等.复杂大跨空间钢结构施工过程综合 监测技术研究[J].工程力学，2018，35(12)：203-211.

　　作者：王爱定