铁路隧道病害分析及信息化管理研究

李勇春

摘要：隧道施工过程中的涌水，作业过程中的漏水，腐蚀环境的侵蚀，使用过程中各种因素引起的衬砌开裂，冻害等，都会影响隧道的正常使用和安全运行。隧道工程施工难度较大，信息管理可以为施工的各个方面提供帮助。此功能的实现得益于完整的监视和测试系统，该系统具有高精度检测应力、收敛及位移的能力。

关键词：铁路隧道；病害分析；信息化管理；研究

引言：虽然隧道工程为人们的生活提供了便利的运输，但也存在各种潜在的安全隐患。铁路隧道的建设对促进现代社会和经济发展具有更大的作用，可以为人们的出行带来极大的便利。智能时代的到来，为铁路隧道建设技术的创新和发展带来了新的机遇和挑战，引起了世界隧道建设强国的关注。未来世界铁路隧道建设的技术水平将直接取决于信息技术在隧道建设过程中应用的广度和深度。

一、铁路隧道病害分析

在严寒地区，隧道的渗漏也会形成路面冰层，而结冰引起的冻胀力也会使二次衬砌混凝土开裂并使之变形。因此，对于防治隧道水灾尤为重要。还有衬砌腐蚀，除了水灾，隧道还被各种腐蚀性物质侵蚀。腐蚀和侵蚀对衬砌混凝土造成了极大的损害，导致混凝土开裂，疏松和多孔，甚至分层脱落，影响了隧道的实用性和安全性，缩短了隧道的使用寿命，造成巨大的经济损失。在隧道运营过程中，由于隧道本身的结构材料问题以及施工质量和周围环境的影响，会发生各种结构性病害。隧道衬砌的常见类型主要包括复合式衬砌和预制管片衬砌。复合式衬砌通常用于铁路隧道和公路隧道。由于它是在内层和外层上先后施工的，因此经常会出现衬砌背后空洞、注浆不密实和衬砌厚度不足的情况。预制管片衬砌通常用于建造盾构隧道。因为它是由拼接管片构成的，所以会发生管片错位和不均匀沉降的病害。这些结构性病害的出现会影响隧道的结构安全，威胁隧道中的机电设备，并对隧道的正常运行产生不利影响。除上述结构性病害外，隧道中还会发生列车事故、火灾、恐怖袭击、洪水和地震等突发性灾害。这种非结构性病害的发生，很容易导致各种次生灾害，分布范围广，甚至可能导致轨道交通系统瘫痪，从而严重危害交通安全和人民生活。因此，基于信息的隧道监测与测试可以对风险做出有效的预控决策，在事件发生时做出快速反应，在事件发生后进行有效的救援，确保隧道的健康运行，具有巨大的社会和经济效益。

二、铁路隧道病害信息管理系统概述

（一）信息化建造体系架构

信息系统的整个过程由三个环节组成，第一个是各种信息的收集和管理，第二个是基于获取的信息创建模型，最后一个是目标分析。但是，从目前的发展情况来看，信息的收集和管理机制还不够成熟，选择的方法还很落后，尚未引入先进的技术手段。信息管理的重点是对各种信息进行综合分析，从中提取有价值的有意义的信息，并以此为基础进行建设。这对于高效、高质量地推进施工作业具有积极意义。在这个阶段，施工信息化仍然停留在某些特定的过程中，单向信息化的情况很普遍。有常见的面对面监视系统，自动监视等，其覆盖范围仍然需要扩展。在隧道施工过程中使用少量的大型设备以及机械化，信息化和决策协助的集成不能简单地称为“智能施工”。系统架构完善，为了解决整个过程中的数据流问题，有必要开发型谱化、标准化的智能设备。建立完整的工程地质环境信息综合测绘资料库，建立自动围岩分级及爆破参数优化算法，实现智能感知、智能设备与后端服务器之间的信息连接。

（二）标准规程技术立法

目前，与信息建造兼容的标准程序技术体系尚不完善、必须紧急建立一个专门的设计、施工、监测测量、机械设备，检查和验收以及定额造价技术系统，该系统可以与代表性的典型工点结合，并且施工步骤与当前的学术研究成果和工程设计相结合。一方面修正现有的规格，规定，技术条件，各种施工方法和指导原则不充分或不匹配的问题；另一方面，统一编制和机械化施工，进行信息化设计，信息化管理与控制，科学管理，以适应各种规格，规程，技术条件，各种施工方法和指导方针，明确行业信息化应用率的目标，确保隧道施工过程有充分根据和充分依据的政策。同时，它采用信息化技术为建设工程提供丰富的信息，方便处理各种情况，使管理人员可以利用数据了解现场的变化和问题，并在第一时间进行变化以推进工程建设。同时，质量信息和安全信息的融入也加大了对质量和安全的把控，协助工程管理人员科学决策。还优化了施工过程，实现了从设计到施工的无缝连接，以确保施工质量和速度。明确国铁集团，建设单位，设计，施工，质量监督单位在信息平台管理系统中自上而下的管理权力和职责，加强大数据中心的整体接收，汇集与安全保护。根据我国目前现有的铁路隧道建设项目管理特点，依托科研课题和工程实践制定信息管理平台技术标准。

（三）加强信息化的应用

首先，利用信息技术进行远程视频监控。使用信息技术来管理施工环境的安全性是工程管理的关键内容。员工可以建立并实施人员通道实名制和劳动实名制，通过远程视频监控技术对施工现场和重点区域的生态环境进行监控，提高工程建设的安全性、材料和机械设备的管理和储存安全。通过摄像机系统实时监控工程现场的整个运行过程，或在监控中心查看监控视频数据，检索实时视频录像，在关键施工期间回放存储的视频，然后使用功能暂停捕获并下载视频以及时发现并指出工程操作中存在的问题。为了全面监控工程现场的生态环境，可以在施工现场引人注目的位置安装高清网络摄像机，以全天候监控关键操作区域的工作过程，并约束不规则操作。

其次，整合地理信息。隧道工程施工的内容比较大，其中数据信息的输出是最重要，最繁琐的。同时，数据信息的输出也是施工的重点和难点。我国在早期一直使用传统的测绘技术，传统技术很难满足员工的数据处理需求。为了改变这种现象，人们已经创新了测绘技术，并将数据信息输出作为主要的创新方向。地理信息系统的出现恰好满足了人们对数据输出的需求，并且在输出数据时也可以对其进行有效的分析。后来实施的隧道工程施工需要地理数据信息与之配合。因此，在隧道工程施工过程中，必须整合地理信息。但是，与其他信息相比，地理信息的内容较为复杂，总体难度较高，它要求员工具有一定的专业知识。因此，为了确保数据信息的准确性和完善性，必须提高数据输出的结合率和正确率。为了实现这一目标，应在隧道工程施工中增加地理信息系统的应用。

最后，信息化技术是从大量复杂数据中获取准确有用的数据信息，并使用这些数据信息来分析相关的工作和项目。工程质量监督往往时间长，施工过程复杂，影响质量的因素很多，在这种情况下，积极应用信息化技术可以加强建筑工程质量管理的监督水平，通过在施工过程中收集大数据并进行有效的分析，可以更全面，准确地掌握工程质量水平，并找到相应的方法，解决建设工程质量问题。信息化主要由信息技术，智能控制和现代通信组成。有很多方法可以将信息化应用于建筑工程的质量管理。

结语：在隧道的建设和运营过程中会发生许多病害问题，这些问题对工程有很大的影响。其中，隧道渗漏水和衬砌裂缝是影响隧道运营的最常见、影响最大的病害。隧道工程的施工复杂度较高，信息化建设是营造安全工程环境，提高施工质量的关键。它可以帮助工程人员更全面地了解前方的地质条件，以合理的技术手段完成施工作业，并创建高质量的工程项目。

参考文献

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