上海轨道交通建设中远程监控管理的应用
摘 要:该文介绍了上海轨道交通远程监控应用的背景。从工程项目开工前、设计交底阶段、工程项目实施过程控制等阶段介绍了基于远程监控的管理流程,并结合工程实践说明应用远程监控管理是目前对风险管理的有效手段,对其它的项目管理有很好的借鉴意义。
关键词:轨道交通;远程监控;项目管理
0 引言
上海轨道交通已突破 420 km 运营里程,未来 5a 上海地铁仍将保持较快建设发展速度,新建里程将超过 200 km。尽管已经取得了很大的成就,但应该清醒地认识到上海地铁所面临的地质和环境条件正在变得极为复杂。环境变形控制要求由以往的【+10,-30】mm 变为小于 10 mm 的毫米级范围,加之设备超负荷运转,施工难度加大,技术人才紧缺,在这种极其苛刻条件下的施工,是对施工技术、装备、组织管理、人员素质等施工各要素的严峻考验。一旦项目管理者不能认清项目存在的问题并及时采取措施予以解决,项目就可能遭受失败,由此使得地铁建设存在着巨大的潜在风险,从而对工程项目管理者的管理风险的能力提出了更高的要求。
对于大型的工程项目管理可以通过合理运用4 种主要的风险管理方法尽可能地削弱风险造成的损失,分别为:(1)识别风险并予以减弱;(2)转移风险和分担风险;(3) 影响和转换制度风险;(4) 利用投资组合分散风险。而在地铁建设的过程中,识别风险予以减弱是降低风险的一个重要手段。随着自动化、计算机技术的发展,越来越多的地铁线路开始考虑和实施远程监控的系统,通过远程监控系统的软硬平台,实现资源共享,互联互通,有利于紧急情况下的事件处理,提高地铁建设整体管理水平。
本文针对上述几点,根据工作实际,从地铁公司层面上谈谈远程监控管理的应用,以便对其他类似工程提供参考和借鉴。
1 轨道交通远程监控的管理模式
1.1 远程监控管理系统的组成
远程监控管理系统主要由车站和隧道远程监控管理系统、网络视频远程监控系统和远程监控管理平台组成。各部分的软件根据各自不同功能,针对工程不同需要,在不同场合及各自的应用环境,从不同角度对工程实行远程监控。通过几个部分的联合使用,相互配合、取长补短,全面反映工程建设的各种信息,把握工程进展和质量控制情况,完成远程监控的目的。
1.1.1 车站和隧道远程监控管理系统
主要对地铁基坑和区间隧道施工时的自动或人工采集的所有施工、监理、监测数据、文档、资料等进行远程传输、监控、分析,从而实现对基坑和区间隧道工程的监测数据、工程进度、监理文档等的管理,实现工程数据的远程传输、汇总。并通过分析,及时发现工程问题,可有效地避免工程事故的出现,将事故隐患消灭在萌芽状态,确保地铁施工时的安全。
1.1.2 网络视频远程监控系统
利用先进的视频压缩技术,在 Internet 上进行视频广播,可以实时传输、远程监控工地现场的施工情况。并能通过远程控制云台的转动、俯仰,以及焦距的变化,察看到工地各处的情况。这样就可以及时传送工地现场的视频图像,从而使管理者足不出户,即可了解工程进展、工程现场施工的情况等,实现远程控制,有利于快速发现和解决问题,使管理者运筹帷幄之间,决胜于千里之外。
1.1.3 远程监控管理平台(见图 1)

集成了以上几个系统的管理平台,分级管理,主要收集汇总工地现场的监测数据、视频数据,可查询、分析、处理,另外具备预警报警体系及流程。
1.2 远程监控的管理流程
1.2.1 工程项目开工前
地铁公司将与有相关技术和经验的专业单位签订远程监控技术服务合同,成立远程监控分中心。成立远程监控管理领导小组,建立以总工程师为主要负责人的远程监控管理体系,根据其职责实施该公司的项目管理工作,并对远程监控管理分中心实施日常的管理。
工程部组织设计、施工、监理、监测、业主代表及相关单位,对全线进行施工风险评估、分级。质安部根据工程部上报的沿线建筑(构)物的详细调查报告,编制所辖工程范围内的远程监控总体方案、按照新开工单位的工程实际情况编制远程监控系统管理的交底书(包括:相关文件、地铁公司交底内容、远程监控分中心交底内容、现场远程监控检查记录表、评分表、地铁公司联络员联系簿及现场远程监控小组样表)、现场远程监控检查评分表和本年度的远程监控管理计划,上报地铁公司总工程师审核和批准。
同时,地铁公司应该督促各单位建立各项管理制度和措施,落实责任人,并做好监测前的准备工作。
设计单位必须根据高风险工程本身要求,并针对周围构筑物、管线等工况特点及环境要求,制定各工况条件下监测项目分层控制指标及各监测项目的报警值。
施工单位制定监测方案并经建委科技委评审通过,报地铁公司总工确认。地铁公司总工将根据提供监测方案提出意见。还应按照远程监控软件系统要求配置好硬件设施。远程监控中心人员安装相关的硬件和软件。
监理单位必须组织设计、施工、监测等单位制定远程监控实施细则,监理单位技术负责人对远程监控实施细则审批后,报地铁公司质安部和远程监控分中心进行审查与备案,并按备案后的远程监控实施细则组织实施。
监测单位根据修改过的监测方案制定施工现场远程监控监测实施方案。在工程实施前报地铁公司远程监控分中心备案(附单位企业技术负责人和监理单位总监理工程师审批意见、现场方案讨论会议纪要),并按备案后的监测方案组织实施。
交底过程中,业主代表应组织质安部、远程监控分中心、监理单位、施工单位、设计单位和监测单位相关负责人参加,由质安部和远程监控分中心分别进行交底。包括两方面的内容:(1)分发交底书、明确各方职责;(2)现场远程监控在硬件维护和软件操作的演示。最后由监理单位做会议纪要,经地铁公司确认后纳入远程监控台帐。
1.2.2 设计交底阶段
由地铁公司前期部组织各参建方开设计交底会,由设计单位进行交底。监测单位也必须在设计交底中明确在工程施工中的监测项目,避免错测,漏测关键项目,从而造成管理者对工程风险的误判而产生重大安全事故。为确保各测点的有效性和真实性,在实施过程中监理单位应督促施工单位和监测单位做好三个环节的工作。即第一环节:测点布设前,施工单位应摸清监测重点部位的详细情况,建立台帐,向监测单位做详细的交底,并留存交底记录;第二环节:测点布设过程中,监理单位应旁站监督、记录,各测点布置严格按照《上海地铁基坑工程施工规程》条文说明中有关要求布设,重要管线尽量布设直接点,并验收各阶段测点;第三环节:监测过程中,监理单位督促施工单位加强各测点的保护工作,监督各监测单位测点数据的完整性和准确性。
1.2.3 工程项目实施过程控制
各单位工程必须建立由地铁公司现场代表、监理、设计、施工、监测等组成的现场远程监控管理执行小组,完善远程监控管理体系,将现场远程监控执行小组管理网络体系报地铁公司质安部及远程监控分中心。其中地铁公司现场代表为牵头人,对现场远程监控系统运行情况、监测数据和施工工况上传情况和发生超报警值的原因,及时组织、分析予以解决。监理单位总监理工程师是施工现场远程监控第一管理和实施责任人,应在每周召集现场远程监控执行小组召开周例会,若发现数据出现异常情况迅速报地铁公司现场代表、远程监控分中心。施工单位负责远程监控系统的建立及日常正常运行,并按照远程监控系统要求,及时上传与该工程相关的信息。


由于工程实施过程中的不确定和多样性,存在两种状态的管理模式即正常状态(见图 2)和险情状态(见图 3)。当监控系统发出预警通知后(如工地现场发现或发生险情),各相关单位应及时转
入工程抢险机制,现场启动应急预案,尽可能避免工程事故发生为原则,执行险情状态下监控流程。根据险情的不同,将工程险情分成 3 级:一般危险、重大危险、特大危险。险情的分级由远程监控分中心和现场各单位开会决定。一般危险是指工程发生对工程和周围环境较小影响的险情,在险情发生之后,现场需要及时采取相应的措施并由监控分中心备案、上报给集团公司;重大危险是指工程发生对工程和周围环境较大影响的险情,此时需要及时采取临时抢险措施、启动抢险机制,由地铁公司牵头,会同专家组和各方单位召开抢险会议,形成抢险方案并实施,同时报告给集团公司;特大危险是指基坑有(或者已发生)失稳的危险或者周围环境有可能发生(或者已发生)连锁式的危险(如基坑塌方引起附近房屋倒塌等),此时除采取重大危险的抢险措施外,还需要汇报给政府相关部门,及时调动各方力量抢险。
工程项目完成后,监测单位须提交完整的监测资料给建设单位。
2 远程监控系统应用
某车站 1 号出入口位于车站的东侧,基坑长约 41 m,宽约 10 m,为不规则形状;1 号出入口围护结构采用 φ800 钻孔灌注桩,桩长 18 m,止水帷幕采用 φ650 搅拌桩,桩长 15 m;基坑开挖深度约 9 m;基坑设二道支撑,第一道为 800 mm×800 mm 钢筋混凝土支撑,第二道为 φ609 钢支撑,采用明挖顺做法。当该出入口开挖至坑底,测斜 CX0066-15 (30.2 mm/d, 26.6 mm/d) 速率严重超标,地表沉降 D0054-02 (-15.8 mm/d,-17.4 mm/d),D0055-01(-14.2 mm/d,-12.4 mm/d),D0055-02(-27.1mm/d,-23.9 mm/d),速率严重超标,在基坑钻孔桩缝隙间出现了渗漏。
正是由于工地现场及时传递了监测数据,监控中心及时地分析了数据, 发现了异常并告知相关部门,启动了远程监控的应急预案停止开挖基坑,因此成功有效地杜绝了工程事故的发生。
3 结语
目前远程监控已在上海地铁中全面使用,并且在南京、杭州、武汉、青岛等多个城市得到推广应用,使轨道交通建设的管理水平大大地上了一个台阶,在保证工程进度、控制工程质量和保障工程安全等方面都取得了良好的效果。在实际使用中,通过对每条地铁线建立监控中心,由现场管理人员和专家共同组成监控小组,负责对地铁工程建设的全面监控,提高并均衡了整条地铁线的决策水平,保障地铁建设按时、保质、保量地完成,使地铁建设的安全得到了有效的保证。
参考文献
[1]刘建航,侯学渊.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.
[2]王洪新.实施远程监控管理防范于未然[J].交通与运输,2003,(增刊):83-87.