施工安全監(jiān)測技術(shù)及應(yīng)用案例一、引言在建筑工程、交通樞紐、地下空間開發(fā)等領(lǐng)域的施工過程中，地質(zhì)條件的復(fù)雜性、結(jié)構(gòu)受力的動態(tài)性及周邊環(huán)境的關(guān)聯(lián)性，使安全風(fēng)險始終伴隨工程全周期。施工安全監(jiān)測技術(shù)通過對工程本體、周邊環(huán)境及地質(zhì)條件的動態(tài)感知，為風(fēng)險預(yù)警、施工優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐，是實現(xiàn)“安全可控、質(zhì)量可靠”的核心手段。從高層建筑的沉降控制到隧道開挖的圍巖穩(wěn)定性監(jiān)測，從橋梁吊裝的應(yīng)力預(yù)警到深基坑的變形防控，監(jiān)測技術(shù)的精準(zhǔn)應(yīng)用已成為工程安全管理的“眼睛”與“神經(jīng)中樞”。二、施工安全監(jiān)測技術(shù)原理與分類（一）傳感器監(jiān)測技術(shù)基于物理、力學(xué)原理的傳感器是監(jiān)測的“感知終端”。應(yīng)變傳感器（如光纖光柵、電阻應(yīng)變片）通過感知結(jié)構(gòu)變形產(chǎn)生的應(yīng)變信號，反演應(yīng)力狀態(tài)；位移傳感器（如傾角儀、拉線式位移計）實時捕捉結(jié)構(gòu)的沉降、傾斜、收斂變形；應(yīng)力傳感器（如振弦式壓力盒、土壓力計）則針對巖土體、支護結(jié)構(gòu)的受力變化進行監(jiān)測。這類技術(shù)適用于結(jié)構(gòu)內(nèi)力、局部變形的精細化監(jiān)測，典型場景包括深基坑支護結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測、高層建筑主體傾斜監(jiān)測。（二）自動化監(jiān)測技術(shù)依托物聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星定位等技術(shù)實現(xiàn)“無人值守、實時傳輸”。GNSS（全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)）監(jiān)測通過接收衛(wèi)星信號，獲取監(jiān)測點的三維坐標(biāo)變化，適用于大面積區(qū)域的沉降、位移監(jiān)測（如機場跑道、高邊坡變形）；InSAR（合成孔徑雷達干涉測量）利用雷達波相位差分析地表形變，可實現(xiàn)千米級范圍的宏觀變形監(jiān)測，常用于城市區(qū)域地面沉降、大型庫區(qū)滑坡預(yù)警；自動化采集系統(tǒng)（如基于LoRa、5G的無線傳輸網(wǎng)絡(luò)）整合多類傳感器數(shù)據(jù)，通過邊緣計算實現(xiàn)數(shù)據(jù)預(yù)處理，典型案例為地鐵施工期的周邊建（構(gòu)）筑物自動化監(jiān)測。（三）無損檢測技術(shù)以“非破壞性”方式評估結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷或性能。超聲檢測通過聲波在介質(zhì)中的傳播特性（如聲速、振幅衰減）判斷混凝土內(nèi)部空洞、裂縫深度；紅外熱成像利用物體熱輻射差異，識別結(jié)構(gòu)表面滲漏、保溫層缺陷；探地雷達通過電磁波反射信號，探測地下管線、地質(zhì)分層及隱伏斷層，在隧道超前地質(zhì)預(yù)報、基坑周邊管線排查中廣泛應(yīng)用。三、施工安全監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)（一）監(jiān)測方案設(shè)計：基于風(fēng)險源的精準(zhǔn)部署需結(jié)合工程類型、地質(zhì)條件、周邊環(huán)境開展“三維”風(fēng)險分析：工程本體：如超高層建筑需重點監(jiān)測垂直度、累積沉降；盾構(gòu)隧道需關(guān)注管片應(yīng)力、盾尾間隙。地質(zhì)條件：軟土地區(qū)深基坑易發(fā)生圍護結(jié)構(gòu)變形，需加密水平位移、支撐軸力監(jiān)測點；巖溶地區(qū)隧道需超前探測溶洞分布。周邊環(huán)境：臨近既有建筑的基坑工程，需同步監(jiān)測建筑沉降、傾斜及裂縫發(fā)展，監(jiān)測點布置需覆蓋建筑角點、承重墻位置。（二）數(shù)據(jù)采集與傳輸：可靠性與時效性平衡設(shè)備選型：兼顧精度與環(huán)境適應(yīng)性，如水下監(jiān)測選用防水型傳感器，強電磁干擾區(qū)采用光纖傳感設(shè)備。傳輸網(wǎng)絡(luò)：短距離（如基坑內(nèi)部）采用ZigBee無線傳輸，長距離（如山區(qū)隧道）結(jié)合4G/5G公網(wǎng)或自組網(wǎng)基站，確保數(shù)據(jù)實時上傳。質(zhì)量控制：通過“三點校驗”（基準(zhǔn)點、工作基點、監(jiān)測點）消除系統(tǒng)誤差，對異常數(shù)據(jù)（如突變、超限值）進行現(xiàn)場復(fù)核。（三）數(shù)據(jù)分析與預(yù)警：從“數(shù)據(jù)”到“決策”的轉(zhuǎn)化算法模型：采用機器學(xué)習(xí)（如LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）分析變形時序數(shù)據(jù)，識別趨勢性變化；利用有限元仿真模擬極端工況下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)，輔助預(yù)警閾值設(shè)定。預(yù)警機制：建立“三級預(yù)警”（黃色：警戒值80%，提示關(guān)注；橙色：警戒值100%，啟動預(yù)案；紅色：超限值，緊急處置），結(jié)合現(xiàn)場巡查、視頻監(jiān)控實現(xiàn)“數(shù)據(jù)+場景”聯(lián)動預(yù)警。四、典型應(yīng)用案例（一）超高層建筑施工：上海中心大廈垂直度監(jiān)測工程背景：632米超高層建筑，施工過程中受風(fēng)荷載、混凝土收縮徐變影響，垂直度控制精度要求±20毫米。監(jiān)測技術(shù)：采用全站儀自動跟蹤監(jiān)測（布置8個監(jiān)測站，對核心筒頂點、鋼結(jié)構(gòu)桁架關(guān)鍵點進行實時坐標(biāo)采集）+光纖光柵應(yīng)變監(jiān)測（在巨型柱、環(huán)帶桁架內(nèi)埋入傳感器，監(jiān)測溫度應(yīng)力與結(jié)構(gòu)內(nèi)力）。效果：施工全程垂直度偏差≤15毫米，通過應(yīng)變數(shù)據(jù)優(yōu)化混凝土養(yǎng)護方案，避免了溫度裂縫產(chǎn)生。（二）地鐵隧道施工：深圳地鐵12號線巖溶區(qū)超前預(yù)報工程背景：隧道穿越巖溶發(fā)育區(qū)，溶洞最大高度達25米，易引發(fā)突水、塌方風(fēng)險。監(jiān)測技術(shù)：采用地質(zhì)雷達（100MHz天線）進行超前探測，結(jié)合鉆孔電視驗證溶洞形態(tài)；施工期部署光纖傳感分布式監(jiān)測（沿隧道周邊布設(shè)感溫光纜，監(jiān)測地下水滲流引發(fā)的溫度異常）。效果：提前探明3處大型溶洞，采用“超前注漿+管棚支護”方案處置，隧道開挖安全穿越風(fēng)險區(qū)。（三）深基坑工程：廣州某CBD項目周邊建筑保護監(jiān)測工程背景：基坑深度32米，緊鄰3棟既有高層建筑（建成20年），需控制建筑沉降≤10毫米。監(jiān)測技術(shù)：采用自動化GNSS監(jiān)測（在建筑屋頂布置4個監(jiān)測點，采樣頻率1次/10分鐘）+裂縫計監(jiān)測（在建筑墻面、樓板布設(shè)裂縫傳感器，分辨率0.01毫米）。效果：施工期建筑最大沉降7.2毫米，裂縫發(fā)展速率≤0.02毫米/天，通過預(yù)警數(shù)據(jù)調(diào)整土方開挖順序，避免了建筑損傷。五、發(fā)展趨勢與建議（一）技術(shù)趨勢：智能化、多源融合AI賦能：利用深度學(xué)習(xí)算法識別監(jiān)測數(shù)據(jù)中的“偽異?！保ㄈ鐐鞲衅鞴收稀h(huán)境干擾），提升預(yù)警準(zhǔn)確率；結(jié)合數(shù)字孿生技術(shù)，構(gòu)建工程“虛實映射”模型，模擬施工擾動下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)。多技術(shù)融合：將InSAR宏觀監(jiān)測與GNSS微觀監(jiān)測結(jié)合，實現(xiàn)“區(qū)域-局部”變形的立體管控；無損檢測與傳感器監(jiān)測聯(lián)動，如用探地雷達定位缺陷，再用應(yīng)變傳感器監(jiān)測缺陷發(fā)展。（二）管理建議：從“監(jiān)測”到“防控”的閉環(huán)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)：推動監(jiān)測技術(shù)規(guī)程、預(yù)警閾值標(biāo)準(zhǔn)的編制，明確不同工程類型的監(jiān)測指標(biāo)（如深基坑水平位移預(yù)警值應(yīng)結(jié)合地質(zhì)條件、支護形式動態(tài)調(diào)整）。人才培養(yǎng)：建立“監(jiān)測工程師”職業(yè)體系，強化“傳感器原理+數(shù)據(jù)分析+工程經(jīng)驗”復(fù)合能力培養(yǎng)，避免“重設(shè)備、輕應(yīng)用”現(xiàn)象。風(fēng)險聯(lián)動：將監(jiān)測數(shù)據(jù)接入工程安全管理平臺，與監(jiān)理、施工班組的現(xiàn)場巡查數(shù)據(jù)聯(lián)動，形成“數(shù)據(jù)預(yù)警-現(xiàn)場核查-措施調(diào)整”的閉環(huán)機制。結(jié)語施工安全監(jiān)測技術(shù)已從“事后檢測”轉(zhuǎn)向“事