淺談寶蘭客專土建9標大斷面黃土隧道施工安全管理

蘇小奇 劉斌

【摘要】目前，國內隧道工程施工中常規隧道的施工安全管理逐漸走向成熟，但在黃土隧道中的施工安全管理還處于摸索階段。寶蘭客專9標將不斷在施工中實踐和改進，以多種措施相結合有效保障黃土隧道的施工安全。

【關鍵詞】黃土隧道；施工安全；管理措施

1、前言

黃土在我國西北有著廣泛的分布，其有著顯著的垂直節理，土質疏松，在干燥時較堅硬，一旦遇水侵泡，通常容易剝落、侵蝕和濕陷。經長期的實踐和研究，黃土主要有多孔性、垂直節理、層理不明顯、透水性較強、濕陷性等五個方面的特征。所以在黃土地區修建各種建（構）筑物時，必須緊緊圍繞黃土的以上特征來采取各種措施，盡量減小對黃土的擾動和浸泡。

2、工程概況

寶蘭客專9標地處甘肅省隴西高原定西市通渭縣境內，區內黃土溝壑縱橫，梁峁起伏，沖溝發育，溝深坡陡，主溝多切割至基巖，支溝基巖幾乎不出露。地形起伏較大，地面高程一般為2070～2300m之間，全年降水較少，冬季溫差大，冬施周期長。該標段線下工程全長33.604km。其中隧道全長27.769km/7座，占比達到82.6%。隧道進出口大多處在黃土淺埋區，地表陷穴較多，陽坡莊隧道、新店隧道等四條隧道多次下穿天巉高速和093縣道，隧道圍巖多以Ⅳ、Ⅴ級為主，Ⅳ級圍巖占隧道總長的62.66%；Ⅴ級級圍巖占隧道總長的占16.5%，隧道開挖斷面較大一般為116-151m2。隧道大變形、坍塌、初支開裂，進洞施工安全風險較高。

標段地理位置圖

陽坡莊隧道全長7645.5m為本標段最長雙線隧道，其最大埋深174m，最小埋深7m。隧道洞身通過的地層主要為第三系上新統泥巖，節理裂隙較發育、弱膠結、成巖作用差、巖質較軟弱，遇水易軟化、具有弱膨脹性。第四系上更新統風積砂質黃土，具有自重濕陷性，主要分布在進出口和淺埋段。隧道進出口和淺埋段有裂隙水，主要來自于大氣降水的入滲，局段強風化花崗巖裂隙水較大，其余基本無水。隧道洞身圍巖主要為Ⅳ、Ⅴ級圍巖，采用三臺階法、三臺階加臨時橫撐法、三臺階臨時仰拱法、雙側壁導坑法，施工工藝多、技術難度大，安全風險高。不良地質圍巖多以破碎性花崗巖、泥石夾層、泥石交接滑層為主，裂隙水較大，施工風險極高。

3、建立健全機構，成立多種專職專業化小組

兩級領導小組及專業化小組框圖

3.1 成立項目部、工區兩級安全生產領導小組

開工前，項目部、工區分別建立了以項目經理、工區經理為組長各職能部門負責人和架子隊隊長為組員的安全生產領導小組，旨在將安全生產落到實處，形成“一崗雙責、崗崗有責”的安全管理體系，將安全生產工作責任化，利于突發事件的及時妥善處置，從決策到執行，層層推進，立竿見影。

3.2 設立工點專職安全員和工序兼職“群安員”

為達到黃土隧道施工安全管理的全面管控、不留死角的目的，項目部在7座隧道17個口21個工作面設立了專職安全員并經培訓持證上崗。在開挖、支護、二襯、運輸施工工序中設置一名兼職群安員，對隧道施工過程中容易出現的安全風險全面盯控。

3.3 成立超前地質預報小組

黃土隧道的特性，決定了做好超前地質預報及時指導施工安全的作用。項目部設立地質預報專管人員，對隧道的地質預報工作及早的統籌安排，結合設計文件中隧道的不良地段（淺埋、偏壓、過溝、斷層、富水等）著重管理，并對工區上報的預報結果整理、分析。工區設立超前地質預報小組，由1-2人組成，負責執行地質預報的準備、收集、初步分析、上報工作。分級管理、統籌規劃、具體落實，有效的發揮了黃土隧道地質預報的作用。

3.4 設立工區圍巖監控量測小組

監控量測小組由工區總工任組長，圍巖量測人員為組員。圍巖量測人員一般為3人，負責對圍巖量測點位的布設；量測點位數據的及時收集；量測數據的上傳，工區總工負責對每天量測數據的分析，并依據分析結果對今后施工中的圍巖預留沉降量進行調整；對圍巖的超前支護、初期支護參數進行調整并上報項目部、監理、設計單位及業主單位，充分發揮圍巖量測為施工安全保駕護航的作用。

3.5 設立項目部、工區拌合站、試驗室信、圍巖監控量測息化專職人員。

在實行圍巖量測、拌合站、試驗室信息化初期，項目部就決定設立專人對以上各項數據的收集、分析、整理、上報、反饋，做到有異常必解決、有問題必追究，分別制定了《圍巖監控量測信息化實施細則》、《拌合站信息化管理實施細則》、《試驗室信息化管理實施細則》，出現問題有人管、管理有依據，以真實的數據為依據指導施工。

3.6依靠集團公司設立初期支護、隧道二襯無損檢測小組。

為了確保初期支護、隧道二襯、鋼架、鋼筋的施工質量，尤其是初期支護背后不密實、空洞等問題容易引起的初支變形、坍塌安全風險并及時掌握現場施工質量，項目部依靠集團公司請檢測中心人員長期駐扎工地，對每個工作面的初期支護在二襯封閉前進行自檢，對存在的問題及時予以通報，項目部工程部給予跟蹤整改，做到事前控制。

4、嚴格執行“四個標準化”指導施工安全管理

制定切實有效的管理措施；規范人在施工中的行為；加強現場安全管理；規范施工過程控制。使之達到一定的標準，形成具有一定規則的系統，這就是標準化施工，讓標準化施工貫穿上下，從而達到安全管理的目的。

4.1 管理制度標準化

結合以往的隧道施工及現在的黃土隧道施工的特點，項目制定了符合施工現場的各項安全制度，其中包括《安全生產責任制》、《風險辨識評價控制制》、《重大危險源管理制》、《安全教育培訓制》、《安全生產例會制》、《民用爆炸物品管理制》、《安全隱患排查整改制》等23項在內的《安全生產管理體系》，明確了現場各崗位、各施工作業過程中相關人員的安全分工、責任、權利，不論從人員施工的規范性還是施工工點的施工安全管理，都有效發揮了其重要作用。

4.2 人員配備標準化

項目部成立初期，配備安全管理專職人員15人，全部具有施工安全管理方面經驗及資質，其中高級職稱3人、中級職稱7人，各隧道均配備1名專職安全員及工序兼職“群安員”1名，從施工現場的安全管理到決策層的安全管理形成完整體系，確保安全管理人員的專業化，提高了施工安全管理隊伍的素質。

4.3 現場管理標準化

現場不論是從場地布置還是從安全生產和文明施工都統籌布置、合理安排、精心組織、有效落實。17個隧道口的生產區、輔助生產區、辦公生活區都合理安排，達到資源最大化利用；現場安全防護設施、用品、警示標志、臨時用電、火工品管理等均是統一設計、統一購置、集中管理有效預防了分散式、多層式造成的安全管理漏洞。

4.4 過程控制標準化

黃土隧道施工過程的安全管理要樹立“安全無小事、管理抓重點”的理念，對施工中各個環節全面盯控：開挖支護、臨時用電、臺架使用安全、行車安全等都制定了相應的安全管理措施；著重監控隧道圍巖及隧道整體情況如：圍巖節理、圍巖含水率、仰拱地基承載力、隧道淺埋段、偏壓段等采取相應的應急措施，確保隧道施工各個環節有序開展。

5、多管齊下完善安全管理措施

5.1 堅持人員崗前安全培訓

項目部對新進場人員、轉崗人員、停工復工后的人員堅持全員培訓，特種作業人員、涉爆人員必須取得相應由政府機構頒發的操作上崗證，通過培訓提高全員施工安全意識。

5.2 嚴格執行進洞前的紅線管理卡控

進洞前嚴格執行標準化施工原則，對進洞條件逐一驗收：洞口存在陷穴的必須三七灰土回填；原地面按設計要求布設沉降觀測點位觀測數據在允許值內；邊仰坡施工符合設計；安全防護必須有效；截排水溝滿足最大降雨量要求；“五牌一圖”布置規范；場地硬化達標；管棚施工符合設計、規范要求。一項未達標均不允許進入正洞施工，為安全進洞、后續施工順利進行打下堅實的基礎。

5.3 實行門禁系統及隧道安全生產綜合管理系統

標段內17個隧道口全部安裝門禁系統并配備專人值班管理，對進洞人員實行進洞簽字出洞銷號動態管理，在風險系數較高的新店、陽坡莊、杏園隧道10個口安裝了隧道安全生產綜合管理系統，該系統可實現對進出洞人員實時登記，實時顯示洞內人員行動軌跡，360度高清視頻監控，洞外、洞內語音對講及廣播，使管理人員能夠隨時掌握現場施工人員、設備的分布狀況和每個人員和設備的運動軌跡，這樣有效的人、機結合更加完善了風險管控、預警機制，提高了處置隧道突發事件的效率，在實際的運用中有效保障了隧道建設的安全生產、日常安全管理。

5.4 實行隧道施工紅線控制

隧道正洞施工嚴格執行開挖工法、進尺、安全步距、圍巖監控量測、火工品管理紅線控制，如若違規嚴肅處理。設計文件中所規定的工法和每循環進尺嚴格執行，甚至在圍巖變化的情況下及時與設計溝通進行工法調整和支護加強措施，及時施做仰拱、襯砌封閉成環，確保步距處于安全范圍內。圍巖監控量測按照要求及時布設點位，且將點位布設在圍巖之中，按照上、中、下三臺階布設7條測線。按照要求及時進行初始讀數，每天進行量測直至穩定或防水板鋪設后而停測。火工品的管控主要體現在短途運輸、現場使用、退庫三個主要環節，在運輸工程中采用專用車輛將炸藥和雷管分開運輸，并由爆破員、安全員負責押運現場。到達現場后由爆破安全員負責全過程盯控，直至炮響和退庫。

5.5 地質超前預報圍巖量測預控機制

地質超前預報主要采取地質雷達、地質素描及TSP技術，地質雷達主要對黃土隧道中特有的大孔隙（如蟲孔，植物根孔，裂隙封閉空洞，潛蝕空洞等）能提供較為準確的數據，TSP技術主要對隧道前方的斷層節理、裂隙破碎段進行準確的預報，采用地質素描對已開挖段的地質與設計進行對比，對設計的支護參數是否符合現場條件起著決定性作用。圍巖監控量測預控是以圍巖級別設置不同的預警數值對已開挖段采取的監控措施，馬營隧道出口在DK891+676-727段設計Ⅴ級泥巖，預留沉降量150mm，沉降觀測數據顯示28mm/d，累計沉降達到240mm，大大超出設計預期，項目部迅速決定與設計院溝通變更開挖、支護參數，提高該段的風險預警等級，確保了施工安全。以上方法為正確選擇開挖工法、支護參數、優化安全方案提供了依據。

5.6 對地基含水量承載力進行實施監控

隧道口技術人員對開挖后含水率及隧底地基承載力進行檢測，要求含水率超過20%的地段必須采取單工序作業，并根據現場含水率變化情況改變開挖工法及支護形式、參數，地基承載力低于設計的地段必須上報，采取換填或擠密樁處理，以保證隧底的承載力。

5.7 規范施工用水引排隧道積水

為了減少隧道內水對圍巖的浸泡及破壞，項目部要求隧道配備儲水裝置，施工用水必須遵循“能不用盡量不用、能少用不多用、有用必回收”的理念，減少水對隧道圍巖暴露段及成型段浸擾。對于裂隙水豐富地段采取收集引排措施，仰拱端頭采用防水板制作的可移動式抗滲集水坑，對集水坑內的積水及時收集處理，保證了圍巖不被水長期浸泡，有效提高圍巖自穩性及安全系數。

5.8 加強檢查力度分級建立問題庫及時研判采取措施 予以整改銷號

加大監管力度，提高監管水平，開工至今，采用月度綜合檢查，各項專項檢查和季節性檢查，全面考核各隧道施工中存在安全隱患及不足。隨著隧道的推進及檢查的深入，新的問題也隨之出現，但在總結時發現，重復出現的問題的次數在逐漸減少，有的甚至基本消除，做到“有問題必須查、有問題必須究、有問題必須跟蹤、有問題必須整改”的四個必須。在業主、政府部門、監理、項目部檢查中發現的安全隱患及不良行為建立問題庫，針對各級部門、問題類型進行分類統計，定期召開施工安全管理專題會議，會議上提出各類具有代表意義的問題進行分析研究，制定相應的控制、整改措施，并及時予以整改銷號。

6、結束語

寶蘭項目部大斷面黃土隧道施工的安全管理工作經過以上多項措施的有效實施基本上達到了預期的效果。尤其是在隧道進洞安全管理上落實的比較到位，全線隧道全面實現了安全進洞。在下穿公路和淺埋段也取得了圓滿的成功。但是，還存在一些制度和措施在現場執行不到位而造成初支變形、初支侵限等隱患，在后期的處理上也增加了安全風險。另外項目部將在今后的施工中對于信息化系統的建立要采取更加有效的措施，確保施工數據的及時化、準確化、共享化，以便為施工主要管理人員提供參考和分析依據，真正提到事前、事中的決策和控制。

參考文獻：

[1]蘭新鐵路甘青有限公司，《過程控制標準化》，北京： 中國鐵道出版社，2010.1。

[2]蘭新鐵路甘青有限公司，《標準化管理手冊》（第三版），中國鐵道出版社，2012.12.31。

[3]盧春房，《鐵路建設項目標準化管理》，北京： 中國鐵道出版社，2013.3。

作者簡介：

1蘇小奇、男、38、本科、工程師，主要從事鐵路建設施工安全管理工作。

2劉斌、男、28、本科、助理工程師，主要從事鐵路建設施工安全管理工作。