淺談寶蘭客專土建9標(biāo)大斷面黃土隧道施工安全管理

蘇小奇 劉斌

【摘要】目前，國內(nèi)隧道工程施工中常規(guī)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(biāo)將不斷在施工中實踐和改進(jìn)，以多種措施相結(jié)合有效保障黃土隧道的施工安全。

【關(guān)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(jié)理，土質(zhì)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(jīng)長期的實踐和研究，黃土主要有多孔性、垂直節(jié)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(qū)修建各種建（構(gòu)）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(biāo)地處甘肅省隴西高原定西市通渭縣境內(nèi)，區(qū)內(nèi)黃土溝壑縱橫，梁峁起伏，沖溝發(fā)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(biāo)段線下工程全長33.604km。其中隧道全長27.769km/7座，占比達(dá)到82.6%。隧道進(jìn)出口大多處在黃土淺埋區(qū)，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(jìn)洞施工安全風(fēng)險較高。

標(biāo)段地理位置圖

陽坡莊隧道全長7645.5m為本標(biāo)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(tǒng)泥巖，節(jié)理裂隙較發(fā)育、弱膠結(jié)、成巖作用差、巖質(zhì)較軟弱，遇水易軟化、具有弱膨脹性。第四系上更新統(tǒng)風(fēng)積砂質(zhì)黃土，具有自重濕陷性，主要分布在進(jìn)出口和淺埋段。隧道進(jìn)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(fēng)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(cè)壁導(dǎo)坑法，施工工藝多、技術(shù)難度大，安全風(fēng)險高。不良地質(zhì)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(fēng)險極高。

3、建立健全機構(gòu)，成立多種專職專業(yè)化小組

兩級領(lǐng)導(dǎo)小組及專業(yè)化小組框圖

3.1 成立項目部、工區(qū)兩級安全生產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)小組

開工前，項目部、工區(qū)分別建立了以項目經(jīng)理、工區(qū)經(jīng)理為組長各職能部門負(fù)責(zé)人和架子隊隊長為組員的安全生產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)小組，旨在將安全生產(chǎn)落到實處，形成“一崗雙責(zé)、崗崗有責(zé)”的安全管理體系，將安全生產(chǎn)工作責(zé)任化，利于突發(fā)事件的及時妥善處置，從決策到執(zhí)行，層層推進(jìn)，立竿見影。

3.2 設(shè)立工點專職安全員和工序兼職“群安員”

為達(dá)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(shè)立了專職安全員并經(jīng)培訓(xùn)持證上崗。在開挖、支護、二襯、運輸施工工序中設(shè)置一名兼職群安員，對隧道施工過程中容易出現(xiàn)的安全風(fēng)險全面盯控。

3.3 成立超前地質(zhì)預(yù)報小組

黃土隧道的特性，決定了做好超前地質(zhì)預(yù)報及時指導(dǎo)施工安全的作用。項目部設(shè)立地質(zhì)預(yù)報專管人員，對隧道的地質(zhì)預(yù)報工作及早的統(tǒng)籌安排，結(jié)合設(shè)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(qū)上報的預(yù)報結(jié)果整理、分析。工區(qū)設(shè)立超前地質(zhì)預(yù)報小組，由1-2人組成，負(fù)責(zé)執(zhí)行地質(zhì)預(yù)報的準(zhǔn)備、收集、初步分析、上報工作。分級管理、統(tǒng)籌規(guī)劃、具體落實，有效的發(fā)揮了黃土隧道地質(zhì)預(yù)報的作用。

3.4 設(shè)立工區(qū)圍巖監(jiān)控量測小組

監(jiān)控量測小組由工區(qū)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(fù)責(zé)對圍巖量測點位的布設(shè)；量測點位數(shù)據(jù)的及時收集；量測數(shù)據(jù)的上傳，工區(qū)總工負(fù)責(zé)對每天量測數(shù)據(jù)的分析，并依據(jù)分析結(jié)果對今后施工中的圍巖預(yù)留沉降量進(jìn)行調(diào)整；對圍巖的超前支護、初期支護參數(shù)進(jìn)行調(diào)整并上報項目部、監(jiān)理、設(shè)計單位及業(yè)主單位，充分發(fā)揮圍巖量測為施工安全保駕護航的作用。

3.5 設(shè)立項目部、工區(qū)拌合站、試驗室信、圍巖監(jiān)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(shè)立專人對以上各項數(shù)據(jù)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(jiān)控量測信息化實施細(xì)則》、《拌合站信息化管理實施細(xì)則》、《試驗室信息化管理實施細(xì)則》，出現(xiàn)問題有人管、管理有依據(jù)，以真實的數(shù)據(jù)為依據(jù)指導(dǎo)施工。

3.6依靠集團公司設(shè)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(zhì)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(fēng)險并及時掌握現(xiàn)場施工質(zhì)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(jìn)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(yán)格執(zhí)行“四個標(biāo)準(zhǔn)化”指導(dǎo)施工安全管理

制定切實有效的管理措施；規(guī)范人在施工中的行為；加強現(xiàn)場安全管理；規(guī)范施工過程控制。使之達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，形成具有一定規(guī)則的系統(tǒng)，這就是標(biāo)準(zhǔn)化施工，讓標(biāo)準(zhǔn)化施工貫穿上下，從而達(dá)到安全管理的目的。

4.1 管理制度標(biāo)準(zhǔn)化

結(jié)合以往的隧道施工及現(xiàn)在的黃土隧道施工的特點，項目制定了符合施工現(xiàn)場的各項安全制度，其中包括《安全生產(chǎn)責(zé)任制》、《風(fēng)險辨識評價控制制》、《重大危險源管理制》、《安全教育培訓(xùn)制》、《安全生產(chǎn)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(nèi)的《安全生產(chǎn)管理體系》，明確了現(xiàn)場各崗位、各施工作業(yè)過程中相關(guān)人員的安全分工、責(zé)任、權(quán)利，不論從人員施工的規(guī)范性還是施工工點的施工安全管理，都有效發(fā)揮了其重要作用。

4.2 人員配備標(biāo)準(zhǔn)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(jīng)驗及資質(zhì)，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(xiàn)場的安全管理到?jīng)Q策層的安全管理形成完整體系，確保安全管理人員的專業(yè)化，提高了施工安全管理隊伍的素質(zhì)。

4.3 現(xiàn)場管理標(biāo)準(zhǔn)化

現(xiàn)場不論是從場地布置還是從安全生產(chǎn)和文明施工都統(tǒng)籌布置、合理安排、精心組織、有效落實。17個隧道口的生產(chǎn)區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)、辦公生活區(qū)都合理安排，達(dá)到資源最大化利用；現(xiàn)場安全防護設(shè)施、用品、警示標(biāo)志、臨時用電、火工品管理等均是統(tǒng)一設(shè)計、統(tǒng)一購置、集中管理有效預(yù)防了分散式、多層式造成的安全管理漏洞。

4.4 過程控制標(biāo)準(zhǔn)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(huán)節(jié)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(yīng)的安全管理措施；著重監(jiān)控隧道圍巖及隧道整體情況如：圍巖節(jié)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(yīng)的應(yīng)急措施，確保隧道施工各個環(huán)節(jié)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(xùn)

項目部對新進(jìn)場人員、轉(zhuǎn)崗人員、停工復(fù)工后的人員堅持全員培訓(xùn)，特種作業(yè)人員、涉爆人員必須取得相應(yīng)由政府機構(gòu)頒發(fā)的操作上崗證，通過培訓(xùn)提高全員施工安全意識。

5.2 嚴(yán)格執(zhí)行進(jìn)洞前的紅線管理卡控

進(jìn)洞前嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化施工原則，對進(jìn)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(shè)計要求布設(shè)沉降觀測點位觀測數(shù)據(jù)在允許值內(nèi)；邊仰坡施工符合設(shè)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(guī)范；場地硬化達(dá)標(biāo)；管棚施工符合設(shè)計、規(guī)范要求。一項未達(dá)標(biāo)均不允許進(jìn)入正洞施工，為安全進(jìn)洞、后續(xù)施工順利進(jìn)行打下堅實的基礎(chǔ)。

5.3 實行門禁系統(tǒng)及隧道安全生產(chǎn)綜合管理系統(tǒng)

標(biāo)段內(nèi)17個隧道口全部安裝門禁系統(tǒng)并配備專人值班管理，對進(jìn)洞人員實行進(jìn)洞簽字出洞銷號動態(tài)管理，在風(fēng)險系數(shù)較高的新店、陽坡莊、杏園隧道10個口安裝了隧道安全生產(chǎn)綜合管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)可實現(xiàn)對進(jìn)出洞人員實時登記，實時顯示洞內(nèi)人員行動軌跡，360度高清視頻監(jiān)控，洞外、洞內(nèi)語音對講及廣播，使管理人員能夠隨時掌握現(xiàn)場施工人員、設(shè)備的分布狀況和每個人員和設(shè)備的運動軌跡，這樣有效的人、機結(jié)合更加完善了風(fēng)險管控、預(yù)警機制，提高了處置隧道突發(fā)事件的效率，在實際的運用中有效保障了隧道建設(shè)的安全生產(chǎn)、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(yán)格執(zhí)行開挖工法、進(jìn)尺、安全步距、圍巖監(jiān)控量測、火工品管理紅線控制，如若違規(guī)嚴(yán)肅處理。設(shè)計文件中所規(guī)定的工法和每循環(huán)進(jìn)尺嚴(yán)格執(zhí)行，甚至在圍巖變化的情況下及時與設(shè)計溝通進(jìn)行工法調(diào)整和支護加強措施，及時施做仰拱、襯砌封閉成環(huán)，確保步距處于安全范圍內(nèi)。圍巖監(jiān)控量測按照要求及時布設(shè)點位，且將點位布設(shè)在圍巖之中，按照上、中、下三臺階布設(shè)7條測線。按照要求及時進(jìn)行初始讀數(shù)，每天進(jìn)行量測直至穩(wěn)定或防水板鋪設(shè)后而停測?；鸸て返墓芸刂饕w現(xiàn)在短途運輸、現(xiàn)場使用、退庫三個主要環(huán)節(jié)，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(fù)責(zé)押運現(xiàn)場。到達(dá)現(xiàn)場后由爆破安全員負(fù)責(zé)全過程盯控，直至炮響和退庫。

5.5 地質(zhì)超前預(yù)報圍巖量測預(yù)控機制

地質(zhì)超前預(yù)報主要采取地質(zhì)雷達(dá)、地質(zhì)素描及TSP技術(shù)，地質(zhì)雷達(dá)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(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，TSP技術(shù)主要對隧道前方的斷層節(jié)理、裂隙破碎段進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)報，采用地質(zhì)素描對已開挖段的地質(zhì)與設(shè)計進(jìn)行對比，對設(shè)計的支護參數(shù)是否符合現(xiàn)場條件起著決定性作用。圍巖監(jiān)控量測預(yù)控是以圍巖級別設(shè)置不同的預(yù)警數(shù)值對已開挖段采取的監(jiān)控措施，馬營隧道出口在DK891+676-727段設(shè)計Ⅴ級泥巖，預(yù)留沉降量150mm，沉降觀測數(shù)據(jù)顯示28mm/d，累計沉降達(dá)到240mm，大大超出設(shè)計預(yù)期，項目部迅速決定與設(shè)計院溝通變更開挖、支護參數(shù)，提高該段的風(fēng)險預(yù)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(shù)、優(yōu)化安全方案提供了依據(jù)。

5.6 對地基含水量承載力進(jìn)行實施監(jiān)控

隧道口技術(shù)人員對開挖后含水率及隧底地基承載力進(jìn)行檢測，要求含水率超過20%的地段必須采取單工序作業(yè)，并根據(jù)現(xiàn)場含水率變化情況改變開挖工法及支護形式、參數(shù)，地基承載力低于設(shè)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(guī)范施工用水引排隧道積水

為了減少隧道內(nèi)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?jié)B集水坑，對集水坑內(nèi)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(wěn)性及安全系數(shù)。

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(jiān)管力度，提高監(jiān)管水平，開工至今，采用月度綜合檢查，各項專項檢查和季節(jié)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(jìn)及檢查的深入，新的問題也隨之出現(xiàn)，但在總結(jié)時發(fā)現(xiàn)，重復(fù)出現(xiàn)的問題的次數(shù)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(yè)主、政府部門、監(jiān)理、項目部檢查中發(fā)現(xiàn)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(jìn)行分類統(tǒng)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(jìn)行分析研究，制定相應(yīng)的控制、整改措施，并及時予以整改銷號。

6、結(jié)束語

寶蘭項目部大斷面黃土隧道施工的安全管理工作經(jīng)過以上多項措施的有效實施基本上達(dá)到了預(yù)期的效果。尤其是在隧道進(jìn)洞安全管理上落實的比較到位，全線隧道全面實現(xiàn)了安全進(jìn)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(xiàn)場執(zhí)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(fēng)險。另外項目部將在今后的施工中對于信息化系統(tǒng)的建立要采取更加有效的措施，確保施工數(shù)據(jù)的及時化、準(zhǔn)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(jù)，真正提到事前、事中的決策和控制。

參考文獻(xiàn)：

[1]蘭新鐵路甘青有限公司，《過程控制標(biāo)準(zhǔn)化》，北京： 中國鐵道出版社，2010.1。

[2]蘭新鐵路甘青有限公司，《標(biāo)準(zhǔn)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(shè)項目標(biāo)準(zhǔn)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(shè)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(shè)施工安全管理工作。