浅谈宝兰客专土建9标大断面黄土隧道施工安全管理

苏小奇 刘斌

【摘要】目前，国内隧道工程施工中常规隧道的施工安全管理逐渐走向成熟，但在黄土隧道中的施工安全管理还处于摸索阶段。宝兰客专9标将不断在施工中实践和改进，以多种措施相结合有效保障黄土隧道的施工安全。

【关键词】黄土隧道；施工安全；管理措施

1、前言

黄土在我国西北有着广泛的分布，其有着显著的垂直节理，土质疏松，在干燥时较坚硬，一旦遇水侵泡，通常容易剥落、侵蚀和湿陷。经长期的实践和研究，黄土主要有多孔性、垂直节理、层理不明显、透水性较强、湿陷性等五个方面的特征。所以在黄土地区修建各种建（构）筑物时，必须紧紧围绕黄土的以上特征来采取各种措施，尽量减小对黄土的扰动和浸泡。

2、工程概况

宝兰客专9标地处甘肃省陇西高原定西市通渭县境内，区内黄土沟壑纵横，梁峁起伏，冲沟发育，沟深坡陡，主沟多切割至基岩，支沟基岩几乎不出露。地形起伏较大，地面高程一般为2070～2300m之间，全年降水较少，冬季温差大，冬施周期长。该标段线下工程全长33.604km。其中隧道全长27.769km/7座，占比达到82.6%。隧道进出口大多处在黄土浅埋区，地表陷穴较多，阳坡庄隧道、新店隧道等四条隧道多次下穿天巉高速和093县道，隧道围岩多以Ⅳ、Ⅴ级为主，Ⅳ级围岩占隧道总长的62.66%；Ⅴ级级围岩占隧道總长的占16.5%，隧道开挖断面较大一般为116-151m2。隧道大变形、坍塌、初支开裂，进洞施工安全风险较高。

标段地理位置图

阳坡庄隧道全长7645.5m为本标段最长双线隧道，其最大埋深174m，最小埋深7m。隧道洞身通过的地层主要为第三系上新统泥岩，节理裂隙较发育、弱胶结、成岩作用差、岩质较软弱，遇水易软化、具有弱膨胀性。第四系上更新统风积砂质黄土，具有自重湿陷性，主要分布在进出口和浅埋段。隧道进出口和浅埋段有裂隙水，主要来自于大气降水的入渗，局段强风化花岗岩裂隙水较大，其余基本无水。隧道洞身围岩主要为Ⅳ、Ⅴ级围岩，采用三台阶法、三台阶加临时横撑法、三台阶临时仰拱法、双侧壁导坑法，施工工艺多、技术难度大，安全风险高。不良地质围岩多以破碎性花岗岩、泥石夹层、泥石交接滑层为主，裂隙水较大，施工风险极高。

3、建立健全机构，成立多种专职专业化小组

两级领导小组及专业化小组框图

3.1 成立项目部、工区两级安全生产领导小组

开工前，项目部、工区分别建立了以项目经理、工区经理为组长各职能部门负责人和架子队队长为组员的安全生产领导小组，旨在将安全生产落到实处，形成“一岗双责、岗岗有责”的安全管理体系，将安全生产工作责任化，利于突发事件的及时妥善处置，从决策到执行，层层推进，立竿见影。

3.2 设立工点专职安全员和工序兼职“群安员”

为达到黄土隧道施工安全管理的全面管控、不留死角的目的，项目部在7座隧道17个口21个工作面设立了专职安全员并经培训持证上岗。在开挖、支护、二衬、运输施工工序中设置一名兼职群安员，对隧道施工过程中容易出现的安全风险全面盯控。

3.3 成立超前地质预报小组

黄土隧道的特性，决定了做好超前地质预报及时指导施工安全的作用。项目部设立地质预报专管人员，对隧道的地质预报工作及早的统筹安排，结合设计文件中隧道的不良地段（浅埋、偏压、过沟、断层、富水等）着重管理，并对工区上报的预报结果整理、分析。工区设立超前地质预报小组，由1-2人组成，负责执行地质预报的准备、收集、初步分析、上报工作。分级管理、统筹规划、具体落实，有效的发挥了黄土隧道地质预报的作用。

3.4 设立工区围岩监控量测小组

监控量测小组由工区总工任组长，围岩量测人员为组员。围岩量测人员一般为3人，负责对围岩量测点位的布设；量测点位数据的及时收集；量测数据的上传，工区总工负责对每天量测数据的分析，并依据分析结果对今后施工中的围岩预留沉降量进行调整；对围岩的超前支护、初期支护参数进行调整并上报项目部、监理、设计单位及业主单位，充分发挥围岩量测为施工安全保驾护航的作用。

3.5 设立项目部、工区拌合站、试验室信、围岩监控量测息化专职人员。

在实行围岩量测、拌合站、试验室信息化初期，项目部就决定设立专人对以上各项数据的收集、分析、整理、上报、反馈，做到有异常必解决、有问题必追究，分别制定了《围岩监控量测信息化实施细则》、《拌合站信息化管理实施细则》、《试验室信息化管理实施细则》，出现问题有人管、管理有依据，以真实的数据为依据指导施工。

3.6依靠集团公司设立初期支护、隧道二衬无损检测小组。

为了确保初期支护、隧道二衬、钢架、钢筋的施工质量，尤其是初期支护背后不密实、空洞等问题容易引起的初支变形、坍塌安全风险并及时掌握现场施工质量，项目部依靠集团公司请检测中心人员长期驻扎工地，对每个工作面的初期支护在二衬封闭前进行自检，对存在的问题及时予以通报，项目部工程部给予跟踪整改，做到事前控制。

4、严格执行“四个标准化”指导施工安全管理

制定切实有效的管理措施；规范人在施工中的行为；加强现场安全管理；规范施工过程控制。使之达到一定的标准，形成具有一定规则的系统，这就是标准化施工，让标准化施工贯穿上下，从而达到安全管理的目的。

4.1 管理制度标准化

结合以往的隧道施工及现在的黄土隧道施工的特点，项目制定了符合施工现场的各项安全制度，其中包括《安全生产责任制》、《风险辨识评价控制制》、《重大危险源管理制》、《安全教育培训制》、《安全生产例会制》、《民用爆炸物品管理制》、《安全隐患排查整改制》等23项在内的《安全生产管理体系》，明确了现场各岗位、各施工作业过程中相关人员的安全分工、责任、权利，不论从人员施工的规范性还是施工工点的施工安全管理，都有效发挥了其重要作用。

4.2 人员配备标准化

项目部成立初期，配备安全管理专职人员15人，全部具有施工安全管理方面经验及资质，其中高级职称3人、中级职称7人，各隧道均配备1名专职安全员及工序兼职“群安员”1名，从施工现场的安全管理到决策层的安全管理形成完整体系，确保安全管理人员的专业化，提高了施工安全管理队伍的素质。

4.3 现场管理标准化

现场不论是从场地布置还是从安全生產和文明施工都统筹布置、合理安排、精心组织、有效落实。17个隧道口的生产区、辅助生产区、办公生活区都合理安排，达到资源最大化利用；现场安全防护设施、用品、警示标志、临时用电、火工品管理等均是统一设计、统一购置、集中管理有效预防了分散式、多层式造成的安全管理漏洞。

4.4 过程控制标准化

黄土隧道施工过程的安全管理要树立“安全无小事、管理抓重点”的理念，对施工中各个环节全面盯控：开挖支护、临时用电、台架使用安全、行车安全等都制定了相应的安全管理措施；着重监控隧道围岩及隧道整体情况如：围岩节理、围岩含水率、仰拱地基承载力、隧道浅埋段、偏压段等采取相应的应急措施，确保隧道施工各个环节有序开展。

5、多管齐下完善安全管理措施

5.1 坚持人员岗前安全培训

项目部对新进场人员、转岗人员、停工复工后的人员坚持全员培训，特种作业人员、涉爆人员必须取得相应由政府机构颁发的操作上岗证，通过培训提高全员施工安全意识。

5.2 严格执行进洞前的红线管理卡控

进洞前严格执行标准化施工原则，对进洞条件逐一验收：洞口存在陷穴的必须三七灰土回填；原地面按设计要求布设沉降观测点位观测数据在允许值内；边仰坡施工符合设计；安全防护必须有效；截排水沟满足最大降雨量要求；“五牌一图”布置规范；场地硬化达标；管棚施工符合设计、规范要求。一项未达标均不允许进入正洞施工，为安全进洞、后续施工顺利进行打下坚实的基础。

5.3 实行门禁系统及隧道安全生产综合管理系统

标段内17个隧道口全部安装门禁系统并配备专人值班管理，对进洞人员实行进洞签字出洞销号动态管理，在风险系数较高的新店、阳坡庄、杏园隧道10个口安装了隧道安全生产综合管理系统，该系统可实现对进出洞人员实时登记，实时显示洞内人员行动轨迹，360度高清视频监控，洞外、洞内语音对讲及广播，使管理人员能够随时掌握现场施工人员、设备的分布状况和每个人员和设备的运动轨迹，这样有效的人、机结合更加完善了风险管控、预警机制，提高了处置隧道突发事件的效率，在实际的运用中有效保障了隧道建设的安全生产、日常安全管理。

5.4 实行隧道施工红线控制

隧道正洞施工严格执行开挖工法、进尺、安全步距、围岩监控量测、火工品管理红线控制，如若违规严肃处理。设计文件中所规定的工法和每循环进尺严格执行，甚至在围岩变化的情况下及时与设计沟通进行工法调整和支护加强措施，及时施做仰拱、衬砌封闭成环，确保步距处于安全范围内。围岩监控量测按照要求及时布设点位，且将点位布设在围岩之中，按照上、中、下三台阶布设7条测线。按照要求及时进行初始读数，每天进行量测直至稳定或防水板铺设后而停测。火工品的管控主要体现在短途运输、现场使用、退库三个主要环节，在运输工程中采用专用车辆将炸药和雷管分开运输，并由爆破员、安全员负责押运现场。到达现场后由爆破安全员负责全过程盯控，直至炮响和退库。

5.5 地质超前预报围岩量测预控机制

地质超前预报主要采取地质雷达、地质素描及TSP技术，地质雷达主要对黄土隧道中特有的大孔隙（如虫孔，植物根孔，裂隙封闭空洞，潜蚀空洞等）能提供较为准确的数据，TSP技术主要对隧道前方的断层节理、裂隙破碎段进行准确的预报，采用地质素描对已开挖段的地质与设计进行对比，对设计的支护参数是否符合现场条件起着决定性作用。围岩监控量测预控是以围岩级别设置不同的预警数值对已开挖段采取的监控措施，马营隧道出口在DK891+676-727段设计Ⅴ级泥岩，预留沉降量150mm，沉降观测数据显示28mm/d，累计沉降达到240mm，大大超出设计预期，项目部迅速决定与设计院沟通变更开挖、支护参数，提高该段的风险预警等级，确保了施工安全。以上方法为正确选择开挖工法、支护参数、优化安全方案提供了依据。

5.6 对地基含水量承载力进行实施监控

隧道口技术人员对开挖后含水率及隧底地基承载力进行检测，要求含水率超过20%的地段必须采取单工序作业，并根据现场含水率变化情况改变开挖工法及支护形式、参数，地基承载力低于设计的地段必须上报，采取换填或挤密桩处理，以保证隧底的承载力。

5.7 规范施工用水引排隧道积水

为了减少隧道内水对围岩的浸泡及破坏，项目部要求隧道配备储水装置，施工用水必须遵循“能不用尽量不用、能少用不多用、有用必回收”的理念，减少水对隧道围岩暴露段及成型段浸扰。对于裂隙水丰富地段采取收集引排措施，仰拱端头采用防水板制作的可移动式抗渗集水坑，对集水坑内的积水及时收集处理，保证了围岩不被水长期浸泡，有效提高围岩自稳性及安全系数。

5.8 加强检查力度分级建立问题库及时研判采取措施 予以整改销号

加大监管力度，提高监管水平，开工至今，采用月度综合检查，各项专项检查和季节性检查，全面考核各隧道施工中存在安全隐患及不足。随着隧道的推进及检查的深入，新的问题也随之出现，但在总结时发现，重复出现的问题的次数在逐渐减少，有的甚至基本消除，做到“有问题必须查、有问题必须究、有问题必须跟踪、有问题必须整改”的四个必须。在业主、政府部门、监理、项目部检查中发现的安全隐患及不良行为建立问题库，针对各级部门、问题类型进行分类统计，定期召开施工安全管理专题会议，会议上提出各类具有代表意义的问题进行分析研究，制定相应的控制、整改措施，并及时予以整改销号。

6、结束语

宝兰项目部大断面黄土隧道施工的安全管理工作经过以上多项措施的有效实施基本上达到了预期的效果。尤其是在隧道进洞安全管理上落实的比较到位，全线隧道全面实现了安全进洞。在下穿公路和浅埋段也取得了圆满的成功。但是，还存在一些制度和措施在现场执行不到位而造成初支变形、初支侵限等隐患，在后期的处理上也增加了安全风险。另外项目部将在今后的施工中对于信息化系统的建立要采取更加有效的措施，确保施工数据的及时化、准确化、共享化，以便为施工主要管理人员提供参考和分析依据，真正提到事前、事中的决策和控制。

参考文献：

[1]兰新铁路甘青有限公司，《过程控制标准化》，北京： 中国铁道出版社，2010.1。

[2]兰新铁路甘青有限公司，《标准化管理手册》（第三版），中国铁道出版社，2012.12.31。

[3]卢春房，《铁路建设项目标准化管理》，北京： 中国铁道出版社，2013.3。

作者简介：

1苏小奇、男、38、本科、工程师，主要从事铁路建设施工安全管理工作。

2刘斌、男、28、本科、助理工程师，主要从事铁路建设施工安全管理工作。