PPP模式下高瓦斯隧道施工瓦斯管理架构的建立

唐 堃 侯艳兵

中电建成都建设投资有限公司，四川成都 610212

1 工程概况

1.1 成都轨道交通18号线

成都轨道交通18号线是成都城市轨道交通线网中集市域快线与机场专线功能为一体的复合线，是串联成都中心城区、天府新区和四川省对外交通枢纽天府国际机场的骨干线路，是成都市实施“东进”战略的重要交通线路。线路全长约67.93km，起于火车南站，经高新区、天府新区后穿越龙泉山至新机场，具体路线如图1所示。

图1 成都轨道交通18号线线路示意图

1.2 龙泉山高瓦斯隧道

龙泉山隧道位于成都轨道交通18号线工程天府新站-三岔湖站区间，是成都轨道交通18号线关键性工程，全长约9.7km，穿越三大湾气田，是国内最长的轨道交通山岭高瓦斯隧道。隧道最大埋深275m，分为左、右线，采用双线分修，采用矿山法施工。左、右线轴间距30m，隧道平均断面面积约为67.5m2。为满足施工工期、施工通风及出渣、运营通风等需要，隧道设置了1#、2#斜井，将隧道主洞分为3段。隧道进口、1#斜井、2#斜井3个工区为高瓦斯工区，隧道出口工区为低瓦斯工区，施工区段如图2所示。

图2 龙泉山隧道施工区段划分图

1.3 PPP模式下各参建单位的关系

成都轨道交通18号线是成都市第一个实行“全口径PPP模式”的轨道交通项目，成都市政府与大型中央企业组建合资公司——PPP项目公司，由政府授予特许经营权，在18号线建设期履行建设单位职能。该大型中央企业同时作为工程总承包方，成立工程建设指挥部，履行总承包单位职能；若干施工单位作为承包商，履行承包单位职能。建设相关单位关系如图3所示。

图3 建设相关单位关系示意图

2 存在的困难

（1）油气田高瓦斯隧道施工安全风险高。龙泉山隧道穿越龙泉山含油气构造部分，受三大湾气田影响，现场测试天然气最大浓度达到2.62%，其气体成分主要以甲烷为主，伴有硫化氢和一氧化碳等有毒有害气体。龙泉山是具备油气生储盖组合的含油气构造，出露侏罗系和白垩系非煤系地层，有7个构造高点，裂隙发育，是浅层天然气有利聚集区，沙溪庙组砂岩是浅层天然气主要储层。龙泉山隧道施工过程中遇到的浅层天然气瓦斯会沿地层裂隙上逸到隧道内，易发生中毒、窒息、燃烧、爆炸、瓦斯突出等事故。从既有的工程经验来说，隧道工程如果发生瓦斯事故，往往造成极大的生命财产损失和极恶劣的社会影响。

（2）新的合同模式下，合同关系复杂，责任主体界定困难，管理协调困难。城市轨道交通工程属于基础设施，由代表成都市政府的轨道交通集团负责开发、建设、运营，但在本项目中，PPP项目公司是建设单位，其职责和权利通过委托建设管理协议来界定；成都轨道交通18号线是成都市第一个实行“全口径PPP模式”的轨道交通项目，没有成熟的先例可供参考，所以在实际项目实践过程中，设置了一个探索管理模式的过渡期，在过渡期内参考“投、融资+工程总承包”管理模式签订合同，在建设单位变更完成后，逐步完成合同移交；在整个过程中，成都轨道交通集团、PPP项目公司、社会资本方、工程总承包方、分包方（包括专业分包、劳务分包等）等合同关系复杂，安全管理工作存在多层级责任主体，管理关系复杂，容易出现职责不清、多头指令，加大了项目业主的管理协调难度。

3 高瓦斯隧道管理的主要任务和内容

3.1 高瓦斯隧道施工危险源

通过开展瓦斯隧道施工危险源辨识、评估，认为高瓦斯隧道施工危险源防治任务主要有4个方面：

（1）瓦斯防控，防止瓦斯聚集造成洞内人员窒息、中毒、摧毁巷道、火灾；

（2）通风控制，避免因通风不良造成的瓦斯聚集；

（3）机械、电气设备的防爆管控，避免施工机械在作业时产生摩擦或碰撞火花引发瓦斯爆炸、燃烧；

（4）爆破危险防治，避免放炮事故。

3.2 针对危险源的主要管理内容

（1）超前地质预报。委托专业机构进行超前地质预报工作，采用地质雷达、TSP地震波预报、超前钻探多种预报手段相结合，全方位了解前方地质围岩情况，预判瓦斯涌出量，为瓦斯防控提供依据。

（2）瓦斯系统监测。构建风速监测系统、瓦斯监控系统，及时掌握隧道通风情况和瓦斯浓度，调整风量、风速，采取主动干预的方式控制瓦斯浓度。

（3）通风管理。严格执行瓦斯隧道通风管理规定，通风机采用“一机一备”，并配备柴油发电机，确保24h不间断通风；根据隧道施工推进，通风距离增加、通风阻力随之增大的情况，及时调整通风机运行速级，保证隧道风量满足要求。

（4）电气防爆。隧道洞内电气设备均采用煤安防爆型设备，施工洞内供电必须做到“三专”及“两闭锁”，即：专用变压器、专用开关、专用供电线路，瓦斯浓度超标时与供电的闭锁及压入式通风的风机与洞内供电的闭锁。

（5）设备防爆改装。高瓦斯隧道施工机械设备均加装瓦电闭锁装置，有效监控瓦斯浓度，一旦检测到瓦斯浓度超过0.3%，设备自动报警；浓度超过0.5%，机械设备自动停止作业，保证洞内作业安全。

（6）爆破管理。制定工程爆破设计，通过现场爆破试验，确定质点震动衰减规律，优化爆破参数，控制一次总装药量、单响药量，保证安全质点振动速度在规定范围之内，避免对围岩及设备造成破坏；加强施工期变形观测和爆破振动监测；同时采取控制爆破，调整爆破方向，使爆破振动危害和飞石得到有效控制；严格遵守爆破作业规程，对火工品的运输、储存、出库、使用必须严格管理控制，防止流失。

4 PPP模式下高瓦斯隧道施工管理架构

基于成都轨道交通18号线项目的组织结构特点，厘清各参建单位的管理关系，针对高瓦斯隧道管理，建立了“项目公司-指挥部-标段项目部”的管理体系。在纵向各层级的管理界面、权限、职责划分明确；在横向上形成“承包方-监理方-第三方”责任主体自我约束与第三方监管相结合的格局，高瓦斯隧道施工管理架构如图4所示。

（1）项目公司。在特许经营期内，成都轨道交通18号线PPP项目公司作为建设单位，在龙泉山高瓦斯隧道管理中承担业主的监督管理职能，在本管理架构中是监管层。项目公司聘请第三方瓦斯防控技术服务单位以及专家组，提供检测、监测、监督、咨询服务。

（2）指挥部。在18号线工程实践中，社会资本方是具有总承包资质的大型中央企业，由其组建的指挥部代表其履行总承包职能。指挥部成立瓦斯防控领导小组，负责瓦斯防控相关协调、决策；成立瓦斯防控工作组，负责具体的协调、管理工作。指挥部与项目公司聘请的第三方瓦斯防控技术服务单位以及专家组共同负责对龙泉山隧道瓦斯防控执行层的管理，构成了三级管理架构中的管理层。

（3）标段项目部。标段项目部是瓦斯隧道施工任务的承包单位设立的承包部，代表承包单位履行承包部相关职责；其与其聘请的瓦斯监测技术服务单位以及超前地质预报技术服务单位具体负责龙泉山隧道施工过程中的瓦斯防控工作，是三级管理架构中的执行层。

（4）监理单位。项目公司与监理单位签订协议，按照项目公司的各项规章制度及安全生产监理细则有关规定实施监理，代表项目公司对标段项目部瓦斯防控进行全面监管。

（5）第三方管理者。项目公司与具备瓦斯防控资质的正规企业签订合作协议，作为项目公司的第三方瓦斯防控服务单位，同时聘请业界具有一定的知名度和权威性的专家组建项目公司瓦斯防控专家组。第三方瓦斯防控单位主要负责对18号线瓦斯工区瓦斯、机电、地质预报实施全面、客观、真实的检测、监测、监督管理，规范标段项目及其委托的技术服务单位开展相关瓦斯、机电、地质预报工作，并参与项目公司做瓦斯专题的科技创新、优化或合理化建议等工作。专家组负责定期的现场巡查、专项方案评审论证和咨询工作，对第三方瓦斯防控组的工作进行检查指导。

图4 高瓦斯隧道施工管理架构

5 管理成效

2018年5月19日，在1#斜井左线小里程ZDK43+746仰拱发现瓦斯逸出，检测到瓦斯浓度最大值16.0%。在此次瓦斯逸出事件应对处理过程中，项目公司、指挥部、标段项目部三个层级信息畅通，响应迅速，相关决策和指令得到有效落实，体系运行顺畅。截止2018年10月，成都轨道交通18号线龙泉山高瓦斯隧道已经完成90%，其中2#斜井至出口已于2018年9月5日双线顺利贯通；施工过程中未发生一起安全事故。

6 结语

（1）PPP模式下，参建单位合同关系复杂，责任主体界定困难，管理关系复杂。（2）高瓦斯管控的主要任务有瓦斯防控、通风控制、机械、电气设备的防爆、爆破管理4个方面。（3）基于PPP项目管理特点，建立“项目公司-指挥部-标段项目部”安全管控体系，在纵向各层级的管理界面、权限、职责划分明确；在横向上形成“承包方-监理方-第三方”责任主体自我约束与第三方监管相结合的格局，适应本工程管理需要。