蒙华铁路蒙陕段监控量测的管理与应用

聂燕 雷继位

摘要：为保证隧道施工质量安全，蒙华公司大力推行信息化监控量测，将监控量测纳入工序管理，真正做到“不量测不进洞，不安全不进洞”。蒙华铁路蒙陕段54座隧道全部安全顺利贯通，实现隧道施工零伤亡目标，监控量测管理取得实效。

关键词：蒙华铁路；隧道施工；监控量测；零伤亡

蒙华铁路蒙陕指挥部管段（浩勒报吉至三门峡）地处蒙华线路最北端，正线双线长493.729km，其中隧道54座，隧道总长185568.1延米，且90%集中在陕北高原地质脆弱地带，穿越砂层、黄土、砂泥岩、板岩、花岗岩、灰岩等多种地层以及富水断层、岩溶、高地应力水平岩层等不良地质，其中大于10千米的特长隧道4座，高瓦斯1座，Ⅰ级高风险1座，黄土隧道8座，有断层破碎带3座，呈近水平岩层约17座，局部高地应力、高地温隧道4座，还有不少埋深较浅的隧道，施工难度大、风险高。为保证隧道施工质量安全，蒙华公司大力推行信息化监控量测，建立信息化平台，实行监控量测单独计价，根据现场实际认真制定并严格执行监控量测实施方案，将监控量测纳入工序管理，真正做到“不量测不进洞，不安全不进洞”，截至2018年9月28日，随着全线最长高瓦斯隧道集义隧道的贯通，蒙华铁路蒙陕段54座隧道全部安全贯通，实现隧道施工零伤亡目标，监控量测管理取得实效。

一、蒙华铁路蒙陕指挥部管段监控量测管理

蒙华铁路全线采用中铁西南院研发的“隧道施工监测信息化管理平台”，实现了监测数据采集、自动传输、分析和管理，参建各方人员可同时通过手机终端实时查看量测数据，且实行指挥部、监理、设计、施工单位共同参与的管理体系。由指挥部负责实施的管理，设计单位负责监控量测设计并参与施工过程监控量测工作，施工单位是实施的主体责任单位，监理单位负责监督、检查。各参建单位成立监控量测管理组织机构，配备满足需要的人员，建立相应的责任体系。

结合现场工程实际，蒙华公司2015年研究制定了监控量测实施方案，并根据现场实践情况于16年对方案作进一步修订完善；在深埋老黄土、高地应力水平岩层等特殊段落，创造性地采用限阻器，并研究制定了使用限阻器段落的监控量测预警值，要求中铁西南院对系统进行调整，满足特殊段落的监控量测预警。蒙陕指挥部在监测项目、断面布设、测点布设、监测频率、监测精度等方面严格按蒙华铁路监控量测实施方案执行，在现场着重以下几个方面的管理：

1.监控量测与施工密切配合

将监控量测元件的埋设与监控量测列入工程施工进度控制计划中，减少监控量测工作应对施工工序的影响。

2.减少误差

根据监控量测精度要求，减少系统误差，控制偶然误差，避免人为错误。经常对误差进行检验分析，要求施工单位建立严格的监控量测数据复核、审查制度，保证数据的准确性。如有监控量测数据缺失或异常，应及时采取补救措施，并详细记录。

3.减少误差

拱顶下沉、水平收敛和地表沉降（浅埋地段）等必测项目设置在同一断面。当地质条件复杂、下沉量大且偏压明显时，除量测拱顶下沉外，尚应量测拱腰下沉及基底隆起量。

4.记录真实可靠

量测人员在实施监控量测工作时，填写监控量测日志表，详细记录监控量测实施时仰拱里程、掌子面里程、工况、地质情况及其它异常情况等。

5.量测明示警示

在洞口以电子屏幕（或醒目标牌）方式展示监控量测预警明示牌，便于进洞人员及时了解洞内情况，避免安全事故。

6.专项检查

要求监理单位每半个月对管内隧道进行量测专项检查，并下发通报，要求施工单位按问题进行整改回复。

7.管理考核

要求施工单位严格按监控量测实施细则认真组织实施，监理单位强化过程监督，设计单位及时跟进调整方案，指挥部定期和不定期进行专项检查和考核，并将结果纳入履约考核。

8.报告管理

现场出现紅色预警，施工单位项目经理必须赶到现场组织进行处置，并电话向指挥部指挥长报告，监理单位总监向指挥部分管质量安全的副指挥长报告；现场出现黄色预警，工区经理必须赶到现场组织进行处置，并电话向指挥部分管质量安全的副指挥长报告，监理单位总监代表也将现场情况向指挥部分管质量安全的副指挥长报告。

报告原则在出现预警2小时以内，报告主要内容有预警断面与掌子面之间的距离、预警断面与掌子面围岩等级、现场采取的施工工法、初支成环断面与掌子面之间的距离、初支表观开裂和脱落情况、预警断面和掌子面隧道埋深。

9.预警处置

监控量测通过变形总量、变形速率、初期支护表观现象和变形时态曲线等4项指标，对隧道施工安全进行综合等级管理，预警等级分为二级（黄色）和一级（红色）预警。出现预警时，信息平台自动发送预警信息至指定人员，各级管理人员能第一时间研究并采取处理措施，确保施工安全。其中，一级（红色）预警信息采取暂停施工、加强监测、启动应急预案等管理和工程措施。在现场实践中，通过监控量测预警并及时采取措施，消除了多次安全隐患，确保了施工安全。以具体实践为例：

预警描述：2018年6月26日15点55分，MHTJ-4标（中铁十七局）施工的阳城隧道进口发生红色预警，DK244+220（Ⅵ）GD01，日变形量为30.93mm，累计为95.10mm，速率达到红色预警。

处置措施：接收预警后，现场按监控量测预警处置机制进行处置。施工单位负责人带队赴现场，现场施工暂停，人员和设备撤至安全区域，分析预警原因并报指挥部，量测人员在安全区域持续量测，并指派专人对初支表面变化情况进行观察。由指挥部组织施工、监理、设计单位现场踏勘，制定专项施工方案，一是立即停止掌子面施工，现场人员、机械设备撤离，现场安全员24小时值班，做好安全防护。二是立即从洞外拉洞碴对变形段进行反压回填，并将反压土采用喷射混凝土封闭，并对初支开裂段施作伞形临时支撑，防止变形进一步扩大。三是对该段施作真空降水，确保围岩达到自稳性较好状态。四是对开裂段进行注浆加固，并对相邻已施工初支段落增设临时套拱，待变形稳定后对该段初支拱架进行拆换，拆换初支采用H300格栅，喷混凝土37cm。五是仰拱初支成环紧跟。六是加强监控量测与巡视，掌握初支变形发展趋势。

处置结果：施工单位严格按方案进行施工，安全顺利通过后，及时消警。

与此同时，指挥部加强对监控量测培训、现场检查、内业等方面的管理，满足既定目标。

二、蒙华铁路蒙陕指挥部管段监控量测管理成效

通过一系列行之有效的方案和现场强有力的执行，蒙陕段监控量测工作开展及时、有效，监测数据真实、准确。截至2018年9月30日，蒙陕段累计54座隧道、191个工作面、16076个断面、50617个测点上传了1913434条数据，取得三大方面成效：一是现场合理运用监控量测技术，有效指导隧道施工，确保隧道施工安全，杜绝因监控量测管理不到位而造成安全事故及对工程周边施工环境造成较大影响，实现隧道施工零伤亡目标。二是现场充分利用监控量测成果，验证支护结构施做效果，确认支护参数和施工方法的准确性，为优化方案和变更设计管理提供数据支撑。三是现场及时利用监控量测成果调整预留变形量，对现场成本起到了节约作用，如2017年4月蒙陕段MHTJ-8标，因地制宜制定相应办法，在2017年4月至2017年10月间节余75.6万元，减少隧道超挖引起的成本浪费。