辜文昱

1 引言

隨著國家交通基礎設施建設的持續(xù)深入，隧道施工技術的快速發(fā)展，大斷面復雜地質條件的隧道建設數量與規(guī)模不斷上升，如何在保證工程施工質量、進度的同時，有效保證工程建設施工的安全性，是相關行業(yè)與單位長久的研究課題。隧道施工安全管理工作需要在對工程現場實際環(huán)境與工程技術進行分析的基礎上展開，除了對工程相關的人員、技術等信息進行管理之外，還要根據施工的地質、環(huán)境等信息進行風險評估與預警，全面、綜合地開展施工安全管理工作，保證隧道施工的效率與質量。

2 復雜地質環(huán)境下下隧道施工面臨的挑戰(zhàn)

眾所周知交通工程隧道的功能是：克服高程障礙、克服平面障礙、避開不良地質、避開其它建筑、工程等障礙，規(guī)避不良氣候；優(yōu)點是可以縮短道路里程、降低能耗、節(jié)約土地、保護環(huán)境，大大提高交通服務水平，對我國交通運輸事業(yè)的發(fā)展有著促進作用。我國地域遼闊、地形多樣的特征，使得道路施工環(huán)境復雜，隧道施工當中遇到的技術難點較多。復雜地質環(huán)境之下進行隧道工程的建設，面臨的風險因素會更多，施工安全管理的難度和需求都明顯增加；在針對工程環(huán)境開展綜合調研探討的前提之下，采取針對性的管理方法與技術手段相結合的方式進行安全綜合管理，是提高復雜地質條件下隧道施工質量、進度的重要方法之一。

3 項目概況

攀枝花至大理高速公路（四川境）寶鼎2號隧道位于四川省攀枝花仁和區(qū)境內，設計為雙洞分離式四車道高速公路隧道，左洞起止樁號：ZK14+535～ZK23+310，全長 8775m，右洞起止樁號：K14+560～K23+322，全長8762m。隧道左右洞凈距為30m，隧道最大埋深646m。豎井一座，深230m，直徑9.6m排風道和送風道凈空面積均為16.49m2。

TJ7標段承擔寶鼎2號隧道進口端的施工任務，施工里程為：左洞ZK14+535～ZK18+920，全長 4385m；右洞 K14+560～K18+940，全長 4380米。進口端左右洞巖層全部為Ⅳ、Ⅴ級圍巖，Ⅳ級、Ⅴ級圍巖開挖斷面面積達到107.16m2與100.4m2。

本隧道為高瓦斯隧道，進口端左洞計長3.165km、右洞計長3.12km為高瓦斯地段，其余地段為瓦斯突出段，施工安全風險級別高。

隧道選址地區(qū)地質條件復雜多變、種類比較多。隧道線路東向西穿越，主要穿過區(qū)域為寶鼎背斜、大蕎地背斜兩大褶皺及F2、F5、F8、F9等斷裂地層，極易產生冒頂、坍塌，根據鉆探可知裂隙發(fā)育、斷層破碎，產生涌突水和涌泥可能性大。隧道穿越場區(qū)三疊系上統大蕎地組及大箐組含煤底層，其中穿越大蕎地組可開采煤層12層，瓦斯聚集。

4 大斷面復雜地質隧道施工全過程安全管理措施

4.1 合理規(guī)劃和管控工程施工進度

基于隧道工程有工期緊、任務重的特點，施工項目經理部必須對工程進度合理規(guī)劃，保證工程質量的同時按期交工。對施工質量與施工進度的掌控，一方面先需從人員、材料、施工設備及施工工藝手段等方面著手，實現資源的優(yōu)化配置，同時結合施工地質環(huán)境的及時改變調整施工技術。另一方面，根據超前地質預報與監(jiān)控、監(jiān)測信息對工藝參數以及施工技術進行嚴格管理（見圖1），防止施工中出現偷工減料等不良現象發(fā)生，從而保證不同地質條件的施工安全與工程質量。

圖1 超前地質預報公示牌

4.2 施工安全管理方案的制定與實施

開展隧道施工安全管理工作，必須按隧道實施性施工組織設計及隧道施工安全專項方案執(zhí)行實施。①施工承包單位及其項目經理部要通過實地調研分析，明確施工安全管理中的風險因素，在此基礎上編制可行的隧道實施性施工組織設計，并制定隧道施工專項（安全）方案，明確工程施工的流程與安全管理制度。在工程施工中嚴格執(zhí)行施工專項（安全）方案，在不良地質環(huán)境施工時加大施工技術嚴謹性與安全管理的嚴格性。寶鼎2號隧道根據項目特點，分別編制了爆破專項施工方案、施工通風專項方案、臨時用電專項方案、煤與瓦斯突出施工專項方案及揭煤專項技術方案，按規(guī)定組織專家進行評審，報公司和監(jiān)理審批后實施。②做好施工風險預估與防控工作。首先應對可能發(fā)生的地質、環(huán)境、管理、人員素質等風險因素進行分析辨識，制定相應的應急救援預案并組織演練，使務工人員明確在發(fā)生相應風險時如何應對處理。同時，還要加大對超前地質預報和監(jiān)測工作的重視管控力度，將其納入安全管理體系當中，保證地質預報的準確性、指導性。③強化安全知識培訓與安全體驗工作。攀大高速TJ7項目部在工地現場建設安全體驗館（圖2），加大務工人員對滅火器、觸電、安全帽等安全器材設備的認知與體驗力度，通過實物演示與體驗使施工人員能夠更加直觀、深刻地掌握相關安全知識與技能。

圖2 攀大高速TJ7標段安全體驗館

4.3 創(chuàng)新教育方式，加強科技手段

通過移動式多媒體安全培訓教育工具箱（圖3）來開展授課、交底。多媒體工具箱當中包含著十分豐富的多媒體安全培訓課程，其課程的具體內容十分全面，可以迎合項目經理部對現場務工人員開展各種形式安全培訓的需求。為了能夠很好的改進施工人員對于培訓內容不感興趣、課程培訓不夠全面的問題，將安全專家“請進來”，本項目部前后邀請了攀枝花市安全生產應急救援指揮中心、四川省煤炭設計研究院的相關專家進入到施工現場，向施工人員以及管理人員傳授救護知識以及安全生產知識。通過攝像、攝影、門禁系統、監(jiān)控視頻以及微信群等方式，對于隧道場地開展實時的過程把控及監(jiān)控。通過GPS定位，將進入洞中作業(yè)的人數進行嚴格的限制。

圖3 移動式多媒體安全培訓工具箱

4.4 加大隧道施工安全管理系統的研發(fā)應用力度

上述管理措施屬于常規(guī)性的安全管理辦法，能夠使隧道施工安全管理工作質量得到一定程度的優(yōu)化。除了常規(guī)的管理措施外，還要加大對智能化安全管理系統的建設力度，形成適合本工程的綜合安全管理系統，實現全面、智能、科學的安全管理工作。針對寶鼎2號隧道的大斷面復雜地質條件，建立綜合安全管理系統，主要包含了多元異構、有害氣體監(jiān)測系統，人員進出、定位管理系統、人員/車輛門禁通道系統、LED同步顯示系統、視頻監(jiān)控系統、通訊系統、地質預報系統、施工進度管理等模塊（子系統）。

（1）多元異構系統是對系統進行統一管理的部分，通過信息交流與連接將安全管理系統與現有系統進行連接與兼容。多元異構系統（圖4）是保證使用者登錄、信息查詢等功能的模塊。

圖4 寶鼎2號隧道進口端安全管控平臺

（2）有害氣體監(jiān)測系統（圖5）主要是測定氣象參數、瓦斯（CH4）、CO、H2S、SO2濃度、風速、風量等參數。該系統在瓦斯隧道施工期間，成立專門的瓦斯檢測隊伍系統，由自動監(jiān)控與人工監(jiān)控系統組成，并作為施工工序管理，由現場施工負責人主管。在開挖面、二襯斷面等需要進行有害氣體監(jiān)測的地方，安裝相應有害氣體監(jiān)測裝置，利用檢測儀實現對該區(qū)域有害氣體的監(jiān)測，以便及時將實時氣體濃度信息通知后臺，做到及時防范，安全報警，保證隧道施工更加正常安全的進行。

（3）LED同步顯示系統（圖6）是將氣體監(jiān)測、門禁管理、人員定位等子系統管理成果的集中展現，是將LED大屏幕安裝在隧道施工入口附近，靠近門禁房或值班室為最佳，用于實時顯示隧道洞內施工人員、氣體環(huán)境的信息，使管理先進化、透明化。顯示的內容包括：標簽號、姓名、工種、部門、進洞時間，總人數，施工進度等，使領導及監(jiān)管人員不用進到隧道去，也不必查看監(jiān)控室電腦就能及時解洞內施工人員情況。LED大屏幕顯示系統不僅可以使用洞人各區(qū)域的施工人員信息形象、直觀、一目了然的體現出來；而且，開現場交流會，可以在大屏幕上顯示各種歡迎標語、宣傳標語；平時可以通過大屏幕滾動提示施工人員相應的施工安全要點，在高溫、霜凍等惡劣天氣時可以及時進行提示。以上功能充分體現隧道施工項目部管理上的人性化、現代化、科學化。

圖5 寶鼎2號隧道進口端有害氣體監(jiān)測系統

圖6 寶鼎2號隧道進口端LED同步顯示系統

（4）視頻監(jiān)控系統（圖7）采用的是監(jiān)控攝像機隧道施工現場各視頻點進行24h的實時監(jiān)控。對于一些關鍵視頻點可啟動視頻移動偵測功能和報警功能，系統根據圖像移動情況自動識別、觸發(fā)，并進行錄像（有預先錄制機制，預錄時長能提前20s以上）；同時系統將圖像、聲音、報警等實時數據傳送到監(jiān)控室電腦，管理人員可以通過本地監(jiān)視、遠程IE監(jiān)視、WEB網頁客戶端等方式隨意切換前端任意監(jiān)控點的視頻，能直觀地了解和掌握施工各視頻監(jiān)控點的實時情況，從而達到隨時隨地及時準確地對其進行監(jiān)管。

圖7 寶鼎2號隧道進口端視頻監(jiān)控系統

（5）地質預報系統模塊需要對工程未開挖施工的地質條件進行探析，并將地質預報信息傳送至施工管理人員處，保證施工安全管理工作具有豐富、準確的地質數據基礎。超前地質預報，主要的檢測方式有雷達檢測、超前鉆探檢測以及TSP地震波檢測三種。寶鼎2號隧道超前地質預報，為了保證檢測結果的專業(yè)性、準確性，采取承包給有資質的社會專業(yè)機構實施；根據地質條件與環(huán)境的差異性，本項目主要采取超前地質水平鉆探的檢測方式，必要時輔以其它的方法，確保了地質預報的預先性與準確性。

（6）施工進度管理系統需要將工程施工組織計劃錄入系統，同時保證施工實時進度的錄入與管理，實現隧道工程施工進度的可視化顯示，通過工程開挖與二襯進度子系統明確工程施工的進度。

此外根據工程特點還可配置對工程圍巖和重要結構的在線監(jiān)測系統。工程監(jiān)測系統需要對隧道圍巖信息、危險源信息等進行監(jiān)測錄入，為安全管理提供保證。

5 結語

綜上所述，通過制定和實施施工安全管理措施、豐富施工安全教育技術手段、合理規(guī)劃和管控工程施工進度、加大隧道施工安全管理系統的研發(fā)力度幾點措施，能夠有效優(yōu)化大斷面復雜地質隧道施工全過程安全管理，提升復雜地質隧道施工安全管理工作的質量，為隧道施工的安全性與穩(wěn)定性提供保障。本文結合攀大高速寶鼎2號特長隧道為例探討的大斷面復雜地質隧道施工全過程安全管理措施，在內容方面還存在一定的不足與改進的地方，希望業(yè)內人士給予指正。