李俊偉

(云南省滇中引水工程有限公司, 云南 昆明 650051)

滇中引水工程是支撐云南省中部地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵性基礎(chǔ)工程, 是全國(guó)172 項(xiàng)節(jié)水供水重大水利工程之一, 輸水總干渠全長(zhǎng)664.24km, 其中隧洞總長(zhǎng)611.99km。 受勘察精度、 技術(shù)手段、 勘察經(jīng)費(fèi)、地形條件等限制[1], 隧洞地質(zhì)勘察資料與開(kāi)挖后實(shí)際情況可能有出入[2], 特別是隧洞涌水突泥(遭遇巖溶管道、 斷層及向斜儲(chǔ)水構(gòu)造等)、 軟巖大變形、 高外水壓力等關(guān)鍵性地質(zhì)問(wèn)題很難在勘察期間準(zhǔn)確定位和定量。 根據(jù)類似工程經(jīng)驗(yàn), 必須在施工期加強(qiáng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作, 及時(shí)發(fā)現(xiàn)掌子面前方地質(zhì)異常情況, 以合理規(guī)避施工災(zāi)害、 動(dòng)態(tài)優(yōu)化隧洞支護(hù)設(shè)計(jì)和調(diào)整施工方案, 提高施工效率、 保障施工周期、 減少工程損失、 節(jié)約工程投資。 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)可由隧洞施工單位實(shí)施, 也可由建設(shè)單位單獨(dú)委托專業(yè)機(jī)構(gòu)實(shí)施; 前者工作面交接干擾少、 協(xié)調(diào)難度小、 工作流程簡(jiǎn)單, 但出于成本上的考慮以及受專業(yè)和經(jīng)驗(yàn)限制, 預(yù)報(bào)成果質(zhì)量不高, 不能及時(shí)、 高質(zhì)地用于優(yōu)化設(shè)計(jì)和指導(dǎo)施工; 后者工作面交接干擾較多、 協(xié)調(diào)難度較大、 工作流程相對(duì)復(fù)雜, 但通過(guò)合同對(duì)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)進(jìn)行專項(xiàng)管理, 確保了經(jīng)費(fèi)和人員的投入, 為超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作的基本質(zhì)量提供了保障, 利用專業(yè)機(jī)構(gòu)的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)優(yōu)勢(shì), 充分發(fā)揮超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作效能。 滇中引水工程在全洞段實(shí)施施工“超前地質(zhì)預(yù)報(bào)” 的基礎(chǔ)上,對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)洞段實(shí)施“專項(xiàng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)”, 充分發(fā)揮超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的預(yù)測(cè)和避險(xiǎn)作用, 對(duì)實(shí)現(xiàn)工程的高效、 安全、 科學(xué)施工具有重要意義。 本文從協(xié)同工作方式、 預(yù)報(bào)成果管理與應(yīng)用、 成果質(zhì)量考核與技術(shù)總結(jié)方面對(duì)滇中引水工程超前地質(zhì)預(yù)報(bào)管理工作亮點(diǎn)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行系統(tǒng)分析和梳理總結(jié)。

1 設(shè)計(jì)概算中超前地質(zhì)預(yù)報(bào)費(fèi)用的計(jì)列方式

公路工程隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)費(fèi)用一般含于建筑安裝工程費(fèi)的施工輔助費(fèi)中, 分?jǐn)傊两ò矄蝺r(jià)中[3], 不單獨(dú)計(jì)列。 鐵路工程則一般將超前地質(zhì)預(yù)報(bào)費(fèi)用計(jì)入安全生產(chǎn)費(fèi)[4], 也不單獨(dú)計(jì)列。 基于超前地質(zhì)預(yù)報(bào)費(fèi)用一般含于建安單價(jià)或計(jì)入安全生產(chǎn)費(fèi)中, 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作一般也由施工單位組織實(shí)施并支付費(fèi)用[5]。

水利工程設(shè)計(jì)概算編制辦法并未明確超前地質(zhì)預(yù)報(bào)費(fèi)用的記取和列項(xiàng)方式[6]。 考慮到超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作目的是準(zhǔn)確查明工程巖體的狀態(tài)、 特性, 準(zhǔn)確預(yù)測(cè)隧洞施工中可能發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的位置、 性質(zhì)和規(guī)模[7], 為合理規(guī)避地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)而設(shè), 滇中引水工程初設(shè)概算將超前地質(zhì)預(yù)報(bào)費(fèi)用列入相應(yīng)預(yù)報(bào)洞段所在隧洞的工程造價(jià), 不計(jì)入安全生產(chǎn)費(fèi)。 初設(shè)概算中將費(fèi)用單獨(dú)列項(xiàng), 為建設(shè)單位將超前地質(zhì)預(yù)報(bào)單獨(dú)委托第三方專業(yè)機(jī)構(gòu)實(shí)施創(chuàng)造了條件。

2 施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)與專項(xiàng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的關(guān)系

滇中引水工程將隧洞超前地質(zhì)預(yù)報(bào)分為施工期常規(guī)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)與專項(xiàng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào), 兩者預(yù)報(bào)的目的是相同的, 預(yù)報(bào)成果相互驗(yàn)證、 互為補(bǔ)充, 不具有互相替代性。 但兩者在預(yù)報(bào)洞段、 預(yù)報(bào)方法、 實(shí)施主體方面存在一些區(qū)別[8], 主要如下。

2.1 預(yù)報(bào)洞段不同

專項(xiàng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)是針對(duì)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)高(如區(qū)域性斷裂、 規(guī)模較大斷層、 巖溶發(fā)育、 儲(chǔ)水向斜核部) 洞段、 前期勘察判斷存在較大風(fēng)險(xiǎn)洞段進(jìn)行的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。

2.2 預(yù)報(bào)方法不同

施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)主要采用地質(zhì)分析法預(yù)報(bào), 爆破后及時(shí)查看掌子面地質(zhì)狀況, 利用常規(guī)地質(zhì)理論[9], 通過(guò)與地質(zhì)資料的對(duì)比, 作出變化趨勢(shì)分析,必要時(shí)采取加深炮孔預(yù)報(bào), 研判下一開(kāi)挖循環(huán)的地質(zhì)情況。

專項(xiàng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)指采用地質(zhì)法、 物探法、 超前鉆探法輔以水文氣象監(jiān)測(cè)、 超前導(dǎo)洞等綜合手段對(duì)掌子面前方地質(zhì)情況進(jìn)行的預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)。 其中, 長(zhǎng)距離物探預(yù)報(bào)的探距為100m 左右, 以地震法為主, 能夠在較遠(yuǎn)的距離上識(shí)別不良地質(zhì)構(gòu)造并進(jìn)行粗略定位;中距離物探預(yù)報(bào)探距為50 ~80m, 主要采用電磁法和地震法, 可判別不良地質(zhì)體的性質(zhì), 并對(duì)其空間位置進(jìn)行進(jìn)一步修正; 短距離物探預(yù)報(bào)探距為30m 左右,通常采用直流電法和電磁法, 可對(duì)溶洞等含導(dǎo)水構(gòu)造的形態(tài)和位置進(jìn)行較為準(zhǔn)確的探測(cè), 并大致估算其充填水量。 超前鉆探法是利用鉆機(jī)向隧洞前方進(jìn)行鉆探獲取地質(zhì)信息, 是最直接的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法, 包括超前取芯鉆、 超前潛孔沖擊鉆和加深炮孔等。

2.3 預(yù)報(bào)主體不同

施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)由隧洞施工單位實(shí)施, 專項(xiàng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)由建設(shè)單位招標(biāo)選擇的工程試驗(yàn)檢測(cè)單位、 科研院所、 高?；蚩辈煸O(shè)計(jì)等專業(yè)單位實(shí)施[10]。

滇中引水工程線路長(zhǎng), 隧洞占比大, 地質(zhì)條件特別是水文地質(zhì)條件非常復(fù)雜, 活動(dòng)斷裂、 軟巖大變形、 涌水突泥、 高地應(yīng)力等多重風(fēng)險(xiǎn)疊加, 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)成果的可靠性關(guān)乎工程施工安全、 進(jìn)度和投資。因此, 在對(duì)全洞段實(shí)施施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上,選擇綜合實(shí)力強(qiáng)、 預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)豐富的隊(duì)伍實(shí)施專項(xiàng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào), 通過(guò)多種超前預(yù)報(bào)技術(shù)相互結(jié)合、 相互驗(yàn)證、 相互補(bǔ)充、 相互約束, 降低多解性, 提高探測(cè)可靠性, 確保超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作能高質(zhì)量發(fā)揮其應(yīng)有的作用, 為工程建設(shè)順利推進(jìn)提供有力支撐。

3 專項(xiàng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作管理模式

3.1 協(xié)同工作方式

3.1.1 成立專項(xiàng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作小組

為協(xié)調(diào)專項(xiàng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的實(shí)施、 流轉(zhuǎn)、 應(yīng)急處置決策等工作, 并充分發(fā)揮預(yù)報(bào)單位專業(yè)咨詢作用,由建設(shè)單位組織預(yù)報(bào)單位、 設(shè)計(jì)單位、 監(jiān)理單位、 施工單位成立專項(xiàng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作小組[11], 其組長(zhǎng)由預(yù)報(bào)單位委派具有較高專業(yè)水平和豐富預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)的行業(yè)專家擔(dān)任。 專項(xiàng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作小組負(fù)責(zé)對(duì)預(yù)報(bào)實(shí)施方案的審批和預(yù)報(bào)成果的管理, 根據(jù)預(yù)報(bào)成果對(duì)地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行研判并提出相應(yīng)的初步處置建議, 根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)提出啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案的建議。

但是，在好氧條件下硝化菌工作、反硝化菌處于抑制狀態(tài)，僅靠硝化工藝并不能有效將污水脫氮。根據(jù)反硝化作用的原理，在缺氧條件下反硝化菌能將NO3

3.1.2 施工單位專項(xiàng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)配合工作

專項(xiàng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作中的超前地質(zhì)鉆探工作和TSP、 TGP 等地震波預(yù)報(bào)法所需的鉆孔及火工材料供應(yīng)由施工單位承擔(dān)。 施工標(biāo)招標(biāo)清單應(yīng)計(jì)列相關(guān)工程量, 由施工單位報(bào)價(jià)。 施工合同應(yīng)明確施工單位關(guān)于專項(xiàng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的配合工作內(nèi)容。

a. 施工單位應(yīng)配備專業(yè)技術(shù)人員和設(shè)備, 并按預(yù)報(bào)單位提出的實(shí)施方案和技術(shù)要求進(jìn)行鉆孔, 并提交地質(zhì)鉆孔相關(guān)成果(鉆孔施鉆詳細(xì)記錄, 鉆孔芯樣、 巖屑、 巖粉, 代表性巖體或土層的即時(shí)照片等)。

b. 施工單位應(yīng)配合提供專項(xiàng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作場(chǎng)地、 操作平臺(tái)、 施工用水電、 洞內(nèi)排水、 洞內(nèi)交通、 安全防護(hù)、 洞內(nèi)通風(fēng)。 在進(jìn)行地震波等物探超前預(yù)報(bào)過(guò)程中, 施工單位應(yīng)停止隧洞開(kāi)挖作業(yè), 將實(shí)施地點(diǎn)周圍的噪聲等影響盡可能降到最低, 并按預(yù)報(bào)單位提出的技術(shù)要求給予人力(測(cè)量人員放點(diǎn)、 炮工施打風(fēng)鉆、 電鉆孔等) 和物力(例如采用TSP 法時(shí)每次預(yù)報(bào)需24 發(fā)雷管、 2kg 炸藥) 等方面的現(xiàn)場(chǎng)配合。

c. 施工單位應(yīng)編制專項(xiàng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)施工配合實(shí)施方案并將專項(xiàng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的配合工作納入施工工序、 工期進(jìn)行統(tǒng)籌管理。 配合開(kāi)展專項(xiàng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)所需時(shí)間均包含在總工期內(nèi), 施工單位應(yīng)對(duì)此風(fēng)險(xiǎn)予以充分考慮。

3.1.3 監(jiān)理單位專項(xiàng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作職責(zé)

專項(xiàng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)監(jiān)理職責(zé)主要體現(xiàn)在專項(xiàng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)實(shí)施方案的審核、 工作量的認(rèn)定與監(jiān)督、 預(yù)報(bào)成果的流轉(zhuǎn)與響應(yīng)、 成果分析的研判等環(huán)節(jié)。 其中, 實(shí)施方案的審核特指預(yù)報(bào)方案的形式審核, 即是否按照相關(guān)管理辦法及技術(shù)要求編制預(yù)報(bào)方案; 成果分析研判主要指組織會(huì)商并參與研判。

3.1.4 合同載明樁號(hào)范圍外的專項(xiàng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)管理

在合同載明的風(fēng)險(xiǎn)洞段樁號(hào)范圍之外, 參建各方認(rèn)為某一洞段可能存在重大施工安全風(fēng)險(xiǎn)的, 均可提請(qǐng)開(kāi)展專項(xiàng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào), 由設(shè)計(jì)單位決定發(fā)起專項(xiàng)超前預(yù)報(bào), 預(yù)報(bào)單位接到監(jiān)理指令后及時(shí)實(shí)施。

3.2 預(yù)報(bào)成果管理與應(yīng)用

3.2.1 預(yù)報(bào)成果報(bào)送

除專項(xiàng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)成果分為單次預(yù)報(bào)報(bào)告、 階段性匯總報(bào)告和竣工驗(yàn)收?qǐng)?bào)告。 其中, 單次預(yù)報(bào)報(bào)告為每次物探、 超前鉆探及地質(zhì)綜合分析報(bào)告, 按以下規(guī)定時(shí)限送達(dá)。

a. 無(wú)明顯地質(zhì)危害情況的, 屬于提示性預(yù)報(bào),應(yīng)在48h 內(nèi)送達(dá)。

b. 有較輕微地質(zhì)危害情況的, 屬于預(yù)警預(yù)報(bào),應(yīng)在24h 內(nèi)送達(dá)。

c. 發(fā)現(xiàn)如巖溶、 突水、 突泥、 巖爆、 較大的斷裂破碎帶等重大地質(zhì)問(wèn)題或風(fēng)險(xiǎn)的, 屬于緊急警報(bào),應(yīng)立即送達(dá), 并同步電話通知建設(shè)單位及施工單位。

d. 緊急情況下按時(shí)送達(dá)正式文件有困難的, 可先發(fā)送電子文件或以電話、 短信等形式通知有關(guān)各方, 之后再向各方及時(shí)送達(dá)正式文件。

階段性匯總報(bào)告和竣工驗(yàn)收?qǐng)?bào)告按合同約定時(shí)間送達(dá)。

3.2.2 預(yù)報(bào)成果應(yīng)用

每次專項(xiàng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)完成后, 預(yù)報(bào)單位及時(shí)向監(jiān)理單位報(bào)送預(yù)報(bào)成果, 監(jiān)理單位同時(shí)報(bào)送預(yù)報(bào)工作小組、 建設(shè)單位、 設(shè)計(jì)單位、 施工單位。 專項(xiàng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作小組收到預(yù)報(bào)成果后, 應(yīng)及時(shí)對(duì)預(yù)報(bào)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行研判并提出相應(yīng)的初步處置建議, 根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)提出啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案的建議。 設(shè)計(jì)單位根據(jù)預(yù)報(bào)成果并結(jié)合地勘成果進(jìn)行設(shè)計(jì)方案動(dòng)態(tài)調(diào)整。 監(jiān)理單位根據(jù)工作小組意見(jiàn)及設(shè)計(jì)方案及時(shí)審(核) 批施工單位調(diào)整的施工方案和支護(hù)措施, 并監(jiān)督實(shí)施。 建設(shè)單位和施工單位應(yīng)根據(jù)預(yù)報(bào)成果確定的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)和處置建議, 決定是否啟動(dòng)施工安全應(yīng)急預(yù)案。

3.3 成果質(zhì)量考核與技術(shù)總結(jié)

3.3.1 質(zhì)量考核

超前地質(zhì)預(yù)報(bào)成果應(yīng)做到項(xiàng)目齊全, 數(shù)據(jù)可靠,方法合理, 圖表完整, 結(jié)論明確, 并盡可能地提高準(zhǔn)確率。 滇中引水工程按期對(duì)專項(xiàng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的成果質(zhì)量進(jìn)行考核, 每月支付的進(jìn)度款額度為監(jiān)理工程師確認(rèn)的當(dāng)月完成合同額度的95%, 每月剩余的5%在年度末由設(shè)計(jì)單位地質(zhì)工程師協(xié)助監(jiān)理單位根據(jù)隧洞開(kāi)挖掘進(jìn)情況對(duì)預(yù)報(bào)報(bào)告進(jìn)行分析驗(yàn)證與評(píng)價(jià)合格后一次性支付。

3.3.2 技術(shù)總結(jié)

不同預(yù)報(bào)方法的技術(shù)適用性不同, 針對(duì)不同地質(zhì)條件與施工環(huán)境的適用性不同, 針對(duì)不同地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)的敏感程度也不同, 因此, 有必要在開(kāi)展超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作過(guò)程中, 不斷總結(jié)各種技術(shù)方法的適用性和敏感性, 在后續(xù)的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)過(guò)程中, 有針對(duì)性地選擇最合適的預(yù)報(bào)方法, 提高超前地質(zhì)預(yù)報(bào)精度。

滇中引水工程建立專項(xiàng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)總結(jié)工作機(jī)制, 要求預(yù)報(bào)單位加強(qiáng)對(duì)開(kāi)挖驗(yàn)證信息跟蹤與搜集, 加大洞內(nèi)巡視與觀察的頻率, 在掌子面揭露后及時(shí)向施工地質(zhì)人員搜集隧洞施工地質(zhì)資料, 在超前預(yù)報(bào)成果有異常的區(qū)域, 應(yīng)親自到洞內(nèi)搜集相關(guān)地質(zhì)資料。 定期在階段性匯總報(bào)告中分析預(yù)報(bào)成果和開(kāi)挖驗(yàn)證對(duì)應(yīng)關(guān)系, 指導(dǎo)優(yōu)化超前地質(zhì)預(yù)報(bào)參數(shù), 從而實(shí)現(xiàn)提高超前地質(zhì)預(yù)報(bào)精度的需求。 特別是當(dāng)實(shí)際開(kāi)挖情況與預(yù)報(bào)結(jié)果不符時(shí), 需總結(jié)經(jīng)驗(yàn), 避免錯(cuò)報(bào)、 漏報(bào)的發(fā)生。

4 結(jié) 語(yǔ)

超前地質(zhì)預(yù)報(bào)是合理防范施工災(zāi)害、 保障隧洞施工安全、 優(yōu)化工程設(shè)計(jì)和調(diào)整施工方案的重要基礎(chǔ)性工作。 滇中引水工程跨度長(zhǎng)、 隧洞工程占比大、 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件極其復(fù)雜, 在全洞段實(shí)施施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上, 選擇技術(shù)水平高、 實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)團(tuán)隊(duì)對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)洞段實(shí)施專項(xiàng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào),并通過(guò)成立工作小組、 明確參建各方職責(zé)義務(wù)確立協(xié)同工作方式, 加強(qiáng)預(yù)報(bào)成果的管理與應(yīng)用, 做好預(yù)報(bào)質(zhì)量考核及技術(shù)總結(jié), 充分發(fā)揮超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的預(yù)測(cè)和避險(xiǎn)作用, 對(duì)實(shí)現(xiàn)工程的高效、 安全、 科學(xué)施工具有重要意義。 ■