袁勋

摘要：川藏铁路杰德秀1#隧道，施工工期长、安全系数小、技术含量高，保障隧道施工顺利实施需要加强多方面的管理工作，从而确保工程有序可控，提升经济效益。尤其是复杂地质隧道施工中常因出现大变形而难以控制，对施工技术研究和各项管理工作提出了更高要求。因此，本文在安全技术管理方面分别从安全组织机构管理、安全组织措施、监控量测、超前地质预报、爆破作业等方面加以论述，研究隧道施工关键工序的控制方法，确保复杂地质条件下隧道施工的安全。

Abstract： The Jiedexiu 1# tunnel on the Sichuan-Tibet Railway has a long construction period， low safety factor and high technical content. To ensure the smooth implementation of the tunnel construction， it is necessary to strengthen various management work to ensure the orderly and controllable project and improve economic benefits. Especially in the construction of complex geological tunnels， it is often difficult to control due to large deformations， which puts forward higher requirements for construction technology research and various management tasks. Therefore， in terms of safety technology management， this article discusses safety organization management， safety organization measures， monitoring and measurement， advanced geological forecasting， blasting operations， etc.， and studies the control methods of key procedures in tunnel construction to ensure the safety of tunnel construction under complex geological conditions.

关键词：高原;铁路;隧道; 安全;管理

Key words： plateau;railway;tunnel;safety;management

中图分类号：U455.4                                     文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）32-0136-03

0  引言

新建川藏鐵路拉萨至林芝段杰德秀1#隧道出口里程为DK61+550，全长1690m。该隧道具有环境条件复杂、影响因素众多、技术实施与安全管理难度大等鲜明特征。特别是复杂地质条件下施工安全是隧道施工管理中的难题，国内外专家学者一直在积极研究，尤其2008年汶川大地震之后隧道抗震技术研究和安全管理更是复杂地质隧道施工管理领域的研究热点。根据复杂地质隧道技术性特点，提高技术控制能力，强化质量安全管理是隧道施工管理工作中的重点。尤其在高原、高烈度区的杰德秀隧道在施工过程中遭遇两次地震，地震作用对隧道变形产生重要影响，对质量安全管理提出了新的挑战。

1  高原铁路隧道施工安全管理措施

1.1 安全施工组织措施

1.1.1 洞口开挖

洞口开挖前，应先对洞口上方进行清表。作好洞顶截天沟、场地排水沟等排水设施，确保排水通畅，再进行洞口开挖。洞口开挖必须按要求自上而下分层开挖，分层支护，严禁掏底开挖或上下交叉开挖。洞口开挖作业区应设置防护栏杆、防护网及人员专用上下通道。及时做好洞口边仰坡防护，尽早修建洞口，再进行暗洞施工。明洞和洞门应避开雨天施工。喷混凝土严格按照湿喷工艺施工组织，超前支护的超前小导管、系统锚杆采用凿岩机钻孔，挂钢筋网、支立钢拱架采用机械配合人工方法，监控量测要紧接开挖、支护作业，按要求布点和监测。

1.1.2 洞身开挖

采用钻爆法开挖，分台阶实施，开挖前根据各部断面编制钻爆方案，钻爆应考虑爆破振动和噪声对周边环境的影响。

1.1.3 装碴与运输

一是装碴与卸碴。隧道爆破后应及时进行通风、照明、找顶和初喷砼等工作，确认工作面安全及通风、照明满足要求后，方可进行装碴作业。装碴作业应规定作业区域，严禁非作业人员进入。装碴、卸碴作业应有专人指挥，作业场地的照明应满足作业人员安全操作的需要。装碴作业应遵守下列规定：装碴机械作业时，其回转范围内不得有人通过;装碴过程中，应注意观察开挖面围岩的稳定情况，发现松动岩石或有塌方征兆时，必须先处理再装碴;装碴时，应避免偏载、超载;指挥装碴者应随时观察装碴和运输机械的运行情况，防止挤碰。卸碴时，必须将车辆停稳制动，不得边卸碴边行驶;不得在坑洼、松软、倾斜的地面卸碴;卸碴后应及时使车厢复位，严禁举升车厢行驶。在进洞的运输机械车辆尾箱板上应张贴反光标志。不得人货混装。

1.1.4 支护与加固

隧道支护施工作业面用电应符合临时用电的要求，其照明应满足安全作业的需要。隧道支护每项工序施工前均应对作业面进行检查，清除松动的岩石和喷射砼块。隧道支护必须按初喷—架设钢筋网、复喷—锚杆的程序施工。超前小导管施工前应检验作业台车（架）安全性能，施工过程中应保持稳定;检查钻机、注浆机及配套设备、风水管等施工机具的安全性能，施工过程中应确保钻机稳定牢靠，注浆管接头及高压风水管连接牢固;喷射砼前应清除工作面松动的岩石，确认作业区无塌方、落石等危险源存在;喷射砼作业人员应佩戴防尘口罩、防护眼镜等防护用具;非施工人员不得进入正在进行喷射砼的作业区，施工中喷嘴前严禁站人;喷射砼作业中如发生输料管路堵塞或爆裂时，必须依次停止投料、送风和供水;喷射砼施工中应经常检查输料管、接头的使用情况，当有磨损、击穿或松脱时应及时处理;锚杆钻进作业时，应保持钻机及作业平台稳定牢靠，锚杆的类型、规格、质量必须符合规定，严格按照要求进行施工。

1.1.5 衬砌

衬砌台车的组装、拆卸应在洞外宽敞、平坦、坚实的场地上进行;埋设衬砌台车各类吊点、吊具应牢固可靠;组装、拆卸的吊装作业应符合起重作业要求;衬砌台车组装完毕后，应由专业人员进行检查经调试合格后方可投入使用，衬砌台车就位后，按设计高程及中线调整台车支撑系统，液压支撑应有锁定装置，进行砼作业时应安排专人检查台车支撑系统安全性能;防水板的临时存放点应设置消防器材及防火安全警示标志;防水板施工时严禁吸烟;防水板作业面的照明灯具严禁烘烤防水板;防水板作业时应指定专人观察作业安全状态;钢筋加工和焊（连）接的操作人员必须经考试合格，持证上岗，隧道内运输钢筋应捆绑牢固，固定可靠，防止发生碰撞和掉落，衬砌钢筋安装过程中应采取临时支撑等防倾倒措施，临时支撑应牢固可靠并有醒目的安全警示标志;衬砌砼浇筑时必须控制浇筑速度，浇筑压力不得过高，并保证两侧基本对称浇筑;挡头板与防水板、台车间接触面应紧密，挡板支撑应稳固;仰拱应分段一次整体浇筑，并严格限制一次施工长度，工作区应有专人监护;仰拱施工应配备有足够强度、刚度和稳定性的栈桥等架空设施，栈桥面应进行防侧滑处理，限速通行;混凝土强度符合要求后方可拆除端墙和翼墙、挡土墙模板及支（拱）架。

1.2 监控量测安全管理措施

1.2.1 监控量测测点布置

台阶法测点布置示意图1。

1.2.2 地表沉降

①地表沉降根据隧道埋深、地质条件、地表有无构筑物、所采用的开挖方式等因素确定。地表沉降量测的测点与水平净空变化和拱顶下沉量测的测点布置在同一横断面内，沿隧道中线地表下沉量测断面布置间距见表1。

②地表下沉量测范围按下式计算：

③横断面方向地表沉降量测测点横向间距2～5m，在一个量测断面内设7～11个测点，在隧道中线附近测点适当加密。隧道中线两侧量测范围不小于H0+B，地表有控制性建筑物时量测范围应适当加宽。地表沉降量测应在开挖工作面前方H0+B处开始，直至衬砌结构封闭，沉降基本停止为止。地表沉降的量测频率应和拱顶下沉及水平相对净空的量测频率相同。

1.2.3 净空变形量测

净空变形采用收敛计进行量测。

1.2.4 围岩压力量测

杰德秀隧道研究围岩压力量测采用直接量测法。

1.2.5 数据分析及信息反馈

①监控量测数据分析处理。现场量测所取得的原始数据，要进行数学处理，将各种量测数据进行分析对比、相互印证，以确定量测数据的可靠性。

②信息反馈与工程对策。监控量测信息反馈要根据监控量测数据分析结果，对工程安全性进行评价，并提出相应工程对策与建议。具体方法：在位移控制基准的基础上，根据实测结果进行分析，建立管理等级，用以指导施工，并根据位移情况确定二衬施作时间。

1.3 超前地质预测预报安全管理措施

本线隧道地质情况复杂，存在部分隧道洞身位于地下水线以下、岩石隧道破碎带等不良地质，需结合施工地质工作予以查明。为此，针对本线大断面隧道与辅助坑道设置的具体情况，开展综合超前地质预测预报，成立了专业的超前地质预报室，将综合超前地质预测预报纳入施工工序。尤其是岩石隧道存在破碎带时，提前做好超前地质预报工作，确保隧道安全通过。

1.4  爆破作业安全管理措施

加强爆破器材的采购运输、入库、发放、使用、退库管理，防止爆破器材的流失。爆破作业全过程须在正式员工监督、管理下进行。洞内爆破时，必须统一指挥。在残孔附近钻孔时应避免凿穿残留炮孔，在任何情况不得打钻残孔。装药时必须使用木质炮棍装药，严禁火种。装药作业完成后，必须及时清理现场、清点火工品数量，剩余的炸药和雷管必须由领取炸药、雷管的人员退回库房。爆破作业结束后必须经充分通风排烟，必须在15分钟后安全检查人员进行检查、并由原爆破人员按规定排除未引爆的爆破物品，确认安全后解除警戒。现场使用监控：火工品现场加工、装填必须在安全员、押运员监控下，在指定地点进行。现场的临时存放：现场必须配各雷管存放箱（防爆箱）、炸药存放箱（防爆箱）。由爆破员和押运员看管、取用并直到退库。

1.4.1 起爆顺序

先掏槽，后辅助，再周边，由里向外分层起爆。应根据雷管的延期时间（ms）的长短来安排起爆雷管。先爆破的炮眼为后续爆破的炮眼减小岩石的夹制作用和增大临空面，创造更好的爆破条件。同时起爆的一组炮眼，能共同作用，爆炸力更强。为了保证正确地按顺序起爆，应使用毫秒雷管，这样爆破就能由里向外，一层一层地准确剥离、破碎，达到高的炮眼利用率和平整的开挖轮廓。

1.4.2 装药结构

隧道爆破钻凿炮眼的孔径，一般要求比药卷直徑大3～6mm，在装药前必须检查炮眼是否达到要求深度，并将孔内泥污杂物吹洗干净，然后进行装药。所有的装药炮眼均应堵塞泡泥，周边眼的堵塞长度不得小于20mm，泡泥一般为砂子和粘土的混合物，比例大致为1：1。

①正向装药：是将起爆药卷放在眼口第二个药卷位置上，雷管聚能穴朝向眼底，并用炮泥堵塞眼口。这种装药结构过去使用得较多，隧道周边眼间隔装药时，采用正向起爆方式，即孔口向孔底方向起爆。

②反向装药：是将起爆药卷放在眼底第二个药卷位置上，雷管聚能穴朝向眼口。反向装药的爆破方向与抛掷石碴的方向一致，所以效果较好。

2  结束语

本文以西藏杰德秀隧道施工为背景，研究了隧道施工技术与质量安全管理措施，根据西藏杰德秀隧道高海拔、高裂度等复杂地质特点，分析影响质量安全的关键性技术。经过研究和论证，得到以下初步认识：

①复杂地质环境对隧道施工技术和质量安全管理提出了更高要求，研究复杂地质环境中隧道的施工技术和变形控制方法，对隧道施工质量安全管理尤其重要。同时，结合施工组织管理，利用超前地质预报、监控量测等手段，更能有效保证隧道施工的稳定可控。

②爆破技术是控制隧道施工质量安全的前提，采用合理的爆破方案是控制开挖轮廓线，保持隧道变形稳定的保障。对于已开挖面围岩破碎未支护、出现流沙、流泥未经处理、有大量溶洞水及高压水涌出，尚未处理等情况，要及时处理，防止出现质量安全问题。

③监控量测对围岩支护体系的稳定状态进行监测，为初期支护和二次衬砌参数的调整提供依据，是确保施工及结构运营安全、指导施工程序、顺利施工管理的重要手段，是确保隧道质量安全管理过程中必不可少的施工程序。

④超前地质预报进一步查清隧道开挖面前方的工程地质和水文地质条件，当工程地质或水文地质条件出现变化时，能够及时会同各方对施工方案进行讨论，指导工程顺利进行。

⑤初期支护对开挖后的围岩进行及时封闭，防止围岩暴露时间过长，控制围岩的变形和松弛，充分发挥围岩自身的承载能力，并和二衬共同形成结构承载荷载，在二衬施做前，初期支护是确保隧道施工质量安全的关键。

⑥超前支护增强围岩自身的支护能力，确保隧道开挖施工过程中掌子面的安全和稳定，防止隧道开挖过程中出现坍塌、冒顶等现象，对控制隧道质量安全尤其重要。

参考文献：

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