蒙華鐵路蒙陜段監(jiān)控量測的管理與應(yīng)用

聶燕 雷繼位

摘要：為保證隧道施工質(zhì)量安全，蒙華公司大力推行信息化監(jiān)控量測，將監(jiān)控量測納入工序管理，真正做到“不量測不進洞，不安全不進洞”。蒙華鐵路蒙陜段54座隧道全部安全順利貫通，實現(xiàn)隧道施工零傷亡目標，監(jiān)控量測管理取得實效。

關(guān)鍵詞：蒙華鐵路；隧道施工；監(jiān)控量測；零傷亡

蒙華鐵路蒙陜指揮部管段（浩勒報吉至三門峽）地處蒙華線路最北端，正線雙線長493.729km，其中隧道54座，隧道總長185568.1延米，且90%集中在陜北高原地質(zhì)脆弱地帶，穿越砂層、黃土、砂泥巖、板巖、花崗巖、灰?guī)r等多種地層以及富水斷層、巖溶、高地應(yīng)力水平巖層等不良地質(zhì)，其中大于10千米的特長隧道4座，高瓦斯1座，Ⅰ級高風險1座，黃土隧道8座，有斷層破碎帶3座，呈近水平巖層約17座，局部高地應(yīng)力、高地溫隧道4座，還有不少埋深較淺的隧道，施工難度大、風險高。為保證隧道施工質(zhì)量安全，蒙華公司大力推行信息化監(jiān)控量測，建立信息化平臺，實行監(jiān)控量測單獨計價，根據(jù)現(xiàn)場實際認真制定并嚴格執(zhí)行監(jiān)控量測實施方案，將監(jiān)控量測納入工序管理，真正做到“不量測不進洞，不安全不進洞”，截至2018年9月28日，隨著全線最長高瓦斯隧道集義隧道的貫通，蒙華鐵路蒙陜段54座隧道全部安全貫通，實現(xiàn)隧道施工零傷亡目標，監(jiān)控量測管理取得實效。

一、蒙華鐵路蒙陜指揮部管段監(jiān)控量測管理

蒙華鐵路全線采用中鐵西南院研發(fā)的“隧道施工監(jiān)測信息化管理平臺”，實現(xiàn)了監(jiān)測數(shù)據(jù)采集、自動傳輸、分析和管理，參建各方人員可同時通過手機終端實時查看量測數(shù)據(jù)，且實行指揮部、監(jiān)理、設(shè)計、施工單位共同參與的管理體系。由指揮部負責實施的管理，設(shè)計單位負責監(jiān)控量測設(shè)計并參與施工過程監(jiān)控量測工作，施工單位是實施的主體責任單位，監(jiān)理單位負責監(jiān)督、檢查。各參建單位成立監(jiān)控量測管理組織機構(gòu)，配備滿足需要的人員，建立相應(yīng)的責任體系。

結(jié)合現(xiàn)場工程實際，蒙華公司2015年研究制定了監(jiān)控量測實施方案，并根據(jù)現(xiàn)場實踐情況于16年對方案作進一步修訂完善；在深埋老黃土、高地應(yīng)力水平巖層等特殊段落，創(chuàng)造性地采用限阻器，并研究制定了使用限阻器段落的監(jiān)控量測預(yù)警值，要求中鐵西南院對系統(tǒng)進行調(diào)整，滿足特殊段落的監(jiān)控量測預(yù)警。蒙陜指揮部在監(jiān)測項目、斷面布設(shè)、測點布設(shè)、監(jiān)測頻率、監(jiān)測精度等方面嚴格按蒙華鐵路監(jiān)控量測實施方案執(zhí)行，在現(xiàn)場著重以下幾個方面的管理：

1.監(jiān)控量測與施工密切配合

將監(jiān)控量測元件的埋設(shè)與監(jiān)控量測列入工程施工進度控制計劃中，減少監(jiān)控量測工作應(yīng)對施工工序的影響。

2.減少誤差

根據(jù)監(jiān)控量測精度要求，減少系統(tǒng)誤差，控制偶然誤差，避免人為錯誤。經(jīng)常對誤差進行檢驗分析，要求施工單位建立嚴格的監(jiān)控量測數(shù)據(jù)復(fù)核、審查制度，保證數(shù)據(jù)的準確性。如有監(jiān)控量測數(shù)據(jù)缺失或異常，應(yīng)及時采取補救措施，并詳細記錄。

3.減少誤差

拱頂下沉、水平收斂和地表沉降（淺埋地段）等必測項目設(shè)置在同一斷面。當?shù)刭|(zhì)條件復(fù)雜、下沉量大且偏壓明顯時，除量測拱頂下沉外，尚應(yīng)量測拱腰下沉及基底隆起量。

4.記錄真實可靠

量測人員在實施監(jiān)控量測工作時，填寫監(jiān)控量測日志表，詳細記錄監(jiān)控量測實施時仰拱里程、掌子面里程、工況、地質(zhì)情況及其它異常情況等。

5.量測明示警示

在洞口以電子屏幕（或醒目標牌）方式展示監(jiān)控量測預(yù)警明示牌，便于進洞人員及時了解洞內(nèi)情況，避免安全事故。

6.專項檢查

要求監(jiān)理單位每半個月對管內(nèi)隧道進行量測專項檢查，并下發(fā)通報，要求施工單位按問題進行整改回復(fù)。

7.管理考核

要求施工單位嚴格按監(jiān)控量測實施細則認真組織實施，監(jiān)理單位強化過程監(jiān)督，設(shè)計單位及時跟進調(diào)整方案，指揮部定期和不定期進行專項檢查和考核，并將結(jié)果納入履約考核。

8.報告管理

現(xiàn)場出現(xiàn)紅色預(yù)警，施工單位項目經(jīng)理必須趕到現(xiàn)場組織進行處置，并電話向指揮部指揮長報告，監(jiān)理單位總監(jiān)向指揮部分管質(zhì)量安全的副指揮長報告；現(xiàn)場出現(xiàn)黃色預(yù)警，工區(qū)經(jīng)理必須趕到現(xiàn)場組織進行處置，并電話向指揮部分管質(zhì)量安全的副指揮長報告，監(jiān)理單位總監(jiān)代表也將現(xiàn)場情況向指揮部分管質(zhì)量安全的副指揮長報告。

報告原則在出現(xiàn)預(yù)警2小時以內(nèi)，報告主要內(nèi)容有預(yù)警斷面與掌子面之間的距離、預(yù)警斷面與掌子面圍巖等級、現(xiàn)場采取的施工工法、初支成環(huán)斷面與掌子面之間的距離、初支表觀開裂和脫落情況、預(yù)警斷面和掌子面隧道埋深。

9.預(yù)警處置

監(jiān)控量測通過變形總量、變形速率、初期支護表觀現(xiàn)象和變形時態(tài)曲線等4項指標，對隧道施工安全進行綜合等級管理，預(yù)警等級分為二級（黃色）和一級（紅色）預(yù)警。出現(xiàn)預(yù)警時，信息平臺自動發(fā)送預(yù)警信息至指定人員，各級管理人員能第一時間研究并采取處理措施，確保施工安全。其中，一級（紅色）預(yù)警信息采取暫停施工、加強監(jiān)測、啟動應(yīng)急預(yù)案等管理和工程措施。在現(xiàn)場實踐中，通過監(jiān)控量測預(yù)警并及時采取措施，消除了多次安全隱患，確保了施工安全。以具體實踐為例：

預(yù)警描述：2018年6月26日15點55分，MHTJ-4標（中鐵十七局）施工的陽城隧道進口發(fā)生紅色預(yù)警，DK244+220（Ⅵ）GD01，日變形量為30.93mm，累計為95.10mm，速率達到紅色預(yù)警。

處置措施：接收預(yù)警后，現(xiàn)場按監(jiān)控量測預(yù)警處置機制進行處置。施工單位負責人帶隊赴現(xiàn)場，現(xiàn)場施工暫停，人員和設(shè)備撤至安全區(qū)域，分析預(yù)警原因并報指揮部，量測人員在安全區(qū)域持續(xù)量測，并指派專人對初支表面變化情況進行觀察。由指揮部組織施工、監(jiān)理、設(shè)計單位現(xiàn)場踏勘，制定專項施工方案，一是立即停止掌子面施工，現(xiàn)場人員、機械設(shè)備撤離，現(xiàn)場安全員24小時值班，做好安全防護。二是立即從洞外拉洞碴對變形段進行反壓回填，并將反壓土采用噴射混凝土封閉，并對初支開裂段施作傘形臨時支撐，防止變形進一步擴大。三是對該段施作真空降水，確保圍巖達到自穩(wěn)性較好狀態(tài)。四是對開裂段進行注漿加固，并對相鄰已施工初支段落增設(shè)臨時套拱，待變形穩(wěn)定后對該段初支拱架進行拆換，拆換初支采用H300格柵，噴混凝土37cm。五是仰拱初支成環(huán)緊跟。六是加強監(jiān)控量測與巡視，掌握初支變形發(fā)展趨勢。

處置結(jié)果：施工單位嚴格按方案進行施工，安全順利通過后，及時消警。

與此同時，指揮部加強對監(jiān)控量測培訓(xùn)、現(xiàn)場檢查、內(nèi)業(yè)等方面的管理，滿足既定目標。

二、蒙華鐵路蒙陜指揮部管段監(jiān)控量測管理成效

通過一系列行之有效的方案和現(xiàn)場強有力的執(zhí)行，蒙陜段監(jiān)控量測工作開展及時、有效，監(jiān)測數(shù)據(jù)真實、準確。截至2018年9月30日，蒙陜段累計54座隧道、191個工作面、16076個斷面、50617個測點上傳了1913434條數(shù)據(jù)，取得三大方面成效：一是現(xiàn)場合理運用監(jiān)控量測技術(shù)，有效指導(dǎo)隧道施工，確保隧道施工安全，杜絕因監(jiān)控量測管理不到位而造成安全事故及對工程周邊施工環(huán)境造成較大影響，實現(xiàn)隧道施工零傷亡目標。二是現(xiàn)場充分利用監(jiān)控量測成果，驗證支護結(jié)構(gòu)施做效果，確認支護參數(shù)和施工方法的準確性，為優(yōu)化方案和變更設(shè)計管理提供數(shù)據(jù)支撐。三是現(xiàn)場及時利用監(jiān)控量測成果調(diào)整預(yù)留變形量，對現(xiàn)場成本起到了節(jié)約作用，如2017年4月蒙陜段MHTJ-8標，因地制宜制定相應(yīng)辦法，在2017年4月至2017年10月間節(jié)余75.6萬元，減少隧道超挖引起的成本浪費。