蒙華鐵路蒙陜段監控量測的管理與應用

聶燕 雷繼位

摘要：為保證隧道施工質量安全，蒙華公司大力推行信息化監控量測，將監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，實現隧道施工零傷亡目標，監控量測管理取得實效。

關鍵詞：蒙華鐵路；隧道施工；監控量測；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脆弱地帶，穿越砂層、黃土、砂泥巖、板巖、花崗巖、灰巖等多種地層以及富水斷層、巖溶、高地應力水平巖層等不良地質，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。為保證隧道施工質量安全，蒙華公司大力推行信息化監控量測，建立信息化平臺，實行監控量測單獨計價，根據現場實際認真制定并嚴格執行監控量測實施方案，將監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，實現隧道施工零傷亡目標，監控量測管理取得實效。

一、蒙華鐵路蒙陜指揮部管段監控量測管理

蒙華鐵路全線采用中鐵西南院研發的“隧道施工監測信息化管理平臺”，實現了監測數據采集、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據，且實行指揮部、監理、設計、施工單位共同參與的管理體系。由指揮部負責實施的管理，設計單位負責監控量測設計并參與施工過程監控量測工作，施工單位是實施的主體責任單位，監理單位負責監督、檢查。各參建單位成立監控量測管理組織機構，配備滿足需要的人員，建立相應的責任體系。

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

1.監控量測與施工密切配合

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

2.減少誤差

根據監控量測精度要求，減少系統誤差，控制偶然誤差，避免人為錯誤。經常對誤差進行檢驗分析，要求施工單位建立嚴格的監控量測數據復核、審查制度，保證數據的準確性。如有監控量測數據缺失或異常，應及時采取補救措施，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）等必測項目設置在同一斷面。當地質條件復雜、下沉量大且偏壓明顯時，除量測拱頂下沉外，尚應量測拱腰下沉及基底隆起量。

4.記錄真實可靠

量測人員在實施監控量測工作時，填寫監控量測日志表，詳細記錄監控量測實施時仰拱里程、掌子面里程、工況、地質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）方式展示監控量測預警明示牌，便于進洞人員及時了解洞內情況，避免安全事故。

6.專項檢查

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

7.管理考核

要求施工單位嚴格按監控量測實施細則認真組織實施，監理單位強化過程監督，設計單位及時跟進調整方案，指揮部定期和不定期進行專項檢查和考核，并將結果納入履約考核。

8.報告管理

現場出現紅色預警，施工單位項目經理必須趕到現場組織進行處置，并電話向指揮部指揮長報告，監理單位總監向指揮部分管質量安全的副指揮長報告；現場出現黃色預警，工區經理必須趕到現場組織進行處置，并電話向指揮部分管質量安全的副指揮長報告，監理單位總監代表也將現場情況向指揮部分管質量安全的副指揮長報告。

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

9.預警處置

監控量測通過變形總量、變形速率、初期支護表觀現象和變形時態曲線等4項指標，對隧道施工安全進行綜合等級管理，預警等級分為二級（黃色）和一級（紅色）預警。出現預警時，信息平臺自動發送預警信息至指定人員，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）預警信息采取暫停施工、加強監測、啟動應急預案等管理和工程措施。在現場實踐中，通過監控量測預警并及時采取措施，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生紅色預警，DK244+220（Ⅵ）GD01，日變形量為30.93mm，累計為95.10mm，速率達到紅色預警。

處置措施：接收預警后，現場按監控量測預警處置機制進行處置。施工單位負責人帶隊赴現場，現場施工暫停，人員和設備撤至安全區域，分析預警原因并報指揮部，量測人員在安全區域持續量測，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、監理、設計單位現場踏勘，制定專項施工方案，一是立即停止掌子面施工，現場人員、機械設備撤離，現場安全員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，確保圍巖達到自穩性較好狀態。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臨時套拱，待變形穩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。五是仰拱初支成環緊跟。六是加強監控量測與巡視，掌握初支變形發展趨勢。

處置結果：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，指揮部加強對監控量測培訓、現場檢查、內業等方面的管理，滿足既定目標。

二、蒙華鐵路蒙陜指揮部管段監控量測管理成效

通過一系列行之有效的方案和現場強有力的執行，蒙陜段監控量測工作開展及時、有效，監測數據真實、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條數據，取得三大方面成效：一是現場合理運用監控量測技術，有效指導隧道施工，確保隧道施工安全，杜絕因監控量測管理不到位而造成安全事故及對工程周邊施工環境造成較大影響，實現隧道施工零傷亡目標。二是現場充分利用監控量測成果，驗證支護結構施做效果，確認支護參數和施工方法的準確性，為優化方案和變更設計管理提供數據支撐。三是現場及時利用監控量測成果調整預留變形量，對現場成本起到了節約作用，如2017年4月蒙陜段MHTJ-8標，因地制宜制定相應辦法，在2017年4月至2017年10月間節余75.6萬元，減少隧道超挖引起的成本浪費。