时间：2023-10-26 11:30:01
【关键词】隧道；施工；安全监理
1 概述
义乌至武义公路工程（义乌段）有三座隧道，高寿尖隧道全长3959m，慈溪隧道80m，方坑隧道266m。其中施工难度较大、安全隐患较多的为高寿尖特长隧道，双洞双向四车道分离式隧道；该隧道处于构造剥蚀低山区，进洞口地表地形为斜坡地貌，上陡下缓，隧道最大埋深约460m；山体受风化剥蚀较重，同时该隧道穿越3条断层破碎带，隧道地质情况复杂，围岩节理裂隙均较发育，在隧道开挖过程中初支变形大，安全隐患多。
2 施工准备阶段安全监理主要工作内容：
2.1 安全监理准备工作
（1）建立安全监理组织机构
（2）编制安全监理计划、实施细则
（3）制定安全监理相关工作制度
（4）明确监理人员的分工及岗位安全监理职责、监理内容和方法等
2.2 审查施工单位的分包合同
（1）是否与分包人签订安全生产合同（或协议书）
（2）是否明确各自在安全生产方面的责任
（3）分包人与班组（作业人员）是否签订安全生产责任书
2.3 审查施工安全风险评估报告
审查总体风险评估报告，本隧道为特长隧道，施工前要进行风险评估；施工初期由指挥部牵头对高寿尖隧道进行风险评估，其风险等级为Ⅱ级（中度），属于“可接受”风险。
2.4 审查隧道爆破安全专项施工方案，未经监理审批，该分部分项工程不得开工
（1）程序性审查：是否经施工单位技术负责人审核并签名，而不是项目部技术负责人签字。是否经专家论证审查。
（2）符合性审查：必须符合该工程强制性标准的规定；专家论证审查意见应是书面意见，并作为安全专项施工方案的附件。
（3）针对性审查：应符合本工程的特点及工程环境、管理模式；应具有针对性、可操作性；要有明确的关键节点控制安排、详细的施工工艺；要有满足要求的人力、机械、材料条件。
3 首先督促施工单位进行安全自检
工程项目安全检查的目的是为了消除隐患，防止事故，是安全监理的一项重要内容，要求施工单位自检工作围绕如下五项进行：日常性检查、专业性检查、季节性检查、节假日前后检查、不定期检查。
通过督促施工单位安全自检工作的落实，可以让施工单位及时发现施工现场安全隐患、以便及时采取措施，保证安全生产。
4 加强对施工单位现场安全隐患情况的检查
定期不定期对施工单位的安全管理工作进行检查，检查发现作业中存在的不安全行为和安全隐患，签发安全隐患整改通知书，要求施工单位对照安全隐患进行逐一整改，整改完成后安全专监及时进行复查。
每季度按照平安工地考核办法，对各施工单位进行考核评价，检查时严格执行平安工地考核办法中相关安全管理文件规定，对照安全管理文件中的各项安全检查表，逐一进行检查，使检查不出现盲点。检查完成后及时下发安全隐患通知书，要求各施工单位限时进行整改落实，确保平安工地建设要求落到实处。
5 推动隧道工程信息化、规范化施工
针对隧道施工的不确定性和高风险性，要求施工单位配置门禁系统，能实现实时监控人员车辆进出隧道的时间、洞内的分布状况。在开挖面设置逃生通道及安全预警系统和应急逃生路线灯视引导系统，事故发生时，能迅速采取救援措施。在隧道洞口设置值班室，专人24小时值班，严格工序检查和责任交接，实施隧道施工关键工序、重点环节项目部主要负责人现场带班制度，落实重大事故隐患挂牌督办制度，切实规范施工安全管理。在隧道口安装监控视频系统，与监理办和指挥部联网，在办公室有网络的地方就可以看到隧道施工安全情况。从源头上规范作业行为，保证安全生产。
6 加强隧道施工超前地质预报和监控量测
本隧道为特长隧道，地质条件复杂，在开工时就委托有相应能力等级的独立检测机构对隧道进行地质超前预报及监控量测。超前地质预报的方法主要包括地质分析法、超前钻探预报法和物探方法，其中物探方法主要采用地震波反射法、地质雷达和红外探水。预报单位发现前方围岩与设计图纸不符，及时要求施工单位更改支护方案，确保施工过程人员安全，有效的防止安全施工发生。监控量测是控制围岩变形、优化支护设计参数的关键参考依据，第三方每次根据现场监测实际情况，编制出详尽的监控量测文件，且结合不良地质状况予以调整；认真落实布点量测，保障数据完整且真实，及时对支护参数优化、调整。
7 做好与上级有关部门的沟通与汇报工作
在巡视检查或旁站中发现存在重大安全事故隐患或有严重违反施工方案，施工单位对监理单位的有关安全方面通知要求的内容整改不力或拒不整改，或重大隐患排除中无法保证安全的，监理办签发“工程暂时停工指令”责令施工单位立即停止全部或部分施工，同时将有关情况及时口头和书面报告指挥部，并向项目主管质监机构报告；以最大程度履行好监理职责，避免因监理工作不到位而承担相应的监理责任。
8 安全监理工作体会与建议
8.1 在安全监理工作过程中，时常会体会到安全监理工作难度大：
（1）会遇到部分施工企业的管理者，常常心存侥幸心理，对安全工作不重视，现场专职安全管理人员存在兼职现象，真正从事安全生产工作的人员缺少，这种安排给施工安全埋下了很大隐患。
（2）再如在安全监理过程中，遇到大部分施工企业安全设施投入不足和安全管理方法陈旧，现代文明和科技的发展惠及安全管理方面的内容较少。
8.2 今后安全管理工作的两点建议
（1）建议在工程施工过程中，随时检查安全管理机构和安全管理人员的工作情况，如发现有不作为或不到位、不胜任等情况，现场安全监理人员有权责令其停工、限期整改，同时为了增强安全监理人员的权力，建议今后安全生产经费也建立工程量清单，经费的投入细化到每道工序中，对安全隐患整改不到位或拒不整改者，安全监理人员有权拒绝该项目安全生产经费的计量。
（2）加大安全管理先进科技设施的投入
高寿尖隧道在建设过程中，引进了先进的隧道门禁系统，该系统的投入使用，为隧道内日常安全工作监控与安全事故突发后人员的定位与施救提供了很好的经验，建议建设单位在今后的施工项目中，应多引进和采用一些先进的电子监控系统，人员定位系统、变形自动检测系统、事故隐患报警系统等，实施对在建工程施工全过程、全方位的安全监控，以便及时发现各类、大小安全隐患，将安全事故消灭在萌芽状态。
9 结束语
本文通过工作实践，体会到项目监理单位只有编制好安全监理计划、细则，对施工组织设计和重大施工技术方案进行有效审查和把关，建立健全安全生产管理体系，明确安全监理职责、对施工现场进行动态和及时监管，做好与上级主管部门的沟通与协调，力争做到该审的审、该通报的通报、安全内业资料记录及时，归档齐全，严格履行安全监理职责，才能在隧道建设过程中真正做好安全监理工作。
参考文献：
[1]中华人民共和国安全生产法，2002.
[2]建设工程安全生产管理条例，2004.
【关键词】 易塌围岩 坍方原因 处理方案 基本条件
所谓隧道塌方是指在隧道施工中洞顶及两侧部分岩石由于在重力作用下崩塌，在隧道施工中塌方是常见的不良地质现象。隧道坍方原因很多，成因复杂，概括起来归为两类：一类是自然因素，二类是人为因素。其中自然因素主要有地质状态，受力状态，水的侵害，瓦斯病害等；人为因素则主要指设计不合理，施工不规范等。易塌围岩大体可分为三类：一类为软弱围岩，二类为节理发育的坚硬围岩，三类为膨胀性围岩。
1 工程概况
宛坪高速公路B段地处豫西南山地，居秦岭山系东段，沿线地形起伏大，地质构造复杂。全段共有隧道16座，均为大跨径双连拱隧道，（单孔净宽14.0米），隧道围岩主要为不同风化程度的二云石英片岩，岩石易破碎，完整性差，工程稳定性差。其中的阳坡隧道全长305米，为该条路上最长的双连拱隧道，地质条件复杂，施工过程中多次发生自然病害，其中最严重的一次为中导洞贯通后由于右侧偏压围岩渗水后失稳造成中导洞坍方100余米。
2 阳坡隧道中导洞内塌方情况描述及原因探讨
阳坡隧道于3月24日，开始中导洞掘进，平均日进尺3米，施工过程中掌子面发生大小自然塌方达5次，通过变更设计，加强支护方式，塌方问题及时得到了解决。直至7月30日隧道中导洞贯通，未出现太大的地质病害。阳坡隧道围岩属二云石英片岩，裂隙极发育，整体性比较差；局部地段存在偏压，8月中旬本地区连续降雨，雨水渗入隧道围岩，导致围岩自承能力下降，锚杆作用减弱，岩体层间滑动，钢拱架断裂，造成K71+840-K71+870段发生右侧拱腰部塌方，钢拱架、喷砼层发生断裂、破裂，踏体堆满中导洞2/3空间，2天内中导洞右侧发生连续崩塌，直至K71+770处塌方停止。塌体可视面多见小石块夹泥，坍方段中导洞初支护全部拉裂，并被埋入塌体中。由于塌方前半月监控量测反映K71+770-K71+870段多处断面收敛达200mm以上，虽然施工队针对收敛情况及时增设了横向支撑等补强措施，但仍然未能起到效果，施工人员发现预兆并及时撤离，未造成人员伤亡和财产损失。
（1）初步分析此次塌方原因，有如下几点：
1）围岩类别：该塌方区段从实际开挖情况来看，围岩类别较低。基岩为二云石英片岩，隧道通过处，岩层完整性差，易破碎，岩层节理发育，造成围岩抗压力差，总体应可归为一类易坍围岩。
2）该段地表形态：塌方区段地表地形呈右高左低趋势，该段地表还存在两条冲击山谷，导致该区段存在严重偏压。该区段地表山体以堆积体以为主，与设计图标明的围岩有误。
3）雨水侵入：该段围岩节理发育，地表水下渗条件极好，由于连日降雨，雨水大量侵入，导致围岩结构力降低变差，加速了围岩应变。
4）设计方面：该段设计为IV类围岩，后因出现松散破碎体要求降为Ⅱ类围岩。设计院现场考查后，只同意降为III类，按III类进行支护后，仍有缝隙出现，虽采取了临时的补强措施，但效果不明显。
（2）处理方案：
根据隧道施工中对塌方处理“小坍清，大坍堵”的原则和“预防为主，宁强勿弱，步步为营，稳中求快”的指导思想，经过方案比对，最后确定如下处理方案：
1）K71+750-K71+770、K71+870-K71+890两段，在临时水平钢支撑条件下，实施套拱方案，钢拱采用I20b，@=75cm，喷射砼厚t=25cm，系统锚杆采用RD25N中空注浆锚杆，长4米，注浆压力P≥1.2Mpa，间距：环向100cm，纵向75cm，形成闭合断面；
2）在K71+770及K71+870两断面处，横向采用厚约75cm、C20砼封闭塌方掌子面；
3）对中导洞内塌方体采用φ75塑料花管进行预注1：1水泥砂浆固结，右拱部塌方空腔采用3φ108钢管压注C15素砼或1：1水泥砂浆进行充填；
4）中心导坑拱部采用φ50×5mm×5m小导管进行预注浆加固，外插角a=10°左右，环向@=40cm。初期支护系统锚杆均采用RD25N中空注浆锚杆，长度4米，间距：环向100cm，纵向75cm，注浆压力P≥1.2Mpa。钢拱架支撑采用I20b工字钢，@=75cm。施工方法采用正台阶法，每环进尺不得大于1.5米，并采用I20b工字钢设仰拱闭合，@=75cm；
5）待塌方段K71+770-K71+870中心导坑开挖完成后，立即施工钢筋砼中隔墙，并采用弃渣或片石进行回填密实；
6）K71+680-K71+770、K71+870-K71+895进出口两段主动施工时，按原设计施工方案先开挖左洞后开挖右洞；
7）K71+770-K71+870段主洞开挖时先开挖右洞后开挖左洞。
同时，明确下一步施工方案：
（1）隧道进出口浅埋段主洞开挖时二衬紧跟，最少2环，锁住洞口，确保主洞安全与稳定；
（2）隧道应立即施作中隔墙，确保中心导坑稳定与安全；
（3）主洞开挖遵循“短开挖、强支撑、弱爆破、早封闭、勤量测”的原则。
3 问题探讨
（1）在隧道勘察中，查清工程地质，地表情况尤其重要，特别是对此类断裂及裂隙发育，岩质不均匀的围岩，要有一个新的认识，尤其是对浅埋段，偏压段，地表水系发育的地方，应做更详细的地质勘探。以做到对围岩做到切合实际的分类，从而正确的指导设计与施工。
（2）这次隧道塌方是偶然的，也是必然的，就目前对片岩山体的认识和勘察水平，有些不良地质问题，很难完全在勘察中定论。所以对处于此类地质条件中的隧道，特别是大跨径隧道，连拱隧道，更应在设计前加大地质勘察密度，同时应对地表形态做详细调查（这点往往设计中容易忽视），这样才能做出切合实际的设计方案。在施工过程中，施工单位应核对地质资料，同时对原地面进行一次详细的断面测量，确定覆盖层厚度及判定偏压情况。做到发现问题及时反映，以建议修改设计，保证施工安全及工程质量。
（3）施工过程加强监控量测。围岩量测是施工管理中的一个重要环节，是施工安全和质量的保障。如有可疑的裂纹，喷层脱落段做必要的加强监控测量，通过监控测量，可准确了解围岩，支护变形情况，及时调整和修正支护参数，保证围岩稳定和施工安全；可提拱判断围岩和支护系统基本稳定的依据，确定二次衬砌的施工时间；可依据量测资料采取相应措施，在保证施工安全的前提下稳中求快，加快施工进度，尤其在可疑的有裂纹，喷层脱落段必须做加强监控量测，并将数据信息及时整理上报，在短时间内能定出合理的措施，使监控量测真正能起到预防塌坍的作用。
1.1梅花山隧道
隧道全长13780m，为赣龙铁路扩能改造工程最长的隧道，本标段施工出口端4869m（DK224+881～DK229+750），最大埋深688.21m。根据梅花山隧道的地质条件和现场实际，初步拟定了该隧道的风险清单16项，其中，有5个严重影响施工安全的风险事件，即：突水涌泥、围岩坍塌、岩爆、大变形、高地温。通过施工阶段的风险评估，全隧初始风险等级为极高度风险，施工过程通过一系列相应的对策措施，加强风险防范，残余风险为高度风险，预警等级分为Ⅱ级（严重，橙色）。2011年8月，建设单位组织参建四方初步评审为高风险隧道。
1.2石笋山隧道
隧道全长4812m，进口里程DK229+945，出口里程DK234+757，最大埋深564.3m。根据石笋山隧道的地质条件和现场实际，初步拟定了该隧道的风险清单13项，其中，进口端DK229+945-DK230+090为梯田，地层松软，地下水发育且水位高，洞顶地表有当地村民房屋20多户，开挖后易产生开裂，甚至倒塌，因此，突水涌泥、第三方损失为“极高度”风险；围岩坍塌、岩爆、大变形、高地温为“高度”风险。通过施工阶段的风险评估，全隧初始风险等级为极高度风险，施工过程通过一系列相应的对策措施，加强风险防范，残余风险为高度风险，预警等级分为Ⅱ级（严重，橙色）。2011年8月，建设单位组织评审时确定残留风险等级为中度，2012年8月14日后，要求按高风险隧道管理。
1.3将金山特大桥
全桥长567.65m，施工里程为DK234+759.5～DK235+327.15，孔跨布置为1×32m简支梁+1×（60+4×100+60）m连续梁。根据该桥的设计情况及所处的地理环境，初步拟定风险清单9项，其中，高空作业、高边坡或深基坑坍塌、挂蓝施工、大跨连续梁施工为主要的风险事件。初始风险等级评定为“高度”风险。2012年8月14日后，按高风险工点进行管理。
2风险管理主要措施与落实情况
2.1成立风险管理组织机构
指挥部成立了以指挥长为组长的风险管理领导小组，项目总工、副指挥长、安全总监为副组长，部门负责人、各项目负责人为组员。风险管理领导小组主要负责标段内所有在建工程施工的风险管理组织领导工作。领导小组办公室设在指挥部安质环保部。安质环保部为指挥部风险管理职能部门，配备专职安全风险管理人员2人。各项目部均独立设置安质部，配备专职安质工程师；每一施工作业班组配备了施工经验丰富、安全工作责任心强、享有一定威望的一线生产工人任兼职安全质量巡查员和群众安全生产监督员，对本班组的作业场所进行安全质量风险监督检查。
2.2建立健全风险管理机制
为加强安全风险评估与管理，有效规避和控制安全风险，确保铁路工程建设安全，依据国家、铁道部、南昌铁路局及建设单位的风险管理相关要求，指挥部编制了《隧道施工阶段风险评估实施细则》、《铁路建设工程高风险管理实施细则》、《高风险工点领导带班作业管理办法（试行）》、《关于明确高风险工点管理程序的通知》等制度、办法，明确管控责任和要求，定期落实检查、考核措施，有效促进了风险管理和现场管控工作。
2.3严格落实安全包保、干部带班作业
为进一步加强安全风险管理，有效规避和控制安全风险，确保铁路工程建设安全，针对高风险隧道、大型基坑、高陡边坡、特殊结构桥梁、地下工程、临近既有线及既有线施工，地质灾害及其他高风险工点，采取“评估先行、分工明确、抓好源头、专家指导、高效联动、齐抓共管”的风险管理评估机制，落实了指挥部领导、部门负责人、项目部负责人对梅花山隧道出口、石笋山隧道、将金山特大桥等高风险工点实行安全包保和带班作业；高风险工点严格执行技术和安全管理人员跟班作业制度。
2.4开展风险评估，强化现场风险监控管理
本标段不良地质主要是有：特殊岩土、岩溶、采空区、高地温、高地应力、岩爆、断层破碎带、富水区、岩性接触带、节理密集带、软岩大变形、放射性岩体、煤系地层瓦斯、环水保敏感区等，根据上级单位铁路隧道风险评估与管理的有关要求和规定，该标段对所有到图的工点组织超前地质预报专业单位和各单位技术人员都进行了地表周边调查，对施工过程中将受影响和民房、厂房、水渠、道路、溪流、高压电塔、供水管路、设计地质等进行了评估；在周边现场调查的基础上，邀请专家对该标段的风险评估进行了指导，形成了14座隧道、22座桥梁的风险评估，经监理审查后报建设单位备案。
2.5编制专项施工方案，技术指导现场施工安全
为有效落实各阶段施工风险安全管理，编制并报监理单位审批了72个高风险工点的专项施工方案，施工现场严格按批准的方案组织实施。其中，梅花山隧道有26个，石笋山隧道有16个，将金山特大桥有30个。在完善施工方案的基础上，三个高风险工点形成作业指导书（清单）51份、及时进行现场技术交底共147份。
2.6应用新技术、新方法保安全
管段内隧道地质条件复杂，存在不良地质，主要有高地温、岩溶及采空区、断层破碎带、硬岩岩爆、软岩大变形、地下水等风险。为做好隧道施工地质超前预报工作，公司择优选择第三方单位开展超前地质预报工作，把超前地质预报、监控量测纳入施工工序管理，采用地质调查法、超前水平钻探法、加深炮孔探测、地质雷达法、TSP长期预测预报、红外线探测法等主要方法，着重进行断层及断层影响带、软弱夹层、岩溶、围岩级别变化、工程地质灾害、含水构造体、煤系或矿区地层采空区等方面的探测，综合监测结果，及时提出对不良地质的处理措施，以降低施工风险，确保工程质量和运营安全。
2.7实施风险动态管理
在施工阶段风险评估的基础上，结合环境和地质条件、施工工艺、设备、施工水平、经验和工程特点等，对新出现的风险进行识别、分级，提出风险处理措施。在施工过程中按照批准的隧道风险监测实施方案，对工程自身结构及环境风险进行全面监测，提前识别和预测地质风险因素，保证施工安全。同时，将隧道安全距离、开挖步距、桥梁模板验收、支架验收、特种设备验收等作为红线管理，纳入单位负责人绩效考核。
2.8建立风险预警、响应机制
施工过程中，根据施工现场实时监测数据、施工情况、环境巡视和作业面异常状态等，确定预警级别、形成异常状况报告；并对可能发生重大突发风险事件的预警状态，立即启动相关预案，及时采取有针对性的风险处理措施，确保人员、机械设备安全。根据风险源识别，针对高中度风险源制定各种专项应急预案16份，针对涌水突泥、隧道坍塌、驻地防洪、物体打击、防火安全等组织应急演练17次，通过应急演练的开展，进一步健全和完善了预防预警和应急处置机制，形成了指挥部与地方政府相关部门应急接口，与上级单位应急接口，与指挥部所属各单位衔接的应急体系，有效地提高了事故救援和应急处置能力。
3结语
关键词：隧道监控； 功能作用； 意义； 维护管理
中图分类号：C93文献标识码： A
1隧道监控系统的构成
隧道监控系统包括:火灾报警及消防子系统、通风控制子系统、照明控制子系统、电力控制子系统、交通监控子系统、闭路电视子系统、紧急电话子系统、环境监控子系统、有线广播子系统;系统软件包括:交通控制软件、视频监控软件、火灾报警及消防系统控制软件、照明控制软件等。
隧道监控系统是隧道区域实现安全、畅通的重要保障手段,而它结构复杂、技术含量高、专业性强、加之环境条件差、维护难度大的具体特点,给管理工作带来了一定的难度。
2隧道监控系统的管理措施
如何抓好隧道监控管理工作,实现监控信息传递的快速、合理、有效性,提高隧道运营管理水平以及对突发事件的应变与协调指挥能力,是隧道管理中非常重要的一环。
(1)制定并完善隧道管理工作规章制度,制定具有可操作性和实用性的应急预案以应对隧道内突发事件,并定期组织演练,以便及时、妥善、快速、有效地对隧道内发生的紧急事件进行处置,不定期排查影响隧道运营的安全隐患。
(2)强化监控人员和隧道所工作人员的责任心和工作积极性,制定考核细则对相关工作人员进行工作目标考核,促进隧道安全、科学、有效管理。
(3)监控分中心通过狠抓机电设备日常维护管理制度、安全生产制度及相关操作规程的落实工作,促进各隧道管理所机电系统维护工作的正常开展,将隧道维护工作的失误减至为零。
(4) 监控分中心制定机电维护安全守则，要求在隧道内作业，必须先排除危险性。
(5)加大巡查力度,保养与维护双管齐下,延长隧道监控系统的使用寿命。对隧道管理的日常巡查就是维护人员每天对隧道和变电所进行步巡,发现问题时,能解决就现场采取措施解决,不能解决及时上报。将故障及处理方法在维护记录中详细填写,并不断分析总结经验。
(6)做好备品备件的储备,以备不时之需。为了保障隧道机电系统的正常运营,监控分中心应做好隧道机电系统关键设备的实际运行情况调查工作和故障率统计工作,有针对性做好备品备件的储备,有效降低维护成本。
3高速公路隧道监控系统管理工作对人员的要求
3. 1对维护人员的基本要求
对隧道内各系统的施工线路、设备工作原理有一个清晰的了解。熟悉整个机电系统的构成,熟悉所有机电设备的结构、原理及控制过程,熟悉检测仪器、仪表的使用方法,熟悉计算机通信技术、光纤传输技术、网络通信技术、高低压电工操作,熟悉软件的调试和使用,熟悉一些特殊的制作工艺和施工方法,对出现问题要有清晰的分析思路和解决问题的能力,要有根据现象判断故障产生的原因及故障点,并能及时排除故障,解决问题的能力。
3. 2对监控员及隧道所工作人员的要求
爱岗敬业,综合素质高,业务能力强,有责任心,有较强的接受能力和领悟能力,应变能力强,心理素质佳。
4隧道监控系统维护管理的发展趋势
4. 1管理处自行维护管理存在的问题
针对高速公路隧道管理的难点及人员要求,目前隧道管理面临以下问题:维护人员少;专业精、技术高的维护人员配备不足;技术人员培训时间长,培训费用高;维护队伍整体素质还有待提高,工作技能和业务水平需要加强。管理处自己的维护专业技术和维护经验远远不能满足高速公路隧道运营的要求。一旦过了缺陷责任期,需要自行维护之时,我们维护人员很难独立承担起所有隧道机电设备的维护重任。
4. 2专业维护公司与自我维护模式相结合
专业维护公司与自我维护模式结合起来,能够充分借助专业公司技术力量和设备资源,实现对隧道机电系统运行过程中存在的故障始终做到有效的预防,及时排除故障,真正做到以防为主,维修为辅,确保系统正常稳定运行,保证高速公路实现高速、安全、舒适的目的。专业公司技术力量和设备资源能够提高处理问题的能力,自我维护能够缩短处理问题的时间,从而降低运营风险,间接控制运营成本,提高维护工作质量。
5对隧道监控系统管理的几点建议
5. 1强化管理人员的安全意识
高速公路隧道监控系统的管理是为隧道的安全服务的,我们的隧道管理人员缺少专门的安全知识培训,对于事故现场的保护以及如何防止二次事故发生并没有深刻的了解和掌握。
因此,我觉得在现阶段需要对各级管理人员进行相关培训,制定隧道运营安全管理、消防安全等方面的标准,对保护人身安全和隧道财产安全具有重要意义。
5. 2隧道管理模式有待改变
隧道管理工作由监控员、维护员、隧道所工作人员共同完成,无论哪个环节出现问题,都会出现纰漏,造成不可估量的损失。要求大家加强协作,保证信息传达的时效性。另外,管理处离隧道远,如有特殊状况发生,现联系车辆赶往现场是来不及的。因此,应该安排熟悉设备、维护经验丰富的维护人员驻守隧道所。
5. 3提高信息的有效利用率
隧道两端设有通行信号灯和可变情报板,要求监控员正确、及时地路况提示信息,为广大司乘人员提供准确、及时、高效的信息服务,提高信息服务的功能性和有效性。
6 结束语
高速公路隧道安全、高效运营管理是高速公路管理工作中的一项重要内容,也是一个长期的、复杂的系统工程,如何科学、有效的做好隧道管理工作,建立可操作性强的隧道管理模式,提高高速公路整体管理水平,提高高速公路服务质量,确保高速公路正常运营还需高速公路的管理者们在今后的高速公路管理工作中进一步研究、探索。
参考文献
Digest:Mechanical and electrical engineering construction is highway tunnel construction of necessary link, it for highway tunnel lighting equipment, fire warning device, such as the provision of power source. Mechanical and electrical engineering for the smooth construction of the tunnel project successfully completed to provide the safeguard, mechanical and electrical engineering quality also decided after the opening to traffic tunnel safety. Therefore, should be to tunnel mechanical and electrical engineering construction process of the necessary supervision, and in the completion of the project to the engineering quality rigorous testing. This paper from the highway tunnel mechanical and electrical engineering structure and construction features, with a highway tunnel mechanical and electrical system of power supply system and fire system for example, this article introduces the important system construction process problems and corresponding solutions, and the project after the completion of the project testing are analyzed.
关键词：高速公路；隧道机电工程；施工管理；检测
中图分类号：U412.36+6文献标识码： A 文章编号：
1高速公路隧道机电工程的施工特点
高速公路隧道的特点及需求决定了其机电工程系统的复杂性，其施工过程具备以下特点：
(1)范围广，隧道机电系统与普通公路相比，涉及范围广泛，系统复杂，是一个庞大的系统工程；
(2)投入大，施工所需的设备种类繁多，而且是在山区施工，需要投入大量的人力、物力以及财力。
(3)工期短，机电工程施工通常是在整个高速公路隧道工程即将竣工时进行的，时间紧迫。
(4)系统结构复杂，隧道本身就是一个复杂的工程，而它的机电系统又包含多个子系统，因此隧道机电系统就更为复杂。
2高速公路隧道机电工程的组成
标准的高速公路隧道的机电系统通常包括以下五部分：
2.1通风系统
该部分主要用于稀释车辆通过时产生的废弃、颗粒等；最常用的射流风机通风，安装位置是行车道正上方；最近出现了一些新的通风方式，例如在隧道顶部安装通风管。
2.2照明系统
该系统的功能是用于隧道内的照明。用于照明的灯具一般安装在行车道或者隧道顶部。
2.3监控系统
监控系统也是高速公路机电工程的重要组成部分，其功能是监测隧道内的行车信息，以便及时了解隧道内的实时状况，预防事故的发生。
3高速公路隧道机电工程的施工管理与对策
高速公路隧道机电工程的施工流程相对复杂，为了保证工程的完成时间以及完成质量，需要对高速公路隧道机电工程的施工进行必要的管理，图1为高速公路隧道机电工程的标准施工流程。
图1标准机电工程施工流程图
高速公路隧道机电工程包含多个子系统，整个施工过程可以看作是各个子系统施工的总和。因此，为确保整个隧道工程的安全性，需要解决每个子系统施工过程中遇到的问题。本文以高速公路隧道机电工程施工中的供配电系统和隧道照明系统的施工流程中遇到的问题及相应对策为例进行了论述。
3.1高速公路隧道机电工程的供配电系统施工方案及注意事项
图2为高速公路隧道供配电系统的组成结构。
图2高速公路隧道供配电系统图
3.1.1隧道供配电系统设计原则：
供配电系统应为整个高速公路隧道系统提供可靠保障，使整个系统达到：提高行车的安全性，减少交通事故；提高行车速度，减少延误时间的作用。因此在设计中应遵循以下原则：
1、实用性；
2、先进性与成熟性；
3、可靠性与安全性；
4、扩展性。
3.1.2供配电系统电缆的选择
电缆应该选择具有一定抗拉强度、可弯绕、耐磨损以及绝缘性好的柔性阻燃电缆。其选择方法可以根据公式(1)：
其中：I是供配电系统电缆的载流，S是低压电容器的补偿，U供配电系统的电压。
低压电容器的补偿S的计算公式如下：
其中K为发电机的功率因数，P为发电机的功率。
3.2高速公路隧道机电工程的照明系统施工方案及注意事项
图3为高速公路隧道机电工程的照明系统施工流程。
图3 隧道机电工程照明系统施工流程
隧道机电工程的照明系统设置要求如下：
1.要确保照明装置可靠运行，线缆敷设及接线必须正确合理；
2.照明装置的安装角度必须正确，以确保照明系统发挥最佳作用
3.照明装置的安装要保证隧道视觉效果良好。
4高速公路隧道机电工程的完工检测
4.1、检测依据
1、交通部2004年3号令《公路工程竣(交)工验收办法》及《公路工程竣(交)工验收办法实施细则》（以下简称《实施细则》）；
2、工程设计文件、招投标、合同文件及变更文件；
3、《检评标准》以外的国家及行业标准、规范。
4.2检测范围及内容
1、检测范围
高速公路隧道机电工程的检测包括三个方面：监控设施检测，通信系统检测以及收费系统检测。
2、检查内容
交工验收检测主要从工程资料、施工工艺、系统功能及技术性能指标四个方面进行检查。
4.3检测结果判定及异常处理要求
对检测过程中出现的异常情况，检测单位将协同业主、监理、承包商等商讨下一步检测工作的可执行性和准确性，最终的处理意见及要求由委托单位确认。按照委托单位的要求，本次检测结果及判定分以下几个步骤出具：
1、检测结束后，若检测结果均符合标准的要求或无整改要求，则由检测机构出具检测报告，提交委托单位。
2、检测结束后，若检测结果有整改要求，检测机构先出具初步检测意见，将检测过程中发现的问题提交委托单位，委托单位依据检测初步意见下发整改通知。整改后的处理方案分两种情况：
第一类，检测中出现有关键项目不合格，经检测单位与委托单位协商需由检测单位二次进场复查的，待检测单位复查合格后出具检测报告，提交委托单位；
第二类，整改的项目为非关键项目，施工单位在监理单位监督下整改后出具整改报告，经施工、监理、委托单位确认后提交检测单位，检测单位根据整改报告出具正式检测报告，提交委托单位。
参考文献
彭丽芳,陈杨华.高速公路隧道照明信息中国交通信息化[J].2010(12)
关键词：隧道施工管理技术
中图分类号：U45文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
Abstract: with the rapid development of the national infrastructure and the expansion of the scale, in recent years the national railway industry construction, operation of the railway roadbed, bridges, tunnels appear constantly running safety accidents, construction safety accident, causing many casualties and economic loss, relation of vital importance with the development of construction enterprise, it is to strengthen the construction safety management is more important. Therefore, to improve the safety management of the tunnel construction is the key to improve the safety of railway construction. In this paper, through the existing safety management of tunnel construction problems put forward relevant management and technical measures.
Keywords: Technology of tunnel construction management
公路隧道为地下线性工程建筑, 隧道施工属地下作业, 存在很多不安全的因素, 使隧道施工伤亡事故频率比较高,这些事故给国家和施工企业带来重大损失, 也给职工和家属带来严重的不幸和痛苦。 因此, 我们要学习掌握好公路隧道施工安全的规律, 必须建立和健全安全管理的规章制度、 建立安全保证体系, 公路隧道施工的伤亡事故是可以避免或减少到最低程度的。
一、隧道施工安全管理存在的问题
1、安全组织机构不完善。
目前我国隧道施工的组织体系一般采用传统的组织形式，传统的组织机构对安全管理缺乏足够的重视，通常把施T的进度、效益放在第一位 另外，一些隧道工程的承包商把工程分包给民工队伍，对民工队伍的施工又缺乏指导与监督检查，没有建立相应的安全组织机构或是组织机构不完善，不能正确处理工程施工安全与施工进度、安全与效益的关系，使得施工安全没有保障。
2、施工管理体系不完善。
目前我国隧道施工企业基层管理人员比较缺乏， 技术干部不足， 班组长管理人员组织能力差，工人的技术水平低。在隧道施工现场，施工人员有章不循、纪律松散、无知蛮干。出现隧道施工中支护不及时，衬砌远落后于掘进，锚喷支护不符合设计要求，掘进尺度过大， 通风除尘不畅等现象，给施工安全留下了很大隐患。
3、缺乏相应的应急预案与措施。
一旦发生隧道施工安全事故时，由于缺少相应的应急预案与措施，其处理方案往往根据经验来进行处理，由于隧道工程的地质条件复杂，事故具有多样性不可预见性的特点，在事故发生前如没有做好相应的应急预案，则往往会陷入无章可循的地步，采取不合理的方式来处理事故，有可能造成更大的人员伤亡和财产损失。
二、提高隧道施工安全管理的的措施
1、要建立完善的安全组织机构。
建立完善的安全组织机构是安全生产的组织保证，除了在项目管理层设置安全组织机构，还应在工区、施工作业队、工班中设立安全专兼安全员，具体负责本级安全管理监督检查工作， 形成从上到下隧道施工安全管理网络， 从而使隧道施工安全管理政令畅通不断层、不卡壳，具体事务有人管理、有人抓，横向到边，纵向到底，无安全管理盲区。
2、要建立健全安全岗位责任制等相关制度。
没有规矩不成方圆，在实际隧道施工过程中，合理、完善、具有可操作性的管理制度，有利于领导的正确决策，有利于指导生产一线安全生产的实施和提高员工的安全意识，最终实现杜绝或减少安全事故发生，为企业的生产经营和生存发展奠定坚实的基础。项目安全管理制度主要包括安全生产管理办法、岗位责任制、教育与培训、值班、检查、例会、考核、事故报告等制度，以及安全技术交底、各种设备安全操作规程等。笔者认为，建立各级安全岗位责任制度是最基础，也是必须的。按照 “领导负责， 一级对一级负责”的要求，制定项目经理、常务项目副经理、工区长、工区技术主管、安全监察人员、安全员、施工队队长、工班（组）长、特种作业人员和施工作业人员安全生产职责；制定安全质量环保、工程技术、合同预算、设备和物资等部门的安全职责。明确各级人员及职能部门安全责任，以便各司其职、各尽其责。
3、要根据实际制定目标措施。
根据工程实际， 应制定切实可行的安全生产目标、措施，确定现场管理要达到的标准， 主要内容应包括安全目标、安全经费投入、文明施工、创建文明工地等，使现场安全管理有一个明确的工作方向，并将目标措施进行层层分解，落实到人。
4、要针对隧道特点未雨绸缪从容应对。
每个隧道都有其特殊性，要针对隧道施工工法、地质、重大危险源分布、施工工地气候等特点，制定事故应急管理机制和有针对性的应急预案，做到依靠科学，未雨绸缪，从容应对。
5、大力创建文明卫生工地，
建设标准化现场是真正实现安全生产的根本保证。要把文明施工和安全生产有机结合起来，不断创新管理方法，把科学的方法引入到施工现场的实际管理工作中来，逐步建立一套完整的安全文明施工管理体系，保证工期，提高工程质量。充分利用施工现场办好施工安全“两栏一报”，即：读报栏、宣传栏、黑板报，建立安全违章曝光台。同时，在施工现场显著位置设立安全生产宣传标语牌、宣传画，营造施工现场浓厚的安全生产氛围。
三、 隧道施工技术安全控制措施
1．施工组织措施
隧道软弱围岩施工遵循“超前探、管超前、短进尺、弱(不)爆破、强支护、勤量测、紧衬砌”的原则，施工组织围绕这一原则开展。隧道开挖后先使用机械找顶排险，后进行人工找顶排险。找顶完成前由专职安全员跟踪观察，发现落石或由于暴露的岩面不稳定引起的坍塌，及时采取相应的应急措施，人员机具应立即撤离现场。找顶工作结束后，为防止风化作用，尽快使开挖面稳定，应立即初喷混凝土，初喷混凝土一般为 5cm 左右，随后打设锚杆、铺设钢筋网，再按照设计喷射混凝土形成联合支护整体，抑制围岩变形．达到围岩快速稳定。施工中狠抓工序质量，尤其是开挖支护工序质量，做到一次成优，确保施工安全。软岩地段做好洞内疏排水，防止积水浸泡拱脚、墙脚，造成支护失稳安全隐患。
2．施工技术措施
(1)针对不同岩性及时调整爆破参数
施工中推广采用光面爆破技术，根据预测的岩性及时调整爆破参数，狠抓炮眼、装药及连线的质量，特别是周边眼和掏槽眼。根据爆破效果找出存在的问题并加以改进。
(2)强大的超前支护
超前支护均为似2小导管，为提高其支护效果，小导管采用加厚无缝钢管，局部围岩极差地段钢管中插入钢筋，增强其刚度。每循环施作长度4m。（3)TSP203 地质超前探测技术
施工中定期进行TSP203 地质超前探测，了解前方围岩特性，制定详细的施工预案，杜绝各种突发性地质灾害的发生。
(4)监控量测
新奥法理论的一个重要方面是通过监控量测手段指导施工，通过监控量测结果判断围岩稳定性，判断支护参数是否合理，施工中充分利用这一手段，制定不同阶段时期的量测计划，汇总分析数据，反馈指导施工。重视目测观察。目测观察既方便又必要，应予以足够重视，并根据已有经验对观察信息进行判断，及时采取对策，确保施工安全。
(5)隧道开挖方法。
为了保持洞口的稳定，要尽早进洞，上导预留核心土环行开挖法，拱部设似2小导管超前支护，喷锚网、型钢钢架支护，及时施作仰拱及仰拱填充，使支护体系闭合成环。软岩地段施工应充分考虑到围岩的特点和新奥法的理论基础，选择正确的施工方法，选取“宁强勿弱”的理念，合理的支护体系，使支护强度一次到位，避免后期变形，确保工程质量和施工安全。
（6)初期支护
a．钢架施工
在搬运过程中应绑扎牢固以防发生碰撞伤人、车辆倾覆、构件坠落等事故。钢架的架设应由专人按规定的信号进行指挥，随时观察围岩动态或喷射混凝土的情况，防止落石、坍塌引起伤人事故。其次作业人员在紧固螺栓时，要站在平稳牢固的脚手架上，并配戴安全带，防止发生工人坠落事故。
b．锚杆施工
为了防止由于锚杆选择不当，或因地下水的影响锚固用的砂浆流失，将得不到足够的锚固力，从而导致锚杆脱落造成人身伤亡事故，应指定专人定期检查锚杆的抗拔力。同时注浆人员要加强个人防护，戴皮手套、口罩、眼镜、防护罩等，注浆作业开始前和结束后，应认真检查、清洗机械管路及接头，检查后应经过试运转方可开始正式作业，以防止发生剧烈振动、管路堵塞现象；当发生注浆管路或接头堵塞时，需在消除压力之后，再进行拆卸和维修。
c．喷射混凝土施工
在喷射混凝土作业开始前应仔细检查围岩受喷面，彻底清理危石；同时应有专人仔细检查管路、接头等，防止在喷射时因软管破损、接头断开等引起的事故。进行喷射作业时，必须配戴防护用具，应根据喷射方式、混凝土配合比等条件，采取合适的防尘措施，控制空气中的粉尘含量 对从事喷射作业的人员应定期进行健康检查。
4、个人防护措施
喷射混凝土安全施工要点：喷锚时，使用工作台架，台架两端和两侧要设不低于1.2m 高的防护栏，防止工作人员坠落。喷射作业人员应戴防尘口罩、防护罩、防护眼镜、防尘面具等防护用具，防止石子回弹伤人；作业人员应避免直接接触碱性液体速凝剂，不慎接触后应立即用清水冲洗，喷射混凝土作业完成后应及时对机具进行清洗，保障机具正常使用。特殊工种必须经专业培训并且考试合格后方准独立操作，应持证上岗。特殊工种是指：爆破工， 爆破器材的管理、运输和加工人员，架子工，瓦斯测定员，施工防护员，电焊工，电力工，调车员，运输机械司机，动力机械操作工，大型施工机械操作人员，另外还包括他危及安全生产的机械车辆操作工种。
四、隧道施工安全管理应辨识重大危险源，实施重点监控
隧道施工都具有其安全风险，加强危险源识别和控制是防止重大安全事故发生的有效途径。其关键是把握两个重点：一是认真辨识危险源，让危险源人人皆知。隧道施工最常见的危险源有施工生产用电、火工品的管理与使用、特种设备作业、隧道坍塌、突水突泥、瓦斯等。对危险源的识别和确定要准确才能有效地制定针对危险所采取的应急预案和防护方法。 特别是要将识别确定的危险源、重大危险源通过会议、教育培训传达到全体员工，或制作成牌悬挂在施工现场显眼的地方，让员工出入施工现场一眼就能看见，使危险源和重大危险源全员人人皆知其名称、部位、可能产生危害的程度、防护方法、应急措施，让员工心知肚明，从而提高员工整体防范危险源和重大危险的能力。二是加强应急管理，提高抢险救援能力。险源一经确定，就必须纳入安全管理控制范围，设立安全标志牌，实施重点监控。监控办法除常规安全人员日常检查、现场巡查外，还要积极用高科技视频监控网络系统对掌子面、二衬作业面等施工区域，以及炸药库、油库等重大危险源进行有效监控。
五、结束语
提高经济效益，确保安全生产，减少事故的发生是我们的根本保障。那么，我们必须深入做好地质勘察工作，正确选择隧道施工方法，重点搞好不良地质段的施工作业；必须坚持标准化管理，强化现场作业安全控制；必须坚持标准化管理，文明施工；必须不断改善作业环境，做好个人安全防护。
参考文献：
【关键词】盾构；陇海铁路；施工技术
引言
在城市地下工程施工中，受施工场地、道路交通、市政建设，既有铁路等城市环境因素的限制，传统隧道施工方法难以普遍适用，而盾构法施工因其交通影响小、地层适应性强、地表沉降易于控制、管线干扰小等优点，使其工法得到了广泛的应用。随着城市建设的发展，地铁下穿既有铁路越发普遍[1，2]，地铁施工过程中为控制铁路区段特殊沉降要求及行车安全，应采取铁路预加固措施[3]，优化盾构施工参数，保证工程施工及铁路行车安全。
1、工程概况
西安地铁二号线安远门-北大街区间左线ZDK11+319.2～+341.54、右线YDK11+322.803 ～ +345.823区段盾构隧道下穿陇海铁路轨道群，位置关系及隧道纵剖面如图1、图2所示。
隧道穿越地层主要为古土壤和老黄土，黄土湿陷等级为I级（轻微），覆土约为16.5m，地下水位为4.6～7.6m，隧道选用管片外径6m，厚度300mm，采用土压平衡盾构机施工。铁路轨道群共5股，其中2股为正线采用60kg/m钢轨，3股为配线，采用50kg/m钢轨，正线及配线均采用预应力混凝土轨枕碎石道床。
2、工程风险及铁路控制标准
尽管盾构施工对地层扰动较小，地表沉降易于控制，但盾构施工势必引起地表的移动及变形[4]，且运营铁路对沉降较为敏感，若沉降量超出铁路行业沉降控制标准，则造成铁路整体轨道或轨道沉降差异过大、轨道前后高低不平顺及损害铁路设备等，给铁路运营带来极大风险。而铁路线路的不平顺将加大轮轨间的冲击力，路基内动应力加大，增大隧道结构附加动应力，危及地铁隧道结构安全。
因此盾构施工时必须采用一定的预防加固措施，并研究合理的盾构施工技术，以减小铁路轨行区沉降量，确保铁路运营安全及隧道结构稳定。
相对地铁施工沉降控制标准+10～-30mm而言，铁路行业有更严格的沉降控制标准及线路维修规则，如表1所示。
3、施工措施
3.1铁路轨道预加固措施
根据盾构施工引起沉降槽宽（30m）以及西安地铁二号线下穿陇海铁路地段的最大线间距（90m），确定陇海铁路每股道线路防护的长度均为150m，即地铁与铁路交叉范围南侧的右线右侧30m及左线左侧30m范围以内，防护设计的单线总长为750m。具体铁路轨道加固具体措施如下。
1）盾构下穿前全面检查钢轨、扣件及道床等，使铁路轨道状态满足《铁路线路修理规则》要求，并详细记录无缝线路锁定轨温以及纵向位移情况。
2）根据《铁路线路修理规则》中相关轨温技术要求，将施工影响范围内无缝铁路更换为准轨线路。
3）列车通过时限速为45km/h，位于沉降槽中部的每股线路均设置373扣轨防护措施（如图3所示），并预埋注浆管以备沉降超限时注浆。
4）预先加固接触网线杆及地面光（线）缆、给水井及管道等。
3.2盾构施工措施
为保证盾构穿越陇海铁路时减少盾构下穿施工时地层损失及周围土体的扰动，采取如下措施：
1）制定详细的盾构及后配套设备的检修保养计划，在到达铁路群前20m处停机检修保养，确保盾构连续穿越铁路。
2）选取相近地质及工况区段实践，优化施工参数。在穿越铁路前50m范围内，选取与铁路下方相近地质及工况区段作为实践推进区。根据开挖面土压力理论[5]、工况相近段实践及沉降分析，并考虑到土仓压力的波动和衰减，初步确定盾构下穿掘进土压为0.15～0.18Mpa，停机土压在0.15Mpa以上。
3）在盾构穿越过程中对监测点连续监测并进行沉降分析，及时优化调整各项施工参数。
严格控制土仓压力和推进速度，减小盾构刀盘前方沉降；在推进过程中根据地面沉降情况，严格控制注浆施工，及时调整注浆部位、注浆量、注浆压力、浆液配合比及凝固时间，并在距盾尾4.5米处对管片进行二次注浆，以控制后期沉降。
4）严格控制盾构姿态。在穿越铁路群之前必须将盾构姿态调整自最佳，在掘进过程中按照线路要求，做好姿态预判及控制，减少纠偏调整量。
5）保证管片拼装质量。在盾构下穿铁路前后，根据线路特点及掘进趋势，优化管片选型、拼装点位及拼装质量，并多次复紧管片螺栓。
4、施工监测及沉降分析
4.1监测内容与频率
盾构下穿陇海铁路施工监测由隧道内检测和周围环境监测两部分组成，主要包括隧道拱顶沉降及收敛、地面沉降、轨面沉降，并在盾构下穿铁路前后需对铁路进行动态跟踪检测，在距铁路50m左右取得基准数据，在铁路群前后20m范围之内监测每2小时1次，在铁路群前后20～50m范围内监测每天2次，在在铁路群前后大于50m范围监测每周2次。
4.2监测点布设
按照地铁施工设计，地面沉降点原则上要在盾构下穿铁路的整个区段推进轴线上每4.5米布置一排地面沉降监测点，但在铁路轨道范围内布设监测点难度大，且此段陇海铁路南侧紧挨绕城高速，经反复对比研究，最终确定选择在铁路轨道以外并尽可能靠近铁路北侧布设地表沉降监测断面，如图4、图5所示。隧道拱顶沉降及收敛按每环（1.5米）布设，监测频率同上。轨面沉降等项目则有铁路部门监测，并将监测数据及时反馈给地铁盾构施工单位，以及时进行盾构施工参数调节。
4.3监测数据沉降分析
为便于分析研究，地面沉降点选取靠近铁路的左线Z29-4、Z30-6、及Z30-7等7个点及右线Y36-4、Y36-5及Y36-6等4个点作为研究监测点，其左右线地面沉降与盾构掘进关系如图6、7所示。
从图6、7可看出，盾构下穿铁路引起的线路沉降与一般情况下盾构推进引起的地面沉降数值有较大的差距，但趋势基本相同，盾构在到达监测点之前扰动土体，地面略有下沉，在到达监测点点附近，地面出现隆起现象，随着盾构掘进及管片脱出盾尾，沉降明显加大，当刀盘经过检测点约50m开始，沉降基本趋于稳定。盾构右线Y36-4监测点沉降最大，累计沉降为-3.8mm；因左线盾构通过时间晚于右线，对原地层进行了二次扰动，故施工引起的沉降值较右线大，Z31-8点沉降最大，累计达-7.8mm。根据铁路部门对铁路轨道监测显示，轨道沉降小于4.2mm，且未引起轨面不平顺等情况，为此预埋的注浆管并未启动沉降超限注浆措施，陇海铁路运营未受到影响。
关键词：运营地铁保护地下连续墙冷冻法止水隧道变形监测
中图分类号：U448文献标识码： A
引言：随着城市轨道交通的迅速发展，在运营地铁线路附近进行工程建设的现象越来越常见。为确保原有地铁线路的正常运营，必须严格控制施工对运营地铁隧道的影响，同时做好施工期间对地铁隧道的监控。本文以华南某运营地铁隧道为例，探讨在运营地铁隧道上方修建公路隧道时的保护措施和监控措施，从而确保地铁线路的安全运营。
1 工程概况
华南某地铁隧道上方修建下穿公路隧道，该公路隧道与地铁隧道在平面上成十字交叉。地铁隧道为盾构法施工，外径约6.0m，左右线之间净距约7m。地铁隧道顶覆土约16m，地铁上方基坑开挖深度约10m，地铁衬砌结构顶距基坑底约6m。为有效控制基坑变形，基坑采用地下连续墙围护，为有效止水封闭基坑及控制坑底隆起，基坑底以下4m 范围内采用三轴水泥土搅拌桩满堂加固。为更好地保证止水，在地铁上方基坑南北端增加冷冻法止水施工。工程基坑与地铁结构关系见图1-1。
图1-1 工程基坑与地铁结构关系图
2 工程施工对地铁隧道影响分析
根据该公路隧道的设计、施工方案，并结合地铁隧道所处的地质环境分析，本工程的施工可能对地铁隧道产生以下几方面的影响：
2.1基坑施工卸荷或加载易导致地铁隧道结构变形
基坑开挖的卸荷，主体施工时的加载期间，地铁隧道上方进行重复的卸载和加载，易引起坑底土体回弹、位移，地层变化向隧道传递，继而引起区间隧道管片出现回弹变形，严重时直接影响列车运营。上部的工程活动对拱顶的受力、变形影响较大，可能导致地铁既有结构变形；管片开裂、连接螺栓刚度受损；地铁防水结构破坏，造成道床、隧道渗漏水。
2.2 基坑底存在涌水、涌砂风险从而影响地铁隧道安全
地铁隧道主要处于透水性砂层中，施工中稍加扰动极易形成流砂状态，当基底出现涌水、涌砂和管涌，则易造成基坑失稳，大量水土流入基坑，造成周边地面或建筑物下沉，引起地陷或建筑物倾斜，引起坑底隆起，地层移动并导致地铁隧道结构变形，从而引起区间隧道管片出现变形，造成隧道开裂、破损、渗水现象，严重时隧道位移过大，造成轨道变形，或地铁运营电网受损，直接影响列车运营安全。
2.3 近距离施工震动造成地铁设备破坏
地铁上方基坑支护中的三轴水泥土搅拌桩、地下连续墙、旋挖桩与地铁隧道结构的距离较近，如地铁隧道两侧的连续墙与隧道相距5米，两孔隧道之间的旋挖桩，桩长超过地铁隧道结构底，特别是连续墙成槽及修槽施工中，破除连续墙、中隔离墙桩头引起的震动，均易对地铁隧道造成影响，或者造成地铁防水结构破坏。
2.4 冷冻法钻孔施工及冻胀冻融对地铁结构的影响
根据冷冻法止水设计方案，为达到更好的冻结效果，冷冻管需与隧道结构外表面密贴，因此在施工中有钻通隧道结构的风险。另外，由于冻结工法特点，冻结期会使隧道结构产生冻胀变形，严重时可能造成管片较大的变形甚至破坏，而在解冻期，冻土体融化体积收缩，地层会产生一定的沉降，对附近的隧道结构也会造成一定的影响。
3 工程施工期间对地铁隧道的保护措施
通过以上该工程的施工对地铁隧道的影响分析，结合实际施工情况，对运营地铁隧道采取了以下几方面的保护措施：
3.1 对运营地铁隧道进行人工加密监控
为了较直观地掌握工程施工过程中地铁隧道产生的变化情况，需对地铁隧道结构进行一定频率的动态监控，并建立档案进行比较分析。主要通过施工前隧道结构现状普查、施工过程中的人工监控和施工后的现状确认三部分来进行。施工期间的人工监控主要是安排人员通过肉眼观察和拍照建档的方式，详细记录施工期间隧道管片的变化情况，频率则根据实际施工情况略做调整，在基坑支护阶段为每周检查一次，在土方开挖及主体结构施工期间则调整为每周两次。
该段隧道在施工前普查中状态良好，结构无渗漏水现象，管片无裂缝、错台等异常情况。而在基坑支护阶段，冷冻法施工开始后，冷冻法影响区域的管片出现不同程度的渗漏水现象。出现该情况后，工程人员结合施工开始以来监控的记录进行分析，确定是冷冻法的冻胀力令原管片止水胶条发生弹性变形，导致止水压力低于外部水压力，从而引起渗漏水。通过采取调整冷冻设备参数和对渗漏位置进行注浆止水，及时处理了冷冻法引起的隧道结构渗漏水现象。
3.2 围护结构控制措施
地铁隧道上方近距离的搅拌桩、连续墙、旋挖桩施工深度和垂直度控制是本工程安全控制的重点，在实际施工中采取了以下控制措施：
(1)认真核对公路隧道与地铁隧道的平面位置及高程，提高施工中的精度；
(2)搅拌桩和旋挖桩分别通过搅拌桩机和旋挖钻机的钻杆标识来控制桩长，设立自动开关控制装置，连续墙通过测绳反复测量成槽深度；
(3)通过成槽机和旋挖钻机自身配备的电脑系统，自动调整钻杆垂直度；搅拌桩机通过钻架悬吊铅垂来控制垂直度，终孔后再采用超声波检测孔壁垂直度。
3.3 土方开挖控制措施
为有效控制地铁隧道上方土体开挖步骤，防止土体卸载后地铁隧道上浮，施工时采用了分块、分层、分条、限时开挖的方式。施工过程中东西两区依次开挖，先施工西区，后施工东区，深度方向上分层开挖，严格遵循“开槽支撑、先撑后挖、对称、平衡、限时”的原则，基坑竖向分三层开挖，第三层分条开挖完成后及时浇筑该条垫层，以控制基坑隆起，减少对地铁隧道的影响，垫层完成后，及时施作主体结构。
3.4 冷冻法施工控制措施
(1)钻孔前，对每个孔的长度和地面及孔底标高进行细化，在隧道顶上部1m 以上段采用牙轮钻头钻孔， 以克服地层软硬不均的影响，保证钻孔垂直度和提高钻孔效率。 在隧道上部的孔及可能偏斜碰到隧道的冻结孔，提前在地面配好钻杆长度，详细记录钻进深度，根据设计尺寸当离隧道还有1m 时，改换三翼钻头，钻头上不配硬质合金（钻不动隧道管片），慢慢钻至设计深度，同时根据钻进扭矩和进尺速率判断是否到达隧道边缘。
(2)本冻结区域土体为粉质粘土和风化岩，含水量和渗透系数小，同时上部土层已进行搅拌加固，土性被改良，综合分析此工程弱冻胀情况。冻结帷幕的外侧没有受限，冻胀力可以得到及时释放，不会产生较大的冻胀力。为安全起见，在冻结帷幕布置若干泄压孔，当冻胀力产生时，通过泄压孔直接向地面释放地层过高压力，以减少可能对隧道的挤压影响。
3.5 对运营地铁隧道进行自动化监测
为了连续监测工程施工影响下隧道结构的几何变形情况，及时掌握隧道变形的规律，科学合理地指导工程施工，并将施工对隧道的变形控制在较小范围内，在受工程施工影响的地铁隧道范围内建立了全自动的无线传输监测系统。具体的监测方案为：在受施工影响的地铁隧道局部区段左、右线各布设13个监测断面，每个监测断面布设5个监测点（分别位于左、右钢轨旁的道床上，左、右拱腰部位和拱顶部位）。每条地铁隧道的13个监测断面中，7个断面在下穿公路暗埋隧道正下方，另6个布设在暗埋隧道边线两侧。在基坑支护阶段及主体结构施工期间，地铁隧道监测频率均为1天/3次，地下结构施工完成后再保持1个月的监测，频率则调整为3天/次。经过施工期间的跟踪监测，一直到该行车隧道主体结构全部完成，运营地铁隧道各监测点的累计变化量均在2mm以内，变形量较小，本工程的施工对地铁隧道结构的影响不大。
4 结语
通过对本工程施工对地铁隧道的影响进行分析，并提前采取了相应的保护措施，该公路隧道顺利完成，施工期间地铁隧道变形量较小，说明采取的措施对于地铁隧道的保护是成功的。本工程由于基坑距离地铁结构较近，除了在基坑支护阶段提高施工中的精度外，还应做好对隧道结构的动态观测，及时掌握隧道结构变化规律，同时指导工程的施工，本工程的经验可供以后类似的地铁保护项目参考。
关键词：公路建设项目；隧道洞口工程；施工技术
公路建设项目的隧道工程在施工设计初始阶段主要受到以下因素的影响：隧道施工建设线路、施工现场的地形地貌和地质结构等，这些因素均会导致隧道洞口布设位置位于山地的一侧坡脚处或山沟沟谷的一侧，进而致使隧道洞口建设项目在建设施工之后容易形成埋设深度不够或承载压力不平衡等问题，导致隧道工程的施工水平和施工速度下降。公路建设项目的隧道洞口施工是公路建设环节中最为复杂的，也是安全事故多发的步骤。正确选择科学合理的隧道洞口施工方案和施工技术极为重要，这直接关系到隧道洞口工程建设的质量和安全性。在隧道洞口位置进行开挖作业时应该使用一些先进的施工技术，并且改进隧道洞口施工方法，最大程度地降低隧道洞口工程项目的土石方开挖量，争取降低人为施工对山体稳定性造成的影响，从而有效规避山体滑坡等山体失稳现象。不仅显著降低隧道洞口防护工程的布设量和布设面积，减少了隧道建设成本，并且降低了对山体植被的损坏，有效保障隧道建设工程施工现场的生态环境。
1公路建设项目隧道洞口施工中的不良因素
公路建设项目隧道洞口施工建设中的不良原因主要如下：首先，隧道洞口位置位于埋深较浅和承载压力不平衡等地段。隧道洞口的位置受到地形和地质地貌等因素的影响，一般都会存在埋深较浅和承载压力不平衡等问题，导致隧道外形呈现马蹄形状，因为隧道洞口周边地形不对称和地层地质条件不均一等原因，导致隧道洞口处的结构两侧承载压力不均衡，从而形成了埋深较浅和承载压力不平衡等问题。埋深较浅和承载压力不平衡会直接提升隧道洞口工程的施工难度，要是洞口工程的施工方式采用不合适，周边防护设施布置不合理，很容易造成隧道洞口位置出现山体滑坡等安全问题；其次，隧道洞口周边区域的表层水和地下径流汇聚，隧道洞口一般位于山体的沟谷和山洼处，这通常都是地表水和地下水的汇集位置，地层的地质构造比较破碎。这就给隧道洞口施工的后期安排带来了较大的难度。因此，隧道洞口工程的施工位置尽量避开山体的沟谷位置和山洼处，建议选在山体斜坡的进洞口，并将山体的径流引出，增强隧道洞口位置的排水和防护设施。
2公路隧道洞口工程施工要注意的问题
公路建设项目的隧道洞口工程在建设施工过程中应该注意以下四点：①隧道洞口工程进洞口隧道开挖作业之前，应该派遣专业的技术队伍对施工现场的地形地貌和地层地质条件进行调查，避免盲目建设隧道，减少隧道洞口工程施工产生的安全事故；②当隧道洞口工程施工遇到山体滑坡较多的地段时，应当在隧道洞口的顶端位置进行转载卸货，使用帷幕灌浆方法进行滑坡处置，保障隧道洞口工程的施工安全；③隧道洞口工程在建设施工过程中应该按照先开挖软岩石后开挖硬岩石的顺序进行，短距离、弱强度爆破循环，要使用紧凑的支持原则，避免在施工中不合理地提升循环次数；④施工队伍应该增强洞口孔界面的实时监测，隧道洞口顶端和洞口施工初始阶段在采取防护支撑措施之后，进行长期观测，并采集精确度较高的监测数据，实时反馈到施工监管部门，以提升隧道洞口工程施工的安全性。
3隧道洞口工程施工原则
隧道洞口工程在进行建设施工过程中应该遵循以下原则：①隧道洞口工程的施工应该遵循浅深度暗开挖方法的施工原则，详细为监督管理先行、严格控制灌浆、降低工程尺寸误差、增强工程防护措施、尽早封闭不安全区域、增加工程测量监测频率；②隧道洞口工程在进行开挖作业时，应该采取低烈度爆破、人工开挖或者机械自动开挖等形式，有效降低对隧道洞口周边区域山体稳定性的破坏。为了确保隧道洞口工程旁边山体的完好性，需要充分利用周边山体的承载压力能力；③隧道洞口工程在建设开始之前，应该做好各类建设环节的附加措施，在隧道洞口工程开始修建之前，应该较早做好洞口工程周边区域地形地貌和地层地质条件调查，建议采取有效措施应对工程周边区域不良地质灾害事故，施工之前做好排水措施的布设，特别是在土壤含水率较大的区域和在雨季施工中，尽可能降低山体斜坡处的开挖，有效保障施工区域的生态环境安全，在施工之前编制比较完善的隧道施工方案和计划；④隧道洞口工程的施工建设单位应该重视洞口位置的防护措施和结构加固措施，加固措施一般指的就是提前灌注浆，加固灌浆方法包括地表注浆和洞内超前钻孔注。
4公路隧道洞口工程施工的技术
4.1施工准备
隧道洞口工程开始施工之前，施工建设单位应该对洞口工程的施工图纸、建设材料和施工现场环境进行全面检查和仔细调查，认真调查隧道洞口工程的施工位置、地形地貌和工程地质及其水文地质条件，并在施工之前认真研究洞口工程的钻孔施工图纸和隧道进洞和出洞位置的地形地质条件等。施工建设单位在准备施工之前，应该依据工程的整体施工组织设计方案，综合考虑本工程的实际施工情况，在工程施工过程中，依据施工单位和施工机械仪器等条件选择合理的施工计划、施工程序和施工组织设计。
4.2施工过程中环境保护问题
隧道洞口工程在施工建设过程中，施工单位应该最大程度地降低对原始生态环境的破坏，规避工程施工过程中造成的环境破坏，可以采取工程保护措施，比如边坡防护设施和排水设施等。隧道工程进行进洞施工时，建议采取湿土法、通风排尘、清除有害气体等措施，避免隧道洞口位置出现生态环境污染问题。重视隧道工程弃渣的处置，尤其是大型的隧道工程，建议降低工程的压力承载标准，保障周边环境的生态安全。隧道工程施工过程中应该合理排出废弃水，避免废水污染周边环境，可以在洞口周边设置若干个沉砂池，工程施工产生的废弃水经过净化后再排出。
4.3洞口工程施工
隧道洞口工程在进行进洞作业中，应该尽量减少对山体边坡的破坏，实现生态环境进洞，这样不但可以确保隧道进洞工程的安全，还可以降低山体斜坡出现滑坡灾害的概率。洞口工程施工中还应该合理安排施工顺序，提前准备施工中所需的工作人员、施工机械和施工材料等必要人力物力。在过程施工过程中应该及时检查隧道洞口工程进洞口位置的地质地貌和工程地质条件，收集施工区域的地质监测数据，开展科学合理的施工，避免施工建设导致的安全事故。进洞作业之前，应该及时布设排水工程，主要包含截排水沟，排水台阶等设施。在进洞口位置容易发生山体滑坡和崩塌等安全事故的地区，应该及时进行防护措施，找出这些危险因素，采取措施进行防护。隧道洞口的封堵作业应该根据隧道洞口的过程结构以及地基基础等条件进行施工，工程的监理总工程师检查合格之后再进行施工，以确保工程施工的安全。为了有效降低施工对山体结构的扰动，首先应该隧道洞口工程的施工安全，采取措施加固边坡和基坑等，确保山体边坡的稳定，环境退化明洞、洞口堵住部分建设项目完成后应该先实现进洞口再挖掘洞，再进行其他项目。隧道工程的明洞应该采取对称回填的措施，规避施工对山体结构的破坏，保证堆砌体承压能力达到设计标准。明洞回填坡面的表层应该刮毛，降低其摩擦系数，布置排水设施，明洞回填土体的厚度应该根据设计方案进行施工。隧道洞口位置存在安全隐患的区域，这是经常发生山体滑坡的位置，应当根据施工现场的地形地质条件，避免产生地表塌陷等安全事故，不断增强工程的施工安全性。
4.4辅助工程措施和洞口开挖
隧道洞口工程的提前防护措施主要包含：提前导管、钻孔灌注、锚杆，表层灌注加固较早预付等。辅助工程措施的实施运用应该依据建设规范进行施工，避免出现山体滑坡和隧道塌方，所以应该认真依据有关规定实施，严格检查，认真记录，避免出现以次充好的问题。隧道工程地质断面的地质条件不好区域，应该增强防护措施。隧道洞口工程进行开挖爆破时，依据围岩的认定为爆破拆除工程。在进行洞破环节中，隧道建设应依据地质较早预报或隧道建设监测的反馈信息进行调整。严格控制工程的开挖土方量。
5结束语
公路隧道洞口工程建设水平的提升，可以提升公路项目的施工建设质量。以后在比较复杂的施工条件下，不断采取先进施工方式和手段，显著提升隧道洞口工程的建设质量和施工水平，为我国公路项目施工建设的快速发展提供参考。
参考文献：
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[2]党飞飞.高速公路施工中的技术环节管理探讨[J].工程技术研究,2017,(3):167+178.
[3]冯博.公路桥梁涵洞隧道工程施工技术应用[J].工程技术研究,2017,(4):63+73.
[4]吴荣锋.隧道洞口施工技术[J].铁道工程学报,2008,(11):57-61.
关键词：工程 高风险 安全监理 风险规避
1、引言
重庆东水门长江大桥、千厮门嘉陵江大桥、渝中连接隧道工程位于重庆市朝天门的长江、嘉陵江交汇处、连接重庆市的两江四岸，重庆东水门长江大桥、千厮门嘉陵江大桥为千梭状、主塔180.6m的单索面公路、铁路两用桥，渝中连接隧道为穿越重庆市解放碑环圈，埋深6m～29.2m的浅埋隧道。高主塔与密集高层建筑下监理的安全风险非常大，安全要求非常高。这就要求安全监理工作要有相应的技术措施、方法去应对风险、规避风险。
3.安全监理技术措施
在重庆两江大桥项目监理部安全专业监理工作中，首先按常规亚牛：严格执行、贯彻国家的安全法律、法规、特别是强制性标准要求，坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，同时结合业主对两江大桥施工安全监理的总体要求，监督、组织、落实各参建单位建立完善的安全生产制度与体系；严格组织审查各施工单位编制的重大安全技术文件、安全生产技术措施与专项施工方案；同时通过监督、检查、整改通知等抓手，落实现场安全生产制度、安全生产组织、技术措施的执行。在技术上提出以下几点：
3.1、安全监理的核心“安全专项费用监理“
牢牢把握落实安全生产专项资金的安全监理主题，建立重庆两江大桥项目安全专项费用台账，设立安全费用支付细目、票据验收制、安全管理费、措施费签证管理制。确保安全生产专项资金“专款专用”。同时拓宽安全理念，建议重点建设项目安全资金，自项目估算时设立，概算时不得少于估算值，预算时不得少于概算值，招投标时单列管理，项目建设时按安全费用支付细目、票据验收制与安全管理费、措施费签证管理制支付，以利于安全生产的落实、到位。
3.2、安全监理工作重点
认真研究重庆东水门长江大桥、嘉陵江千厮门大桥与渝中连接隧道施工设计图、结合安全法律法规的总体要求，单独编制了《重庆两江大桥安全监理实施细则》与《重庆两江大桥渝中连接隧道安全监理实施细则》。安全监理工作重点划分为：三个主塔的高空作业；大型施工设备“主塔爬模”、“栈桥”、“大型水上钢平台”；特种施工设备“塔吊、电梯”；通航与水上作业；桥台深基坑、高边坡开挖、防护与挖孔桩施工；临时用电与特种作业；隧道综掘与爆破施工；隧道掘进引起的四邻建构筑物变形、破坏的安全监理等九大块。针对上述安全生产监理重点，严格按住房和城乡建设部《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》建质[2009]87号2009-05-13的通知要求，采取的主要措施有：一是按规定完成重大危险源的评价、专家评审、备案工作；二是长期开展安全教育、培训，提高人员思想素质和技能，并按规定设立安全警示标志；三是积极组织相应的应急救援预案的演练；四是对现场的重大危险源进行日常旁站、巡视和定期检测；五是通过安全生产月检查、季度安全大检查及专项安全检查。加强针对重大危险源的重点项目方案执行情况的检查，排除安全隐患、落实安全生产法律、法规标准的执行，确保两江桥的施工安全与环保。
3.3、安全监理工作过程
安全监理工作中首先树立 “三个意识”，即“忧患意识”、“终善意识”与“服务意识”，确保思想、知识与观念上有居安思危、勤于求知、乐于奉献的安全大局观。其次安全监理工作中落实“三个举措”，即“安全签证、开工制度”、“安全过程控制制度”、“危险源辨识与更新制度”， 对每个分解的安全工序落实检查、签证单后才能执行，过程中增加危险源辨识与防护措施。最后安全监理工作中做到“三个到位”，即“意识到位”、“行为到位”、“措施到位”，也即做到重点安全部位旁站、一般安全部位巡视的全过程安全监理，做到整改通知单与计量诚信度挂钩，强调各参建单位领导带班制度、才能更好的指导项目资源服务于安全，增加安全友情提示的安全监理模式。
4.安全监理风险规避
安全监理工作的风险很多，包括：技能风险、资源风险、管理风险、道德风险、环境风险和最重的权责不对称性风险。
《建筑法》69条只规定了两种情况下监理人要承担刑事责任。一是“与建设单位和施工单位串通弄虚作假”：二是“降低工程质量标准的”。《刑法》137条监理人应承担刑事责任的情况是“违反国家规定降低工程质量标准造成重大安全事故的”。但《条例》同时明确监理在施工阶段的“五控制、两管理、一协调”责任，稽首就是“安全”。
在这种监理模式中，项目监理机构所负的安全责任重大，如果监理工程师不到位或越位监理，其不到位或越位责任的大小将根据不到位或越位程度和事故性质确定。这种责任将不局限于质量事故。因此这种行为造成的一切后果（包括生产安全事故）均应由监理工程师或监理机构自行承担。情节严重的要负刑事责任。而且监理工程师对项目的事前控制和事中控制的权力与职责，均使其自身的责任有加重趋势。这迫使我们再坐的每位监理工程师需不断地充实和更新自身的知识储存，使自己成为既懂技术、管理又懂安全的复合型人才。与此同时，监理工程师想方设法规避执业风险进行自我保护也是形势逼迫之下的必走之路。
安全监理风险规避的重点是落实安全监理的“三三制”要求（三知三会三落实）：知法 、知责、知风险；会管、会防、会应急；落实责任、落实资源、落实措施。
5.结束语
通过重庆两江大桥项目三年的安全监理控制过程的认识与探研：为今后高风险的市政桥隧工程建设的安全监理工作起到引导作用，也使安全监理逐步适应新时期国家安全控制形势发展的要求。
参考文献：
[1] 《重庆两江大桥设计说明》
关键字：土压平衡盾构；复合地层；河堤；控制技术
中图分类号： U455 文献标识码： A
Study on control technology of composite formation shield machine
through the Xiangjiang river levee
Zhang Xibao Hu Rucheng
（Five Iron Group Electric Service City Link Engineering Co.Ltd,Changsha,410205）
[Abstract] With the rapid development of urban rail traffic, shield tunnel needs to cross not only over buildings on the ground but also in rivers and lakes, some of these for bigger challenge of shield construction area. Taking Changsha metro line 2, 5 shield interval Rongwanzhen station-Juzizhou station-Xiangjiangzhonglu station for an engineering example, this study introduced the control technology of composite formation earth pressure balance shield machine through the Xiangjiang river levee, and analyzed some difficult problems such as the shield tunneling parameters, the grouting and ground settlement subsidence, and put forward the corresponding measures to ensure the safety of the shield through the levee.
[Key words] earth pressure balance shield; Composite formation; The river; Control technology
随着城市轨道交通的不断发展，盾构隧道所穿越的不仅仅是地面上的建(构)筑物，还要下穿江河湖泊等一些对盾构施工提出更大挑战的区域，这对我国水下盾构施工技术的发展提供了一个空前的机遇。在1996年我国的上海隧道公司采用网格式盾构修建了打浦路越江盾构隧道，2004年开工的武汉长江隧道被誉为“万里长江第一隧”。20世纪末，先后采用盾构法施行工了南京长江隧道工程和上海崇明长江隧道工程，这些都标志着我国盾构施工技术进入了世界前列[1]。
江堤是河道防洪体系的一个重要组成部分，其结构是否完整良好，决定抗洪的能力。我国在修建越江隧道施工过程中，曾发生过不少江堤安全事故，如上海曾在修建越江隧道施工过程中，就发生过河堤防汛墙底板渗水、防汛闸门变形、防汛墙塌陷等施工安全事故[2]。在穿越断层处，发生大量的涌水、涌砂事故，给盾构施工造带来了很大困难。所以，越江盾构隧道施工过程中，如何确保江堤的安全是关系着整个施工过程的关键所在。
本文以长沙地铁2号线5标盾构区间为工程实例，对盾构下穿江堤时的掘进参数、注浆和地面沉降等施工重、难点问题进行了分析，并提出了相对应的措施，确保了盾构过江堤和断层处的施工安全。
1 工程概况及地层条件
工程概况
长沙地铁2号线5标盾构过湘江盾构区间起于溁湾镇站，途经橘子洲站、止于湘江中路站，区间总长1672.3m，隧道衬砌结构为：管片外径6.0 m，内径5.4 m，环宽1.5 m。盾构隧道采用2台土压平衡盾构机掘进。区间平面图见图1-1所示。
图1过江区间隧道平面图
地层条件
区间地形地貌为湘江阶地和湘江河谷地貌，地形起伏变化较大，地面标高22.08～53.50m，
相对高差1.0～8.5m，该区间沿线主要为城市道路和湘江河谷。河堤段主要覆土为填土、泥质粉砂岩、细砂、圆砾、砾石；河床段覆土主要地层为圆砾、泥质粉砂岩、细砂、细中砂、卵石及强风化泥质板岩。
盾构隧道穿越湘江河堤的地层条件主要为：强风化板岩、中风化板岩及中风化泥质粉砂
岩，地层条件复杂，属于上软下硬复合型地层。隧道穿越各堤的地层情况具体见表1所示。
表1 河堤地层及埋深统计表
序号 防洪大堤名称 地质地层 河堤埋深 河床埋深 平面位置
1 湘江西岸大堤 强风化板岩、中风化板岩 18m 10～13m 直线段
2 橘子洲西岸防大堤 强风化板岩、中风化板岩 18～22.5m 10m 直线段
3 橘子洲东岸大堤 强风化板岩、中风化板岩 22.5m 11～18 直线段
4 湘江东岸大堤 中风化泥质粉砂岩 23 10～17m 缓和曲线段
2.盾构过江堤施工技术
2.1 盾构掘进参数控制
由于盾构机在穿越河堤前后覆土厚度、水位深度有较大的变化，因此土压平衡式盾构机的掘进参数需要做较大的调整，才能保证盾构机能顺利通过河堤进入河床施工；或者是能够保证盾构机从河床段施工较平稳地进入穿越河堤的施工，达到地表沉降少、避免江底坍塌造成隧道渗漏水及喷涌等现象的发生。
盾构机由河床施工进入河堤段施工：推力、扭矩、土仓压力、推进速度的变化规律。刀盘推力要求平稳、成加大的趋势、刀盘扭矩成减少的趋势、土仓压力成加大的趋势、推进速度较平稳成减小的趋势。
2.2 推进油缸的控制
盾构机的推进油缸的行程原则上控制在1700～1800 mm之间,行程差控制在0～50 mm。若行程过大，则盾尾刷容易露出，管片脱离盾尾较多，管片与盾尾之间的约束力较小，易导致管片姿态变化。而行程差过大，易造成盾体与盾尾之间夹角增大和铰接油缸行程差加大，致使盾构机推力增大，同时造成管片选型困难。铰接油缸行程为40～80 mm，行程差为0～30 mm。为防止铰接漏水，在直线段过河堤、江底掘进时，可将铰接油缸行程调整为10～40 mm，在曲线段过河堤、江底掘进时，可将铰接油缸行程适当增加。
2.3 螺旋机输送机的控制
螺旋机的转速应与掘进速度相适应。具体原则是与土仓压力相结合，以保证土仓压力，一般敞开式为0～0.02 MPa，半敞开式为0.05～0.07 MPa。同时，扭矩大小也反映了土仓内土质的干湿程度,一般在24.5～35.0 kN·m之间时，表明土体干湿合适;如果>35 kN·m，表明土体较干，需要多加泡沫并在土仓内加水，以改善土质，保证出土顺畅。
盾构机在过湘江防洪堤，隧道左、右线盾构机各掘进参数变化如图2所示。
a）土仓压力（Bar） b）推力（KN）
c） 掘进速度（mm/min）d） 刀盘转速（r/min）
图2 盾构过堤掘进参数
从上图可以看出，盾构过湘江堤岸盾构机左、右线土仓平均压力均为1.3Bar；左线过江堤的平均推力为9230KN、右线过江堤的平均推力为11560KN；左线过江堤的平均速度为55.1mm/min、右线过江堤的平均扭矩为56.6mm；左线过江堤的刀盘平均转度为1.5r/mim、右线过江堤的刀盘平均转度为1.6r/mim。
2.4盾构姿态控制
根据湘江水域地下水较大的情况,盾构机的姿态控制在：竖直方向-40～-50 mm之间，水平方向±50 mm之间，可基本满足成型管片的姿态精度要求。在渗水量大的地段，由于成型管片可能会有一定程度上浮，此时可适当加大盾构机下放量，一般取-50 mm,其它取-40 mm。对于水平姿态,主要根据不同的转弯条件控制，平面直线段±20 mm，左转弯段取-30 mm。为保证管片受力均匀，滚动角应控制在±10 mm/m之间，超过时要及时调整，否则会造成管片轴向受力过大，脱离盾尾后会造成管片姿态变化。
2.4 同步注浆控制技术
注浆量除了受到浆液向土体中渗透及泄漏影响外，还要考虑超挖、曲线施工、注浆材料种类等的影响，实际上是没有一个明确的规定值，通常按如下列公式进行计算。
注浆量的计算公式：Q=V×a
a—注浆率。注浆率一般是从几方面考虑，包括注浆压力产生的压密系数、地质情况的土质系数、施工消耗系数、超挖系数等，根据设计资料及施工经验，本区间a注浆率可取1.5~2.0，根据现场实验结果本标段实际浆液的注入率按1.8考虑。
注浆压力的设定根据隧道埋深和地下水压力而定,但不应超过0.3 MPa。在含水量大的地段,浆液被稀释，黏滞力变小，初凝时间延长，更容易引起管片上浮(同时,管片后部的水向土仓流动,造成上下部的压力差加大)，此时也应加大注浆量。需要指出的是，盾尾漏浆时，应暂停注浆，并马上加注油脂，待漏浆停止后，才可继续注浆，直到达到要求为止。根据实验结果，过江区段使用的同步注浆配合比见表2所示。
表2同步注浆配合比见表
水泥（kg） 水
（kg） 砂子（kg） 粉煤灰（kg） 膨润土（kg） 外加剂（减水剂）（Kg）
210 294 1180 315 84 1.68
2.4盾构施工对河堤的影响
为了确保盾构机穿越湘江防洪堤时大堤的安全，在大堤上布置了监测横断面（图3），及时对大堤的隆陷进行监测，并根据监测结果及时地调整盾构机掘进参数及注浆量。
图3 湘江防洪大堤监测点布置示意图
盾构过湘江西岸河堤时，地表沉降观测点A060、A061。测点布置里程桩号为DK4+986.00，随着盾构机掘进，地表监测点沉降变化曲线如图4所示。
图4 地表监测点沉降变化曲线如图
从变化曲线可以看出，A061监测点的沉降量比A060监测点的沉降量大一些，主要原因是A061距盾构隧道近一些，受盾构施工影响较大，符合Peck沉降槽规律。在时间沉降过程中，随着时间越长，沉降慢慢趋于稳定，也符合盾构机掘进过程地表沉降规律。
3. 盾构江底过断层施工技术
盾构区间下穿湘江东汊口时，在区间桩号YDK5+866及ZDK5+870处于F7断层相交，断层主要反应为一个断裂面，走向约为18o，倾向为28o施工时为湘江汛期，倾角为76o，正断层，断层影响宽度小于2m，对工程影响较小，但由于盾构穿越该断层时为湘江主汛期，所以有可能发生突水现象，给施工带来了一定的危险。
该断层地层情况自上而下依次为圆砾层、泥质粉砂岩，其中隧道洞身全部处于泥质粉砂岩中，隧道设计埋深10m。全断层与江底河床可直接连通，形成了一个较大的涌水通道。因此盾构在过F7断层影响区域时，江水将严重威胁盾构施工的安全。为了确保盾构能在湘江主汛期顺利通过断层，通过分析研究，采取了以下施工技术措施。
1）过准确计算与精确测量定位F7断层或者高透水层对应环号及断层影响区域，在断层前后采用二次注浆形成4道止水环，用来截断江水通道，将成型隧道与江水做永久隔离，从而避免造成螺旋机喷涌、隧道内突水、管片腐蚀、管片上浮等后果。止水环材料采用双液浆—水玻璃与水泥浆液的混合物。止水环施工示意如下，具体施工方法详见盾构穿越湘江断层施工方案，止水原理图见图5。
图5 过断层双液浆止水环布置图
2）在过断层前10m的位置，在断层影响区域及长距离地穿越与河床底贯通的中风化砾岩地层推进过程中，要求盾构推进采用保压推进模式，控制好合适的推进速度与出土量（推进速度不宜过小，从而避免超挖现象）、千斤顶推力、同步注浆量（要求以量控制为主，每环的实际注浆量必须大于8m3，浆液中须添加速凝剂）、在地下水特别丰富时渣良剂将普通的泡沫剂改用高分子聚合物，防止喷涌产生。
3）在遇到一般的喷涌现象时，可适当提高土仓压力以确保土仓和螺旋机的土塞效应；同时降低推进速度，向土仓内打入高分子聚合物，采用缓慢的推进模式进行推进。
4）在断层前后10环采用10[槽钢进行管片连接处理，保证成型隧道的完整性。
图6 管片拉紧处理图
2 施工管理
土压平衡盾构过软硬不均地层湘江段施工安全风险较大，技术措施是盾构顺利过江的关
键，在盾构掘进过程中要及时地对掌子面的稳定、喷涌、管片上浮及软硬不均复合型地层盾构姿态控制等控制技术问题进行分析，确保盾构过江施工的安全。土压平衡盾构过是一项风险极高的复杂项目，所以在施工过程中必须系统全面地对施工进行管理。通过分析研究项目采取了如下几方面的施工管理：
技术管理方面：加强技术管理工作的全面性和系统性，对盾构下穿江堤、断层等要
制定专项方案；针对具体的施工方法等行详细地的技术交底，对关键技术要仔细研究，制定切实可行的解决措施，加强对施工班组的人员培训，保证技术方案真正在施工现场得到落实；
设备管理方面：在盾构过江之前，要对盾构进行仔细检查，对磨损的刀具进行及时
更换，保证盾构各系统性能良好，作业人员在施工过程中要加强对设备的保养。
安全风险管理方面：盾构过江堤、断层前进行施工风险识别、评估，制定风险应急
预案，并加强设备安全及作业班组的安全管理；
成立领导小组，对发现的问题及时分析原因，采取措施，确保盾构施工的安全与高
效。
3 结 语
长沙地铁2 号线5标盾构过湘江大堤区段所处的地层条件为上软下硬不均地层，给盾构下穿大堤施工带来不利影响，施工控制难度较大。在施工前，通过对地层特性和掘进风险等进行认真分析，对盾构参数掘进进行理论计算，在施工过程中，通过加强对施工过程的管理，不断地优化掘进参数的注浆控制技术，使得盾构过湘江大堤取得了非常好的效果，确保了大堤的结构安全。基于本工程复杂地层条件，总结出一套较为成功的过江堤、断层等关键部位的盾构施工控制技术，主要表现在以下几个方面：
盾构施工前，要探明江堤和断层的结构形式及地层条件，并在此基础上对施工过程
中的不利因素进行认真的分析，提出科学合理地应对措施；
施工前要根据地层条件和隧道的埋深，对盾构主要掘进参数进行理论分析，并根据
分析结果来设定盾构掘进参数，然后在实际施工不断优化掘进参数；
准备必要的应急物资，盾构施工过程中一旦出现险情应及时处理，对盾构下穿时和
下穿后一段时间内，为了确保行人和车辆的安全，可以在地表铺设钢板；
盾构下穿河堤、断层时，严格控制出渣量，避免超方，并及时进行同步注浆和二次
补浆，同步注浆时，要严格控制浆液质量，要根据试验结果确定最佳的配合比，注浆量应与掘进速度相匹配，并适当加大注浆量，合理设定注浆压力；
盾构掘进速度及姿控制：在保证掌子面稳定的情况下，应尽可能地匀速地通过江堤
和断层等重点部位，避免盾构在堤下长时间的停机，推进时，盾构机轴线应尽量与隧道轴线一致，减少纠偏量；
盾构穿越江堤时，应加大对地表监测，并要及时反馈监测，以便掘进过程中，对参
数的优化，盾构穿越后，仍要对地表进行监测，直至趋于稳定。
通过对长沙地铁2号线5标盾构过湘江大堤地表监测结果和施工情况来看，盾构下穿大堤时的盾构施工控制技术科学合理，地表沉降控制在-30mm～+10mm之内，确保了大堤的结构安全和防洪能力，穿越断层处没有发生涌水、涌砂事故，确保了盾构施工的安全，为以后类似工程借供了参考。
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关键词：隧洞；施工；通风技术
中图分类号：U45文献标识码： A
一些小型的隧洞施工工程，距离长，施工过程需要良好的通风，以保证施工安全。特别是一些高速公路隧道、铁路隧道、引水工程隧道等，尽管这些隧道截面小，断面面积不大，但隧道距离长，施工周期长，作业难度大，特别需要良好的通风条件。因此，提高小断面长距离隧洞施工通风技术，保证良好的通风条件，保证施工安全，意义重大。结合施工实践，综述一下小断面长距离隧洞施工通风技术的难点所在，讨论有关的设计方案选择和实施要点，提出一些问题解决办法。
1.小断面长距离隧洞施工通风技术的难点
根据小断面隧洞的实际，通风技术实施的难点主要有二。一是小断面前提下的通风。断面小，不好做大面积的施工，而且受工期、机器、技术等的制约和限制，操作面的工序多，干扰大。例如，既要有钻孔，又要考虑爆破，还要同时考虑运出渣石，清理工作面等。因受工作面的限制，无法把许多技术程度高、机械化程度高的设备，运进隧洞作业，无疑会降低了施工效率和速度。例如多臂钻、装载机和运渣汽车等，都无法进洞工作。二是长距离隧洞条件下的通风。除了断面小不利于施工之外，隧洞距离长也增加通风难度，影响施工质量、效果和速度，长隧洞小则几百米，长则几千米，在这样的条件下施工，会带来一系列的困难，例如供电、采光、通风、排水、排烟和出渣等。特别是在爆破之后，烟尘多，如通风不良，会导致烟尘久久不散，严重影响施工，也会带来突出的安全问题。所以，基于断面小、隧洞长等客观因素，所产生的施工通风技术难点，就显得比较突出。要高速度、高质量、安全地做好隧洞施工，就必须认真解决施工通风技术问题。
2.方案的选择
2.1方案选择的考虑因素
一般的隧洞通风方式有管道通风方式和巷道通风方式两种。国外在通风系统布局上，考虑比较成熟，注意到周全而经济。在一些长大隧道、无轨运输、全断面开挖等作业环境，采取的是管道压入式通风，其中，独头掘进长度可达10 km以上。供给风量特别大,常见风量已达4 000～5 000 m3/min,爆破后通风时间只需15 min就可以开始新的工作[隧道译丛.成都,铁道部科学研究院西南分院,1990,4～1991,4.1991,9～1992,8]。而我国一般的通风技术，相对低一些。例如爆破后通风时间一般需要30 min以上[赖涤泉：《隧道施工通风与防尘》，北京:中国铁道出版社,1994年版。]。新世纪以来，我国各种隧道施工的通风技术，大量引入高新技术，不断提升技术层次，类似供给风量也达到2000 m3/min，正在接近国际先进水平。问题是，一些断面小、隧洞距离长的施工面，其通风除尘方案的选择和确定，就不能照搬大型工程或国外项目。而要具体情况，具体分析。要考虑设计、资金、地形条件等因素，对通风除尘技术方案的选择和确定，做出通盘考虑。除了尽可能引入高新技术之外，还要力所能及地提高通风质量，要采取必要的措施，优化一般的通风技术，以提高除尘通风效果，保护工人健康和安全。通风除尘至少要从六个方面去考虑其效果和质量。一、开挖方式，操作面用什么样的开挖方式，适于使用什么样的通风技术；二、装运废渣，如何才能更快更好地运走废渣，而使烟尘尽量减少；三、炸药使用，考虑爆破烟尘怎样才能最快排除；四、通风机械，优选质量好、工效高的机械；五、降水除尘，辅助通风，缩短除尘时间；六、个人防护，尽量提高防护效果，保证施工安全。这六大方面，构成了通风除尘技术方案选择和实施，必须优先考虑的问题。这几个方面都考虑好了，才能较快地将隧洞内的粉尘和有害气体排出去，或稀释到基本的安全程度，以保证施工安全。
2.2通风除尘方案的选定
基于小断面长距离的隧洞通风方案，如何选择和确定呢？根据经验，一般要从如下几个方面去解决。
2.2.1计算风量
施工人员需要的风量，公式：
Vp=Upmk
Vp——施工人员所需风量，m3/min；Up ——隧洞内每人所需的新鲜空气量；m——隧洞内工作人数，最多时取m=15;k——风量系数，取1.10——1.15
计算结果，Vp =3×15×I.15=52(m3/min)
爆破散烟除尘所需的压入式风量，公式：
Vy=21.4/t·
Vy——压入式通风风量，m3 /min；t——通风时间，取t=20min；Q——爆破的炸药量，取Q=50kg；S——隧洞断面积，取S=13m2 ；L——隧洞长度，根据项目实际选定。以隧洞长度1000m来计算，则有：
Vy=861.35 m3 /min
2.2.2做好风机选择
我们的做法是，根据工程状况，进行通风量的计算，一般考虑选取爆破后烟尘稀释安全长度，同时考虑风压，以及风压克服风流阻力，注意留有余地，以保证所需风量能送达隧洞，并达到规定的风速和风量。
再是长距离的条件下，考虑实施分阶段吹风，必要时分阶段增设局扇。
风量确定后，才能选择合适的通风机。由于工程项目要考虑成本压缩和利润最大化，故通风机选择要考虑经济合理性。一般选择20KW-30KW的通风机，可以满足小型隧洞通风需要。
另外，长距离通风，设备宜采用大直径风筒,由于受隧洞空间小的限制，在小隧洞一般采用小500mm的风筒。而风筒直径较小，又会使通风系统的风阻较大，相关的匹配措施，是对风阻和漏风率有严格的要求，以保证通风实效。
2.2.3增加水幕
增添水幕，使之与通风结合起来，可有效除尘。为确保各个工序都能正常施工，必须加大除尘通风强度，以保证较短的时间里除尘达到标准要求。我们所操作的几个工程项目，都注意加大管理力度，保证风机正常运转，保证水幕发挥作用。一般在隧洞开挖深入长度达到500M时，爆破后通风除尘时间控制在10——20min,即可达到除尘要求，施工人员就可以进洞施工。当然，随着隧洞长度的增加，所需的通风除尘时间也会增加。当隧洞掘进长度达到1000m后，通风除尘时间要用到30～40min，才能接着下各阶段或下个工序的施工。
2.2.4增加通风机
随着隧洞深度增加，仅仅一个通风机就显得不够了。为了提高除尘效果，保证规定时间能达到除尘标准，我们常根据工程实际和项目需要，增加通风机。例如在开挖到1000m后，再增加1台7.5KW的通风机，使整个通风设施的功率接近40KW，这样就保证了足够的功率，增强了风力。同时在施工过程中，经常对隧洞内的烟雾粉尘和其它有害气体等，进行测量，以便做出应变措施。当测得烟尘、有害气体的浓度高于安全值的时候，就必须增加通风时间，并同时施加水幕，必要时，延长通风时间达到50min以后，才允许施工人员进到隧洞工作，这就保证了施工安全，有效保护了员工健康。
3.方案的实施
施工过程中，按时对通风效果进行动态监测，随时掌握通风状况，发现通风问题，随时解决。我们的经验是，随着隧洞的深挖，通风难度加大，一、增加通风机，每1000m增加一个通风机，以提高通风量。二、必要时更换风筒，例如选用拉链式PVC柔性风筒,用以更换原来破破损的风筒，就有效降低了风筒阻力和漏风状况。
同时，加强通风技术应用的管理。实践证明，小断面长距离隧洞通风技术应用，必须加强操作管理，才能保证通风系统发挥作用，保证施工安全。因此在隧洞施工过程中，加强过程监督，充实和修订通风作业制度和实施细则，并严格执行，以保证通风除尘收到预期的效果。细则包括：建立健全通风作业组，加强通风机运行过程的操作和监测，通风技术实施的环节和过程控制，通风机械的操作管理要求，通风管路维修要求，工作面的通风除尘时间指标等。这些制度和实施细则的制订与落实，保证了通风除尘的科学和规范。
4.应用效果和体会
4.1方案使用效果
根据如上方案和有关细则，进行若干项目的通风除尘实践，效果是比较显著的。主要表现在：
提高了隧洞内的空气质量，保证了施工人员的健康。应用通风除尘技术，在隧洞操作挖洞达到1100m的时候，一般最多只需要通风30min——40min，就可以把洞内粉尘浓度有效去掉，浓度降低达到安全标准，能在较短的时间内改善隧洞空气质量，为下一阶段的施工，提供了较好的工作环境。
爆破后出渣时，灰尘也很大，不能因为爆破后通风，就可以一劳永逸。而是爆破后通风除尘一定时间后，让施工人员进洞除渣，而在除渣过程中，又需要继续通风，让施工人员顺着风向，装渣运走。就保证了持续工作，不因除尘而中断除渣，提高了除渣时效。
加快了施工进度。利用通风加水幕技术，有效节省了隧洞通风除尘时间，加快了出渣效率。而出渣效率的提高，又直接缩短了整个隧洞施工工序的循环时间，提高了工作效率。
有效降低了施工成本。我们把通风除尘和水幕除尘结合起来，能缩短通风除尘时间，这就降低了工程施工成本。
4.2几点体会
小断面长距离隧洞通风除尘，需要优化通风技术，特别是把通风除尘和水幕除尘结合起来，通风除尘效果大幅度提高，能既快又好地达到通风除尘目标。
随着隧洞工作面的延伸，通风除尘难度加大，需要增加通风机，加大风量，必要时更换除尘风筒，这样才能保证和维持良好的通风除尘效果。
加强过程管理。只有加强过程管理，有效监测和控制，才能随时发现问题随时解决，这是保证通风除尘效果的重要环节，必须坚持。
