大断面复杂地质隧道施工全过程安全管理

大断面复杂地质隧道施工全过程安全管理

高少亮

中铁隧道集团三处有限公司广东深圳518000

摘要：随着隧道施工技术的飞速发展，长隧道在隧道施工项目中的比例越来越高。传统的隧道施工安全技术在当前的施工环境中存在许多问题，不够完善，无法形成统一有效的施工安全管理技术体系。隧道安全管理系统往往只是管理行政和技术文件的管理、人员定位和考勤的管理，缺乏影响隧道施工安全的地质信息、防御信息、环境信息、超前地质预报信息、风险评估和灾害预警等因素的综合考虑，无法掌握一套全面、准确的隧道施工信息，正是由于这些原因导致了许多安全事故。因此，本文主要对大断面复杂地质隧道施工全过程安全管理进行了详细分析。

关键词：大断面；复杂地质；隧道施工；全过程；安全管理

一、工程概况

某隧道设计为双洞，左洞起止桩号：ZK14+535-ZK23+310，全长8776m，右洞起止桩号：K14+560-K23+322，全长8763m。隧道左右洞净距为31m，隧道最大埋深647m。竖井一座，深231m，直径9.7m排风道和送风道净空面积均为16.51m2。隧道进口端的施工任务，施工里程为左洞ZK14+535-ZK18+920，全长4386m；右洞K14+560-K18+940，全长4381m。进口端左右洞岩层全部为Ⅳ、Ⅴ级围岩，Ⅳ级、Ⅴ级围岩开挖断面面积达到107.21m2与100.6m2。此隧道为高瓦斯隧道，进口端左洞计长3.17km、右洞计长3.21km为高瓦斯地段，其余地段为瓦斯突出段，施工安全风险级别高。隧道选址地区地质条件复杂多变、种类比较多。隧道线路东向西穿越，主要穿过区域为断裂地层，极易产生冒顶、坍塌，根据钻探可知裂隙发育、断层破碎，产生涌突水和涌泥可能性大。

二、复杂地质条件下隧道施工存在的主要问题

隧道施工是缩短道路距离、节约工程造价的有效形式，对促进我国交通运输业的发展具有重要作用。我国幅员辽阔，地形多样，道路施工环境复杂，隧道施工技术难度大。特别是在复杂的地质条件下，隧道施工的风险和难度明显增加。在岩石层硬度和软土条件较差的地质条件下，隧道施工塌方的可能性明显增加，施工安全系数降低。此外，在岩溶地貌等底部稳定性较差的地质环境中，隧道施工技术和设备的使用受到严重限制，工程施工的技术要求显著提高，增加了发生地质灾害的可能性。隧道施工在复杂地质条件下，风险因素越多，施工安全管理难度和需求显著增加，在分析工程环境的基础上进行综合研究，采取相应的管理方法和技术手段进行安全管理，是促进复杂地质隧道施工质量提高的重要条件。

三、大断面复杂地质隧道施工全过程安全管理的有效措施

（一）施工安全管理措施的制定与实施

第一，项目管理人员应通过实地调查分析，明确施工安全管理中的风险因素，在此基础上合理规划施工组织方案，制定有针对性的施工安全应急预案，明确施工过程和安全管理体系。施工中应严格遵守安全管理制度和措施，在地质环境恶劣的施工中，应加强施工技术和安全管理。第二，做好施工风险预估与防控工作。在明确可能存在的地质和环境风险的基础上，制定完善的应对措施和应急演练计划，使施工人员明确在发生风险时如何处理。同时，要重视地质预报监测工作，将其纳入安全管理体系，确保地质预报的先进性和准确性。第三，强化安全知识培训与安全体验工作。提高施工人员对灭火器、钢丝绳等安全设备的认识和经验。通过实际的示范和经验，施工人员可以更加直观、深刻地掌握相关的安全知识和技能。

（二）丰富施工安全教育技术手段

对大断面复杂地质隧道施工进行安全管理，必须运用现代技术丰富和完善安全教育和安全监测工作。一方面，在安全教育方面，要加强多媒体技术的应用，实现直观、立体的安全教育，提高施工人员对安全知识的掌握程度。另一方面，应采用现代摄影、摄像、信息交换等设备和技术，实时监控隧道施工安全，严格控制施工人员数量和施工过程。此外，安全教育还应注重有效性，避免大量的理论知识和课堂学习模式，通过专业的现场讲解和演示的方式，提高安全教育的实践性和有效性。

（三）合理规划和管控工程施工进度

由于工期紧张，任务繁重，工程项目管理人员需要对项目进度做出合理的计划，以保证项目质量，按时完成。为了控制施工质量和进度，必须从人力、物力、施工技术手段等方面入手，实现资源的优化配置，并根据施工地质条件的变化对施工技术进行调整。同时，根据地质预报和监测资料对工艺参数和施工工艺进行严格管理，避免施工偷工减料等不利条件，保证不同地质条件下工程的质量。

（四）加大隧道施工安全管理系统的研发应用力度

以上管理措施均为常规的安全管理方法，可在一定程度上优化隧道施工的安全管理质量。除了常规的管理措施外，还要加强智能安全管理体系的建设，形成适合工程项目的综合安全管理体系，实现全面、智能化、科学化的安全管理工作。针对本工程大断面复杂地质条件，安全管理系统需要包含多元异构、地质预报、施工人员设备管理、施工进度管理以及隧道监测和危险源监测几个模块。具体如图1所示。

图1系统功能模块

多元异构系统模块是系统统一管理的重要组成部分，通过信息交换和连接，将安全管理系统与现有系统连接并兼容。多元异构系统是保证使用者登录、信息查询等功能的模块。地质预报系统模块需要分析工程未开挖施工的地质条件，并将地质预报信息传递给施工管理人员，以保证施工安全管理工作具有丰富准确的地质数据基础。目前，地质预报采用的检测方式主要有雷达检测、钻探检测以及地震波检测三种，根据地质条件与环境的差异，合理选择合适的探测方法，综合应用，保证了地质预报的准确性和确定性。施工人员和设备管理系统需要监控进入隧道的人员和设备数量。通过信号发射器的作用，可以实时监控隧道内人员和设备的数量和位置，确保及时掌握人员和设备的信息，有效地达到信息沟通的目的。施工进度管理系统需要将施工组织方案输入系统，确保施工进度的实时录入和管理，实现隧道施工进度的可视化显示，并通过工程开挖与二衬进度子系统明确工程施工的进度。工程监测系统需要监测和输入隧道围岩信息和危险源信息，确保安全管理。

结语

总之，实施复杂地质环境下隧道施工全过程安全管理体系，以施工安全为核心，在保证施工质量的前提下，加快施工进度，提高人员装备管理水平，提高工作效率。加强大断面复杂地质隧道施工的安全管理，对隧道施工的安全生产具有重要意义，对今后类似工程的施工也具有借鉴意义。因此，在隧道施工中，要不断创新安全管理方法，做好风险管理和安全状态评估，落实各项安全管理措施，有效保障隧道施工安全。

参考文献：

[1]陈文全.大断面复杂地质隧道施工全过程安全管理[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2018，No.540（05）：17-18.

[2]李振晟.复杂地质条件下特大断面水工隧洞开挖施工技术的应用[J].中国水运月刊，2016，16（9）：311-312.