隧道施工安全風險與施工現(xiàn)場管理

郭靖軒 張俊鋒 中交一公局第三工程有限公司

1 引言

對于隧道工程來說，全面加強安全風險管理工作必不可少，安全管理工作決定了隧道工程是否可以順利施工。但很多隧道工程由于合同工期短，很多管理人員忽視了安全管理的重要性，特別是很多管理人員認為開展安全管理工作會影響施工進度，對提升隧道工程效益整體作用不大。在錯誤觀念的指導下，導致風險管理更多是流于形式，無法遏制住施工現(xiàn)場的安全風險。近些年發(fā)生的隧道工程突水、坍塌、突泥等安全事故問題，均與施工現(xiàn)場安全管理有著直接聯(lián)系，所以必須要開展全過程安全管理工作。

2 隧道工程施工中的安全風險問題

2.1 崩塌和塌方

在隧道開挖當中，自然因素、人為因素都會造成塌方等問題出現(xiàn)，在自然影響因素方面，地質條件、地下水位、山體結構等變化都會導致內(nèi)部應力發(fā)生改變，從而導致崩塌和塌方；在人為因素方面，如果設計方案、施工方案不合理，在施工中會出現(xiàn)失誤問題，如爆破沖擊力過大、鉆孔過深等，也會產(chǎn)生塌方和崩塌現(xiàn)事故。

2.2 巖溶

很多隧道工程所穿越的巖層都具有可溶性，這就容易產(chǎn)生巖溶事故。巖溶主要是受到了流水沖蝕、潛蝕以及機械作用造成的結果。

2.3 巖爆

在隧道開挖施工當中，開挖會造成荷載變化，導致洞壁應力重新分布，釋放出巖體存儲的彈性應變，這就造成了彈射、剝落、爆裂疏松等事故，嚴重會導致整個隧道崩塌，影響非常大。

2.4 涌水與涌泥

涌水與涌泥作為隧道施工中非常常見的安全隱患問題，如果是大型溶洞、山體積水、老窖積水、斷層等存在，都有可能產(chǎn)生涌水、涌泥等現(xiàn)象。涌水、涌泥現(xiàn)象不僅會增加隧道施工的安全隱患，也會阻礙正常施工，延長施工周期，影響隧道施工的最終效益。

3 加強隧道施工安全的技術性措施

3.1 崩塌和塌方控制

對于崩塌和塌方事故來說，主要是采用圍巖預加固技術，該項技術可以有效提高圍巖整體物理性能，也可以采用預切槽、旋噴拱等方案，這樣可以減少圍巖的變形應力。此外，崩塌和塌方與地下水、山體積水也有很大的聯(lián)系，所以要配合使用相應的防水措施，避免地下水、山體積水等滲透到隧道內(nèi)部。在施工中，選擇合理的隧道開挖方案，可以采用中壁法、眼鏡法、短臺階法、臺階法等措施，所使用的材料包括鋼筋網(wǎng)、加密長錨桿、加密鋼架、噴射鋼纖維混凝土等，這些方法都可以起到內(nèi)壁的支撐作用[1]。再者，圍巖測量工作也十分重要，如果在測量當中發(fā)現(xiàn)異常情況還可以采取改變襯砌斷面方案、鋼筋混凝土襯砌方案、強化混凝土襯砌強度方案等。可見，塌方、崩塌方案控制主要是加強圍堰、隧洞內(nèi)壁強度，在處理當中必須要有針對性。

3.2 巖溶控制

如果是有小型溶洞，可以直接用封堵法處理，可以采用換填片石、漿砌片石、干砌片石，回填并壓實小型溶洞，如果是在隧道邊墻位置存在小型溶洞，則主要采用砂漿砌片封堵，保證封堵的牢固性、緊密性，沒有涌水問題出現(xiàn)。如果是大型溶洞，則處理難度會更高，主要是采用跨越式施工方法，包括簡支梁跨越、拱橋跨越、邊墻拱跨越、棧橋跨越等，也可以采用支撐加固方案，包括孔樁支頂加固、支撐柱加固、拱橋支頂加固等。為了減少巖溶地質對施工的影響，在其他施工環(huán)節(jié)也要采取管棚注漿加固、微爆破手段。總之，一旦發(fā)現(xiàn)大型溶洞必須要做好前期防護工作。

3.3 巖爆控制

對于巖爆問題，需要在施工前做好預防工作，一旦勘察文件中存在地質堅硬的地質類型，要提前制定好預防巖爆的方案。通常在新開挖面及其周圍容易產(chǎn)生巖爆現(xiàn)象，集中在拱腰部位、拱部，所以這些部位是重點防護區(qū)。施工中可以采用超前釋放孔控制巖爆發(fā)生幾率，釋放巖層內(nèi)部應力。在巖面容易發(fā)生巖爆部位噴灑水保持濕潤，可以減少巖體脆性、釋放內(nèi)部應力。爆破開挖中，要第一時間向拱頂、邊墻等部位噴射混凝土提高應力，之后增設長錨桿、鋼筋網(wǎng)等，降低巖層暴露時間，有助于減少巖爆發(fā)生率[2]。一旦發(fā)生了巖爆事故，部分巖塊可能沒有落地，此時要人工撬掉。巖爆發(fā)生區(qū)必須要做好安全防護工作，施工人員佩戴安全帽、安全背心，增加防護鋼棚保護施工設備。如果是非常嚴重的巖爆施工，要第一時間將施工人員、施工設備撤離巖爆區(qū)（可能產(chǎn)生巖體崩塌），避免造成安全事故。

3.4 涌水涌泥控制

結合勘察文件確定溶洞水源流向以及與隧道位置關系，針對周邊存在溶洞現(xiàn)象可以設置暗管、泄水洞、排水溝、引水槽等。之后將涌水涌泥部位封堵，通過經(jīng)驗總結發(fā)現(xiàn)，溶洞、暗河水流量并不大，如果周邊還有其他分支出口，采用注漿封堵法即可有效控制。將排水管連接到抽水機上，設置固定泵站、集水井，開挖面、固定泵站間設置移動泵站，這樣即可將水抽出洞外，保證隧道施工順利進行。

4 隧道施工現(xiàn)場安全管理措施

4.1 加強施工現(xiàn)場安全設計

對施工現(xiàn)場的人員、物品、客觀狀況進行科學分析，掌握隧洞施工對周圍環(huán)境的影響，制定科學的管理方案。在掌握施工現(xiàn)場一手資料條件下，對現(xiàn)場的人員、施工設施、材料進行優(yōu)化配置，結合勘察文件設計施工安全定置圖。根據(jù)定置圖、安全管理方案開展現(xiàn)場管控工作，并加強各類方案實施效果的檢查和考核工作。采用全過程安全管理方案，包括設計、組織、生產(chǎn)、檢驗等。同時，根據(jù)安全管理方案和可能出現(xiàn)的安全隱患等問題，深入到施工現(xiàn)場，對隧道施工技術標準、設備性能、施工人員專業(yè)能力、現(xiàn)場環(huán)境掌握度進行分析，時刻更新現(xiàn)場施工信息，及時掌握現(xiàn)場施工情況。還要設置圍巖監(jiān)控體系，監(jiān)控圍巖應變變化。拱頂、水平收斂速度為5mm/d或累計位移量達到100mm之后，要停止掘進，分析產(chǎn)生位移的原因，并采取防護加固措施，結合監(jiān)測結果提前制定風險控制措施，結合超前地質預報對后續(xù)工法作出調(diào)整[3]。

4.2 掌握好進度、質量與安全的平衡關系

對于隧道工程施工來說，由于工程自身的特殊性，施工環(huán)境受到自然因素影響，如地下水、山體積水、巖層應力變化等，都會造成安全隱患。很多施工單位過于重視施工進度，忽視了質量與安全問題，但三者保持了直接聯(lián)系，如果出現(xiàn)了質量、安全問題勢必會延長施工周期。所以針對一些特殊情況，必須要根據(jù)實際狀況作出調(diào)整，決不能模式化管理，一味的按照“死”規(guī)定進行。同時，很多隧道施工安全問題都是因為質量不達標造成的結果，如支護不到位造成的隧道崩塌等事故層出不窮。這就需要保證隧道施工質量，采用“三檢”制度，包括自檢、復檢、驗收三個環(huán)節(jié)，每道工序檢測合格之后進行下一級檢測。現(xiàn)場安全管理還要注重偷工減料、以次充好等問題，保證隧道工程質量就是保證現(xiàn)場安全。

4.3 超前地質預報

結合勘察文件、掌子面揭示的地質情況，采用相應的超前地質預報技術，確保預報數(shù)據(jù)的精準性。特別是對于具有災害隱患地段，如大型暗河、可熔巖與非可熔巖接觸帶、破碎地層、軟弱地層等，要使用長距離預報技術，并配合超聲波、紅外線探測等先進技術，將采用多孔超前鉆探工藝揭示地質狀況。針對小型突涌突泥、大型斷裂帶、異常地段等，要綜合采用超聲波探測法、地質分析法等，根據(jù)實際測報信息實時超前水平鉆孔。此外，還要制定超前地質預報管理機制，成立專門的超前地質預報隊伍，一旦存在風險隱患及時預警、響應，制定超前地質預報考核機制和監(jiān)督機制，保證超前地質預報工作順利落實。

5 結束語

綜上所述，為了能夠保證隧道工程的施工安全性，必須要全面做好施工現(xiàn)場安全管理工作，采取科學的風險防控策略與方案，構建現(xiàn)場安全管理體系，同時做好對自然因素、人為因素的管理，結合勘探文件以及地址特點研究新型風險管理技術，確保隧道工程可以順利開展，保證隧道工程施工效益。