淺談公路工程建設方項目管理中巖溶隧道突水預警機制的建立

陳勵寧 程浩 全凱

（中電建路橋集團有限公司，北京100048）

1 前言

1.1 研究背景

隨著我國社會經濟的不斷發展，各地區基礎設施建設的規模和數量大幅度上升，長大隧道修建越來越多，隧道修建穿越巖溶地區不可避免。據相關資料表明，巖溶地區隧道修建過程中，突水災害是主要地質災害之一，造成的人身財產損失已超過了瓦斯、塌方等其它災害。

1.2 研究意義

紅河州建（個）元高速公路項目地質構造復雜，經前期地質調繪及區域地質分析，建元段存在有巖溶不良地質問題，個元段可溶巖段占該支線長度的55%，地下巖溶管道、暗河具有含水量大、水量集中的特點，隧道開挖掘進時，可能存在較為嚴重的突水突泥風險。

1.3 研究現狀和內容

現階段，隧道突水災害研究的成果集中在巖溶隧道突水發生機理和相關探水方法上，但由于導致隧道突水發生的因素十分復雜，這些成果對防止突水災害發生的效果并不明顯。本文針對建（個）元高速公路項目施工期間可能存在嚴重的突水突泥問題，從建設方的角度，思考了一種巖溶隧道突水風險預警機制，旨在避免或減輕隧道施工期間突水造成的危害，保障安全施工。

2 巖溶隧道突水災害預警機制

2.1 巖溶隧道突水災害預警機制的概念

從投資類項目建設方的角度出發，以組織論（組織結構模式、組織分工、工作流程組織）為思考根據，巖溶隧道突水災害預警機制是指在隧道施工發生突水前，建立預警組織機構，明確預警工作任務和職能分工，找到隧道突水災害風險源，研判風險等級，構建綜合監測、精確評價、高效決策、有效實施的完整系統工程。

2.2 巖溶隧道突水災害預警機制的提出

項目公司作為項目的建設方，是項目管理的核心，是資源配置和組織管理的集成者。同時，為防止施工單位只重進度、不重預警的問題，在項目公司層級提出巖溶隧道預警機制十分必要。以巖溶隧道突水災害預警機制的概念為基礎，結合項目公司管理特點，思考巖溶隧道突水災害預警機制。預警機制實施見圖1。

圖1 溶巖隧道預警機制實施示意圖

2.2.1 預警機構及職能

由“業主、設計、監理、施工、第三方”和相關科研單位成立聯合預警工作組，對巖溶隧道突水災害預警工作負責。項目公司是預警機制構建主體，總承包部是預警責任主體，項目經理部是預警實施主體，第三方專項檢測機構負責預警的預報工作，科研、設計、監理、第三方試驗檢測機構負責為風險識別、風險等級判斷和預警決策提供專業技術支持和保障。

按照“分級管理、職責明確”的原則，建議：①項目公司牽頭成立預警工作領導小組，技術口牽頭，各方參與配合，各家聯動；②總承包部牽頭成立預警工作小組，總承包部總工程師組織；③設計單位地質部門負責技術方案管理、成果結論分析、結論各方共享等工作。

2.2.2 預警技術層

精確的風險識別是預警技術層需達到的目標。超前地質預測預報則是風險識別的主要手段之一，也是《公路隧道施工細則》中要求必須納入施工組織管理的強制規定。目前，隧道施工期間采用的超前地質預報方法從專業技術方面可分為常規地質法和物探法兩大類。

綜合常規地質法和物探法，開展綜合超前地質預報是項目公司開展超前地質預報工作的必然，目的是達到提高預報質量和有效減少資源投入的雙重目標。通過對常規地質法和物探法相關指標的分析，按照“內外結合、長短結合、地質與物探結合、不同物探方法相結合”的原則，思考綜合超前地質預報的流程。需注意各種超前方法應用在各隧道超前地質預報方案中予以明確，該方案應通過預警工作領導小組的評審后實施。

2.2.3 預警決策層

預警的決策應在預警工作領導小組，決策的執行應在預警工作組。首先，通過預警技術層的風險識別，判斷突水地質災害的嚴重程度。然后，從項目公司管理角度出發，判斷隧道內突水風險等級的劃分與含義，對應Ⅰ-Ⅳ級突水地質災害嚴重程度，劃分出危險、較危險、容許、安全的突水地質災害的四個風險等級。最后，根據突水地質災害的風險作出相應的預警決策。

⑴預警對策。①合理施工。在隧道開挖時，采用短進尺、弱爆破、強支護、早封閉的施工方法，嚴禁大斷面、長進尺。②注漿加固。根據預警情況，對工作面加強注漿，加固掌子面，防止在施工過程中產生大的涌水問題。在方案選擇上，根據鉆探取芯分析，決定是否采用全斷面帷幕注漿、周邊帷幕注漿、徑向注漿等措施。③防排水。利用超前鉆孔、超前施工導洞排水、坑道排水等措施，做好防排水工作。特別在反坡施工排水時，應具備足夠的積水坑和排水能力，并提升排水能力的儲備。

⑵應急預案。針對巖溶隧道突水制定專項應急預案，確定應急救援范圍、體系和等級。明確應急組織機構、應急響應程序、應急保障、應急物資、逃生路線、應急救援、應急演練等內容，并開展應急培訓和演練。

3 巖溶隧道突水災害預警機制的運行

3.1 預警的目的和原則

構建預警機制的目的在于防止災害的發生或者減少災害帶來的損害。實施巖溶隧道突水預警機制，形成統一的預警原則是前提。

為此，在“存在的有害風險、存在科學的不確定性、采取預防措施”的預警原則三個基本要素基礎之上，提出“以人為本、預防為主、適當時間、協同運作”的巖溶隧道突水預警原則。

3.2 預警警度

警度是指不同的風險等級條件下，響應不同的警戒等級。按照突水地質災害的風險等級，從高到低設定“紅、橙、黃、藍”四色警度，并對應采取不同的預警措施，見表1。

表1 不同警度預控的措施

3.3 預警信息發布流程

預警信息的發布是指按照嚴密有效的途徑，將預警信息發布至每一個相關工作人員，使各崗位人員及時做好應急準備，見圖2。

圖2 預警信息發布流程圖

4 結論

文章從項目公司的角度，提出了一種巖溶隧道突水風險的預警機制。在構建時，分別思考了預警機構及職能、技術層、決策層三個方面。在運行時，思考了預警的目的和原則、預警的警度和信息發布流程等內容。通過構建巖溶隧道預警機制，形成了各單位聯合預警的基本架構，有利于促進預警效率的提高，并在一定程度上減少成本投入。

隧道突水預警機制是一個復雜且綜合的過程，與BIM技術相結合，探索遠程視頻監控、智能預警、預警信息系統建設等內容應是未來研究的方向。根據不同警度，在隧道施工中采取單一或綜合的預控措施，達到安全和成本相平衡的目標是一個系統考量和綜合判定的過程，有待于進一步研究。