大梗上隧道橋隧結合部施工安全因素分析

石 斌 馬福民 蔣一波 孫軍柱 雷俊鋒 溫樹鑫

(1.中電建路橋集團有限公司，北京 100048； 2.中國水電建設集團十五工程局有限公司，陜西 西安 710065)

0 引言

近年來，我國的交通事業蓬勃發展，尤其是在橋梁、隧道等建設方面取得了巨大的成就。隨著地質地形越來越復雜，橋隧施工過程中面臨的安全問題也越來越多。及時有效的辨識橋隧施工過程中的危險源是保障現場施工安全的前提。

目前，針對工程現場危險源辨識和安全因素分析這一問題，我國已經有一些學者進行了相關研究，并取得了較多成果。如廖榮[1]探討運用作業條件—管理因子危險性評價法，對中益水電站引水隧道潛在或可施加影響的危險源進行辨識和分析，制定并落實了風險預控措施；孔余江[2]對施工環境復雜多變的高速公路隧道工程進行了危險源的辨識，研究與控制；白海亮[3]對隧道施工危險源辨識方法進行了分析，隨后探討其有效的風險管控措施；郭安振[4]提出可以采用LEC法來對工程項目中的各種危險源進行辨識，并依據OHSAS體系要求對隧道施工進行現代化的施工安全監管，以危險源作為體系核心來開展針對性的預防與治理措施；劉浩[5]針對LEC危險源評價法在山區高速公路施工危險源評價中存在的問題,提出了MLES危險源評價法；王丹[6]根據水利施工現場作業和磨板工程以及腳手架兩個具體危險源案例進行分析,并運用LEC方法對案例進行風險預測，總結危險源的風險程度并為水利施工現場的危險源管理提供可實行的依據。

通過調研發現，針對橋隧結合部這一特殊施工部位的施工安全因素分析相對較少。本文依托四川大梗上隧道出口的橋隧結合部位，基于安全因素分析相關理論，系統的分析了現場的主要危險源，相關結論希望能為類似工程提供指導。

1 工程背景

大梗上隧道是四川G4216線仁壽經沐川至屏山新市(含馬邊支線)段高速公路中極其重要的一段隧道，是馬邊支線控制性結構物，隧道連通后，將有利于連接成都平原經濟區、川南經濟區以及攀西經濟區，結束馬邊縣無高速的歷史，徹底打破馬邊發展的交通瓶頸，能有效帶動馬邊線社會經濟的高速發展，在西部大開發戰略上具有非比尋常的意義。

隧址處于四川省西南部中低山侵蝕河谷地貌區，區內最低海拔為馬邊河河床，海拔430 m，最高點為東南側山梁，海拔1 000 m～1 500 m，相對高差約570 m～1 070 m。測區屬長江水系，區內主要大型河流為馬邊河江，為岷江一級支流，在馬邊境內呈蛇形彎曲，中小型支流呈樹葉脈絡狀匯入馬邊河江，整體水資源較充裕。隧區溝谷平時水流較小，雨后洞身段沖溝有暫時性水流。

2 危險源定義

危險源是指一個系統中具有潛在危險性的，可造成人員傷亡或財產損失的部位或者行為。它的實質是具有潛在危險的源點或部位，是爆發事故的源頭，是能量、危險物質集中的核心，是能量從哪里傳出來或爆發的地方。危險源存在于確定的系統中，不同的系統范圍，危險源的區域也不同。根據相關研究[7]，危險源由三個要素構成：潛在危險性、存在條件和觸發條件。本文結合橋隧結合部施工的特點，將依托工程橋隧結合部施工危險源界定為：在隧道洞口周圍、橋端部和橋隧間的連接路段的影響施工進度、引發施工安全事故、導致施工人員傷亡、財產損失、施工環境及周邊生態環境破壞的不安全因素。

3 依托工程的安全因素分析

結合依托工程，本文將橋隧結合部的現場施工危險源分為以下兩類。

3.1 客觀危險源

這類危險源顧名思義是客觀存在的危險源，無法通過人的意志來進行避免，這類危險源也叫做外部危險源，主要存在于外部的施工環境中?，F場的客觀危險源主要包括以下幾個方面。

3.1.1地形地貌

1)洞口地形陡峭。由于原設計大梗上隧道出口左線以橋隧銜接且地形陡峭等因素影響,無法采取洞口正洞掘進施工，需要增加施工橫洞作為右洞進入左洞的施工通道。

如果采用正洞掘進，因為沒有施工平臺，不方便作業，所以掘進作業非常危險。

如果采用正洞掘進，就沒有物料存放平臺，不利于施工進程的進展，如果強行將物料從下方吊上洞口，將會使工程量大大增加，危險性也大大增加；如果從右洞進入左洞，從洞內向洞外施工，則大梗上隧道出口左洞圍巖易坍塌易偏壓，嚴重影響洞口結構安全。由于地勢陡峭，如果發生滑坡，將對樁基等構造物造成破壞(見圖1)。

2)洞口邊坡地質松散。隧道出口端穿行于第四系松散堆積層及強風化砂泥巖地層中，第四系松散層結構極不均一，地質松散，呈散體狀結構，隧道開挖拱頂無支護時極易發生大坍塌甚至冒頂，側壁常有中小坍塌。如果支護不及時，拱頂極易發生較大坍塌，側壁常有中小坍塌，極易引發安全事故(見圖2)。

3.1.2洞口上方危巖體

大梗上隧道進口端處于砂巖層下方，該層砂巖厚度30 m～50 m，左洞位置斜坡高度不大，危巖體規模不大，一般塊徑1 m～3 m，右洞位置斜坡高度較大，坡度陡峭，發育規模較大的危巖體，一般塊徑3 m～5 m，裂隙切穿砂巖層，張開3 cm～5 cm，施工擾動極易發生崩塌，必須進行處治。

大梗上隧道出口端恰處于薄～中厚層狀構造砂巖體下方，據調查，該層一般厚30 m～50 m，巖體中一般發育有切穿整層的陡傾節理，最大張開達10 cm左右，坡面可見崩塌大孤石，最大直徑達10 m以上，陡壁上有裂隙發育且部分已脫離母體的危巖體，規模達(3×5×4)m3～(10×20×30)m3，砂巖危巖體下因泥巖風化形成了1 m～2 m深的凹腔，進一步降低了危巖體穩定性，必須進行清除或加固(見圖3)。

危巖體的危險性主要表現在位置、大小和風化等級上。若危巖體存在的位置不易施工，體積過大，風化等級較低，便極易由于施工過程中產生的擾動而使其脫落，從而引發安全事故，造成人員傷亡和財產損失并且影響施工進度。

3.1.3孤石

由于大梗上隧道出口右洞圍巖為第四系松散堆積塊石，部分架空，結構松散，呈散體結構，現場洞口刷坡后，孤石較大，影響仰坡成形。經勘探，孤石多存在于大梗上隧道出口右洞明暗交界處，經對基底承載力進行試驗，右洞套拱右側基礎承載力為47 kPa，塊石土深度為2.4 m。

孤石的危險性主要體現在如果爆破震動過大，可能產生塌方現象；側壁穩定性較差，不利于成洞；如果在孤石上進行打樁，容易引起對沉樁施工造成困難，或者是形成的樁質量不過關等問題，嚴重影響基礎的質量，在后續的施工建設中會帶來更多的不利影響(見圖4)。

影響孤石危險性大小的因素主要是孤石的數量、孤石存在的位置、孤石的大小這三個因素。

3.1.4施工環境

根據本工程所在地區的氣候條件，可能對本工程中橋隧結合部施工造成顯著影響的外部施工環境主要是“暴雨—洪澇、風、雷”這三種自然現象。

1)暴雨—洪澇。暴雨是常見的一種災害性天氣，出現暴雨天氣，不僅耽誤工期，而且對橋梁的樁基礎施工、臨時電源線路、原材料造成巨大損失。暴雨引發的洪水將對橋梁、路基以及臨時工程施工帶來嚴重的威脅。

大梗上隧道工程地屬亞熱帶氣候，雨量充沛，夏季高溫高濕，降水集中，旱澇交錯，多年平均降雨量為1 012.9 mm，但分配不均勻，主要集中在6～9四個月份，這四個月份的降雨量占全年的70%以上?？梢姡┯辍闈呈谴蠊Ｉ纤淼罉蛩斫Y合部施工的危險源之一。

2)風。自然因素——風，不同大小的風力對各種建筑物、構筑物、機械設備等會造成不同的影響，若是突發大風，其造成的影響則是相當大的。

根據施工經驗，對于龍門吊等起重設備在安裝過程中若遇突風，應立即停止安裝作業，采取合理有效的措施以保證機械和人員的安全。預制梁端的吊裝應避開6級以上大風，并根據其設計風況安排作業及抗風加固。架橋機和橋面吊機不能在超過16 m/s的風速時進行過跨作業。

大梗上隧道隧址位于沐川縣利店鎮和馬邊縣轄區內，屬亞熱帶氣候，年平均風速為1.1 m/s，最大風速為15 m/s，需加強防范。

3)雷。夏季是雷的多發季節，需在夏季對雷現象多加防范。應加強與氣象部門的聯系，隨時掌握天氣的變化情況，及時向施工現場發布雷雨消息，做好防雷電的安全措施。

對施工現場的起重機、龍門吊等機械設備，以及鋼支架、鋼管腳手架和正在施工的工程金屬結構，當位于相鄰構筑物防雷裝置接閃器的保護范圍以外時，應按有關規定安裝防雷裝置。防雷裝置的避雷針可采用長度為1 m～2 m的φ20鋼筋；當利用金屬構架做引下線時，應保證構架之間的電器連接且防雷裝置的沖擊接地電阻值不大于30 Ω。大梗上隧道工程屬亞熱帶氣候，夏季多雷，需加強防范。

3.2 主觀危險源

此類危險源與第一類危險源顯著不同，這類危險源主要是因為人的行為意識不足或者所使用的材料有問題，使用的機械設備有缺陷等而導致的，這些危險源都是可以通過人的意志或資金來避免的，即這類危險源也叫做內部危險源，主要存在于“人—機—管理”中。

3.2.1人

本文所提到的“人”危險源，主要是指進行現場施工作業的人員。歸納起來由于人的因素而引發的安全事故主要安全意識不夠強、專業技術能力有欠缺、個人防護不到位、紀律意識太薄弱幾個問題。

3.2.2機

在橋隧結合部的整個施工過程中，所用到的材料、設備都是相當多的，由于機的因素而引發的安全事故主要有：設備安置條件不合理、設備不夠完好、設備周圍防護措施做得不到位、對危險程度低的設備掉以輕心。

3.2.3管理

從歷史的經驗教訓來看，在施工過程中由于管理的缺失或缺位而引發的安全事故數不勝數，歸納起來由于管理的因素而引發的安全事故主要體現在：施工工藝的選擇不合理、安全管理人員的配置不合理、安全管理人員的數量和其自身的專業素質未配套、發生意外時的應急預案準備不到位。

4 結論

危險源是事故發生的起點，也是安全管理的重難點，我們必須對其有一個清晰的認識，只有知己知彼，才能對其加以防范和治理，從而減小事故發生的概率。

為了解決安全隱患，提供安全保障，本文根據危險源的相關理論和橋隧結合部施工特點給出了橋隧結合部危險源的定義；然后對依托工程現場的危險源按照主觀危險源和客觀危險源進行了分類，對每一個大類下的不同危險源進行了細致詳細的分析，得出了最終結論：客觀危險源是客觀存在的，任何一個施工隊都必須面臨的問題，本工程的客觀危險源有四個方面，分別是地形地質、自然災害、危巖體、孤石；而主觀危險源是主觀存在的，能通過主觀的一些手段加以解決的，本工程的主觀危險源有三個方面，分別是人、機、環境。

本文得出的結論完全基于對現場實際情況的分析，在實際施工過程中，可以對本文的結論加以運用，有針對性的加強安全防范。