高速公路隧道施工安全較大及以上風險動態評估

萬家華 吳昌雄

分類號：U455.1

摘要：隧道地質巖性存在復雜性、多樣性、不確定性。因此，地質勘察報告難免會出現圍巖等級、圍巖巖性等參數的不準確性。唯有對隧道采取動態風險評估，實時準確把控隧道的施工風險，才能確保施工安全。本文的動態評估主要依據現場調研時隧道施工段的超前地質預報、超前鉆孔、監控量測、掌子面圍巖情況等資料進行。動態評估方法采用經過修訂的LC法。

關鍵詞：隧道;地質;動態評估

前言

為進一步加強全省高速公路建設工程施工生產安全管理工作，深刻汲取我省公路建設工程領域“4.01”、“11.26”、“12.05”多起事故教訓，遏制生產安全事故易發、多發姿態，依據有關法律法規和規章制度，以更嚴措施加強生產安全監管工作，云南省出臺了《云南省交通運輸廳關于以更嚴措施加強公路建設施工安全監管的通知》（以下簡稱“《通知》”）。

根據《通知》的要求：建設單位應當建立較大及以上安全風險辨識月調度預警制度。對項目中特大及特殊結構橋梁（大型現澆橋、連續剛構、拱橋、懸索橋等）、長或特長隧道、不良地質隧道（巖溶、富水、存在瓦斯、硫化氫氣體、穿越煤層、采空區或有斷層、破碎帶等的隧道），以及存在較大及以上安全風險的分部工程全面開展辨識，建立較大及以上安全風險清單，并向項目所屬質量安全監督機構報備，風險清單發生變化時應補充報送。根據工程施工進度，由建設單位指揮長（項目公司負責人）組織施工、監理、檢測等相關單位負責人每月召開1次風險辨識月調度會，結合相關資料及檢測數據成果，辨識分析當月及下一個月較大及以上安全風險部位、風險等級、重點防控措施等。

建設單位應將月調度會辨識、分析較大及以上風險清單及防控重點函告施工合同段母體公司，督導母體公司加大對施工合同段安全風險的檢查管控。

下面以云南某某高速公路昔漢山1號隧道為例開展12月份施工安全動態風險評估。

一、昔漢山1號隧道工程概況

昔漢山1號隧道右幅起止里程樁號為K24+610～K27+140.49，隧道全長2530.49m，最大埋深306.17m;左幅起止里程樁號為：ZK24+575～ZK27+120，隧道全長2545m，最大埋深365.22m。隧址區屬中山構造剝蝕地貌區，洞身段地形陡峻。地表植被較發育，以灌木林、杉樹為主。

二、昔漢山1號隧道現場調研情況

經12月15日現場調查可知，本隧道采取雙向掘進，隧道進口端左幅掌子面樁號為ZK25+043.6，已掘進468.6m，掌子面圍巖為Ⅴ1級，隧道進口端右幅掌子面樁號為K24+960，已掘進350m，掌子面圍巖為Ⅴ1級。隧道出口端左幅掌子面樁號為ZK26+323，已掘進797m，掌子面圍巖為Ⅴ2級，隧道出口端右幅掌子面樁號為K26+423，已掘進717.49m，掌子面圍巖為Ⅴ2級。

隧道進口左洞掌子面及掌子面后方10m范圍內存在淋雨狀出水，含黑泥的流水被引流到左右導坑，導坑積水量大，根據水平鉆孔顯示掌子面前方存在線狀出水。隧道進口左洞仰拱到掌子面的距離為49m，左側下臺階一次開挖5榀工字鋼，不符合標準規范的要求。隧道進口右洞右側下沉變形嚴重，現已用開挖棄土進行反壓。現到掌子面的12榀工字鋼，已出現變形損壞甚至侵限現象，需要進行換拱處理。現右洞處于停工狀態。隧道進出口左右洞掌子面無滲水痕跡，水平鉆孔無出水情況。出口右洞變形量較大，為30～40cm。掌子面采用兩臺階預留核心土法開挖，據現場觀測，所預留核心土較小。隧道出口右洞仰拱到掌子面的距離為46m，不符合標準規范的要求。

與上次調研相距一個月的時間，本隧道進口端左幅掘進13.6m，進口端右幅掘進0m，出口端左幅掘進了65m，出口端右幅掘進了75m。

三、昔漢山1號隧道施工安全較大及以上風險動態評估

根據昔漢山1號隧道的地質情況可推斷出本隧道較大及以上風險為坍塌事故。本次動態評估采用LC法，“C”表示事故發生的嚴重度，取值按照以下標準： 特別嚴重取值10，嚴重取值5，較嚴重取值2，不嚴重取值1。

“L”表示事故發生的可能性，現根據隧道的具體情況對“L”的取值作了定義。L=（γ+β），其中γ表示管理因素，β表示環境因素。由于本隧道巖性主要為強風化薄層狀片巖，這種圍巖受水影響大，遇水軟化，減弱圍巖的自穩能力，易導致坍塌事故。β=F*G，F表示隧道圍巖等級，G代表隧道圍巖的賦水

情況。風險等級取值區間按照以下標準：較小風險（Ⅳ）：（0-5];一般風險（Ⅲ）：（5-20];較大風險（Ⅱ）：（20-55];重大風險（Ⅰ）：（55-100]。

根據兩階段設計圖紙可知，隧道Ⅴ級圍巖段每月掘進60m，Ⅳ級圍巖段每月掘進90m，Ⅲ級圍巖段每月掘進120m。

重點防控建議措施：（1）嚴格按照審批后的專項方案施工，同時建議遵循《公路隧道施工技術規范》（ JTGT 3660-2020 ）要求，宜采用開挖分部少、可快速閉合的施工方法。分步開挖后，應及時封閉成環。

（2）嚴格按照《云南省交通運輸廳關于切實加強公路隧道施工標準化管理的通知》（云交基建〔2018〕96號）的要求：①上臺階Ⅴ、Ⅵ級圍巖開挖不應大于1榀鋼架間距，Ⅵ級圍巖不應大于2榀鋼架間距;臺階下部斷面一次開挖長度宜與上部斷面相同，且不得超過1.5m。②Ⅳ級圍巖二襯到掌子面的距離不得大于90m，仰拱到掌子面的距離不得大于50m。

（3）由于本隧道為薄～中～厚層狀片巖，層間結合力差，隧道開挖后極易發生坍塌掉塊，應嚴格按照規范和相關規定控制隧道開挖進尺和施工步距。

（4）嚴格按照《云南省交通運輸廳關于進一步加強公路隧道超前地質預報強制性措施的通知》（云交建設便[2019]158號）開展超前地質預報工作，根據超前地質預報結果，及時調整開挖方法和支護形式。

（5）加強超前支護質量檢查，確保支護效果。

（6）已開挖未施作二襯段，應加強監控量測、設置沉降監測點。

（7）隧道進口右洞不良地質處治段落施工過程中，建議加強超前支護，縮短開挖進尺，及時封閉成環。現場技術員、安全員全程跟班作業，同時加強拱頂下沉和周邊收斂變形觀測頻率，確保施工安全。

（8）本隧道出口右洞兩臺階預留核心土面積預留過小，應根據《公路隧道施工技術規范》（JTG/T3660-2020）的要求預留核心土。

四、結論

動態風險評估每月進行一次，本文通過對昔漢山1號隧道現場踏勘，收集監控量測、超前鉆孔、超前地質預報、兩階段施工設計圖等資料對本隧道進行動態風險評估，確定今后一個月內隧道施工圍巖段坍塌事故的風險等級，并提出了控制風險的建議措施。動態風險評估方法采用LC法，但對于“L”可能性的取值，本文結合隧道的實際情況作了重新定義，“L”取值主要由管理因素和環境因素（圍巖等級和賦水情況）來共同決定。

參考文獻：

[1]劉靖.高速公路隧道施工全過程風險動態分析與反饋設計方法研究[D].西安：長安大學，2013.

[2]王志杰，王如磊，舒永熙，等.高速公路特長隧道及隧道群運營安全風險評估研究[J].現代隧道技術，2019，56（2）：45-52.

（云南云嶺公路工程注冊安全工程師事務所有限公司 云南昆明650000）