高速公路隧道施工安全較大及以上風(fēng)險動態(tài)評估

萬家華 吳昌雄

分類號：U455.1

摘要：隧道地質(zhì)巖性存在復(fù)雜性、多樣性、不確定性。因此，地質(zhì)勘察報告難免會出現(xiàn)圍巖等級、圍巖巖性等參數(shù)的不準(zhǔn)確性。唯有對隧道采取動態(tài)風(fēng)險評估，實時準(zhǔn)確把控隧道的施工風(fēng)險，才能確保施工安全。本文的動態(tài)評估主要依據(jù)現(xiàn)場調(diào)研時隧道施工段的超前地質(zhì)預(yù)報、超前鉆孔、監(jiān)控量測、掌子面圍巖情況等資料進(jìn)行。動態(tài)評估方法采用經(jīng)過修訂的LC法。

關(guān)鍵詞：隧道;地質(zhì);動態(tài)評估

前言

為進(jìn)一步加強全省高速公路建設(shè)工程施工生產(chǎn)安全管理工作，深刻汲取我省公路建設(shè)工程領(lǐng)域“4.01”、“11.26”、“12.05”多起事故教訓(xùn)，遏制生產(chǎn)安全事故易發(fā)、多發(fā)姿態(tài)，依據(jù)有關(guān)法律法規(guī)和規(guī)章制度，以更嚴(yán)措施加強生產(chǎn)安全監(jiān)管工作，云南省出臺了《云南省交通運輸廳關(guān)于以更嚴(yán)措施加強公路建設(shè)施工安全監(jiān)管的通知》（以下簡稱“《通知》”）。

根據(jù)《通知》的要求：建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)建立較大及以上安全風(fēng)險辨識月調(diào)度預(yù)警制度。對項目中特大及特殊結(jié)構(gòu)橋梁（大型現(xiàn)澆橋、連續(xù)剛構(gòu)、拱橋、懸索橋等）、長或特長隧道、不良地質(zhì)隧道（巖溶、富水、存在瓦斯、硫化氫氣體、穿越煤層、采空區(qū)或有斷層、破碎帶等的隧道），以及存在較大及以上安全風(fēng)險的分部工程全面開展辨識，建立較大及以上安全風(fēng)險清單，并向項目所屬質(zhì)量安全監(jiān)督機構(gòu)報備，風(fēng)險清單發(fā)生變化時應(yīng)補充報送。根據(jù)工程施工進(jìn)度，由建設(shè)單位指揮長（項目公司負(fù)責(zé)人）組織施工、監(jiān)理、檢測等相關(guān)單位負(fù)責(zé)人每月召開1次風(fēng)險辨識月調(diào)度會，結(jié)合相關(guān)資料及檢測數(shù)據(jù)成果，辨識分析當(dāng)月及下一個月較大及以上安全風(fēng)險部位、風(fēng)險等級、重點防控措施等。

建設(shè)單位應(yīng)將月調(diào)度會辨識、分析較大及以上風(fēng)險清單及防控重點函告施工合同段母體公司，督導(dǎo)母體公司加大對施工合同段安全風(fēng)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(tài)風(fēng)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(qū)屬中山構(gòu)造剝蝕地貌區(qū)，洞身段地形陡峻。地表植被較發(fā)育，以灌木林、杉樹為主。

二、昔漢山1號隧道現(xiàn)場調(diào)研情況

經(jīng)12月15日現(xiàn)場調(diào)查可知，本隧道采取雙向掘進(jìn)，隧道進(jìn)口端左幅掌子面樁號為ZK25+043.6，已掘進(jìn)468.6m，掌子面圍巖為Ⅴ1級，隧道進(jìn)口端右幅掌子面樁號為K24+960，已掘進(jìn)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(jìn)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(jìn)717.49m，掌子面圍巖為Ⅴ2級。

隧道進(jìn)口左洞掌子面及掌子面后方10m范圍內(nèi)存在淋雨狀出水，含黑泥的流水被引流到左右導(dǎo)坑，導(dǎo)坑積水量大，根據(jù)水平鉆孔顯示掌子面前方存在線狀出水。隧道進(jìn)口左洞仰拱到掌子面的距離為49m，左側(cè)下臺階一次開挖5榀工字鋼，不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求。隧道進(jìn)口右洞右側(cè)下沉變形嚴(yán)重，現(xiàn)已用開挖棄土進(jìn)行反壓?，F(xiàn)到掌子面的12榀工字鋼，已出現(xiàn)變形損壞甚至侵限現(xiàn)象，需要進(jìn)行換拱處理?，F(xiàn)右洞處于停工狀態(tài)。隧道進(jìn)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(yù)留核心土法開挖，據(jù)現(xiàn)場觀測，所預(yù)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求。

與上次調(diào)研相距一個月的時間，本隧道進(jìn)口端左幅掘進(jìn)13.6m，進(jìn)口端右幅掘進(jìn)0m，出口端左幅掘進(jìn)了65m，出口端右幅掘進(jìn)了75m。

三、昔漢山1號隧道施工安全較大及以上風(fēng)險動態(tài)評估

根據(jù)昔漢山1號隧道的地質(zhì)情況可推斷出本隧道較大及以上風(fēng)險為坍塌事故。本次動態(tài)評估采用LC法，“C”表示事故發(fā)生的嚴(yán)重度，取值按照以下標(biāo)準(zhǔn)： 特別嚴(yán)重取值10，嚴(yán)重取值5，較嚴(yán)重取值2，不嚴(yán)重取值1。

“L”表示事故發(fā)生的可能性，現(xiàn)根據(jù)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(huán)境因素。由于本隧道巖性主要為強風(fēng)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(wěn)能力，易導(dǎo)致坍塌事故。β=F*G，F(xiàn)表示隧道圍巖等級，G代表隧道圍巖的賦水

情況。風(fēng)險等級取值區(qū)間按照以下標(biāo)準(zhǔn)：較小風(fēng)險（Ⅳ）：（0-5];一般風(fēng)險（Ⅲ）：（5-20];較大風(fēng)險（Ⅱ）：（20-55];重大風(fēng)險（Ⅰ）：（55-100]。

根據(jù)兩階段設(shè)計圖紙可知，隧道Ⅴ級圍巖段每月掘進(jìn)60m，Ⅳ級圍巖段每月掘進(jìn)90m，Ⅲ級圍巖段每月掘進(jìn)120m。

重點防控建議措施：（1）嚴(yán)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(shù)規(guī)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(yīng)及時封閉成環(huán)。

（2）嚴(yán)格按照《云南省交通運輸廳關(guān)于切實加強公路隧道施工標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)大于1榀鋼架間距，Ⅵ級圍巖不應(yīng)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(jié)合力差，隧道開挖后極易發(fā)生坍塌掉塊，應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范和相關(guān)規(guī)定控制隧道開挖進(jìn)尺和施工步距。

（4）嚴(yán)格按照《云南省交通運輸廳關(guān)于進(jìn)一步加強公路隧道超前地質(zhì)預(yù)報強制性措施的通知》（云交建設(shè)便[2019]158號）開展超前地質(zhì)預(yù)報工作，根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報結(jié)果，及時調(diào)整開挖方法和支護(hù)形式。

（5）加強超前支護(hù)質(zhì)量檢查，確保支護(hù)效果。

（6）已開挖未施作二襯段，應(yīng)加強監(jiān)控量測、設(shè)置沉降監(jiān)測點。

（7）隧道進(jìn)口右洞不良地質(zhì)處治段落施工過程中，建議加強超前支護(hù)，縮短開挖進(jìn)尺，及時封閉成環(huán)。現(xiàn)場技術(shù)員、安全員全程跟班作業(yè)，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(yù)留核心土面積預(yù)留過小，應(yīng)根據(jù)《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T3660-2020）的要求預(yù)留核心土。

四、結(jié)論

動態(tài)風(fēng)險評估每月進(jìn)行一次，本文通過對昔漢山1號隧道現(xiàn)場踏勘，收集監(jiān)控量測、超前鉆孔、超前地質(zhì)預(yù)報、兩階段施工設(shè)計圖等資料對本隧道進(jìn)行動態(tài)風(fēng)險評估，確定今后一個月內(nèi)隧道施工圍巖段坍塌事故的風(fēng)險等級，并提出了控制風(fēng)險的建議措施。動態(tài)風(fēng)險評估方法采用LC法，但對于“L”可能性的取值，本文結(jié)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(huán)境因素（圍巖等級和賦水情況）來共同決定。

參考文獻(xiàn)：

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（云南云嶺公路工程注冊安全工程師事務(wù)所有限公司 云南昆明650000）