火山隧道施工風(fēng)險(xiǎn)分析及安全管理措施探究

張廣明

（四川蜀道高速公路集團(tuán)有限公司，四川 成都 610000）

0 引言

隧道工程施工常常是在較差的施工條件下進(jìn)行，容易受到施工地質(zhì)、水系條件、人員素質(zhì)等因素的影響，具有施工難度大、風(fēng)險(xiǎn)防控難、安全管理難的特征。如何做好隧道施工過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)防控和安全管理工作，確保工程建設(shè)順利推進(jìn)，是廣大從業(yè)工作者應(yīng)該進(jìn)行深入探究的課題。本文以涼山州攀枝花市火山隧道工程為實(shí)例，總結(jié)分析其施工過(guò)程中可能存在的安全風(fēng)險(xiǎn)，提出相應(yīng)的安全管理解決辦法。

1 工程概況

沿江高速起于涼山州寧南縣城南側(cè)，止于攀枝花市仁和區(qū)，順接已建成通車的G4216線攀枝花至麗江段高速公路，路線長(zhǎng)166.167km。火山隧道位于涼山州攀枝花市境內(nèi)的鹽邊縣，海拔在1791.47～2301.57m 范圍，相對(duì)高差510.1m，地形起伏大。火山隧道的最大埋深為466.9m，隧道的一般埋深為300m，攀枝花端右洞單幅凈空的寬度為11m，高度為5m，全長(zhǎng)3675m，其中Ⅲ級(jí)圍巖1487m 占40.5%，Ⅳ級(jí)圍巖973m 占26.5%，V 級(jí)圍巖1215m占33%，左洞類同，采用端墻式洞門(mén)結(jié)構(gòu)。

隧道穿越矮朗河斷層，洞身段的巖體呈現(xiàn)出破碎狀態(tài)，地下水為第四系孔隙水類型、基巖裂隙水類型，存在施工巖爆、巖溶、斷層破碎帶等不良地質(zhì)。施工重難點(diǎn)在于：隧道洞口自然山體坡度較陡，圍巖差，交叉施工，有爆裂射落現(xiàn)象，巖爆零星間斷發(fā)生。項(xiàng)目部合理規(guī)劃布置了數(shù)字隧道管理中心、拌和站、鋼筋加工場(chǎng)、變壓器臺(tái)、空壓機(jī)房、配電房等，并規(guī)劃通道及設(shè)備加工場(chǎng)地，便于施工。火山隧道平縱指標(biāo)見(jiàn)表1所示。

表1 火山隧道平縱指標(biāo)

2 火山隧道施工風(fēng)險(xiǎn)

隧道工程施工涉及前期規(guī)劃、兩階段設(shè)計(jì)、主要施工、機(jī)電、交安、驗(yàn)收等多個(gè)環(huán)節(jié)，生產(chǎn)程序復(fù)雜，工作量龐大[1-2]，因此，施工過(guò)程具有更多的安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.1 隧道施工安全技術(shù)方案不契合實(shí)際

高速公路隧道施工程序比較復(fù)雜，施工前要進(jìn)行隧道沿線現(xiàn)場(chǎng)踏勘，搜集各類資料，辨識(shí)各類安全風(fēng)險(xiǎn)等前期工作。這些工作如果準(zhǔn)備不充分，就可能存在洞身開(kāi)挖方法選擇不當(dāng)、一次性開(kāi)挖的進(jìn)尺過(guò)大、光面爆破未落實(shí)“一炮三檢”等硬性規(guī)定、坍塌、突泥和突水、高空墜落、有毒有害氣體等危險(xiǎn)因素，會(huì)因辨識(shí)不全導(dǎo)致編制出來(lái)的隧道安全施工技術(shù)方案沒(méi)有針對(duì)性、現(xiàn)場(chǎng)操作性不強(qiáng)，不能夠起到有效指導(dǎo)實(shí)際施工的作用。

2.2 隧道施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及管理不完善

開(kāi)展安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、編制風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告停留在施工設(shè)計(jì)階段，更多是把上一個(gè)項(xiàng)目或是類似項(xiàng)目的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告拿過(guò)來(lái)修改一下，不能充分結(jié)合本隧道施工的實(shí)際，編制的風(fēng)評(píng)報(bào)告更多是為了應(yīng)付檢查，不能夠用于指導(dǎo)實(shí)際，也沒(méi)有發(fā)揮其應(yīng)有的作用。其次，某些從事安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的工作人員技術(shù)能力弱、現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)少，可能會(huì)導(dǎo)致安全風(fēng)險(xiǎn)分析不準(zhǔn)確、遺漏或者把該工程不涉及的內(nèi)容納入進(jìn)來(lái)，報(bào)告制定的風(fēng)險(xiǎn)管控措施勢(shì)必會(huì)存在問(wèn)題、不切實(shí)際。

2.3 隧道圍巖及周邊監(jiān)控測(cè)量不到位

隧道安全施工最怕的就是大變形、大位移，所以做好隧道施工過(guò)程中的位移監(jiān)控量測(cè)工作至關(guān)重要。如果圍巖監(jiān)控量測(cè)方案不細(xì)致、不合理，監(jiān)控量測(cè)點(diǎn)位布設(shè)、測(cè)量點(diǎn)間距、監(jiān)控量測(cè)時(shí)間間隔沒(méi)有滿足要求，肯定就會(huì)存在風(fēng)險(xiǎn)；一些工作人員可能因懶惰導(dǎo)致監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)被偽造，特別是大變形監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)沒(méi)有被及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理就極易發(fā)生事故；量測(cè)點(diǎn)被隧道施工的一些機(jī)械設(shè)備破壞且未及時(shí)進(jìn)行修復(fù)等問(wèn)題，勢(shì)必都會(huì)影響測(cè)量結(jié)果，進(jìn)而造成不良影響。

2.4 安全防范意識(shí)有待提高，查找安全問(wèn)題的能力不足

在安全生產(chǎn)方面存在認(rèn)識(shí)的短板，安全發(fā)展理念沒(méi)有真正樹(shù)牢，抓安全工作的決心和毅力不足，對(duì)已有措施的督促檢查落實(shí)停留于表面。不能嚴(yán)格執(zhí)行“先培訓(xùn)，考試合格后上崗”的工作要求，尤其是對(duì)一線作業(yè)人員的安全教育培訓(xùn)，班前5min培訓(xùn)執(zhí)行有差距，導(dǎo)致一線工人缺乏相應(yīng)指導(dǎo)，不能發(fā)現(xiàn)施工過(guò)程中存在的安全問(wèn)題。

3 火山隧道施工安全管理應(yīng)對(duì)措施

3.1 有效落實(shí)項(xiàng)目部安全風(fēng)險(xiǎn)分析及安全管理責(zé)任

（1）項(xiàng)目成立安全領(lǐng)導(dǎo)小組，建立火山隧道安全管理保證體系（如圖1所示），健全項(xiàng)目安全生產(chǎn)管理制度，制定切實(shí)可行的安全生產(chǎn)責(zé)任制，確保隧道施工安全責(zé)任通過(guò)分工、分解能夠有效落實(shí)到現(xiàn)場(chǎng)每一個(gè)人身上。

圖1 火山隧道安全管理保證體系

（2）通過(guò)對(duì)作業(yè)環(huán)境、工藝流程、機(jī)械設(shè)備和人員專業(yè)性進(jìn)行多角度、全方位的風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)，梳理出風(fēng)險(xiǎn)管控清單，并嚴(yán)格落實(shí)風(fēng)險(xiǎn)告知制度，提高作業(yè)人員風(fēng)險(xiǎn)防控意識(shí)[3]。

（3）高度重視隧道施工中的過(guò)程管控，尤其針對(duì)主洞開(kāi)挖、支護(hù)等風(fēng)險(xiǎn)高的工序重點(diǎn)關(guān)注。火山隧道V級(jí)圍巖占比33%，在進(jìn)行光面爆破開(kāi)挖時(shí)，項(xiàng)目各方人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)督導(dǎo)，作業(yè)人員嚴(yán)格按照“淺眼、多孔、多段、少藥、大時(shí)差”基本原則，針對(duì)不同圍巖調(diào)整爆破參數(shù)、安全防范措施，減少爆破對(duì)軟弱圍巖的擾動(dòng)。

（4）嚴(yán)把設(shè)備設(shè)施檢驗(yàn)關(guān)，對(duì)未報(bào)檢或安全驗(yàn)收不合格的機(jī)械設(shè)備堅(jiān)決不允許投入使用，同時(shí)積極投入安全費(fèi)用、儲(chǔ)備應(yīng)急物資、改善安全環(huán)境、優(yōu)化事故預(yù)防及應(yīng)急處置方案，提升應(yīng)急處理能力，一旦發(fā)生事故或險(xiǎn)性事件，通過(guò)科學(xué)施救降低損失。

3.2 科學(xué)編制施工安全技術(shù)方案，強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)施工執(zhí)行

（1）火山隧道施工前，項(xiàng)目部安排專業(yè)技術(shù)人員對(duì)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行了組織審查，實(shí)地調(diào)查后重點(diǎn)對(duì)不同圍巖級(jí)別段開(kāi)挖、支護(hù)及不良地質(zhì)段落等安全施工進(jìn)行討論，擬定了科學(xué)合理的施工安全技術(shù)方案，明確了火山隧道施工總體流程（如圖2所示），并進(jìn)行了技術(shù)交底。火山隧道施工方案主要包括施工測(cè)量和監(jiān)控量測(cè)、洞身開(kāi)挖、圍巖支護(hù)、不良地質(zhì)施工、通風(fēng)、防排水等內(nèi)容。針對(duì)不同圍巖等級(jí)，采取不同的開(kāi)挖方式，對(duì)于V 級(jí)圍巖淺埋段、偏壓段、不良地質(zhì)段火山隧道采用臺(tái)階法+預(yù)留核心土法施工，Ⅳ級(jí)圍巖段用臺(tái)階法進(jìn)行開(kāi)挖，III級(jí)圍巖用全斷面法進(jìn)行開(kāi)挖。

圖2 火山隧道總體施工工藝流程圖

（2）在建設(shè)時(shí)，項(xiàng)目部加強(qiáng)隧道超前支護(hù)、安全步距和開(kāi)挖等工序的檢查力度，嚴(yán)防不按方案施工，同時(shí)引進(jìn)拱錨噴臺(tái)車和智能濕噴機(jī)械、鐵建重工ZYS113 全電腦三臂鑿巖臺(tái)車等機(jī)械化設(shè)備，精準(zhǔn)地按照炮孔設(shè)計(jì)的位置和角度進(jìn)行自動(dòng)鉆孔定位與自動(dòng)掘進(jìn)，臺(tái)車自帶MWD 軟件對(duì)自動(dòng)生成的鉆進(jìn)參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實(shí)時(shí)調(diào)整鉆桿鉆進(jìn)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)全機(jī)械化、自動(dòng)化與智能鉆孔作業(yè)，降低人員暴露危險(xiǎn)環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 強(qiáng)化隧道圍巖監(jiān)控測(cè)量管理水平

（1）火山隧道合同段監(jiān)控量測(cè)由總包部統(tǒng)一招標(biāo)的第三方單位進(jìn)行監(jiān)測(cè)，項(xiàng)目部首先配備了專業(yè)測(cè)量人員，利用高精度全站儀獨(dú)立進(jìn)行復(fù)核監(jiān)測(cè)（如圖3所示），健全了監(jiān)控量測(cè)相關(guān)的管理、報(bào)告等制度，并要求量測(cè)單位每天進(jìn)行數(shù)據(jù)上報(bào)，每周、每月形成正式報(bào)告，確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確高效及時(shí)。

圖3 火山隧道拱頂下沉量測(cè)示意圖

（2）強(qiáng)化監(jiān)控量測(cè)人員培訓(xùn)和測(cè)量過(guò)程質(zhì)量管控工作，動(dòng)態(tài)做好對(duì)圍巖量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研判，并按照下列措施執(zhí)行：在速率>5mm/d時(shí)，說(shuō)明圍巖處于急劇變形狀態(tài)，應(yīng)立即暫停施工，加大量測(cè)頻率，并結(jié)合實(shí)際采取增設(shè)臨時(shí)鋼支撐或錨桿的方式加強(qiáng)初期支護(hù)，同時(shí)及時(shí)調(diào)整開(kāi)挖方式、爆破參數(shù)、安全步距參數(shù)等，有效降低風(fēng)險(xiǎn)；速率變化在1～5mm/d 時(shí)，加強(qiáng)對(duì)洞內(nèi)、外觀察，是否存在地表開(kāi)裂、初期支護(hù)開(kāi)裂、變形等，當(dāng)已噴錨區(qū)段的圍巖有較大變形或錨桿失效時(shí)，立即在該區(qū)段增設(shè)加強(qiáng)錨桿，其長(zhǎng)度不小于原錨桿長(zhǎng)度的1.5 倍；速率＜1mm/d時(shí)，說(shuō)明圍巖是穩(wěn)定的[4]。

3.4 加強(qiáng)安全教育培訓(xùn)，提升安全意識(shí)

火山隧道項(xiàng)目部充分利用日常安全會(huì)議、安全專題培訓(xùn)、安全生產(chǎn)月等大力開(kāi)展安全生產(chǎn)文化宣傳，使作業(yè)人員能夠深入了解安全防護(hù)知識(shí)及措施，不斷提高安全意識(shí)，推動(dòng)“關(guān)口前移”。建立安全教育培訓(xùn)案例庫(kù)，充實(shí)安全事故案例警示內(nèi)容，建立各級(jí)管理崗位和操作人員分級(jí)培訓(xùn)機(jī)制以及員工安全準(zhǔn)入、評(píng)價(jià)、考核機(jī)制。倡導(dǎo)全員業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)，創(chuàng)新方式方法，通過(guò)實(shí)景教育基地、視頻直播、VR體驗(yàn)式培訓(xùn)等方式，提高教育的吸引力和有效性，加強(qiáng)三類人員安全教育培訓(xùn)工作。盡量避免教育斷斷續(xù)續(xù)、流于形式，把安全教育作為一項(xiàng)剛性要求常抓不懈，持續(xù)改進(jìn)，讓安全操作規(guī)程轉(zhuǎn)化為隊(duì)伍和作業(yè)人員的自覺(jué)行為。

4 結(jié)束語(yǔ)

涼山州攀枝花市火山隧道工程項(xiàng)目組根據(jù)工程施工過(guò)程中可能存在的安全風(fēng)險(xiǎn)，采取了相應(yīng)的安全管理解決辦法，收到了較好的效果。該工程的實(shí)踐證明，加強(qiáng)隧道施工安全風(fēng)險(xiǎn)防控以及安全管理工作十分重要，施工期間必須確保地質(zhì)勘察、設(shè)計(jì)圖紙、施工方案制定、現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行等工作的科學(xué)性和有效性，并系統(tǒng)分析存在的安全風(fēng)險(xiǎn)，逐一提出切實(shí)可行的安全防范措施，堅(jiān)持根據(jù)實(shí)際情況動(dòng)態(tài)調(diào)整施工技術(shù)方案、施工工序，配齊配強(qiáng)人員力量，才能夠確保隧道施工安全、有序進(jìn)行。