周克元， 周朝暉， 唐雨春

(湖南省婁衡高速公路建設(shè)開發(fā)有限公司， 湖南 衡陽(yáng)　421001)

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高速公路隧道施工危險(xiǎn)源辨識(shí)與控制研究

周克元， 周朝暉， 唐雨春

(湖南省婁衡高速公路建設(shè)開發(fā)有限公司， 湖南 衡陽(yáng)421001)

摘要：通過對(duì)近幾年高速公路隧道施工中常見事故的分析，明確高速公路隧道施工過程中的主要事故類型，得到高速公路隧道施工中的主要危險(xiǎn)源。從而針對(duì)高速公路隧道施工的危險(xiǎn)源控制提出可操作性管理措施。

關(guān)鍵詞：隧道施工； 危險(xiǎn)源； 辨識(shí)； 控制措施

0前言

2012年7月29日，中鐵電氣化局集團(tuán)廈漳公路(廈門段)A4合同段(廈門市海滄區(qū)馬青路旁雷公山隧道右洞與漳州交界處)在施工過程中，發(fā)生塌方事故，造成4人死亡。2013年11月29日，貴州省畢節(jié)市織金縣境內(nèi)，中國(guó)交通北方工程有限公司承建的夏蓉高速織納段第三標(biāo)段徐家寨隧道在施工過程中，工作面發(fā)生冒頂，造成4人死亡。2014年5月3日，安徽省池州市東至縣望東大橋堯渡西村龍頭嶺隧道施工工地現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生坍塌，造成6人死亡。

隧道施工的工程水文條件相對(duì)復(fù)雜隱蔽，施工人員事先無(wú)法準(zhǔn)確地測(cè)量施工的工程地質(zhì)情況，只能基本預(yù)測(cè)其所處的地質(zhì)環(huán)境，從而使得施工中可能會(huì)出現(xiàn)預(yù)料不到的塌方、冒頂、涌水等工程事故[2]，事故一旦發(fā)生，輕則影響施工進(jìn)程和工程質(zhì)量、增加投資，重則造成慘痛的人員傷亡[3]，因此合理地對(duì)高速公路隧道施工進(jìn)行危險(xiǎn)源辨識(shí)，采取針對(duì)性措施進(jìn)行預(yù)防十分必要。

事故發(fā)生的背后往往是管理的缺失，習(xí)近平總書記曾說(shuō)過發(fā)展決不能以犧牲人的生命為代價(jià)。通過對(duì)高速公路隧道施工事故的分析，可以明確危險(xiǎn)源的種類和危險(xiǎn)程度，從而為安全管理提供可操作性的科學(xué)依據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)源分區(qū)分塊進(jìn)行科學(xué)管理。

1高速公路隧道施工中的危險(xiǎn)源辨識(shí)

1.1危險(xiǎn)源辨識(shí)

高速公路隧道施工的地質(zhì)條件具有不確定性，可能發(fā)生坍塌、冒頂片幫、物體打擊、放炮、車輛傷害、起重傷害、瓦斯爆炸、火藥爆炸、觸電、火災(zāi)、灼燙淹溺、中毒和窒息、其他傷害等。不同類型的地質(zhì)應(yīng)選擇不同的隧道施工技術(shù)，因此沒有現(xiàn)成的施工模式可供參考[1]。隨著施工環(huán)境和機(jī)械設(shè)備等客觀條件的變化，在隧道施工過程中可能還會(huì)不斷涌現(xiàn)新的危險(xiǎn)源。

以下是針對(duì)近幾年公路隧道施工中發(fā)生的事故進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)分析。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)自國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局網(wǎng)站事故查詢系統(tǒng)，此次統(tǒng)計(jì)只包含公路隧道施工過程中所發(fā)生的事故(包含外界無(wú)關(guān)人員造成的事故)，不包括工程竣工后所發(fā)生的其他事故。

從圖1中可以看出隧道施工事故發(fā)生次數(shù)排在前幾位的有坍塌、爆炸、中毒窒息、火災(zāi)、冒頂片幫。其中坍塌占所有事故起數(shù)的74%，爆炸占10%，中毒窒息占5%，冒頂片幫占3%。

六是成果應(yīng)用報(bào)告制度。盡管在成果的轉(zhuǎn)化應(yīng)用方面，浙江為全國(guó)同類工作提供了經(jīng)驗(yàn)與示范，但成果的轉(zhuǎn)化應(yīng)用不利、不順、不暢的問題仍普遍存在。其中既有現(xiàn)行體制機(jī)制問題，也有督導(dǎo)不力問題。投入與產(chǎn)出失衡的現(xiàn)象不能再持續(xù)下去，應(yīng)以制度來(lái)強(qiáng)化成果的應(yīng)用，用業(yè)務(wù)要求引導(dǎo)成果應(yīng)用，用績(jī)效考核激勵(lì)成果應(yīng)用。用與不用效果大不一樣，嘉興市國(guó)土資源局的做法值得推廣。及時(shí)了解成果應(yīng)用的情況，有利于總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、發(fā)現(xiàn)問題，進(jìn)而促進(jìn)土地質(zhì)量地質(zhì)調(diào)查工作的技術(shù)進(jìn)步，這是良性的互動(dòng)。

圖1　2009年～2014年公路隧道施工事故類型

從圖1可以看出坍塌和爆炸占到事故總數(shù)的80%以上，是重點(diǎn)預(yù)防的事故類型，而坍塌事故是重中之重，是隧道施工過程中的第一要害。坍塌事故易受地形、氣候條件的影響，而隧道施工具有地質(zhì)復(fù)雜多變，作業(yè)空間狹小，不可預(yù)見的因素較多，各種有害因素相交織等特點(diǎn)，造成隧道施工的風(fēng)險(xiǎn)極高，工傷事故屢見不鮮。在隧道施工過程中，因地基未夯實(shí)、腳手架倒塌、機(jī)械設(shè)備作業(yè)的安全距離不夠以及人員的不安全行為等原因都會(huì)造成坍塌傷害事故。坍塌事故主要對(duì)人體引起碰撞、沖擊等，如果發(fā)生事故受傷者輕則皮肉受傷，重則傷筋動(dòng)骨、斷肢致殘，甚至危及生命。因此要集中力量整治坍塌事故，同時(shí)也要預(yù)防其他類型事故的發(fā)生。

從圖2中可以看出，坍塌造成的死亡人數(shù)占所有類型的48%，爆炸占20%，中毒窒息占6%，火災(zāi)占5%，冒頂片幫占6%。

圖2　2009年～2014年公路隧道施工事故死亡人數(shù)比例

從圖3中可以看出，2009年～2011年事故起數(shù)和死亡人數(shù)呈上升趨勢(shì)，2011年～2013年呈下降趨勢(shì)，2013年～2014年呈上升趨勢(shì)。從圖中可以看出事故發(fā)生次數(shù)和死亡人數(shù)的變化趨于平衡，說(shuō)明大多事故單次傷亡相差不大，多為一般和較大事故。只有2012年的變化不太統(tǒng)一，2012年發(fā)生了5起事故，死亡人數(shù)卻達(dá)到43人，通過具體查詢可知2012年發(fā)生了傷亡人數(shù)超過10人的重大事故。

圖3　　　2009年～2014年公路隧道施工事故起數(shù)與　　　死亡人數(shù)趨勢(shì)圖

1.2危險(xiǎn)源分析

高速公路隧道工程施工大致可分為隧道開挖、初期支護(hù)(一次襯砌)和二次襯砌。隧道開挖包括開挖施工和裝碴運(yùn)輸，初期支護(hù)包括鋼筋網(wǎng)片制作安裝、超前小導(dǎo)管、鋼拱架加工安裝、錨桿加工及安設(shè)、噴射混凝土，二次襯砌包括模板安裝和拆除、防水板制作和鋪設(shè)、無(wú)紡布鋪設(shè)、模板臺(tái)車行走和保養(yǎng)、混凝土灌注、混凝土拆模[4]。

根據(jù)主要的事故類型，分析高速公路隧道工程的施工程序可辨識(shí)高速公路隧道開挖施工主要危險(xiǎn)源，如表1所示。

表1 高速公路隧道開挖施工主要危險(xiǎn)源辨識(shí)編號(hào)工序危險(xiǎn)源及風(fēng)險(xiǎn)事故類別1隧道開挖不良地質(zhì)、特殊地質(zhì)及圍巖膨脹變形產(chǎn)生局部破壞,引起坍塌坍塌2隧道開挖支護(hù)不當(dāng)、壓力過大造成坍塌(片幫)及頂部或側(cè)壁垮落(冒頂)或處理浮石操作不當(dāng)?shù)仍斐删植刻鹿拭绊斊瑤?隧道開挖火工品管理不當(dāng)或違章操作造成火工品爆炸發(fā)生人身傷害火藥爆炸4隧道開挖隧道穿過不良地質(zhì),瓦斯異常涌出瓦斯爆炸5裝碴運(yùn)輸無(wú)軌裝碴運(yùn)輸設(shè)備的尾氣造成人體傷害中毒窒息6防水板、無(wú)紡布鋪設(shè)防水板焊接時(shí)所產(chǎn)生的有害物質(zhì)對(duì)人體的傷害中毒窒息7防水板制作防水板制作或鋪設(shè)過程中使用明火導(dǎo)致防水板著火火災(zāi)

2高速公路隧道施工中的危險(xiǎn)源控制

2.1隧道坍塌事故危險(xiǎn)源控制

根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析可知，隧道坍塌事故占所有事故類型的74%，因此隧道坍塌事故危險(xiǎn)源控制是高速公路隧道施工管理的重中之重。針對(duì)隧道坍塌事故危險(xiǎn)源控制提出以下針對(duì)性措施：

1) 加強(qiáng)不良地質(zhì)地段的地質(zhì)預(yù)報(bào)[5]，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控。

① 隧道施工應(yīng)以工程水文、地質(zhì)情況作為設(shè)計(jì)的前提條件。施工前進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，對(duì)隧道所穿越位置的地質(zhì)進(jìn)行充分探索，盡量繞過不良地質(zhì)和特殊地質(zhì)路段[6]。如果地質(zhì)情況無(wú)法查明，則需采取預(yù)防措施并放慢施工速度。此外，還要對(duì)穿越位置的地下水進(jìn)行勘測(cè)，盡量繞過地下水聚集的區(qū)域，避免滲透、浸泡造成的坍塌事故[7]。

② 施工中應(yīng)針對(duì)施工的進(jìn)度及地質(zhì)條件的變化對(duì)施工方法進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。并盡量?jī)?yōu)化施工方式，針對(duì)施工工序、時(shí)間等的間隔進(jìn)行預(yù)先安排，避免地層暴露過久造成圍巖松動(dòng)。

③ 加強(qiáng)災(zāi)害預(yù)警機(jī)制。坍塌災(zāi)害預(yù)警機(jī)制的建立需要對(duì)地質(zhì)體的性質(zhì)進(jìn)行鑒別、對(duì)涌水量進(jìn)行鑒別、對(duì)洞內(nèi)瓦斯進(jìn)行監(jiān)測(cè)[8]。通過鑒別對(duì)可能發(fā)生的災(zāi)害進(jìn)行分級(jí)管理，建立藍(lán)色、黃色、橙色、紅色四級(jí)預(yù)警機(jī)制，分級(jí)啟動(dòng)。

④ 加強(qiáng)應(yīng)急管理。在施工前針對(duì)超前支護(hù)與開挖過程中可能發(fā)生的坍塌事故分別制定詳細(xì)的施工應(yīng)急預(yù)案。并制定應(yīng)急演練方案，進(jìn)行塌方事故救援演練。事故發(fā)生后及時(shí)疏散現(xiàn)場(chǎng)人員，對(duì)塌方路段進(jìn)行加固處理避免災(zāi)害延伸。

2) 及時(shí)加強(qiáng)支護(hù)。

① 不良和特殊地質(zhì)地段的隧道開挖，應(yīng)先進(jìn)行超前支護(hù)；開挖后，及時(shí)噴射混凝土封閉巖面，施作錨桿，安裝鋼拱架、鋼筋網(wǎng)，并復(fù)噴射混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)的厚度。分部開挖時(shí)，初期支護(hù)應(yīng)盡快形成封閉結(jié)構(gòu)。初期支護(hù)封閉后，盡快施作仰拱和填充，并盡早進(jìn)行二次襯砌[9]。

② 施工過程中實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)控，掌握圍巖的發(fā)展變形和支護(hù)受力，及時(shí)判斷圍巖的穩(wěn)定性[10]，支護(hù)時(shí)機(jī)選擇過早或者過晚都會(huì)影響圍巖的穩(wěn)定性[11]。過早支護(hù)圍巖應(yīng)力得不到充分的釋放，加重初期支護(hù)承擔(dān)的荷載；支護(hù)過晚易造成圍巖風(fēng)化，松動(dòng)破壞。

2.2加強(qiáng)其他危險(xiǎn)源的監(jiān)控

1) 加強(qiáng)對(duì)火工用品的管理。嚴(yán)格按照《民用爆炸物品安全管理?xiàng)l例》及《爆破安全規(guī)程》建立出入庫(kù)檢查、登記制度，收發(fā)爆炸物品必須進(jìn)行嚴(yán)格登記[12]，做到有檔可查，有據(jù)可依。剩下或散落的火工用品必須及時(shí)收回、交庫(kù)，發(fā)現(xiàn)盲炮、殘余炸藥及雷管時(shí)，必須由原爆破人員進(jìn)行處理。

2) 建立瓦斯監(jiān)測(cè)預(yù)警機(jī)制。對(duì)于瓦斯隧道進(jìn)行分區(qū)管理，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)隧道內(nèi)溢出的瓦斯量，確保每一處的瓦斯?jié)舛鹊陀?%?？梢圆捎萌忾]預(yù)注漿的方法防止瓦斯積聚，并使用防爆型機(jī)械和電氣設(shè)備[10]。設(shè)置水氣分離裝置，利用瓦斯自身特性將其排出隧道[13]。

3) 加強(qiáng)一氧化碳、氮氧化物的監(jiān)控。使用指標(biāo)檢測(cè)儀器定時(shí)檢測(cè)有害氣體濃度，防止出現(xiàn)急性職業(yè)中毒[14]，通過機(jī)械通風(fēng)、撒水噴霧等措施降塵，使洞內(nèi)因車輛尾氣及焊接產(chǎn)生的粉塵和有害氣體濃度達(dá)到國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

4) 加強(qiáng)消防用品配備，各洞口、井口施工區(qū)以及生活區(qū)，均應(yīng)配備足夠數(shù)量的消防器材，并定期檢查和補(bǔ)充，保證滅火器材的有效性。保證所有的明火源與防水板之間有一定的安全距離，防止引燃防水板。鋼筋焊接隔離防護(hù)板的供電線路也應(yīng)與防水板保持適當(dāng)間距[15]。

3結(jié)論

近幾年高速公路隧道施工中的事故種類主要有坍塌、爆炸、中毒窒息、冒頂片幫、火災(zāi)，而高速公路隧道施工中的危險(xiǎn)源主要集中在隧道開挖、防水板制作和鋪設(shè)等工序中。通過加強(qiáng)對(duì)危險(xiǎn)源的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，配合針對(duì)性的技術(shù)措施，并制定合理的危險(xiǎn)源管理制度可以達(dá)到預(yù)防危險(xiǎn)源，提高安全管理水平的作用。

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中圖分類號(hào)：U 458

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1008-844X(2016)01-0137-04