楊占平

中鐵二十四局集團(tuán)有限公司 上海 200070

正文：

引言

隨著當(dāng)前我國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)中鐵路系統(tǒng)“十三五”規(guī)劃的新建新建線路及投資規(guī)劃，可看出，隧道施工在安全風(fēng)險(xiǎn)管控措施方面也有了新的進(jìn)展突破。目前，鐵路線路的建設(shè)逐步延伸向西北山嶺及高原地區(qū)，由于隧道施工的隱蔽性特點(diǎn)，加大了其施工難度，尤其是hi在軟弱地質(zhì)圍巖類型隧道施工中。因此，如何加強(qiáng)此類鐵路隧道建設(shè)中安全風(fēng)險(xiǎn)管理，并通過(guò)預(yù)防控制措施提升安全風(fēng)險(xiǎn)管理意識(shí)，成為當(dāng)前高速鐵路隧道建設(shè)過(guò)程中重要理論內(nèi)容。

1 隧道施工安全風(fēng)險(xiǎn)管理特點(diǎn)分析

（1）隧道開挖過(guò)程中，由于圍巖結(jié)構(gòu)和工程水文地質(zhì)條件的復(fù)雜性，導(dǎo)致施工風(fēng)險(xiǎn)存在具有客觀性。

（2）隧道施工周邊環(huán)境惡劣，導(dǎo)致勘察資料搜集有限，隧道設(shè)計(jì)理論不完善，易造成施工過(guò)程中突發(fā)狀況發(fā)生，使得隧道施工風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生偶然性加大。

（3）隧道設(shè)計(jì)過(guò)程中，離散數(shù)據(jù)分布范圍大，勘察報(bào)告涉及的內(nèi)容相對(duì)少，造成施工風(fēng)險(xiǎn)可變性加劇。

（4）鐵路隧道施工風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生具有層次性，不僅與自身施工技術(shù)有關(guān)，與周邊環(huán)境的影響也具關(guān)聯(lián)性。

2 隧道施工安全風(fēng)險(xiǎn)與施工管理中存在的問(wèn)題

2.1 受水文地質(zhì)等因素影響較大

隧道施工引發(fā)的安全風(fēng)險(xiǎn)和施工管理問(wèn)題，主要發(fā)生在地形較為復(fù)雜特定地區(qū)。隧道施工容易受水文地質(zhì)等因素的影響，任何一個(gè)細(xì)小的問(wèn)題出現(xiàn)都會(huì)對(duì)整個(gè)工程帶來(lái)毀滅性的災(zāi)難。因而在進(jìn)行隧道施工前必須對(duì)每個(gè)里程段的地質(zhì)特征進(jìn)行細(xì)致的觀測(cè)，但是實(shí)踐中往往是即使進(jìn)行了相關(guān)的勘測(cè)仍然存在一定的安全隱患。引發(fā)安全隱患的原因是多方面的，主要原因如下：第一，貴州省地處云貴高原東部，喀斯特地質(zhì)普遍發(fā)育。該區(qū)域鐵路建設(shè)必然遇見很多穿越巖溶地層的隧道，巖溶是隧道施工過(guò)程中常見的地質(zhì)情況，它容易導(dǎo)致開挖作業(yè)面突泥、涌水、支護(hù)變形、塌陷等，直接危及人員與施工設(shè)備安全，影響施工進(jìn)度，進(jìn)行初級(jí)支護(hù)的時(shí)間就會(huì)被推遲，進(jìn)而發(fā)生變形，對(duì)工程造成不可估量的損失；第二，地形較為復(fù)雜的地區(qū)修建隧道等基礎(chǔ)設(shè)施勢(shì)必要對(duì)洞門及邊仰坡開挖，由于一些圍巖無(wú)法滿足特定的條件，在開挖過(guò)程中可能對(duì)隧道周圍的土體基礎(chǔ)造成破壞，影響整個(gè)建筑施工和周圍的地面交通運(yùn)行。

2.2 沒有健全的安全管理體系

完善的安全管理體系是保障隧道工程施工安全進(jìn)行的前提，只有將安全管理辦法貫徹到施工的每個(gè)環(huán)節(jié)中才能保障工程的質(zhì)量以及人員的安全，減少事故的發(fā)生。與其他工程相比，隧道工程在安全管理上存在更大的困難，這與上文中提到的復(fù)雜的水文地質(zhì)環(huán)境有關(guān)，同時(shí)也與安全管理體制的缺乏存在極大的關(guān)系。并且各種安全標(biāo)準(zhǔn)管理體系都已在項(xiàng)目規(guī)程中明確列出，但是在后期項(xiàng)目實(shí)施中沒有得到足夠重視。所以各種關(guān)鍵性安全管理部門和措施的疏忽，極大的阻礙了隧道施工的安全性和有效管理，才導(dǎo)致施工過(guò)程中各種違反安全施工的情形出現(xiàn)，并且難以進(jìn)行有效的管理，最終影響了整個(gè)工程的施工效率，導(dǎo)致施工質(zhì)量存在問(wèn)題。

2.3 施工隊(duì)伍缺乏安全管理意識(shí)及技術(shù)水平不達(dá)標(biāo)

當(dāng)前的隧道施工過(guò)程中對(duì)施工隊(duì)伍的管理過(guò)于松散，不能及時(shí)有效的應(yīng)對(duì)施工中出現(xiàn)的安全隱患，尤其是一些具有多年施工經(jīng)驗(yàn)的工作人員在施工操作的過(guò)程中更容易受自我意識(shí)的影響，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱含的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)處理。甚至有的施工人員并沒有按照施工方案中規(guī)定的進(jìn)行施工，反而進(jìn)行施工方案的修改，由于隧道施工中的地形較為復(fù)雜，即使是一點(diǎn)很小的改動(dòng)也會(huì)影響整個(gè)施工的安全性，施工人員安全意識(shí)的缺少嚴(yán)重影響了隧道施工的安全管理。

2.4 沒有采用先進(jìn)的機(jī)械化施工

目前，隧道施工水平與國(guó)外最大的差別就是隧道機(jī)械化水平落后，國(guó)內(nèi)隧道施工大部分使用人工操作，這樣做不但工作效率低，而且存在很多施工安全隱患，施工質(zhì)量也存在過(guò)多的問(wèn)題，如果施工現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生隧道災(zāi)害事故，對(duì)人員傷亡率比較大。現(xiàn)在大部分隧道采用人工風(fēng)鉆打眼，不但沒有發(fā)展前進(jìn)，反而倒退了。鋼拱架架設(shè)、防水板鋪設(shè)、仰拱施工基本是采用人工配合簡(jiǎn)易機(jī)械、簡(jiǎn)易棧橋施作，勞動(dòng)強(qiáng)度大，工效低，也存在安全隱患。分步開挖大型機(jī)械用不上，又不配套小型機(jī)械，完全人工施作。噴射混凝土基本采用人工抱噴槍噴射，很少采用噴射機(jī)械手噴射，還有個(gè)別單位采用干噴方法。

3 工程實(shí)例

本項(xiàng)目起點(diǎn)位于貴陽(yáng)白云區(qū)，終點(diǎn)設(shè)為龍里北站，線路總長(zhǎng)51.255km，本線路共建隧道數(shù)量23座，由環(huán)境影響報(bào)告內(nèi)容顯示，隧道施工過(guò)程中除了會(huì)產(chǎn)生較多的廢渣外，同時(shí)軟弱地質(zhì)圍巖地段隧道施工過(guò)程中會(huì)有極大可能引發(fā)地下水，從而造成地表水流失，開挖導(dǎo)致地表擾動(dòng)等施工風(fēng)險(xiǎn)因素的發(fā)生。本項(xiàng)目規(guī)劃地理位置圖如下圖1所示。

圖1 滬昆高鐵貴陽(yáng)環(huán)城快鐵東北環(huán)段（白云至龍里北聯(lián)絡(luò)線）地理位置圖

3.1 本項(xiàng)目隧道主要的施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

塌方，瓦斯。由于隧道自身的地質(zhì)特點(diǎn)，且地下水主要類型為基巖裂隙水，造成土石方失穩(wěn)塌方，產(chǎn)生有害氣體的施工風(fēng)險(xiǎn)易發(fā)生。

塌方、突水、突泥。隧道施工中，會(huì)穿越深埋地段，埋深量一般控制在地下30m～50m之間，強(qiáng)風(fēng)化層厚度大，且頂板的風(fēng)化層厚度薄，易導(dǎo)致圍巖破碎可能性大，發(fā)生突水和突泥的概率大。

結(jié)合以上發(fā)生概率較大的隧道施工風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)采用大拱腳臺(tái)階法進(jìn)行開挖，不同級(jí)別的圍巖進(jìn)行復(fù)合襯砌，采用全環(huán)120b型鋼架結(jié)構(gòu)，拱部φ42超前導(dǎo)管2.4m/環(huán)。加強(qiáng)施工空間的通風(fēng)與瓦斯監(jiān)控。

3.2 隧道現(xiàn)場(chǎng)施工安全風(fēng)險(xiǎn)管理措施分析

3.2.1 采用成熟先進(jìn)施工技術(shù)水準(zhǔn)、多點(diǎn)面控制

（1）使用超前的監(jiān)控量測(cè)手段

隧道施工時(shí)需結(jié)合多種手段來(lái)監(jiān)測(cè)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工：①TSP系統(tǒng)，TSP系統(tǒng)是利用地震波在不均勻地質(zhì)體中產(chǎn)生的反射波特性來(lái)判定并預(yù)報(bào)隧道掌子面前方150m及周圍臨近區(qū)域地質(zhì)狀況；②超前水平鉆探法：超前鉆探法是采用超前水平鉆機(jī)在掌子面上導(dǎo)坑及下導(dǎo)坑拱部及邊墻通過(guò)鉆孔取芯，做好鉆孔記錄來(lái)判定掌子面前方30米的圍巖情況；③拱頂下沉及周邊位移：作為隧道主測(cè)項(xiàng)目通過(guò)監(jiān)測(cè)結(jié)果分析采用時(shí)態(tài)曲線和回歸分析法，依據(jù)時(shí)態(tài)曲線的形態(tài)對(duì)圍巖穩(wěn)定性、支護(hù)結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)做安全評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)變形發(fā)展趨向，并將結(jié)果反饋給設(shè)計(jì)、監(jiān)理，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、信息化施工并提出實(shí)施意見指導(dǎo)施工。為施工中調(diào)整圍巖級(jí)別、修改支護(hù)系統(tǒng)和設(shè)計(jì)變更提供依據(jù)；④加深炮眼：是通過(guò)在掌子面開挖前在拱部和邊墻利用128風(fēng)鉆鉆孔，孔深6m在每個(gè)開挖班開挖前鉆孔，通過(guò)鉆孔的鉆進(jìn)速度快慢及鉆孔芯樣來(lái)判定掌子面前方的圍巖情況確?，F(xiàn)場(chǎng)施工安全；⑤掌子面地質(zhì)素描法：主要通過(guò)對(duì)掌子面已揭露的圍巖進(jìn)行觀測(cè)與編錄，對(duì)掌子面前方圍巖延伸情況進(jìn)行有依據(jù)的推斷。

3.2.2 建立隧道施工風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)及現(xiàn)場(chǎng)巡視制度

依據(jù)環(huán)境影響評(píng)價(jià)報(bào)告，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，針對(duì)軟弱地質(zhì)圍巖施工特點(diǎn)，建立基于特殊地質(zhì)災(zāi)害突發(fā)為基礎(chǔ)的探測(cè)預(yù)報(bào)機(jī)制，具體的施工方式為：掌子面地質(zhì)素描；采用超前水平鉆孔，距離不小于30m，超長(zhǎng)的炮眼孔數(shù)為3～5個(gè)，實(shí)際產(chǎn)生的距離為4～6m，在施工異常處，往往可以設(shè)置相應(yīng)的地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行檢測(cè)，或者利用紅外探水方式進(jìn)行處理。此外在監(jiān)控量測(cè)的工作中，應(yīng)結(jié)合開挖、支護(hù)作業(yè)等形式加強(qiáng)施工布點(diǎn)與監(jiān)測(cè)。

3.2.3 提高隧道機(jī)械化施工水平

目前，隧道施工水平與國(guó)外最大的差別就是隧道機(jī)械化水平落后，國(guó)內(nèi)隧道施工大部分使用人工操作，這樣做不但工作效率低，而且存在很多施工安全隱患，施工質(zhì)量也存在過(guò)多的問(wèn)題，如果施工現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生隧道災(zāi)害事故，對(duì)人員傷亡率比較大。但如果采用機(jī)械化施工不僅提高了工作效率，配備先進(jìn)的機(jī)械化設(shè)備，如現(xiàn)場(chǎng)采用混凝土自動(dòng)噴射機(jī)械手、鋼拱架架設(shè)機(jī)、防水板鋪架臺(tái)車、隧道二襯噴淋養(yǎng)生設(shè)備、隧道施工多功能鉆機(jī)等；這樣不僅改善了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)條件和作業(yè)環(huán)境，避免災(zāi)害事故，而且會(huì)減少事故帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)和人員損失。

隧道鉆孔設(shè)備性能是影響開挖的主要因素，人工風(fēng)鉆打眼配合臺(tái)車鉆進(jìn)開挖能力與先進(jìn)機(jī)械開挖鉆進(jìn)能相差很大。 采用人工鉆機(jī)進(jìn)行開挖對(duì)施工影響大，且隧道拱部及邊墻會(huì)存在不同程度的超挖現(xiàn)象及炮眼殘留率也不高，造成原材料浪費(fèi)及初期支護(hù)后存在局部空腔從而為隧道以后運(yùn)營(yíng)埋下安全隱患。如使用先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備如引進(jìn)三臂鑿巖臺(tái)車，這樣不僅提高了隧道安全、質(zhì)量及進(jìn)度，而且提高了隧道初支表面平整度及炮眼殘留率，為二襯施工鋪墊了基礎(chǔ)。

梳理出風(fēng)險(xiǎn)隧道的風(fēng)險(xiǎn)源及應(yīng)對(duì)措施，制定風(fēng)險(xiǎn)隧道施工工藝、逃生預(yù)案、施工作業(yè)指導(dǎo)書和安全保證措施并進(jìn)行培訓(xùn)和演練， 發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況與設(shè)計(jì)不符、地質(zhì)突變等重大險(xiǎn)情，要立即停工，及時(shí)報(bào)告，果斷采取措施。

3.2.4 建立完善的安全管理體系

完善的安全管理體系能夠有效的保障隧道工程施工的順利進(jìn)行，確保施工人員的安全，降低事故發(fā)生率，因此必須引起足夠的重視。我國(guó)的相關(guān)法律中明確規(guī)定了要重視施工的安全，隧道施工中面臨的各種突發(fā)性問(wèn)題以及施工的難度相比其他施工中更為嚴(yán)重，安全管理就變得尤為重要。筆者認(rèn)為施工單位要嚴(yán)格貫徹國(guó)家的相關(guān)法律法規(guī)，在公司規(guī)章制度和施工規(guī)范中進(jìn)行明確的規(guī)定，嚴(yán)格約束施工人員的施工行為，一旦出現(xiàn)違反法律規(guī)定和公司安全管理規(guī)范的行為，必須進(jìn)行嚴(yán)厲的處罰。并且可以通過(guò)獎(jiǎng)懲機(jī)制的建立輔助安全管理體系的實(shí)施，通過(guò)對(duì)嚴(yán)格遵守安全施工和管理?xiàng)l例的人進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)可以起到一定的模范作用，加之懲罰機(jī)制的鋪助能夠更好的保障施工的安全順利進(jìn)行。

3.2.5 提高施工人員和施工隊(duì)伍的素質(zhì)和安全意識(shí)

（1）加強(qiáng)安全教育培訓(xùn)

施工隊(duì)伍的規(guī)范性管理和施工人員的安全責(zé)任意識(shí)，直接影響了隧道施工工程能否順利完成。隧道施工方案先行，工人上崗前必須進(jìn)行進(jìn)行崗前安全教育培訓(xùn)，一個(gè)月不少于一次。培訓(xùn)完畢后進(jìn)行安全知識(shí)考核，這樣才能從根本上加深施工人員對(duì)安全知識(shí)的理解。

（2）加強(qiáng)安全質(zhì)量專項(xiàng)監(jiān)管

加強(qiáng)隧道安全質(zhì)量施工的質(zhì)檢人員， 對(duì)關(guān)鍵部位要嚴(yán)格把控， 發(fā)現(xiàn)隧道掌子面有變危及施工安全要立即要求現(xiàn)場(chǎng)人員停工撤離，確保施工安全。

4 結(jié)語(yǔ)與建議

（1）依據(jù)工程實(shí)例，分析了軟弱地質(zhì)圍巖隧道施工風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)，并對(duì)發(fā)生施工風(fēng)險(xiǎn)的原因及對(duì)應(yīng)措施進(jìn)行分析。為規(guī)范施工技術(shù)，做好風(fēng)險(xiǎn)防護(hù)具有理論指導(dǎo)意義。

（2）在施工過(guò)程中，可建立專家指導(dǎo)及治理機(jī)制，成立專家評(píng)審小組，對(duì)施工風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)管控等方面措施進(jìn)行深入分析，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查和咨詢?cè)u(píng)估，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)管控措施進(jìn)一步優(yōu)化。

（3）重視隧道施工風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急演練，由于隧道施工風(fēng)險(xiǎn)因素大，施工環(huán)境惡劣，作業(yè)空間受限，再加上施工過(guò)程中的圍巖結(jié)構(gòu)是動(dòng)態(tài)性變化的，因此應(yīng)建立風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急演練體系，加強(qiáng)施工技術(shù)人員的施工安全保護(hù)意識(shí)。