石 斌 馬福民 蔣一波 孫軍柱 雷俊鋒 溫樹鑫

(1.中電建路橋集團有限公司，北京 100048； 2.中國水電建設(shè)集團十五工程局有限公司，陜西 西安 710065)

0 引言

近年來，我國的交通事業(yè)蓬勃發(fā)展，尤其是在橋梁、隧道等建設(shè)方面取得了巨大的成就。隨著地質(zhì)地形越來越復(fù)雜，橋隧施工過程中面臨的安全問題也越來越多。及時有效的辨識橋隧施工過程中的危險源是保障現(xiàn)場施工安全的前提。

目前，針對工程現(xiàn)場危險源辨識和安全因素分析這一問題，我國已經(jīng)有一些學者進行了相關(guān)研究，并取得了較多成果。如廖榮[1]探討運用作業(yè)條件—管理因子危險性評價法，對中益水電站引水隧道潛在或可施加影響的危險源進行辨識和分析，制定并落實了風險預(yù)控措施；孔余江[2]對施工環(huán)境復(fù)雜多變的高速公路隧道工程進行了危險源的辨識，研究與控制；白海亮[3]對隧道施工危險源辨識方法進行了分析，隨后探討其有效的風險管控措施；郭安振[4]提出可以采用LEC法來對工程項目中的各種危險源進行辨識，并依據(jù)OHSAS體系要求對隧道施工進行現(xiàn)代化的施工安全監(jiān)管，以危險源作為體系核心來開展針對性的預(yù)防與治理措施；劉浩[5]針對LEC危險源評價法在山區(qū)高速公路施工危險源評價中存在的問題,提出了MLES危險源評價法；王丹[6]根據(jù)水利施工現(xiàn)場作業(yè)和磨板工程以及腳手架兩個具體危險源案例進行分析,并運用LEC方法對案例進行風險預(yù)測，總結(jié)危險源的風險程度并為水利施工現(xiàn)場的危險源管理提供可實行的依據(jù)。

通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，針對橋隧結(jié)合部這一特殊施工部位的施工安全因素分析相對較少。本文依托四川大梗上隧道出口的橋隧結(jié)合部位，基于安全因素分析相關(guān)理論，系統(tǒng)的分析了現(xiàn)場的主要危險源，相關(guān)結(jié)論希望能為類似工程提供指導(dǎo)。

1 工程背景

大梗上隧道是四川G4216線仁壽經(jīng)沐川至屏山新市(含馬邊支線)段高速公路中極其重要的一段隧道，是馬邊支線控制性結(jié)構(gòu)物，隧道連通后，將有利于連接成都平原經(jīng)濟區(qū)、川南經(jīng)濟區(qū)以及攀西經(jīng)濟區(qū)，結(jié)束馬邊縣無高速的歷史，徹底打破馬邊發(fā)展的交通瓶頸，能有效帶動馬邊線社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，在西部大開發(fā)戰(zhàn)略上具有非比尋常的意義。

隧址處于四川省西南部中低山侵蝕河谷地貌區(qū)，區(qū)內(nèi)最低海拔為馬邊河河床，海拔430 m，最高點為東南側(cè)山梁，海拔1 000 m～1 500 m，相對高差約570 m～1 070 m。測區(qū)屬長江水系，區(qū)內(nèi)主要大型河流為馬邊河江，為岷江一級支流，在馬邊境內(nèi)呈蛇形彎曲，中小型支流呈樹葉脈絡(luò)狀匯入馬邊河江，整體水資源較充裕。隧區(qū)溝谷平時水流較小，雨后洞身段沖溝有暫時性水流。

2 危險源定義

危險源是指一個系統(tǒng)中具有潛在危險性的，可造成人員傷亡或財產(chǎn)損失的部位或者行為。它的實質(zhì)是具有潛在危險的源點或部位，是爆發(fā)事故的源頭，是能量、危險物質(zhì)集中的核心，是能量從哪里傳出來或爆發(fā)的地方。危險源存在于確定的系統(tǒng)中，不同的系統(tǒng)范圍，危險源的區(qū)域也不同。根據(jù)相關(guān)研究[7]，危險源由三個要素構(gòu)成：潛在危險性、存在條件和觸發(fā)條件。本文結(jié)合橋隧結(jié)合部施工的特點，將依托工程橋隧結(jié)合部施工危險源界定為：在隧道洞口周圍、橋端部和橋隧間的連接路段的影響施工進度、引發(fā)施工安全事故、導(dǎo)致施工人員傷亡、財產(chǎn)損失、施工環(huán)境及周邊生態(tài)環(huán)境破壞的不安全因素。

3 依托工程的安全因素分析

結(jié)合依托工程，本文將橋隧結(jié)合部的現(xiàn)場施工危險源分為以下兩類。

3.1 客觀危險源

這類危險源顧名思義是客觀存在的危險源，無法通過人的意志來進行避免，這類危險源也叫做外部危險源，主要存在于外部的施工環(huán)境中?，F(xiàn)場的客觀危險源主要包括以下幾個方面。

3.1.1地形地貌

1)洞口地形陡峭。由于原設(shè)計大梗上隧道出口左線以橋隧銜接且地形陡峭等因素影響,無法采取洞口正洞掘進施工，需要增加施工橫洞作為右洞進入左洞的施工通道。

如果采用正洞掘進，因為沒有施工平臺，不方便作業(yè)，所以掘進作業(yè)非常危險。

如果采用正洞掘進，就沒有物料存放平臺，不利于施工進程的進展，如果強行將物料從下方吊上洞口，將會使工程量大大增加，危險性也大大增加；如果從右洞進入左洞，從洞內(nèi)向洞外施工，則大梗上隧道出口左洞圍巖易坍塌易偏壓，嚴重影響洞口結(jié)構(gòu)安全。由于地勢陡峭，如果發(fā)生滑坡，將對樁基等構(gòu)造物造成破壞(見圖1)。

2)洞口邊坡地質(zhì)松散。隧道出口端穿行于第四系松散堆積層及強風化砂泥巖地層中，第四系松散層結(jié)構(gòu)極不均一，地質(zhì)松散，呈散體狀結(jié)構(gòu)，隧道開挖拱頂無支護時極易發(fā)生大坍塌甚至冒頂，側(cè)壁常有中小坍塌。如果支護不及時，拱頂極易發(fā)生較大坍塌，側(cè)壁常有中小坍塌，極易引發(fā)安全事故(見圖2)。

3.1.2洞口上方危巖體

大梗上隧道進口端處于砂巖層下方，該層砂巖厚度30 m～50 m，左洞位置斜坡高度不大，危巖體規(guī)模不大，一般塊徑1 m～3 m，右洞位置斜坡高度較大，坡度陡峭，發(fā)育規(guī)模較大的危巖體，一般塊徑3 m～5 m，裂隙切穿砂巖層，張開3 cm～5 cm，施工擾動極易發(fā)生崩塌，必須進行處治。

大梗上隧道出口端恰處于薄～中厚層狀構(gòu)造砂巖體下方，據(jù)調(diào)查，該層一般厚30 m～50 m，巖體中一般發(fā)育有切穿整層的陡傾節(jié)理，最大張開達10 cm左右，坡面可見崩塌大孤石，最大直徑達10 m以上，陡壁上有裂隙發(fā)育且部分已脫離母體的危巖體，規(guī)模達(3×5×4)m3～(10×20×30)m3，砂巖危巖體下因泥巖風化形成了1 m～2 m深的凹腔，進一步降低了危巖體穩(wěn)定性，必須進行清除或加固(見圖3)。

危巖體的危險性主要表現(xiàn)在位置、大小和風化等級上。若危巖體存在的位置不易施工，體積過大，風化等級較低，便極易由于施工過程中產(chǎn)生的擾動而使其脫落，從而引發(fā)安全事故，造成人員傷亡和財產(chǎn)損失并且影響施工進度。

3.1.3孤石

由于大梗上隧道出口右洞圍巖為第四系松散堆積塊石，部分架空，結(jié)構(gòu)松散，呈散體結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場洞口刷坡后，孤石較大，影響仰坡成形。經(jīng)勘探，孤石多存在于大梗上隧道出口右洞明暗交界處，經(jīng)對基底承載力進行試驗，右洞套拱右側(cè)基礎(chǔ)承載力為47 kPa，塊石土深度為2.4 m。

孤石的危險性主要體現(xiàn)在如果爆破震動過大，可能產(chǎn)生塌方現(xiàn)象；側(cè)壁穩(wěn)定性較差，不利于成洞；如果在孤石上進行打樁，容易引起對沉樁施工造成困難，或者是形成的樁質(zhì)量不過關(guān)等問題，嚴重影響基礎(chǔ)的質(zhì)量，在后續(xù)的施工建設(shè)中會帶來更多的不利影響(見圖4)。

影響孤石危險性大小的因素主要是孤石的數(shù)量、孤石存在的位置、孤石的大小這三個因素。

3.1.4施工環(huán)境

根據(jù)本工程所在地區(qū)的氣候條件，可能對本工程中橋隧結(jié)合部施工造成顯著影響的外部施工環(huán)境主要是“暴雨—洪澇、風、雷”這三種自然現(xiàn)象。

1)暴雨—洪澇。暴雨是常見的一種災(zāi)害性天氣，出現(xiàn)暴雨天氣，不僅耽誤工期，而且對橋梁的樁基礎(chǔ)施工、臨時電源線路、原材料造成巨大損失。暴雨引發(fā)的洪水將對橋梁、路基以及臨時工程施工帶來嚴重的威脅。

大梗上隧道工程地屬亞熱帶氣候，雨量充沛，夏季高溫高濕，降水集中，旱澇交錯，多年平均降雨量為1 012.9 mm，但分配不均勻，主要集中在6～9四個月份，這四個月份的降雨量占全年的70%以上。可見，暴雨—洪澇是大梗上隧道橋隧結(jié)合部施工的危險源之一。

2)風。自然因素——風，不同大小的風力對各種建筑物、構(gòu)筑物、機械設(shè)備等會造成不同的影響，若是突發(fā)大風，其造成的影響則是相當大的。

根據(jù)施工經(jīng)驗，對于龍門吊等起重設(shè)備在安裝過程中若遇突風，應(yīng)立即停止安裝作業(yè)，采取合理有效的措施以保證機械和人員的安全。預(yù)制梁端的吊裝應(yīng)避開6級以上大風，并根據(jù)其設(shè)計風況安排作業(yè)及抗風加固。架橋機和橋面吊機不能在超過16 m/s的風速時進行過跨作業(yè)。

大梗上隧道隧址位于沐川縣利店鎮(zhèn)和馬邊縣轄區(qū)內(nèi)，屬亞熱帶氣候，年平均風速為1.1 m/s，最大風速為15 m/s，需加強防范。

3)雷。夏季是雷的多發(fā)季節(jié)，需在夏季對雷現(xiàn)象多加防范。應(yīng)加強與氣象部門的聯(lián)系，隨時掌握天氣的變化情況，及時向施工現(xiàn)場發(fā)布雷雨消息，做好防雷電的安全措施。

對施工現(xiàn)場的起重機、龍門吊等機械設(shè)備，以及鋼支架、鋼管腳手架和正在施工的工程金屬結(jié)構(gòu)，當位于相鄰構(gòu)筑物防雷裝置接閃器的保護范圍以外時，應(yīng)按有關(guān)規(guī)定安裝防雷裝置。防雷裝置的避雷針可采用長度為1 m～2 m的φ20鋼筋；當利用金屬構(gòu)架做引下線時，應(yīng)保證構(gòu)架之間的電器連接且防雷裝置的沖擊接地電阻值不大于30 Ω。大梗上隧道工程屬亞熱帶氣候，夏季多雷，需加強防范。

3.2 主觀危險源

此類危險源與第一類危險源顯著不同，這類危險源主要是因為人的行為意識不足或者所使用的材料有問題，使用的機械設(shè)備有缺陷等而導(dǎo)致的，這些危險源都是可以通過人的意志或資金來避免的，即這類危險源也叫做內(nèi)部危險源，主要存在于“人—機—管理”中。

3.2.1人

本文所提到的“人”危險源，主要是指進行現(xiàn)場施工作業(yè)的人員。歸納起來由于人的因素而引發(fā)的安全事故主要安全意識不夠強、專業(yè)技術(shù)能力有欠缺、個人防護不到位、紀律意識太薄弱幾個問題。

3.2.2機

在橋隧結(jié)合部的整個施工過程中，所用到的材料、設(shè)備都是相當多的，由于機的因素而引發(fā)的安全事故主要有：設(shè)備安置條件不合理、設(shè)備不夠完好、設(shè)備周圍防護措施做得不到位、對危險程度低的設(shè)備掉以輕心。

3.2.3管理

從歷史的經(jīng)驗教訓(xùn)來看，在施工過程中由于管理的缺失或缺位而引發(fā)的安全事故數(shù)不勝數(shù)，歸納起來由于管理的因素而引發(fā)的安全事故主要體現(xiàn)在：施工工藝的選擇不合理、安全管理人員的配置不合理、安全管理人員的數(shù)量和其自身的專業(yè)素質(zhì)未配套、發(fā)生意外時的應(yīng)急預(yù)案準備不到位。

4 結(jié)論

危險源是事故發(fā)生的起點，也是安全管理的重難點，我們必須對其有一個清晰的認識，只有知己知彼，才能對其加以防范和治理，從而減小事故發(fā)生的概率。

為了解決安全隱患，提供安全保障，本文根據(jù)危險源的相關(guān)理論和橋隧結(jié)合部施工特點給出了橋隧結(jié)合部危險源的定義；然后對依托工程現(xiàn)場的危險源按照主觀危險源和客觀危險源進行了分類，對每一個大類下的不同危險源進行了細致詳細的分析，得出了最終結(jié)論：客觀危險源是客觀存在的，任何一個施工隊都必須面臨的問題，本工程的客觀危險源有四個方面，分別是地形地質(zhì)、自然災(zāi)害、危巖體、孤石；而主觀危險源是主觀存在的，能通過主觀的一些手段加以解決的，本工程的主觀危險源有三個方面，分別是人、機、環(huán)境。

本文得出的結(jié)論完全基于對現(xiàn)場實際情況的分析，在實際施工過程中，可以對本文的結(jié)論加以運用，有針對性的加強安全防范。