周羿霖

（湖南省芷銅高速公路建設(shè)開發(fā)有限公司，湖南 懷化 419100）

近年來，隨著國家對高速公路建設(shè)的大力支持和投入，高速公路建設(shè)逐步從平原地區(qū)向山區(qū)發(fā)展。然而，山區(qū)高速修建面臨巖溶、瓦斯、泥石流、滑坡等多種不良地質(zhì)現(xiàn)象，導(dǎo)致隧道施工難度增大，風(fēng)險管控形勢嚴峻。我國西南和華南的山區(qū)廣泛存在巖溶地貌，由于前期地質(zhì)勘測的局限性，高速公路隧道在施工過程中不可避免需穿越富水夾泥巖溶地質(zhì)段，在開挖擾動下極易發(fā)生涌水突泥災(zāi)害，可能會影響施工進度、破壞周邊環(huán)境，甚至危及隧道施工人員安全。因此，開展巖溶隧道施工安全風(fēng)險評估尤為重要。

目前，高速公路隧道施工的風(fēng)險管控主要以交通運輸部的風(fēng)險評估指南為依據(jù)，開展總體風(fēng)險評估和專項施工風(fēng)險評估，通過對風(fēng)險進行評級實現(xiàn)分級管控?，F(xiàn)階段對于高速公路的隧道施工安全風(fēng)險評估基本停留在施工前的專項評估階段，未能及時根據(jù)隧道施工過程中的地質(zhì)變化、設(shè)計變更和施工工藝改變等情況，及時對地質(zhì)變化復(fù)雜區(qū)段進行動態(tài)風(fēng)險評估，導(dǎo)致風(fēng)險控制措施針對性不強，風(fēng)險評估難以真正指導(dǎo)施工過程中的風(fēng)險管控。因此，開展山區(qū)高速公路施工安全動態(tài)風(fēng)險防控，進行風(fēng)險源動態(tài)辨識、評估和控制工作，對于提高山區(qū)高速公路建設(shè)的安全管理水平，保障全過程的施工安全具有重要意義。

一、評估流程及方法

（一）評估流程

施工安全動態(tài)風(fēng)險評估是建立在上一階段風(fēng)險評估結(jié)果的基礎(chǔ)上，結(jié)合設(shè)計圖紙、工程地質(zhì)資料、施工方案、現(xiàn)場情況等資料，將具體的施工區(qū)段劃分為評估單元，分別運用指標體系法和專家調(diào)查法，對具體單元風(fēng)險發(fā)生可能性和事故嚴重性進行分析，運用風(fēng)險矩陣法最終確定該單元的風(fēng)險等級。

（二）評估方法

隧道施工安全的動態(tài)風(fēng)險評估采用定量與定性相結(jié)合的方法，針對隧道施工的重大風(fēng)險源，參考交通運輸部《公路橋梁和隧道工程施工安全風(fēng)險評估指南（試行）》里推薦的指標體系法，綜合考慮影響該風(fēng)險源的各項指標評分，然后與風(fēng)險可能性等級標準進行對比確定風(fēng)險發(fā)生的可能性。隧道巖溶區(qū)段的重大風(fēng)險源主要是涌水突泥事故，評估指標的根據(jù)包括巖溶的發(fā)育程度、是否存在斷層破碎帶，以及周圍水體情況。

二、工程應(yīng)用實例

（一）隧道概況

某隧道為左、右分離式隧道。隧道左線全長3209m，起止樁號為ZK12+896～ZK16+105；右線全長3200m，起止樁號為K12+887～K16+087；隧址區(qū)屬山嶺重丘區(qū)中低山地貌，地表起伏較大，隧道最大埋深為350m。隧址區(qū)主要分布地層為三疊系下統(tǒng)大冶組白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r、二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M-大隆組灰?guī)r，二疊系下統(tǒng)茅口組灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、棲霞組灰?guī)r等，均為可溶巖。

在施工過程中，當隧道左洞掌子面掘進至樁號ZK13+215處發(fā)現(xiàn)圍巖情況變差，巖層間夾雜泥質(zhì)，局部揭露一小型溶洞，且充填泥質(zhì)。圍巖情況較設(shè)計情況差，ZK13+215～ZK13+330段涌水突泥風(fēng)險評估等級為Ⅱ級（中度）?？紤]到該隧道巖溶段溶洞發(fā)育情況的復(fù)雜性和施工處治措施的差異性，需對該隧道巖溶區(qū)段的涌水突泥進行動態(tài)風(fēng)險評估。

（二）涌水突泥事故風(fēng)險評估

根據(jù)該隧道的設(shè)計文件、超前預(yù)報結(jié)果判定和現(xiàn)場調(diào)查情況，從巖溶發(fā)育程度A、斷層破碎帶情況B、周圍水體情況C三個指標進行評分取值。

巖溶發(fā)育程度方面：ZK13+215-ZK13+330段巖體巖性均為灰?guī)r，巖溶發(fā)育。

斷層破碎帶方面：ZK13+290～ZK13+330段為溶溝，存在較大裂隙通道；其他施工區(qū)段不存在斷層破碎帶或較大裂隙。

周圍水體情況：ZK13+290～ZK13+330段地表溶溝發(fā)育，隧道附近存在補給性水體；其余段不存在補給性水體。

該隧道巖溶區(qū)段發(fā)生涌水突泥事故后，可能發(fā)生死亡3人以上、10人以下的較大事故，根據(jù)人員傷亡等級標準，并結(jié)合事故經(jīng)濟損失，該事故嚴重程度等級為Ⅱ級（較大）。根據(jù)各區(qū)段涌水突泥事故的可能性和事故后果嚴重程度等級，確定各巖溶區(qū)段的風(fēng)險等級如表3所示。

通過對ZK13+215～ZK13+330段開展動態(tài)風(fēng)險評估，其中ZK13+215～ZK13+290段涌水突泥評估等級為II級（中度），ZK13+290～ZK13+330段涌水突泥評估等級為III級（高度）。按照風(fēng)險接受準則原則，專項風(fēng)險等級II級的屬“可接受風(fēng)險”，應(yīng)予以監(jiān)測；專項風(fēng)險等級為III級的屬“不期望風(fēng)險”，必須采取風(fēng)險處理措施降低該段落的施工風(fēng)險，同時須加強施工期間的監(jiān)測。結(jié)合本項目特點，該段落施工過程中應(yīng)重點做好風(fēng)險控制措施。

1.施工時加強地質(zhì)超前預(yù)報，了解巖溶分布、性質(zhì)、狀態(tài)及規(guī)模。

2.加強初期支護并采取正確的施工方法。

3.根據(jù)破碎帶巖性、破碎程度及地下水情況，及時采用超前小導(dǎo)管、拱部大管棚、超前局部注漿、揭示前5m超前周邊注漿及揭示前5m超前帷幕注漿預(yù)加固封堵，以加固地層并堵水，減少水量，降低地下水對軟弱圍巖的軟化、浸泡、沖蝕、溶解等作用。

4.加大管理力度，按要求配備專職安全管理人員，每日對重大風(fēng)險源進行安全巡查。

5.做好涌水突泥應(yīng)急救援預(yù)案的編制和演練工作。

（三）現(xiàn)場開挖揭露

經(jīng)開挖揭露ZK13+215～ZK13+290段圍巖性質(zhì)逐漸變差，隧道圍巖級別由原來的Ⅲ級變更為Ⅴ級。巖溶強烈發(fā)育，巖層間夾雜泥質(zhì)增多，局部小型溶洞發(fā)育且溶洞中充填泥質(zhì)。隧道開挖過程中，充填泥質(zhì)在開挖擾動下極易發(fā)生掉落。揭露ZK13+290～ZK13+330段為巨型溶洞，其中溶洞長約40m，隧道洞身位于溶洞中間。溶洞寬約45m，貫穿隧道左右側(cè)，向左側(cè)延伸約15m，向右側(cè)延伸約20m。最大洞高約38m，其中隧道頂部向上延伸約20m，底部下延伸約9m，溶洞內(nèi)充填泥質(zhì)，在開挖擾動下泥質(zhì)涌入隧道洞身，涌泥量約500m3。

開展隧道巖溶區(qū)段施工過程中的動態(tài)風(fēng)險評估，經(jīng)開挖驗證符合現(xiàn)場實際。在施工過程中通過嚴格落實風(fēng)險控制措施降低風(fēng)險，避免了涌水突泥事故的發(fā)生。在該隧道施工期間，各項生產(chǎn)工作安全有序進行，未發(fā)生安全生產(chǎn)責任事故，施工風(fēng)險得到了有效控制。

三、結(jié)語

開展隧道施工過程中的動態(tài)風(fēng)險評估，結(jié)合設(shè)計方案和施工工序，綜合考慮超前地質(zhì)預(yù)報結(jié)果和現(xiàn)場調(diào)查情況，將不定性的風(fēng)險轉(zhuǎn)化為定量的指標，實時評估風(fēng)險等級，并制定相對應(yīng)的風(fēng)險控制措施，反饋指導(dǎo)施工。研究結(jié)果表明隧道動態(tài)風(fēng)險評估結(jié)果與現(xiàn)場實際基本符合，能夠有效指導(dǎo)施工。通過提前采取風(fēng)險控制措施，能夠有效降低事故風(fēng)險發(fā)生概率和減少事故后果，確保施工安全。該研究成果可應(yīng)用于其他山區(qū)高速公路隧道施工安全管控。