申杰

中鐵十一局集團(tuán)第一工程有限公司 湖北 襄陽 441104

引言

隧道工程施工作業(yè)期間容易受到復(fù)雜地質(zhì)條件以及施工操作因素等問題的干擾影響而相繼出現(xiàn)施工隱患問題。近些年來，為全面加強(qiáng)對(duì)隧道工程施工現(xiàn)場(chǎng)的安全把控，施工單位方面主動(dòng)立足于質(zhì)量優(yōu)先、綜合治理的原則理念，對(duì)隧道工程施工期間所涉及的安全施工問題進(jìn)行提前把握與科學(xué)預(yù)防，以防止對(duì)后續(xù)施工造成不利影響。

1 工程概況

1.1 現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境及情況

某隧道采用分離式設(shè)計(jì)方式，其中，洞身最大埋深約為286.9m。左線：ZK234+610～ZK237+400，全長2790m；右線：K234+570～K237+418，全長2848m。進(jìn)口段主要采取削竹式洞門方式進(jìn)行設(shè)計(jì)應(yīng)用，出口段采用端墻式洞門形式進(jìn)行設(shè)計(jì)應(yīng)用。隧道全體采用全射流風(fēng)機(jī)縱向通風(fēng)方式保障施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境安全，并配備健全完善的照明系統(tǒng)以及消防監(jiān)控系統(tǒng)等深化施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境安全效果[1]。本標(biāo)段承建隧道出口段，在施工位置方面，主要位于洮河北岸谷坡上，洞線與坡面始終處于垂直狀態(tài)。在圍巖結(jié)構(gòu)組成方面，施工現(xiàn)場(chǎng)圍巖結(jié)構(gòu)體系主要由強(qiáng)風(fēng)化碳質(zhì)板巖與中風(fēng)化碳質(zhì)板巖組成。針對(duì)這一圍巖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，施工現(xiàn)場(chǎng)主要采取環(huán)形開挖方式留核心土進(jìn)洞。左洞：ZK236+600～ZK237+400（800m）、明洞20m；右洞：K236+600～K237+418（818m）、明洞6m。

在工程地質(zhì)條件表現(xiàn)上，隧道出口端斜坡主要以強(qiáng)風(fēng)化碳質(zhì)板巖為主，坡頂則為風(fēng)積黃土層。其中，強(qiáng)風(fēng)化碳質(zhì)板巖存在明顯的板里裂隙發(fā)育情況，導(dǎo)致巖體整體較為破碎，局部存在大面積坍塌掉塊現(xiàn)象。從整體上來看，現(xiàn)狀條件下斜坡整體比較穩(wěn)定。某隧道出口右洞YK236+873～YK236+835段開挖作業(yè)時(shí)所面臨的圍巖穩(wěn)定性條件相對(duì)較差，拱部位置以及側(cè)壁位置容易出現(xiàn)明顯的坍塌現(xiàn)象。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來看，該區(qū)域位置的圍巖遇水容易軟化，初期支護(hù)并未對(duì)拱部進(jìn)行針對(duì)性處理，容易引發(fā)大面積坍塌現(xiàn)象。除此之外，現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)時(shí)動(dòng)是常有滴狀出水問題。

1.2 塌方問題分析

隧道容易發(fā)生變形的段落為K236+886～K236+855。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工情況來看，各段落施工作業(yè)狀態(tài)相對(duì)正常，如某隧道出口右洞掌子面已經(jīng)開挖至K236+835段當(dāng)中，中導(dǎo)開挖到K236+842等，開挖作業(yè)期間圍巖表現(xiàn)正常。施工之后，項(xiàng)目技術(shù)人員進(jìn)洞巡查發(fā)現(xiàn)，本段初支原本所呈現(xiàn)出的滴水狀態(tài)逐漸轉(zhuǎn)變成為淋水狀態(tài)，明顯隧道出現(xiàn)漏水問題。

最主要的是，與初支階段相比，洞身圍巖發(fā)生明顯變形問題，并伴隨掉塊問題。針對(duì)這一現(xiàn)狀問題，項(xiàng)目部立即采取應(yīng)急措施，要求洞內(nèi)作業(yè)人員必須全部撤離，并指派專業(yè)人員進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)。但是結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工情況來看，變形問題并未得到有效制止。過了幾天之后，YK236+875～YK236+868發(fā)生坍塌現(xiàn)象。從塌方位置上來看，線路右側(cè)拱頂至拱腰范圍均存在塌方問題。坍塌空腔斜向右上方發(fā)展，在尺寸方面施工人員難以進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量。

2 某隧道塌方處理施工方案及措施內(nèi)容分析

2.1 設(shè)計(jì)方案內(nèi)容

某隧道出口右洞K236+882~K236+835段地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜且出水量較大，因此導(dǎo)致側(cè)拱腰及邊墻位置所存在的變形問題比較明顯，建議施工人員可以采取地質(zhì)預(yù)報(bào)以及輔助探孔等方式進(jìn)行針對(duì)性處理；對(duì)于回填變形段至2/3高度，建議施工人員可噴射早強(qiáng)混凝土，及時(shí)封閉臨空面。同時(shí)，施工人員應(yīng)該及時(shí)疏導(dǎo)空腔處的水流，并將其插入到排水管中進(jìn)行及時(shí)排出，防止塌腔問題進(jìn)一步擴(kuò)大；加大預(yù)留變形量直到40cm位置，可采取不對(duì)稱布置方式進(jìn)行針對(duì)性處理。同時(shí)，及時(shí)拆換存在變形問題的拱架。此外，施工人員可采取H175的型鋼鋼架完成支護(hù)作業(yè)。需要注意的是，待上臺(tái)階穩(wěn)定之后，施工人員可完成中臺(tái)階與下臺(tái)階施工作業(yè)，及時(shí)做好鎖腳導(dǎo)管工作，以防止拱架出現(xiàn)明顯下沉現(xiàn)象或者其他變形問題；施工過程作業(yè)人員應(yīng)該做好臨時(shí)排水工作，及時(shí)將洞內(nèi)水排出洞外。為保障結(jié)構(gòu)永久安全，施工人員可將變形段K236+882～K236+835段二次襯砌鋼筋混凝土厚度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，可由原本的50cm改成60cm。

2.2 施工方案內(nèi)容

本施工方案所涉及的塌方處理范圍可細(xì)化分為三段，分別是K236+873-K236+877段、K236+865-K236+873段、K236+835-K236+865段。主要涉及位置分為是底部初支封閉成環(huán)、已施工臨時(shí)仰拱及鋼支撐加固、塌方段到掌子面之間。在施工工序內(nèi)容的確立上，施工人員需要按照總體施工內(nèi)容以及環(huán)境情況，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)所涉及的工序內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃與合理部署。在施工作業(yè)期間，施工人員可重點(diǎn)圍繞圍巖注漿加固、及時(shí)拆除臨時(shí)支撐、更換拱架以及變形處理等一系列工作流程進(jìn)行貫徹與落實(shí)[2]。

2.2.1 K236+873-K236+877段施工方案。因該施工段處于塌方段內(nèi)部當(dāng)中，施工前期底部仰拱就已經(jīng)完成澆筑作業(yè)，并且初支以及拱架封閉成環(huán)。結(jié)合當(dāng)前施工作業(yè)情況來看，現(xiàn)場(chǎng)施工人員已經(jīng)在該段上臺(tái)階位置完成塌方處理工作，同時(shí)在上臺(tái)階位置設(shè)置了臨時(shí)仰拱。需要注意的是，初支發(fā)生明顯侵線問題。為確保該施工段塌方問題得以有效處理，建議施工人員應(yīng)該及時(shí)拆除逐榀以及臨時(shí)仰拱。并在此基礎(chǔ)上，按照換拱施工要求完成下述工序內(nèi)容：施工人員應(yīng)該嚴(yán)格按照現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境情況，合理開展徑向注漿活動(dòng)；上述工作結(jié)束之后，應(yīng)進(jìn)行錨固導(dǎo)管施工；及時(shí)拆除上導(dǎo)臨時(shí)仰拱，并做好換拱工作；完成拱架安裝以及鎖腳等工作，最后完成二襯跟進(jìn)工作。

2.2.2 K236+865-K236+873段施工方案。該施工段位于坍方段中心位置，底部并未完成仰拱澆筑工作，因此拱架并未封閉成環(huán)。前期上臺(tái)階在塌方處置期間上導(dǎo)位置已設(shè)置臨時(shí)仰拱，但是結(jié)合當(dāng)前情況來看，隨著作用時(shí)間的不斷延長，上臺(tái)階初支發(fā)生變形侵線需換拱。受到塌方問題的影響，中下初支鋼架破壞偏移問題十分明顯。最主要的是，線路右側(cè)側(cè)拱腳及邊墻涌水問題十分明顯。為保障施工作業(yè)得以安全進(jìn)行，施工人員需要對(duì)還向巖層以及右側(cè)邊墻拱腳位置進(jìn)行全方位加固處理。與此同時(shí)，施工作業(yè)期間，工作人員應(yīng)該對(duì)排水措施問題進(jìn)行合理貫徹與落實(shí)，可利用排水鋼管以及其他措施及時(shí)將水引導(dǎo)至臨時(shí)排水溝當(dāng)中，避免出現(xiàn)滲漏問題。

在施工工序方面，現(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)該首先完成徑向注漿以及錨固導(dǎo)管施工作業(yè)。完成上述工作之后，施工人員應(yīng)進(jìn)行上中臺(tái)階換拱以及下臺(tái)階換拱等工作。同時(shí)，施工人員應(yīng)該完成仰拱封閉成環(huán)以及二次跟進(jìn)等工作。其中，對(duì)于徑向注漿作業(yè)而言，為保障現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)安全，施工人員可對(duì)上臺(tái)階再次完成徑向注漿加固工作。如果局部滲水問題十分明顯，建議工作人員應(yīng)該采用雙液漿方式進(jìn)行注漿處理。對(duì)于上中臺(tái)階換拱施工作業(yè)而言，施工人員應(yīng)該保證預(yù)留沉降量為40cm。施工作業(yè)期間，工作人員應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)換拱前后初支監(jiān)控量測(cè)管理。一旦發(fā)現(xiàn)異常問題，應(yīng)及時(shí)分析原因，并采取針對(duì)性加固措施處理。除此之外，在二襯跟進(jìn)期間，施工人員應(yīng)該在仰拱完成6m之后，進(jìn)行二襯混凝土澆筑工作。

2.3.3 K236+835-K236+865段。該施工段主要處于塌方段小里程方向，施工作業(yè)期間并未出現(xiàn)明顯的涌水或者塌方問題。結(jié)合當(dāng)前施工情況來看，該施工段已經(jīng)完成上臺(tái)階開挖工作。待前段塌方段處理工作結(jié)束之后，現(xiàn)場(chǎng)施工人員可開始換拱施工。換拱施工結(jié)束之后，按照三臺(tái)階施工方式進(jìn)行開挖處理。其中，在施工工序以及流程方面，建議施工人員可主動(dòng)從洞渣回填、徑向注漿、換拱施工以及三臺(tái)階開挖等方面進(jìn)行施工操作。對(duì)于三臺(tái)階開挖施工而言，現(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)該重點(diǎn)針對(duì)中導(dǎo)以及下導(dǎo)位置進(jìn)行及時(shí)施作處理，以確保初支拱架封閉成環(huán)。拱架安裝作業(yè)應(yīng)該與前段塌方處理相同，如利用單層鋼架完成支護(hù)作業(yè)。上述作業(yè)結(jié)束之后，完成噴射混凝土。

3 某隧道施工現(xiàn)場(chǎng)管理措施及相關(guān)建議

3.1 明確掌握隧道監(jiān)控量測(cè)要點(diǎn)，保障現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)安全

3.1.1 施工管理人員可將測(cè)量數(shù)據(jù)公布到隧道工作人員的工作群當(dāng)中，讓現(xiàn)場(chǎng)參建人員及時(shí)掌握隧道施工情況。并根據(jù)當(dāng)前工作面情況，合理布設(shè)監(jiān)控量測(cè)點(diǎn)。如各個(gè)斷面分別設(shè)置5個(gè)點(diǎn)，可分別置于拱頂、拱腰以及拱腳位置處，并在施工換拱前后對(duì)量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集監(jiān)控。

3.1.2 管理人員可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)數(shù)據(jù)反饋情況進(jìn)行整合分析，并繪制數(shù)據(jù)變化曲線。根據(jù)數(shù)據(jù)變化曲線內(nèi)容，對(duì)當(dāng)前沉降收斂變化進(jìn)行明確掌握。一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)值波動(dòng)超過預(yù)期，施工人員必須加強(qiáng)支護(hù)。情況嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)立即停止施工，并采取針對(duì)性措施進(jìn)行處理[3]。

3.2 增強(qiáng)參建人員崗位責(zé)任意識(shí)，深化隧道施工質(zhì)量安全效果

從事于隧道現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)的相關(guān)人員應(yīng)該深化個(gè)人的崗位責(zé)任意識(shí)，堅(jiān)持按照質(zhì)量優(yōu)先、安全治理的原則理念，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)所使用的材料以及施工機(jī)械設(shè)備進(jìn)行質(zhì)量管理，增強(qiáng)隧道現(xiàn)場(chǎng)施工效果。與此同時(shí)，施工人員應(yīng)該對(duì)隧道現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)期間所面臨的復(fù)雜地質(zhì)條件進(jìn)行提前把握。并主動(dòng)識(shí)別現(xiàn)場(chǎng)施工風(fēng)險(xiǎn)，如環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素以及人為操作風(fēng)險(xiǎn)因素等，對(duì)隧道現(xiàn)場(chǎng)施工期間可能出現(xiàn)的難點(diǎn)問題進(jìn)行提前應(yīng)對(duì)。

并采取科學(xué)合理的方法措施進(jìn)行全面優(yōu)化，避免對(duì)后續(xù)施工質(zhì)量造成不良影響。期間，現(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)該嚴(yán)格恪守自身的技術(shù)操作行為，對(duì)于隧道現(xiàn)場(chǎng)施工所涉及的流程要點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行合理貫徹與落實(shí)。除此之外，現(xiàn)場(chǎng)施工人員在開展隧道現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)期間，應(yīng)該嚴(yán)格按照隧道施工規(guī)范要求，避免與其他工種之間出現(xiàn)專業(yè)矛盾問題，盡量從根本上保障隧道現(xiàn)場(chǎng)施工效果。需要注意的是，如果坍塌體出現(xiàn)異常問題，施工管理人員必須及時(shí)疏散人員，并轉(zhuǎn)移施工機(jī)械設(shè)備。主動(dòng)利用鋼筋網(wǎng)片以及型鋼等加固材料進(jìn)行針對(duì)性處理，坍塌體表層穩(wěn)定之后再開展工序作業(yè)。

4 結(jié)束語

總而言之，隧道施工作業(yè)期間很容易受到多方面因素的干擾影響，尤其是復(fù)雜地質(zhì)條件以及施工因素，而出現(xiàn)塌方等風(fēng)險(xiǎn)問題。為避免施工隱患問題頻繁出現(xiàn)，建議施工單位方面應(yīng)該主動(dòng)承擔(dān)起自身的施工管理責(zé)任，在開展隧道施工作業(yè)之前，深入施工場(chǎng)地環(huán)境對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)水文條件進(jìn)行充分把握。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)水文條件，確立科學(xué)合理的隧道施工方案。同時(shí)，重點(diǎn)針對(duì)可能引起塌方風(fēng)險(xiǎn)問題的相關(guān)因素進(jìn)行提前識(shí)別與管理，并確立科學(xué)、合理的塌方處理方案進(jìn)行針對(duì)性預(yù)防。