高代平
中鐵隧道集團一處有限公司 重慶 400000
在目前常用的隧道開挖方法中,最常用的施工技術(shù)包括明挖法、鉆爆法、TBM、沉管法等。不同的施工方法,由于其施工所用到的機械不同、施工的順序有差異,導(dǎo)致其存在的潛在風(fēng)險也有所不同。本文將隧道施工的風(fēng)險源識別過程分三部分:①分析風(fēng)險產(chǎn)生的機理②完成風(fēng)險源辨識表③劃分風(fēng)險源等級標準。
從隧道在施工過程中產(chǎn)生風(fēng)險的根本原因及演化規(guī)律入手才能對風(fēng)險做到根本的控制,對于風(fēng)險產(chǎn)生機理的分析主要包括三部分,分別為隧道外部、內(nèi)部的風(fēng)險源和事故成因。
標準風(fēng)險源等級標準制定原則主要包括以下幾點:風(fēng)險源直觀簡潔,能更加方便量化風(fēng)險評估;評定標準應(yīng)以定量與定性兩種手段相結(jié)合;根據(jù)建設(shè)規(guī)模來進行劃分,可分為隧道長度、輔助坑道、開挖斷面、隧道布置形式;按照地質(zhì)條件來劃分,可分為氣候環(huán)境、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)等;在隧道長度方面,將小于500m 隧道外部環(huán)境風(fēng)險等級定為I,500~1000m 定為II,1000~3000m 為 III,大于3000m 為IV 級。在開挖斷面方面,隧道橫斷面面積2~10m2定為I,10~50m2為 II,50~100m2為 III,大于100m2為IV[1]。
一般公路隧道施工環(huán)境很差,這是由實際情況和自然條件決定的,且場地很窄。其施工質(zhì)量和安全將受到地質(zhì)、水文條件的影響,施工中可能存在的不利因素也會影響公路隧道施工的安全。另外,隧道施工與一般高速公路施工相比,施工工藝和施工技術(shù)較多,各工序之間聯(lián)系緊密,往往有不同的工序同時作業(yè),這樣就會形成不同作業(yè)面穿插作業(yè),尤其在洞身開挖過程中的鉆孔粉塵、機械噪音、淋水及出渣的揚塵等,難以形成較好的施工環(huán)境。
公路隧道是項非常復(fù)雜、綜合性很強的工程,由于隧道施工比較危險,施工過程中的變化趨勢無法及時、正確地進行評估,因此在具體的施工過程中往往會出現(xiàn)一些建筑事故,比如施工中經(jīng)常遇到突泥突水、瓦斯等有毒有害氣體、遇溶洞暗河等危險情況,隧道施工風(fēng)險很大[2]。
與其他施工相比,隧道施工工期較長,雖然不同季節(jié)受氣溫、氣候、天氣等因素的影響,但隧道圍巖交替變化、不良地質(zhì)、交通組織、機械組合形式、建筑材料供應(yīng)及勞動力配置等都會影響施工。若施工遇到瓦斯等有毒有害氣體,需要對施工設(shè)備、供風(fēng)系統(tǒng)、供電系統(tǒng)及用電設(shè)備等都要重新進行改裝驗收,影響時間較長。
經(jīng)過反復(fù)調(diào)研,征求意見,縝密分析,結(jié)合沙盤推演和現(xiàn)場模擬,采取了下列措施:第一,工程施工區(qū)段設(shè)置交通錐、隔離墩和防護柵欄,隔離施工區(qū)段和通行區(qū)段,保障“雙安全”。防護柵欄的高度,不得影響行駛車輛駕駛員的視線。第二,在隧道口及工程施工區(qū)段,梯次設(shè)置警示燈和限速行駛提示牌,并設(shè)置多道臨時減速帶,以保證施工和行車的安全。第三,在隧道口設(shè)置“緩行”信號燈;在施工區(qū)段,設(shè)置信號燈,指揮雙向通行的車輛及時變道交替通行。第四,隧道工程施工人員和交通安全通行引導(dǎo)人員,必須穿戴反光工作服和安全帽。第五,施工區(qū)段施工照明和通行路面的照明,必須采用防眩燈。
隧道施工環(huán)境相對密閉且存在危險性,可能會因圍巖變形、坍塌、地下水突涌而突發(fā)安全事故。因此,可借助先進的技術(shù)設(shè)備,做好監(jiān)測工作,從而能盡早發(fā)現(xiàn)各類危險狀況、采取應(yīng)對措施,以確保整個隧道施工周期內(nèi)零事故。例如可采用變形監(jiān)測裝置監(jiān)控圍巖變形情況。如果監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示圍巖變形突然增加,則需警惕圍巖崩塌情況的發(fā)生,及時采取支護、加固等措施,確?,F(xiàn)場環(huán)境安全。
評估指標需要具有維度合理性,也就是指標的整體性和非冗余性。指標權(quán)重分析的方法大體上可分為主觀、客觀以及組合集成賦權(quán)法。所謂主觀賦權(quán)評價法,顧名思義其主觀意識比較強,在評價過程中專家的經(jīng)驗知識所占比重較大。而客觀賦權(quán)評價法則是根據(jù)數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)分析得出相關(guān)的結(jié)論,相對更為機械。單純地使用主觀法和客觀法,其結(jié)果都是具有缺陷的,因此需要將兩者進行結(jié)合,綜合評價結(jié)果的準確度。在確定權(quán)重時,可先通過層次分析法從主觀的層面分析,然后運用粗糙集法和熵值法來確定安全因子指標與風(fēng)險因子指標的客觀權(quán)重,最后采用“加法”與“乘法”結(jié)合的整合原則,通過綜合集成賦權(quán)法將主觀與客觀賦權(quán)法有機結(jié)合,使得權(quán)重系數(shù)更加完善有效[3]。
隧道施工會遇到各種各樣的復(fù)雜地質(zhì),適用于不同地質(zhì)的施工技術(shù)也存在很大差異。因此施工單位無論是從經(jīng)濟效益、工程質(zhì)量,還是從安全管理等方面考慮,都應(yīng)在現(xiàn)場勘察的基礎(chǔ)上,利用已有資料和專業(yè)知識制定多套施工方案。然后對比施工方案,從中選出最佳方案。在后期隧道施工環(huán)節(jié),設(shè)計人員也要與施工人員保持溝通聯(lián)系,如果施工人員對設(shè)計圖紙、組織規(guī)劃存在疑問,應(yīng)及時協(xié)商解決,確保隧道施工作業(yè)按計劃順利開展。
本文重點指出了隧道施工進行風(fēng)險評估的重要性,較為系統(tǒng)地分析了風(fēng)險識別的相關(guān)內(nèi)容,明確了隧道施工安全風(fēng)險源等級評定標準,并提出了隧道施工安全風(fēng)險評估方法,供同行參考。