隧道施工的風(fēng)險(xiǎn)及控制措施分析

王京辰

摘要：隧道施工的特點(diǎn)就是在施工中存在著各種不確定性，主要原因在于隧道施工本是一項(xiàng)隱蔽性工程，而且其施工地點(diǎn)通常是地質(zhì)環(huán)境比較復(fù)雜的地方，這些因素決定了施工中會(huì)受到多種不定因素的干擾而引發(fā)各種風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。為了避免在隧道施工設(shè)計(jì)和施工管理中出現(xiàn)意外而造成不良后果，這需要工程管理人員針對(duì)隧道施工中可能存在的不確定因素進(jìn)行分析，并制定出控制決策，以預(yù)防風(fēng)險(xiǎn)事故在隧道施工過(guò)程中發(fā)生，確保隧道工程施工安全而高效地完成。

關(guān)鍵詞：隧道施工；風(fēng)險(xiǎn)；控制措施

1隧道施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)

1.1開(kāi)挖作業(yè)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)

一般來(lái)說(shuō)，開(kāi)挖作業(yè)方法主要包括爆破法、臺(tái)階法、環(huán)形開(kāi)挖預(yù)留核心土法、中隔壁法以及雙側(cè)壁導(dǎo)坑法，而爆破法則是較為常見(jiàn)的開(kāi)挖方式，其實(shí)際應(yīng)用存在著下列兩個(gè)方面的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。①這種隧道爆破主要使用高能量炸藥爆炸產(chǎn)生能量對(duì)巖石破壞，其會(huì)對(duì)斷面外一點(diǎn)距離的巖石產(chǎn)生相應(yīng)作業(yè)，這樣會(huì)大幅度降低隧道巖石的自穩(wěn)能力，并且還會(huì)適當(dāng)降低隧道巖石的質(zhì)量指標(biāo)；②這種爆破方式會(huì)增加超挖風(fēng)險(xiǎn)，隧道爆破過(guò)程會(huì)產(chǎn)生一定的臨空面，巖石在支護(hù)作業(yè)前會(huì)由于失穩(wěn)坍落導(dǎo)致較大程度的超挖情況。同時(shí)，實(shí)際施工過(guò)程中，施工人員未依據(jù)爆破設(shè)計(jì)使用炸藥用量和起爆順序，其均會(huì)造成一定程度的超挖問(wèn)題。

1.2隧道支護(hù)

目前很多隧道施工出現(xiàn)坍塌情況，其很大程度上是由于隧道支護(hù)施工質(zhì)量相對(duì)較差導(dǎo)致的，所以需使用復(fù)合式襯砌措施，并且做好超前支護(hù)、初期支護(hù)以及輔助支護(hù)等方面措施。同時(shí)施工過(guò)程中，施工人員應(yīng)嚴(yán)格禁止實(shí)施欠挖或超挖，并且保證左右側(cè)馬口開(kāi)挖交錯(cuò)距離、掌子面距仰拱以及仰拱距二襯超過(guò)一定尺寸，同時(shí)噴錨支護(hù)應(yīng)根據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)范以及標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行施工。

1.3隧道滲漏水

隧道滲漏水是較為常見(jiàn)的隧道問(wèn)題之一，其要求隧道的防、排水工程質(zhì)量，并且嚴(yán)格執(zhí)行排為基礎(chǔ)，防、排、堵、截結(jié)合的治理原則，從而有效保障排水暢通以及防水質(zhì)量。①需要在初期支護(hù)階段使用Ω 型彈簧排水管，并在相應(yīng)位置裝設(shè)排水孔，然后使用一定厚度砂漿對(duì)半管表面進(jìn)行封閉，從而保證初期支護(hù)表面不出現(xiàn)滲水情況；②需要使用先墻后拱法襯砌方式，這樣可以強(qiáng)化初期支護(hù)質(zhì)量，其可有效避免初期支護(hù)受力不足導(dǎo)致的二襯混凝土超載以及襯砌開(kāi)裂扥情況；③初噴混凝土過(guò)程使用工字鋼環(huán)向支撐，然后在拱架拱腰接頭處以及墻腳處設(shè)置相應(yīng)的鎖腳錨桿，并且使用一定尺寸的注漿小導(dǎo)管取代徑向錨桿，對(duì)于初期支護(hù)和二次襯砌之間應(yīng)布設(shè)相應(yīng)的復(fù)合防水卷材；④接下來(lái)二次襯砌拱圈混凝土澆注階段，施工人員應(yīng)使用整體式移動(dòng)模板，并將隧道側(cè)墻和底部仰拱圈襯砌的施工縫設(shè)置在排水溝蓋板上；⑤對(duì)于拱腳開(kāi)裂以及中隔墻襯砌開(kāi)裂等情況實(shí)施頂水加固并且設(shè)置相應(yīng)的排水孔，一般來(lái)說(shuō)，頂水注漿主要從出水量小的排水管開(kāi)始施工，然后再對(duì)串漿排水管實(shí)施補(bǔ)充注漿。

1.4隧道塌方

隧道塌方是隧道施工過(guò)程后果較為嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題之一，針對(duì)這種技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)通?？梢圆捎孟铝袃煞N措施進(jìn)行處理：①為應(yīng)急處理措施，其需要將隧道仰拱短時(shí)間內(nèi)成環(huán)，并做好二襯保護(hù)，同時(shí)使用鋼拱架、方木和圓木實(shí)施有效支撐，然后對(duì)鋼拱架實(shí)施局部加固，這樣可以避免塌方程度進(jìn)一步發(fā)展。尤其需要做好施工監(jiān)控工作，其包括隧道頂、地表的沉降程度，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)應(yīng)采取有效措施進(jìn)行處理，并且強(qiáng)化地表防水措施質(zhì)量，對(duì)于沉陷區(qū)應(yīng)使用回填方法進(jìn)行處理，同時(shí)布設(shè)相應(yīng)的排水溝；②為處置技術(shù)措施，其需要對(duì)于受塌方影響段的初期支護(hù)出現(xiàn)的裂縫、變形情況，使用小導(dǎo)管注漿實(shí)施有效加固處理，其可避免塌方進(jìn)一步發(fā)展，并對(duì)產(chǎn)生的掌子面實(shí)施噴漿封閉坍體，然后使用小導(dǎo)管注漿加固。同時(shí)，對(duì)于開(kāi)挖作業(yè)使用小導(dǎo)管實(shí)施局部補(bǔ)強(qiáng)，并加裝相應(yīng)的鋼筋網(wǎng)，再依次實(shí)施鋼架支護(hù)。

2隧道施工中存在的風(fēng)險(xiǎn)

2.1自然環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)

在隧道施工中，自然環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)主要來(lái)自三個(gè)方面：一是，巖土體分布空間變異性：在隧道施工中，如果存在巖土體材料物理力學(xué)性質(zhì)變異、地層分布不確定、巖土體材料物理參數(shù)變異等情況的時(shí)候，就會(huì)非常容易出現(xiàn)施工風(fēng)險(xiǎn)。二是，不可抗力風(fēng)險(xiǎn)：當(dāng)發(fā)生地震、洪水等自然災(zāi)害的時(shí)候，非常容易產(chǎn)生施工風(fēng)險(xiǎn)。三是，不良地質(zhì)、水文條件：當(dāng)隧道施工區(qū)域存在斷層、軟弱夾層、風(fēng)化槽、破碎帶等情況的時(shí)候，非常容易發(fā)生施工風(fēng)險(xiǎn)。

2.2機(jī)械設(shè)備及材料風(fēng)險(xiǎn)

在隧道施工中，必然要使用大量的機(jī)械設(shè)備與材料，當(dāng)機(jī)械設(shè)備與材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的時(shí)候，非常容易出現(xiàn)施工風(fēng)險(xiǎn)；在設(shè)備選型不當(dāng)、設(shè)備故障的時(shí)候，施工風(fēng)險(xiǎn)較為頻發(fā)；在使用新材料、特殊材料的時(shí)候，如果未能按照有關(guān)規(guī)范執(zhí)行，就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)施工風(fēng)險(xiǎn)等等。

2.3人為因素風(fēng)險(xiǎn)

在隧道施工中，人為因素風(fēng)險(xiǎn)主要包括以下幾個(gè)方面：一是，施工技術(shù)不當(dāng)：在隧道施工中，如果開(kāi)挖方法及爆破方法選擇不當(dāng)，就會(huì)導(dǎo)致施工受到影響，甚至出現(xiàn)經(jīng)濟(jì)損失與人員傷亡；同時(shí)，錨噴支護(hù)不及時(shí)、地下水控制措施落實(shí)不到位等，也會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)施工風(fēng)險(xiǎn)。二是，施工管理不當(dāng)：在隧道施工中，經(jīng)常存在者施工管理方法落后、管理信息不暢通、盲目追求施工進(jìn)度、搶工圖快等問(wèn)題，導(dǎo)致施工風(fēng)險(xiǎn)頻發(fā)，不僅影響了施工的順利進(jìn)行，也降低了施工質(zhì)量。三是，施工質(zhì)量差，未按照操作規(guī)程執(zhí)行，偷工減料：比如，錨桿超前管棚型號(hào)、規(guī)格不符，數(shù)量不對(duì)；圍巖爆破用藥太多，導(dǎo)致圍巖擾動(dòng)，從而降低了圍巖強(qiáng)度；噴射混凝土質(zhì)量及厚度不達(dá)標(biāo)，使得混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量下降；未對(duì)危巖檢查工作予以重視，危巖處理措施落實(shí)不到位；等等。四是，施工決策失誤：在隧道施工中，突發(fā)緊急事故的時(shí)候，如果未及時(shí)采取有效措施，就會(huì)導(dǎo)致發(fā)生施工風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)，如果量測(cè)及信息反饋不及時(shí)，就會(huì)影響決策工作，使其出現(xiàn)失誤，進(jìn)而發(fā)生施工風(fēng)險(xiǎn)。五是，人員技術(shù)水平有待提高：在隧道施工中，人員技術(shù)水平較低是普遍存在的問(wèn)題，如管理人員素質(zhì)較低、施工技術(shù)掌握不足等。

3風(fēng)險(xiǎn)分析及風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避措施

3.1隧道風(fēng)險(xiǎn)分析

風(fēng)險(xiǎn)的管理流程是一個(gè)動(dòng)態(tài)循環(huán)的過(guò)程，且這個(gè)過(guò)程應(yīng)貫穿于隧道施工的整個(gè)過(guò)程而不能僅限于施工的某個(gè)特定階段。風(fēng)險(xiǎn)管理的過(guò)程應(yīng)包含風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)、風(fēng)險(xiǎn)的分析與評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)的應(yīng)對(duì)三個(gè)大部分，詳細(xì)步驟如下：

1）確定隧道施工過(guò)程中的潛在風(fēng)險(xiǎn)，一般要確定施工過(guò)程中的潛在風(fēng)險(xiǎn)，需要業(yè)主、施工單位、設(shè)計(jì)單位和勘察單位先確定專(zhuān)家組，再由專(zhuān)家組經(jīng)過(guò)仔細(xì)地勘察后初步商討施工過(guò)程中可能存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)并對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行商議以制定詳細(xì)的風(fēng)險(xiǎn)匯總表。

2）在得到風(fēng)險(xiǎn)匯總表的基礎(chǔ)上，需要制定合理的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型對(duì)專(zhuān)家組制定的風(fēng)險(xiǎn)匯總表進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估，并評(píng)價(jià)潛在風(fēng)險(xiǎn)對(duì)于整個(gè)施工過(guò)程的影響，通過(guò)對(duì)施工項(xiàng)目存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估，能尋找最合理的風(fēng)險(xiǎn)控制措施，并在風(fēng)險(xiǎn)控制措施的基礎(chǔ)上對(duì)整個(gè)項(xiàng)目施工過(guò)程嚴(yán)格把控，以達(dá)到盡量避免事故發(fā)生的目的，也保障了整個(gè)項(xiàng)目施工能在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)順利完工。

3.2化解風(fēng)險(xiǎn)是實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)管理的目的

1）采用先進(jìn)測(cè)試技術(shù)，及時(shí)反饋信息，以防范風(fēng)險(xiǎn)提高信息保證隧道工程界在長(zhǎng)期的工程實(shí)踐中，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)到“動(dòng)態(tài)化設(shè)計(jì)，信息化施工”的重要性和必然性。在一些地質(zhì)條件復(fù)雜或重要的隧道，學(xué)校、科研、廠商和設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等單位一起開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)，研制出了實(shí)用的測(cè)試儀器，開(kāi)發(fā)出了先進(jìn)的測(cè)試技術(shù)，為隧道工程施工實(shí)施信息管理提供了技術(shù)支持，為防范風(fēng)險(xiǎn)提供了可靠的信息保證。

2）選擇科學(xué)、合理的施工方法，為化解風(fēng)險(xiǎn)提供有力保證相關(guān)規(guī)定：“選擇施工方法，應(yīng)以地質(zhì)條件為主，結(jié)合隧道長(zhǎng)度、斷面、結(jié)構(gòu)類(lèi)型、工期要求、施工技術(shù)力量、機(jī)械設(shè)備情況和經(jīng)濟(jì)效益等，綜合確定，并優(yōu)先采用噴錨構(gòu)筑法。對(duì)地質(zhì)變化較大的隧道，選擇的施工方法要有較多適應(yīng)性，以便在圍巖變化時(shí)易于變換施工方法而較少地影響施工進(jìn)度。變換施工方法時(shí)，應(yīng)有過(guò)渡措施。”這為隧道工程施工方法的選擇指明了方向。

3）建設(shè)一支懂管理、精技術(shù)、高素質(zhì)的人才隊(duì)伍是實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)管理的智力保障。隨著工程的實(shí)踐，一大批從事隧道工程施工的工程技術(shù)人員脫穎而出，機(jī)械裝備能力日益增強(qiáng)，施工隊(duì)伍得到鍛煉，并在實(shí)踐中積累了豐富的施工經(jīng)驗(yàn)；但與目前我國(guó)隧道工程發(fā)展的趨勢(shì)，與世界隧道工程的先進(jìn)管理方法和技術(shù)進(jìn)步相比，差距很大。實(shí)施了風(fēng)險(xiǎn)管理的隧道工程管理不同于一般的橋梁、路基等工程的管理，管理工程的角色發(fā)生了變化，由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在隧道施工中，風(fēng)險(xiǎn)可能是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，也可能是一個(gè)集合體。及時(shí)做好風(fēng)險(xiǎn)分析工作，制定合理、科學(xué)的應(yīng)急預(yù)案，加強(qiáng)人員管理，對(duì)提高隧道施工風(fēng)險(xiǎn)控制水平有著十分積極的意義。在隧道施工中，不可無(wú)視風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)正視風(fēng)險(xiǎn)，因地制宜，采取適合的控制措施，盡可能減少風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生，降低風(fēng)險(xiǎn)損失，確保人們財(cái)產(chǎn)與生命的安全，為社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展提供可靠保障。

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