隧道工程防坍塌施工的安全管理措施

譚 香

（廣西民族大學(xué)相思湖學(xué)院， 廣西 南寧 530008）

我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)性的發(fā)展推動(dòng)了交通運(yùn)輸行業(yè)的進(jìn)程，公路工程中的隧道工程規(guī)模也越來越大，其具有開挖斷面、隧道長(zhǎng)、埋深大等特點(diǎn)，加上穿越區(qū)域的地址構(gòu)造各不相同，并且受到自然環(huán)境、勘查科技手段、安全觀念以及經(jīng)濟(jì)投入等多方面制約，在隧道工程建設(shè)中，坍塌事故屢見不鮮，給建設(shè)工程的管理工作造成了極大的考驗(yàn)[1]。所以，當(dāng)今如何降低塌方事件的出現(xiàn)已經(jīng)成為了隧道工程的施工重點(diǎn)。本文通過對(duì)廣西賀州至巴馬高速公路的石磨嶺隧道施工項(xiàng)目的分析，探討了如何加強(qiáng)隧道工程坍塌預(yù)防工作和施工管理工作。

1 工程概況

廣西賀州至巴馬高速公路（K54+500～K89+406.315）石磨嶺隧道入口地處賀州市昭平縣昭平鎮(zhèn)寨頂村北西約1200m 處，出口處地處昭平縣文竹鎮(zhèn)丹竹口村南東約100m 處，為分離式越嶺特長(zhǎng)隧道；隧道整體朝向約295o，左洞起止樁一號(hào)ZK57+438～ZK61+505，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為4067m，最大埋深約552.304m；右洞起止樁號(hào)YK57+425～YK61+478，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為4053m，最大埋深約559.533m 。隧道凈空為11m×5m。進(jìn)、出口端采用削竹式洞門。

2 隧道坍塌因素分析

2.1 客觀原因

（1）地質(zhì)條件復(fù)雜

隧道工程施工過程中區(qū)域內(nèi)地質(zhì)結(jié)構(gòu)改變，橫穿巖層斷裂帶和破裂帶。表面巖層發(fā)育縱橫，小褶皺頻發(fā)，巖層釋放出來的能量會(huì)破壞周圍巖石的穩(wěn)定度從而導(dǎo)致隧道發(fā)生坍塌事故。另外，隧道常常橫穿結(jié)構(gòu)散亂的巖層，其構(gòu)造之間粘結(jié)力低，經(jīng)受的負(fù)荷值和抵抗震動(dòng)能力低，也可能致使隧道坍塌[2]。

（2）地形因素

隧道項(xiàng)目的選址通常會(huì)遇上一些不利的地段，例如地表覆蓋層薄、隧道上方的地表水源以及隧道頂部重載道路等，這些也會(huì)誘發(fā)隧道崩塌事故的發(fā)生。

（3）地下水作用

巖層中水的侵蝕、浸泡和溶解、季節(jié)性雨水的滲入，水沿巖體軟弱面流動(dòng)，破壞巖體組織，會(huì)減小隧道的巖層硬度值以及隧道構(gòu)造表層的抗剪切強(qiáng)度。另外，隧道工程施工中有可能會(huì)碰上暗河等，地下水挾帶沙土沖進(jìn)隧道內(nèi)，造成隧道表層壓力急劇升高，從而導(dǎo)致隧道發(fā)生塌陷事故。

2.2 主觀原因

（1）設(shè)計(jì)勘查不到位

在隧道進(jìn)行設(shè)計(jì)之初未深入勘察本地的地質(zhì)狀況、圍巖支護(hù)措施設(shè)計(jì)不當(dāng)、對(duì)施工階段可能存在巖層破碎、順層、溶洞等多種不利因素預(yù)測(cè)不到位、對(duì)巖體載重預(yù)測(cè)不清等情形都有可能會(huì)造成隧道坍塌的事故發(fā)生。

（2）施工原因

在施工階段由于不合理施工方法、施工預(yù)防措施不當(dāng)、支護(hù)不及時(shí)、地表水不及時(shí)引流、施工材料不合格、開挖進(jìn)尺和安全步距過大等不利因素引起事故的發(fā)生。另外，由于施工監(jiān)管不到位、安全理念和低下、監(jiān)管職責(zé)不落實(shí)等管理缺失因素也可能造成隧道倒塌[3]。

3 隧道坍塌預(yù)防措施

根據(jù)石磨嶺隧道現(xiàn)場(chǎng)勘察設(shè)計(jì)資料和設(shè)計(jì)圖紙，以及對(duì)石磨嶺隧道現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)地考察，對(duì)其危險(xiǎn)單元展開劃定及對(duì)其危險(xiǎn)性進(jìn)行研究，最后得出的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)論是開掘隧道洞身導(dǎo)致坍塌事故的可能性高。因此，針對(duì)隧道洞身易坍塌區(qū)段制定的對(duì)策措施如下：

（1）提高超前地質(zhì)預(yù)測(cè)技術(shù)。對(duì)開鑿面推進(jìn)方向的巖層開展預(yù)測(cè)工作，獲知巖層和含水狀況，根據(jù)探測(cè)狀況設(shè)置超前支護(hù)和降水措施。特別是在隧道開挖靠近富水帶的時(shí)候，需要謹(jǐn)慎適時(shí)的分析和辨別開掘工作面巖層的變動(dòng)情況，如果碰到特殊不利情況，要第一時(shí)間修改施工方案。

（2）增強(qiáng)施工數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)性監(jiān)控，施工采用信息化方式。對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)進(jìn)行整合對(duì)比，并將結(jié)果向設(shè)計(jì)單位和施工單位進(jìn)行反饋，以便改進(jìn)施工方式和最佳化結(jié)構(gòu)參數(shù)。當(dāng)測(cè)量數(shù)值顯示圍巖形變趨向于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的警戒值時(shí)，應(yīng)盡早對(duì)圍巖進(jìn)行鞏固，控制其變形的進(jìn)程，以防最終導(dǎo)致坍塌事故的發(fā)生。

（3）鉆孔安全保證措施

進(jìn)行鉆孔之前，先確保操作面狀況良好，照明充足，支撐、頂板及邊幫穩(wěn)固，且沒有松動(dòng)的巖塊。為了避免產(chǎn)生大量的粉塵，使用濕式鑿巖機(jī)進(jìn)行鉆孔。鉆眼前，確保各類機(jī)具設(shè)備狀況良好，無缺陷無損壞。采用有支架的鑿巖機(jī)進(jìn)行鉆孔時(shí)，保證已經(jīng)將支架牢固架設(shè)。站在石渣上進(jìn)行鉆孔時(shí)，確保渣堆的平穩(wěn)。禁止在殘眼中再次打鉆，禁止在操作上上維修相關(guān)的工具設(shè)備。進(jìn)入隧道操作的工人必須穿戴齊全勞保用品，如安全帽、防護(hù)手套、工作服；電工及鑿巖機(jī)操作工人穿戴絕緣手套及絕緣鞋，以防電擊事故。

（4）爆破施工安全保證措施

爆破加工房應(yīng)該設(shè)立在距離隧道口五十米開外的安全區(qū)域內(nèi)。除了爆破加工房，禁止在別的場(chǎng)所加工爆破用品。爆破作業(yè)和爆破器材加工人員必須穿棉質(zhì)工作服，嚴(yán)禁穿化纖衣物。在對(duì)炮眼進(jìn)行轉(zhuǎn)藥前，核查爆破操作面周邊的支護(hù)措施是不是堅(jiān)固；炮眼里是否還有巖石粉等雜物；才鉆好的炮眼溫度太高，禁止馬上裝藥。另外，如果工作面照度過低、沒有正常的處置流沙和流泥、或者有可能出現(xiàn)大規(guī)模涌水現(xiàn)象時(shí)，禁止往炮眼裝藥。

隧道內(nèi)采用統(tǒng)一指示訊號(hào)進(jìn)行爆破作業(yè)，所有人員和車輛一律撤離至安全區(qū)域以外，保證不受爆破產(chǎn)生的沖擊波的傷害。由獲得安全技術(shù)合格證的爆破工進(jìn)行放炮作業(yè)，放炮過程中，按照規(guī)定的安全距離，設(shè)立爆破警戒線。完成爆破程序十分鐘后，作業(yè)人員方可進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行危石清理和噴錨支護(hù)作業(yè)，完成該項(xiàng)工作后才能進(jìn)行后續(xù)施工。

依據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)條件確定每天爆破的時(shí)間和次數(shù)，爆破時(shí)間和裝藥時(shí)間不宜間隔太久。爆破工要按照操作規(guī)范核查爆破條件，保證能一次成功。如果發(fā)生以下狀況禁止進(jìn)行爆破作業(yè)，如隧道內(nèi)操作面巖層支護(hù)不到位、照明不夠、可能出現(xiàn)涌水和涌泥情況。爆破后需進(jìn)行通風(fēng)除塵十五分鐘，且進(jìn)行下述各種檢驗(yàn)及妥善處置以后，工人方可進(jìn)入工作地點(diǎn)：有沒有瞎炮，如有則由爆破工進(jìn)行妥善處置；有沒有未引爆的火藥或雷管；圍巖有沒有松動(dòng)的石頭；支護(hù)有沒有損毀等。裝炮時(shí)禁止用明火點(diǎn)炮，禁止裝藥和打眼同步進(jìn)行。

在確保爆破施工順利安全進(jìn)行的基礎(chǔ)上，還要做到文明施工，維持現(xiàn)場(chǎng)施工秩序。做到照明充足、道路平整、沒有積水、易燃易爆化學(xué)品存放妥當(dāng)?shù)取０匆?guī)對(duì)爆破器材進(jìn)行發(fā)放，遏止重大傷亡事故，降低一般事故的發(fā)生。

（5）初期支護(hù)安全保證措施

隧道進(jìn)行開挖后，除了圍巖完整穩(wěn)定，以及設(shè)計(jì)文件中規(guī)定的不需支護(hù)者外，其他部位都需要依據(jù)圍巖狀況和工藝方法對(duì)其進(jìn)行牢固的支護(hù)。施工中，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)負(fù)責(zé)人及相關(guān)人員會(huì)對(duì)支護(hù)情況展開定期安全檢查，并設(shè)置專人對(duì)不利地質(zhì)區(qū)域進(jìn)行巡視，一旦發(fā)現(xiàn)支護(hù)受到擠壓或者破壞時(shí)，馬上對(duì)其進(jìn)行修復(fù)，若情況嚴(yán)重時(shí)，將現(xiàn)場(chǎng)人員撤出危險(xiǎn)區(qū)域，然后再進(jìn)行修復(fù)。

隧道內(nèi)進(jìn)行支護(hù)時(shí)，邊開挖邊支護(hù)，支護(hù)面相距開挖面通常最多四米；如果開挖面巖土性質(zhì)不良時(shí)，盡可能縮小支護(hù)面。對(duì)支護(hù)面進(jìn)行噴射混凝土?xí)r，腳手架應(yīng)搭設(shè)牢靠，操作人員穿戴好個(gè)人防護(hù)用品，確保設(shè)備無異常。

4 結(jié)語

石磨嶺隧道塌方會(huì)對(duì)隧道建設(shè)的安全、工期、投資及第三方都會(huì)造成不利影響。為了保證該坍塌風(fēng)險(xiǎn)取得有效管控，將隧道施工作業(yè)按照以上風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策措施進(jìn)行重點(diǎn)管理及控制，可將風(fēng)險(xiǎn)降低到人們可以接受的范圍內(nèi)。除此以外，還應(yīng)強(qiáng)化管控措施，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管，從而實(shí)現(xiàn)管控風(fēng)險(xiǎn)、降低損失、保證施工安全的目標(biāo)。