隧道巖溶處理技術(shù)及施工管理策略研究

張巨峰

（中鐵十九局集團(tuán)廣州工程有限公司，廣東廣州 510000）

0 引言

隧道巖溶處理技術(shù)是隧道施工中的重要技術(shù)之一，在實(shí)際應(yīng)用中主要有超前預(yù)測、監(jiān)控量測以及對涌水段進(jìn)行管理的功能，大大提高了隧道巖溶處理的效果。另外，由于隧道巖溶處理具有一定的高風(fēng)險(xiǎn)性，所以在巖溶處理施工中必須要加強(qiáng)施工管理、風(fēng)險(xiǎn)管理，做好施工過程的風(fēng)險(xiǎn)識別、風(fēng)險(xiǎn)評估、風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)處理等工作，保證隧道巖溶施工的安全性。

1 隧道巖溶處理技術(shù)的應(yīng)用分析

1.1 監(jiān)控量測管理

在隧道施工管理中，利用新奧法來實(shí)現(xiàn)對工程的量測和觀察，為隧道施工管理帶來了極大便利，不僅可以通過對量測結(jié)果的分析來掌握掌子面的真實(shí)情況，同時(shí)也可以及時(shí)將掌子面的數(shù)據(jù)傳輸與后續(xù)施工，為其提供施工依據(jù)。監(jiān)控量測必須由專業(yè)人員進(jìn)行實(shí)施、操作，才能保證數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性。在實(shí)際施工中，可以通過正確利用監(jiān)控測量方式來實(shí)現(xiàn)對圍巖結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度管理，從而為后期的隧道建設(shè)提供幫助。

1.2 涌水段管理

在隧道巖溶施工中，存在的較大裂縫以及較大偏差的圍巖斷巖等區(qū)域很容易引發(fā)大范圍的涌水，所以一定要對該區(qū)域進(jìn)行涌水段管理，避免嚴(yán)重事故的發(fā)生[1]?；诖?，對于這些敏感性較強(qiáng)的區(qū)域一定要提前做好位置預(yù)測，再根據(jù)預(yù)測結(jié)果對這些區(qū)域進(jìn)行注漿處理，從而有效減少涌水事故的發(fā)生，確保隧道施工安全。

另外，為了有效進(jìn)行涌水管理，除了要對敏感性較強(qiáng)的區(qū)域進(jìn)行注漿處理外，還要對其他區(qū)域進(jìn)行防水處理。在排水過程中，排水電源不能與施工電力共用一套電力系統(tǒng)，一定要保證電源的獨(dú)立性，同時(shí)還要設(shè)置備用電源以防萬一。由于比分圍巖有可能會發(fā)生水化反應(yīng)，所以在排水時(shí)必須要保證水泵的壓力和功率能夠滿足排水要求。同時(shí)，還要時(shí)刻關(guān)注圍巖的沖刷問題，避免地下水對圍巖的過度沖刷，減少空洞的出現(xiàn)，進(jìn)而為隧道建設(shè)施工提供安全保障。

1.3 溶洞處理技術(shù)

在隧道巖溶施工中對于溶洞的處理通過從5 個(gè)方面著手：繞、截、排、堵、越。

（1）繞處理。如果施工中遇到的溶洞體積較大，則最好采用繞處理的方式，通過施工繞以及選線饒等方式成功將溶洞繞過[2]。在施工中通常在后段對溶洞進(jìn)行專項(xiàng)處理，有時(shí)候?yàn)榱耸┕け憷部梢栽诓挥绊懝こ痰那疤嵯逻M(jìn)行路線的更改，所以，繞處理的方式在較短距離的隧道施工中應(yīng)用較多。

（2）截處理。在對隧道施工之前就需要對各路段進(jìn)行勘察分析，確定巖溶水源是否來源于水洼等地段，確定水源。如果水源會因雨季的到來而受到影響的話，則需要對溝槽等位置進(jìn)行排水處理，減少積水的形成。

（3）排處理。在排水時(shí)，一定要對水源的水量進(jìn)行提前分析，對水源的流向以及位置進(jìn)行確定，同時(shí)，要充分利用排、截共用的方式來有效緩解水量較大時(shí)的排水問題，并將水排向暗河。如果水量較小，直接通過水溝進(jìn)行引導(dǎo)即可。

（4）堵處理。如果隧道施工中填充物不足或者水源較少時(shí)，則可以利用混凝土或者漿砌片石來進(jìn)行填充，從而提高隧道溶洞的密封性。另外，在輸水管預(yù)埋過程中要保證排水順暢，成功將水排出洞外。

（5）越處理。巖洞處理中如果利用堵、截等方式不能有效時(shí)，則可以采用越方式[3]。也就是通過管道以及橋梁等方式實(shí)現(xiàn)成功跨越。如果隧道底部的溶洞體積相對較小，可以通過設(shè)置暗道的方式穿過溶腔，并用混凝土填充底部的縫隙，這樣就可以保證原來水流方向的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對溶洞的跨越。如果溶洞邊墻支撐力不足，可以通過架橋等方式來提高邊墻的支撐性能。

2 隧道巖溶處理施工的風(fēng)險(xiǎn)

隧道工程建設(shè)與其他工程建設(shè)相比，同樣具有加強(qiáng)的安全危險(xiǎn)性。此外，由于巖溶作業(yè)本身的高危特性，在施工過程中表現(xiàn)出更高的安全風(fēng)險(xiǎn)性。

（1）在隧道巖溶處理過程中需要用到大量的巖溶，并且要與其進(jìn)行直接接觸，這樣在施工中容易出現(xiàn)突泥突水事故，對巖溶施工造成嚴(yán)重影響。突泥突水將會大大增加突出物的承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)和作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。

（2）隧道巖溶處理中主要使用石土等材料進(jìn)行洞穴的填充，在填充施工中如果突發(fā)突泥事故，事故處理難度也會增加，導(dǎo)致整個(gè)施工的風(fēng)險(xiǎn)增加。

（3）隧道巖溶處理施工涉及的范圍較廣，在地下水排放施工中，由于我國排水技術(shù)水平有限，加大了我國隧道建設(shè)地下水的排放難度，從而也使其成為影響我國隧道施工的危險(xiǎn)因素之一。

（4）隧道建設(shè)中必須要保證洞頂?shù)闹涡裕绻涡阅懿患驯銜l(fā)隧道的坍塌風(fēng)險(xiǎn)。

（5）在隧道施工中還要控制洞穴支護(hù)的變形，這是保證支護(hù)強(qiáng)度的主要手段，同時(shí)也是影響隧道安全施工的重要因素之一。

鑒于隧道巖溶處理施工的特殊性風(fēng)險(xiǎn)，管理人員需要在施工中要重點(diǎn)考慮事故的高發(fā)階段，并根據(jù)事故風(fēng)險(xiǎn)的具體特征制定有效措施，并保證其能夠滿足安全理念的要求，加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)管理，降低各項(xiàng)因素的不安全狀態(tài)，減少隧道施工事故的發(fā)生。

3 隧道巖溶處理施工風(fēng)險(xiǎn)管理策略

3.1 加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)識別

安全風(fēng)險(xiǎn)識別是隧道巖溶處理施工中的基本內(nèi)容，也是整個(gè)施工風(fēng)險(xiǎn)管理工作的基礎(chǔ)出發(fā)點(diǎn)。其中，管理人員必須高度重視風(fēng)險(xiǎn)識別在隧道施工管理中的重要作用，并能夠做出準(zhǔn)確的識別，從而有效規(guī)避巖溶處理作業(yè)中的各項(xiàng)安全風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，在識別的基礎(chǔ)上對已經(jīng)給識別出的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行深入分析，找出與其相關(guān)的關(guān)聯(lián)點(diǎn)：①根據(jù)巖溶處理中巖漿等物質(zhì)的實(shí)際數(shù)量和性質(zhì)來判定風(fēng)險(xiǎn)的源頭；②對可能會形成風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)條件進(jìn)行評估，確定引發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的必要條件；③對之前得出的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行量化分析，如支護(hù)變形程度、突水突泥的發(fā)生率以及隧道洞頂坍塌的概率等；④確定可能引發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)因素以及對隧道巖溶施工的影響程度，結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定各種風(fēng)險(xiǎn)因素的風(fēng)險(xiǎn)等級。

3.2 做好風(fēng)險(xiǎn)評估

隧道巖溶處理中，科學(xué)分析安全風(fēng)險(xiǎn)是保證隧道施工順利開展以及降低事故發(fā)生率的重要手段。目前，可用于風(fēng)險(xiǎn)評估的技術(shù)手段逐漸增多，分析方法也逐漸趨于科學(xué)性，在很大程度上降低了管理人員的工作難度。在評估過程中，通過定性和定量的雙重分析來保證分析數(shù)據(jù)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，從而為隧道巖溶處理施工提供更有效的風(fēng)險(xiǎn)評估，保證風(fēng)險(xiǎn)管理的正確實(shí)施。目前，我國在隧道巖溶處理風(fēng)險(xiǎn)分析中大多數(shù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)法來對其進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估，但是，由于不同企業(yè)的管理經(jīng)驗(yàn)和發(fā)展歷程不盡相同，所以單純地應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)法來進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估差異性較大，不能保證風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)果的有效性。因此，在未來隧道巖溶處理風(fēng)險(xiǎn)評估心中要綜合借鑒國際先進(jìn)的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，從而保證風(fēng)險(xiǎn)評估方法的先進(jìn)性和一致性。

3.3 加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

在巖溶處理施工中，風(fēng)險(xiǎn)識別和評估完成之后，還需要在此基礎(chǔ)上進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，并根據(jù)事故可能發(fā)生的概率和結(jié)果進(jìn)行評估，從而為施工事故預(yù)防以及應(yīng)急救援措施的制定提供依據(jù)。目前，可用于風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的方法多達(dá)十余種，應(yīng)用效果良好。在隧道巖溶處理過程中應(yīng)用較多的就是事故分析法、故障樹分析法以及檢查表法等，各種方法的具體應(yīng)用要對各項(xiàng)因素進(jìn)行綜合評價(jià)，從而確定各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)因素可能引發(fā)的事故后果以及人員的整體承受力。

3.4 做好風(fēng)險(xiǎn)處理

風(fēng)險(xiǎn)處理工作是整個(gè)施工風(fēng)險(xiǎn)管理的重要階段，也是保證隧道巖溶施工安全的重要內(nèi)容。

（1）在對整個(gè)巖溶處理施工進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識別、評估和評價(jià)之后要根據(jù)所得出的結(jié)果，總結(jié)出危害施工的主要因素，并找出合適的方法來對其進(jìn)行規(guī)避和預(yù)防。

（2）在風(fēng)險(xiǎn)管理中為了有效避免突發(fā)事故可能會對整個(gè)隧道施工產(chǎn)生擴(kuò)大性影響，管理人員要運(yùn)用有效的預(yù)防手段來緩減風(fēng)險(xiǎn)，從根本上減少人員和財(cái)務(wù)的損失。

（3）對隧道巖溶作業(yè)做好整體優(yōu)化工作，同時(shí)可以利用保險(xiǎn)公司投保的方式轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)。

（4）針對隧道巖溶處理整體影響不大的風(fēng)險(xiǎn)，可以選擇風(fēng)險(xiǎn)保留的方式予以處理。

針對隧道巖溶處理過程中的風(fēng)險(xiǎn)管理，所有的施工企業(yè)都希望能夠完全規(guī)避所有的風(fēng)險(xiǎn)，特別是大型的隧道巖溶施工。事實(shí)上，所有的風(fēng)險(xiǎn)不可能被完全規(guī)避，形成徹底的安全真空，所以，管理人員必須對所有的風(fēng)險(xiǎn)因素做好相應(yīng)的預(yù)防和應(yīng)急處理方案，建立相應(yīng)的應(yīng)急管理機(jī)制，從而能夠及時(shí)應(yīng)對隧道巖溶施工中的突發(fā)事件，降低隧道施工風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)束語

綜上所述，在隧道施工中，隧道巖溶施工中容易遭受涌水、坍塌等風(fēng)險(xiǎn)，所以，可以加強(qiáng)對超前預(yù)測技術(shù)、監(jiān)測量測管理以及涌水處理等技術(shù)來有效保障隧道巖溶施工的安全性，并要針對巖溶施工的高風(fēng)險(xiǎn)特征，做好相應(yīng)的施工風(fēng)險(xiǎn)管理，從而保證隧道巖溶處理施工的安全性，為我國隧道建設(shè)作出貢獻(xiàn)。