山區(qū)高速公路隧道施工安全管理

李 寧

(中鐵建海南投資有限公司，海南 陵水 572400)

0 前 言

山區(qū)地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，長(zhǎng)大隧道施工難度較大，提供的施工區(qū)域較為狹窄，存在大量的平行交叉作業(yè)，在此背景下必須全面確保施工安全[1]。工程事故易發(fā)生于各施工環(huán)節(jié)，諸如開(kāi)挖、爆破、襯砌等。因此，立足于山區(qū)高速公路隧道工程，圍繞其中的安全管理措施展開(kāi)探討極具必要性。

1 工程概況

靈河高速公路LJ6標(biāo)段K28+700～K34+500，總長(zhǎng)度5.8 km，設(shè)計(jì)車(chē)速80 km/h。經(jīng)勘察得知，本標(biāo)段共含3座隧道，高墩高度57 m，路基施工環(huán)節(jié)采取的是開(kāi)挖方式。以K28+700～K29+150段較為特殊，該處為深挖方段落，最大深度超47 m。

2 山區(qū)高速公路隧道常規(guī)安全管理

2.1 施工準(zhǔn)備階段

從施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境出發(fā)，做出科學(xué)的部署，依據(jù)進(jìn)料、堆料等環(huán)節(jié)作業(yè)需求，將施工現(xiàn)場(chǎng)劃分為多個(gè)區(qū)塊，以公安局驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為指導(dǎo)，確定合適的炸藥庫(kù)地址，合理規(guī)劃棄碴場(chǎng)，以免對(duì)隧址周邊的河流等自然生態(tài)造成不良影響。正式施工前，編制安全專(zhuān)項(xiàng)方案，做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)作業(yè)，在全面掌握地質(zhì)情況的基礎(chǔ)上，確定合理的鉆爆方案，調(diào)節(jié)好各工序順序，使各環(huán)節(jié)施工均有序推進(jìn)。隧道施工環(huán)境較為特殊，對(duì)通風(fēng)、排水、通信等均提出較高要求，因此，應(yīng)對(duì)其采取專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)，做好技術(shù)交底并針對(duì)施工人員展開(kāi)安全培訓(xùn)。

2.2 施工階段

洞口施工最為基礎(chǔ)，考慮到洞口穩(wěn)定性要求，需設(shè)置邊坡與仰坡，在此基礎(chǔ)上增設(shè)天溝等排水設(shè)施，有效引導(dǎo)地表水，為隧道施工創(chuàng)設(shè)安全的環(huán)境[2]。展開(kāi)分項(xiàng)工程作業(yè)前，需要面向基層員工做好技術(shù)交底。實(shí)際施工中，注重對(duì)施工人員的管理，進(jìn)出洞均要簽字確認(rèn)，落實(shí)交接班制度，安排專(zhuān)員監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)狀況并將其記錄好。隧道施工環(huán)境復(fù)雜度高，存在諸多潛在危險(xiǎn)，所有進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的人員都要佩戴安全防護(hù)用品，并確保“五管、三線(xiàn)”符合規(guī)范，針對(duì)存在的問(wèn)題積極做出整改。

2.3 隧道爆破作業(yè)管理與控制

1)面向施工人員展開(kāi)培訓(xùn)與考核，施工之前做好技術(shù)交底。

2)爆破施工主要使用到炸藥、導(dǎo)火索等各類(lèi)器材，針對(duì)其采取全面的安全管理措施必不可少，并在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置警示標(biāo)志。

3)挑選具有高度專(zhuān)業(yè)水平的爆破人員，需做到持證上崗，輔助人員做好本職工作，不可參與到裝藥、引爆之中，且現(xiàn)場(chǎng)車(chē)輛裝運(yùn)時(shí)需調(diào)節(jié)好車(chē)速，不可出現(xiàn)急剎車(chē)等情況，否則會(huì)因碰撞而引發(fā)爆炸等問(wèn)題。

4)炸藥庫(kù)的安全防護(hù)工作尤為重要，需設(shè)置防爆照明燈，挑選具有較高穩(wěn)定性的照明線(xiàn)，且要增設(shè)安全防盜設(shè)置，安排專(zhuān)員定期檢查炸藥庫(kù)存與存放效果，針對(duì)發(fā)放與使用情況做好記錄。

5)正式爆破前，在現(xiàn)場(chǎng)拉設(shè)警戒線(xiàn)，在確保無(wú)誤后方可爆破。

3 山區(qū)高速公路隧道施工安全管理

3.1 動(dòng)態(tài)監(jiān)控量測(cè)

1)圍巖及支護(hù)狀態(tài)觀(guān)測(cè)。結(jié)束隧道開(kāi)挖作業(yè)后，需要確定施工區(qū)域內(nèi)的圍巖類(lèi)別，全面檢驗(yàn)開(kāi)挖后的地質(zhì)情況，諸如構(gòu)造與產(chǎn)狀、滲水問(wèn)題等都要得到全面的記錄，引入打分法以便評(píng)定工作面實(shí)際狀況，將實(shí)際情況與原地質(zhì)資料對(duì)比分析[3]，若存在較大差異便要將實(shí)際情況提交至上級(jí)，此環(huán)節(jié)采取的是相機(jī)拍攝的方式，更為直觀(guān)地呈現(xiàn)實(shí)際情況，開(kāi)挖作業(yè)后需形成掌子面地質(zhì)素描圖。

2)隧道周邊位移觀(guān)測(cè)。此環(huán)節(jié)引入了全站儀設(shè)備，在其支持下能夠檢測(cè)洞身凈空三維變形情況。從工作原理的角度來(lái)看，通過(guò)測(cè)站觀(guān)測(cè)各個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，明確各自的方向與距離，并基于坐標(biāo)變換的方法求得所在測(cè)站的具體位置情況，以所得的坐標(biāo)為基準(zhǔn)，進(jìn)一步求得各變形點(diǎn)的坐標(biāo)，隨后將該數(shù)據(jù)導(dǎo)入機(jī)載程序中，可以獲得具體變形量。基于此方法觀(guān)測(cè)，所得結(jié)果如表1所示。隧道周邊位移觀(guān)測(cè)也尤為關(guān)鍵，不同圍巖狀況下對(duì)應(yīng)的檢測(cè)間隔存在差異，V級(jí)、Ⅳ級(jí)、Ⅲ級(jí)、Ⅱ級(jí)與I級(jí)五類(lèi)圍巖各自對(duì)應(yīng)的間距分別為10～20、20～30、30～50、100 m與150 m。關(guān)于測(cè)點(diǎn)的設(shè)置，要求各個(gè)斷面均為5個(gè)。部分區(qū)域較為特殊，如斷層破碎帶等，需適當(dāng)加密觀(guān)測(cè)點(diǎn)，以便提升檢測(cè)結(jié)果的可靠性。

表1 隧道周邊收斂、拱頂下沉量測(cè)頻率表

注：B為隧道寬度。

3)淺埋地段監(jiān)控量測(cè)。V級(jí)圍巖施工環(huán)境最為復(fù)雜，若隧道埋深在30 m內(nèi)，可將其視為淺埋隧道，需為之展開(kāi)地表變形觀(guān)測(cè)，控制好各斷面位置，彼此縱向間距為10～15 m，較特殊的是洞口處，其必須設(shè)置觀(guān)測(cè)斷面?，F(xiàn)代工程中，觀(guān)測(cè)儀器必不可少，考慮到結(jié)果準(zhǔn)確性要求，需做好儀器的檢驗(yàn)工作，在后續(xù)觀(guān)測(cè)過(guò)程中將產(chǎn)生的數(shù)據(jù)記錄完整，為下一階段的施工作業(yè)提供指導(dǎo)。

4)錨桿抗拔力檢測(cè)。充分考慮隧道施工規(guī)范，各組錨桿數(shù)量控制在200～300根，并通過(guò)拉拔的方式檢驗(yàn)其質(zhì)量，各組抽檢數(shù)量以3根為宜，一旦有2根出現(xiàn)破壞，便可視為不合格，存在于該斷面的錨桿都要再次安裝。

5)圍巖應(yīng)力量測(cè)。此環(huán)節(jié)需得到壓力盒與頻率接收儀的支持，二者共同完成量測(cè)作業(yè)。在埋設(shè)作業(yè)前，需做好壓力盒標(biāo)定，在此基礎(chǔ)上將其埋設(shè)并讀取初始值，后續(xù)階段以既定檢測(cè)頻率為準(zhǔn)持續(xù)性獲得數(shù)據(jù)，分析得到的壓力盒標(biāo)定曲線(xiàn)，從而明確具體壓力情況，此部分即指的是圍巖應(yīng)力值，以此為依據(jù)評(píng)定圍巖穩(wěn)定狀況，針對(duì)穩(wěn)定性欠佳的區(qū)域采取加強(qiáng)支護(hù)措施。

3.2 動(dòng)態(tài)施工監(jiān)控

通過(guò)上述提及的多種量測(cè)方法，可獲得實(shí)際施工數(shù)據(jù)，用于評(píng)定圍巖、支護(hù)的施工質(zhì)量，分析其是否具有穩(wěn)定性，并作為設(shè)計(jì)方案優(yōu)化與施工的指導(dǎo)。取得的量測(cè)數(shù)據(jù)需通過(guò)動(dòng)態(tài)化的方式做出反饋，具體流程如圖1所示。

圖1 監(jiān)控量測(cè)與信息反饋程序圖

依據(jù)本隧道工程的地質(zhì)情況，由于施工環(huán)境較為復(fù)雜，因此在全斷面設(shè)置探孔時(shí)，具體數(shù)量以1～3個(gè)為宜，各自的孔深控制在30～50 m，并以隧道外輪廓為基準(zhǔn)，要求設(shè)置的探孔需比該處長(zhǎng)1.5～3 m。檢測(cè)數(shù)據(jù)需得到完整記錄，并將其與設(shè)計(jì)圖紙做對(duì)比分析，明確二者的差異程度，富有針對(duì)性地展開(kāi)支護(hù)與二襯施工。當(dāng)數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)值存在偏差且超出合理范圍時(shí)，需向上級(jí)提交變更申請(qǐng)，針對(duì)既定的開(kāi)挖與支護(hù)方案做出優(yōu)化，確保施工現(xiàn)場(chǎng)的穩(wěn)定性。

3.3 巖爆地段安全管理

1)宏觀(guān)預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)工作的具體內(nèi)容主要體現(xiàn)在地應(yīng)力、巖石強(qiáng)度兩個(gè)層面，需通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)的方式明確是否會(huì)出現(xiàn)巖爆現(xiàn)象。

2)本工程引入全斷面光面爆破開(kāi)挖的方式，施工中確定合適的用藥量，最大程度上確保圍巖穩(wěn)定性，經(jīng)爆破作業(yè)后所得的輪廓應(yīng)足夠光滑，不可出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象。

3)掌子面與周邊圍巖易出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象，針對(duì)其采取超前鉆孔作業(yè)，通過(guò)高壓注水的方式處理圍巖，適當(dāng)降低彈性模量，起到控制巖爆的效果。

4)采取合適的支護(hù)措施，結(jié)束爆破作業(yè)后，需及時(shí)處理拱部與側(cè)壁，通過(guò)噴射混凝土的方式使其具有足夠的穩(wěn)定性，隨后增設(shè)錨桿與鋼絲網(wǎng)。施工中注重監(jiān)測(cè)管理，當(dāng)出現(xiàn)巖爆現(xiàn)象時(shí)，需分析支護(hù)與巖體狀況，不可出現(xiàn)剝落等問(wèn)題，當(dāng)其具有足夠的穩(wěn)定性后，采取噴錨網(wǎng)修補(bǔ)措施，在此基礎(chǔ)上針對(duì)整個(gè)隧道補(bǔ)噴混凝土，全面提升穩(wěn)定性，并確?；炷羾娚浜穸冗_(dá)到5 cm。

4 結(jié)束語(yǔ)

山區(qū)高速公路隧道對(duì)技術(shù)水平提出較高要求，存在大量的安全隱患，總體上安全問(wèn)題已得到控制，但局部形勢(shì)依然較為嚴(yán)峻。對(duì)此，本工程從施工現(xiàn)場(chǎng)情況出發(fā)，依據(jù)行業(yè)規(guī)范，采取全面的安全管理措施，給隧道施工創(chuàng)設(shè)穩(wěn)定環(huán)境，提升企業(yè)效益。

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