公路工程橋梁隧道施工安全評估監(jiān)控技術(shù)

陳興奎

（青海省交通工程監(jiān)理有限公司，青海西寧 810000）

0 引言

該工程位于青海省海東市樂都區(qū)、化隆縣境內(nèi)，是國家公路網(wǎng)規(guī)劃的一部分，是海東市樂都區(qū)南部人文生態(tài)旅游片區(qū)的主要干道之一，也是青海東部城市群“三橫三縱”對外綜合運輸通道中“三縱”之一的“天祝- 樂都- 化隆”公路的組成部分，公路全長53.594km。現(xiàn)主要研究地灘村大橋及樂化隧道的施工安全評估監(jiān)控技術(shù)。地灘村大橋為樂化公路上的山間高架橋（其中樂化公路的路基寬度為7m，地面高度差約為63m），經(jīng)測定，橋址區(qū)域為Ⅱ級地貌，地形起伏大且植被發(fā)育良好。樂化隧道隧址區(qū)臨近青藏高原，進洞口外側(cè)最低點地面的標(biāo)高約為3100m，最高點地面的標(biāo)高為3896m（地貌單元由河流階地、高山等構(gòu)成）。由于青海省海東市樂都區(qū)與化隆縣交界處，地處青藏高原邊緣，隧址區(qū)位屬于半干旱氣候，全年降水量較少、平均氣溫較低，因此該工程將會面臨冰凍期長、日溫差較大等因素帶來的一系列問題。

1 公路工程橋梁隧道施工技術(shù)簡析

由于公路工程橋梁隧道施工工藝十分復(fù)雜，具有較高的作業(yè)難度，所以施工人員必須具備較高的專業(yè)水平。施工過程中需要大量的機械設(shè)備及相應(yīng)的監(jiān)管人員，且公路工程需要多個參建單位協(xié)同施工，只有加強相關(guān)部門之間的合作，才能切實保證整體工程的施工安全。公路工程橋梁隧道的施工內(nèi)容比其他工程內(nèi)容全面，且在精度方面的要求也更高，若想提高整體施工質(zhì)量，則必須保證橋梁隧道施工中使用的施工材料（如鋼筋、混凝土等）質(zhì)量滿足相應(yīng)的技術(shù)要求。

樂化隧道項目（見圖1）依照公路功能及路網(wǎng)規(guī)劃需求，以節(jié)能安全、耐久以及經(jīng)濟環(huán)保為基本原則進行主體結(jié)構(gòu)設(shè)計。遵照《公路隧道設(shè)計規(guī)范》(JTG 3370.1—2018)等技術(shù)標(biāo)準，合理設(shè)計高速公路等級、隧道速度（如隧道幾何尺寸凈空斷面的速度可設(shè)置為80km/h）、隧道界限（如界限凈高為5m 等）以及交通量等。

圖1 樂化隧道界限及內(nèi)輪廓圖

該項目利用新型技術(shù)與材料，對隧道防排水設(shè)施進行分區(qū)處理，充分利用新型可排水被貼式止水帶，彌補傳統(tǒng)施工工藝中存在的各種不足。為了保證隧道結(jié)構(gòu)的耐久性，洞口排水系統(tǒng)采用聚氨酯保溫板等材料進行防寒防凍設(shè)計，能有效防止隧道結(jié)構(gòu)被凍壞。充分利用新型防水材料，可進一步提高橋梁隧道的柔性防水性能。在地基加固方面，該工程的橋梁隧道采用新型復(fù)合地基加固工藝，結(jié)合地基土質(zhì)、施工條件以及材料性能等因素，全面強化地基加固技術(shù)的實際應(yīng)用效果，保證整體工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在實際施工過程中，鋼筋、混凝土是最重要的施工材料，在施工過程中，受各種因素的影響，混凝土結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生裂縫問題。為了全面提升橋梁隧道的整體施工質(zhì)量，可以充分利用現(xiàn)代科技（如預(yù)應(yīng)力技術(shù)、連接技術(shù)等），以確保模板安裝及各類裂縫問題可迎刃而解。

2 橋梁隧道工程施工安全評估監(jiān)測技術(shù)的弊端

開展公路工程橋梁隧道施工安全監(jiān)測工作時，應(yīng)先精準測量、分析橋梁結(jié)構(gòu)的相關(guān)參數(shù)，通過對比相應(yīng)的監(jiān)控結(jié)果，了解橋梁結(jié)構(gòu)相關(guān)參數(shù)是否處于安全范圍。然后結(jié)合監(jiān)測系統(tǒng)預(yù)估該橋梁結(jié)構(gòu)在施工過程中的合理性，避免出現(xiàn)安全問題，實現(xiàn)對橋梁施工安全的動態(tài)監(jiān)管，有效調(diào)整施工過程中產(chǎn)生的相關(guān)變量，促進工程建設(shè)靈活、有序地落實。對于隧道工程施工來說，安全評估監(jiān)控技術(shù)側(cè)重于對施工現(xiàn)場的地質(zhì)水文條件的監(jiān)測，隨著施工進度的持續(xù)變化，相應(yīng)的監(jiān)控工作也應(yīng)根據(jù)施工環(huán)境的變化實行動態(tài)監(jiān)測，合理評估監(jiān)測結(jié)果，并給出可靠的指導(dǎo)意見，以便出現(xiàn)危險情況時能及時警示，最大限度地降低安全事故的發(fā)生概率。

當(dāng)前，雖有專門的機構(gòu)負責(zé)橋梁隧道施工安全評估監(jiān)控工作，也有相應(yīng)的機制保障，但在實際工作中仍然存在一定的不足。因為任何法律法規(guī)都無法無死角地約束工程項目的所有安全管理工作細節(jié)，加之部分企業(yè)未能及時更新安全管理制度，使得部分工程的安全評估監(jiān)控工作存在一些疏漏，這不僅不利于工程項目的高質(zhì)、高效開展，也無法全面滿足現(xiàn)代公路工程建設(shè)的發(fā)展需求。對比國內(nèi)外的橋梁隧道施工安全評估監(jiān)控技術(shù)可知，我國的相關(guān)安全評估監(jiān)控技術(shù)還有待提高，因此必須持續(xù)改進當(dāng)前的評估監(jiān)測技術(shù)，以有效提高工程項目安全評估監(jiān)控的精準度。

3 橋梁隧道工程施工安全評估監(jiān)測工作流程

在工程的前期準備階段，可成立相應(yīng)的橋梁隧道專項評估小組，明確劃分評估對象及職權(quán)范圍，結(jié)合相關(guān)法律法規(guī)的要求，精準把握同類工程事故的基本情況。結(jié)合現(xiàn)場查勘工作，有效評估施工現(xiàn)場的地質(zhì)、氣象等條件，全面整合工程建設(shè)所需的各類資料。綜合運用定性與定量的方式，合理分析項目中的風(fēng)險因素，初步評估施工環(huán)節(jié)可能發(fā)生重大事故的概率，初步評估總體風(fēng)險等級。比如，樂化隧道存在季節(jié)性凍土、高地應(yīng)力以及斷層破碎帶等不良地質(zhì)情況，進行隧道工程地質(zhì)評價時，根據(jù)其巖性硬度、地下水類型等，綜合評估圍巖級別，在施工環(huán)節(jié)可將18 工字鋼改為20 工字鋼，然后核查施工執(zhí)行情況是否滿足要求等，保證相關(guān)結(jié)構(gòu)的強度及穩(wěn)定性達標(biāo)。

具體流程可設(shè)置為：合理制定安全預(yù)案—成立專業(yè)技術(shù)管理團隊—運用全過程管理模式—反思施工安全管理之不足—拓展監(jiān)控內(nèi)容、類別—做好施工人員管控—系統(tǒng)測試橋梁結(jié)構(gòu)相關(guān)參數(shù)—對比（應(yīng)變、溫度等）測量數(shù)值—綜合評估。結(jié)合橋梁實際情況及鋼構(gòu)橋的力學(xué)特性，合理選擇監(jiān)測周期、監(jiān)測點位及相關(guān)參數(shù)等，合理調(diào)控變量誤差，全面分析橋梁施工環(huán)節(jié)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，并合理預(yù)測下個環(huán)節(jié)所需的設(shè)備，進一步查看當(dāng)前施工階段是否需要進行相關(guān)參數(shù)調(diào)整等。隧道施工安全評估系統(tǒng)是根據(jù)地質(zhì)、環(huán)境以及井內(nèi)巖層的變形情況等監(jiān)測信息進行預(yù)警或評估，有助于施工人員及時采取有效措施應(yīng)對施工問題，以確保施工安全。因此，施工人員必須熟悉隧道施工安全評估監(jiān)控工作流程及相應(yīng)的施工監(jiān)控管理規(guī)范。

4 橋梁隧道工程施工安全評估監(jiān)控技術(shù)的具體實施策略

4.1 完善施工安全評估監(jiān)督體系

公路工程橋梁隧道施工，需要通過評估監(jiān)督管理體系來保證施工過程的安全性及施工質(zhì)量。在管理實踐中，為避免因管理不當(dāng)、監(jiān)管松懈而產(chǎn)生安全事故，相關(guān)監(jiān)管部門應(yīng)承擔(dān)起監(jiān)督管理的責(zé)任，加大監(jiān)督力度，并明確劃分相關(guān)人員的工作職能及權(quán)限范圍。施工單位也應(yīng)當(dāng)明確自身的相關(guān)職權(quán)（如環(huán)保、質(zhì)量及施工安全等層面的工作職責(zé)），要求相關(guān)責(zé)任人根據(jù)評估管理工作程序嚴格規(guī)范自身行為?？梢圆扇》侄问津炇諜z查的方式監(jiān)控施工現(xiàn)場，保證項目支出符合工程造價預(yù)算，并嚴格施行費用支出的精細化管理。在工程設(shè)計階段就要充分考慮后期所需的各項支出，使其成為項目造價預(yù)算指標(biāo)之一。還要聘請經(jīng)驗豐富的專業(yè)管理人員持證上崗，結(jié)合施工圖及合同等有效資料，制定工程施工安全評估技術(shù)規(guī)范，使行業(yè)標(biāo)準及相應(yīng)的工作流程更加清晰明確，使質(zhì)量管理工作有序開展，切實提高安全評估監(jiān)控水平。

比如，在進行隧道施工安全設(shè)計時，施工單位首先應(yīng)根據(jù)相關(guān)文件，了解相關(guān)規(guī)程的實際要求，詳細編制各項隧道施工安全應(yīng)急預(yù)案及具體工作流程。針對洞口、洞身施工安全問題，逐步落實相應(yīng)的施工工作。及時清理隧道洞口的落石，布置好相應(yīng)的安全隔離設(shè)施，并在施工前做好洞口改溝等工作，使其排水暢通，實現(xiàn)洞口安全施工。與此同時，相關(guān)管理人員應(yīng)認真檢查隧道施工作業(yè)在通風(fēng)、照明、防水、防塵等方面的安全防護措施是否完善。嚴格監(jiān)測圍巖并及時反饋相應(yīng)的測量信息，使相應(yīng)的支護方式及開挖方式得到合理修正，有效指導(dǎo)施工機具的安全布設(shè)，確保隧道施工作業(yè)安全開展。

4.2 嚴格把關(guān)施工質(zhì)量，確保安全評估管理工作落實到位

公路工程橋梁隧道施工現(xiàn)場的安全評估監(jiān)控可從材料檢驗及施工工序檢查等層面入手，由第三方監(jiān)理單位具體落實相應(yīng)的施工質(zhì)量監(jiān)控工作。從全局考慮評估內(nèi)容的覆蓋范圍，暢通監(jiān)理單位、施工單位以及建設(shè)單位之間的信息溝通渠道，促進其高效溝通、合作，形成統(tǒng)一協(xié)調(diào)的系統(tǒng)化管理模式，以更好地達成升級施工質(zhì)量的終極目標(biāo)。公路工程施工監(jiān)控管理工作較為復(fù)雜，相關(guān)管理者必須對傳統(tǒng)的現(xiàn)場管理方式進行改善，有效提高管理成效。

公路工程橋梁施工環(huán)境相對惡劣，且網(wǎng)絡(luò)架設(shè)不夠穩(wěn)定，這會在一定程度上增加基于視頻監(jiān)控手段的評估管理工作難度。因此，相關(guān)評估管理工作人員可結(jié)合施工現(xiàn)場的相關(guān)錄像、實地檢查報告及常規(guī)工作記錄等有效資料，持續(xù)優(yōu)化視頻檢測手段，達到評估管理工作全面覆蓋的目標(biāo)。針對一些無法采取視頻監(jiān)控的過程項目，可以配備專業(yè)的工作人員深入施工第一現(xiàn)場，精準把握施工情況，進一步增強評估工作的精準性。比如，在評估樂化隧道車行橫洞時，應(yīng)根據(jù)緊急情況需要，保持緊急停車帶的位置處于較好的圍巖地段，以便發(fā)生地質(zhì)變化時能及時做好相應(yīng)的調(diào)整，合理選擇施工方法，避免擾動圍巖引發(fā)不必要的安全事故。因此，工作人員可深入施工現(xiàn)場，獲取相應(yīng)的評估檢驗數(shù)據(jù)，使之成為評估分析的依據(jù)。此外，要注重對評估管理過程的靈活創(chuàng)新，采取科學(xué)的評估手段，有效提升隧道施工的安全性。

4.3 確保建設(shè)、監(jiān)理及施工三方聯(lián)合，提升安全評估工作實效

施工安全風(fēng)險無處不在，它幾乎滲透于整個公路工程的每個施工環(huán)節(jié)。任何違規(guī)施工都可能引發(fā)不同程度的安全事故。設(shè)計環(huán)節(jié)遺留的風(fēng)險、環(huán)境因素的不確定性以及施工行為不當(dāng)?shù)刃纬傻木C合后果，都可能增加安全事故的發(fā)生概率。所以，并不是項目工程落實施工安全風(fēng)險評估工作之后，就一定能夠保證后繼施工過程絕對安全，在后繼的工程安全管理中應(yīng)高度重視施工安全風(fēng)險評估結(jié)果及相應(yīng)的風(fēng)險提示，確保配套的風(fēng)險應(yīng)對措施能在具體施工中充分發(fā)揮其應(yīng)有的警示及預(yù)控作用。因此，各參建單位應(yīng)結(jié)合工程特點及既定的施工要求，建立健全工程安全管控體系、編制專項施工方案。與此同時，相關(guān)監(jiān)理單位應(yīng)參與施工單位風(fēng)險管理的監(jiān)督、記錄等工作，以便及時發(fā)現(xiàn)施工中的安全隱患，并督促施工單位進行有效整改，若施工單位拒不配合整改，則應(yīng)及時上報建設(shè)單位及相關(guān)的公路工程安全生產(chǎn)監(jiān)管部門。

除此之外，施工單位入場后應(yīng)積極落實施工安全風(fēng)險管理工作，及時完善施工組織設(shè)計、高危分項工程的專項施工方案以及配套的專項應(yīng)急預(yù)案等，并提交該類資料報監(jiān)理審批。然后結(jié)合風(fēng)險評估結(jié)果，實施項目施工全過程監(jiān)控，落實公路工程橋梁隧道安全風(fēng)險管理工作。對于該工程中的樂化隧道來說，必測項目主要包括地質(zhì)與支護情況、圍巖變形、隧道地表下沉變形等，通過隧道的結(jié)構(gòu)面及支護裂縫等維度，綜合評估隧道支護效果及洞室圍巖穩(wěn)定性等，在施工時以物探等方式提前預(yù)報可能出現(xiàn)塌方、突發(fā)性涌水等情況的相關(guān)位置，并及時預(yù)報其對工程施工可能產(chǎn)生的影響等，然后分析、制定可行性較強的應(yīng)對策略，最大限度地保證施工安全。

5 結(jié)語

總之，將安全評估監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用于公路工程橋梁隧道施工，利用現(xiàn)代施工管理理念優(yōu)化施工管理流程，以精細化的管理模式全方位覆蓋整體工程的監(jiān)管范圍，以完善的監(jiān)管體系嚴格落實施工質(zhì)量管控工作，既能提高橋梁隧道工程的安全管理成效，又能提升相關(guān)工作人員的安全施工意識，進而保證橋梁隧道的施工質(zhì)量。