高速公路隧道施工安全較大及以上風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)評(píng)估

萬家華 吳昌雄

分類號(hào)：U455.1

摘要：隧道地質(zhì)巖性存在復(fù)雜性、多樣性、不確定性。因此，地質(zhì)勘察報(bào)告難免會(huì)出現(xiàn)圍巖等級(jí)、圍巖巖性等參數(shù)的不準(zhǔn)確性。唯有對(duì)隧道采取動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確把控隧道的施工風(fēng)險(xiǎn)，才能確保施工安全。本文的動(dòng)態(tài)評(píng)估主要依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研時(shí)隧道施工段的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、超前鉆孔、監(jiān)控量測(cè)、掌子面圍巖情況等資料進(jìn)行。動(dòng)態(tài)評(píng)估方法采用經(jīng)過修訂的LC法。

關(guān)鍵詞：隧道;地質(zhì);動(dòng)態(tài)評(píng)估

前言

為進(jìn)一步加強(qiáng)全省高速公路建設(shè)工程施工生產(chǎn)安全管理工作，深刻汲取我省公路建設(shè)工程領(lǐng)域“4.01”、“11.26”、“12.05”多起事故教訓(xùn)，遏制生產(chǎn)安全事故易發(fā)、多發(fā)姿態(tài)，依據(jù)有關(guān)法律法規(guī)和規(guī)章制度，以更嚴(yán)措施加強(qiáng)生產(chǎn)安全監(jiān)管工作，云南省出臺(tái)了《云南省交通運(yùn)輸廳關(guān)于以更嚴(yán)措施加強(qiáng)公路建設(shè)施工安全監(jiān)管的通知》（以下簡(jiǎn)稱“《通知》”）。

根據(jù)《通知》的要求：建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)建立較大及以上安全風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)月調(diào)度預(yù)警制度。對(duì)項(xiàng)目中特大及特殊結(jié)構(gòu)橋梁（大型現(xiàn)澆橋、連續(xù)剛構(gòu)、拱橋、懸索橋等）、長(zhǎng)或特長(zhǎng)隧道、不良地質(zhì)隧道（巖溶、富水、存在瓦斯、硫化氫氣體、穿越煤層、采空區(qū)或有斷層、破碎帶等的隧道），以及存在較大及以上安全風(fēng)險(xiǎn)的分部工程全面開展辨識(shí)，建立較大及以上安全風(fēng)險(xiǎn)清單，并向項(xiàng)目所屬質(zhì)量安全監(jiān)督機(jī)構(gòu)報(bào)備，風(fēng)險(xiǎn)清單發(fā)生變化時(shí)應(yīng)補(bǔ)充報(bào)送。根據(jù)工程施工進(jìn)度，由建設(shè)單位指揮長(zhǎng)（項(xiàng)目公司負(fù)責(zé)人）組織施工、監(jiān)理、檢測(cè)等相關(guān)單位負(fù)責(zé)人每月召開1次風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)月調(diào)度會(huì)，結(jié)合相關(guān)資料及檢測(cè)數(shù)據(jù)成果，辨識(shí)分析當(dāng)月及下一個(gè)月較大及以上安全風(fēng)險(xiǎn)部位、風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)、重點(diǎn)防控措施等。

建設(shè)單位應(yīng)將月調(diào)度會(huì)辨識(shí)、分析較大及以上風(fēng)險(xiǎn)清單及防控重點(diǎn)函告施工合同段母體公司，督導(dǎo)母體公司加大對(duì)施工合同段安全風(fēng)險(xiǎn)的檢查管控。

下面以云南某某高速公路昔漢山1號(hào)隧道為例開展12月份施工安全動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

一、昔漢山1號(hào)隧道工程概況

昔漢山1號(hào)隧道右幅起止里程樁號(hào)為K24+610～K27+140.49，隧道全長(zhǎng)2530.49m，最大埋深306.17m;左幅起止里程樁號(hào)為：ZK24+575～ZK27+120，隧道全長(zhǎng)2545m，最大埋深365.22m。隧址區(qū)屬中山構(gòu)造剝蝕地貌區(qū)，洞身段地形陡峻。地表植被較發(fā)育，以灌木林、杉樹為主。

二、昔漢山1號(hào)隧道現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研情況

經(jīng)12月15日現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查可知，本隧道采取雙向掘進(jìn)，隧道進(jìn)口端左幅掌子面樁號(hào)為ZK25+043.6，已掘進(jìn)468.6m，掌子面圍巖為Ⅴ1級(jí)，隧道進(jìn)口端右幅掌子面樁號(hào)為K24+960，已掘進(jìn)350m，掌子面圍巖為Ⅴ1級(jí)。隧道出口端左幅掌子面樁號(hào)為ZK26+323，已掘進(jìn)797m，掌子面圍巖為Ⅴ2級(jí)，隧道出口端右幅掌子面樁號(hào)為K26+423，已掘進(jìn)717.49m，掌子面圍巖為Ⅴ2級(jí)。

隧道進(jìn)口左洞掌子面及掌子面后方10m范圍內(nèi)存在淋雨?duì)畛鏊?，含黑泥的流水被引流到左右?dǎo)坑，導(dǎo)坑積水量大，根據(jù)水平鉆孔顯示掌子面前方存在線狀出水。隧道進(jìn)口左洞仰拱到掌子面的距離為49m，左側(cè)下臺(tái)階一次開挖5榀工字鋼，不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求。隧道進(jìn)口右洞右側(cè)下沉變形嚴(yán)重，現(xiàn)已用開挖棄土進(jìn)行反壓?，F(xiàn)到掌子面的12榀工字鋼，已出現(xiàn)變形損壞甚至侵限現(xiàn)象，需要進(jìn)行換拱處理。現(xiàn)右洞處于停工狀態(tài)。隧道進(jìn)出口左右洞掌子面無滲水痕跡，水平鉆孔無出水情況。出口右洞變形量較大，為30～40cm。掌子面采用兩臺(tái)階預(yù)留核心土法開挖，據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，所預(yù)留核心土較小。隧道出口右洞仰拱到掌子面的距離為46m，不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求。

與上次調(diào)研相距一個(gè)月的時(shí)間，本隧道進(jìn)口端左幅掘進(jìn)13.6m，進(jìn)口端右幅掘進(jìn)0m，出口端左幅掘進(jìn)了65m，出口端右幅掘進(jìn)了75m。

三、昔漢山1號(hào)隧道施工安全較大及以上風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)評(píng)估

根據(jù)昔漢山1號(hào)隧道的地質(zhì)情況可推斷出本隧道較大及以上風(fēng)險(xiǎn)為坍塌事故。本次動(dòng)態(tài)評(píng)估采用LC法，“C”表示事故發(fā)生的嚴(yán)重度，取值按照以下標(biāo)準(zhǔn)： 特別嚴(yán)重取值10，嚴(yán)重取值5，較嚴(yán)重取值2，不嚴(yán)重取值1。

“L”表示事故發(fā)生的可能性，現(xiàn)根據(jù)隧道的具體情況對(duì)“L”的取值作了定義。L=（γ+β），其中γ表示管理因素，β表示環(huán)境因素。由于本隧道巖性主要為強(qiáng)風(fēng)化薄層狀片巖，這種圍巖受水影響大，遇水軟化，減弱圍巖的自穩(wěn)能力，易導(dǎo)致坍塌事故。β=F*G，F(xiàn)表示隧道圍巖等級(jí)，G代表隧道圍巖的賦水

情況。風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)取值區(qū)間按照以下標(biāo)準(zhǔn)：較小風(fēng)險(xiǎn)（Ⅳ）：（0-5];一般風(fēng)險(xiǎn)（Ⅲ）：（5-20];較大風(fēng)險(xiǎn)（Ⅱ）：（20-55];重大風(fēng)險(xiǎn)（Ⅰ）：（55-100]。

根據(jù)兩階段設(shè)計(jì)圖紙可知，隧道Ⅴ級(jí)圍巖段每月掘進(jìn)60m，Ⅳ級(jí)圍巖段每月掘進(jìn)90m，Ⅲ級(jí)圍巖段每月掘進(jìn)120m。

重點(diǎn)防控建議措施：（1）嚴(yán)格按照審批后的專項(xiàng)方案施工，同時(shí)建議遵循《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》（ JTGT 3660-2020 ）要求，宜采用開挖分部少、可快速閉合的施工方法。分步開挖后，應(yīng)及時(shí)封閉成環(huán)。

（2）嚴(yán)格按照《云南省交通運(yùn)輸廳關(guān)于切實(shí)加強(qiáng)公路隧道施工標(biāo)準(zhǔn)化管理的通知》（云交基建〔2018〕96號(hào)）的要求：①上臺(tái)階Ⅴ、Ⅵ級(jí)圍巖開挖不應(yīng)大于1榀鋼架間距，Ⅵ級(jí)圍巖不應(yīng)大于2榀鋼架間距;臺(tái)階下部斷面一次開挖長(zhǎng)度宜與上部斷面相同，且不得超過1.5m。②Ⅳ級(jí)圍巖二襯到掌子面的距離不得大于90m，仰拱到掌子面的距離不得大于50m。

（3）由于本隧道為薄～中～厚層狀片巖，層間結(jié)合力差，隧道開挖后極易發(fā)生坍塌掉塊，應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范和相關(guān)規(guī)定控制隧道開挖進(jìn)尺和施工步距。

（4）嚴(yán)格按照《云南省交通運(yùn)輸廳關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)公路隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)強(qiáng)制性措施的通知》（云交建設(shè)便[2019]158號(hào)）開展超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作，根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)結(jié)果，及時(shí)調(diào)整開挖方法和支護(hù)形式。

（5）加強(qiáng)超前支護(hù)質(zhì)量檢查，確保支護(hù)效果。

（6）已開挖未施作二襯段，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)、設(shè)置沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

（7）隧道進(jìn)口右洞不良地質(zhì)處治段落施工過程中，建議加強(qiáng)超前支護(hù)，縮短開挖進(jìn)尺，及時(shí)封閉成環(huán)。現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員、安全員全程跟班作業(yè)，同時(shí)加強(qiáng)拱頂下沉和周邊收斂變形觀測(cè)頻率，確保施工安全。

（8）本隧道出口右洞兩臺(tái)階預(yù)留核心土面積預(yù)留過小，應(yīng)根據(jù)《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T3660-2020）的要求預(yù)留核心土。

四、結(jié)論

動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估每月進(jìn)行一次，本文通過對(duì)昔漢山1號(hào)隧道現(xiàn)場(chǎng)踏勘，收集監(jiān)控量測(cè)、超前鉆孔、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、兩階段施工設(shè)計(jì)圖等資料對(duì)本隧道進(jìn)行動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，確定今后一個(gè)月內(nèi)隧道施工圍巖段坍塌事故的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，并提出了控制風(fēng)險(xiǎn)的建議措施。動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法采用LC法，但對(duì)于“L”可能性的取值，本文結(jié)合隧道的實(shí)際情況作了重新定義，“L”取值主要由管理因素和環(huán)境因素（圍巖等級(jí)和賦水情況）來共同決定。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉靖.高速公路隧道施工全過程風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)分析與反饋設(shè)計(jì)方法研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2013.

[2]王志杰，王如磊，舒永熙，等.高速公路特長(zhǎng)隧道及隧道群運(yùn)營安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2019，56（2）：45-52.

（云南云嶺公路工程注冊(cè)安全工程師事務(wù)所有限公司 云南昆明650000）