隧道施工安全管理與風(fēng)險預(yù)警技術(shù)應(yīng)用

何旭基

（甘肅路橋第三公路工程有限責(zé)任公司，蘭州 730010）

1 引言

一直以來，安全都是工程領(lǐng)域需要重點關(guān)注的問題，從近年來公路隧道工程實踐來看，安全事故發(fā)生率明顯高于其他類型的工程項目，這主要是由于公路隧道施工本身復(fù)雜性較高，影響施工安全的因素較多，且這些因素往往具有不確定性、多樣性、突發(fā)性及復(fù)雜性等特點，因此，施工過程風(fēng)險性較高。為確保隧道施工安全及項目順利實施，應(yīng)加強施工安全管理，準確辨識施工過程中的危險源，并制定針對性的處理措施。同時，也要建立完善的施工風(fēng)險預(yù)警系統(tǒng)，加強對于施工風(fēng)險因素的預(yù)測及管控，從而實現(xiàn)安全生產(chǎn)目標。

2 項目概況

上油房隧道址區(qū)屬于低山陡坡地貌，地勢起伏較大，隧道小里程端低，大里程端高，坡面植被茂盛，巖層主要以碎石土、粉質(zhì)黏土、石英閃長巖、大理巖、絹云母片巖、斜長片麻巖為主。隧道設(shè)計為左、右分離式隧道，隧道左線為V 級圍巖752 m，Ⅳ級圍巖1 286 m，Ⅲ級圍巖1 548 m，進口5 m 偏壓明洞加端墻式洞門，出口5 m 正常段明洞加端墻洞門；隧道右線V 級圍巖688 m，Ⅳ級圍巖1 329 m，Ⅲ級圍巖1 483 m，進口5 m 明洞加端墻式洞門，出口5m 偏壓明洞加端墻洞門。

3 隧道施工安全管理

3.1 危險源辨識

本項目主要存在的危險源包括火工品爆炸、高空墜落、坍塌、機械傷害等，產(chǎn)生危險源的因素較多，施工危險源辨識清單：（1）火工品爆炸。此危險源產(chǎn)生的原因包括特種作業(yè)人員未持證上崗；盲炮未處理干凈；爆破作業(yè)時，無專人統(tǒng)一指揮。（2）高空墜落。此危險源產(chǎn)生的原因包括開挖臺車操作平臺，未進行臨邊防護或防護不到位，未配備專用爬梯；高處作業(yè)人員未按照要求佩戴安全防護用品；開挖臺車未設(shè)置防滑設(shè)施；未在開挖臺車處設(shè)置防拋網(wǎng)；仰拱棧橋兩側(cè)防護欄、防護網(wǎng)損壞未及時修復(fù)。（3）坍塌。此危險源產(chǎn)生的原因包括拱架安裝未完成，拆除臨時拱架；出渣作業(yè)未觀察拱頂及周邊圍巖穩(wěn)定狀況；噴射混凝土強度未達標，進入下一循環(huán)作業(yè)；一次開挖距離過長；未及時進行初噴封閉掌子面；拱架安裝過程中，發(fā)現(xiàn)支護變形未及時采取有效加固措施；不良地質(zhì)區(qū)域未按要求進行超前地質(zhì)預(yù)報；監(jiān)控量測未按規(guī)定頻次進行，且數(shù)據(jù)存在誤差。（4）機械傷害。此危險源產(chǎn)生的原因包括機械設(shè)備未定期檢查保養(yǎng)；機械未實行定人定機，未持證上崗；使用不合格的機械設(shè)備；機械操作手未經(jīng)過安全技術(shù)交底；操作手擅自進行違規(guī)施工，沒有特種作業(yè)證人員上崗作業(yè)；作業(yè)場地照明不足。

3.2 危險源處理措施

3.2.1 火工品爆炸

為預(yù)防火工品爆炸事故，本項目采取如下處理措施：（1）嚴格按照GB 6722—2014《爆破安全規(guī)程》規(guī)定，做好爆破材料的運輸、儲存、裝藥、連線、起爆及盲炮處理工作。爆破器材必須由專用車輛、專人護送，其他人員不得搭乘。雷管與炸藥必須分別運送，電雷管須裝在絕緣箱內(nèi)運送，嚴禁用皮帶運輸機運輸爆破器材。用汽車運送爆破器材時，炸藥與雷管必須分別裝在2 輛車內(nèi)專車運送，2 輛車間距要大于50 m，并派專人護送。（2）爆破作業(yè)必須做到統(tǒng)一指揮，爆破前生產(chǎn)副經(jīng)理通知相鄰工作面人員、車輛撤離到安全距離外。（3）爆破裝藥用電燈照明時，在裝藥警戒區(qū)20 m 以外可裝220 V 的照明器材，在作業(yè)現(xiàn)場使用電壓不高于36 V 的照明器材。（4）爆破后立即進行通風(fēng)排煙，其相距時間不少于15 min，檢查有無殘余炸藥或雷管；拱頂及周邊圍巖有無松動石塊；支護有無損壞與變形等，如有盲炮則按GB 6722—2014《爆破安全規(guī)程》有關(guān)規(guī)定，由專職爆破員妥善處理后，工作人員才準進入工作面[1]。

3.2.2 高空墜落

為預(yù)防高空墜落事故采取如下措施：（1）為防止高空墜落事故發(fā)生，施工前對所有從事高空作業(yè)的人員進行安全技術(shù)交底；（2）嚴禁在開挖臺車上隨意堆放物品；（3）開挖、支護臺車防護欄、踏板及其吊掛裝置要定期檢查，防止變形失效；（4）施工作業(yè)平臺現(xiàn)場設(shè)置警示標志；（5）仰拱棧橋兩側(cè)設(shè)置防護欄、防護網(wǎng)，如有損壞及時修復(fù)；（6）高空作業(yè)人員應(yīng)佩戴安全防護用品；（7）在開挖、支護臺車上設(shè)置防滑設(shè)施和防拋網(wǎng)。

3.2.3 坍塌

為預(yù)防坍塌事故，本項目采取如下措施：（1）當隧道掘進到不良地質(zhì)段，采取“早預(yù)報、管超前、預(yù)注漿、短臺階、短進尺、弱爆破、強支護、早成環(huán)、勤測量”的施工方法。（2）斷層破碎帶地段采用超前小導(dǎo)管或長管棚預(yù)注漿、短臺階開挖，開挖完后立即噴射混凝土封閉圍巖。（3）加強坍塌的預(yù)測。為保證施工作業(yè)安全，及時發(fā)現(xiàn)坍塌的可能性及征兆，并根據(jù)不同情況采取相應(yīng)施工方法及控制措施?？刹捎靡韵? 種方法對坍塌事故進行預(yù)測：一是觀察法。觀察洞內(nèi)圍巖的受力和變形狀態(tài)；檢查支護結(jié)構(gòu)是否發(fā)生變形；巖層的節(jié)理裂隙是否變大，拱頂或周邊圍巖有無松動掉塊；噴射混凝土是否發(fā)生脫落；以及地表是否下沉等。二是一般量測法。按時量測觀測點的沉降、位移，對量測數(shù)據(jù)進行分析研究，及時發(fā)現(xiàn)不正常的沉降、受力、位移狀態(tài)及有可能導(dǎo)致坍塌的部位[2]。

3.2.4 機械傷害

為預(yù)防機械傷害事故采取如下措施：（1）所有機械設(shè)備進場后，設(shè)備部負責(zé)人會同安全員和使用機械的人員共同進行現(xiàn)場驗收，安全防護裝置不齊全或有其他故障的機械設(shè)備退回設(shè)備保障部門進行維修和安裝；（2）設(shè)備安裝調(diào)試合格后按標準要求進行驗收，經(jīng)項目部組織驗收合格后方能正常使用；（3）操作人員嚴格執(zhí)行工前檢查制度；（4）機械實行定人定機，經(jīng)培訓(xùn)考核合格后持證上崗；（5）施工所用各種機具設(shè)備和勞動保護用品需定期檢查、驗收，保證其經(jīng)常處于良好狀態(tài)；（6）嚴禁使用不合格的機具設(shè)備和勞動保護用品；（7）嚴禁機械操作手違規(guī)施工；（8）機械設(shè)備要設(shè)專人定期檢查保養(yǎng)；（9）施工作業(yè)現(xiàn)場要保持視線良好，照明設(shè)備要充足。

4 隧道施工風(fēng)險預(yù)警技術(shù)

4.1 構(gòu)建風(fēng)險預(yù)警系統(tǒng)的基本原則

4.1.1 系統(tǒng)性原則

系統(tǒng)性原則要求將工程施工中的安全風(fēng)險作為一個整體看待，這是構(gòu)建風(fēng)險預(yù)警系統(tǒng)的基本原則。隧道工程施工中風(fēng)險因素較為復(fù)雜，因此，必須實施施工活動全過程、全方位管控，這樣才能實現(xiàn)對施工風(fēng)險的有效管控。

4.1.2 實用性原則

隧道施工風(fēng)險預(yù)警系統(tǒng)的核心目標是及時、準確發(fā)現(xiàn)風(fēng)險因子，并發(fā)出預(yù)警，以便項目風(fēng)險管理人員能夠及時采取相應(yīng)的管控措施。這就要求風(fēng)險預(yù)警系統(tǒng)必須遵循實用性原則，采用的預(yù)警技術(shù)、方法等應(yīng)易操作，且可靠性較高。

4.1.3 持續(xù)性原則

在隧道工程施工中，風(fēng)險因素可能存在于施工活動的各個環(huán)節(jié)，且具有可變性、隨機性、模糊性以及復(fù)雜性等特點。因此，要實現(xiàn)對風(fēng)險因素的準確識別以及管控，必須對施工活動實施全過程、全方位監(jiān)測，尤其是隧道挖掘、支護施工及其他高風(fēng)險環(huán)節(jié)。每次預(yù)警過程并非結(jié)束，而是下一階段預(yù)警的開始，這樣才能有效保障施工安全。

4.2 風(fēng)險預(yù)警流程

隧道施工風(fēng)險預(yù)警系統(tǒng)工作的基本流程為：（1）明確預(yù)警對象。所謂預(yù)警對象即隧道施工過程中發(fā)現(xiàn)的風(fēng)險因素，只有明確預(yù)警對象，才能進行進一步研究。（2）探尋產(chǎn)生警情的原因。在確定預(yù)警對象的基礎(chǔ)上對警情進行分析，判斷造成風(fēng)險的原因，包括人為因素、自然因素。（3）篩選、確定警兆指標。警兆指的是風(fēng)險發(fā)生的跡象或先兆，通過對警兆進行分析，可以基本確定風(fēng)險類型。（4）確定警限。對風(fēng)險程度的合理預(yù)測稱之為警限，這是風(fēng)險因素向事故轉(zhuǎn)化的臨界點，確定警限有助于制定相應(yīng)的風(fēng)險管控措施。（5）分別計算單項與綜合預(yù)警指標。（6）劃分預(yù)警等級，確定警度。根據(jù)風(fēng)險的嚴重程度合理劃分預(yù)警等級，本文將預(yù)警等級劃分為一般、較大、嚴重3 個等級，系統(tǒng)通過對風(fēng)險因素的判斷會發(fā)出相應(yīng)等級的預(yù)警。風(fēng)險預(yù)警基本流程如圖1 所示。

圖1 風(fēng)險預(yù)警流程圖

4.3 風(fēng)險預(yù)警功能

4.3.1 警報功能

警報功能是風(fēng)險預(yù)警系統(tǒng)的核心功能之一。風(fēng)險預(yù)警系統(tǒng)會對隧道施工全過程實施監(jiān)測，識別存在的風(fēng)險因素，并通過對風(fēng)險因素進行判斷分析發(fā)出相應(yīng)等級的預(yù)警信息，以便項目風(fēng)險管理部門能夠及時進行處理。警報功能不僅能夠準確識別當前存在的風(fēng)險因素，同時也能通過持續(xù)監(jiān)測風(fēng)險因素的變化，預(yù)測風(fēng)險發(fā)生時間、發(fā)生后的后果界限區(qū)以及項目承受風(fēng)險的程度。本項目施工過程中，風(fēng)險預(yù)警系統(tǒng)的警報功能有效預(yù)測了未來可能發(fā)生的風(fēng)險事故，及時發(fā)出了預(yù)警信息，有效保障了施工安全[3]。

4.3.2 矯正功能

風(fēng)險預(yù)警系統(tǒng)的矯正功能指的是對隧道施工過程中的風(fēng)險因素進行監(jiān)控及糾錯的功能。風(fēng)險預(yù)警系統(tǒng)的作用不僅僅局限于提醒或預(yù)警，同時也能根據(jù)施工過程監(jiān)測獲取的信息對風(fēng)險因素實施主動、預(yù)防性管控，從而在風(fēng)險因素萌芽狀態(tài)將其消除，降低風(fēng)險因素對施工活動的干擾以及對施工安全的威脅，能夠有效避免因風(fēng)險事故造成的損失及人員傷亡。

4.3.3 免疫功能

隧道工程施工過程中，風(fēng)險預(yù)警系統(tǒng)指的是對同類或同性質(zhì)風(fēng)險及演化危機過程進行預(yù)測，或迅速識別稱為隧道群施工風(fēng)險預(yù)警管理的免疫功能。該功能能夠?qū)崿F(xiàn)對風(fēng)險因素的有效防范，并提出相應(yīng)的管理策略，當出現(xiàn)特殊失誤征兆或相同致錯環(huán)境時，能準確預(yù)測并迅速運用規(guī)范手段予以有效制止或回避，并通過對其他類或自身風(fēng)險進行總結(jié)和模擬，預(yù)防同樣風(fēng)險再度發(fā)生。

5 結(jié)語

綜上所述，公路隧道工程施工過程中，存在的危險源較多，易釀成安全事故，因此，必須制定針對性的處理措施，對潛在危險源進行管控，同時要對施工全過程進行監(jiān)測，以及時識別風(fēng)險因素，從而消除風(fēng)險或控制風(fēng)險造成的損失。