浅析隧道工程施工安全风险管理

2018-01-18曹守江

建材与装饰 2018年1期

曹守江

（重庆市黔江区城市建设投资（集团）有限公司重庆市黔江区 409000）

引言

随着基建工程大规模建设，导致导致管理力量稀释。其中隧道工程由于施工风险因素多，潜在的危险也会对隧道工程的施工造成十分巨大的损失，隧道工程施工安全管理形势严峻。实施有效的隧道工程施工安全风险管理理论可以将隧道工程的风险程度降到最低值，故此，对隧道工程进行安全风险管理势在必行。

1 工程概况

黔江区北部环线光明隧道工程的修建可以解决3万人的出行和1万人的消防问题，也连接了官坝和北门两个片区，方便了这两个片区人民群众的出行，同时黔江区北部环线光明隧道工程的建设将完善老城区的路网骨架。

重庆市黔江区北部环线光明隧道位于黔江主城区，光明隧道（官坝至北门）起于官坝阳光花园，终点位于北门长征北路（北门安置区路口），全长477.134m，其中K0+070-K0+374段为隧道，全长304m，为单洞双向双车道隧道。两侧入口引道长173.134m。道路标准路幅宽度为18m，隧道宽度为11.4m。

2 主要工程项目的施工方案、施工方法及施工工艺

2.1 总体施工方案

按照新奥法原理组织施工，遵从设计意图和原则，实施光面爆破、预裂爆破等控爆新工艺，及时进行喷锚支护，围岩量测。拟从进口单向掘进施工，Ⅳ、Ⅴ级围岩地段采用台阶开挖法，二次衬砌均为衬砌台车全断面衬砌，隧道采用无轨运输。

开挖采用三臂液压钻岩台车钻孔，非电毫秒雷管微差起爆，ITC312装碴机装碴，15t以上自卸车出碴，自制喷锚支护作业平台进行湿喷混凝土初期支护作业。仰拱、填充、铺底超前衬砌，二次衬砌紧跟，衬砌采用液压整体台车，泵送混凝土浇筑。其它附属工程平行作业跟进，实现隧道综合进度。通风采用混合压入式机械施工通风。

隧道主体结构采用复合式衬砌，洞口采用加强段衬砌。洞口破碎带及浅埋带采用超前支护（管棚或超前小导管），隧道初期支护一般由挂钢筋网、喷混凝土和锚杆组成，并增设格栅支撑加强支护。

2.2 隧道施工采用主要方案内容

2.2.1主要方案及设备选配

围岩较好地段采用凿岩台车掘进，围岩差的地段采用台阶法开挖，简易钻爆台车、YT-28风动凿岩机配合臂凿岩台车钻孔掘进，出渣采用隧道挖装机ITC312，载重15t以上的斯太尔自卸汽车运输。选用混凝土喷射机器人（自动喷浆手）喷射混凝土，整体衬砌台车模筑二次衬砌，PY5301GJB7B型混凝土搅拌输送车运送混凝土，采用压入式通风机。

根据现场实际条件确定光明隧道采用1台钻爆台车和4台YT-28风动凿岩机钻孔掘进；装碴出碴设备采用1台隧道挖装机ITC312装碴机和3台载重15t以上的斯太尔自卸汽车出碴；选用5台混凝土喷射机器人（自动喷浆手，）喷射混凝土；衬砌施工采用1台自制衬砌台车；2台HNJ5290GJB型混凝土搅拌输送车运送混凝土；混凝土输送泵（≥60m3/h）配备1台；通风采用压入式通风机，每工区配备1台。

2.2.2 隧道主要工序编排

本隧洞采用新奥法施工。施工坚持“光面爆破、喷锚紧跟、监控量测、及时反馈和修正”的原则。采用快速高效的大型机械配套施工，实现开挖出渣机械施工作业线，喷锚机械配套作业线相配合一条龙作业。软弱围岩坚持“短进尺，弱（不）爆破，快封闭，强支护，勤测量，紧衬砌”的原则，及时封闭成环。施工过程中，进行监控量测和超前地质预报，采用先进的监控探测技术，对围岩提前做出判断，拟定相应的施工方案。

根据隧洞围岩情况及断面设计，结合本投标人现有技术装备和多年隧洞施工经验，拟定合理的施工方案。针对现场的实际情况和地质条件进行施工，Ⅳ级围岩段采用台阶法开挖，Ⅴ级围岩段采用短台阶法开挖，混凝土衬砌采用衬砌台车整体模板进行施工。并在施工中及时调整爆破参数，Ⅴ级围岩段采用管棚或超前小导管注浆超前支护，短台阶人工开挖，局部需要爆破时采用微震控制爆破的方法施工。采用无轨运输方式，配以钻孔台车、混凝土输送车、挖装机、混凝土输送泵等性能良好的设备，形成隧洞“钻、爆、装、运、喷、锚、衬”一条龙机械化作业线。加强监控量测工作，及时处理分析数据，调整支护参数；开挖前做好超前地质预报工作，根据实际围岩情况采用相应的施工方案。

2.3 隧道施工工艺、施工方法

洞口段包括洞口附近的部分路堑，洞门及洞门以内部分洞身开挖和支护，边、仰坡及洞口地表防、排水设施等。洞门土石方采用弱爆破开挖，边、仰坡采用机械开挖，人工刷坡，边刷坡边锚喷支护，及时支护边仰坡并防止坡面岩体暴露；需要爆破时，采用多孔小炮控制爆破，人工刷坡，减弱对边、仰坡的爆破震动。洞门段的边、仰坡排水沟和截水天沟要先做。随时注意边、仰坡的变化，做好开挖中的支护和防塌工作；避开在雨季施工，做好防、排水设施，减少地面水对洞口段施工的影响。

洞口边仰坡开挖防护完成后，要立即进行洞门和明洞的施工。洞门和明洞施工前，先对基底进行加固处理。之后尽快施做仰拱，封闭基底。明洞和洞门利用衬砌台车作为内模，组合钢模板做外模，进口为环框式洞门、洞门的端头模板采用特制定型加工，泵送混凝土整体式衬砌。施工中要注意明洞与暗洞、洞门与洞身衬砌的整体性，其间设短筋连接。明洞外模拆除后，立即按照公路隧道施工规范和设计的要求施做防水层，并进行拱背回填，设置粘土隔水层。待洞门结构及边坡防护排水工程完成后，及时回填种植土，植草（树）进行绿化。

鉴于明洞的不同结构形式，定做一套专用模板和拼装式模板台车进行混凝土施工（见图1）。

图1 拼装式模板台架示意图

隧道进口浅埋段，采用超前管棚预支护进洞，即在已锚喷支护的仰坡上，按隧道开挖外轮廓线施作超前管棚，在坡面外架立第一榀拱部钢架支撑和喷射混凝土支护，并以短进尺（1.0m以内）破口开挖，及时架立支撑和喷混凝土支护。以短台阶形式紧跟开挖下半部，以两侧错开短进尺（1.0m以内）开挖下半部，及时接长边墙钢架和边墙喷混凝土支护，两侧边墙支护完成后即进行仰拱混凝土施工，使洞口段支护及时得以封闭。

施工时放小炮、短开挖、强支撑、衬砌紧跟，拱背回填密实，做到步步为营，稳扎稳打，确保隧道施工安全。洞门混凝土浇筑模板采用大块整体钢模板，保证混凝土外表美观。模板采用汽车吊安装，型钢配合拉筋加固，保证其有足够的稳定性。施工时将隧道洞口（或明洞）范围内衬砌与洞门环节衬砌用同一材料整体浇注。端墙与翼墙必须同时建筑。端墙、翼墙和明洞后空隙须及时回填，并回填紧密。

2.4 塌方风险的处理措施

隧道施工中，塌方是一个严峻问题，由于塌方因素多变，故而应高度重视。根据设计图纸和地质资料，一旦施工进入易产生塌方的危险地段，应该结合超前预报成果按照设计采取加强支护的措施。如果已经出现塌方现象，首先停止施工，然后，带领相关的设计、监理、业主会同专家共同对现场进行研究，正确分析原因，制定相应措施，编制对应的施工方案，经编审批形成闭环后，才可以继续进行施工作业。