公路隧道全寿命周期安全管理分析

吴洪彬

摘 要：公路隧道建设项目作业周期长，投资金额高，容易因人为因素影响工程质量。为保证工程顺利开展，需要参与方树立良好的全寿命周期管理理念。基于此，围绕公路隧道全寿命周期安全管理方法进行分析，提出公路隧道安全管理措施，以此提高公路隧道的安全性，应对火灾等突发事故，加强隧道路段的交通管制，通过信息化技术、数字化技术，推动隧道管理的规范化发展，最大程度降低风险隐患造成的不良影响。

关键词：全寿命周期安全管理；数据库；公路隧道

中图分类号：U415.1                              文献标识码：A                                  文章编号：2096-6903（2023）06-0072-03

0 引言

当下，社会对公路隧道的路网建设质量提出了更高的要求。公路隧道本身具有一定的特殊性和复杂性，因此急需相关管理部门加强互动协作，提高事故的响应速度，保证数据处理精确性及预测时效性，利用全寿命周期管理思想，将建设环节各参与方和影响因素考虑全面。

1 公路隧道全寿命周期安全管理方法探究

1.1 五大系统

为了最大程度降低隧道施工坍塌现象，避免出现人员伤亡，减少财产损失，需要在施工过程中设置好坍塌事故的应急措施，完善好相关安全管理体系，保证隧道建设的安全性。具体的系统设置主要包括以下5点：①门禁系统。该系统需要配备专职人员实施每日值班，并记录好人员、材料的进出状况。②考勤系统。主要用于掌握作业人员、装置的具体位置，便于现场管理以及安全监控，这样即便发生安全事故，也能在熟悉洞内状况的基础上，第一时间实施救援工作。③逃生系统。主要包括逃生管道以及应急物资，要求管道本身具有极强的刚度以及抗冲击能力，钢管直径要控制在80 cm以上，厚度不低于6 mm，采用高分子聚乙烯材料完成管道安装，并保证满足各项安全要求。比如：逃生管道采用钢丝绳、U型插鞘进行连接，应急物资则应放置在隧道掌子面周边，箱内物品需要涵盖生存食品、急救用品以及药品，这样当发生隧道事故时也能幫助现场人员及时完成自救与互救，最大程度减少因外界抢救不及时而产生的损失。④视频监控系统。该系统能够实现全天不间断的工程监控，以成像方式获取现场施工资料，通过安装高清摄像头，内置多级访问视频系统，获取施工现场的清晰画面。⑤通讯系统。主要采用显示电话机，通过设置报警电话，实现洞内洞外的实时联络[1]。

1.2 四个距离

在开展隧道开挖作业过程中，应当充分结合相关施工标准以及专项施工方案的要求，控制好掌子面一次性循环进尺。采用台阶法完成开挖作业，并结合具体的隧道围岩状况以及支护钢架间距，确定台阶的一次性开发进尺量。比如当隧道内存在5级、6级围岩，则要求开挖进尺低于1榀钢架间距。而台阶的下断面一次开挖长度应保证与上断面一致，不超过1.5 m。同时还要采用双侧壁导坑法，结合围岩状况以及支护钢架间距设计开挖循环进尺，保证下断面一次开挖长度低于1 m。至于4级围岩则要保证开挖进尺不超过3 m，注意分幅作业。

隧道内的仰拱与掌子面的间隔需要切实满足安全布局要求，例如三级围岩需低于90 m，5级以上围岩则要高于40 m。此外，隧道的双洞测距还要满足以下要求：小径距隧道的开挖洞要错开一定的隧道开挖宽度；开挖工作面的间隔距离要控制在4倍隧道跨度左右，两端做好沟通交流，实施统一指挥，且两工作面不可同一时间完成起爆处理。至于软弱破碎围岩，则要保证开发面间距在3.5倍隧道开挖跨度，在开挖时开展动态测量，保证布局满足实际要求。

1.3 三项检测

三项检测主要包括：①超前地质检测。它是指在施工开始前进行地质勘察，并在掌握地质勘查结果的基础上，探究掌子面前方围岩地质条件，预测隐伏的地质灾害问题。超前地质检测主要采用物探法或地质调查法。②监控量测。其主要目的在于判断围岩的状态以及支护工作状态，评估隧道的围岩变化状况，为后续的支护结构设计提供判别依据，从而更加科学合理完成作业规划。同时也为后续的作业实施提供有力数据，保证开挖支护参数设计合理，施工工艺具有一定的可行性与可靠性。在进行喷锚衬砌隧道施工过程中，需要注意周边位移以及地表下沉等，做好相应量测工作，并将相关数据及时反馈至现场，从而指导施工。③有毒有害气体的检测。其主要目的在于保护施工人员的生命安全，避免出现人员中毒。在实施隧道贯通前，及时开展有毒有害气体的检测，在存在高风险的施工段安装气体检测仪，设定好检测周期，并对出现的异常数据进行及时处理[2]。

1.4 两个环节

隧道施工过程中的支护作业以及仰拱施工，是确保隧道围岩不变形的重要环节。在进行支护施工时，应当以保证围岩稳定为主要目标，施工过程中充分观察各支护部位是否存在变形与损坏。如果存在变形与损坏，则要组织作业人员第一时间撤离现场，之后喷射混凝土、钢筋网片，并保证采用的管棚技术切实满足公路隧道的技术规范要求。

仰拱施工要控制好施工工序，在下台阶完成。采用的钢拱架要与上部准确衔接，打造闭合稳定的支护体系，确保结构受力。在仰拱开发过程中要做好一系列的交通管制措施，要求开挖长度的土质围岩低于3 m，确保支护作业以及仰拱施工能够充分发挥预防变形、隧道坍塌事故的作用[3]。

1.5 一个执行

隧道施工安全主要目的在于进一步提高隧道的施工安全，坚决遏制重大事故的形成。该规定从资质要求、专项方案编制、现场支护监控、量测作业、人员限制等方面，对隧道施工环节提出了极为详细的要求，可以作为施工安全管理的“重典”。在施工时各参与方需要严格执行各项规定，保证安全管理措施有效落实，做到全覆盖、真落实[4]。

1.6 全过程安全风险管理

为了进一步提高公路隧道的施工安全，提高管理水平，确保安全隐患的准确排查与解决，需要所有参与方对施工各阶段实施风险评估以及风险控制，将安全隐患扼杀在摇篮当中。

在施工开始前，要判断地质状况与设计的施工方案是否一致。若不一致，则要进行地质状况的重新勘察，判断可能产生的风险危害性。若地质变化本身对隧道施工存在較大的影响，则要进行施工方案的重新制定，确认应对地质变化的技术性措施，降低安全事故的危害。

要打造完善的风险管理体系，积极借鉴国内外先进的风险防控方法，结合隧道工程建设状况，进行管理体系的适当调整，明确风险诱发因素，从而制定针对性的防范对策。

应不断规范施工作业流程，保证机械装置使用效率的最大化，减少能源消耗。如果条件允许，也还可引入VR技术，来培训人员的危险应对能力，保证施工人员具有极高的职业道德。

2 公路隧道安全管理措施

以往的公路隧道安全管理方法需要耗费大量的时间来完成数据处理，且事故的响应速度较慢，难以切实保证公路的安全畅通。为了解决此类问题，提出以下4点优化隧道安全管理方式的有效对策。

2.1 完善安全设施建设

若想切实提高公路隧道的安全管理质量，便需要做好公路的营运管理，注重隧道的养护。要求管理人员具备良好的安全意识，严抓安全生产，保证各项治理措施有效落实，加大安全设施的资金投入力度，保证人力资源的合理分配，技术手段的有效使用。

第一，要设置好隧道的警示标志，利用一系列标牌与警示文字来提醒公路隧道中穿梭车辆驾驶员，帮助其准确获取前方路况信息，确保行驶安全。同时管理者还要做好标线设置，加强重点路段的安全防控，营造安全通行环境，定期清洁隧道内的反光立柱、瓷砖，提高标志牌的清晰度，保证反光设施能够起到良好的警示效果。至于隧道内存在的受损设施，则要及时与有关部门联系安排修缮，使相关标志标牌完好无损。

第二，要做好隧道的信息化建设，加强数据化技术的运用，实现相关设施的升级与改造。现阶段许多高速隧道在管理时都搭配了图像监控系统，能够实现隧道内360°无死角监控，解决以往因监控盲区导致信息传递不佳，影响车辆通行的问题。

第三，施工单位还要做好公路隧道的信息诱导系统布置。此类系统是以计算机、电子技术、网络通信为基础，依照出行者的起点向道路使用者提供最优路径，使其能够获得交通信息帮助，从而找到行车最优路径。其不仅包括警告警示信息以及交通诱导信息，还设置了人性化的友好提示信息，比如谨慎驾驶、注意安全等，能够更好地帮助驾驶者控制行车速度，改善隧道通行环境，实现车辆的安全驾驶，提高隧道车流量的管控力度，最终实现减少交通事故的目标，缩短因车辆故障等交通事故引发的不必要延误。

第四，施工单位要做好隧道的维护保养工作，保证机电设备的稳定运行。在日常工作中，隧道管理部门需要制定完善的保养规划，制定保养周期，加强隧道病害的预防效果，并控制好养护预算成本。设备的维护管理要运用大数据技术实时监控设备的运行状态以及配件性能，实现设备故障的精准预测，明确配件需求，为主动服务提供技术支撑，降低故障率。利用专家系统综合分析故障的形成原因，可从根本上消除故障形成因素，保证后续采取的维修措施更具有针对性与实用性[5]。

2.2 明确防火重点

2.2.1 施工单位做好防火演练及总结学习

在隧道发生火灾时，管理部门要本着救人为先的救援思想，正确处理救人与灭火之间的关系，尽可能保证两者的同步实施，第一时间抢救被困人员，疏散群众，实现火源隔离，避免火势的大面积蔓延。

以某地区新建的双洞单线铁路隧道为例，该隧道因割除的灼热钢筋头掉落在软式透水盲沟上引发燃烧，最终形成火灾事故。在火灾发生后，相关人员第一时间拨打火警电话，并迅速配合设置限速标志以及警告标志，规划警告区、过渡区以及缓冲区，并协助消防人员及时做到分流交通的疏导，避免二次事故的形成。

在火灾后，由施工单位组织全体人员开展事故教育活动，以此次事故为契机，加强反思，举一反三，辨识各项作业潜在的风险隐患，查找主要工序、重要节点的风险，全面分析经常性作业中的不足之处。并成立安全检查小组，对现场实施地毯式排查，加大基础工作的整改力度，保障项目的有序运行。

该单位通过强化防火管理，落实各项安全指标，坚持明火作业专人监护制度。要求员工具备一定的自救能力，熟练使用消防器材，掌握丰富的灭火知识，以此将火灾隐患扼杀在摇篮之中。为了避免此类状况，还要对以往采用的应急救援体系进行重新审核，加强各类预案的演练，找出预警机制、应急措施存在的不足之处，加强信息的传递效率，保证救援器材的科学分配。并加强人员的专项训练与培训，使其具备良好的安全意识，能够具备极强的应急处理能力，通过完善应急照明系统，保证斜井、井底作业台等项目都能安全开展。

2.2.2 根据火势发展明确灭火措施

工作人员需要在查明火势的发展状况后，明确起火燃烧的位置以及性质，根据火灾状况制定针对性的灭火措施，并在探明灭火路线后，由扑救人员及时进行扑救工作。

具体方法有：①直接灭火法。其是指当隧道内的火势相对较小或者火势处于阴燃状态，隧道内并无爆炸迹象。此时灭火人员可在做好个人防护的前提下，携带灭火器材完成灭火。②转移处置法。其是指当失事车辆处于隧道深处，难以有效开展灭火救援行动，且存在一定的倒塌倾斜危险。此时可采用机车，将处于燃烧的车辆牵引出洞，并在车辆抵达安全地带后，开展灭火堵漏措施。③封洞灭火法。其是指当隧道内产生火灾后，且内部人员已全部撤离，但难以实施进洞或牵引至洞外完成灭火时，可通过封堵隧道进出口来断绝空气，达到灭火的目的。

2.2.3 做好火场排烟工作

要进行火场排烟工作，利用固定排烟设施以及消防队的排烟设备完成排烟，利用喷雾水枪降低火势，之后积极抢救人员，通过隧道右侧的人行道将中毒、受伤人员输送至安全地点。

2.3 强化交通管制

结合事故的具体特性，要求责任单位能够履行好自身职责，各司其职，抵达现场后采取交通管制措施，了解事故性质，避免二次事故的形成。摆放好警示标志，引导车辆安全通行，确保救护工作有条不紊地进行。

2.4 打造隧道管理数据库

在日常管理时，隧道管理部门需要及时记录隧道路段发生的各类事件，总结经验，打造信息管理数据库，将具有代表性的事件归类，汇编成易于工作人员理解的操作章程，以此指导工作推进。同时管理部门还要做好隧道区域突发事件的应急演练，结合虚拟现实技术打造虚拟场景，使人员可以产生身临其境的感受，以此提高人员的事故处理能力。

3 结束语

通过对高速公路全生命周期的质量管理措施开展分析讨论，提出完善安全设施、明确防火重点、强化交通管制、打造隧道管理数据库等公路隧道的安全管理手段，以此降低公路隧道安全事故的形成概率，切实保障相关人员的生命财产安全，实现高速公路的畅通运行，谋取更高的社会效益以及经济效益。

参考文献

[1] 甘丽凝，张伟伦，胡珉.资金效益视角下隧道全寿命周期运维优化策略分析[J].公路，2022，67（10）：401-408.

[2] 朱合华，邓越，沈奕.公路隧道光环境全寿命周期绿色指标应用案例分析[J].中国公路学报，2022，35（1）：13-22.

[3] 傅成兵.公路隧道火灾报警系统全寿命周期管理建设[J].中国交通信息化，2020（7）：121-125.

[4] 孙巧燕，赵勇，代明.基于全寿命周期的公路隧道照明系统节能技术应用研究[J].公路，2019，64（8）：338-342.

[5] 冯成奎，王飞，徐文浩.公路隧道全寿命周期综合评价指标体系研究[J].地下空间与工程学报，2019，14（S1）：378-384.