公路隧道工程施工安全風(fēng)險控制方法
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摘要：隨著交通事業(yè)的快速發(fā)展，加快了公路隧道工程的發(fā)展速度。目前我國成為世界上隧道與地下工程數(shù)量最多的國家。因此，在開展公路隧道施工中應(yīng)做好安全風(fēng)險控制工作。文章指出公路隧道工程施工中存在的安全風(fēng)險，并針對相關(guān)風(fēng)險提出相對的針對性措施，進(jìn)而提升公路隧道施工的安全性。
關(guān)鍵詞：公路隧道；工程施工；全風(fēng)險控制
1公路隧道工程施工易出的安全隱患
1.1噴射混凝土的回彈量大
公路隧道在噴射混凝土的過程中存在噴面粘結(jié)性能差的現(xiàn)象，并在對其實際操作的過程中，出現(xiàn)回彈量急劇增大的問題，出現(xiàn)這種問題的主要原因是由于公路隧道地質(zhì)的自身特征，也可能是由于在實際操作過程中忽視細(xì)節(jié)性問題[1]。（1）噴面與噴嘴距離不當(dāng)，其距離應(yīng)在1.0～1.5m，但在實際操作的過程中，由于受到作業(yè)環(huán)境的影響，實際難以達(dá)到最適當(dāng)?shù)木嚯x。（2）噴射流入射角度在70°以下時，形成了反射流，使得回彈力增大。（3）噴嘴位置水量控制的差異較大，一般情況應(yīng)按照受噴面情況，對水量進(jìn)行合理的調(diào)整，而經(jīng)驗不足人員僅控制噴嘴方向，會使得所噴射的混凝土流動蠕變，并出現(xiàn)大片剝落和較大的回彈量。
1.2隧道內(nèi)光線不足
在相對較長的公路隧道當(dāng)中，通常會出現(xiàn)光線不足的問題，即便是在隧道內(nèi)裝置了照明裝備，也無法滿足施工車輛對于光線的需求，進(jìn)而出現(xiàn)因無法觀察到相關(guān)的指示標(biāo)志而發(fā)生交通事故，使得隧道施工人員在施工中存在嚴(yán)重安全性問題，特別是在將近傍晚時，由于隧道內(nèi)外的光線不足，施工車輛安全性愈發(fā)的降低。
1.3坍塌風(fēng)險隱患
公路隧道開挖時，還會造成坍塌風(fēng)險，造成坍塌風(fēng)險的原因有很多，可歸結(jié)為受力狀態(tài)、地質(zhì)因素、人為因素、地下水等。具體表現(xiàn)：由于受到土力壓力作用和地層產(chǎn)生臨空面后應(yīng)力調(diào)整現(xiàn)象而導(dǎo)致軟弱圍巖內(nèi)破壞或出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，或是由于圍巖內(nèi)已有節(jié)理和層里等產(chǎn)生剝離、松弛，造成泥砂或巖石大量坍落。隧道坍塌不僅和公路隧道特征以及施工條件有關(guān)，還會受到水文地質(zhì)條件的影響，且地層巖性、地貌條件以及地質(zhì)構(gòu)造等環(huán)境條件也會對水文地質(zhì)條件產(chǎn)生一定的影響。
1.4涌水風(fēng)險隱患
涌水在公路隧道施工中也是一項較為常見的地質(zhì)災(zāi)害，其僅次于坍塌。在施工中如果出現(xiàn)涌水風(fēng)險，會造成突泥突水較為常見的不良地質(zhì)有暗河和大型溶洞、斷層裂隙水、煤系地層中的老窖積水，以及金屬和非金屬的礦山積水。
1.5巖爆風(fēng)險隱患
公路隧道工程進(jìn)行施工的過程中容易出現(xiàn)巖爆問題，巖爆風(fēng)險屬于在高地應(yīng)力的條件下對工程進(jìn)行開挖時，硬脆性的圍巖由于開挖卸荷使得洞壁的應(yīng)力再次分布，將其儲存在巖石內(nèi)，以往一直存儲于巖石內(nèi)部的彈性應(yīng)變突然釋放[2]。因此會產(chǎn)生松脫、爆裂、彈射、剝落，甚至還會出現(xiàn)拋擲的現(xiàn)象，其屬于動力失穩(wěn)的地質(zhì)災(zāi)害，給公路隧道施工的工作人員安全帶來一定的威脅。
2公路隧道安全風(fēng)險控制方法及應(yīng)用
2.1合理控制噴射混凝土量
噴射混凝土的工作人員應(yīng)具備較強(qiáng)的觀察能力，其會直接影響到回彈量與噴射質(zhì)量。針對噴射混凝土量大問題，可以通過以下幾個方面對其進(jìn)行解決。（1）合理控制受噴面與噴嘴的距離[3]。該距離應(yīng)和風(fēng)壓大小，骨料質(zhì)量，以及射流速度都有著直接的關(guān)系。在一般情況下應(yīng)認(rèn)真觀察受面混凝土自身接納能力與附著速度是否和出料吻合，并認(rèn)真觀察回彈，并觀察其是否超過了30%。因此，對兩者間距的調(diào)整可以有效的達(dá)到預(yù)期效果。（2）調(diào)整噴射時，可以對供水量進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，保障其表面的粘結(jié)性好，無蠕變、剝落問題，回彈量適當(dāng)時，水量適中，如果未能達(dá)到此標(biāo)準(zhǔn)則應(yīng)對其進(jìn)行反復(fù)調(diào)整。（3）合理調(diào)整入射角。在調(diào)整入射角時應(yīng)保證其與于受噴面垂直，如果在條件不允許的狀況下應(yīng)盡力保障入射角大于70°，如果不能滿足此要求則會導(dǎo)致其回彈力增大。（4）在噴射時，將噴嘴制作成螺旋形狀，并將其從上到下緩慢地進(jìn)行移動，應(yīng)確保每個螺旋都能具備一定的壓邊寬度。如果將以上幾個因素合理地控制在一定范圍，公路隧道噴射混凝土的速度也就能控制在一定合理的范圍內(nèi)，并且噴射質(zhì)量以及回彈量也能得到合理的改善。實際上，在公路隧道施工中噴射混凝土一般都存在回彈現(xiàn)象，應(yīng)對其合理地進(jìn)行控制，將其控制在20%～30%，保障其在一定的范圍內(nèi)，進(jìn)而保障后期工作可以順利開展。
2.2增加公路隧道內(nèi)的照明度
為了確保施工車輛及施工人員工作中的安全，應(yīng)該在施工隧道內(nèi)增加照明裝置，并考慮到施工車輛駕駛員、施工人員的生理及心理因素，應(yīng)用明暗交替的燈光，緩解施工車輛駕駛員、施工人員的緊張情緒。隧道內(nèi)的照明應(yīng)由專業(yè)人員進(jìn)行設(shè)計，模擬施工現(xiàn)場情況，原則上隧道光線由外至內(nèi)逐漸變暗，在隧道口的時候，光線的亮度就會與洞外的光線亮度接近，從而將人眼不適的問題解決。
2.3坍塌風(fēng)險控制措施
在控制坍塌風(fēng)險時按照施工現(xiàn)場地形，根據(jù)風(fēng)險因素的分段風(fēng)險評估表，以及辨識結(jié)果，對公路隧道設(shè)計出合理的控制方法。（1）按照公路隧道實際圍巖情況選擇出適當(dāng)?shù)氖┕し椒ǎ缟舷屡_階法、環(huán)形分部法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法，進(jìn)而避免減少對圍巖的擾動。（2）采用超前加固措施加固隧道軟弱土圍巖，例如采用超前注漿小導(dǎo)管等措施，提升圍巖的自穩(wěn)性。（3）增強(qiáng)對公路隧道的監(jiān)控測量工作的重視，此外，做好超前預(yù)報地質(zhì)，以及開挖后對地質(zhì)表述記錄與分析，并按照預(yù)報和分析結(jié)果，合理地調(diào)整支護(hù)參數(shù)，預(yù)防公路隧道發(fā)生坍塌。（4）應(yīng)合理地安排施工進(jìn)度，并合理地控制開挖進(jìn)尺。
2.4正確應(yīng)對突涌水風(fēng)險
在公路隧道施工中如果遇到突涌水的現(xiàn)象，可根據(jù)施工區(qū)域的地質(zhì)狀況，以分段風(fēng)險評估和造成風(fēng)險的因素統(tǒng)計，來規(guī)避公路隧道施工中遇到突涌水風(fēng)險。（1）在控制突涌水風(fēng)險時，應(yīng)遵循“防”“排”“截”“堵”的原則，進(jìn)而能夠治理地表水與地下水。（2）在特殊的區(qū)段內(nèi)，可根據(jù)水文地質(zhì)報告以及物探的方式進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)測報告。（3）綜合地評斷和分析多種預(yù)報方法，并得出合理的相應(yīng)結(jié)果，合理優(yōu)化調(diào)整結(jié)果，并找出合理的解決措施，進(jìn)而確保施工與結(jié)構(gòu)的安全性。（4）針對已經(jīng)達(dá)到高級別突出風(fēng)險的公路隧道來說，應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場的具體情況，可采用超前引導(dǎo)或注漿止水等方式實施相關(guān)工作。此外，也應(yīng)該做好施工期間的排水工作，并將應(yīng)急預(yù)案制定好，進(jìn)而保障公路隧道施工的安全穩(wěn)定性。（5）公路隧道在具體施工的過程中應(yīng)與設(shè)計單位提前做好溝通工作，使得設(shè)計單位和施工人員都能全面地了解具體施工位置的圍巖及地下水變化情況，合理地設(shè)計變更支護(hù)參數(shù)，進(jìn)而保障施工的安全性和穩(wěn)定性。（6）在公路隧道施工中如果在處于特殊的區(qū)域內(nèi)，應(yīng)提高監(jiān)控量測的頻率，對所檢測的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時分析和整理，根據(jù)所得出的監(jiān)控結(jié)果，合理調(diào)整施工措施。
2.5控制巖爆風(fēng)險
隧道巖爆是在公路隧道施工開挖地下工程時，聚集在巖體內(nèi)的彈性變形突然爆增而引起的巖塊和巖石爆裂，并出現(xiàn)彈射的現(xiàn)象。發(fā)生巖爆現(xiàn)象的主要原因是巖石自身存在著較高的地應(yīng)力，并且其壓力還超出了巖石自身的壓力。此外，又由于巖石具有一定的彈性和脆弱性。在開挖地下工程時，可能會對巖體的平衡狀態(tài)打破。巖石產(chǎn)生巖片、巖塊可能會對施工人員和設(shè)備的安全造成一定的影響，為了避免出現(xiàn)巖爆的現(xiàn)象，應(yīng)提前做好防備工作。此外，巖爆也會對工程的進(jìn)度產(chǎn)生一定的影響，當(dāng)前巖爆已經(jīng)是地下工程中的重大難題之一。針對公路隧道施工中出現(xiàn)巖爆問題的現(xiàn)象，應(yīng)根據(jù)公路施工的地形，以及地層的巖性等地質(zhì)條件，并根據(jù)風(fēng)險因素、風(fēng)險評估統(tǒng)計表，合理地設(shè)計巖爆風(fēng)險措施。（1）在巖爆風(fēng)險區(qū)域，要合理安排檢測人員對巖爆進(jìn)行全天檢測，然后在此基礎(chǔ)上，成立巖爆搶險組、制定巖爆應(yīng)急方案，并對相關(guān)工作人員定期開展搶險練習(xí)，確保發(fā)生巖爆事件時，可以及時將巖爆應(yīng)急方案啟動。（2）巖爆區(qū)段開挖前，要充分與地質(zhì)資料進(jìn)行核對，并做好區(qū)段的分析判斷工作，防治巖爆工作前，應(yīng)預(yù)先將防治巖爆和施工準(zhǔn)備工作做好。（3）針對巖爆高發(fā)區(qū)域，應(yīng)對洞壁和掌子面噴射高壓水，起到除塵和降溫的作用，并能對巖面做好潤濕工作，可以提升圍巖的可塑性，這樣能將巖爆的劇烈程度降低。（4）對于不同類型和大小的巖爆來說，應(yīng)該提前在巖爆的區(qū)段上打上爆破減震孔，進(jìn)而能降低巖爆的強(qiáng)度，并能將地應(yīng)力提前釋放出去。由于巖爆災(zāi)害會對公路隧道施工人員和施工設(shè)備帶來嚴(yán)重的威脅，因此應(yīng)在必要時做好避讓工作，如果巖爆性已經(jīng)降低到一定程度，應(yīng)對強(qiáng)烈?guī)r爆的區(qū)段安裝錨桿并掛設(shè)鋼筋網(wǎng)，并應(yīng)對鋼拱架進(jìn)行支撐和支護(hù)工作。
3總結(jié)
本文對公路隧道工程施工安全風(fēng)險控制方法進(jìn)行了研究，提出了降低公路隧道施工中風(fēng)險的措施，公路隧道工程施工中合理的對隧道風(fēng)險進(jìn)行評估，并按照工程的實際情況，采用合理的方法，做好風(fēng)險控制的工作，并做好定期的檢測工作，針對檢測結(jié)果要定期反饋，如果發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)及時制定出相應(yīng)的應(yīng)對措施，這對保障公路隧道的安全性和穩(wěn)定性具有重要的意義。
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作者：馬中新 單位：麗水市交通投資發(fā)展有限公司
