淺談鐵路隧道防坍與控制

林長青

摘 要：文章對包括事前控制、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、過程控制、爆破優(yōu)化、監(jiān)控量測等在內(nèi)的防坍措施進(jìn)行分析，闡述鐵路隧道施工過程中防坍必要性，通過關(guān)鍵環(huán)節(jié)卡控確保施工安全。文章主要探析鐵路隧道防坍與控制的相關(guān)問題，為相關(guān)工作人員和研究人員提供有用的參考。

關(guān)鍵詞：鐵路隧道；防坍；控制

中圖分類號：U459.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）27-0151-02

1 重視事前控制

事前控制的重點(diǎn)是對擬施工的工程進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估，針對擬開工工程編寫風(fēng)險(xiǎn)評估報(bào)告，將施工過程中可能存在的風(fēng)險(xiǎn)降低到可控的范圍內(nèi)。

1.1 風(fēng)險(xiǎn)評估流程圖

風(fēng)險(xiǎn)評估流程圖，如圖1所示。

1.2 風(fēng)險(xiǎn)等級的確定及對不同風(fēng)險(xiǎn)等級的接受準(zhǔn)則和處理措施

1.2.1 風(fēng)險(xiǎn)等級

《鐵路隧道風(fēng)險(xiǎn)評估與管理暫行規(guī)定》把風(fēng)險(xiǎn)等級按照指數(shù)分為低度、中度、高度和極高四種等級，這些等級是根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)事件出現(xiàn)概率與嚴(yán)重程度做出的綜合性判斷。隧道風(fēng)險(xiǎn)等級標(biāo)準(zhǔn)，見表1。

1.2.2 接受準(zhǔn)則與處理策略

依據(jù)《鐵路隧道風(fēng)險(xiǎn)評估與管理暫行規(guī)定》，不同風(fēng)險(xiǎn)等級要按照不同準(zhǔn)則和處理策略進(jìn)行應(yīng)對處理。風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則與處理策略具體為：風(fēng)險(xiǎn)評定等級為低度的，可采取忽略接受準(zhǔn)則，處理策略是因風(fēng)險(xiǎn)度小，而無需進(jìn)行額外風(fēng)險(xiǎn)處理或監(jiān)測；風(fēng)險(xiǎn)評定等級為中度的，接受準(zhǔn)則為可接受，風(fēng)險(xiǎn)不大，不需要額外風(fēng)險(xiǎn)處理，需要進(jìn)行監(jiān)測；風(fēng)險(xiǎn)評定等級為高度的，接受原則為不期望，風(fēng)險(xiǎn)較大，必須做風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對策略和監(jiān)測強(qiáng)化，同時(shí)要求風(fēng)險(xiǎn)損失額度小于降低的風(fēng)險(xiǎn)成本；風(fēng)險(xiǎn)評定等級為極高者，接受準(zhǔn)則為不可接受，風(fēng)險(xiǎn)為最高級，需要盡可能重視和規(guī)避，如果難以規(guī)避則要將風(fēng)險(xiǎn)降低到無預(yù)期的狀態(tài)。

2 做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)和分析

目前國內(nèi)外隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)技術(shù)的發(fā)展，地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法主要有：地質(zhì)法、超前平行導(dǎo)坑（隧道）法、超前水平鉆孔法、超前鉆孔聲波測井及跨孔聲波透射法和波反射法等。雖然在隧道建設(shè)的勘察階段，都會利用區(qū)域地質(zhì)資料，采用水文地質(zhì)調(diào)查、鉆井等方法對隧道通過區(qū)域內(nèi)的工程地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)勘測；同時(shí)也會采用多種地表勘探地球物理方法，如地震、折射方法、電法、音頻大地電磁測深等方法對隧道深部地質(zhì)進(jìn)行勘測。但對于通常是地質(zhì)條件復(fù)雜的深埋長大隧道來講，受勘探深度、分辨率和地形等因素影響，地質(zhì)調(diào)查和地球物理探測完全不能滿足深埋長大隧道施工對工程地質(zhì)信息實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的需要。

幾乎所有的隧道施工都會遇到地質(zhì)災(zāi)害或地質(zhì)不良體的侵?jǐn)_，只是不同隧道所處的地質(zhì)環(huán)境不同，所遇到的地質(zhì)災(zāi)害類型不同，由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性和勘察具有的局限性，使得勘察所獲得資料與隧道開挖后實(shí)際揭露出來的情況可能會有較大出入，由于對前方的地質(zhì)條件了解不清，隧道施工帶有很大的盲目性，施工中經(jīng)常出現(xiàn)預(yù)料不到的斷層破碎帶、巖性不整合接觸帶、軟巖、巖溶洞穴、巖溶陷落柱、各種礦產(chǎn)采空區(qū)等不良地質(zhì)體。因此在隧道施工過程中應(yīng)高度重視超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作。但由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性及物探方法的多解性，目前所有超前預(yù)報(bào)方法還不能對各種不良地質(zhì)體做出準(zhǔn)確預(yù)報(bào)，從技術(shù)層面來說，現(xiàn)有預(yù)報(bào)隧道突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的能力不足，探查預(yù)報(bào)前方存在的不良地質(zhì)體的技術(shù)還處于發(fā)展階段；同時(shí)各種探查方法有著各自的優(yōu)缺點(diǎn)，沒有進(jìn)行有效的搭配和集成。

部分施工企業(yè)中，存在著輕視地質(zhì)分析和地質(zhì)預(yù)報(bào)工作的現(xiàn)象，施工人員依靠自身的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行施工，但是，由于施工環(huán)境的復(fù)雜和經(jīng)驗(yàn)的缺乏，往往會為施工帶來毀滅性的打擊，這就要求施工企業(yè)的管理人員樹立正確意識，要將超前地質(zhì)預(yù)報(bào)納入工序管理，時(shí)刻強(qiáng)調(diào)地質(zhì)分析和地質(zhì)預(yù)報(bào)工作的重要性，同時(shí)，在施工的過程中，隨時(shí)根據(jù)地質(zhì)分析和地質(zhì)預(yù)報(bào)工作的結(jié)果，對施工方式、施工時(shí)間、施工人員配置、施工材料配置進(jìn)行調(diào)整，讓地質(zhì)分析和地質(zhì)預(yù)報(bào)工作成為實(shí)際施工的領(lǐng)導(dǎo)者和指揮者，充分發(fā)揮其在施工中的重要作用。

3 做好施工過程中的控制

務(wù)必嚴(yán)格做到以下幾項(xiàng)要求：嚴(yán)格核對證照，禁止轉(zhuǎn)包和違法分包等行為，杜絕不經(jīng)過職業(yè)培訓(xùn)者進(jìn)入施工現(xiàn)場或者成為施工工作人員；要依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與具體設(shè)計(jì)要求來制定細(xì)致的施工執(zhí)行方案，并確保執(zhí)行方案能夠切實(shí)落實(shí)，施工中改變施工方案或方法，必須由專業(yè)技術(shù)人員論證后，報(bào)請管理層批準(zhǔn)后，方可執(zhí)行變更方案；對施工工序與施工現(xiàn)場要進(jìn)行嚴(yán)格管理，確保整個(gè)施工流程完整而切實(shí)執(zhí)行下去，其中要特別注意支（防）護(hù)的合理性，支護(hù)工作必須同其他施工作業(yè)橫向同步，并設(shè)置好相關(guān)安全間隔；嚴(yán)格落實(shí)超前地質(zhì)探測預(yù)報(bào)中相關(guān)規(guī)定，監(jiān)控量（探）測數(shù)據(jù)超標(biāo)的要立即停工并撤離相關(guān)工作人員，禁止工作人員在危險(xiǎn)中作業(yè)；必須強(qiáng)化對有毒害氣體的監(jiān)控，嚴(yán)格通風(fēng)管理工作，控制施工作業(yè)環(huán)境中有毒害氣體濃度等；要合理控制施工現(xiàn)場工作人員數(shù)量，掘進(jìn)作業(yè)面上要進(jìn)行機(jī)械施工，禁止施工作業(yè)中出現(xiàn)超員現(xiàn)象；按照相關(guān)要求設(shè)計(jì)逃生通道，施工必須在安全設(shè)施到位的情況下進(jìn)行；民用爆炸物管理要嚴(yán)格按照國家有關(guān)規(guī)定進(jìn)行，爆炸物品必須按照國家或行業(yè)相關(guān)規(guī)范進(jìn)行存儲、運(yùn)輸和使用等；瓦斯隧道要按照瓦斯等級做好防范，執(zhí)行相關(guān)規(guī)定，落實(shí)動火制度；嚴(yán)格按照國家相關(guān)規(guī)定設(shè)計(jì)相關(guān)應(yīng)急方案和提供配套應(yīng)急設(shè)備，并制定事故應(yīng)急處理方案，規(guī)定事故現(xiàn)場應(yīng)急指揮責(zé)任，明確規(guī)定事故發(fā)生后以配合救援和疏散為主，嚴(yán)謹(jǐn)相關(guān)個(gè)人冒險(xiǎn)救援行動；針對當(dāng)前隧道軟弱圍巖施工存在的突出問題，務(wù)必使各參建單位嚴(yán)格遵守鐵建設(shè)【2010】120號文和隧道施工安全九條規(guī)定；嚴(yán)格落實(shí)領(lǐng)導(dǎo)帶班制度，加強(qiáng)施工過程控制，降低施工過程中的坍塌風(fēng)險(xiǎn)。

4 做好爆破方案，減少擾動

爆破工作會對鐵路隧道施工的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，因此，在爆破方案設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該避免產(chǎn)生較大的圍巖擾動，避免應(yīng)力集中的產(chǎn)生，最終實(shí)現(xiàn)自然拱，對巖體穩(wěn)定性產(chǎn)生最大保護(hù)，使圍巖自身的承載能力得到最大化的發(fā)揮，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況和圍巖的巖性設(shè)計(jì)爆破工作，對爆破的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。在軟弱圍巖處進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)該分多次進(jìn)行爆破，為了降低在爆破過程中影響拱部圍巖穩(wěn)定性，應(yīng)該在拱部四周布置一定數(shù)量的密孔眼，采用隔孔裝藥方式，避免對圍巖產(chǎn)生擾動，同時(shí)，還應(yīng)該對底板位置超挖進(jìn)行嚴(yán)格的控制，將塌方事故發(fā)生的可能性降到最低。此外，在爆破時(shí)，應(yīng)該對填藥量進(jìn)行控制，避免因?yàn)樘钛b藥物過多導(dǎo)致對圍巖穩(wěn)定性的影響，提升施工過程的有效性、安全性。

5 重視監(jiān)控測量

在鐵路隧道施工的過程中，應(yīng)該重視提高監(jiān)控測量水平，通過監(jiān)控測量，為判斷圍巖穩(wěn)定性，支護(hù)、襯砌可靠性，二次襯砌合理施作時(shí)間，以及修改施工方法、調(diào)整圍巖級別、變更支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)提供依據(jù)，指導(dǎo)日常施工管理，確保施工安全和質(zhì)量。監(jiān)控測量值超過規(guī)定時(shí)，應(yīng)及時(shí)上報(bào)相關(guān)部門，采取應(yīng)急措施盡早預(yù)防險(xiǎn)情發(fā)生，防止給企業(yè)帶來更大的損失。

6 結(jié) 語

綜上所述，為了隧道施工安全，減少坍塌事故，提升施工的安全性，保證施工質(zhì)量和工程進(jìn)度，應(yīng)該提高防坍施工的控制水平和管理水平，對各項(xiàng)資源進(jìn)行優(yōu)化配置，在施工過程中秉持多次測量、加強(qiáng)支護(hù)、弱爆破和短進(jìn)尺等原則，加強(qiáng)對地質(zhì)情況進(jìn)行分析，使地質(zhì)預(yù)報(bào)的有效性增高，結(jié)合圍巖實(shí)際情況制定施工預(yù)案，選擇優(yōu)勢的結(jié)構(gòu)參數(shù)、爆破技術(shù)和開挖方式，為快速、優(yōu)質(zhì)和安全的施工創(chuàng)造有利條件。

參考文獻(xiàn)：

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