孫啟秀 盧保東 徐洪慶 甘志濤

摘要：采用鉆爆法進行隧道施工，其鉆孔位置、炸藥質(zhì)量、周圍建筑和設(shè)施以及隧道圍巖應力分布情況都對隧道施工的安全性有著重大影響，因此必須對隧道施工安全進行評估。文章采用LEC法對黃瓜山隧道施工階段進行風險評估，劃分了風險等級，找出了重大風險源，并提出了相關(guān)風險控制建議，為現(xiàn)場施工提供指導。

關(guān)鍵詞：鉆爆法;隧道施工;風險評估;LEC法

0 引言

為全面推進小康社會建設(shè)，我國近年規(guī)劃建設(shè)規(guī)模巨大的高速公路網(wǎng)。隧道作為特殊地段的道路，其特殊性在于需要鑿山而出，但這受制于當前的科技水平以及地質(zhì)情況不能完全探明、圍巖局部應力不明、施工質(zhì)量參差不齊等各方面的因素，導致隧道施工過程中巖爆、涌水突泥、冒頂?shù)仁鹿蕦映霾桓F。因此，為保證施工安全進行，需要對施工階段進行全面的風險評估。

文獻[1]中馮亞芬將風險管理的評價方法應用到隧道風險中，起到良好的應用效果。文獻[2]中張勝采用層次分析法，將隧道中可能導致事故發(fā)生的風險源進行重要性排序，進而確定風險源等級。文獻[3]中何坤水利用數(shù)值模擬的方法，分析隧道的應力-應變情況，指出風險源，并進行處治，效果良好。

1 工程概況

黃瓜山隧道進洞口位于重慶市永川區(qū)南大街虎石壩村，出洞口位于南大街徐家壩，為分離式雙洞隧道。隧道起止里程、設(shè)計路面標高、長度、縱坡詳見表1。設(shè)計隧道單洞寬11.78m，高7.50m。按《公路隧道設(shè)計規(guī)范》（JTGD70-2004），該隧道為特長隧道工程。

2 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)

該段長3.3km，為褶皺抬升低山地貌，地形起伏較大，橫坡坡角為4°～50°，場區(qū)地面高程為317～549m，相對高差為214～231m。構(gòu)造上位于黃瓜山背斜，系上統(tǒng)須家河組（T3xj），巖性以須家河組長石石英砂巖為主，夾有少量薄層頁巖及煤線，隧道出入口均有坡積體堆積。主要工程地質(zhì)問題為隧道局部地段可能存在低瓦斯及少量涌水問題，沿線主要不良地質(zhì)及特殊性巖土有隧道仰坡順層。

第四系殘坡（崩坡）積層（Q4）含水層在隧址區(qū)分布面積小，水量少，旱、雨季動態(tài)變化極大，對隧道涌水貢獻小。但需注意的是該層位于隧道進出洞口，其頂板厚度小，雨水下滲迅速，可能造成短期較大的涌水及降低隧道進出洞口斜坡的穩(wěn)定性，其潛在風險不可忽視。

3 風險評估程序和評估方法

3.1 評估對象及目標

風險評估是將整個隧道施工過程均納為評估對象，把控施工中的每個細節(jié)，將可能出現(xiàn)的風險源消滅在萌芽階段，以期達到保障財產(chǎn)及人身安全、保障工期、提高效益的目的。

3.2 LEC法概述

LEC法是對具有潛在危險性作業(yè)環(huán)境中的危險源進行半定量的安全評價的方法，用于評價操作人員在具有潛在危險性環(huán)境中作業(yè)時的危險性。其LEC值按下式進行計算：

風險等級標準如表2所示，將計算所得LEC值與表2相比較，可以判定該分項工程施工時的風險等級。

4 黃瓜山隧道風險估測

4.1 黃瓜山現(xiàn)場情況

在隧道進口Ⅲ級圍巖ZK3+223～ZK3+559段未立架成洞段拱頂層狀圍巖有兩處塌落掉塊。

在隧道出口三級圍巖段，拱頂可見裂縫，伴有水浸出，且在隧道中偶有積水出現(xiàn)，可能導致涌水突泥出現(xiàn)，需要重點對已出現(xiàn)征兆及潛在的風險源進行嚴格風險估測。

4.2 LEC法隧道風險估測

根據(jù)表2，可利用LEC法對黃瓜山隧道出現(xiàn)的安全風險源進行定量分析，進行風險估測，風險等級超過Ⅲ級及以上估測結(jié)果如表3所示。利用LEC風險評價法，得出黃瓜山隧道各作業(yè)內(nèi)容的風險等級，其中放炮、涌水突泥和瓦斯爆炸的分值達到了Ⅱ級，而坍塌達到了Ⅰ級，均屬于重大風險源。

4.3 重大風險源

根據(jù)《公路隧道工程施工安全風險評估指南》，重點對放炮、坍塌、涌水突泥、瓦斯爆炸等典型風險對黃瓜山隧道進行評估。其中黃瓜山隧道重大風險源清單如表4所示。

5 重大風險控制措施及建議

5.1 隧道坍塌風險控制措施建議

首先要認真做好勘測工作，應詳盡做好必要的鉆研及所需地質(zhì)和水文地質(zhì)資料的搜集工作。施工前應將現(xiàn)場情況與勘測地質(zhì)報告進行核對，并進行必要的補測工作。

在以上基礎(chǔ)上，可采用數(shù)值模擬的方法，結(jié)合地質(zhì)報告的數(shù)據(jù)，對施工現(xiàn)場進行高度相似的建模，進一步將數(shù)值模擬結(jié)果作為導向性依據(jù)，對于可能出現(xiàn)坍塌的地段進行超前支護或提高一級襯砌支護形式。

隧道坍塌的發(fā)生具有一定的可預見性，在施工中需要加強對圍巖的應力-應變情況監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)異常應力-應變情況，或出現(xiàn)裂縫旁出現(xiàn)礦粉、洞內(nèi)無故揚塵、洞頂?shù)嗡恢貌欢?、流水渾濁等情況，需立刻停工并向主管部門請示。

5.2 隧道涌水突泥風險控制措施建議

做好監(jiān)控測量和超前地質(zhì)報告。隧道遇不良地質(zhì)，應采用注漿預加固、堵水等措施，對于貫通性裂縫需采取注漿措施。

5.3 隧道瓦斯爆炸風險控制措施建議

做好隧道瓦斯超前預報工作。為確保隧道施工安全，應根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造與瓦斯溢出特點，進行隧道綜合超前地質(zhì)報告。加強瓦斯的檢測工作，嚴格遵守“一炮三檢”的瓦斯監(jiān)測規(guī)定。漏檢、漏報、漏處理是造成隧道瓦斯爆炸事故最大的人為因素。為確保隧道施工過程中的氣流循環(huán)通暢，可采用軸流風機配合射流風機的組合形式進行通風，將放炮之后涌出的瓦斯盡快稀釋。加強隧道內(nèi)的通風管理，保證隧道施工期間不間斷通風。為防止隧道內(nèi)發(fā)生瓦斯爆炸等災害，除了降低隧道內(nèi)瓦斯?jié)舛韧?，還需杜絕明火。

5.4 隧道放炮風險控制措施建議

在地質(zhì)不良段，需進行超前支護、先排水、短開挖、弱爆破、各工序緊跟的措施，消除不利因素?；虿扇》糯蠊澳_三臺階七步法等擾動少的開挖方式，控制地面沉降及圍巖變形。

6 結(jié)語

由于隧道施工的特殊性質(zhì)，其地質(zhì)條件、巖石先期應力情況、巖石完整性、層間面結(jié)合程度等未能有進行定量分析的公式或方法，這導致隧道施工時，總體應力分布情況可以預測，但是局部情況不可查明，故需對隧道施工薄弱區(qū)進行綜合判定，從而進一步采取較為保守的設(shè)計方式和施工管理辦法，以期保障人員人身安全和財產(chǎn)安全。

本文利用LEC法并結(jié)合現(xiàn)場情況對黃瓜山隧道施工階段的風險進行深入評價，得出了黃瓜山隧道的重大風險源為坍塌、涌水突泥、放炮及瓦斯爆炸，并給出了管理及控制風險源的建議及措施。

參考文獻：

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