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隧道施工的风险及控制措施分析

2017-09-10王京辰

环球市场 2017年6期
关键词:隧道施工控制措施风险

王京辰

摘要:隧道施工的特点就是在施工中存在着各种不确定性,主要原因在于隧道施工本是一项隐蔽性工程,而且其施工地点通常是地质环境比较复杂的地方,这些因素决定了施工中会受到多种不定因素的干扰而引发各种风险问题。为了避免在隧道施工设计和施工管理中出现意外而造成不良后果,这需要工程管理人员针对隧道施工中可能存在的不确定因素进行分析,并制定出控制决策,以预防风险事故在隧道施工过程中发生,确保隧道工程施工安全而高效地完成。

关键词:隧道施工;风险;控制措施

1隧道施工技术风险

1.1开挖作业技术风险

一般来说,开挖作业方法主要包括爆破法、台阶法、环形开挖预留核心土法、中隔壁法以及双侧壁导坑法,而爆破法则是较为常见的开挖方式,其实际应用存在着下列两个方面的技术风险。①这种隧道爆破主要使用高能量炸药爆炸产生能量对岩石破坏,其会对断面外一点距离的岩石产生相应作业,这样会大幅度降低隧道岩石的自稳能力,并且还会适当降低隧道岩石的质量指标;②这种爆破方式会增加超挖风险,隧道爆破过程会产生一定的临空面,岩石在支护作业前会由于失稳坍落导致较大程度的超挖情况。同时,实际施工过程中,施工人员未依据爆破设计使用炸药用量和起爆顺序,其均会造成一定程度的超挖问题。

1.2隧道支护

目前很多隧道施工出现坍塌情况,其很大程度上是由于隧道支护施工质量相对较差导致的,所以需使用复合式衬砌措施,并且做好超前支护、初期支护以及辅助支护等方面措施。同时施工过程中,施工人员应严格禁止实施欠挖或超挖,并且保证左右侧马口开挖交错距离、掌子面距仰拱以及仰拱距二衬超过一定尺寸,同时喷锚支护应根据相关技术规范以及标准要求进行施工。

1.3隧道渗漏水

隧道渗漏水是较为常见的隧道问题之一,其要求隧道的防、排水工程质量,并且严格执行排为基础,防、排、堵、截结合的治理原则,从而有效保障排水畅通以及防水质量。①需要在初期支护阶段使用Ω 型弹簧排水管,并在相应位置装设排水孔,然后使用一定厚度砂浆对半管表面进行封闭,从而保证初期支护表面不出现渗水情况;②需要使用先墻后拱法衬砌方式,这样可以强化初期支护质量,其可有效避免初期支护受力不足导致的二衬混凝土超载以及衬砌开裂扥情况;③初喷混凝土过程使用工字钢环向支撑,然后在拱架拱腰接头处以及墙脚处设置相应的锁脚锚杆,并且使用一定尺寸的注浆小导管取代径向锚杆,对于初期支护和二次衬砌之间应布设相应的复合防水卷材;④接下来二次衬砌拱圈混凝土浇注阶段,施工人员应使用整体式移动模板,并将隧道侧墙和底部仰拱圈衬砌的施工缝设置在排水沟盖板上;⑤对于拱脚开裂以及中隔墙衬砌开裂等情况实施顶水加固并且设置相应的排水孔,一般来说,顶水注浆主要从出水量小的排水管开始施工,然后再对串浆排水管实施补充注浆。

1.4隧道塌方

隧道塌方是隧道施工过程后果较为严重的质量问题之一,针对这种技术风险通常可以采用下列两种措施进行处理:①为应急处理措施,其需要将隧道仰拱短时间内成环,并做好二衬保护,同时使用钢拱架、方木和圆木实施有效支撑,然后对钢拱架实施局部加固,这样可以避免塌方程度进一步发展。尤其需要做好施工监控工作,其包括隧道頂、地表的沉降程度,当出现异常情况时应采取有效措施进行处理,并且强化地表防水措施质量,对于沉陷区应使用回填方法进行处理,同时布设相应的排水沟;②为处置技术措施,其需要对于受塌方影响段的初期支护出现的裂缝、变形情况,使用小导管注浆实施有效加固处理,其可避免塌方进一步发展,并对产生的掌子面实施喷浆封闭坍体,然后使用小导管注浆加固。同时,对于开挖作业使用小导管实施局部补强,并加装相应的钢筋网,再依次实施钢架支护。

2隧道施工中存在的风险

2.1自然环境风险

在隧道施工中,自然环境风险主要来自三个方面:一是,岩土体分布空间变异性:在隧道施工中,如果存在岩土体材料物理力学性质变异、地层分布不确定、岩土体材料物理参数变异等情况的时候,就会非常容易出现施工风险。二是,不可抗力风险:当发生地震、洪水等自然灾害的时候,非常容易产生施工风险。三是,不良地质、水文条件:当隧道施工区域存在断层、软弱夹层、风化槽、破碎带等情况的时候,非常容易发生施工风险。

2.2机械设备及材料风险

在隧道施工中,必然要使用大量的机械设备与材料,当机械设备与材料质量不达标的时候,非常容易出现施工风险;在设备选型不当、设备故障的时候,施工风险较为频发;在使用新材料、特殊材料的时候,如果未能按照有关规范执行,就会导致出现施工风险等等。

2.3人为因素风险

在隧道施工中,人为因素风险主要包括以下几个方面:一是,施工技术不当:在隧道施工中,如果开挖方法及爆破方法选择不当,就会导致施工受到影响,甚至出现经济损失与人员伤亡;同时,锚喷支护不及时、地下水控制措施落实不到位等,也会导致出现施工风险。二是,施工管理不当:在隧道施工中,经常存在者施工管理方法落后、管理信息不畅通、盲目追求施工进度、抢工图快等问题,导致施工风险频发,不仅影响了施工的顺利进行,也降低了施工质量。三是,施工质量差,未按照操作规程执行,偷工减料:比如,锚杆超前管棚型号、规格不符,数量不对;围岩爆破用药太多,导致围岩扰动,从而降低了围岩强度;喷射混凝土质量及厚度不达标,使得混凝土结构质量下降;未对危岩检查工作予以重视,危岩处理措施落实不到位;等等。四是,施工决策失误:在隧道施工中,突发紧急事故的时候,如果未及时采取有效措施,就会导致发生施工风险;同时,如果量测及信息反馈不及时,就会影响决策工作,使其出现失误,进而发生施工风险。五是,人员技术水平有待提高:在隧道施工中,人员技术水平较低是普遍存在的问题,如管理人员素质较低、施工技术掌握不足等。

3风险分析及风险规避措施

3.1隧道风险分析

风险的管理流程是一个动态循环的过程,且这个过程应贯穿于隧道施工的整个过程而不能仅限于施工的某个特定阶段。风险管理的过程应包含风险辨识、风险的分析与评估和风险的应对三个大部分,详细步骤如下:

1)确定隧道施工过程中的潜在风险,一般要确定施工过程中的潜在风险,需要业主、施工单位、设计单位和勘察单位先确定专家组,再由专家组经过仔细地勘察后初步商讨施工过程中可能存在的潜在风险并对风险进行商议以制定详细的风险汇总表。

2)在得到风险汇总表的基础上,需要制定合理的风险评估模型對专家组制定的风险汇总表进行风险的评估,并评价潜在风险对于整个施工过程的影响,通过对施工项目存在的潜在风险的评估,能寻找最合理的风险控制措施,并在风险控制措施的基础上对整个项目施工过程严格把控,以达到尽量避免事故发生的目的,也保障了整个项目施工能在预定的时间内顺利完工。

3.2化解风险是实现风险管理的目的

1)采用先进测试技术,及时反馈信息,以防范风险提高信息保证隧道工程界在长期的工程实践中,积累了丰富的经验,认识到“动态化设计,信息化施工”的重要性和必然性。在一些地质条件复杂或重要的隧道,学校、科研、厂商和设计、施工、监理等单位一起开展技术攻关,研制出了实用的测试仪器,开发出了先进的测试技术,为隧道工程施工实施信息管理提供了技术支持,为防范风险提供了可靠的信息保证。

2)选择科学、合理的施工方法,为化解风险提供有力保证相关规定:“选择施工方法,应以地质条件为主,结合隧道长度、断面、结构类型、工期要求、施工技术力量、机械设备情况和经济效益等,综合确定,并优先采用喷锚构筑法。对地质变化较大的隧道,选择的施工方法要有较多适应性,以便在围岩变化时易于变换施工方法而较少地影响施工进度。变换施工方法时,应有过渡措施。”这为隧道工程施工方法的选择指明了方向。

3)建设一支懂管理、精技术、高素质的人才队伍是实现风险管理的智力保障。随着工程的实践,一大批从事隧道工程施工的工程技术人员脱颖而出,机械装备能力日益增强,施工队伍得到锻炼,并在实践中积累了丰富的施工经验;但与目前我国隧道工程发展的趋势,与世界隧道工程的先进管理方法和技术进步相比,差距很大。实施了风险管理的隧道工程管理不同于一般的桥梁、路基等工程的管理,管理工程的角色发生了變化,由被动变为主动。

结语

综上所述,在隧道施工中,风险可能是一个动态过程,也可能是一个集合体。及时做好风险分析工作,制定合理、科学的应急预案,加强人员管理,对提高隧道施工风险控制水平有着十分积极的意义。在隧道施工中,不可无视风险,应正视风险,因地制宜,采取适合的控制措施,尽可能减少风险的发生,降低风险损失,确保人们财产与生命的安全,为社会的可持续发展提供可靠保障。

参考文献:

[1]王亚琼,李杰,王金宝,张素磊.隧道施工技术风险评估及风险控制措施研究[J].公路,2015,06:259-263.

[2]蔡可.隧道施工塌方风险及控制措施分析[J].四川水泥,2016,04:350.

[3]田卫明.隧道施工安全风险与现场管理研究[D].重庆交通大学,2012.

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