火山隧道施工风险分析及安全管理措施探究

张广明

（四川蜀道高速公路集团有限公司，四川 成都 610000）

0 引言

隧道工程施工常常是在较差的施工条件下进行，容易受到施工地质、水系条件、人员素质等因素的影响，具有施工难度大、风险防控难、安全管理难的特征。如何做好隧道施工过程中的风险防控和安全管理工作，确保工程建设顺利推进，是广大从业工作者应该进行深入探究的课题。本文以凉山州攀枝花市火山隧道工程为实例，总结分析其施工过程中可能存在的安全风险，提出相应的安全管理解决办法。

1 工程概况

沿江高速起于凉山州宁南县城南侧，止于攀枝花市仁和区，顺接已建成通车的G4216线攀枝花至丽江段高速公路，路线长166.167km。火山隧道位于凉山州攀枝花市境内的盐边县，海拔在1791.47～2301.57m 范围，相对高差510.1m，地形起伏大。火山隧道的最大埋深为466.9m，隧道的一般埋深为300m，攀枝花端右洞单幅净空的宽度为11m，高度为5m，全长3675m，其中Ⅲ级围岩1487m 占40.5%，Ⅳ级围岩973m 占26.5%，V 级围岩1215m占33%，左洞类同，采用端墙式洞门结构。

隧道穿越矮朗河断层，洞身段的岩体呈现出破碎状态，地下水为第四系孔隙水类型、基岩裂隙水类型，存在施工岩爆、岩溶、断层破碎带等不良地质。施工重难点在于：隧道洞口自然山体坡度较陡，围岩差，交叉施工，有爆裂射落现象，岩爆零星间断发生。项目部合理规划布置了数字隧道管理中心、拌和站、钢筋加工场、变压器台、空压机房、配电房等，并规划通道及设备加工场地，便于施工。火山隧道平纵指标见表1所示。

表1 火山隧道平纵指标

2 火山隧道施工风险

隧道工程施工涉及前期规划、两阶段设计、主要施工、机电、交安、验收等多个环节，生产程序复杂，工作量庞大[1-2]，因此，施工过程具有更多的安全风险。

2.1 隧道施工安全技术方案不契合实际

高速公路隧道施工程序比较复杂，施工前要进行隧道沿线现场踏勘，搜集各类资料，辨识各类安全风险等前期工作。这些工作如果准备不充分，就可能存在洞身开挖方法选择不当、一次性开挖的进尺过大、光面爆破未落实“一炮三检”等硬性规定、坍塌、突泥和突水、高空坠落、有毒有害气体等危险因素，会因辨识不全导致编制出来的隧道安全施工技术方案没有针对性、现场操作性不强，不能够起到有效指导实际施工的作用。

2.2 隧道施工安全风险评估及管理不完善

开展安全风险评估、编制风险评估报告停留在施工设计阶段，更多是把上一个项目或是类似项目的安全风险评估报告拿过来修改一下，不能充分结合本隧道施工的实际，编制的风评报告更多是为了应付检查，不能够用于指导实际，也没有发挥其应有的作用。其次，某些从事安全风险评估的工作人员技术能力弱、现场施工经验少，可能会导致安全风险分析不准确、遗漏或者把该工程不涉及的内容纳入进来，报告制定的风险管控措施势必会存在问题、不切实际。

2.3 隧道围岩及周边监控测量不到位

隧道安全施工最怕的就是大变形、大位移，所以做好隧道施工过程中的位移监控量测工作至关重要。如果围岩监控量测方案不细致、不合理，监控量测点位布设、测量点间距、监控量测时间间隔没有满足要求，肯定就会存在风险；一些工作人员可能因懒惰导致监控数据被伪造，特别是大变形监控数据没有被及时发现并处理就极易发生事故；量测点被隧道施工的一些机械设备破坏且未及时进行修复等问题，势必都会影响测量结果，进而造成不良影响。

2.4 安全防范意识有待提高，查找安全问题的能力不足

在安全生产方面存在认识的短板，安全发展理念没有真正树牢，抓安全工作的决心和毅力不足，对已有措施的督促检查落实停留于表面。不能严格执行“先培训，考试合格后上岗”的工作要求，尤其是对一线作业人员的安全教育培训，班前5min培训执行有差距，导致一线工人缺乏相应指导，不能发现施工过程中存在的安全问题。

3 火山隧道施工安全管理应对措施

3.1 有效落实项目部安全风险分析及安全管理责任

（1）项目成立安全领导小组，建立火山隧道安全管理保证体系（如图1所示），健全项目安全生产管理制度，制定切实可行的安全生产责任制，确保隧道施工安全责任通过分工、分解能够有效落实到现场每一个人身上。

图1 火山隧道安全管理保证体系

（2）通过对作业环境、工艺流程、机械设备和人员专业性进行多角度、全方位的风险辨识，梳理出风险管控清单，并严格落实风险告知制度，提高作业人员风险防控意识[3]。

（3）高度重视隧道施工中的过程管控，尤其针对主洞开挖、支护等风险高的工序重点关注。火山隧道V级围岩占比33%，在进行光面爆破开挖时，项目各方人员进行现场督导，作业人员严格按照“浅眼、多孔、多段、少药、大时差”基本原则，针对不同围岩调整爆破参数、安全防范措施，减少爆破对软弱围岩的扰动。

（4）严把设备设施检验关，对未报检或安全验收不合格的机械设备坚决不允许投入使用，同时积极投入安全费用、储备应急物资、改善安全环境、优化事故预防及应急处置方案，提升应急处理能力，一旦发生事故或险性事件，通过科学施救降低损失。

3.2 科学编制施工安全技术方案，强化现场施工执行

（1）火山隧道施工前，项目部安排专业技术人员对设计图进行了组织审查，实地调查后重点对不同围岩级别段开挖、支护及不良地质段落等安全施工进行讨论，拟定了科学合理的施工安全技术方案，明确了火山隧道施工总体流程（如图2所示），并进行了技术交底。火山隧道施工方案主要包括施工测量和监控量测、洞身开挖、围岩支护、不良地质施工、通风、防排水等内容。针对不同围岩等级，采取不同的开挖方式，对于V 级围岩浅埋段、偏压段、不良地质段火山隧道采用台阶法+预留核心土法施工，Ⅳ级围岩段用台阶法进行开挖，III级围岩用全断面法进行开挖。

图2 火山隧道总体施工工艺流程图

（2）在建设时，项目部加强隧道超前支护、安全步距和开挖等工序的检查力度，严防不按方案施工，同时引进拱锚喷台车和智能湿喷机械、铁建重工ZYS113 全电脑三臂凿岩台车等机械化设备，精准地按照炮孔设计的位置和角度进行自动钻孔定位与自动掘进，台车自带MWD 软件对自动生成的钻进参数数据进行分析，实时调整钻杆钻进参数，实现全机械化、自动化与智能钻孔作业，降低人员暴露危险环境的风险。

3.3 强化隧道围岩监控测量管理水平

（1）火山隧道合同段监控量测由总包部统一招标的第三方单位进行监测，项目部首先配备了专业测量人员，利用高精度全站仪独立进行复核监测（如图3所示），健全了监控量测相关的管理、报告等制度，并要求量测单位每天进行数据上报，每周、每月形成正式报告，确保监测数据准确高效及时。

图3 火山隧道拱顶下沉量测示意图

（2）强化监控量测人员培训和测量过程质量管控工作，动态做好对围岩量测数据进行分析研判，并按照下列措施执行：在速率>5mm/d时，说明围岩处于急剧变形状态，应立即暂停施工，加大量测频率，并结合实际采取增设临时钢支撑或锚杆的方式加强初期支护，同时及时调整开挖方式、爆破参数、安全步距参数等，有效降低风险；速率变化在1～5mm/d 时，加强对洞内、外观察，是否存在地表开裂、初期支护开裂、变形等，当已喷锚区段的围岩有较大变形或锚杆失效时，立即在该区段增设加强锚杆，其长度不小于原锚杆长度的1.5 倍；速率＜1mm/d时，说明围岩是稳定的[4]。

3.4 加强安全教育培训，提升安全意识

火山隧道项目部充分利用日常安全会议、安全专题培训、安全生产月等大力开展安全生产文化宣传，使作业人员能够深入了解安全防护知识及措施，不断提高安全意识，推动“关口前移”。建立安全教育培训案例库，充实安全事故案例警示内容，建立各级管理岗位和操作人员分级培训机制以及员工安全准入、评价、考核机制。倡导全员业务学习，创新方式方法，通过实景教育基地、视频直播、VR体验式培训等方式，提高教育的吸引力和有效性，加强三类人员安全教育培训工作。尽量避免教育断断续续、流于形式，把安全教育作为一项刚性要求常抓不懈，持续改进，让安全操作规程转化为队伍和作业人员的自觉行为。

4 结束语

凉山州攀枝花市火山隧道工程项目组根据工程施工过程中可能存在的安全风险，采取了相应的安全管理解决办法，收到了较好的效果。该工程的实践证明，加强隧道施工安全风险防控以及安全管理工作十分重要，施工期间必须确保地质勘察、设计图纸、施工方案制定、现场执行等工作的科学性和有效性，并系统分析存在的安全风险，逐一提出切实可行的安全防范措施，坚持根据实际情况动态调整施工技术方案、施工工序，配齐配强人员力量，才能够确保隧道施工安全、有序进行。