双侧壁导坑法隧道开挖施工安全风险管理探讨

孙齐淄

（中铁二十三局集团第四工程有限公司，四川 成都 610000）

0 引言

公路隧道工程包含多个施工工序，工期较长，且各工序都是相互关联的，某个环节如果出现施工事故，就会对总体施工质量造成影响，且还会耽误工程进度，增加造价，还会引起恶劣的社会负面舆论影响，威胁单位发展[1]。因此必须妥善处理各施工各环节，并针对工程实际情况开展安全风险管理，这对保障工程质量及进度具有重要意义。以下就针对双侧壁导坑法施工的隧道工程实例，探讨如何开展安全风险管理，具体如下。

1 工程概况

青衣江隧道全长359m，双洞布置，单线延米总长715m。左洞里程：K0+625—K0+984，长359m；右洞里程：SK0+469—SK0+825，长356m。本隧道属小净距隧道，进洞口左右洞限界间距22.21m，中间标准段左右洞限界间距25m，隧道采用双洞三车道设计，为小净距隧道，隧道最小净距17.16m；主洞建筑限界净宽15.75m，限高5.0m；开挖宽度19.25m，隧道内轮廓宽16.42m，高10.53m，开挖断面207.7m2；隧道最大埋深51m，洞身主要围岩为强风化砂质泥岩和中风化砂质泥岩，施工过程中采用双侧壁导坑法，存在一定的安全风险。

2 双侧壁导坑法施工的技术特点

双侧壁导坑法是目前公路隧道工程较为常用的施工技术，它是在新奥法的理论指导下，经过适当改进和完善而形成的一种新型的隧道施工手段。它可应用于各类复杂的隧道工程中，如大断面、地质条件差的Ⅳ、Ⅴ级围岩、不稳定岩体以及浅埋段或偏压段等。在施工时主要是将大断面划分为若干个洞室，对每个洞室进行开挖及封闭成环，最终形成隧道。这种方法可以有效处理大断面、浅埋条件下的隧道工程，以及应对隧道上方存在建筑物的复杂情况[2]。但需要注意在双侧壁导坑施工中存在一定的风险，如爆破风险、坍塌风险、支护风险、用电安全风险等问题，因此在隧道开挖施工的同时，需要针对此类工程的实际情况制定安全风险管理措施，保障工程的顺利开展。

3 隧道工程各环节的安全风险管理

3.1 爆破及开挖的安全风险管理

3.1.1 洞口段的安全风险管理

在双侧壁导坑法隧道洞口段的施工过程中，要重视边坡的稳定性，施工前后要仔细查看边坡和坡顶周围的状况。遇有裂缝、坍塌等情况，或发现危石危土时，应及时处置。为避免施工中出现的塌方，必须严格执行从上到下的施工程序[3]。在进行隧道入口土方工程施工的同时，还要做好截水排水处理，并经常进行巡查，开挖区域要保证排水畅通，周边水系相连。在岩体松动的软弱地层中，开挖面积不宜过大，并及时好保护措施，以防塌方问题。另外，在建设过程中，还要做好施工机械管理和指挥，避免机械碰撞、翻倒等意外。

3.1.2 洞身开挖的安全风险管理

在隧洞工程中，要根据工程实际，制定相应的开挖计划，合理控制循进尺数，选用合适的爆破参数，以保证工程的安全。对于浅埋段以及破碎带地段的隧洞，宜采取机械开挖或是浅孔控制爆破等方式。在爆炸之后，应对其加强监控，根据监测结果对爆破参数进行调整。在地质条件较差的路段，需要先加强排水，之后按照段开挖、弱爆破的原则推进，以及强支护，早衬砌的原则进行支护[4]。在施工过程中，还配有抽水设备，确保富水路段能够顺利的排水。在钻孔时以湿式凿岩为主，但不能在残孔中续钻。

隧道爆破严格按照《爆破安全规程》进行，在开挖过程中，要进行组织协调，将人员撤离到远离飞石、有害气体的危险区域，保持200m 以上的安全距离。在进行爆破作业后，应先进行通风排烟，且间隔时间不少于15min，方能让人员进场。先由安检人员排查是否有危险，确认无危险后施工人员方可进场作业。如果有哑炮，那就必须划出警戒区，先将哑炮也都引爆后才能进场，将导线重新连接好，引爆哑炮；在离哑炮大约0.6m远的地方开一条与盲炮并行的炮眼起到诱爆的作用，但要注意打眼的位置不能和哑炮裂缝相连。

在隧道开挖过程中，围岩监测是一个重要环节，加强监测工作，如有异常及时停工处理。在隧道开挖后，要及时进行支护。如果围岩的测量结果存在异常，或者是在喷射的混凝土表面出现了裂缝，或是地表存在裂缝，那么就应该将其作为一个危险的预警信号来对待，并且要马上让工人们离开这里，然后进行整体加固后再施工。

3.1.3 装运及弃渣施工的安全风险管理

在隧道中设置专人负责联络指挥，本工程在隧道中使用的燃机和运输车辆均是具备精华装置的柴油设备。在装运物料时，不得超过货物的承载极限，运输型钢、钢管等长物料时，应将其捆绑牢固。装渣时，要有专门的人员来指挥，避免机器撞断导线或撞破已经做好的前期支撑，保证施工的安全[5]。在出入口设立减速标识，并在需要的时候，安排专人进行疏导。隧道内的车辆、机械以及模板台车等，其外缘均有低电压的红光灯，起到警示作用，避免车辆相撞。所有的设备在进入隧道前都要经过仔细的检验才能投入运行，车辆之间要有一定距离。在隧道中进行倒行和转弯操作，要开好灯，按喇叭或由专人负责指挥。

在每一次爆破后，必须保持15min 以上的通风时间，然后才能进洞，排除危险，确认掌子面安全后，再装渣；员工进入或离开隧道时，必须使用预先安排好的交通区活动，不可随意移动，非工程禁止入内；对于坡度大的路段、出入口处的平交道、施工作业区以及有障碍的地段等，都要设立醒目的交通标识，车辆经过上述路段时，要放慢车速，并开灯鸣笛。弃渣时应由专业人员进行监督和指导，不能在坑洼不平、松软以及歪斜的地面上倒卸，弃渣后要立即进行表面清理，保证地面平坦，以保证下次弃渣的安全性。

3.2 支护及衬砌施工的安全风险管理

3.2.1 初支施工安全风险管理

施工人员工人都必须佩戴必需的保护设备。支护前检查相关设施，例如，检查喷射器、水箱以及注浆机是否存在异常。如果出现管道堵塞，要立即进行清理；在操作过程中，禁止在喷嘴前方站立人员。同时要注意管路及连接部位，看有无松动及破裂现象，如有问题应及时处理。支护采用的锚杆其质量和长度、喷混凝土的质量和厚度、钢结构的安装位置和间距都要严格按照设计要求进行。支护后需要安排专人定期巡查初支情况，加强监测测量，一旦监测到测量存在异常或发生突然变化，要及时向工地主管报告，并进行紧急处理，以及疏散人员。当锚固区发生大的位移或锚杆受到破坏时，应及时在锚固区增加不少于原来锚固长1.5 倍的新支护锚杆。为了保证临时支撑的安全可靠，需要对临时支撑结构的地面进行锁定。经常检查喷射层是否出现异常裂缝，喷射面必须保持平整，避免因局部应力的集中而导致喷层破裂。

3.2.2 衬砌施工的安全风险管理

施工时，衬砌台车的作业段要和开挖作业面保持一定的距离，台车下方应留有足够的空间，并设置减速标识。施工过程中，台车不能堆积物料和其他垃圾，混凝土两侧的挡板应固定好。在拆卸混凝土输水管或管子时，应首先停机。

衬砌工作台架和仰拱施工栈桥的搬运，要有专门的人员引导，且操作时要缓慢的移动，工作区域内不允许无关的人或车辆通行或停留；无关人员，设备，材料，器具等必须疏散至安全区域。在施工过程中，仰拱必须在开挖后尽早完成，从而及早形成一个封闭环。

3.3 防排水的安全风险管理

设置专门存放防水材料的临时存放地点，并要有消防设备和防火安全警告标识，且有专门的人员进行监督和分发。在进行防水工程时，应有充足的消防设备。不允许在防水板面上安装有灯具，严禁炙烤防水板。防水板之间的间距不能少于50cm，对于反坡排水需要配置足够的抽水水泵，以满足工程的排水要求。

3.4 通风防尘的安全风险管理

隧道通风必须满足相关规范，结合隧道的内部情况，进行合理的布置通风设备。每个月对巷道进行一次含尘量的采样检测。不论是否运行通风机，均禁止人员在风管出口处逗留，当风机停机时，也不得在其旁走动和逗留，不得在通风管上放置任何物件。

3.5 隧道特殊地段安全风险管理

本工程中存在的软弱围岩、浅埋段等特殊地段，工程按照短进尺、强支护、早封闭、勤监测的原则开展施工，利用地震波反射、地质雷达以及红外探水设施开展地质监测，超前探查前方地质情况，并及时加以处理。在进入软弱围岩、浅埋段和含水量变化地段之前，进行超前地质预报，并采用超前支护，双侧壁导坑开挖以及强化临时支护等办法增强施工安全性。

3.5.1 防突泥、突水的安全风险管理

在含水量较大的地段，在进行前期支护的基础上，应加强对水分的排除，以减小因含水量改变而引起的岩体受力变化。对于可能发生的突水和突泥问题，本工程采用以下安全防控措施。

（1）在开挖面30～100m 区域，采用地震波反射、地质雷达以及常规地质调查等手段，综合多种监测数据，对前方围岩状况有无潜水、有无水源补给、涌水量以及突水突泥压力等进行评估。

（2）通过帷幕注浆、超前导管和管棚等措施，阻断渗漏通路，减少岩体间的渗流，从而达到了防治地下水流失的目的。尽量将大部分的地下水封闭在岩体外部，在隧道中排出一小部分的水，以防止由于过多的积水而影响工程的进行。针对间隙渗水，可以通过放水孔排出，并准备大型抽水水泵，以应对可能出现的突水问题。

（3）利用超前钻探对水量进行探测，结合水量确定注浆止水的相关参数，进行注浆加固。

（4）在靠近断裂构造区，有大量出水的潜在突涌区，采取超前帷幕预注及在开挖后补浆的方式进行封闭。超前帷幕止水的范围是开挖轮廓线的5m 距离，单孔注浆扩散半径以2m 进行设计。在灌浆过程中，采用从外到内的方式进行灌浆。

3.5.2 防塌方的安全风险管理

开展超前地质预报，特别是在遇到软弱围岩、断层破碎带、富水、等不良地质的情况下，要对掌子面的岩石性质进行仔细的、实时的分析和观测，如果发现有钻孔突水、冒泥、渗水增加以及整体性能下降等情况，要及时制定防塌方方案。根据围岩实测结果，对支护进行调整与强化，并及时安排混凝土衬砌工作。在隧道开挖时必须严控开挖的轮廓，短进尺、强支护，尽可能减少对周围软弱、破碎的岩体的干扰。

为有效避免塌方，对于易塌方的特殊路段需要提前进行预注浆加固，包括钢结构的制作、初期支护以及混凝土的浇筑都要满足设计要求。要对每一步的掘进过程进行严格的管理，特别要注意掘进的进尺，坚决杜绝违规行为。在施工过程中，在隧道出口处要准备好一批应急物资，例如方木、型钢钢架等。当出现下列情况时，必须立即将现场所有的工人及机器撤离，并指派专门的人员对其进行观测和加固：①由围岩量测结果反映出围岩的变形速率正在迅速增加。②围岩表面连续发生岩石剥落。③支护喷射的混凝土出现开裂或脱落现象，框架结构发生了明显的扭形。④初支出现了异常声音。

3.6 隧道用电安全风险管理

隧道中的供电电压、机械设备使用的电压均为380V、成洞区域的照明采用220V，工地作业地段照明为36V。从变压器引出的低电压，并配备配电箱，在箱上装有锁具，由电工负责保管钥匙，并定期维护检修。220V 灯线路采用耐潮湿的绝缘线缆，动力设备采用的是橡胶线缆。在衬砌之后装上瓷罐安装通过横担固定在墙体上，并使其平直美观、实现良好的绝缘性。

在靠近工地的位置安装一台光变压器，使220V 的电源转换为36V，以满足作业面的需要。对安装有防电击装置的低压电器，以及外露的传动部分，都应设置防护罩。由专业的电工人员负责电器设备的检查，修理，调试工作。对于防爆电气设备，在装配之前，必须经过有资质的防爆电工对其安全性能进行检验，确认没有问题后，才能安装，并在运行过程中对其进行周期性检修。工地用电一定要由专业的电工来负责管理，不能由非专业人员兼职，严禁擅自接电线。对隧道中的各电力设施进行常规检修，以保证隧道中的各项用电设施能够稳定运行。

4 结语

综上，本工程通过上述安全风险管理，使工程在合同工期要求下如期完工，验收合格，且施工期间未发生安全事故。结果表明对于双侧壁导坑法隧道工程，分别在洞口爆破、洞身掘进、支护衬砌、特殊路段等各施工阶段开展安全风险管理，并配合防排水、通风防尘、安全用电等措施，能够有效保证工程安全，将安全事故的发生率控制在最低水平，保障工程质量和进度，促进工程如期完工。