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隧道施工安全風(fēng)險(xiǎn)分析

文檔作者：趙巍文檔來源：遼寧省路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年03月23日
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2014 年 第35 卷 S2
381
隧道施工安全風(fēng)險(xiǎn)分析
趙 巍
（遼寧省路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，110022）
摘 要：近些年來，隨著我國公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的逐漸加快，高速公路網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)溝通各大城市之間，高速公路建設(shè)項(xiàng)目的增多，
導(dǎo)致隧道工程建設(shè)項(xiàng)目也隨著增多。隧道工程項(xiàng)目的建設(shè)領(lǐng)域得到了長足的發(fā)展，但是在建設(shè)過程中的安全環(huán)節(jié)也逐漸被人們所
重視。該文通過研究國內(nèi)外隧道建設(shè)方面關(guān)于安全控制的大量文獻(xiàn)，結(jié)合筆者多年的研究成果，就隧道施工安全風(fēng)險(xiǎn)問題進(jìn)行了
詳細(xì)分析，并根據(jù)隧道施工過程中可能產(chǎn)生的危險(xiǎn)問題提出了一些應(yīng)對(duì)措施。
關(guān)鍵詞：隧道施工；安全防控；措施
隧道施工工程在我國發(fā)展的時(shí)間較短，一些施工技術(shù)與國際先進(jìn)國家相比還比較落后。但是因?yàn)槲覈貏?shì)復(fù)雜多變，在建設(shè)公路工程
中有些地區(qū)必須進(jìn)行隧道施工，這就為我國隧道施工技術(shù)提出了挑戰(zhàn)和機(jī)遇。在隧道工程施工過程中存在的安全隱患很多，既有主觀因素
還有客觀因素，這就要求隧道在施工過程中必須嚴(yán)格按照施工要求，避免安全事故的出現(xiàn)，確保隧道工程順利竣工。
1 塌方
隧道塌方指的是隧道拱腰和拱頂在開挖之后整體或者局部巖石在重力的壓力下，導(dǎo)致大量巖石下落的地質(zhì)災(zāi)害。相關(guān)研究理論普遍認(rèn)
為造成這種災(zāi)害的主要原因是在隧道建設(shè)中破壞了圍巖的整體性，致使隧道周邊的重力環(huán)境失衡，圍巖應(yīng)力加重導(dǎo)致圍巖產(chǎn)生強(qiáng)大的應(yīng)力，
這種應(yīng)力超過了圍巖的承受能力。主要有以下幾種形式：
1）圍巖承受能力大于隧道圍巖應(yīng)力。這種條件下隧道圍巖能夠保持在安全狀態(tài)，隧道施工條件安全。
2）圍巖承受能力等于隧道圍巖應(yīng)力。這種條件下隧道圍巖受力保持均衡，但是這種均衡十分微妙，很容易因?yàn)橐恍┯绊懘蚱七@種平衡，
導(dǎo)致隧道塌方。
3）圍巖承受能力小于隧道圍巖應(yīng)力。這種條件下隧道將會(huì)直接塌方。
造成塌方的因素有很多種，例如：地質(zhì)、地下水、設(shè)計(jì)、開挖、施工、監(jiān)控等等。具體原因如下：
1）不良地質(zhì)、地形的因素。通常來說山區(qū)地質(zhì)較為復(fù)雜，在隧道施工中經(jīng)常需要穿越地表水源、斷層破碎帶、淺埋段和流砂層等等，
這些復(fù)雜地段在施工過程中很容易出現(xiàn)坍塌。所以，在不良地質(zhì)、地形進(jìn)行隧道施工施工需要重點(diǎn)防止塌方。
2）地下水的因素
造成塌方的主要因素之一就是水。很多地質(zhì)多年受到地下水的溶解、沖蝕、浸泡和軟化等作用的侵害，巖石整體處于塌落和失穩(wěn)的狀
態(tài)。巖層存在軟弱夾層或者軟硬相間的巖石，在地下水的影響下，巖石強(qiáng)度大大減少，出現(xiàn)滑塌事故。
3）設(shè)計(jì)的因素。隧道工程在設(shè)計(jì)初期對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)考察不夠全面，對(duì)施工工藝認(rèn)識(shí)不足，不能夠全面掌握圍巖的結(jié)構(gòu)和變形規(guī)律，在施
工方案中施工方式和防護(hù)措施不符合客觀條件，在施工過程中引發(fā)圍巖重力失衡，導(dǎo)致塌方。因?yàn)橥ǔ９匪淼赖慕ㄔO(shè)長度都超過1 km，
所以在設(shè)計(jì)初期對(duì)內(nèi)部圍巖結(jié)構(gòu)情況不了解，也是導(dǎo)致設(shè)計(jì)不合理的原因之一。隧道圍巖情況是設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)施工方案的重要依據(jù)，如果
在施工過程中發(fā)現(xiàn)圍巖情況與設(shè)計(jì)預(yù)府不同，而又不對(duì)施工方案進(jìn)行更改，很容易導(dǎo)致超過圍巖承受能力，出現(xiàn)塌方。
4）開挖的因素。施工過程中選擇的開挖方式也是導(dǎo)致隧道出現(xiàn)塌方的原因之一。隧道施工的環(huán)境是一個(gè)隱蔽的環(huán)境，在這種環(huán)境下經(jīng)
常會(huì)對(duì)一些巖石進(jìn)行爆破，這就對(duì)爆破技術(shù)提出了嚴(yán)峻的要求。如果在爆破過程中使用的藥量過大，則會(huì)影響到其他巖層，導(dǎo)致巖層松動(dòng)，
出現(xiàn)塌方。
5）施工的因素。公路隧道的施工現(xiàn)象同其他工地類似，十分混亂，存在著很多的安全隱患。施工組織設(shè)計(jì)和規(guī)范中對(duì)施工支護(hù)時(shí)機(jī)和
質(zhì)量要求十分嚴(yán)格，確保支護(hù)能夠?yàn)閲鷰r提供一個(gè)支撐的作用，在施工過程中盡量降低對(duì)圍巖產(chǎn)生影響的因素。
6）監(jiān)控的因素。在隧道工程施工過程中工作人員和技術(shù)人員要對(duì)隧道的安全性進(jìn)行時(shí)時(shí)的監(jiān)控，隨時(shí)觀察隧道工程每天的施工進(jìn)度，
每天施工所在的巖層是否與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)不符，施工措施是否需要改進(jìn)。如果對(duì)工程施工監(jiān)控不到位，不能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)隧道存在的安全隱患，
則很容易出現(xiàn)塌方。
2 瓦斯
土體內(nèi)部存在著很多空隙，在這些空隙中存在著大量的水分和氣體。瓦斯氣體是經(jīng)過長時(shí)期的歷史環(huán)境變化演變而成的，存在于土體
的縫隙之間。瓦斯具有無臭、無味、無色的特點(diǎn)，是可以爆炸和燃燒的氣體。瓦斯爆炸需要滿足以下幾個(gè)條件：
1）瓦斯在空氣中的濃度必須在5%至16%；
2）瓦斯存在環(huán)境必須要有引爆火源；
3）空氣中氧氣的含量高于12%。
隧道在挖掘的時(shí)候，上述三種條件很容易滿足，如果不注意防護(hù)瓦斯爆炸，就很容易產(chǎn)生事故。瓦斯的擴(kuò)散性非常強(qiáng)，一旦出現(xiàn)瓦斯
泄漏，很快就能夠充斥這個(gè)隧道，造成事故。產(chǎn)生瓦斯爆炸的因素主要有地質(zhì)因素、人為因素、施工因素和監(jiān)控因素。具體表現(xiàn)為：
1）地質(zhì)因素。地質(zhì)主要指的是含煤層，由上述爆炸的條件可知，瓦斯爆炸的環(huán)境必須達(dá)到氧氣含量和引爆火源。通常情況下地層中存
在的瓦斯始終保持一種平衡狀態(tài)，因?yàn)樵谕诰蛩淼肋^程中將這種平衡打破，使得瓦斯得到釋放，擴(kuò)散整個(gè)隧道，很容易對(duì)工作人員造成窒
息，如果發(fā)生爆炸，后果不堪設(shè)府。
2）人為因素。經(jīng)過對(duì)大量隧道瓦斯爆炸事故的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，很多瓦斯爆炸事故完全是可以避免的，很多工作人員對(duì)瓦斯事故的認(rèn)識(shí)
不足，不能掌握瓦斯的特性，在管理中出現(xiàn)很多漏洞，最終致使瓦斯事故出現(xiàn)，
3）施工因素。隧道安全管理工作中防止瓦斯爆炸事故十分重要，上文提到的三種條件，如果在施工管理中能夠得到足夠的重視，在施
工現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)禁出現(xiàn)明火，就會(huì)避免事故的發(fā)生。
4）監(jiān)控因素。每個(gè)隧道工程在施工過程中都要對(duì)瓦斯含量進(jìn)行時(shí)時(shí)監(jiān)控，確保瓦斯含量保持在安全范圍內(nèi)，我國大多數(shù)隧道施工中還
不能夠全面監(jiān)控瓦斯的含量和壓力，只能在一些重要位置設(shè)置監(jiān)控器械，且一些工作人員對(duì)監(jiān)控工作并不重視，致使事故發(fā)生。
3 防護(hù)策略
上述提到的安全事故在施工過程中都是可以進(jìn)行防護(hù)的，很多事故的發(fā)生都是因?yàn)榘踩胧┞鋵?shí)不到位產(chǎn)生的。
1）防護(hù)塌方策略。施工設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)初期要認(rèn)真仔細(xì)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)等環(huán)境進(jìn)行探查，全方位搜集地質(zhì)資料，認(rèn)真調(diào)查地質(zhì)的各種
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條件，做好全方位的準(zhǔn)備工作；在施工前期，針對(duì)施工地質(zhì)對(duì)工作人員進(jìn)行相關(guān)的培訓(xùn)，為工作人員配備安全防護(hù)裝備，確保施工現(xiàn)場(chǎng)各
種器械齊全；在施工過程中要循序漸進(jìn)，嚴(yán)格按照施工方案規(guī)定施工，特別是對(duì)需要爆破的工作要進(jìn)行多次檢查方可進(jìn)行；完善健全各項(xiàng)
工程操作規(guī)章流程，嚴(yán)格檢查相關(guān)工作人員的技術(shù)證件，確保工作人員專業(yè)可靠；確保隧道支護(hù)及時(shí)，制度剛度和質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)，措施正
確；定期組織設(shè)計(jì)人員到施工現(xiàn)場(chǎng)勘察施工進(jìn)度和巖層變化，及時(shí)分析施工中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。
2）防護(hù)瓦斯策略。對(duì)工作人員進(jìn)行培訓(xùn)，使其掌握防護(hù)瓦斯事故的各項(xiàng)技能，能夠使用瓦斯檢測(cè)儀器，懂得出現(xiàn)瓦斯泄漏和爆炸的應(yīng)
對(duì)措施；選擇正確的施工方式，每項(xiàng)爆破工序之前都要進(jìn)行安全檢查；對(duì)隧道內(nèi)瓦斯含量等信息做到及時(shí)反饋，并登記記錄；全面搜集地
質(zhì)信息，對(duì)存在瓦斯的區(qū)域做好排放和泄壓工作；按照相關(guān)規(guī)章流程，定期檢查隧道內(nèi)通風(fēng)情況，嚴(yán)格管理施工人員，避免隧道內(nèi)出現(xiàn)明
火。
隨著我國隧道工程的逐漸增多，隧道工程施工安全問題逐漸被人們所關(guān)注，該文針對(duì)在隧道施工過程中最常出現(xiàn)的兩種事故進(jìn)行了細(xì)
致詳細(xì)的分析研究，并提出了具體的解決方案。為了能夠確保隧道工程能夠順利進(jìn)行，提高規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)事故的能力，在施工過程中還需要引
進(jìn)各種先進(jìn)科技措施，加強(qiáng)對(duì)安全隱患的排查力度，避免出現(xiàn)事故。安全無小事，任何生產(chǎn)活動(dòng)的前提都是確保安全，隧道施工雖然存在
著很多不安全因素，但是只要能夠按照操作流程作業(yè)，工程管理到位、安全落實(shí)到位、隱患排查到位，那么就能夠?qū)崿F(xiàn)隧道安全生產(chǎn)。
參考文獻(xiàn)
[1] 陳 龍.城市軟土盾構(gòu)隧道施工期風(fēng)險(xiǎn)分析與評(píng)估研究[D].同濟(jì)大學(xué), 2011.
[2] 賈颯颯.公路隧道施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究[D].重慶交通大學(xué), 2012.
[3] 賈劍青.復(fù)雜條件下隧道支護(hù)體時(shí)效可靠性及風(fēng)險(xiǎn)管理研究[D].重慶大學(xué), 2010.
[4] 滕紅軍.城市隧道穿越地面建筑物的安全風(fēng)險(xiǎn)控制[D].同濟(jì)大學(xué), 2011.
探討淤泥地區(qū)水閘粉噴樁基礎(chǔ)處理方式
鐘健柔
（江門市江海區(qū)南沖水閘工程管理所，江門529040）
摘 要：粉噴樁基礎(chǔ)施工基礎(chǔ)因其工期短、無噪音、無污染、對(duì)周圍建筑物危害小等特點(diǎn)，在地基處理中被廣泛應(yīng)用。該文以淤
泥地區(qū)的水閘基礎(chǔ)為例，探討粉噴樁基礎(chǔ)的處理方式。
關(guān)鍵詞：淤泥地區(qū)；粉噴樁；水閘；樁身
1 粉噴樁概述
粉噴樁屬于深層攪拌法加固地基方法的一種形式，俗稱為加固木樁。深層攪拌法則是利用水泥、石灰等材料與軟土進(jìn)行強(qiáng)行攪拌，使
軟土與水泥等固化材料之間產(chǎn)生化學(xué)、物理反應(yīng)，從而促使軟土硬結(jié)成塊，形成穩(wěn)定性好、具有一定強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)地基。而粉噴樁就是采用
粉體狀固化劑進(jìn)行軟基的攪拌處理方法。該方法具有工期短、無噪音、無污染、對(duì)周圍建筑物危害小等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于軟土地基的處
理中。粉噴樁基礎(chǔ)處理適用于加固各種飽和軟粘土，在我國用于加固淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土、含水量高的粘土等地基處理中。由于粉噴樁
是將粉狀的固化劑與土壤充分混合，攪拌過程中需要加入一定的水分促使土壤硬結(jié)，因此，本身的土壤中的含水量不宜超過50%，否則就
不能使用粉噴樁基礎(chǔ)處理方式。加固的深度也是施工中的一個(gè)要點(diǎn)，與攪拌機(jī)械有關(guān)，國內(nèi)多數(shù)攪拌機(jī)械的攪拌能力在30 m，故而加固深
度在26～27 m 左右。粉噴樁能有效提高地基的承載力和強(qiáng)度，它能與周圍的天然土層形成一個(gè)復(fù)合地基，減少沉降量，因著粉噴樁的以上
特性，其在水閘、公路路基、住房、水壩等工程的基礎(chǔ)處理中被廣泛應(yīng)用。
2 淤泥地區(qū)水閘粉噴樁基礎(chǔ)處理質(zhì)量控制
淤泥地區(qū)水閘的基礎(chǔ)處理中采用粉噴樁方法提高地基承載力，滿足工程施工的需要。而粉噴樁設(shè)計(jì)施工中需要考慮到樁長、強(qiáng)度、樁
徑、樁距等因素，根據(jù)工程的實(shí)際情況進(jìn)行施工方案設(shè)計(jì)，最終使得形成的復(fù)合地基具有較高的承載力，因此，粉噴樁施工中必須重視質(zhì)
量控制。
2.1 粉噴樁設(shè)計(jì)
第一，仔細(xì)分析地質(zhì)材料。粉噴樁設(shè)計(jì)之前獲取的軟土層厚度、分層情況、埋深、承載力、含水量、地下水質(zhì)等情況是粉噴樁設(shè)計(jì)中
的重要性基礎(chǔ)性資料，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)資料選擇合適的粉狀固化劑，確定施工工藝，并在地質(zhì)資料中找出設(shè)計(jì)需要的數(shù)據(jù)資料。一般來說，在
水閘淤泥地區(qū)的粉噴樁基礎(chǔ)處理中，可采用粉狀固化劑有石灰、425 號(hào)及以下標(biāo)號(hào)的水泥，為了節(jié)約施工成本，還可以適當(dāng)添加一些粉煤
灰、石膏粉等。當(dāng)?shù)袒休d力要求較高時(shí)，應(yīng)采用高標(biāo)號(hào)水泥作為固化劑。
第二，工程施工禆數(shù)的確定。粉噴樁的樁徑大小應(yīng)根據(jù)采用的粉噴樁鉆機(jī)來確定，目前在水閘淤泥基礎(chǔ)的處理上多采用鉆孔直徑為0.5
m 的粉噴樁鉆機(jī)。樁距與單樁承載的加固面積有關(guān)，兩者的關(guān)禆用數(shù)字公式表示為：a=√AC，式中，a 表示的是樁距（m），當(dāng)單樁的加固
面積是等邊三角形或正方形時(shí)，AC 表示的是邊長；若單樁加固面積為長方形時(shí)，那么AC 表示為長和寬，由此計(jì)算出兩個(gè)方向的樁距。一
般來說，單樁的加固面積在1～2 ㎡。樁長受攪拌機(jī)械、地質(zhì)條件、施工條件、總荷載要求等的影響。首先通過地質(zhì)條件和施工限制條件計(jì)
算出樁底標(biāo)高，得出樁長，若是該樁長不受攪拌機(jī)械的限制，那么就可以進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，根據(jù)固化劑摻加比和無側(cè)抗壓強(qiáng)度計(jì)算出單樁的
承載力和加固面積，由此計(jì)算出樁長。通過幾個(gè)方面綜合因素的分析和處理，最終得出最佳樁長。固化劑的摻加量一般在7%～15%之間，
具體情況還應(yīng)根據(jù)淤泥地基的實(shí)際情況來確定。
第三，樁底深度控制。粉噴樁深入持力層≥100 cm，持續(xù)深度在50 cm 以上時(shí)，粉噴樁的樁底就已經(jīng)進(jìn)入持力層，這也就是控制樁底
深度的重要依據(jù)。
第四，噴灰量控制。每次噴灰提升前需要在樁底進(jìn)行原位攪拌，直到樁底的噴灰量≥50 kg，此時(shí)才開始提升，這樣可以有效保證樁底
施工質(zhì)量，減少樁身變形現(xiàn)象的出現(xiàn)。若發(fā)現(xiàn)有噴灰量不足的樁身，應(yīng)立即進(jìn)行補(bǔ)噴，確保粉噴樁施工質(zhì)量。
2.2 粉噴樁施工
第一，根據(jù)粉噴樁基礎(chǔ)處理的施工要點(diǎn)和技術(shù)參數(shù)編制施工組織設(shè)計(jì)，做好各個(gè)環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量控制工作。嚴(yán)格控制攪拌機(jī)械預(yù)攪的

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