公路隧道施工风险认识及防范措施的探讨

公路隧道施工风险认识及防范措施的探讨

王庭金友龙

贵州桥梁建设集团有限责任公司贵州贵阳550001

摘要:本文主要对公路隧道风险认识及技术措施进行论述,并从公路隧道施工风险影响因素及的特征等方面进行分析,且根据笔者多年来的工作经验和相关知识提出相关防范措施，希望能给与相关专业读者借鉴。

关键词:公路隧道风险认识防范措施

0引言

近年来，随着我国社会经济的飞速的发展，在公路工程建设中，隧道是不可缺少的项目，随着隧道工程的大规模建设,隧道风险因素增多,潜在的风险对隧道的安全施工可能造成重大影响,而实施工程建设风险管理可以使工程建设风险的发生降低到最低程度。

1公路隧道施工风险认识

1.1风险识别。

风险识别就是明确目标,找出哪些因素可能会对项目产生损失。这是风险管理的基础,是风险评估和风险应对的前提。整个识别过程包括确定目标、明确最重要参与者、收集资料、风险形势估计、识别出潜在风险因素、编制风险识别报告。通过风险源识别,得出各种因素组成的集合,还可根据事件之间的支配关系,利用层次分析法划分所有因素的层次,形成有序的递阶层次结构。

1.2风险评估。

隧道施工风险评估由隧道施工风险估计和隧道施工风险评价两部分内容组成。隧道施工风险估计是对隧道施工各个阶段的风险事件发生的可能性的大小、可能出现的后果、可能发生的时间和影响范围的大小进行估计,为分析整个工程项目风险或某一类风险提供基础,并进一步为制定风险管理计划、风险评价、确定风险应对措施和实施风险监控提供依据。

1.3风险应对

它是在隧道施工风险发生时实施风险管理计划中预定的措施。风险应对措施一般包括两类:一类是在风险发生前,针对风险因素采取控制措施,以消除或减轻风险,具体措施包括风险规避、缓解、分散等。另一类是在风险发生前,通过财务安排来减轻风险对项目目标实现程度的影响。具体措施包括风险自留、转移和保险等。

1.4风险监控。

风险监控从过程角度来看,处于隧道施工风险管理流程的末端,但这并不意味着项目风险控制的领域仅此而已,风险控制应该面向风险管理全过程。同时,风险监控也应是一个连续的过程,它的任务是根据整个项目风险管理过程规定的衡量标准,全面跟踪并评价风险处理活动的执行情况。

2隧道开挖作业技术措施

2.1开挖施工方法

在隧道施工中，为确保工程质量、工期和施工安全,经多次论证,可以采用三台阶七步平行流水作业开挖法施工。三台阶七步开挖法就是在隧道开挖过程中,在三个台阶上分七个开挖面,以前后七个不同的位置相互错开分步平行开挖,分步平行施作拱墙初期支护,仰拱超前施作及时闭合成环,形成支护体系,逐步进尺的作业方法。三台阶七步开挖法的初期支护由喷射混凝土、锚杆(管)、钢筋网和钢架等组成,各部分联合受力。初期支护应在开挖后立即施作,以保护围岩的自然承载力,其施工工艺流程:开挖→清理岩面→初喷混凝土封闭岩面→施作系统锚杆,挂钢筋网→安装钢架→复喷混凝土至设计厚度→量测数据分析、反馈。

2.2施工步骤

该方法施工主要步骤为首先进行上部弧形导坑环向开挖,施做拱部初期支护;再进行中、下台阶左右错开开挖,施做墙部初期支护;最后进行中心预留核心土开挖、隧底开挖,施做隧底初期支护。每步开挖后均应及时支护。其具体七步如下：

上部弧形导坑开挖。在拱部超前支护后进行,环向开挖上部弧形导坑,预留核心土,核心土长度宜为3～5m,宽度宜为隧道开挖宽度的1/3～1/2。

左右侧台阶开挖。

隧底开挖。每循环开挖进尺长度宜为2～3m开挖后及时施作仰拱初期支护,完成两个隧底开挖、支护。

施工中应注意完善洞内临时防排水系统,严禁积水浸泡拱、墙脚及在施工现场漫流,防止基底承载力降低。当地层含水量大时,上台阶开挖工作面附近开挖横向水沟,将水引至隧道中部或两侧排水沟排出洞外。

2.3施工监测

施工中加强监控量测工作,根据量测结果,按照“石变我变”的思路,及时调整支护参数,进行信息化施工管理。该开挖施工方法能有效控制稳定,支护参数合理。开挖宽度的1/3～1/2。

3隧道施工地质风险及预防风险技术应用

3.1塌方或崩塌

隧道开挖时,导致塌方的原因有多种,概括起来可归结为:自然因素,即地质状态、受力状态、地下水变化等;人为因素,即不适当的设计,或不适当的施工作业方法等。技术措施:采用围岩“预加固”技术,即通过打超前管棚,预注浆加固围岩,提高围岩的性能指标。或者采用旋喷拱或预切槽,减少围岩变形;在施工前或施工中,均应采取可行的防排水措施,尽可能将地表水引排,不渗入隧道中;选择正确的开挖方法,采用台阶法、短台阶法、中壁法、眼镜法等技术进行隧道开挖,加强初期支护,包括增加喷射混凝土的厚度、加密加长锚杆、增设钢筋网或使用喷射钢纤维混凝土、采用或者加密钢架等;加强围岩量测,发现围岩变形或异常情况,及时采取紧急措施处理,包括按设计进行永久性混凝土衬砌支护、采用钢筋混凝土衬砌、增加衬砌混凝土厚度、改变衬砌断面形式、提高衬砌混凝土强度等级等。

3.2岩爆

岩爆是高地应力条件下地下工程开挖过程中,硬脆性围岩因开挖卸荷导致洞壁应力重新分布,储存于岩体中的弹性应变能突然释放,因而产生爆裂松脱、剥落、弹射甚至抛掷现象的一种动力失稳地质灾害。技术措施:岩爆多发生在埋藏很深、整体、干燥和地质坚硬的岩层中,当设计文件有该类地质时,应提前防卫;岩爆多发生在新开挖工作面及其附近,以顶部或拱腰部位为多,这些地方是防范岩爆伤人的重点部位。

3.3涌水

涌水是隧道施工中仅次于塌方的最常见的地质灾害之一。造成突水突泥最为常见的不良地质是断层(断层裂隙水)、大型溶洞和暗河(岩溶水)、煤系地层中的采空区(老窖积水)和金属、非金属矿山老积水。技术措施:引排水,查明溶洞或暗河水源流向及其与隧道位置关系,用涵洞、暗管、暗沟、泄水洞、开凿引水槽、铺砌排水沟等;堵水,溶洞或暗河的流水量不大,有其他出口或有分支,采用注浆堵水;隧道反坡排水;利用抽水机配以管道排水,分段设置固定泵站和集水井,固定泵站与开挖面之间设置临时移动泵站,用潜水泵抽水至固定泵站的集水井。

3.4岩溶

当隧道穿越可溶性的岩层时,则可能遇有岩溶。技术措施:a.小型溶洞的处理:堵塞。位于隧道底部位置的小溶洞,采用换填片石、干砌片石、浆砌片石回填压实,或采用隧道底板梁通过。位于隧道边墙位置的小溶洞,采用浆砌片石封堵,加强混凝土衬砌封闭。拱部以上溶洞,视溶洞的岩石破碎程度,采用喷锚支护加固,加设护拱防护。b.规模较大溶洞处理:跨越。简支梁跨越;栈桥跨越;拱桥跨越;边墙拱跨越;整体浮放支托跨越。支顶加固。支承墙加固;支承柱加固;拱桥支顶加固;挖孔桩支顶加固。c.岩溶隧道施工:岩溶隧道开挖同软弱围岩相似,管棚注浆综合预加固,微震爆破,强化初期支护。

4结束语

总之，公路建设的法律法规、技术规范、安全管理、文明施工等也进人了一个崭新的发展阶段。但是，随着我国公路施工向着更高层次、更大规模程度的公路建设发展，跨径桥梁、长大公路隧道施工工艺日趋复杂，它们仍无法完全满足公路施工生产的新需要。