隧道施工典型风险防控及事故应急处置技术研究

隧道施工典型风险防控及事故应急处置技术研究

刘强

中铁隧道股份有限公司

摘要：隧道建设一直是我国重点建设工程。伴随着每年大量的隧道施工工程，也会常常发生安全施工，造成了大量的人员和经济损失。隧道事故的防范要从事故预警、风险防控、应急事故处理三个层面来研究，只有这样才能更好地保障安全施工现场。本文就典型的隧道施工环境，分析其风险防控方法，探究在其发生后该采取何种应急处理技术。

关键词：隧道施工；风险防控；应急处理技术

1隧道坍塌预警方法研究

1.1洞身段坍塌预警方法研究

确定综合预警级别时会遇到以下三种情况：

情况一：施工监测塌方预警级别与塌方前兆管理级别是相符的，即宏观的变形破坏现象从定量上被监测数据反映了出来，这在实际工程中是最常见的情况；

情况二：塌方前兆管理级别比施工监测塌方预警级别高的情况，即宏观变形破坏现象都已很明显，但是监测数据反映出来却不大；

情况三：施工监测塌方预警级别高于塌方前兆管理级别的情况，即监测数据反映出来的警级已是预警或警报级的时候，隧道并没有出现明显的宏观变形破坏现象。综合考虑各种情况，以塌方前兆管理四个等级为横轴、以施工监测塌方预警。

将隧道洞身段塌方预警级别分为四级，视图上常用红色、橙色、黄色、蓝色三种颜色标识。I级为“忽略级”，即可忽略；Ⅱ级为“注意级”，即可接受，应加强监测；Ⅲ级为“预警级”，即不期望，应加强监测，施工暂缓，研究解决方案；Ⅳ级为“警报级”，即不可接受，应停止施工，采取抢险预案。

1.2掌子面坍塌预警方法研究

应用功效系数法的原理，结合不同情况下坍塌的致灾因素，针对断层破碎带、节理岩体、土质围岩分别建立了评价指标体系和对应的打分体系得到了掌子面坍塌危险性评估模型。以评价对象的总功效系数值为标准，将掌子面坍塌危险性警情划分为四个等级，分别对应蓝色、黄色、橙色、红色四种颜色标识，对坍塌危险性作出合理评价，以便及时调整设计方案.

2隧道施工典型风险控制技术与措施

2.1隧道施工安全风险控制等级

隧道施工安全风险评估关系到隧道工程的安全性，是风险管理的重中之重。近年来，国内外对隧道风险评估进行了广泛的研究和应用，建立了大量隧道工程风险评估模型。隧道施工风险评估和控制是一个动态的、循环的过程。为了保证隧道施工的安全，在隧道施工中需要对其进行定期风险评估，建立风险评估数据库和动态风险评估系统，对以后的隧道施工具有借鉴和指导意义。

所谓的风险估计就是对识别的风险源进行估计，主要估计风险发生的可能性和损失严重程度，从而为风险评价提供可靠的依据。风险评估是项目管理中不可忽视的环节，它关乎到工程的决策，也是工程安全实施的重要保障。

在经过风险评估和风险识别以后，就该采取风险评价。综合考虑项目中存在的风险的可能性与损失严重程度得出发生风险的危害程度，再与风险的评价标准比较，确定项目的风险等级。最后根据项目的风险等级和风险可接受准则决定是否需要采取控制措施。

风险接受准则是根据风险评估的结果，考虑工程的经济效益，对是否加强风险控制措施提供依据。

2.2隧道施工瓦斯风险控制技术与措施

隧道工程瓦斯事故因其发生的突发性及分散性，危害极大，近年来已受到极大关注。一般来说，隧道内发生瓦斯事故几率很小，但是一旦发生瓦斯爆炸或瓦斯突出事故，后果将十分严重。

按照专项风险评估确定的风险等级，隧道瓦斯爆炸事故，可从前期资料收集、施工中调查、可燃气体检、通风、警报装置、火源管理、应急措施、防瓦斯培训等方面制定具体对策措施。

2.3隧道施工岩爆风险控制技术与措施

岩爆主要发生在地下实施工程的开挖环节，地下岩石情况复杂，会出现坚硬和脆性的情况。在受到高强度的外力挤压下，很容易造成岩体弹性释放，造成剥落、松脱、弹射等情况，发生事故施工现场。按照专项风险评估确定的风险等级，隧道岩爆事故可从前期资料收集、开挖作业、支护手段、监控量测、防岩爆安全培训等方面分级制定具体对策措施。

2.4隧道施工大变形风险控制技术与措施

隧道围岩大变形是围岩一类变形破坏的形式，围岩体的这种破坏是属于塑性变形，变形会逐步扩大和具有明显的时间效应。它与岩爆运动的脆性破坏不同，也与被周围岩体限制的松动围岩的滑动、坍塌等破坏不同。围岩大变形将破坏支护结构、侵入断面界限，若处理不当将造成坍塌，甚至将隧道完全堵塞，极易造成严重的后果，并且损毁机械设备、使得施工人员伤亡、工期延误，也增加了工程成本。按照专项风险评估确定的风险等级，隧道大变形事故可从前期资料收集、开挖作业、支护手段、监控量测、二次衬砌、防大变形安全培训等方面分级制定具体对策措施。

3隧道施工典型事故应急救援体系与处置技术

隧道施工应急体系的建立，离不开人员的配给。在隧道施工现场必须成立施工应急救援现场指挥小组。一般小组组长有项目经理来承担，其它组员应是具备丰富施工经验的现场施工管理人员，一旦发生事故，可采取利用其经验丰富的应急措施。在施工发生后，项目部领导及有关部门负责人必须立即赶赴现场，启动应急救援机制，组织指挥抢险救援。

3.1瓦斯事故应急救援

瓦斯隧道应急预案应包括危险性分析、预防与预警、应急响应、信息发布、后期处置、保障措施等内容，并配置安全防护用品、应急救援物资及消防设施等。一旦发生瓦斯事故，必须立即启动瓦斯事故救援预案，尽快探明事故发生具体位置、范围、遇险人数以及洞内瓦斯与通风情况等。

隧道发生瓦斯事故，由于隧道狭小，救援环境恶劣，极易发生次生灾害，因此，在发生事故后一般的抢险抢救组不可以贸然救援，需要在专业矿山救护队的帮助下进入。隧道瓦斯爆炸后会造成洞内气压快速降低，很可能造成隧道内人员窒息，但继续通风很可能会造成二次爆炸，因此瓦斯爆炸后应停止通风，并且不可盲目救援。

3.2岩爆事故应急救援

当隧道作业面内出现岩爆意外情况时，洞内施工工人应立即停止施工并迅速撤出洞外安全地带，洞内人员及时汇报事故情况；洞内作业班组长立刻组织救助被困人员迅速撤离至洞外。撤离时依靠大型机械等设备躲避岩爆伤害，保护人身安全。各班组及时清点人员，确认有无被困人员，并集结待命。派专人封锁现场，防止无关人员盲目进入危险区域。岩爆发生后，及时向掌子面喷射高压水，高压水可渗入岩体，增强岩体含水率，以此减弱岩体的脆性，增强岩体的塑性，岩爆时岩体迸射的剧烈程度可得到一定程度的减小。

3.3大变形事故应急救援

施工过程中发生围岩大变形紧急情况，洞内作业班组长立刻组织洞内作业人员迅速撤离至洞外安全区域，被困施工人员来不及撤离的，应选择衬砌台车等安全平台进行自我保护。

隧道发生大变形后，应对隧道进行变形监测和预警。隧道变形监测通过地质和支护结构观察以及围岩周边位移量测两种方法进行。通过肉眼观察、地质罗盘和锤击检查描述和记录围岩地质情况，包括岩层产状，裂隙和地下水情况，判断围岩稳定状态；仔细观察渗流量的大小和位置，并注意水对围岩移稳定性的影响；对初期支护混凝土表面脱落、开裂等现象及其程度进行观察；根据观察的结果对围岩稳定性进行分析，预测大变形的进一步发展方向，及时做出预报。在围岩拱顶、拱腰、拱脚以及地面等位置设置位移监测点，用收敛计或多点位移计监测围岩的变形，通过监测数据分析围岩变形情况，若出现较快变形应及时采取防治措施。

4结束语

针对隧道不同风险，提出灾害分级防治措施，建立了隧道施工安全风险控制技术体系，通过依托工程应用完善，形成了隧道典型安全风险施工控制措施。通过收集整理大量隧道案例，结合施工现场对于各类风险事故（坍塌、突水涌泥、瓦斯爆炸、岩爆、大变形）的应急救援方法，形成了隧道典型风险事故应急救援体系。

参考文献:

[1]顾博渊.特殊地质条件下特长公路隧道设计阶段安全风险评估技术研究[D].长安大学,2013.

[2]刘建忠.深埋隧洞围岩应力分析及岩爆预测[J].山西建筑,2012,38(14):166-167.

[3]田敢增.浅谈隧道塌方及时应变及处理[J].城市建设理论研究,2014,(21):925-926.