基于隧道施工安全管理与风险预警技术研究

基于隧道施工安全管理与风险预警技术研究

徐福

南京市公共工程建设中心 江苏南京 210000

摘要：隧道工程属大型岩土工程，在交通运输行业占有重要地位，应对复杂地形方面具有领先优势，但隧道施工中安全管理与风险预警方面较为落后，实际施工中容易造成安全隐患，安全风险管理体系的不完善与风险预警技术更新迭代慢都是隧道施工中存在的问题，基于此，本文对隧道施工中的安全管理与风险预警技术的优化应用进行了分析。

关键词：隧道工程；安全管理；风险预警技术

引言：目前已经迈入经济水平稳步发展的中国社会在交通运输行业已经形成了完整的工业体系，各类交通工程落地使用，作为交通运输中较为隐蔽的地下隧道工程数量增多，隧道工程在复杂地形中具有多种优势，对于交通建设意义重大。但如今隧道工程的建设仍然存在一些问题，施工管理与风险预警环节较为薄弱，考虑到安全隐患与人身保障问题，优化隧道工程的安全管理与风险预警技术迫在眉睫。

一、隧道施工中的安全管理问题

（一）安全风险管理体系不完善

隧道施工一般周期较长，且多在地下作业，远离生活区，受地质环境影响较大。工程运行对安全风险管理体系的要求较高，以应对隧道工程中常见灾害与突发灾害。在现行隧道施工管理机制下，存在的一个问题是安全风险管理体系不够完善与规范。对于安全管理体系的构建未能根据国家统一标准制定，实际应用的管理体系中的风险内容、安全风险评价、安全风险源判别方法、风险管理职责与国家标准存在很大的差距[[1]]。标准制定往往与实际活动存在出入，施工单位对于施工人员的安全教育意识不足，导致施工人员在工程运行中不能严格遵守施工标准，按照自己的工作习惯进行作业。此外还存在标准制定本身漏洞百出，管理人员缺位等情况。如隧道火灾作为常见的公路隧道灾害，本身隧道阻燃技术以及防爆技术都较为成熟，处理方法也有成熟的通道疏散以及疏散模拟预警，但在有学者统计的2004—2008年隧道施工事故中仍然出现了火灾致死情况。隧道施工中还有一类较为常见的安全风险是关于施工技术的使用。隧道施工技术种类多样，现行隧道施工建设中，对施工技术的管理方法仍然较为传统，施工技术和参数章程出入较大，导致前期施工准备工作不到位，工程内各部门联系松散，互相协作能力差，容易出现信息差，影响工程顺利实施，也易造成安全风险。

（二）风险预警技术更新换代慢

风险评估与风险预警是工程建设的必要环节，特别是隧道工程属于大型岩土工程，本身危险系数较高。但实际隧道工程中定性分析法还是主流方法，对于更加科学的风险评估理论、风险预警技术的推广度较低。因此从风险预警角度看，隧道施工中还存在风险预警技术更新换代慢的问题。随着经济发展，科学技术水平也在持续进步，但隧道施工中的风险预警技术模型往往较为陈旧，对于应急预案措施的设置也不够完备。由于隧道施工受地质条件影响较大，静态风险源和动态风险源都是影响因素。在风险预警模型建立时，可能会忽视掉其中一些风险源，前期预警模型没有做到动态监测，后期施工中就容易出现问题。风险预警技术使用主要集中在动态更新地质环境、施工监控等方面，对于隧道施工过程中的风险预警技术涉猎较少，还存在一定的空白。

二、隧道施工中安全管理与风险预警技术的优化应用

（一）建立规范安全管理体系

首先针对安全管理体系不完备的问题，要建立规范且齐全的安全管理体系，包括硬件设施、配套章程、管理人员三方面。在硬件设施方面，隧道施工中的各类警示标志要布置到位，工程现场严格穿戴施工安保设备。现场环境的配套布置中，注重隧道通风与隧道照明设施的配布，避免出现因通风问题与照明问题出现的安全隐患。针对施工现场的各类设备，特别是爆破器材、钻孔台车等设备的使用要有明确规范，禁止违规操作。容易由人为原因引起问题，对可能产生问题的相关物品要做好监管工作，严格按照规定使用。在配套章程的设置上，要根据国家标准制定合法合规的施工章程，结合当地工程的复杂地质条件作出补充，力求精细俱到，不能忽略可能会导致问题产生的小点。对外的紧急联络机制，报警系统，警报等级等功能也要完备。施工现场要做好公示工作，隧道工程中较为多发的事故，如坍塌、物体打击、冒顶片帮等事故类型要制定单独的安全管理规范，做好应对紧急突发情况的预案，并向下传达到每一位工程参与人员。注重对工程参与者的安全意识培养，工程期内要多关注施工人员具体施工情况。在管理人员方面，成立专门化安全管理团队，对隧道施工整体全面进行规划，并做好分期、分阶段管理工作。安全管理工作人员职责要明确，建立相应责任机制保证工作人员的工作合规进行。设计、监理和施工各方加强相互沟通和协调工作，深入做好地质勘察工作正确选择隧道施工方法。对隧道施工过程危险、危害因素进行辨识和确认[[2]]。最后在资金的投入方面也要根据工程量和危险系数做出相应调整，如遇到施工危险性较大的工程要多投入资金设置安全设施，确保施工人员的人身安全。

（二）更新风险预警技术结构

针对风险预警技术较为落后的问题，要做好风险预警技术的结构优化以及更新迭代。隧道监控测量技术在隧道工程技术中还处于相对滞后的水准，对于隧道围岩的监测技术要与时俱进。构成隧道风险预警重要组成部分的隧道超前地质预报技术目前已有实现案例，但应用范围不广，要加紧对超前预报技术的推广。国际主流趋势主要是利用多种地球物理勘探方法构制同一地球物理模型来抑制多解性。在我国已经顺利使用综合超前地质预报技术的有格莱村隧道，该工程采用了多种超前地质预报技术结合的方法，运用地质调查法、地震波反射法、地质雷达法、超前钻探法、综合预报法等方法相结合，对隧道工程节理裂隙发育、溶蚀破碎、局部可能存在的坍塌风险等作出了预警。并根据预报结果做出了相应的施工建议。利用综合超前地质预报技术可以得出科学的理论结果，加以分析后精准指导现场施工，避免可能出现的风险事故。针对非煤系地层隧道施工容易出现的有害气体突出问题，也要更新相应的防突技术，在相应的隧道工程中，将高压有害气体防突技术加入风险预警技术结构中，采用物探方法检测，结合物探成果再进行进一步钻探验证，避免在施工过程中突发高压有害气体造成的安全问题。在风险预警结构中也可以新加入巡检机器人的使用，机器人技术基于现代科技的飞速发展已经较为成熟，巡检机器人投入使用相对施工人员可以减少安全隐患，对于复杂的环境，机器人也拥有强大的适应能力。此外，面对在深长隧道工程中易出现的突水突泥地质灾害，可以建立应力场、位移场、渗流场、温度场的多场耦合模型及理论。研究深长隧道突水突泥灾害风险动态评估方法，通过孕险环境和致险因子影响因素辨识及其致灾动态属性研究，建立风险评估模型、风险接受准则及风险动态调控机制[[3]]。

在实际的风险预警模型构建时，要充分考虑当前隧道施工项目的具体情况，结合地质条件分析其可能出现的安全问题，并做好分级，根据风险等级作出相应的风险预案，并在风险模型的构建中找准位置。对模型的数据采集和数据库工作要做好分类储存管理，已有的模型要做好本地优化。在数据采集过程中，要做好数据的监控工作，保证数据的时效性以及精准性，筛选数据，避免无效数据进入模型影响模型工作。以GIS技术为模型基础，结合其他风险预警技术对模型进行可视化、动态化处理。对于可能出现的重大问题要做好追踪处理，保证对其实时跟踪以避免问题严重化。最终使风险预警模型能够达到预测潜在风险，提供解决方案的效果。

三、结束语

我国是隧道工程大国，也是世界上隧道工程实施难度相对高的国家，过于复杂的地理环境使得隧道的修建不仅普遍也要克服各种地质问题。任何地质灾害都有可能发生，因此对于隧道工程的安全管理工作是必不可少的，安全第一的原则要深刻落实到每一个隧道施工工程之中。要做好风险预警技术的优化工作，尽可能将工程的潜在风险降到最低，保证在工程实施中能够有合理的安全预案应对突发状况。安全的作业环境下保证工程的质量和结果。

参考文献：

[[1]]安东阁.铁路隧道施工安全管理及风险预警技术的运用[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2019,(10):62+76.

[[2]]刘辉,张智超,王林娟.2004—2008年我国隧道施工事故统计分析[J].中国安全科学学报,2010,20(01):96-100+179.

[[3]]李术才,李晓昭,靖洪文,杨小礼,戎晓力,陈卫忠.深长隧道突水突泥重大灾害致灾机理及预测预警与控制理论研究进展[J].中国基础科学,2017,19(03):27-43+2+63.