楊明華

（鐵科院（北京）工程咨詢有限公司，北京 100081）

1 引言

巖堆、軟巖大變形、巖溶及富水斷層、煤層、高地應力等不良地質對隧道施工安全影響大，對施工人員安全等造成了極大威脅[1]。近年來，我國陸續(xù)發(fā)布了《安全生產(chǎn)法》（2021 年修正）[2]、《關于進一步加強隧道工程安全管理的指導意見》[3]等文件，要求進一步壓實安全生產(chǎn)責任，強化重大風險管控，有效防范隧道施工安全事故發(fā)生。在此情形下，開展基于風險的不良地質鐵路山嶺隧道施工安全管理研究，對于確保隧道施工安全意義重大。

針對隧道施工風險的安全管理，相關學者已開展大量研究。朱曉寧等[4]揭示了隧道施工風險事故與風險源之間的關系，開展了施工階段隧道風險源辨析和評估研究。王仕春等[5]從風險源頭的防控著手，開展以風險管控為主的安全管理體系建立研究。陳釩等[6]基于安全風險，開發(fā)了隧道監(jiān)控信息化系統(tǒng)。桑運龍[7]構建了風險動態(tài)評估與隱患排查的公路隧道施工安全管控體系，借助移動終端和數(shù)字化平臺，實現(xiàn)隧道施工安全風險源的快速采集和動態(tài)管理。夏潤禾等[8]通過對軟弱地質圍巖大斷面隧道施工安全潛在風險的分析研究，論述了施工安全風險防范措施，提出了建立隧道災害事故應急救援體系和組織演練的重要性。

隧道施工風險與事故發(fā)生有直接的因果關系，風險源失控會演變成事故隱患，事故隱患得不到治理，就會發(fā)生事故。通過基于風險的隧道施工安全管理，能及時發(fā)現(xiàn)施工過程中存在的風險，分析風險嚴重程度和成因，制定落實控制對策措施，可確保施工安全。本文簡述了風險管理的概念，梳理了鐵路山嶺隧道施工不良地質風險控制要點，結合鄭渝高鐵向家灣隧道安全管理實踐，研究提出了安全風險管理有關建議。

2 風險管理的概念

風險管理是指通過風險識別、風險估計和風險評價，采用各種風險管理技術，對風險實施有效的控制和妥善處理風險所致的后果，期望達到以最少成本獲得最大安全保障的目的，基本內容包括風險分析、風險評價和風險控制，并應遵循閉環(huán)、動態(tài)、分級、多層次等控制原則[9]。

3 隧道施工不良地質風險控制要點

鐵路山嶺隧道施工主要有巖堆、順層偏壓、軟巖大變形、巖溶及富水斷層、煤層、高地溫、高地應力等不良地質因素，如果處理不當，極易造成危巖落石、塌方、巖爆、突水突泥、瓦斯爆炸等安全事故。隧道施工過程中，要重點做好以下工作[10]。

（1）根據(jù)工程地質條件、施工方法、施工工藝以及設備、材料等，結合施工進度，動態(tài)開展風險管理工作。

（2）應落實各項風險控制措施，開展隧道洞口邊仰坡工程、不良地質洞口及洞身段工程等風險控制措施實施效果評估，開展軟巖大變形、富水、高瓦斯、高地應力、高地溫等不良地質施工安全風險評估。

（3）施工階段結合工程建設工期及進度安排，開展工程施工組織設計及技術方案風險評估。對已識別風險進行跟蹤，對新出現(xiàn)的風險進行識別，當施工階段施工中風險因素、風險等級發(fā)生重大變化時，應重新進行風險評估，調整和完善風險控制措施。

（4）施工階段應建立現(xiàn)場風險管理制度及組織機構，完善現(xiàn)場施工安全防范措施，制定應急救援預案，儲備搶險物資，并適時開展應急演練。

（5）施工現(xiàn)場應建立風險監(jiān)控和預警預報體系，將監(jiān)控量測、超前地質預報納入施工工序管理。確定合理的工程監(jiān)測方案、預警閾值，及基于監(jiān)測結果的風險預警等級和重大事故隱患判定標準，并建立與風險處理措施的對應關系。若發(fā)現(xiàn)異?；虮O(jiān)測指標超過預警閾值，及時采取風險處理措施。

（6）風險事件處理結束后，及時開展風險后評價，對風險管理工作的效果進行確認和評價，總結風險管理過程中的經(jīng)驗教訓，形成閉環(huán)管理。

4 向家灣隧道施工安全管理

4.1 隧道概況

鄭渝高鐵向家灣隧道位于湖北省興山縣南陽鎮(zhèn)境內，全長4 663 m，最大埋深1 025 m。隧址范圍地貌區(qū)劃屬秦嶺大巴山體系，為巖溶剝蝕中山地貌區(qū)。區(qū)內山地地勢北高南低，山頂渾圓，河谷縱橫，地形切割深，地勢起伏較大，垂直隧道走向的沖溝、溪谷發(fā)育。不良地質為危巖落石、巖堆、巖溶、瓦斯，隧道施工中存在的主要風險是危巖落石、塌方、突水突泥、有害氣體，如圖1 所示。

圖1 向家灣隧道工程地質縱斷面圖

4.2 施工安全管理過程

建設單位是責任主體，結合項目實際情況建立了安全管理體系，并構建風險管理機制，明確了施工、監(jiān)理、設計等參建單位和人員管理責任，建立安全風險信息管理系統(tǒng)。施工過程中，監(jiān)督施工、監(jiān)理單位落實設計風險防控措施，開展了施工工點安全評估、現(xiàn)場檢查督導等工作，如圖2 所示。

圖2 建設項目安全管理體系組織架構圖

4.3 突水事件處置案例

2019 年2 月28 日凌晨6:40，向家灣隧道平導掌子面里程PDK585+514，初期支護施工至PDK585+509。對掌子面和周邊圍巖進行了初噴封閉，準備施做下一循環(huán)超前探孔時，掌子面拱部左側出現(xiàn)掉塊塌落，如圖3 所示。3月1 日凌晨2 : 35，掌子面拱部掉塊處出現(xiàn)線狀滴水，初噴混凝土出現(xiàn)剝落，并伴有拱部圍巖掉塊。幾個小時后，掉塊持續(xù)，水流由線狀發(fā)展為股狀，如圖4 所示，水質起初混濁后逐漸清澈，涌水量穩(wěn)定在每小時260 m3左右。

圖3 PDK585+514 掌子面拱部左側掉塊

圖4 PDK585+514 掌子面股狀水

當日，建設單位組織設計、施工圖審核、監(jiān)理、施工等參建單位對掌子面異常情況進行現(xiàn)場勘察，形成了動態(tài)五方會審紀要，出具了處理方案：暫停施工，加強觀察；對掌子面后方20 m 范圍內監(jiān)控量測及涌水量觀測，評價圍巖監(jiān)控量測數(shù)據(jù)穩(wěn)定、涌水量穩(wěn)定后，對掌子面后方初支鋼架加大參數(shù)、加密間距及對拱墻徑向注漿補強，對掌子面前方增強超前支護措施，并在出水點初支背后埋設排水管等針對性工程措施。施工單位嚴格落實了針對性工程措施，監(jiān)理單位也加強了超前支護、初期支護等工序的過程監(jiān)督。至2019 年4 月28 日，完成了平導PDK585+509～PDK585+544 段巖溶整治施工，該段突水風險事件順利處置完成。

4.4 安全管理成果

向家灣隧道開工以來，穿越大小巖溶、溶腔、突水等不良地質10 余次，穿越 “水簾洞”涌水地段16 次，未發(fā)生任何安全事故，于2020 年5 月4 日順利貫通。各參建單位認真履行了 安全生產(chǎn)主體責任，落實了設計風險防控措施，開展了施工現(xiàn)場安全措施落實檢查督導等工作，取得主要成果如下。

（1）充分利用超前預報和圍巖監(jiān)控量測、有害氣體監(jiān)測等手段，及時對隧道掌子面前方地質情況進行探測，及時確定針對性工程措施。

（2）以平導超前施工實現(xiàn)超前地質預報，研判正洞圍巖及涌水量，隨時調整開挖方法的施工方案。向家灣隧道平導施工期間多次揭示不良地質的實踐表明：對于極高風險隧道，設置超前平導是化解正洞不良地質風險的有效手段。

（3）充分發(fā)揮風險管理平臺作用，建立風險源清單和風險預警、響應及信息報送機制，及時識別、分析和處理風險源，消除安全隱患。

（4）制定針對性工程措施，尤其在巖溶突發(fā)區(qū)段，采取加強初支參數(shù)、拱墻徑向注漿、超前大外插角小導管注漿等加固圍巖措施，軟弱圍巖地段根據(jù)變形量預留雙層套拱施做空間預防侵限風險，保證了隧道施工順利通過，也確保了后期運營安全。

5 結論與建議

5.1 建立安全生產(chǎn)管理體系

①成立安全生產(chǎn)組織機構，配備安全生產(chǎn)管理人員，落實各參建單位全員安全生產(chǎn)責任制；②建立健全安全生產(chǎn)管理制度，包括安全檢查考核制度、安全生產(chǎn)教育培訓制度、安全技術措施交底制度、現(xiàn)場風險源管理制度等；③完善現(xiàn)場安全管理制度，建立隧道關鍵工序監(jiān)理人員、施工安全人員旁站驗收制度，嚴格控制洞內高危險作業(yè)點位人員數(shù)量，提高隧道施工機械化、智能化水平，嚴防人員聚集增大事故風險；④落實領導包保責任，各參建單位明確現(xiàn)場包保領導和專業(yè)工程技術人員，落實包保責任，其中高風險工點必須有項目主要負責人進行包保，確保及時處理安全隱患。

5.2 強化安全生產(chǎn)過程控制

①嚴格把控施工方案編制和審查質量，要求施工單位組織有資質單位認真編制分部分項工程專項方案，并對超過一定規(guī)模的危險性較大分部專項工程方案組織專家審查論證；②加強過程控制，實行施工單位項目部負責人跟班作業(yè)制度，設計現(xiàn)場配合機構、監(jiān)理單位主要負責人要每周對施工現(xiàn)場安全措施落實情況進行監(jiān)督檢查；③嚴格落實安全風險點技術措施，針對不同安全控制要點，制定針對性工程措施，并嚴格落實；④加強風險監(jiān)測，將超前地質預報、監(jiān)控量測納入施工工序管理，通過對工程自身結構、環(huán)境風險的全面監(jiān)控，提前識別和預測地質風險因素，保證施工安全。

5.3 提高安全風險管理信息化應用水平

①建立風險管理信息化平臺，監(jiān)理、施工人員每天上報風險管理排查情況，實現(xiàn)風險動態(tài)管理與隱患快速排查，及時識別、處理風險源，消除安全隱患；②開發(fā)交互式施工安全風險管控平臺，該平臺可以實時獲取隧道超前地質預報和圍巖監(jiān)控量測結果，從而實時掌握掌子面前方地質情況，同時，該平臺可以監(jiān)控隧道圍巖變形和初支應力、水量、有害氣體濃度變化，一旦出現(xiàn)異常情況，平臺將及時發(fā)出預警、消除安全隱患；③做好視頻監(jiān)控及隧道進洞人員信息化管理，在隧道的正洞口、平導洞口等安全敏感點設置全天候遠程視頻監(jiān)控，現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)分別與施工單位項目部安全生產(chǎn)監(jiān)視指揮中心、建設單位實時遠程視頻系統(tǒng)平臺相連，并具有記錄追溯功能。

5.4 提高重大風險防范和應急處置能力

①完善相關法規(guī)標準，研究制定隧道工程項目管理人員的資質能力要求、配備規(guī)定和從業(yè)規(guī)范，完善不良地質環(huán)境條件下隧道施工重大事故隱患判定標準，提高現(xiàn)場安全管理能力和工作效率；②嚴格把控施工現(xiàn)場重大風險，落實安全風險評估制度，嚴格論證重大風險方案變更審查程序；③提高應急處置能力，對項目環(huán)境、工程等方面存在的重大危險源或危險因素，制定突發(fā)事件總體應急預案，對殘留風險較高的塌方、涌水涌泥、有害氣體突出等風險事件，劃分預警分級，編制專項應急救援預案，定期開展應急演練。