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摘要:随着我国社会经济的发展,隧道施工项目逐年增加,钻爆法施工技术得到了广泛应用,但是也加大了隧道塌方发生的概率。
关键词:钻爆法;隧道;塌方
1隧道塌方成因分析
1.1不良地质导致的塌方
导致塌方的主要成因是不良地质。不良地质主要表现有膨胀性地层、风化变质岩体、崩塌岩堆地区、裂隙发育岩体、滑坡、溶洞、断层带、泥石流等。当隧道遇到破碎地段或断层时,如果岩石发育的不好,在土层扰动的情况下,内部应力会迅速释放,从而使围岩失稳造成塌方。尤其是在山体的某一个部分,出现的岩石断层等,很容易导致塌方的发生。
1.2地下水导致的塌方
影响围岩稳定很重要的因素就是地下水。地下水一方面使结构面的抗剪强度减弱,一方面使软化系数大的岩石强度有所降低。另外,对于断层来说,一般张性断层是储水结构,而压性断层带中是隔水的。当另一侧的破碎带为含水时,揭开断层或者穿过断层,会常常出现突发性涌水,从而造成塌方。
1.3地压导致的塌方
地压主要由高地应力区、偏压、滑坡、塑性地压几部分组成。其中,在隧道洞口段导致的塌方主要表现在滑坡和偏压,而塑性地压常造成隧道挤出性破坏等。
1.4施工不当导致的塌方
从施工的角度来看,大部分隧道采用“新奥法”设计施工。“新奥法”简称NATM,由于对其内涵理解的偏差,不能够正确合理的运用此方法,从而导致工程失败。隧道施工中,当遇到在偏压、软弱、浅埋、破碎等地层时,不仅要强调“短进尺、强支护、弱爆破”,而且还需强调勤测量、超前支护、及时补强、反馈及时、及时闭合仰拱等;如果在施工隧道时强调柔性支护和变形释放,就很容易造成围岩松弛坍塌。利用“新奥法”如果未能严格对信息处理、监控量测、及时反馈,就会不可避免的造成塌方。
1.5设计不当导致的塌方
从设计的角度来看,由于设计不当导致的塌方主要表现在围岩分类有问题、洞口选在滑坡体上、初期支护太弱,支护设计方案不合理,二次衬砌太强、对断层和暗流考虑不周全等。
2隧道风险管理
2.1风险管理
爆破工程是一种有风险的项目,现代管理与传统项目管理的不同之处是引入了风险管理技术,项目风险管理强调对项目目标的主动控制,对项目实现过程中遭遇的风险与干扰因素可以做到防患于未然,以避免和减少损失。风险是指产生损失后果的不确定性。风险管理(RiskManagement),在降低风险的收益与成本之间进行权衡并决定采取何种措施的过程;确定减少的成本收益权衡方案和决定采取的行动计划(包括决定不采取任何行动)的过程也称为风险管理。就是工程界对潜在的意外损失进行辨识、评估,并根据具体情况采取相应的措施进行处理,即在主观上尽可能有备无患或在无法避免时亦能寻求切实可行的补救措施,从而减少意外损失进而使风险为我所用。
2.2爆破工程安全管理
爆破安全管理直接制约爆破作业能否顺利开展,爆破安全管理涵盖爆破分级管理、爆破工程设计、爆破工程安全评估和审批、爆破施工组织设计、爆破施工方案与施工环境、爆破工程安全监理以及爆破信息化管理。
2.3实施爆破安全监理
重点爆破工程实施爆破安全监理,强化爆破安全管控;从而提升爆破工程安全管理水平,控制重大爆破安全事故。重点爆破工程采用爆破安全监理,代表建设单位进行现场安全监控,有利于强化爆破作业安全管控,提升爆破安全管控水平,抑制爆破安全事故。
2.4爆破工程的风险与对策
2.41可能出现的风险
(1)技术或客观原因的因素,爆破效果没有达到预计的目标,从而增加工程量和成本费用。
(2)管理、技术或不可预见的原因,引起爆破安全事故或其他次生灾害,造成经济和其他损失。
(3)管理、技术或第三者责任风险的原因,造成工期延误,方案变更,增加工作量或成本等。
2.4.2风险处理对策
(1)回避:对重大爆破工程可能出现非常大的风险时,可采取回避的方式,但这对企业经营和信誉可能也会造成一定的负面影响,是一种消极的经营手段。
(2)损失控制:风险损失控制是一种具有积极意义的风险处理手段,通过事先控制或应急使风险不发生,或一旦发生后使损失额最小或尽量挽回损失;处理方式通常可采用预控方案、应急方案和挽救方案。
(3)分离与分散:是常用的风险控制对策,主要思路是将企业或项目的风险因素分离开,分离是将风险单位分离开,在评估爆破工程风险时,应明确业主、设计、施工、监理以及有关单位的风险责任,既有利于在明确各自职责后避免风险的发生,又在一旦风险发生后,分离风险损失。分散是将企业的风险单位增多或扩大,规模经济是分散风险的好办法,也是爆破企业发展的方向。
(4)风险转移:是风险控制下的转移,不是财务对策下的有偿转移(有偿负责与保险);风险控制转移有将风险的活动转移,如预拆除、钻孔施工中的人员伤亡事故,因爆破警戒疏漏造成的人员伤亡事故等,可将风险转移给施工队或承担警戒任务的保安部门。
(5)风险自留:是一种风险的服务对策,是以自身的风险自留基金来保障,归结为财务对策。
3隧道塌方处理措施
3.1塌方处理的原则
当塌方发生之后,要及时采取处理措施。在这个过程中,需要遵循以下原则:首先是防止次生灾害发生,在进行塌方处理之前必须要先加固,从而避免塌方扩大;其次是确保人身安全,塌方的处理必须小心谨慎,施工人员必须在安全处来对前方的塌方进行处理,避免冒险进入塌孔内处理;最后要是确保结构的安全,在处理塌方的时候,必须要确保结构与运营安全。
3.2常规处理方法
如果在上半段开挖的时候发生塌方的问题,且塌方较为稳定,则需要对后方进行加固,将塌孔的顶部用混凝土喷射的方式进行封闭。当强度达到一定程度时,对喷层表面进行检查,确定没有出现开裂的问题,在出渣的时候,需要排专人进行观察防护。在进行处理的时候,需要将混凝土管与排气管埋设在塌孔内,并且要将管口尽可能的靠近塌孔的最高位置。其中,排气管能够避免塌孔内出现空气效应,在进行泵送的时候,如果没有排气管,会导致拱部支护的压力增大,同时也对回填效果产生影响。
3.3用填碴处理
如果利用混凝土喷浆方式来对塌孔表面进行封闭的方式有难度或者经过混凝土喷涂之后的塌孔仍然不够安全,则需要采取填渣的方式来进行塌方的处理。如为全断面开挖的塌方,上台阶开挖通过后,应对拱脚下方的塌体进行注浆固结,下台阶开挖前应检查注浆效果,必要时采用补充注浆或侧向小导管超前防护以防开挖下台阶时发生塌方。由于目前隧道施工多采用大型装运设备,回填碴的速度很快,泵送混凝土回填速度快,塌方处理质量高,而且处理塌方人员不进入塌孔,施工安全,值得在处理塌方时推广采用。
4结语
隧道塌方作为交通隧道施工中最常见的施工故障,一旦发生就造成巨大的经济损失,甚至是人员伤亡。因此必须做好其风险预测、风险分析、分析评估等方面的工作,才能把隧道塌方造成的损失降到最低。
参考文献:
[1]王新明.软弱围岩隧道铣挖与钻爆开挖联合施工技术研究[D].中南大学,2012.
[2]田卫明.隧道施工安全风险与现场管理研究[D].重庆交通大学,2012.
[3]岳诚东.隧道工程施工塌方风险评估研究[D].兰州大学,2016.