摘要：随着我国基础设施建设的不断深入，所面对的复杂工况也较为显著。尤其是在高速公路、跨域公路建设中隧道的安排与设计更是必不可少。然而，从实践的角度来看，隧道施工期塌方事故频有发生，且原因复杂，易造成严重影响与后果。为此，针对公路隧道施工期塌方风险的分析及其控制手段成为了该领域内的研究重点。本文在结合前人研究经验的同时总结公路隧道施工期塌方的来源及其风险，并就施工过程中控制和规避塌方的手段进行分析。
关键词：公路隧道；施工期；塌方；风险分析；控制措施
一、前言
近年来，随着我国公路建设的不断深入，隧道施工已经成为一种常见选择方式。然而，在隧道的整体施工模式中，除了技术较为复杂、成本较高之外还存在着较大的安全风险隐患，其中施工期内的塌方是较为常见的一种。针对上述问题，国内外专家学者开展了广泛的研究与论证，就其根本大致可以分为如下三个主要方面：第一，从产生原因的角度对塌方的形成及具体风险隐患进行分析。如韩莉（2015）在其文章中指出“隧道塌方的产生可以分为自然因素与人为因素两种，其中首位的自然因素主要是指隧道施工位点的地质条件、水文条件等客观因素；所谓的人为因素主要是指在施工过程中所产生的支护体系不完善、施工管理不到位、施工环节不科学等不遵从现象”而其产生的风险也主要表现在经济、人身安全以及施工周期等两个方面；第二，从塌方的风险分析角度开展必要的研究。如金生斌（2016）在其文章中指出“隧道施工期塌方所产生的原因是一个系统工程，其在塌方前具有较为明显的指标参数变化。在此种模式下形成有效的风险评估机制对相关塌方的避免及其预判具有积极价值。在实际的施工过程中要根据实时位点动向数据搜集体系的建立而形成规范性效应，对相关支护体系的建设作出应用的贡献”；第三，针对塌方治理与控制的手段、技术及方法进行探究。
二、隧道施工期塌方风险分析
2.1塌方分类及其特征
按照塌方形态分类，塌方风险分类主要有如下三种模式：一是按照塌方形态来进行分类，可以分为局部型塌方和整体塌方两种，一般拱形塌方以及增强型拱形塌方。局部型塌方集中于大块岩体拱部，少量发生在两侧壁；一般拱形塌方集中于开挖跨度范围内，主要发生在碎状或者层状的岩体结构中；增强型拱形塌方除了在拱顶塌落，侧壁也会发生崩塌。
按照塌方量的规模大小值，塌方风险类别可划分为三种：即小型塌方，中型塌方和大型塌方。小型塌方的定义为塌方体高度小于3m，或者塌方体积小于30m3；中型塌方指的是塌方体高度为3-6m，或者塌方体积30~100m3；大型塌方指的是塌方体高度大于6m，或者塌方体积大于100m3的塌方事故。
按照塌方风险的发生时间，则可以将塌方风险分为隧道建造期塌方和隧道运营期塌方。其中建造期塌方风险涵盖了勘察设计阶段，施工阶段，运营期塌方主要包含运营维护期发生的隧道塌方事故。按照塌方风险发生的地点，可以分为隧道开挖断面即掌子面塌方，隧道出入洞口塌方以及隧道洞中的塌方风险。
2.2塌方分析
从实际的工程实践角度来看，我们可以通过主观观察、事故树分析、层次分析、模糊评价以及蒙特卡洛模拟等五种方法来对隧道可能产生的塌方行为进行分析及预判。其中主观观察及层次分析是两种较为常见的方式。
在主观观察中，主要采取邀请专业里相关的有经验的工程专家们在一起，针对风险问题发表自己的看法，进行评估与打分。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其操作相对简单，并且有益于专家们进行意见交换，通过相互讨论，减少个人意见的缺陷；由于讨论的对象与目标都较为集中，在进行风险分析与评估方面很有效率，能够提供一定有权威性的分析结论与看法，从而缩短了风险管理的时间。且同时存在评价难度低，现场应用效果较好等特征。
在层次分析中，主要采用一系列系统的分析方法将复杂的系统分解单独的组成因素，按支配原则将这些因素进行分类，从而形成了一定的阶梯状层次结构，并采用两因素间相互进行比较分析的方式，确定了每一个层次水平中各因素的相对重要度即权重，之后在阶
梯状的层次结构中进行组合，并进行一致性检验，以得到各个风险因子相对目标重要度的总顺序，解决了大量的无法完全用定量分析的复杂性问题，推动了风险分析研究的进展。此种模式从根本上解决了塌方评价与管理过程中的人为扰动，并解决了相关指标量化的问题，在数据模拟计算的基础上对隧道的塌方管理提出指导性意见。与其他数理统计类评价方式类似，此种模式存在应用难度较高，现场解读性不好等应用难点。
三、隧道施工期塌方风险控制及工程质量保障措施分析
从上文的分析中，我们系统总结了隧道施工期塌方领域内的相关研究现状，并就其具体分类及研究方式的特征进行了梳理。然而，一切的研究内容均指向均需要表达到如何建立塌方风险控制机制与技术层面。从研究现状中我们不难看出，对于如何减少隧道塌方及沉降过大等问题上，我们要做到以下几点，第一对于不良地质地段做到管超前、严注浆，即对围岩破碎地段进行超前小导管或超前锚杆支护，并对地下水发达的地段进行止水帷幕处理；第二，施工过程中做到开挖后及时做好初期支护，封闭围岩，减少因施工扰动产生的变形，并保证二衬与掌子面的安全距离；第三，隧道工程属于隐蔽性工程，设计施工中存在不可预见性，因此需对隧道开挖面进行超前地质预报，对掌子面前方及周边的围岩与地层情况做出超前地质预报；第四，建立健全的监控体系，对隧道的沉降量等形变值进行监控，遇见问题及时发现，及时处理。
为了进一步确保工程质量及其对于塌方的支护力度，实际工程在推进的过程中从如下三个方面构建了要的质量监管与保障体系：
第一，形成科学的管理制度。项目部设置由专业技术人员组成的质检室，由总工程师领导，直接对项目经理负责；各分队设置质检组，由质检室领导，对施工分队长负责；生产班组设质检员，由质检组领导，对班组长负责；质检组和质检员负责日常施工的质量控制和检测，指导、监督施工人员严格按技术规范、施工图设计和操作规程施工，以确保工程质量目标的实现。最终形成包括技术管理、质量检验、奖惩绩效在内的综合制度体系。
第二，建立预控及动态监管体系。工程开工前，对总体工程进行质量策划及质量计划，对关键工序、重点及难点进行预控。做好技术交底工作，使操作人员明确施工方法、操作要点和质量标准要求。经检验或试验不合格的产品，按我公司ISO9001的《不合格品控制程序》的规定进行处置并进行跟踪验证。
第三，形成严格的报检程序。每一道工序施工前，都必须对上一道工序进行报检，待检测合格及监理工程师同意后，方可进行下一道工序施工。
四、总结
塌方事故是公路隧道施工中的常见事故，严重的威胁了相关的工期及施工安全。本文在分析其风险来源的基础上，对防范风险下的具体塌方控制要点进行梳理。希望通过本文的研究能够为今后的相关工程施工提供指导性意见。
参考文献
[1]韩莉.隧道工程因防水引发的塌方事故原因与施工措施[J].施工技术,2015,(S2):436-438.
[2]金生斌.结合层次分析法的特长公路隧道初步设计阶段安全风险评估研究[D].长安大学,2016.
论文作者:苏文卓
论文发表刊物:《基层建设》2017年6期
论文发表时间:2017/6/21
标签：隧道论文; 风险论文; 施工期论文; 拱形论文; 层次论文; 事故论文; 因素论文; 《基层建设》2017年6期论文;