鐵路隧道施工風險管理策略

張 拓

（中鐵十九局集團第二工程有限公司，遼寧遼陽 111000）

1 工程概況

牡佳客專工程四標段（DIK113+297.35—DK161+976.11）線路長度42.192 km。本標段隧道工程主要內(nèi)容為：隧道12.587 km/8 座，其中L＞4 km 的隧道5330 m/1 座，2 km＜L≤3 km 的隧道2659 m/1 座，1 km＜L≤2 km 的隧道2910 m/2 座，L≤1 km 的隧道1688 m/4 座。其中團結隧道全長5350 m，為本標段最長、地質(zhì)條件最復雜的隧道，隧道洞身多次穿越淺埋、斷層破碎帶、富水、瓦斯等復雜地質(zhì)地段。

2 隧道施工風險

根據(jù)團結隧道設計文件及現(xiàn)場勘探調(diào)研，經(jīng)分析，本隧道主要存在如下風險：

（1）工期風險。團結隧道全長5350 m，由出口、1 斜井、2 號斜井共3 個工區(qū)進行施工，總工期為28 個月，工期儲備少、壓力大。并且隧道洞身將穿越1 處瓦斯、3 處淺埋、6 處地質(zhì)斷層、14 處地質(zhì)物探異常區(qū)，均可能有突發(fā)情況出現(xiàn)，進而延誤隧道工期，形成工期風險。

（2）塌方、突水突泥、大變形風險。隧道通過不良地質(zhì)地段時，存在塌方、突水突泥、大變形的風險。

（3）穿越煤系地層及瓦斯風險。隧道DK150+520—DK150+720 段穿越煤系地層，為低瓦斯工區(qū)，存在揭煤、瓦斯突出、瓦斯隧道施工風險。

（4）第三方損失風險。隧道進口正下方鄰近國道G201，既有林密線及大唐貨場專用線鐵路，進口左側(cè)約300 m 處為大唐電廠邊坡：進口左側(cè)約70 m 處有一防空洞，洞寬約3 m、高約2 m、深約20 m，隧道洞身DK150+700 處線位左側(cè)約20 m 處有一水塘（正線最小埋深20 m）。隧道出口處約135 m 為鶴大高速，存在第三方損失風險源，隧道施工可能發(fā)生塌方、地下水流失或不均勻沉降及坡面溜塌體，對既有建（構）筑物的安全易造成影響，從而產(chǎn)生第三方損失風險。

3 鐵路隧道施工的具體風險管理策略

按照相關鐵路的管理的相關規(guī)定的要求，并結合多年鐵路隧道的施工管理經(jīng)驗，針對本項目隧道的工程特點，制定了在加強組織管理的基礎上，降低風險等級、完善應急預案、加強培訓教育等管理策略。具體的鐵路隧道施工的具體風險管理策略如下。

3.1 建立鐵路隧道施工風險管理組織機構

為加強鐵路隧道施工的風險管理，成立以項目經(jīng)理為組長的鐵路隧道施工風險管理領導小組，下設5 個工作組，分別為風險處理組、技術方案組、物資保障組、地方協(xié)調(diào)組、綜合協(xié)調(diào)組。要求小組分工明確、責任人具體、聯(lián)動性好、執(zhí)行力強。

3.2 現(xiàn)場采取降低風險措施

3.2.1 降低工期風險措施

組織冬季施工，增加工期儲備，如圖1 和圖2 所示。

圖1 隧道洞口保溫措施

圖2 拌和站保溫措施

3.2.2 降低塌方、突水突泥、大變形風險措施

（1）加強超前地震預報工作。超前地質(zhì)預報采用短期預報和中長期預報相結合的方式進行。中長期預報：采用TSP203系統(tǒng)，適用于高分辨率的隧道折射地震（微地震）勘探，以及斷裂和巖石強度降低地帶的監(jiān)測，TSP203 系統(tǒng)理論上可預測150～300 m 的距離。短期預報：采用地質(zhì)雷達及紅外探測進行短期預報，是在中長期預報的基礎上，在到達中長期預報的斷層、構造破碎帶、節(jié)理裂隙密集發(fā)育帶（易坍塌）、巖溶以及富水斷層、富水褶皺軸等現(xiàn)象等前方20～30 m 時，開始進行短期地質(zhì)預報，直至隧道施工安全通過這些地段為止。

（2）加強超前處理措施。隧道在采用綜合超前地質(zhì)預報，探明不良地質(zhì)情況的類型、規(guī)模、發(fā)育程度、填充物、地下水的情況（有無長期補給來源、雨季水量有無增長等）及巖層的穩(wěn)定程度等后，采用疏導、堵填、注漿加固、跨越、繞避、宜泄等措施超前處理。

（3）加強監(jiān)控量測。在施工過程中，應嚴格按照設計文件、Q/CR 9218—2015《鐵路隧道監(jiān)控量測技術規(guī)程》、鐵路建設、工管辦及鐵路總公司的有關監(jiān)控量測文件對圍巖和支護結構的位移、變形、受力情況以及地下水等進行施工過程的監(jiān)測，提供及時、可靠的信息，評定施工期間圍巖和施工結構的穩(wěn)定性及對周邊環(huán)境的影響，依據(jù)反饋信息及時調(diào)整施工參數(shù)避免施工安全事故、支護結構破壞、第三方損失等風險事故發(fā)生。

（4）加強隧道施工質(zhì)量，利用隧道結構對抗風險。充分利用結構的強度對抗圍巖形變，采用“加固圍巖、改善變形、先柔后剛、先放后抗、變形留夠、底部加強”的主動式控制原則[1]：①從提高圍巖力學性能著手，主動加固圍巖，使之承受一部分荷載；②加長加密錨桿，使支護的荷載傳入基巖深部；③初期支護允許柔性變形消耗圍巖中儲存的能量；④預留足夠的變形量防止初支侵入二襯；⑤遇大變形時要增加鋼筋對二襯進行加強；⑥加強隧道底部結構。

3.2.3 降低煤系地層及瓦斯風險措施

（1）施工前編制專項應急預案和實施性施工組織設計，施工中開展事故應急處理演練。

（2）隧道內(nèi)施工人員必須經(jīng)過強制性的瓦斯隧道安全施工技術培訓。

（3）施工中應嚴格按TB 10120—2019《鐵路瓦斯隧道技術規(guī)范》《煤礦安全規(guī)程》《防治煤與瓦斯突出細則》中相關內(nèi)容進行施作。

（4）隧道內(nèi)瓦斯?jié)舛认拗导俺尢幚泶胧獓栏癜础惰F路瓦斯隧道技術規(guī)范》的相關規(guī)定執(zhí)行。

（5）因隧道可能出現(xiàn)瓦斯和煤塵爆炸事故，所以要嚴格按照《煤礦安全規(guī)程》進行生產(chǎn)管理，并且在煤層開挖的過程中時刻保持通風。

（6）在施工的過程中要安排專職檢查員，監(jiān)測隧道內(nèi)的瓦斯?jié)舛龋ＷC瓦斯、煤塵、二氧化碳濃度都在安全范圍內(nèi)。

（7）為防止瓦斯突涌現(xiàn)象發(fā)生，應該在開挖面臨近煤層或者儲氣層的時候，使用超前鉆孔措施排放瓦斯。

（8）必須在隧道內(nèi)部設置穩(wěn)定的通風管理設備，在施工過程中保持通風效果的穩(wěn)定與連續(xù)。如果因為檢修、停電等原因需要停止通風設備的使用，工作人員必須全部撤出，再次開工前仍要檢測瓦斯?jié)舛仁欠穹鲜┕藴剩绻戏娇蓡訖C器。

（9）所有員工都要加強安全意識，做好關于施工安全監(jiān)測、通風、除塵、方程等工作。

3.2.4 降低第三方損失風險措施

隧道進口施工前應先清除坡面松動危石，并于DK146+030處隧道中線左右兩側(cè)各25 m 范圍設置被動防護網(wǎng)。洞門及明洞開挖采用4 層爆破體覆蓋措施開挖（鋼筋網(wǎng)土袋各一層，橡膠炮被兩層）；DK145+999—DK146+099 段采用毫秒雷管進行控制爆破，嚴格控制一次裝藥量及開挖進尺，必要時在洞口下方國道G201 靠山側(cè)設置防護棚，并在爆破開挖期間對道路實行臨時封閉措施，確保安全。

3.3 編制對應風險的應急預案

為確保風險發(fā)生后可以第一時間進行處理，降低風險損失，要針對各風險編制對應風險的應急預案，并按要求進行現(xiàn)場應急預案演練。

3.4 教育培訓

在開工之前，要根據(jù)工程實際情況制定風險控制措施，并且組織所有員工參與風險教育課程，做好安全宣傳工作。每次開工時進行班前安全講話，施工過程中也不能忽視安全教育，主管工程師或安檢工程師可以將現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)則結合現(xiàn)場項目情況，向員工開展安全技術課程[2]。

3.5 積極巡查監(jiān)控并開展責任承包保制

對于工程中可能存在的風險，本項目對團結隧道進行生產(chǎn)責任包保，實行干部帶班作業(yè)，工區(qū)每天召開碰頭會、每周召開進度分析會，及時發(fā)現(xiàn)并解決現(xiàn)場存在的問題。安全管理人員定期或不定期對鐵路隧道工程項目巡檢，使監(jiān)測布置點與工程監(jiān)控標準之間有效匹配，及時監(jiān)測場地安全狀況，以防止出現(xiàn)意外[3]。在每次巡查監(jiān)控工作結束后，工作人員撰寫巡檢解析報告，對比分析監(jiān)測到的數(shù)據(jù)，甄別工程是否存在風險，對其安全性做以評判，確保工程風險始終在可控制的預設范疇之內(nèi)。最終給出工程動態(tài)風險評估報告，明確各生產(chǎn)責任承包保的范圍，使鐵路隧道項目的安全風險始終在可控的范圍內(nèi)，保證工程順利進行。

4 結束語

鐵路隧道的風險管理是一項系統(tǒng)、綜合、動態(tài)的管理工作，而降低鐵路隧道工程施工過程中的風險程度更是項目施工管理過程中的重中之重，決定了項目的成敗。這要求施工單位重視并落實相關政策工作，包括對施工過程中安全影響因素的分析、評價與對策，并且施工單位各方部門應該明確風險可能造成的影響及危害，重視工程風險管控的工作，結合隧道鐵路施工情況制定合理的解決方案，構建風險預警平臺，制定規(guī)范的管理制度，提高風險管理人員的工作素養(yǎng)，從根本上提升鐵路工程的風險管理效果，保證鐵路隧道工程施工的質(zhì)量與安全。