随着交通强国战略目标的推进,山区公路、铁路项目近几年得以快速建造。山区公路、铁路桥隧占比越来越大,如川藏铁路雅安至林芝段,隧道占比高达84%。另外城市化进程加快导致大城市人流聚集,促使地铁大量修建;过江通道采取下穿隧道。可以说,隧道工程在中国“基建狂魔”的建设过程中占有半壁江山。
隧道通过挖掘(钻孔装炸药爆破或用盾构机掘进)土石,然后每0.5m~5m用钢筋混凝土二衬或管片闭环安装后压浆处理,来对抗土压、水压力,确保隧道空间内的安全通行环境。由于隧道地质在开挖前很难探测准确,因此施工阶段开挖面临风险。笔者经历或熟知的隧道风险如下:
内昆铁路m的普洱渡隧道,施工阶段出现瓦斯、隧道围岩破碎坍塌、遇溶洞新增泄水隧道等;湖南永蓝高速m阳明山隧道出口遇滑坡,新增微型管桩、抗滑桩处冶及接长明洞;左洞洞内涌水突泥后,进一步探明地质,右洞超前掘进后往左洞后方用大管棚及帷幕注浆处理后开挖处治;贵州正习高速的长约米的天城坝隧道属于高瓦斯隧道,但初勘、详勘阶段,对高瓦斯揭煤段的位置未探测准确,实际位置偏向于隧中(进出口施工标段分界点),既离进口掘进端更远;广西某高速,由于隧道穿越溶洞灰岩峰林地貌,一些隧道无法到位做物探及钻探,隧道地质遇溶洞、暗河的风险大;湖南永蓝高速一些隧道开挖后遇到大溶洞,回填砼处理,一些隧道开挖冒顶等;一些隧道开挖后遇到大溶洞,隧道内设桥通过;大柱山隧道长米,开挖12年贯通,大柱山隧道水文地质和工程地质复杂,具有“三高四活跃”的特点,存在断层破碎带6条(总长米,其中水寨断层达米)、岩溶及岩溶水、溶洞、暗河等岩溶形态、高地应力引起的软岩大变形和岩爆、放射性地段长米、高地热达39℃,1.27公里的瓦斯煤系地层等不良地质;软弱围岩开挖过程中坍塌等风险。
隧道施工中出现的安全事故更是层出不穷,防不胜防,极易造成群死群伤。如年7月1日,上海地铁4号线,流砂事故导致房屋倒塌;广州十一号线沙河站施工区域,年“12·1”广州地铁地面塌陷事故,3人死亡;董家山隧道“.12.22”瓦斯爆炸特大伤亡事故,造成44人死亡,11人受伤,大量施工设备损坏;成都龙泉年“2.24”隧道瓦斯爆炸事故造成2人死亡、3人失踪、16人受伤;年云南安石隧道出口“11·26”突泥涌水事故,共造成12人遇难,10人受伤;年“7·15”珠海隧道透水事故,导致14人死亡……
地下隧道工程的地形、水文、地质复杂,虽然经过勘察设计单位的认真勘察设计,实际施工过程中,难免出现未知的地质风险问题。为最大可能地将隧道施工安全风险降低,笔者根据二十年工作经验,作如下建议:
一、勘察方案要经专家评审通过,钻探孔位及钻探数量要经设计院专家把关。实行勘察监理制,对物探、钻探工作质量进行过程监理,以确保初勘、详勘工作质量。
二、施工前,施工单位对隧道区域地质、地貌、水文等进行调查,编制实时性施工方案。
三、施工过程中,加强隧道超前地质预报,加强掌子面地质素描及地质核对工作,进行红外探水,施打超前钻孔,对掌子面前方围岩进行物探。
四、加强隧道施工的监控量测,监控量测结果指导超前地质预报工作、设计变更工作,施工方案的优化工作。
五、参建各方及专家组成变更工作团队,做到岩变,设计、施工跟着变。
六、施工单位加强现场管理,严格按照设计或变更的方案,编制针对性的施工方案报批后施工。监理加强各工序旁站,按工序验收,确保安全施工。
隧道施工风险大,只要参建各方认真踏实工作,不要敷衍塞责,探明地质的情况下,采取针对性的设计或变更设计,兼顾经济可实施性,并采取相应的施工方案及施工措施,隧道施工安全及风险是可控的。
隧道施工过程中积累的丰富经验也是非常宝贵的,经验丰富的人参与隧道建设是必要的,对管控隧道安全及风险作用巨大。