王彦博1，陈涛2，张瑞松3
（中建八局第四建设有限公司 山东 青岛266000）
摘要：为分析龙泉山隧道施工风险因素，制定并阐述隧道施工阶段风险管控方案，从施工前期的准备，施工过程监控量测，以及最后的竣工，全程对龙泉山隧道进行风险的识别、分析及控制。结果表明：龙泉山隧道风险主要来源于自然灾害类风险和事故灾害类风险两类，对于隧道自身风险采取施工前采取超前地质预报、地表洞身变形监测等手段掌握围岩情况，对于自然灾害类风险如瓦斯等通过超前地质预报、瓦斯监控与检测、加强通风管理等手段进行瓦斯防控，确保安全施工。
关键词：隧道；爆破；塌方；注浆加固
0 引言
地铁作为现代一种交通工具，具有运输量大、方便快捷等优点。越来越受城市轨道规划者的青睐，但随着设计和施工环境的复杂，地铁隧道所处的地质情况的千变万化，随之而来的引起隧道自身风险也越来越多，本文基于成都地铁18号线龙泉山隧道进行施工风险的分析与控制性研究。
1.工程概况
成都地铁18号线龙泉山隧道，为单洞双线隧道，进口位于成都市天府新区合江镇龙井村，出口位于简阳市武庙乡红庙村，隧道最大埋深275m，沿线地质条件多变，为高瓦斯隧道，是地铁18号线关键性工程。为满足施工工期、施工通风及出渣、运营通风等需要，隧道分别在主线里程ZCK44+500和YCK47+800处设置了1#、2#斜井，将隧道主洞分为3段。1#斜井分为主井和副井，主井长度400m，坡度12.28%；副井长度362m，坡度13.93%；2#斜井分为主井和副井，主井长度294m，坡度11.78%；副井长度275m，坡度12.78%。孙昕在铁路隧道风险评估指标体系及方法研究中指出风险评估的方法【1】，何发亮在铁路隧道风险评估若干问题探讨中指出了隧道的各种常见风险【2】毛儒在积极开展隧道风险评估、认真加强风险管理中说明隧道风险如何加强管理【3】。
2.主要风险分析
2.1自然灾害类风险
龙泉山隧道2号斜井地处山区、雨季容易发生洪水、山体滑坡、泥石流等地质灾害，容易造成人员伤亡。
2.2事故灾害类风险
龙泉山隧道为长大山岭高瓦斯隧道，人字坡，1＃、2＃斜井坡度达13％，发生放炮、坍塌、物体打击、高处坠落、起重伤害、车辆伤害、机械伤害、淹溺、触电、火灾、火药爆炸、压力容器爆炸、中毒及窒息、瓦斯爆炸等安全生产事故的可能性较大，容易造成人员及设备财产损失。
3.工程风险及重难点分析：
地铁十八号线龙泉山隧道穿越龙泉山含油气构造，为浅层天然气，且浓度较高，为典型的油气田区高瓦斯隧道，在施工中易造成瓦斯局部富集，进而造成瓦斯燃烧或瓦斯爆炸。因此，保证瓦斯施工安全是本工程的首要目标。
龙泉山隧道主要风险及应对措施如下所示
(1)龙泉山瓦斯隧道（瓦斯爆炸）：龙泉山隧道最高浓度达到86540ppm。通过超前地质预报、瓦斯监控与检测、作业机械主动防爆改装、加强通风管理等手段进行瓦斯防控，确保安全施工。
(2)龙泉山瓦斯隧道矿山法施工（通风）：控制瓦斯浓度在规范要求以下，同时防止局部瓦斯聚集。龙泉山隧道采用自然通风、压入式通风和巷道式通风。通风机均安装风瓦电闭锁装置。
(3)龙泉山瓦斯隧道矿山法施工（隧道坍塌）：施工前采取超前地质预报、地表洞身变形监测等手段掌握围岩情况，洞口采用大管棚进洞，遇围岩破碎处采取超前支护等措施。
(4)龙泉山瓦斯隧道矿山法施工（爆破作业）：施工前做好技术交底，爆破施工过程中严格遵循操作规程，加强现场管理，杜绝违规操作。
(5)炸药库火工品存放、运输（爆炸）：完成炸药库验收工作，建立完善的炸药库、火工用品防范管理制度，施工过程中严格遵循制度、规程，加强管理。
4.施工阶段控制方案
隧道瓦斯防控主要包括隧道强制不间断通风、洞内用电设施改造、瓦斯超前预报、瓦斯人工检测、瓦斯系统检测、进洞设备防爆改造、人员进洞管理等内容。
在施工阶段根据设计地勘分析，结合长距离TSP超前预报预测瓦斯赋存情况和短距离的超前钻孔实测瓦斯溢出情况。结果互相检查、互相对比，保证瓦斯隧道施工安全受控。
(6)进洞口采用大管棚施工措施，洞内Ⅴ类围岩施工超前小导管，保证进洞施工质量和安全。
(7)进口地表进行注浆施工措施，加固围岩，防止开挖后隧道蠕变。
(8)洞内采用型钢支护，根据现场情况调整钢拱架间距。
(9)严格遵照“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的原则组织施工。
(10)施工前必须根据超前钻孔及地质预报资料，及时调整开挖进尺和支护参数，防止涌水和塌方。
(11)尽量缩短开挖各施工工序之间的距离，尽快地使用全断面衬砌封闭，以减少岩层的暴露、松动和地压增大。
易发生坍塌的原因：围岩由较完整、强度较高的Ⅲ、Ⅳ级围岩变化到Ⅴ级围岩时，如超前地质预报不及时，施工方法未及时改变，易发生坍塌现象。
处理塌方常视塌方规模大小而定。所谓大小是按塌方地段的塌穴高度、长度范围和塌渣量来区分。小塌方较容易支护与回填，以清为主；大塌方情况较复杂，一般隧道衬砌后需要回填，因此原则上暂不清除衬砌断面线外的塌渣；为了保护塌体上部的围岩，应采取先护后挖，谨慎施工，稳妥前进。
(1)洞口部位
洞口工程施工时，应准确复核洞口的位置、洞口边、仰坡的稳定性。采用大管棚进洞，大管棚采用?108mm，壁厚6mm的钢管制作，进出口施作长度均为30m，两斜井施作长度均为35m。大管棚主要施工内容包括导向墙施工、管棚钢管加工、管棚钻孔、管棚安装、管棚注浆。
(2)洞身段
开挖前应制定爆破设计方案和绘制爆破设计图，爆破设计方案的内容应包括炮眼的布置、数目、深度和角度，爆破器材、装药量和装药结构，起爆方法和爆破顺序，钻眼机具和钻眼要求等；爆破设计图应包括炮眼布置图、周边眼装药结构图、钻爆参数表、主要技术经济指标及必要的说明和附图。爆破施工还应有书面交底。
采用光面爆破、预裂爆破时，掌子面的周边眼布置应设专人负责，检查、控制钻眼的外插角、眼距、眼深，每次炸药的用药量。周边眼应使用同段位雷管同时起爆，并与内圈炮眼的雷管跳段采用，爆破后要求炮眼残留满足要求，轮廓圆顺。
加强地质预报工作。如遇掌子面地质情况突然变化时，由技术工作部门根据预报探测结果及时调整施工方案。
开挖施工中严禁违章指挥、盲目冒进，重开挖、轻支护，重进度、轻质量，造成工序衔接不紧密，忽视锚喷支护作用，造成围岩暴露过久，变形过大产生坍塌。
每次爆破完成后，技术工作部门应对爆破的轮廓进行测量，分析爆破后的效果及爆破对围岩的扰动情况，要不断地改进各项爆破参数，使爆破后对围岩的扰动最小，轮廓圆顺。
大规模塌方的处理方案：
首先对坍塌段掌子面的后方一定范围内进行支护加固。支护采用三台阶法施工。上台阶支护加固至距塌里程1.5m处停止，同时对上台阶坍塌堆积表面挂钢筋网喷射混凝土进行封闭。封闭后对前方上部进行注浆导管安装及注浆施工。加固范围为开挖轮廓线外4m，深度4m。然后改变上台阶高度，按每循环50cm进行开挖支护施工。保证注浆搭接长度1m。而后重复上述注浆及开挖支护施工。
参考文献：
[1]孙昕. 铁路隧道风险评估指标体系及方法研究[J]. 铁道工程学报, 2012(9):71-74.
[2]何发亮. 铁路隧道风险评估若干问题探讨[J]. 现代隧道技术, 2011, 48(001):78-81.
[3]毛儒. 积极开展隧道风险评估,认真加强风险管理[J]. 隧道建设, 2007, 027(004):6,11.