石 斌 馬福民 蔣一波 孫軍柱 雷俊鋒 溫樹鑫

(1.中電建路橋集團(tuán)有限公司，北京 100048； 2.中國水電建設(shè)集團(tuán)十五工程局有限公司，陜西 西安 710065)

0 引言

近年來，我國的交通事業(yè)蓬勃發(fā)展，尤其是在橋梁、隧道等建設(shè)方面取得了巨大的成就。隨著地質(zhì)地形越來越復(fù)雜，橋隧施工過程中面臨的安全問題也越來越多。及時(shí)有效的辨識(shí)橋隧施工過程中的危險(xiǎn)源是保障現(xiàn)場(chǎng)施工安全的前提。

目前，針對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)源辨識(shí)和安全因素分析這一問題，我國已經(jīng)有一些學(xué)者進(jìn)行了相關(guān)研究，并取得了較多成果。如廖榮[1]探討運(yùn)用作業(yè)條件—管理因子危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)法，對(duì)中益水電站引水隧道潛在或可施加影響的危險(xiǎn)源進(jìn)行辨識(shí)和分析，制定并落實(shí)了風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控措施；孔余江[2]對(duì)施工環(huán)境復(fù)雜多變的高速公路隧道工程進(jìn)行了危險(xiǎn)源的辨識(shí)，研究與控制；白海亮[3]對(duì)隧道施工危險(xiǎn)源辨識(shí)方法進(jìn)行了分析，隨后探討其有效的風(fēng)險(xiǎn)管控措施；郭安振[4]提出可以采用LEC法來對(duì)工程項(xiàng)目中的各種危險(xiǎn)源進(jìn)行辨識(shí)，并依據(jù)OHSAS體系要求對(duì)隧道施工進(jìn)行現(xiàn)代化的施工安全監(jiān)管，以危險(xiǎn)源作為體系核心來開展針對(duì)性的預(yù)防與治理措施；劉浩[5]針對(duì)LEC危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)法在山區(qū)高速公路施工危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)中存在的問題,提出了MLES危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)法；王丹[6]根據(jù)水利施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)和磨板工程以及腳手架兩個(gè)具體危險(xiǎn)源案例進(jìn)行分析,并運(yùn)用LEC方法對(duì)案例進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)，總結(jié)危險(xiǎn)源的風(fēng)險(xiǎn)程度并為水利施工現(xiàn)場(chǎng)的危險(xiǎn)源管理提供可實(shí)行的依據(jù)。

通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，針對(duì)橋隧結(jié)合部這一特殊施工部位的施工安全因素分析相對(duì)較少。本文依托四川大梗上隧道出口的橋隧結(jié)合部位，基于安全因素分析相關(guān)理論，系統(tǒng)的分析了現(xiàn)場(chǎng)的主要危險(xiǎn)源，相關(guān)結(jié)論希望能為類似工程提供指導(dǎo)。

1 工程背景

大梗上隧道是四川G4216線仁壽經(jīng)沐川至屏山新市(含馬邊支線)段高速公路中極其重要的一段隧道，是馬邊支線控制性結(jié)構(gòu)物，隧道連通后，將有利于連接成都平原經(jīng)濟(jì)區(qū)、川南經(jīng)濟(jì)區(qū)以及攀西經(jīng)濟(jì)區(qū)，結(jié)束馬邊縣無高速的歷史，徹底打破馬邊發(fā)展的交通瓶頸，能有效帶動(dòng)馬邊線社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，在西部大開發(fā)戰(zhàn)略上具有非比尋常的意義。

隧址處于四川省西南部中低山侵蝕河谷地貌區(qū)，區(qū)內(nèi)最低海拔為馬邊河河床，海拔430 m，最高點(diǎn)為東南側(cè)山梁，海拔1 000 m～1 500 m，相對(duì)高差約570 m～1 070 m。測(cè)區(qū)屬長(zhǎng)江水系，區(qū)內(nèi)主要大型河流為馬邊河江，為岷江一級(jí)支流，在馬邊境內(nèi)呈蛇形彎曲，中小型支流呈樹葉脈絡(luò)狀匯入馬邊河江，整體水資源較充裕。隧區(qū)溝谷平時(shí)水流較小，雨后洞身段沖溝有暫時(shí)性水流。

2 危險(xiǎn)源定義

危險(xiǎn)源是指一個(gè)系統(tǒng)中具有潛在危險(xiǎn)性的，可造成人員傷亡或財(cái)產(chǎn)損失的部位或者行為。它的實(shí)質(zhì)是具有潛在危險(xiǎn)的源點(diǎn)或部位，是爆發(fā)事故的源頭，是能量、危險(xiǎn)物質(zhì)集中的核心，是能量從哪里傳出來或爆發(fā)的地方。危險(xiǎn)源存在于確定的系統(tǒng)中，不同的系統(tǒng)范圍，危險(xiǎn)源的區(qū)域也不同。根據(jù)相關(guān)研究[7]，危險(xiǎn)源由三個(gè)要素構(gòu)成：潛在危險(xiǎn)性、存在條件和觸發(fā)條件。本文結(jié)合橋隧結(jié)合部施工的特點(diǎn)，將依托工程橋隧結(jié)合部施工危險(xiǎn)源界定為：在隧道洞口周圍、橋端部和橋隧間的連接路段的影響施工進(jìn)度、引發(fā)施工安全事故、導(dǎo)致施工人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失、施工環(huán)境及周邊生態(tài)環(huán)境破壞的不安全因素。

3 依托工程的安全因素分析

結(jié)合依托工程，本文將橋隧結(jié)合部的現(xiàn)場(chǎng)施工危險(xiǎn)源分為以下兩類。

3.1 客觀危險(xiǎn)源

這類危險(xiǎn)源顧名思義是客觀存在的危險(xiǎn)源，無法通過人的意志來進(jìn)行避免，這類危險(xiǎn)源也叫做外部危險(xiǎn)源，主要存在于外部的施工環(huán)境中?，F(xiàn)場(chǎng)的客觀危險(xiǎn)源主要包括以下幾個(gè)方面。

3.1.1地形地貌

1)洞口地形陡峭。由于原設(shè)計(jì)大梗上隧道出口左線以橋隧銜接且地形陡峭等因素影響,無法采取洞口正洞掘進(jìn)施工，需要增加施工橫洞作為右洞進(jìn)入左洞的施工通道。

如果采用正洞掘進(jìn)，因?yàn)闆]有施工平臺(tái)，不方便作業(yè)，所以掘進(jìn)作業(yè)非常危險(xiǎn)。

如果采用正洞掘進(jìn)，就沒有物料存放平臺(tái)，不利于施工進(jìn)程的進(jìn)展，如果強(qiáng)行將物料從下方吊上洞口，將會(huì)使工程量大大增加，危險(xiǎn)性也大大增加；如果從右洞進(jìn)入左洞，從洞內(nèi)向洞外施工，則大梗上隧道出口左洞圍巖易坍塌易偏壓，嚴(yán)重影響洞口結(jié)構(gòu)安全。由于地勢(shì)陡峭，如果發(fā)生滑坡，將對(duì)樁基等構(gòu)造物造成破壞(見圖1)。

2)洞口邊坡地質(zhì)松散。隧道出口端穿行于第四系松散堆積層及強(qiáng)風(fēng)化砂泥巖地層中，第四系松散層結(jié)構(gòu)極不均一，地質(zhì)松散，呈散體狀結(jié)構(gòu)，隧道開挖拱頂無支護(hù)時(shí)極易發(fā)生大坍塌甚至冒頂，側(cè)壁常有中小坍塌。如果支護(hù)不及時(shí)，拱頂極易發(fā)生較大坍塌，側(cè)壁常有中小坍塌，極易引發(fā)安全事故(見圖2)。

3.1.2洞口上方危巖體

大梗上隧道進(jìn)口端處于砂巖層下方，該層砂巖厚度30 m～50 m，左洞位置斜坡高度不大，危巖體規(guī)模不大，一般塊徑1 m～3 m，右洞位置斜坡高度較大，坡度陡峭，發(fā)育規(guī)模較大的危巖體，一般塊徑3 m～5 m，裂隙切穿砂巖層，張開3 cm～5 cm，施工擾動(dòng)極易發(fā)生崩塌，必須進(jìn)行處治。

大梗上隧道出口端恰處于薄～中厚層狀構(gòu)造砂巖體下方，據(jù)調(diào)查，該層一般厚30 m～50 m，巖體中一般發(fā)育有切穿整層的陡傾節(jié)理，最大張開達(dá)10 cm左右，坡面可見崩塌大孤石，最大直徑達(dá)10 m以上，陡壁上有裂隙發(fā)育且部分已脫離母體的危巖體，規(guī)模達(dá)(3×5×4)m3～(10×20×30)m3，砂巖危巖體下因泥巖風(fēng)化形成了1 m～2 m深的凹腔，進(jìn)一步降低了危巖體穩(wěn)定性，必須進(jìn)行清除或加固(見圖3)。

危巖體的危險(xiǎn)性主要表現(xiàn)在位置、大小和風(fēng)化等級(jí)上。若危巖體存在的位置不易施工，體積過大，風(fēng)化等級(jí)較低，便極易由于施工過程中產(chǎn)生的擾動(dòng)而使其脫落，從而引發(fā)安全事故，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失并且影響施工進(jìn)度。

3.1.3孤石

由于大梗上隧道出口右洞圍巖為第四系松散堆積塊石，部分架空，結(jié)構(gòu)松散，呈散體結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)洞口刷坡后，孤石較大，影響仰坡成形。經(jīng)勘探，孤石多存在于大梗上隧道出口右洞明暗交界處，經(jīng)對(duì)基底承載力進(jìn)行試驗(yàn)，右洞套拱右側(cè)基礎(chǔ)承載力為47 kPa，塊石土深度為2.4 m。

孤石的危險(xiǎn)性主要體現(xiàn)在如果爆破震動(dòng)過大，可能產(chǎn)生塌方現(xiàn)象；側(cè)壁穩(wěn)定性較差，不利于成洞；如果在孤石上進(jìn)行打樁，容易引起對(duì)沉樁施工造成困難，或者是形成的樁質(zhì)量不過關(guān)等問題，嚴(yán)重影響基礎(chǔ)的質(zhì)量，在后續(xù)的施工建設(shè)中會(huì)帶來更多的不利影響(見圖4)。

影響孤石危險(xiǎn)性大小的因素主要是孤石的數(shù)量、孤石存在的位置、孤石的大小這三個(gè)因素。

3.1.4施工環(huán)境

根據(jù)本工程所在地區(qū)的氣候條件，可能對(duì)本工程中橋隧結(jié)合部施工造成顯著影響的外部施工環(huán)境主要是“暴雨—洪澇、風(fēng)、雷”這三種自然現(xiàn)象。

1)暴雨—洪澇。暴雨是常見的一種災(zāi)害性天氣，出現(xiàn)暴雨天氣，不僅耽誤工期，而且對(duì)橋梁的樁基礎(chǔ)施工、臨時(shí)電源線路、原材料造成巨大損失。暴雨引發(fā)的洪水將對(duì)橋梁、路基以及臨時(shí)工程施工帶來嚴(yán)重的威脅。

大梗上隧道工程地屬亞熱帶氣候，雨量充沛，夏季高溫高濕，降水集中，旱澇交錯(cuò)，多年平均降雨量為1 012.9 mm，但分配不均勻，主要集中在6～9四個(gè)月份，這四個(gè)月份的降雨量占全年的70%以上?？梢姡┯辍闈呈谴蠊Ｉ纤淼罉蛩斫Y(jié)合部施工的危險(xiǎn)源之一。

2)風(fēng)。自然因素——風(fēng)，不同大小的風(fēng)力對(duì)各種建筑物、構(gòu)筑物、機(jī)械設(shè)備等會(huì)造成不同的影響，若是突發(fā)大風(fēng)，其造成的影響則是相當(dāng)大的。

根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于龍門吊等起重設(shè)備在安裝過程中若遇突風(fēng)，應(yīng)立即停止安裝作業(yè)，采取合理有效的措施以保證機(jī)械和人員的安全。預(yù)制梁端的吊裝應(yīng)避開6級(jí)以上大風(fēng)，并根據(jù)其設(shè)計(jì)風(fēng)況安排作業(yè)及抗風(fēng)加固。架橋機(jī)和橋面吊機(jī)不能在超過16 m/s的風(fēng)速時(shí)進(jìn)行過跨作業(yè)。

大梗上隧道隧址位于沐川縣利店鎮(zhèn)和馬邊縣轄區(qū)內(nèi)，屬亞熱帶氣候，年平均風(fēng)速為1.1 m/s，最大風(fēng)速為15 m/s，需加強(qiáng)防范。

3)雷。夏季是雷的多發(fā)季節(jié)，需在夏季對(duì)雷現(xiàn)象多加防范。應(yīng)加強(qiáng)與氣象部門的聯(lián)系，隨時(shí)掌握天氣的變化情況，及時(shí)向施工現(xiàn)場(chǎng)發(fā)布雷雨消息，做好防雷電的安全措施。

對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的起重機(jī)、龍門吊等機(jī)械設(shè)備，以及鋼支架、鋼管腳手架和正在施工的工程金屬結(jié)構(gòu)，當(dāng)位于相鄰構(gòu)筑物防雷裝置接閃器的保護(hù)范圍以外時(shí)，應(yīng)按有關(guān)規(guī)定安裝防雷裝置。防雷裝置的避雷針可采用長(zhǎng)度為1 m～2 m的φ20鋼筋；當(dāng)利用金屬構(gòu)架做引下線時(shí)，應(yīng)保證構(gòu)架之間的電器連接且防雷裝置的沖擊接地電阻值不大于30 Ω。大梗上隧道工程屬亞熱帶氣候，夏季多雷，需加強(qiáng)防范。

3.2 主觀危險(xiǎn)源

此類危險(xiǎn)源與第一類危險(xiǎn)源顯著不同，這類危險(xiǎn)源主要是因?yàn)槿说男袨橐庾R(shí)不足或者所使用的材料有問題，使用的機(jī)械設(shè)備有缺陷等而導(dǎo)致的，這些危險(xiǎn)源都是可以通過人的意志或資金來避免的，即這類危險(xiǎn)源也叫做內(nèi)部危險(xiǎn)源，主要存在于“人—機(jī)—管理”中。

3.2.1人

本文所提到的“人”危險(xiǎn)源，主要是指進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)的人員。歸納起來由于人的因素而引發(fā)的安全事故主要安全意識(shí)不夠強(qiáng)、專業(yè)技術(shù)能力有欠缺、個(gè)人防護(hù)不到位、紀(jì)律意識(shí)太薄弱幾個(gè)問題。

3.2.2機(jī)

在橋隧結(jié)合部的整個(gè)施工過程中，所用到的材料、設(shè)備都是相當(dāng)多的，由于機(jī)的因素而引發(fā)的安全事故主要有：設(shè)備安置條件不合理、設(shè)備不夠完好、設(shè)備周圍防護(hù)措施做得不到位、對(duì)危險(xiǎn)程度低的設(shè)備掉以輕心。

3.2.3管理

從歷史的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)來看，在施工過程中由于管理的缺失或缺位而引發(fā)的安全事故數(shù)不勝數(shù)，歸納起來由于管理的因素而引發(fā)的安全事故主要體現(xiàn)在：施工工藝的選擇不合理、安全管理人員的配置不合理、安全管理人員的數(shù)量和其自身的專業(yè)素質(zhì)未配套、發(fā)生意外時(shí)的應(yīng)急預(yù)案準(zhǔn)備不到位。

4 結(jié)論

危險(xiǎn)源是事故發(fā)生的起點(diǎn)，也是安全管理的重難點(diǎn)，我們必須對(duì)其有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)，只有知己知彼，才能對(duì)其加以防范和治理，從而減小事故發(fā)生的概率。

為了解決安全隱患，提供安全保障，本文根據(jù)危險(xiǎn)源的相關(guān)理論和橋隧結(jié)合部施工特點(diǎn)給出了橋隧結(jié)合部危險(xiǎn)源的定義；然后對(duì)依托工程現(xiàn)場(chǎng)的危險(xiǎn)源按照主觀危險(xiǎn)源和客觀危險(xiǎn)源進(jìn)行了分類，對(duì)每一個(gè)大類下的不同危險(xiǎn)源進(jìn)行了細(xì)致詳細(xì)的分析，得出了最終結(jié)論：客觀危險(xiǎn)源是客觀存在的，任何一個(gè)施工隊(duì)都必須面臨的問題，本工程的客觀危險(xiǎn)源有四個(gè)方面，分別是地形地質(zhì)、自然災(zāi)害、危巖體、孤石；而主觀危險(xiǎn)源是主觀存在的，能通過主觀的一些手段加以解決的，本工程的主觀危險(xiǎn)源有三個(gè)方面，分別是人、機(jī)、環(huán)境。

本文得出的結(jié)論完全基于對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的分析，在實(shí)際施工過程中，可以對(duì)本文的結(jié)論加以運(yùn)用，有針對(duì)性的加強(qiáng)安全防范。