陳勵(lì)寧 程浩 全凱

（中電建路橋集團(tuán)有限公司，北京100048）

1 前言

1.1 研究背景

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的規(guī)模和數(shù)量大幅度上升，長大隧道修建越來越多，隧道修建穿越巖溶地區(qū)不可避免。據(jù)相關(guān)資料表明，巖溶地區(qū)隧道修建過程中，突水災(zāi)害是主要地質(zhì)災(zāi)害之一，造成的人身財(cái)產(chǎn)損失已超過了瓦斯、塌方等其它災(zāi)害。

1.2 研究意義

紅河州建（個(gè)）元高速公路項(xiàng)目地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，經(jīng)前期地質(zhì)調(diào)繪及區(qū)域地質(zhì)分析，建元段存在有巖溶不良地質(zhì)問題，個(gè)元段可溶巖段占該支線長度的55%，地下巖溶管道、暗河具有含水量大、水量集中的特點(diǎn)，隧道開挖掘進(jìn)時(shí)，可能存在較為嚴(yán)重的突水突泥風(fēng)險(xiǎn)。

1.3 研究現(xiàn)狀和內(nèi)容

現(xiàn)階段，隧道突水災(zāi)害研究的成果集中在巖溶隧道突水發(fā)生機(jī)理和相關(guān)探水方法上，但由于導(dǎo)致隧道突水發(fā)生的因素十分復(fù)雜，這些成果對防止突水災(zāi)害發(fā)生的效果并不明顯。本文針對建（個(gè)）元高速公路項(xiàng)目施工期間可能存在嚴(yán)重的突水突泥問題，從建設(shè)方的角度，思考了一種巖溶隧道突水風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警機(jī)制，旨在避免或減輕隧道施工期間突水造成的危害，保障安全施工。

2 巖溶隧道突水災(zāi)害預(yù)警機(jī)制

2.1 巖溶隧道突水災(zāi)害預(yù)警機(jī)制的概念

從投資類項(xiàng)目建設(shè)方的角度出發(fā)，以組織論（組織結(jié)構(gòu)模式、組織分工、工作流程組織）為思考根據(jù)，巖溶隧道突水災(zāi)害預(yù)警機(jī)制是指在隧道施工發(fā)生突水前，建立預(yù)警組織機(jī)構(gòu)，明確預(yù)警工作任務(wù)和職能分工，找到隧道突水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)源，研判風(fēng)險(xiǎn)等級，構(gòu)建綜合監(jiān)測、精確評價(jià)、高效決策、有效實(shí)施的完整系統(tǒng)工程。

2.2 巖溶隧道突水災(zāi)害預(yù)警機(jī)制的提出

項(xiàng)目公司作為項(xiàng)目的建設(shè)方，是項(xiàng)目管理的核心，是資源配置和組織管理的集成者。同時(shí)，為防止施工單位只重進(jìn)度、不重預(yù)警的問題，在項(xiàng)目公司層級提出巖溶隧道預(yù)警機(jī)制十分必要。以巖溶隧道突水災(zāi)害預(yù)警機(jī)制的概念為基礎(chǔ)，結(jié)合項(xiàng)目公司管理特點(diǎn)，思考巖溶隧道突水災(zāi)害預(yù)警機(jī)制。預(yù)警機(jī)制實(shí)施見圖1。

圖1 溶巖隧道預(yù)警機(jī)制實(shí)施示意圖

2.2.1 預(yù)警機(jī)構(gòu)及職能

由“業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工、第三方”和相關(guān)科研單位成立聯(lián)合預(yù)警工作組，對巖溶隧道突水災(zāi)害預(yù)警工作負(fù)責(zé)。項(xiàng)目公司是預(yù)警機(jī)制構(gòu)建主體，總承包部是預(yù)警責(zé)任主體，項(xiàng)目經(jīng)理部是預(yù)警實(shí)施主體，第三方專項(xiàng)檢測機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)預(yù)警的預(yù)報(bào)工作，科研、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、第三方試驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)為風(fēng)險(xiǎn)識別、風(fēng)險(xiǎn)等級判斷和預(yù)警決策提供專業(yè)技術(shù)支持和保障。

按照“分級管理、職責(zé)明確”的原則，建議：①項(xiàng)目公司牽頭成立預(yù)警工作領(lǐng)導(dǎo)小組，技術(shù)口牽頭，各方參與配合，各家聯(lián)動；②總承包部牽頭成立預(yù)警工作小組，總承包部總工程師組織；③設(shè)計(jì)單位地質(zhì)部門負(fù)責(zé)技術(shù)方案管理、成果結(jié)論分析、結(jié)論各方共享等工作。

2.2.2 預(yù)警技術(shù)層

精確的風(fēng)險(xiǎn)識別是預(yù)警技術(shù)層需達(dá)到的目標(biāo)。超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào)則是風(fēng)險(xiǎn)識別的主要手段之一，也是《公路隧道施工細(xì)則》中要求必須納入施工組織管理的強(qiáng)制規(guī)定。目前，隧道施工期間采用的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法從專業(yè)技術(shù)方面可分為常規(guī)地質(zhì)法和物探法兩大類。

綜合常規(guī)地質(zhì)法和物探法，開展綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)是項(xiàng)目公司開展超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作的必然，目的是達(dá)到提高預(yù)報(bào)質(zhì)量和有效減少資源投入的雙重目標(biāo)。通過對常規(guī)地質(zhì)法和物探法相關(guān)指標(biāo)的分析，按照“內(nèi)外結(jié)合、長短結(jié)合、地質(zhì)與物探結(jié)合、不同物探方法相結(jié)合”的原則，思考綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的流程。需注意各種超前方法應(yīng)用在各隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方案中予以明確，該方案應(yīng)通過預(yù)警工作領(lǐng)導(dǎo)小組的評審后實(shí)施。

2.2.3 預(yù)警決策層

預(yù)警的決策應(yīng)在預(yù)警工作領(lǐng)導(dǎo)小組，決策的執(zhí)行應(yīng)在預(yù)警工作組。首先，通過預(yù)警技術(shù)層的風(fēng)險(xiǎn)識別，判斷突水地質(zhì)災(zāi)害的嚴(yán)重程度。然后，從項(xiàng)目公司管理角度出發(fā)，判斷隧道內(nèi)突水風(fēng)險(xiǎn)等級的劃分與含義，對應(yīng)Ⅰ-Ⅳ級突水地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重程度，劃分出危險(xiǎn)、較危險(xiǎn)、容許、安全的突水地質(zhì)災(zāi)害的四個(gè)風(fēng)險(xiǎn)等級。最后，根據(jù)突水地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)作出相應(yīng)的預(yù)警決策。

⑴預(yù)警對策。①合理施工。在隧道開挖時(shí)，采用短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、早封閉的施工方法，嚴(yán)禁大斷面、長進(jìn)尺。②注漿加固。根據(jù)預(yù)警情況，對工作面加強(qiáng)注漿，加固掌子面，防止在施工過程中產(chǎn)生大的涌水問題。在方案選擇上，根據(jù)鉆探取芯分析，決定是否采用全斷面帷幕注漿、周邊帷幕注漿、徑向注漿等措施。③防排水。利用超前鉆孔、超前施工導(dǎo)洞排水、坑道排水等措施，做好防排水工作。特別在反坡施工排水時(shí)，應(yīng)具備足夠的積水坑和排水能力，并提升排水能力的儲備。

⑵應(yīng)急預(yù)案。針對巖溶隧道突水制定專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案，確定應(yīng)急救援范圍、體系和等級。明確應(yīng)急組織機(jī)構(gòu)、應(yīng)急響應(yīng)程序、應(yīng)急保障、應(yīng)急物資、逃生路線、應(yīng)急救援、應(yīng)急演練等內(nèi)容，并開展應(yīng)急培訓(xùn)和演練。

3 巖溶隧道突水災(zāi)害預(yù)警機(jī)制的運(yùn)行

3.1 預(yù)警的目的和原則

構(gòu)建預(yù)警機(jī)制的目的在于防止災(zāi)害的發(fā)生或者減少災(zāi)害帶來的損害。實(shí)施巖溶隧道突水預(yù)警機(jī)制，形成統(tǒng)一的預(yù)警原則是前提。

為此，在“存在的有害風(fēng)險(xiǎn)、存在科學(xué)的不確定性、采取預(yù)防措施”的預(yù)警原則三個(gè)基本要素基礎(chǔ)之上，提出“以人為本、預(yù)防為主、適當(dāng)時(shí)間、協(xié)同運(yùn)作”的巖溶隧道突水預(yù)警原則。

3.2 預(yù)警警度

警度是指不同的風(fēng)險(xiǎn)等級條件下，響應(yīng)不同的警戒等級。按照突水地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)等級，從高到低設(shè)定“紅、橙、黃、藍(lán)”四色警度，并對應(yīng)采取不同的預(yù)警措施，見表1。

表1 不同警度預(yù)控的措施

3.3 預(yù)警信息發(fā)布流程

預(yù)警信息的發(fā)布是指按照嚴(yán)密有效的途徑，將預(yù)警信息發(fā)布至每一個(gè)相關(guān)工作人員，使各崗位人員及時(shí)做好應(yīng)急準(zhǔn)備，見圖2。

圖2 預(yù)警信息發(fā)布流程圖

4 結(jié)論

文章從項(xiàng)目公司的角度，提出了一種巖溶隧道突水風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)警機(jī)制。在構(gòu)建時(shí)，分別思考了預(yù)警機(jī)構(gòu)及職能、技術(shù)層、決策層三個(gè)方面。在運(yùn)行時(shí)，思考了預(yù)警的目的和原則、預(yù)警的警度和信息發(fā)布流程等內(nèi)容。通過構(gòu)建巖溶隧道預(yù)警機(jī)制，形成了各單位聯(lián)合預(yù)警的基本架構(gòu)，有利于促進(jìn)預(yù)警效率的提高，并在一定程度上減少成本投入。

隧道突水預(yù)警機(jī)制是一個(gè)復(fù)雜且綜合的過程，與BIM技術(shù)相結(jié)合，探索遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控、智能預(yù)警、預(yù)警信息系統(tǒng)建設(shè)等內(nèi)容應(yīng)是未來研究的方向。根據(jù)不同警度，在隧道施工中采取單一或綜合的預(yù)控措施，達(dá)到安全和成本相平衡的目標(biāo)是一個(gè)系統(tǒng)考量和綜合判定的過程，有待于進(jìn)一步研究。