做好隧道施工安全管理工作的前提,是对隧道施工全套工艺流程危险、危害因素进行辨识和确认。这样才能够有的放矢,制定有效的安全技术措施,也为隧道施工安全评价准备第一手材料。一般来说,隧道施工事故主要有塌方、透水、车辆伤害、火灾、爆炸、中毒和窒息等。

  开挖过程的事故类别主要有坍塌、透水、机械伤害、爆炸、中毒窒息等。根本原因:①当隧道穿过断层、岩溶、破碎带及其他不良地质段时,由于对工程地质、水文地质勘查认识不足,实施工程的方案选择不合理、支护不及时或支护偏弱等,在开挖后潜在应力释放,承压快,围岩易失稳而发生塌方、透水、突泥等突发性灾害事故,且难于治理;②当隧道穿过附近含瓦斯地段的岩层时,常因检测不力,通风不良造成瓦斯积聚,当遇电火或明火,极易引燃瓦斯发生爆炸、火灾及有害化学气体导致的中毒窒息等重大事故;③采用钻爆法和掘进机法开挖或搭设钢架进行支护时,使用凿岩及掘进机等未按照操作规程操作,易产生机械伤害,高处坠落等事故。

  因隧道洞内工作面狭窄,空气污浊,能见度不高,装岩过程中车辆的调度和衔接不当等都会造成事故。一般地,隧道装岩运送过程中发生的事故可以分成两类,一类是实施工程人员被自卸汽车、电机车或其他运输车辆碰撞;另一类是实施工程人员与岩块或其他障碍物相撞而使人受伤。

  在一些长、大、宽的公用设施隧道、地下通道和地铁隧道中常采用大型高效的施工机械设备施工,隧道内铺设的施工电缆和高压风水管路也较多,因此触电、机械伤害、高压风水管路接头脱落击伤实施工程人员等事故也时常发生。

  (1)坚持动态设计、动态施工、动态管理。一定要遵循信息化反馈设计、信息化施工、信息化动态原理。设计人员一定及时修改图纸,必须尊重施工信息。必须在现场建立建设方牵头,以实施工程单位为主体的设计、监理动态管理小组,实现及时支护、及时封闭、及时量测、及时反馈、及时修正的地下工程管理办法。

  必须重视隧道的综合地质超前预报,将超前地质预报作为一道工序来保证。预报方法宜长短结合,以短为主,预报范围前方≥30m,隧道周边外l倍洞径,做为工序列入。预报方法:以钻孔为主,配合地质描述。

  (2)重视初期支护的实施工程质量。支护是安全的保证。初期支护应及时施作,早封闭,快成环,控制变形。开挖后,岩石暴露时间要控制在2～4小时以内,应先初喷4～5cm厚混凝土封闭岩面,然后安装格栅、锚杆等初期支撑,再复喷至设计厚度。软弱地层一定要采用混凝土,不提倡湿喷混凝土。因湿喷工艺不过关,不能将围岩的承载力提高,形成围岩、喷层两张皮。湿喷早期强度低,回弹量大。可以把围岩裂隙阻死,形成围岩组成的承载拱,这正是强调围岩爆破后不找顶及时初喷的原因。

  格栅钢架安装须契合设计位置,紧贴围岩,中间有空隙时,必须用喷混凝土充填密实,绝不允许填塞木柴和片石,出现“两层皮”现象;有很多隧道坍塌都是与初支背后空洞有关,这方面有血的教训,因此,施工中必须加强对此道工序的控制。两榀格栅钢架之间必须用斜拉杆焊接,拱脚处要根据现场情况采用纵向托梁、锁脚锚杆或扩大拱脚等措施进行加强,这是保证下步开挖安全最重要的措施。

  锚杆根据设计的基本要求和现场地质条件选用。一定要保证锚杆方向和数量,采用砂浆锚杆时要确保注浆饱满,稠度适中,锚杆插入深度不小于设计长度的95%;有水地段优先采用药包式、楔缝式或缝管式锚杆,端头锚固锚杆一定要保证端头锚固部分的紧固质量。尾部必须加托板,托板应紧固密贴围岩和格栅,以提高锚固效果。

  (3)强化爆破安全作业与瓦斯治理。钻爆设计应依据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、爆破材料和出渣能力等因素综合考虑。采用光面爆破或预裂爆破技术,根据预测的岩性及时作出调整爆破参数,必须严控周边眼间距、外插角、装药量等参数及装药、连线的质量,最好能够降低对围岩的扰动及超欠挖数量。当穿过瓦斯地层或从其附近通过而围岩破碎、节理发育时,必须预先确定瓦斯探测方法,及时监测瓦斯浓度,加强机械通风,采用超前周边全封闭预注浆等防止瓦斯积聚;使用防爆安全型机械和电器设备,爆破作业使用安全炸药及毫秒电雷管等,以防止瓦斯爆炸事故。

  (4)重视开挖工作。开挖工作是隧道施工的第一流程,开挖工作的优越与否直接影响隧道施工的安全、质量和效益。提高光面爆破,能够大大减少对围岩的扰动,减少应力集中,有利于自然拱的形成,便于喷砼工艺,因此,隧道施工安全的关键是开挖。

  良好的光面爆破能够大大减少超欠挖,这样减少了欠挖处理及超挖石碴的外运量,减少衬砌时砼的回填量,而且砼衬砌厚度均匀减少了应力集中。因此,开挖也是影响隧道衬砌工作的关键。

  施工中,要根据设计的要求和实施工程的方案,运用网络计划技术,认真编制实施性施工组织设计,要在实施中,经常分析施工进展和施工组织设计的情况,结合现场实际,落实安全技术措施,在保证安全和质量的前提下,按预计的期限达成目标。要始终贯彻“安全第一,预防为主”的安全方针,建立健全安全管理规章制度和组织机构,并严格制定和落实各级岗位的安全责任制度;要规定按时进行检查和非定期检查制度。要严格要求每个作业人员遵守安全规则,按操作规程办事,进行正规化、标准化作业。

  塌方一般是由于地质不良、设计定位不当、施工方法不正确等原因引发的。穿越断裂褶皱带，穿越严重分化的破碎带、堆积层等都易产生塌方。地下水往往也是主要的因素，地下水丰富易造成塌方。

  （1） 地质因素。地质条件是造成塌方的基本因素。隧道工程属地下工程，地质情况千变万化，施工全套工艺流程中受各种不可预见的地质现象及地质构造的影响巨大。水利工程隧道施工受多变的地质条件影响，如遇到地下水、岩溶、断层破碎带、高地应力、岩爆、瓦斯、偏压浅埋、膨胀土等条件，使施工难度大，安全性差；而且隧道开挖跨度大，防水要求高，加之受勘查水平及其他很多相关因素的制约，这些无疑加大了隧道的施工难度和塌方事故产生。

  （2）设计因素。水利工程隧道施工设计方法当前主要有工程类比法、理论计算法及现场监控法等，这一些方法又以工程类比法运用得最为广泛。在设计过程中若对围岩判断不准或情况不明，从而设计的支护类型与实际要求不相适应，也是导致施工中产生松驰坍塌等非正常现象的原因，而且设计中的地质勘查周密详尽与否也是造成施工塌方事故产生的诱发甚至主导因素。

  （3）施工因素。施工是引起塌方的直接因素，由于对地质情况掌握不够，从而选择不合适的实施工程技术(如不恰当的急于进洞、炸药用量过多、支护不及时不牢靠、围岩暴露时间过长、爆破方法选择的不恰当等)，或选择了不合适的围岩情况的施工方法(如本应小断面开挖，结果采用了大断面开挖法，或应先拱后墙法，而采用了先墙后拱法等)，并且又未采取其他补救措施，则会造成围岩塌方，甚至由于塌方处理不当也会造成再次塌方或引起更大的塌方。

  对于塌方应以预防为主。防止塌方是保证安全施工和快速掘进的关键，因此实施工程人员必须从思想上引起足够重视，施工前根据设计提供的地质勘探资料，实施超前地质探报技术，制订切实可行的实施工程的方案。施工全套工艺流程中，随时观察和监测有无异常，仔细研究岩体和地下水变化规律，不断修正和完善原设计方案。

  (1) 勤观测。在施工全套工艺流程中，随时观察和量测现场工程地质及水文地质变动情况，研究变异规律，据以制订施工对策，在地质构造复杂地段，埋设YST型钢丝收敛计，及时预报岩体稳定情况。

  (2) 短开挖。岩性不良地段，严控进尺，紧跟作业面一次支护快速衬砌，多打孔，少装药，放小炮，保证断面规整，为初期支护创造条件。

  (3) 强支护。及时支护是消除塌方的重要手段，强支护是预防塌方的主要措施，施工中利用小导管注浆、长管棚、格栅拱等进行强支护。

  在隧道的施工中，一定要使用正确的施工工艺。目前的隧道施工一般都会采用的是新奥法施工，但在所有的环节上，又各具特色。在遇到岩体破碎软弱时，其放炮药量必须严控，要尽可能的减少对围岩的扰动。开挖断面尽可能的小，超前支护必须强化，支护类型一定要满足强大地压的需要。钢拱架支护除该锁脚描杆外，还要保证支架不下沉。同时要用挂网喷浆及模筑砼及时把开挖隧道的拱顶、拱墙予以封闭，借以增大支护承载力，保证隧道顺利向前掘进。

  隧道若发生塌方情况，实施工程单位应当按规定程序分级上报有关各方，并按塌方处理应急预案第一时间控制现场，快速撤离人员、机械设备，避免伤亡事故发生。现场监理应当热情参加塌方缘由分析和调查，掌握详情，并督促实施工程单位保护好施工现场，防止事故扩大。塌方发生后，实施工程单位应积极组织业主、设计、监理、检测、专家组等各方到场，分析塌方原因，制定处理方案，监理方要对塌方前情况做详细说明，并提出明确的处理意见，方案确定后应认真监督落实，加强监控。塌方处理方案主要遵循以下顺序：首先对塌方后方做必要的加固处理，防止塌方逐步扩大，影响后方安全，其次根据塌方特点制定处理解决措施和方法，第三是制定塌方前方的实施工程的方案。塌方处理过程中，需要加强监控量测，掌握围岩变形特征，以一直在改进处理方法和措施。

  塌方大小是由塌方体规模及补给状况决定的。不一样的塌方，要选不一样的处理方案，某些情况还需要几种方案综合处理。现对几种常见的塌方形式提出如下处理方法（见表1）。

  隧道施工预防塌方最重要，也关系到企业信誉、职工的生命和财产，必须高度引起重视。隧道如果出现塌方，必须抓紧时间处理，不然会造成塌洞慢慢的变大，甚至通天。而处理一定要采用综合措施，即首先抓紧治标，不使漏洞扩大，然后治本，保证隧道长治久安。塌方处理必须要有多种方案做出合理的选择。一方面要按照“经济、合理、安全、可靠”的原则择优选取，并且要充分考试实施工程单位处理塌方的经验和原材料的及时供应情况，一旦实施工程的方案确定，就要立即组织精干队伍抢进度、抓质量、指挥协调到现场，技术指导到现场，以最快的速度，最短的时间，最好的质量完成塌方处理任务，来保证整个隧道的综合效益提高。

  隧道工程是地下工程的一个重要分支，它是铁路、公路、各类给排水、供电、供热、供气、动力及通信电缆等管道遇到障碍物时开凿的内部通道。距统计，我国现有8600多座铁路、公路隧道，总长约4370多公里，隧道长度居世界第一。北京、广州、深圳、上海、天津和南京等多个城市的地铁系统投入运营，共计约400多公里。中国也慢慢的变成了了世界上隧道和地下工程最多、最复杂、发展最快的国家。而由于隧道及地下工程所处环境的局限性和复杂性，发生病害后难以治理，产生事故后危害极大。因此，从使用者需求、安全方面出发，发现已建隧道出现病害，影响隧道工程的正常使用，甚至危及使用者安全时，及时采取合理有效的整治措施，使其更好的为使用者服务，显得很重要。

  隧道工程处在地表下岩石层中，当隧道穿过或靠近含水地层时，时刻受到地下水的渗透作用。如果衬砌的防水及排水设施不完善，地下水就会侵入隧道，发生隧道渗漏水病害。隧道水害轻则引起内墙面灰皮脱落，产生霉点影响外观，重则对隧道稳定、洞内设施、行车安全、地面建筑和隧道周围水环境产生诸多不良影响，甚至会破坏内部结构及附属设施，降低常规使用的寿命，导致隧道衬砌开裂、腐蚀、冻害等一系列病害。严重时将危害到隧道的运营安全。

  隧道衬砌是承受压力、防止围岩变形坍塌的主体建筑物。衬砌开裂是隧道病害的主要形式，衬砌裂缝根据裂缝走向和隧道纵深方向的相互关系，分为纵向裂缝、环向裂缝和斜向裂缝三种。纵向裂缝平行于隧道轴线，双线隧道主要产生在拱腰，单线隧道主要产生在边墙，其危害最大；环向裂缝多发生在洞口及不良地质与完整岩石的交界处；斜向裂缝一般和隧道纵轴呈45°左右，其危害仅次于纵向裂缝。隧道衬砌开裂破坏了隧道结构的稳定性，降低了衬砌结构的安全可靠性，危及隧道运营安全。

  我国幅员辽阔，铁路、公路分布广泛，隧道所处的部分地区含有腐蚀性物质。而含有腐蚀性物质的地下水，容易沿衬砌的毛细孔、变形缝、工作缝及其他孔洞渗流到衬砌内侧，对衬砌混凝土、砌石和灰缝产生侵蚀，从而造成衬砌腐蚀。衬砌腐蚀会使混凝土强度下降，降低隧道衬砌的承载能力，还会导致钢筋、扣件等金属构件锈蚀，缩短常规使用的寿命，危及隧道运营安全。

  隧道冻害是寒冷地区的隧道内水流和围岩积水冻结，易引起隧道拱部和边墙结冰、洞内网线设备挂冰、围岩冻胀、衬砌裂胀等现象。我国冻土地区分布广泛（约占整个陆地面积的1/5），现有的铁路、公路隧道也有相当一部分处于冻土分布地区。隧道冻害会导致衬砌冻胀开裂，疏松剥落，降低结构的安全可靠性，造成衬砌结构的失稳破坏，严重影响隧道的正常使用，甚至危及运营安全。

  2001年12月31日实施的中华人民共和国《地下工程防水技术规范》（GB50105-2001）提出：地下工程的设计和施工防水应遵循“防、排、截、堵相结合，刚柔并济，因地制宜，综合治理”的原则进行治理。

  已建隧道的地下水防渗方案的选择，应依据使用功能、环境条件、结构及形式、材料性能及施工方法等因素合理确定。根据隧道所处的不同的环境，在不影响隧道正常使用的前提下，针对渗漏水地段，采用注浆、嵌填等方法将渗水通道堵塞，并附加一定的防水层。如在衬砌内表面喷射防水砂浆或者铺贴防水卷材、涂料等。处于侵蚀性介质中的工程，应采用耐侵蚀的防水砂浆、卷材或涂料等防水材料。同时，应增设排水沟等导排水系统，将地下水流经通道截断，减少地下水进入隧道，做到排堵结合。

  在隧道工程中应根据衬砌裂缝情况来评价开裂程度,分析产生裂缝的原因及其影响,有明确的目的性地进行处理。

  对于一般的小裂缝，在无渗水的情况下，能够使用骑缝注浆法、直接涂抹法等。而对于开裂严重的部位，应该在合理的评估其衬砌现阶段安全性后,制定合理的工程整治措施：开裂严重，但隧道衬砌基本形状无较大变形时，可采用素喷或网喷混凝土整治；开裂严重，衬砌丧失部分承载力时，原则上拆除重建，亦可采用锚网喷射早强钢纤维混凝土；在衬砌变形严重、断面大部分损坏，严重危害隧道运营安全的情况下，应采用更换衬砌的整治方法。

  隧道防腐整治措施的制定，应从隧道所处环境的勘察设计着手，掌握隧道附近的地质和水文环境，弄清腐蚀介质的成分，正确判断隧道衬砌的腐蚀程度，查明病害原因，结合渗漏水、开裂等病害，因地制宜地采取整治措施。

  提高衬砌结构的密实度和整体性是提高混凝土抗侵蚀性能的最主要、最重要的措施。对于已建成的隧道工程，如若出现衬砌被腐蚀的现象，在加固过程中，可采用防水混凝土喷射在衬砌表面，以提高衬砌的密实度与整体性。同时，对于渗漏严重地段应采用排堵结合的方式，减少地下水进入隧道，降低地下水对隧道的渗入和侵蚀速度。

  我国寒冷地区隧道周边出现冻土的现象不可避免，已建隧道出现冻害之后的基本整治措施包括综合治水、保温防冻等。

  综合治水是指加强隧道防水层的保护和增设排水、止水带，通过排堵结合,实现综合治水。可采用喷射表层防水喷混凝土、铺贴防水卷材或涂料等方法,避免或减轻防水层的自然损伤。同时增设背贴式或中埋式排水、止水带，在不影响隧道正常运营的同时，达到综合治水的目的。

  保温防冻是指通过控制隧道所处环境的温度，使围岩中的水分达不到冰点，以避免冻害。在消除隧道渗、漏水的基础上，可在隧道衬砌上加筑一层保温层，一般都会采用加气混凝土、多孔烧粘土陶粒混凝土、膨胀珍珠岩混凝土等。隧道净空富裕地段可修建在衬砌内侧，改建衬砌段可修建在衬砌外侧。有能力地区可在隧道底部以及拱顶部位铺设暖气管道，冬季每天以锅炉供热，保持气温在冰点以上，保证不发生冻土现象。

  隧道工程建设项目是一个投资大、工期长、专业多、涉及面广的复杂系统工程，且由于在实际的施工全套工艺流程中往往存在许多不确定和不可预见因素，使得整个工程在安全性方面面临着风险。对这些项目进行完善和系统的安全风险管理，能预见也许会出现的危险和灾害，从而采取比较有效地预防和控制措施，甚至启动相应的应急方案，处理各种风险源所造成的不利后果，使整个项目以最小的成本获得最大的回报。

  式中的R为风险，其具体含义为应尽可能的避免发生的事故风险值，一般风险值的单位为经济损失或人员的伤亡数，风险值的单位也可以是单位时间内事故发生所造成的经济损失或人员的伤亡数量；Pf表示的是系统风险概率或系统失效概率，也可表示为单位时间内系统发生意外事故的次数或频率；C表示的是系统发生的事故所损失的风险或者风险后果，或直接表示为工程发生事故的后果，C的含义是工程中所出现的突发事故的危险性的一种度量，其单位一般是事故造成的经济损失或者人员伤亡的数量。（1）式表明，风险可简单的看成是工程事故发生的概率与事故所带来的损失程度的乘积，用数学语言描述的话可表示为：

  （2）式中的函数f为乘积函数，这样风险就定义为事故发生概率Pf 和事故所造成的损失程度C的乘积。

  风险的管理流程是一个动态循环的过程，且这样的一个过程应贯穿于隧道施工的整一个完整的过程而不能仅限于施工的某个特定阶段。风险管理的过程应包含风险辨识、风险的分析与评估和风险的应对三个大部分，详细步骤如下：

  （1）确定隧道施工全套工艺流程中的潜在风险，一般要确定施工全套工艺流程中的潜在风险，需要业主、实施工程单位、设计单位和勘察单位先确定专家组，再由专家组经过仔细地勘察后初步商讨施工全套工艺流程中有几率存在的潜在风险并对风险进行商议以制定详细的风险汇总表。

  （2）在得到风险汇总表的基础上，需要制定合理的风险评估模型对专家组制定的风险汇总表进行风险的评估，并评价潜在风险对于整个施工全套工艺流程的影响，通过对施工项目存在的潜在风险的评估，能寻找最合理的风险控制措施，并在风险控制措施的基础上对整个项目施工全套工艺流程严格把控，以达到尽可能的避免事故发生的目的，也保障了整个项目施工能在预定的时间内顺利完工。

  对隧道工程进行风险评估的首要工作为风险辨识。由于隧道施工建设中常发生一些安全事故，严重的甚至导致大量人员受伤或死亡，所以在隧道工程建设中，要做到全面无遗漏的风险辨识。考虑到具体的施工全套工艺流程中的潜在风险因素太多，而且不同的因素往往会使整个问题更为复杂，所以如何将复杂多样的因素合理的简化是风险辨识的主要工作内容，以下就此问题粗略地介绍两种方法。

  分解原则的具体含义为将复杂的事物分解成容易被认知和学习的简单事物。在目前的隧道施工工程的总系统中，一般都会采用的分解方法是将整个工程的系统分解为技术风险、经济风险、投资风险、资源风险以及环境污染风险等。

  由于实际工程中的风险评估难以运用实际的实验办法来进行检测，而且隧道施工中的风险因素具有复杂性和多样性，所以目前大多运用的是专家调查的方法。先就目前常用的两种专家调查方法进行简单介绍。

  （1）智暴法。顾名思义，智暴法采用的是集思广义的方法，通过一定数量的专家进行实地考察，再将专家的意见进行总结汇集，一般可以在专家中成立小组的模式，或者单人考察的模式，最后可采取小组开会的模式，要求参加人不能太多，十人以内较为合适，同时要求参加的专家组人员应没有任何的压力与约束，例如可以在小组之内不要设立领导人员。

  （2）SWOT分析法。SWOT中字母分别表示的是Strength（优势）、Weakness（劣势）、Opportunity（机遇）和Threat（挑战）。SWOT分析法是一种环境分析法，它的着重点在于不同的项目之间的比较。SWOT分析法首先比较不同项目之间的优势和劣势，再通过与本行业的平均水平进行比较以实现风险辨识的目的。SWOT分析法的原则是客观化，这就要求在分析的过程中不能加入任何的主观因素，必须要尊重事实。

  结合赐敢岩隧道工程实例，依据风险事故发生率的大小，可将风险划分成5个等级。

  在实际的隧道工程中风险评价的方案有很多种，下文就隧道工程中的概率风险评价方案进行简单介绍。

  式中的fj（xj，t）为风险概率密度函数，其含义为某个事件在某个时刻发生某类风险的概率密度。可推出Fi（≥xi，t）的含义为某个时间在某个时刻发生某类事故所带来的危险值大于或等于xi的累积频率。且由于事故发生的累积风险频率受到多个时刻t的影响，和整个时间的后果可能又有k类影响，所以得到总风险的函数为：

  式中的ai（j）为事件造成的某类后果的第k类后果中的第j类的后果因子，其表示的是后果的总体损失价值，单位为人员伤亡数或者财产的损失数量。

  例如依据赐敢岩隧道工程实例，见表2，可对施工的风险因素发生及其对施工的影响，划分等级并判定其施工风险的大小。

  实际隧道施工过程中有着多种风险因素，其中隧道涌突水、突泥风险是最为突出的重点风险。由于实际的隧道施工过程中的突水突泥的形式具有多变性且多样性，针对不同的形式控制方法也不同，所以在实际施工中要针对事故发生的实际情况采取相应的处理方法，比如沈海复线项目部赐敢岩隧道工程中，对隧道涌突水、突泥风险控制措施就比较充分。具体总结如下：（1）加强地质预报，在隧道开挖施工的前期，就应对岩溶及断层涌突水突泥可能性做一份详细的评估报告，同时在施工期要加强地质报告，具体要求为加强地表即洞口段的重点断层处进行地质预报工作等；（2）超前预加固，在实际的隧道施工过程中，对断层破碎带采取先加固后开挖的措施能大大减少事故发生的概率，在施工开挖的过程中，一般会适当加大开挖断面的预留变形量，这样能确保净空断面值，进而减少了风险发生的概率；（3）注浆封堵，针对实际施工中出现涌突水突泥的地段，若采用超前帷幕预注浆对发生突水突泥的部位进行封堵，能在事故扩大之前有效的控制涌突水突泥。

  次重点风险的控制主要为洞口段边、仰坡围岩失稳风险的控制和隧道顶部塌陷、地表水源枯竭风险的控制，洞口段边、仰坡围岩失稳风险的控制要求对开挖爆破时的洞口周围的地质、地形以及地貌等情况进行实地勘察，并根据勘察的情况设置爆破点和爆破量，同时在爆破后要求及时清除危石、危土，并对爆破后的坡面进行网喷，并加强坡面变形量的监控以确保施工的安全性。比如关家沟隧道地处低丘陵区，进出口均为耕地。在施工中对次重点风险的控制尤为严格。隧道顶部塌陷、地表水源枯竭风险的控制的具体做法为在地表设置一定数量的检测桩对地表水进行监控，如果发现隧道的顶部出现开裂等现象，应马上停工并采取保护措施。

  由于无论是风险评估还是其应用管理都具有动态性，并不是一成不变的，因此，在实际工程的施工过程中，还应做到随时更新相关信息，继而更新评估模型，以此来得到更为准确的风险评估结果。

  [2]邓丽娜.层次分析法在隧道工程风险评估中的应用[J].四川建筑，2005（1） ：142-143.

  [3]陈铁，管旭日，等.城市轨道交通综合安全管理体系研究[J].城市道交通研究，2004，7（1）：16-18.

  [4]夏润禾，边玉良.山岭地区铁路隧道施工安全风险评估及管理研究――以贵广铁路客运专线金宝顶隧道为例[J].中国安全生产科学技术，2012，8（10）：64-71.

  在进行岩爆机理的研究过程中，中外专家没有得到共识，所以笔者从两方面上进行分析，这两方面主要是静力学理论和动力学理论。

  在进行隧道施工的过程中，遇到高地应力或者是硬脆性的环境，其稳定性趋于失衡的时候，会导致岩爆的形成，主要指的是切应力无限接近于围岩的压缩强度，在进行隧道的施工中，经常会用这一点用作判断的依据。

  这里所说的强度理论观点主要是指围岩承受过大的应力，在过大应力的作用下失稳的一种状态，这个现象可以运用格里菲斯的理论进行解释，同时也可以运用摩尔—库伦准则进行相应的解释。

  从能量学的角度来进行考虑，岩爆的发生主要是围岩中聚集了太多的能量，当承受不住的时候，产生了释放，也就说其弹性应变能的释放，对于弹性应变能，进行判断的依据主要是弹性应变的指数。

  针对岩体的材质而言，比较容易出现裂缝以及损伤，而岩爆的出现与这一点也是有着密切的关系，所以早已存在的小断面也较容易出现岩爆。

  动力学理论主要是指通过人为开挖而出现的一种地质灾害，并不是自然灾害，在进行开挖的过程中，由于每个围岩的环境不一样，所以出现的情况也不一样。在进行钻爆法进行开挖的过程中，要运用各炮层的顺序进行起爆以及周边眼起爆之后进行开挖，与此同时，瞬间的大幅卸载以及岩爆事件的本身也会产生一种叠加效应，其中最为显著的是处于一种双向受压和一侧临空的情况，有巨大破坏潜力的扰动，这样，围岩就非常容易发生变动，这些应力的波动会随着环境的变动而不断的恶化，一旦受到外界的刺激，就会发生大规模瞬间的动力扩展，围岩失稳，这点就是围岩的动力学理论机制。

  2.1隧道岩爆的预测岩爆主要是基于高应力的条件下出现的一种破裂现象，所以可以根据所开发地段的地应力进行相应的评估，在实际的评估过程中，可以运用的理论比较多，主要可以分为两种方法，一种是理论法，这种方法是经过长时间的理论基础沉积下来的，例如应力判据法和脆性指标法等。第二种方法为实测法，顾名思义，这种方法主要是运用实际的仪器对将要开发的现场进行仔细的检测，例如超前地质预报法等。但是在实际的应用中，两种方法都有缺陷，笔者介绍的方法是根据围岩的切向应力，运用数据来进行计算。

  在进行隧道开挖的过程中，应该主要以顺应自然环境为主，进行人为的调整相关因素，从加工以及设计等加强岩爆的防范，这样可以在一定程度上减轻岩爆的发生率。

  (1)从隧道的设计上进行防范对于地质灾害，应该主要侧重于防治，在选择隧道地址的方向上，应该首先要避免有岩爆倾向的地段，在选好地址的时候，应该从隧道轴线以及断面的设计上进行预防，主要将隧道的轴与最大主应力的方向平行，这么做的好处可以有效的改善隧道的结构受力条件。

  ①改善围岩的物理力学的性能在具体的施工全套工艺流程中，通过隧道的掌子面以及洞璧的喷水或注水可以有效的促进岩壁的软化，让围岩没有那么干燥，有效降低危险表层的强度与能量，注水的同时也可以有效的使裂缝进行扩展，降低其弹性应变能的能力。

  ②人为的提供给围岩变形的空间在实际的开挖过程中，为了有效的降低其高应力，可以提供给围岩一定的空间，例如分部开挖，这样可以有效的解除应力。通过打设超前钻孔或在超前钻孔中进行松动爆破，在围岩内部造成一个破坏带，即形成一个低弹区，从而使洞壁和掌子面应力降低，使高应力转移至围岩深部，施工时可在掌子面上打设5～6个超前钻孔，深15～20m左右，既可以起到超前钻探地质的作用，又可以起到释放掌子面应力的作用。在实际的施工全套工艺流程中，可以有效的进行岩爆的防治，但是在实际的工作中，要根据具体的情况进行具体的分析，要根据现场围岩的质地以及地应力的大小来进行决定。

  ③运用合理的开挖方式在进行开挖的过程中，对于爆破的方法要及时的进行优化，采用适当的药量，并且进行间隔性的装药，增加起爆雷管的数量的同时减少药量，用“短进尺、多循环”，这样可以有效的提高光爆的效果。再有一点，就是要经常性的组织挖掘人员的培训，在培训的过程中有效的提高人员的素质，这样也可以在很大程度上减少岩爆的发生。在实际的工作中，有条件的情况下，最好是运用TBM来代替钻爆，这样可以从减少震动的同时进行爆破。

  (3)加固隧道的支护设施合理的运用锚喷支护可以及时的对围岩面进行加护，在一定程度上提高围岩体自身的强度，让围岩体与加护设备结合成一个共同体，共同来抵御岩爆的发生。

  (1)在工程勘测阶段首先应该进行细致的地应力的测量，通过详细的计算分析所处环境的具体情况，对岩爆做到早期的并且主动的预防，这是预防岩爆最基础的措施。

  (2)分别从宏观和微观的角度对地质遗迹力学进行研究，分别分析岩石单轴的过程和低围压下三轴的试验，这样做的目的是揭示岩爆的机理，让施工人员了解其具体情况，可以为下一次的隧道施工积累重要的经验。

  (3)要想测定岩爆的具体规律，可以运用进行施工的岩爆超前预测报来进行评定和预测，有助于掌握岩爆的情况。

  (4)最后就是加强支护，对于这一点是防止岩爆的重要一点，这样做的目的主要是为了优化所处洞室的不规则形状，并且可以有效的改善周围岩体的状态，有效的改善其较大的地应力。

  由于岩体本身的性质决定了岩爆发生的概率，而岩爆的发生也具有高发性和突发性等特点，所以在实际的隧道施工中，应该尽可能的减少岩爆发生的概率，深刻以及全面了解导致岩爆发生的诱因，理论与实际紧密的结合起来，从隧道的设计开始，到每一部工程的建设，将防治落实到实处，提高施工者的素质。在技术支持上，有条件的情况下，最好要运用损伤性比较小的设备，爆破的药物也要少量多次，提高隧道工程施工的安全性。在实际施工过程中，岩爆在隧道施工中经常发生，岩爆的动力学理论，由于缺乏相关深入的研究，所以还没有提出相对有效的超前预报方法和控制措施，所以对于岩爆而言，研究相应的围岩动力学机制，是未来岩爆研究中的热点。

  隧道穿透垭口时，它的埋深深度比较浅，只是在地面的岩石部分，时常岩体出现裂缝。因此，在具体施工时，需要保障地表能畅通的排水。这样每当遇到雨季时，不会因为渗漏功能缺失，使得地表覆盖大量的水量。该检测直接表明在地下隧道，这些地下水的来源主要还是因为地面降水积留导致，每个洞口都需要建设蓄水工程。在顶洞部位，这些壁面会出现渗漏，尤其是在整个洞口范围内。一般而言，水泥的混凝土铸成的壁面它一般不会渗漏。因此，这些水源为地下水提供了水资源。隧道用的是矿山法进行施工，首先在内部拱起墙体进行修筑，然后沿着墙体建筑其围墙，这样的做法在隧道铸造时，时常运用到。

  思蒙隧道是位于我国湘黔地区的隧道工程，整个工程的进口里程为K376+270.5，它的出口里程为K376+472。中心里程的数值为K347+296，整个隧道距离为201.7m。工程已经竣工，并且已经通车。检测发现，该工程在145m 至160m地段出现了水平裂纹，这是隧道墙边缘出现的工程质量。通过仔细观察，这是一道新的痕迹，它是属于轻微裂痕，影响不太大。相距轨面段标160米的地方，有一处高为1.8米，宽为5到10米的裂缝，该裂缝是一道旧裂缝。对照该范围进入检测发现，隧道裂缝不断的扩建，漏水非常严重。在出洞口的地方，有一条垂直的裂纹，宽度高达15mm，外鼓为50mm，缝宽为15mm，这是比较危险的病害。通过检测发现，随着隧道技术不断提高，隧道使用到的材料，这些材料在实验中发现。风化泥质一般都包含了砾砂岩，这是一种泥质比较重的材料。在每个进口段落中，每个拱部上至70米的部位总出现裂损掉块，在出口130-201米的地方，衬砌边墙突起的部位，呈现出严重的裂损，这些裂损严重，已经影响施工质量。出口左侧的整个山洞都出现轻微的裂损，隧道工程建筑质量受到影响。这是合众衬砌裂损出现最严重的病害，衬砌稳定性受到严重的影响，铁路安全运行受到了威胁，人们出行安全，运输安全得不到保障。

  众所周知，引起病害的原因非常多，从这些原因类型上看，可以分为内因和外因两大方面。外因主要指的是：地质情况的影响，外力作用。内因指的是：施工材料，施工技术，工程结构等等。从以往的经验发展，隧道衬砌裂损它没有具体的应对措施，没有一套缜密的治理方法。因此，需要进行隧道检测时，要仔细和认真，发现问题之后要及时采取对应措施进行补救，虽然这些措施不能从根本上缓解工程压力。但是，它可以引起人们的重视，可以促使人们不断思索不断努力，提高工程治理技术。因此，隧道检测时，需要结合相关隧道衬砌裂损特点，根据隧道衬砌裂损的类型，寻找应对措施。总体治理原则是使用加固围岩的方式进行衬砌，对那些留下的裂缝进行填实。另外，可以借鉴国外的治理技术，提升治理衬砌裂损技术水平，采用先进的治理方法，提高工程质量，确保交通运行安全。

  通过分析这些病害，最主要的病害是岩质质量问题。在施工全套工艺流程中，材料的质量得不到保障，当受到内力作用时，隧道衬砌就会被破坏，使得工程裂缝出现。根据该问题，可以适当的对裂缝处进行加固，增加固围岩。施工中主要使用衬砌结构，另外根据地质情况加入一些裂缝修补工序，综合进行整治。进行加固时，首先要考虑到该地区的地质情况，我们知道隧道出现衬砌裂损，主要是因为内力作用影响，加之材料质量差等原因，使得偏压现象产生，在围岩周围出现裂缝。而且，一些地质条件差的地区，土质非常软。随着道路开通使用，得不到正确的修护，地质会出现下沉。针对这一问题，在建筑时需要将该问题考虑在内。进行加固围岩工作时，要利用锚杆加固围岩方式，对周围会出现的空洞进行对衬砌补，使得缝隙被填埋，再进行压浆，保障工程稳定，提高公路隧道工程假设。进行加固过程中，要考虑到衬砌结构，考虑是施工方案的科学性和可行性，这样既可以节约资源，也可以提高工程质量。

  一般施工加固方式都采用锚喷方式进行加固，还可以在每个渗水部位，安装排水管，尤其是渗水比较严重的地段，该排水管埋入之后，确保水管能发挥持久性作用，在水管的周围要用水泥砂浆抹，确保没有缝隙。具体的施工方案为：在0至80米地段的洞标，这个部位主要采用注浆锚杆的方式进行加固。施工施加锚杆加固后，需要在该洞标周围使用钎钉挂钢筋网进行维护，防止该地段出现漏水。我们知道漏水对工程的影响非常大，它影响了施工进度，影响了施工质量。因此，需要杜绝漏水工作出现。严重的洞标部位，可以加入排水管，对积水进行快速的排水，保障隧道通车安全性。从施工中发现，一般130～201的洞标段，它的右边墙需要建筑起来，而且需要采用中空注浆锚杆方式进行加固，对左侧墙180至201m范围内进行严格的加固。隧道时常出现的偏压山体地质问题，适当使用锚杆加固围岩方式进行整治，这样会起到较好的效果。

  导致衬砌裂损病害的原因比较多，这些原因不是单一的发生，而是错综复杂的牵连在一起。很多时候都是几种原因综合在一起才会发生，应对这些病害时候，要根据具体的原因寻找具体的应对措施。具有针对性的应对方式，使得工程质量提高。另外，在隧道建设时需要落实勘测工作，对该地区的地质有个清晰的认识。掌握了地质情况之后，在施工中采能有针对性的采用施工材料，提高工程质量。那些已经出现病害的隧道，要提高观测力度，做到及时发现问题及时处理问题，将病害控制，提高公路隧道工程质量。

  [1]杨新安，黄宏伟.隧道病害与防治[J].上海：同济大学出版社，2012年10期。

  [2]李永才．铁路隧道衬砌病害整治技术若干问题的研究[J].长沙铁道学院学报，2013年1期

  山西平定至阳曲高速公路阳曲1号隧道进口为双线六车道大断面黄土隧道。隧道处于凌井小盆地，地表黄土沟壑纵横。黄土浅埋段双线米，隧道断面大，开挖断面面积162.08，开挖跨度17.13m，洞顶覆盖层平均厚度14.7m，最薄地段仅为1.498m，且存在偏压现象。围岩属湿陷性黄土Va级围岩，存在局部赋存的上层滞水，自稳能力差。洞口20m采用长管棚辅助施工，其余ZK93+890～ZK94+460，YK93+877～YK94+470浅埋段均采用超前小导管注浆支护保护开挖，防止坍塌、冒顶等安全事故发生。

  按一定的规律打入小导管，对隧道轮廓范围一定深度的黄土进行挤压、粘结加固，形成一个承载环。在小导管里注入具有胶凝性质的浆液，通过小导管上的梅花孔扩散至围岩，利用浆液来固结岩体，连同小导管一起形成稳定的固结拱体。可以看出，小导管在此起双重作用：一是超前管棚的承载作用；二是注浆加固作用。管棚支护效应与浆液固结，共同作用于岩体，形成一个具有一定强度的壳体，共同承受拱上部岩层重量及周围围岩压力，使拱内部围岩及支护系统处于免压状态，防止坍塌。

  该段Ⅴa级围岩开挖超前支护采用外径42mm、壁厚4mm、长4m的热轧无缝钢管，钢管前端呈尖锥状，尾部焊上φ6加劲箍，管壁四周钻6mm压浆孔，梅花形布置，但尾部有1.2m不设压浆孔（见图1）。

  超前小导管施工时，钢管与衬砌中线°仰角打入拱部围岩。钢管环向间距40cm，布设范围为拱部140°范围，每循环57根（见图2）。小导管纵向间距2.5m，保持1.0m以上的搭接长度（见图3）。超前小导管注浆采用水泥浆液（添加水泥重量5%的水玻璃）。

  ⑴根据现场地质情况，经过现场试验和对试验效果的检查，按照设计及规范制定出可行的施工方案。

  ⑵购置满足施工要求的设备、机具、材料，并按设计要求对管材进行加工，包括在须打设小导管的I22b工字钢腹部按照设计40cm的环向间距钻眼等。

  ⑶对一线作业人员进行安全、技术交底，保证设计意图和施工方案正确贯彻执行，同时保证施工安全。

  ⑵安设打好眼的工字钢，通过孔眼用电钻钻孔，孔径较设计导管管径大20mm以上，严禁用带水钻机钻孔。成孔后，检测孔径及孔深，满足设计要求后清除孔中碎渣土。

  ⑶将小导管按设计要求通过有孔工字钢插入孔中，外露 20cm 焊接于工字钢上，与钢架共同组成预支护体系。

  ⑴注浆前，确认检查机具设备是否正常，然后开始注浆，单孔注浆压力达到设计要求值（0.5～1.0Mpa），持续注浆10分钟且进浆速度为开始时的1/4或进浆量达到设计进浆量的 80%及以上时注浆方可结束，中间不可停留。一根注入完毕后，卸下注浆软管及小导管接头，清洗并安装到另一根小导管上。

  ⑵注浆施工中认真须填写注浆记录，随时分析和改进作业，并注意观察施工支护工作面的状态。注浆参数可参照以下数据进行选择：水泥浆水灰比为1：1；水玻璃浓度：35波美度，模数：2.4；注浆压力：一般为0.5～1.0Mpa；浆液初凝时间：1～2min。注浆参数应根据注浆试验结果及现场情况调整。

  ⑶注浆过程中如遇串浆现象，须及时堵塞串浆孔；泵压突然升高时，可能发生堵管，应停机检查；进浆量很大，而压力长时间不升高，应重新调整砂浆浓度及配合比，缩短胶凝时间。

  ⑴因小导管注浆作业时间较长，新黄土长期暴露容易导致土体水份渗出，增大掌子面含水率，造成土体松散，易掉块伤人或引发滑塌事故，故作业开始前先喷射混凝土封闭掌子面，同时可形成止浆盘。

  ⑵严格按设计施工，控制小导管的外插角，误差不得大于3°。合理组织劳动力、搭配技术力量、机械等，保证工序有序施工。

  ⑶施工期间，尤其在小导管打设及注浆时，应派专人对支护的工作状态进行检查。当发现支护出现裂缝、变形或损坏时，应立即停止注浆，采取措施。

  ⑷在浆液压注前，应先行试验，确定浆液参数，并进行小导管试压。施工中，根据试验参数进行，并随时检查地质情况，酌情进行调整。

  因黄土本身地质性质，给大断面黄土隧道施工带来了极大的安全隐患。通过对大断面黄土隧道，尤其是浅埋、偏压地段进行超前支护施工，有效的遏制了隧道顶部掉土、甚至坍塌失稳的可能，大大提高了隧道施工时的安全系数。

  摘要：在建某高速公路隧道为高地应力、高瓦斯隧道 , 针对隧道高地应力挤压变形的特殊性 , 分析了隧道施工全套工艺流程中因高地应力造成的隧道大变形的特点 , 分析了大变形机理 , 在此基础上对典型地段进行了数值分析 , 确定了大变形地段安全、经济、合理的支护参数。隧道大变形段后续施工实践表明 , 数值分析确定的支护参数和论文提出的施工措施有效地限制了隧道的高地应力挤压变形 , 确保了隧道的施工安全。