隧道工程安全管理

隧道施工安全管理及安全技术授课人：刘凤林二00八年二月中铁十九局集团安全培训隧道施工存在着坍塌、涌泥涌水、瓦斯（不明气体）爆炸或燃烧、火工品爆炸、触电、物体打击、高处坠落、机械伤害、车辆伤害、尘毒危害等多种危险有害因素的高风险施工项目。隧道工程具有发生各类事故的概率和频率较高，造成的人员伤亡和财产损失较严重的特征。因此，隧道施工安全是当前安全生产管理工作的重中之重。隧道施工安全要坚持“靠科技保安全，靠结构保安全，靠质量保安全，靠综合治理保安全”的管理原则，做到精心组织，科学施工，严格管理，规范作业。一、施工安全组织（一）隧道施工中应本着“安全、有序、优质、高效”的指导思想，按照“保护围岩，内实外美，重视环境，动态施工”的施工原则组织施工。要深刻领会其指导思想和施工原则的内在涵义。（二）开挖方法要根据地质条件，断面的不同，可采用“全断面法”、“台阶法”(123)、“环形开挖预留核心土法”、“中隔壁法”（123）、“交叉中隔壁法”（123）、“双侧壁导坑法”（1234）等开挖方法。不良地质段必须以安全质量为前提，以工程地质水文地质条件、中铁十九局集团安全培训断面尺寸、隧道埋深、机械设备、工期要求、经济和技术可行性等因素而确定。（三）必须按照批准的设计文件施工，编制施工组织设计，并履行审批手续。重点工序、重点环节、重点部位等危险性较大工程，要单独编制专项安全技术施工方案，并有专业工程技术人员或请专家论证，经有关单位或专业技术领导审核批准后组织实施。（四）施工过程中要把超前地质预测预报纳入到开挖全过程监控，把围岩监控量测纳入到施工工序，建立以地质预测预报为先导，以围岩监控量测为依据的信息化施工管理体系，实施动态施工管理，做到岩变我变，控制围岩及支护体系变形，防止塌方，确保安全。（五）铁道部发布的行业标准《铁路工程施工安全技术规程》TB10401.1-2003（J259-2003）、集团公司安质部编制的培训教材《隧道施工安全质量控制》和《铁路隧道施工作业要点手册》等安全质量技术书籍，都是必修课，务必认真学习，全面掌握，付诸实施。中铁十九局集团安全培训（六）隧道施工单位的领导层、管理层、作业层的全体人员都要强化安全意识，提高风险管理意识和风险管理能力，必须认真学习隧道施工安全技术知识和安全常识，做到懂技术，会管理，掌握工艺标准，明确安全质量规定，严格落实各项安全规章制度和安全防护措施，杜绝盲目蛮干行为，从而达到控制风险，降低风险，减少各类事故损失的目的。二、施工安全控制（一）洞口开挖1、隧道洞口段多数地质条件差，且地表水汇集，施工难度较大。施工前要结合洞口地质情况和洞外场地及相邻环境情况，对附近的井泉、池沼、水库、河流进行调查，科学地进行工艺设计，制定完善的进洞方案，由项目总工程师或专业工程师向技术人员、施工人员等相关人员进行施工技术和安全技术交底，在人员、设备、材料、机具、作业环境满足本工序正常作业的要求时组织施工。中铁十九局集团安全培训2、洞口边、仰坡必须做好截、排水工程，洞口位于山体汇水点或标高较低时，必须采取防止洪水倒灌措施。3、洞口边、仰坡、端墙处的土石方开挖，地质不良时，开挖前根据设计需要采取预加固措施。如：采用抗滑桩、钢管桩、地表注浆等方法对洞口地表进行加固处理。开挖后要对松动的土体、岩层进行支护。边、仰坡以上山坡如有松动危石必须立即清除。（图12）4、洞口段30m开挖时，项目经理和项目总工要轮流跟班作业，现场把关，确保安全进洞。（二）洞身开挖1、针对Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩而言，应遵循“短进尺、弱爆破、少扰动、强支护、实回填、严治水、勤测量、紧衬砌”的施工原则，紧凑施工工序，做到稳扎稳打，步步为营。树立不塌方就是安全，就是进度，就是效益的观念。2、台阶开挖时，不论二台阶或三台阶施工，其台阶间的距离不宜超过6米。（图12）中铁十九局集团安全培训3、不良地质段开挖及施工时，要做到“三紧跟”。即：初支紧跟、仰拱紧跟、二次衬砌紧跟。一是初期支护要紧跟开挖断面，其拱架的焊接质量、支立的间隔尺寸、支立的稳固性（立柱不得置于虚碴和活动石块上）、连接的牢固性、喷射混凝土的强度、厚度以及锚杆的长度等都要符合设计的要求，初期支护背后不能有空腔，空腔不能用杂物填塞，必须用同标号混凝土填充密实，确保初期支护结构与围岩密贴。二是仰拱跟进，使初支及时封闭成环，使其形成整体的受力系统，保证结构安全。仰拱施工应超前拱墙衬砌，仰拱及填充施工应分别全幅浇筑。铁道部规定仰拱距掌子面距离：Ⅲ级围岩≤90m，Ⅳ级围岩≤50m，Ⅴ级以上围岩≤40m（超者每个工点扣10分）。三是二次衬砌要及时施作，距掌子面Ⅰ、Ⅱ级围岩≤200m，Ⅲ级围岩（具备衬砌条件）≤120m，Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩（具备衬砌条件）≤90m（超者每个工点扣10分）。（栈桥图12）4、拱架支腿安装时，拱墙的开挖断面宜小不宜大，拱架的榀数宜少不宜多，一般以两榀为宜，支腿安装宜快不宜慢；中铁十九局集团安全培训Ⅴ级以上围岩拱下两侧边墙错开开挖，边墙拱架支腿错开安装，以保护拱架整体受力性能。（图12）5、超前地质预测预报隧道施工应通过超前地质预测预报，预知开挖面前方不良地质体的位置、规模和性质，及时发现异常情况，以避免突发性地质灾害的发生，为优化、完善变更设计，制定科学、合理的施工方法提供地质信息依据。（1）预报的内容①地层岩性：特别是对软弱夹层、破碎地层、煤层及特殊岩土的预测预报。②地质构造：特别是对断层、节理密集带、褶皱轴等影响岩体完整性的构造发育情况的预测预报。③不良地质：特别是溶洞、暗河、人为坑洞、放射性、有害气体及高地应力等发育情况的预测预报。④地下水：特别是对岩溶管道水、富水断层、富水褶皱轴及富水地层等的预测预报。中铁十九局集团安全培训中铁十九局集团安全培训注：褶皱是一个地质学名词，它是指地壳中一层层的岩石呈现出波纹状起伏的弯曲现象。这些层状的岩石当初是由一些沉积物形成的，开始它们并不是弯曲的而是水平的。但是在一些压缩力的影响下，它们慢慢变成了波浪状的弯曲形态。这些压缩力有的是因为地壳的运动，有的是由于岩石隆起后自身的重力下压，有的是由于受冰川推动等等。有些褶皱的形成就像我们用双手从两边向中央挤一张平铺着的报纸。报纸会隆起，隆起得过高以后，顶部又全弯曲塌陷。这就说明了两种力对褶皱形成的作用。一是水平的压缩力，一是其自身的重力。另外，褶皱也并不都是向上隆起，褶皱面向上弯曲的称为背形；褶皱面向下弯曲的称为向形。一般褶皱很少由一种力量而形成，往往是多种力量造成的；有些褶皱并不明显，有些褶皱很显著。它们的大小也相差悬殊，大的绵延几公里甚至数百公里，小的却只有几厘米甚至只有在显微：镜下才能看到。很多大的褶皱顶部因为表面被风化侵蚀掉而露出岩石的剖面，这样我们就可：以清晰地看到褶皱的样子啦。我们在山地郊游时不难发现这样的地貌。中铁十九局集团安全培训（2）预报的目的（或需提供的信息）①通过对围岩级别及其稳定性的预报：预知开挖面前方的围岩类别与设计是否吻合，并判断其稳定性，随时提供修改设计、调整支护类型、及开挖后确定二次衬砌时间的建议等②通过对断层及其破碎带的预报：预知断层的位置、宽度、产状、性质、充填物的状态，是否为充水断层，并判断其稳定程度，提出施工对策。③通过对不良地质及灾害地质预报：预知开挖面前方一定范围内有无突水突泥、岩爆及有害气体等，并查明其范围、规模、性质，提出施工措施或建议。④通过对水文地质的预报：预知洞内突涌水量的大小及其变化规律，并评价其对环境地质、水文地质的影响。（3）预报的要求以上从超前地质预测预报的内容和目的可以看出，通过这种手段，可以预知开挖面前方的危险有害因素和安全风险的大小、风险的大小、风中铁十九局集团安全培训险的出现时间和持续时间，做到心中有数，及时采取施工对策和安全技术措施。因此，要求施工单位根据工程设计情况，满足预报的手段和频次（信评要求缺一种手段扣20分，频次不足每次扣5分），采取不同的预测预报方法（TSP法、地质雷达法、物探法等），把超前地质预测预报工作纳入到隧道开挖的全过程监控，把安全风险降到最低限度。（4）预报分级①根据地质灾害对隧道施工安全的危害程度，分为以下四级：A级：存在重大地质灾害隐患的地段，如大型暗河系统，可溶岩与非可溶岩接触带，软弱、破碎、富水、导水性良好的地层和大型断层破碎带，特殊地质地段，重大物探异常地段，可能产生大型、特大型突水突泥地段，诱发重大环境地质灾害的地段，高地应力、瓦斯、天然气、放射性问题严重的地段以及人为坑洞等。B级：中、小型突水突泥地段，较大物探异常地段，断裂带等。中铁十九局集团安全培训C级：水文地质条件较好的碳酸盐岩及碎屑岩地段、小型断层破碎带，发生突水突泥的可能性较小。D级：非可溶岩地段，发生突水突泥的可能性极小。②不同地质风险地段的预报方式为：A级预报：采用地质分析法、地震波反射法或声波反射法、地质雷达、红外探测、超前水平钻探等手段进行综合预报。首先以地质分析法进行长距离预报，然后采用中长距离地震波反射法或声波反射法和一种或几种短距离物探方法相结合进行预报，同时进行多孔超前钻探探查。B级预报：采用地质分析法、地震波反射法或声波反射法，辅以红外探测、地质雷达，进行必要的超前水平钻孔。当发现局部地段工程地质条件复杂时，按A级要求实施。C级预报：以地质分析法为主。对重要的地质（层）界面、断层或物探异常地段可采用地震波反射法或声波反射法进行探测，必要时采用红外探测和超前水平钻孔。（图12）中铁十九局集团安全培训D级预报：采用地质分析法。（5）预报要点①研究区域地质、工程地质资料，必要时进行地表补充测绘和勘探，对整个地区地质情况做到比较全面和深刻的认识，分析主要工程地质问题、主要地质灾害隐患及其分布范围、在隧道内揭示的大致里程，制定预报方案。②根据地质灾害对隧道施工安全的危害程度和工程设计资料，对不同地段地质预报分级，不同类型和级别的地段采取不同的预报手段。③隧道施工钱制定好不良地质地段应急预案，采用浅孔钻探发现地质突变或含水时，立即采取处理措施。④及时配备先进仪器，结合有丰富经验的地质、施工人员进行综合分析论证。6、围岩监控量测（图12）监控量测要区别于施工测量，施工测量主要是隧道的中心点、轮廓线、标高、断面等项内容。而监控测量是在隧道施工过程中，使用专用仪器和工具对围岩和支护结构受力、位移变形、净空收敛、拱顶下沉、中铁十九局集团安全培训地表沉降以及它们之间的关系进行观测，并对其稳定性、安全性进行评价，据此对施工方法、结构支护参数进行调整的工作。此项工作对工程技术、质量管理、特别是安全监控都具有重要作用。因此，量测断面布置和量测频次要符合设计要求。（信评：每少一断面扣20分，频次不足，每次扣5分）。（1）监控量测工作必须接续开挖、支护作业及未衬砌的危险段，应按设计要求进行布点和监测，并根据现场施工情况及时调整量测项目和内容，量测数据应及时回归分析整理，将结果反馈到施工过程中。（2）监控量测要作为施工组织设计一个重要组成部分，纳入施工工序。并贯穿施工全过程，为施工管理及时提供以下信息：一是围岩稳定性、支护结构承载能力和安全信息；二是二次衬砌合理的施作时间；三是为施工中调整围岩级别、变更设计方案及参数、优化施工方案及施工工艺提供依据（3）监控量测的项目应根据工程特点、规模大小、中铁十九局集团安全培训地质条件、隧道埋深、开挖方法及其他特殊要求和设计要求综合选定，必测项目必须量测，其他项目可选测。（4）必测项目为日常施工管理中所必须量测的项目，主要是位移测试项目；净空收敛量测一般只进行水平收敛基线的量测；拱顶下沉可根据量测断面大小及开挖方法，布置1-3个测点；地表沉降量测可以反映隧道开挖对地表土体的影响，在浅埋地段应将地表沉降量测作为必测项目。（5）围岩和支护结构变形是围岩稳定性和支护结构承载能力及安全性的最直观反映，围岩的坍塌和支护系统的破坏都是变形发展的一定程度的必然结果。因此，选用测试项目时，应将位移量测作为首选量测项目。（6）围岩监控量测最核心的环节是量测后的数据整理和数据回归分析。将结果用于指导施工和安全质量管理。坚决反对量测工作中