隧道施工安全事故的原因分析及对策

长安大学陈建勋教授隧道施工安全事故的原因分析及对策近年来，隧道建设迈入了快速发展阶段，特别是高速公路、高速铁路客运专线和地铁，据统计，截止到2007年底，在建铁路隧道总长度已超过3000km。与此同时，近几年隧道施工的安全事故也频频发生，仅2007年一年时间，就发生多起隧道安全事故，造成了较多的人员伤亡和较大的经济损失，严重影响了工程工期。这不得不引起隧道建设者和广大技术人员的高度关注。内容提要当前隧道建设特点和存在的主要问题安全事故原因分析安全对策建议结语当前隧道建设特点和存在的主要问题当前隧道建设特点及存在的主要问题数量多、规模大、长度长技术难度大高风险隧道较多安全形势严峻设计、施工、建设管理人员相对欠缺其他（如：受拆迁等因素影响工期紧张）安全事故原因分析安全事故原因分析图-125起隧道灾害事故种类比例示意16起,占64%2起,占8%2起,占8%2起,占8%3起,占12%隧道塌方突水突泥洞内火灾火工品爆炸其他安全事故原因分析隧道灾害事故种类比例（铁路隧道）突发性的地质灾害主要是在施工过程中，隧道施工工作面前方或开挖轮廓外侧的特大岩溶溶腔突然压溃腔壁，造成突水突泥地质灾害。另外洞口边坡突然垮塌，砸伤施工或社会车辆。这种灾害发生突然，造成作业人员伤亡最多、经济损失最大。安全事故原因分析—1马鹿箐隧道突水安全事故原因分析—1安全事故原因分析—1马鹿箐隧道突水野三关隧道岩溶突出安全事故原因分析—1部分发生塌方的隧道，是由于在勘测设计阶段对影响围岩稳定性的工程地质情况认识不足，而在施工过程中又没有及时地进行变更设计，致使采用的支护措施偏弱，稍有不慎，就会发生大规模的塌方。对围岩稳定性判释不准，设计支护措施偏弱安全事故原因分析—2施工不到位，初期支护措施的力度不能满足围岩稳定的要求很多隧道在施工时，没有严格按照设计文件的要求采取工程措施，有的隧道是擅自改变工法，有的是施工工序质量不合格，有的是偷工减料，有的是施工方法不当。例如某隧道原设计采用双侧壁导坑法施工，施工时改为CRD法，但横向支撑施工不及时，数量偏少，造成坍塌；有的隧道是由于拆换侵限的初期支护拱架时发生塌方；有些隧道是由于上台阶施工太长，没有及时进行封闭，衬砌滞后，造成坍塌。安全事故原因分析—3安全事故原因分析—3现场施工安全措施不健全，施工管理不到位对施工现场的爆破器材管理不善，用电线路、钢筋焊接等作业安全措施不到位，台车拼装和边坡刷方作业安全意识淡薄等。例如温福线某隧道由于风枪打眼时碰到了隧道内的哑炮上，发生了爆炸造成人员伤亡，洛湛线某隧道是洞内火工品爆炸造成了安全事故。武广线某隧道斜井工区由于洞内漏电保护器失灵、电线过热引燃排架和防水板，石太线某隧道斜井因为电焊钢筋头引燃排水盲管和防水板造成火灾；另外有些隧道是由于洞口边坡滑塌造成安全事故。安全事故原因分析—4安全事故原因分析—4高阳寨隧道进口塌滑事故1#石2#石3#石4#石5#石6#石0#石1#石2#石3#石4#石6#石坍塌体复原图5#石0#石0#石安全事故原因分析—4318国道1#石2#石3#石5#石0#石0#石6#石4#石高阳寨隧道口边坡垮塌过程安全事故原因分析—4高阳寨隧道口边坡垮塌过程安全事故原因分析安全对策建议安全对策建议在建设的前期研究中，树立安全意识，加强地质选线工作，确保工程安全可靠。（1）合理的勘察设计周期。工程建设勘察设计是灵魂，任何一个建设项目，勘察设计都有其合理的周期，人为压缩勘察设计周期，只会带来勘察设计质量的降低，为工程建设带来隐患；（2）建设单位提前介入，发挥业主的主导作用，严格按照有关规定检查、督促勘察设计单位，协调外部关系，稳定线路方案。安全对策建议—1实行全过程安全风险管理所谓安全风险管理，是指参与工程建设的各方通过风险识别、风险评价、风险处理和风险监控，以求减少风险的影响，以最低的成本获得最大安全保障的管理行为。（1）在项目可行性研究阶段，就应该对隧道工程的安全风险进行评估，对工程中各种风险发生的可能性及不利后果应该有充足的认识，为项目决策提供参考。安全对策建议—2实行全过程安全风险管理（2）在勘察设计阶段，主要是通过各种手段，查清各种风险源对隧道建设安全的影响程度，有针对性的优化设计方案或采取工程措施，使安全风险控制在可以接受的范围之内。（3）在施工阶段，主要是严格实施各种安全风险对策措施，并应在施工期间对风险实时监控，定期反馈，随时与相关单位沟通。安全对策建议—2（4）运营阶段，主要是采取各种监测手段，及时掌握隧道工程结构和设施的运用状态，对可能影响运营的安全隐患和残余风险进行动态监控，并适时采取相关措施，保证隧道工程运营安全。实行全过程安全风险管理安全对策建议—2精心勘察,提高隧道工程地质的判释精度（1）隧道工程的地质勘察，应有足够的钻孔数量。隧道进出口附近应布置勘探孔，查清风化层的厚度和洞口地形的稳定情况。地质复杂、长度大于1000m的隧道，洞身应按不同地貌及地质单元布置勘察孔查明地质条件；主要的地层界限，重要的不良地质、特殊岩土地段等处应有钻孔控制。埋深小于100m的较浅埋隧道或洞身段沟谷较发育的隧道，勘察点间距不宜大于500m。安全对策建议—3精心勘察,提高隧道工程地质的判释精度（2）地质条件复杂的隧道应采用综合勘探方法。宜采用遥感图像地质解译、地质调绘、综合物探和钻探相结合的方法，详细查清各种不良地质的分布范围、影响程度、水压和隧道通过地段的井、泉、河流和水库分布情况，预测洞身最大及正常分段涌水量，评价隧道可能发生的地质灾害，在岩溶发育区，应分析突水、突泥的危险，充分估计隧道施工诱发地面塌陷和地表水漏失等影响环境条件的问题，并提出相应工程措施意见。安全对策建议—3精心勘察,提高隧道工程地质的判释精度（3）对地质条件极为复杂的隧道和风险等级较高的隧道，应进行专项地质加深工作，并召开专项地质工作专家评审会，组织工程地质行业权威专家对专项勘察资料和勘探成果进行评估验收，提高不良地质的判释精度。安全对策建议—3精心设计，对容易发生安全事故的环节，有针对性的制定工程措施更新隧道设计理念，隧道设计除满足使用功能和耐久性外，更应重视施工安全。应制定合理的工期和施工进度指标，选择安全可靠的施工工法，为保证工程安全采取相关措施的费用，应纳入总概算。安全对策建议—4安全对策建议—4精心设计，对容易发生安全事故的环节，有针对性的制定工程措施（1）合理选择隧道纵坡，尽量避开或减少不良地质体的响，选择施工风险较低的的技术标准和方案。（2）选择合理洞口位置，制定保证安全进洞措施。（3）选择有利于施工和风险较低的施工辅助坑道。（4）合理确定支护措施和参数，防止塌方。（5）制定特殊不良地质的风险预案。（6）根据隧道的地质条件，选择适宜的施工工法。（7）密切配合施工,及时进行变更设计。精心施工，严格作业程序，落实安全措施隧道施工一定要把安全放在首位，所安排的各项作业，都要在确保安全的前提下进行。应严格按照施工工序和施工工艺的要求，认真落实各项安全保证措施，确保工序的施工质量。进行风险高的作业时，应制定安全作业指导书，并制定应急预案。正确处理好安全与工期，安全与效益的关系。安全对策建议—5精心施工，严格作业程序，落实安全措施（1）制定合理施工组织方案，严格作业程序，落实各项安全措施。不良地质段隧道的开挖作业，应在超前支护的保护下进行，开挖后，及时喷射混凝土封闭岩面，施作锚杆，安装钢拱架、钢筋网，复喷混凝土至设计厚度。分部开挖时，应使初期支护尽快封闭成环。台阶长度不应超过1.0倍洞径，初期支护封闭后，可尽快施工仰拱和填充，并尽早施作二次衬砌。安全对策建议—5精心施工，严格作业程序，落实安全措施（2）认真做好隧道施工地质超前预报，及时发现开挖作业面前方的地质异常点，确保每循环作业安全可控。应将施工地质预报工作纳入正常的施工工序，对工程地质、水文地质复杂的长隧道和特长隧道，可能存在诱发突水、突泥等地质灾害的隧道，地下水发育、围岩软弱、富水断层的隧道，高瓦斯、高地应力隧道，可委托经验丰富的专业队伍开展超前地质预报工作。安全对策建议—5精心施工，严格作业程序，落实安全措施（3）对可能发生地质灾害的隧道作业工区，应配备防灾报警措施，制定防灾预案。隧道施工防灾报警系统可设置声光报警、应急通信及电视监控、逃生通道及疏散标志、应急照明、逃生装备、应急排水等系统，制定防灾预案，并经常组织逃生演练。安全对策建议—5强化现场建设管理，加强安全知识培训，及时消除安全隐患（1）加强现场管理，对各项安全保证措施实行有效的监督，及时反馈各种风险信息，组织各层次的安全知识培训，加强现场的技术力量，充分发挥监理的作用，及时消除各种安全隐患。安全对策建议—6强化现场建设管理，加强安全知识培训，及时消除安全隐患（2）现场应成立专职安全管理机构，设立专职安全长、安全员。建设单位、配合施工的设计人员、现场监理人员、施工单位均应配备专职安全长和安全员，按照各自职责分工，检查各项安全措施的落实情况。安全对策建议—6强化现场建设管理，加强安全知识培训，及时消除安全隐患（3）组织安全知识培训。根据工程的特点，对各项作业的安全保证措施，各种防灾应急预案和防灾报警、疏散系统的有关要求，逃生、救生装备的使用、安全作业指导书等内容，都要组织安全培训，使参加施工的所有人员都能了解和熟练应用这些安全知识。安全对策建议—6强化现场建设管理，加强安全知识培训，及时消除安全隐患（4）加强现场技术管理，现场配备必要的消防器材。现场应配备经验丰富的技术人员，结合工程实际，进行安全事故“预想”、“预防”工作，并及时制定各种安全应急处理方案。在安放电器位置和主要施工工序的工作面，应配备必要的消防器材和防毒面具，发生火灾时，可迅速扑灭，作业人员可佩戴防毒面具逃生。安全对策建议—6强化现场建设管理，加强安全知识培训，及时消除安全隐患（4）发挥监理的作用，实行安全生产一票否决制。监理对现场违章操作、制定的安全生产保证措施不落实的实行一票否决制，可随时签发安全生产不合格停工令，对现场的安全生产实行有效监督，消除各种安全隐患。安全对策建议—6合理的安排工程工期，实事求是核定工程投资，制定科学的建设管理办法合理的工期和投资，是保证施工安全的前提条件，科学的建设管理办法，是规避施工风险，保证施工安全的有效手段，施工安全要从源头抓起。安全对策建议—7合理的安排工程工期，实事求是核定工程投资，制定科学的建设管理办法（1）合理安排隧道工程的工期由于隧道施工只能通过几个有限的工作面进行，施工场地狭小，各工序干扰大，如果工期太紧，可能会影响一些工序的施工质量，如锚杆注浆不饱满，初期支护背后的空洞不密实等，会给施工留下安全隐患。工期太紧，还可能造成施工单位减少超前预报的次数，简化预报内容，这样超前地质预报的精度就会大大降低。另外，工期太紧，还可能造成冒进，如一个循环的爆破进尺可能比设计偏大，这样支护时间就比较长，围岩自稳时间不足时，会造成坍塌，影响施工安全。安全对策建议—7合理的安排工程工期，实事求是核定工程投资，制定科学的建设管理办法（2）实事求是的确定工程投资。如果有些工程费用计列不足，施工单位正常经营出现亏损时，一些保证施工安全的措施就难以实施，甚至会发生偷工减料现象，如私自减少锚杆施工的数量，加大钢拱架的间距，喷射混凝土厚度不足等，可能会直接影响隧道的施工安全。建议重点工程的超前地质预报、风险评估和管理、专项安全措施等费用均应纳入概算。安全对策建议—7合理的安排工程工期，实事求是核定工程投资，制定科学的建设管理办法（3）施工风险较高的隧道应采用专业化施工队伍。在招投标阶段，应重点审查施工单位隧道专业技术水平和安全生产业绩，个别安全生产事故频发，隧道专业技术水平较低的施工企业，不允许承担隧道工程的施工。对一些地质条件复杂、施工风险较高的隧道应由经验丰富的隧道专业化施工单位承担。安全对策建议—7合理的安排工程工期，实事求是核定工程投资，制定科学的建设管理办法（4）完善隧道工程变更设计管理办法。一般由于隧道围岩级别调整的变更设计，建议经现场的建设、设计、监理和施工单位共同认定后，即可及