隧道施工技术质量与安全

•第十一章隧道的安全技术一、隧道施工技术质量与安全的现状当前铁路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•安全形式严峻•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）隧道施工现状目前隧道施工存在的主要问题1、施工阶段地质判释技术不完善，缺乏有效的判释方法和手段，靠几百米钻一个孔，不过是一孔之见；2、隧道施工方法，特别是软弱破碎围岩的施工方法的规范化、机械化程度有待提高，TBM、盾构掘进还不普遍，大部分还是钻爆法、矿山法；3、在施工中没有牢固树立“保护围岩、加固围岩”的观点和理念，初期支护不到位，不能有效地保护围岩的自身承载能力，有效地控制围岩的变形、松动和坍塌；隧道施工现状目前隧道施工存在的主要问题4、“重外表、轻内实”，结构存在隐患，如：衬砌背后充填不密实，甚至留有空洞；衬砌厚度不足，有的严重不足；基底处理不彻底，运营不久翻浆冒泥现象等5、地下水处理始终是薄弱环节，堵水不彻底，排水不畅通，防水不坚强，渗水、漏水现象时有发生，比较普遍；6、通风照明不好，洞内施工作业环境欠佳，劳动保护意识差，影响施工质量、安全和员工的健康；隧道施工现状目前隧道施工存在的主要问题7、施工阶段工程质量的检测体制不完善，缺乏有效的检测方法和手段；8、施工无抢险预案，应变能力不强，一旦出现施工灾害，就束手无策；9、没有真正地实现动态管理、动态施工，没有石变我变，设计和措施跟着变。隧道施工现状二、安全事故原因分析隧道灾害事故种类据不完全统计，隧道灾害事故主要有：隧道塌方、突水突泥、洞内火灾、火工品爆炸及其他几类。其中：隧道塌方占64%、突水突泥占12%、洞内火灾占8%、火工品爆炸占8%、其他占8%。安全事故原因分析隧道坍塌洞口塌方占20%，掌子面变形塌方占33%，掌子面后方30—50m施作施作仰拱时，塌方（即关门）占47%。安全事故原因分析（一)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。安全事故原因分析马鹿箐隧道突水安全事故原因分析马鹿箐隧道突水野三关隧道岩溶突出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。(二)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(三)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(四)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㈣高阳寨隧道进口塌滑事故安全事故原因分析解决好隧道施工管理、技术、质量、安全问题，是减少事故的重要环节、手段和方向。安全事故原因分析•管理：以风险观点实现精细的工程管理。•技术：以先进的施工技术和工艺，确保开挖规整、支护稳定和衬砌牢固，质量良好。•安全和质量：安全质量为主线，技术和管理为后盾，实现安全生产，保证工程质量。安全事故原因分析隧道施工的理念•保护围岩•动态管理•改善环境•精心组织•精细施工•内实外美安全事故原因分析隧道施工的理念•保护围岩•动态管理•改善环境•精心组织•精细施工•内实外美安全事故原因分析三、隧道施工安全管理隧道工程安全存在的主要问题•1、洞口：人员进出洞管理不规范，进出洞登记制度执行不严；洞口仰坡砼喷护不好，有脱落现象；洞口上方截水沟不标准，排水不畅；洞口消防器材配备不足。•2、隧道开挖：地质情况变化时，存在不报告擅自处理的情况，开挖与设计断面轮廓不符；隧道超、欠挖现象普遍存在；隧道超挖处理不及时。•3、初期支护：初期支护喷射混凝土施作不及时；对岩面渗漏水不处理；喷射砼采用干喷；个别存在格栅钢架连接角钢偷工减料现象隧道施工质量管理隧道工程安全存在的主要问题•4、仰拱、二衬：掌子面与仰拱、二衬安全距离超过卡控标准，施作不及时；衬砌钢筋间距分布不匀、超标。•5、临时用电：临时用电不符合安全技术规范的要求，未执行“三相五线制”、“一机一闸一漏”和“三级配电两级保护”；电线挂设乱，照明不足；掌子面作业未采用安全电压；没有应急照明设施。•6、火工品：炸药库围栏封闭不严，不按双控措施执行；炸药的领用、押送、使用、交回以及工地存放未严格按要求控制；爆破作业不按爆破安全技术操作规程进行；通风排烟不良；爆破前安全预警不及时，不设置警戒线。隧道施工质量管理隧道工程安全存在的主要问题•7、人员安全：安全教育培训流于形式；安全技术交底执行不严；个人防护用品配备不全；违规搭乘施工车辆；没有安全人行通道。•8、设备安全：设备操作人员不持证上岗；设备维护、保养不及时，带病工作；驾驶人员不执行安全操作规程；各种车辆不能按标准限速行驶；运渣车辆就位没有专人指挥。•9、作业高空防护不足，脚手架搭设不规范，防护不到位。•10、通风与排尘：未设专职人员管理；隧道内空气成分、含尘量不按期检测；放炮前不进行喷雾和洒水；出渣前不喷湿；风管距掌子面距离较远；通风管扭曲，损坏部位修补不及时。隧道施工质量管理隧道工程安全存在的主要问题•11、防火安全：洞口未按“五.五”配置消防器材；不能定期检查消防器材的有效性；擅自挪用消防器材；洞内违章使用明火和取暖。•12、深基坑防护措施不足。•13、深路堑不执行分阶开挖，分阶支护的规定。•14、大型站房交叉作业，相互干扰，指挥组织协调不畅。隧道施工质量管理隧道施工安全五要素•工程设计是前提•施工方案是基础•工艺流程是关键•风险控制是保证•应急预案是防范隧道施工安全管理隧道安全施工的原则•先做安全评估，后做施工方案的原则•先做超前地质预报的原则•先做明洞，后进洞的原则•先进洞，后出洞的原则•先做管棚注浆，后开挖的原则•先做洞门的原则•先做洞顶防排水的原则隧道施工安全管理隧道安全施工的原则•先做仰拱早封闭的原则•先铺底，后衬砌的原则•先治水后掘进的原则•衬砌紧跟的原则隧道施工安全管理总的原则•机构要精干•人员要精明•队伍要精锐•设备要精良•管理要精心•技术要精益•施工要精细•质量要精品台阶法施工实例全断面施工实例隧道施工安全管理快速施工组织原则：•空间要布满•时间要用足•人机要配强•方法要最优双侧壁导坑法开挖实例隧道施工安全管理不良地质隧道施工原则•先预报管超前•预注浆多台阶•短进尺弱爆破•强支护快封闭•勤量测紧衬砌RPD-150C快速地质钻机水平钻探XY-2PC钻机进行伞状定向钻探隧道施工安全管理•钻爆作业线•防排水作业线•装碴运输作业线•喷锚作业线•二次模筑混凝土衬砌作业线•通风作业线四臂凿岩台车作业隧道施工安全管理加强安全管理必须实施强劲的安全措施，即提高意识，执行制度，严格标准，强制措施。隧道施工安全管理安全宗旨•安全第一以人为本•突出重点全面监控•预防为主综合治理•防微杜渐警钟长鸣•常抓不懈持之以恒隧道施工安全管理四个消除•人的不安全行为•物的不安全状态•机的不安全运行•事的不安全运作隧道施工安全管理隧道施工安全的重点•防爆破伤人•防坍塌•防瓦斯•防突泥突水•防机械防人•防漏电触电隧道施工安全管理•1、预报先行，心中有数。反射波前地层或断层检波器2检波器1隧道震源入射波前TSP203超前预报原理图隧道施工安全管理•2、选择科学的开挖工法隧道施工安全管理CD法施工正台阶开挖•3、控制爆破隧道施工安全管理•4、早做仰拱及时封闭隧道施工安全管理•5、选择强劲的支护手段隧道施工安全管理•6、科学把握隧道衬砌时机隧道施工安全管理•7、及时监控量测隧道施工安全管理•8、仰拱先行隧道施工安全管理•9、推行“逃生”通道隧道施工安全管理•提高不良地质隧道施工水平，施工核心是预防变形和坍方。涌泥损坏施工机具岩溶充填物拱腰溶洞引起塌方大方量涌泥隧道施工安全管理•确保施工安全，必须落实好“三超前、四到位、一强化”施工技术关键环节。隧道施工安全管理三超前•超前预报•超前加固•超前支护隧道施工安全管理四到位•工法选择到位•支护措施到位•快速封闭到位•衬砌跟进到位隧道施工安全管理一强化•强化量测隧道施工安全管理•光面爆破是基础•喷锚支护保安全•围岩量测明情况•铺底先行造环境•通风防尘出效率•衬砌紧跟树形象隧道施工安全管理四、隧道施工质量管理隧道工程质量存在的主要问题•(一)洞口工程•1、洞门施作不及时。•2、截排水沟滞后。•3、进洞管理不严格。•（二）二衬仰拱•1、施工步骤安全距离超标。•2、仰拱填充一次浇筑。•3、施工缝处理不规范。•4、二衬厚度不足。•5、二衬背后脱空。隧道施工质量管理隧道工程质量存在的主要问题•（三）防水作业•1、防水板、止水带施工不规范。•2、止水带、排水管定位偏差大。•3、有的隧道有渗漏水现象。•（四）支护作业•1、施作不及时，没有及时闭环。•2、监控量测不规范。•3、干喷作业。•4、偷工减料。•5、初喷厚度不足。隧道施工质量管理隧道工程质量存在的主要问题•（五）开挖作业•1、擅自改变开挖方法。•2、超前支护不及时。•3、超前支护偷工减料。•4、一次开挖尺寸过大。•5、光爆效果差。隧道施工质量管理开挖质量：“五度”•测量的准度•布孔的密度•钻孔的深度•打眼的角度•装药的集度隧道施工质量管理衬砌质量：“六度”•测量的准度•立模的位度•混凝土的强度•衬砌的厚度•衬砌的平整度•衬砌的光洁度隧道施工质量管理