隧道施工安全的技术要点

隧道施工安全的技术要点张顶立北京交通大学教育部隧道及地下工程研究中心主要内容隧道施工安全特点隧道施工灾害类型分析超前地质预报及地质保障技术施工过程的风险管理与质量控制隧道施工的主要安全措施主要结论与建议1隧道施工安全特点施工安全对地质条件的依赖性强。地质条件的不确定性和一定程度上的未知性决定了隧道施工存在安全风险。安全事故一般规模较大，造成的危害和损失通常也较大，社会影响大。一般事发突然，事先预兆不明显，预防的技术难度大。影响因素多，随机性大，需要综合治理。地下空间狭小，同时有伴生灾难发生，施救难度较大，而且恢复生产需要较长时间。2隧道施工灾害类型分析（1）隧道涌水涌泥事故这类安全事故一般事发突然，造成的危害极大，常常伴有人员伤亡，是隧道施工中应着重考虑和竭力避免的事故。这类事故通常是隧道施工直接揭露或造成了与大型水体的沟通，其直接原因是对大型水体的位置、规模、性质等事先未确知，在未采取可靠措施的情况下贸然施工所造成。技术对策——超前预报2隧道施工灾害类型（2）隧道坍塌、冒顶及其诱发灾害这类事故通常规模较小，有些情况下也伴有人员伤亡，小范围的坍塌、冒顶是隧道施工中难以完全避免的。但有两点要高度重视：①小冒顶易于诱发大范围冒顶，危害加大；②冒顶有时也可诱发突涌水事故。这类事故多半是没有针对地层条件的变化及时调整施工方案，如开挖不当、支护不及时等造成。技术对策—采用正确的施工方案，加强质量管理2隧道施工灾害类型（3）爆炸类安全事故这类事故包括瓦斯、油层气等有害气体的爆炸及岩爆等，通常是局部发生，但后果往往也是严重的。也是特殊地层隧道施工管理的重点工作。技术对策—措施到位，加强管理3超前地质预报及地质保障技术与其他工程相比，隧道施工对地质工作具有更多的依赖性。近年来超前地质预报工作得到了高度重视，客观上也取得了显著的效果，可以说避免了许多灾害性事故的发生，而且也为更多的人所接受。目前存在的主要问题是如何提高预报的准确定和及时性，以及与隧道信息化施工的联动。为此目前的超前预报工作应注意以下5个方面的问题：(1)不良地质体类型的分析针对工程特点，对隧道穿越地层的不良地质体进行全面的分析和了解，尤其就其对隧道施工的影响进行重点分析，不良地质体主要包括岩溶构造、断层破碎带、地层结构界面及富水地层等。在全面分析的基础上，对不良地质体对隧道施工的影响类型和可能导致的事故进行分析和归类，由此确定地质工作的重点。(2)不良地质体及结构界面的识别本项内容主要探测设备硬件的研制，立足自主开发应用针对隧道工程特点、易于掌握、实用(功能不宜太多)和价格较低的探测仪器，目前国内已研制出该类仪器。探测的有效距离一般不应小于50m，精度应在数米内，并在必要时采取包括钻孔在内的综合探测方法。(3)信息采集与精确分析系统对现有超前预报方法进行改进，特别是从综合预报的原理出发，获得三维空间综合参数数据，提高定位精度；综合各种预报方法进行进行数据采集和精确分析，从不同物性出发研究上述不同类型的地质灾害，提高预报可靠性。(4)超前地质实时综合预报集成系统由于不良地质体的成因、分带规律等不同，首先明确各种不良地质段隧道超前预报的任务、内容和重点。以实际数据为基础，设计预报管理系统，充分利用各种结果，及时处理预报中的大量数据，做出科学的预报决策。(5)地质灾害预警和施工预案专家系统综合各种预报方法，对前方的地质状况进行全面的描述，尤其对重要的地质异常带进行钻探。综合考虑不良地质对隧道施工的影响，及时对可能出现的灾害发出预警和预报，并给出相应的处理方案和措施。超前预报工作的基本原则岩溶地区的岩溶构造等不良地质体应采取综合预报方法，坚持长短结合以短为主，预报范围前方≥50m，隧道周边外1倍洞径做为工序列入。在不能确认排除岩溶构造体时，必须实行钻孔钻探，并严格按设计范围进行。对于危害性较大不良地质体在无法确认时遵循宁信其有，不信其无的原则。4施工过程的风险管理与质量控制对不良地质段制定完善的施工方案和技术措施，最大限度地减小安全风险；针对不良地质体性质和工程特点，选用合理的施工方法，减小对地层的扰动；严格按设计进行注浆加固,并确保质量；严格支护质量管理和初支背后的回填注浆效果的检测。5隧道施工的主要安全措施地层破裂过程的微震监测，由此可对地层破裂的位置、发展规律和破坏程度做出判断，可进行近距离和短期预报；采用可靠的注浆加固综合措施，有效地加固地层和堵水；制定完善的监控方案并确保实施到位；针对不同的灾害类型分别制定紧急预案。6主要结论与建议隧道施工安全已经引起各级主管部门和有关领导的高度重视，这是可喜的！采取有效措施后多数大型的安全事故是可以避免的，从技术上已可以做到。建议每个工程应确定合理的建设周期，因为很多安全措施的实施是需要时间的！工程造价应合理，要实事求是，不赞成工程的限额设计，这样很难保证安全措施的落实到位。建议今后在工程可行性研究阶段增加《安全风险评估》专章，安全评估可一票否决，宜列专项经费保证安全措施的到位！谢谢！