14.隧道施工安全培训【120页】

中铁五局四公司工程项目标准化管理六个方面探讨隧道安全管理一、隧道的工程特征与安全管理基本原则二、隧道安全管理的策划三、工序层面的安全管理（开挖）四、隧道安全管理方法（基础管理、全面管理、动态管理、危机管理，目标管理）五、工程案例及教训、思考六、隧道施工技术发展的展望一、隧道的工程特征与安全管理基本原则隧道安全管理是建筑施工企业安全管理的重要内容，随着我国铁路、公路等基础设施建设快速发展和科学技术的进步,隧道工程建设呈现建设规模快速增长,隧道结构更加大型化、多样化，隧道的工程地质与水文地质条件更加复杂化新特点，随之而来还有工程技术难度的加大，建设工期、质量标准要求不断提高。隧道安全管理的形势和条件正发生着深刻的变化，隧道安全风险和管理难度急剧加大。参建特长隧道：铁路隧道：太行山隧道公路隧道：秦岭终南山公路隧道独立承建的岩山隧道，壁板坡隧道大断面隧道新考塘隧道出口最大开挖宽度为30.26m，高度16.97m断面面积396m²，跨度达30.26m青山车站大跨C段为24.13米315.47m²壁板坡隧道A断面宽25.34m,高16.28m，338.61m²大连地铁西安路车站最大开挖断面宽26.5m，高27.8m，670m²是目前亚洲最大暗挖地铁车站隧道施工一旦发生安全事故,必将带来的工期延误、人身伤亡和巨大的经济损失，随着我国“以人为本”的建设理念深入人心，安全管理法律法规的逐步健全，安全事故已成为施工企业不能承受之重。面对安全管理中的种种的难题，一方面隧道建设者和管理者克服不能为力的消极情绪，要研究隧道安全规律，尊重规律，利用规律，不断提高认识问题和解决问题的能力，以系统管理为依托，按照“依靠科技要安全、依靠管理要安全、依靠设备要安全”的总体思路，建立全过程、多维度高效可靠的安全管控体系。另一方面要跳出安全看安全，必须把隧道安全管理放在隧道建设项目管理、企业管理，甚至行业管理大环境去思考和谋划，不断创新安全管理的方法和手段，适应新常态下隧道安全管理的新要求。一、隧道安全管理的基本特点隧道工程特征和施工特点决定隧道安全管理的基本特点。（一）、隧道工程地质与水文地质的隐蔽性、复杂性、工程地质勘察手段的局限性决定了隧道施工管理要道循“石变我变”的动态管理原则。通过对围岩的判释，不断修正设计，不断改变施工工艺。信息化（二）、隧道施工不断改变着隧道结构的应力状态和稳定状态，决定了隧道施工安全措施要道循“时变我变，及时有效”管理原则。（三）、隧道施工管理的最优结果是有限的空间和时间内实现安全、进度、成本等目标的有机统一，科学工期及进度安排，合理的成本计划是安全管理的保障。把安全管理纳入项目整合管理和平衡管理中去统筹考虑。（四）、隧道工程的单件性和多样性的特征，决定了隧道安全管理既要重视标准化的管理也要重视针对性的管理。（五）、隧道施工的高风险性特征决定了对安全措施的严密性和严格性.设计失误41%不可抗力及其它18%施工缺陷21%地质勘探不足12%信息缺乏8%9•各种灾害事故所占比例•塌方64%•突水突泥12%•洞内火灾8%•火工品爆炸8%•其他8%近年隧道重大事故统计分析10隧道安全管理特征要求我们了解设计，精通施工一个对象：岩石分级方法两种理论：松弛荷载理论、岩承理论三种方法：隧道设计和施工的技术法则，而不是一般意义上的施工技术或施工方法四个阶段：调查、测绘、勘探、设计围岩级别：项目整合管理和平衡管理针对性的管理岩石分级的基本思路两个理论“石变我变，时变我变”的理论基础及现实意义。隧道设计的两大理论体系及围岩分级理论一种理论是二十世纪20年代提出的传统的“松弛荷载理论”。其核心内容是：稳定的岩体有自稳能力，不产生荷载：不稳定的岩体则可能产生坍塌，需要用支护结构予以支撑。这样，作用在支护结构上的荷载就是围岩在一定范围内由于松弛并可能塌落的岩体重力。这是一种传统的理论，其代表人物有泰沙基和普氏等人。它类似于地面工程考虑问题的思想，至今仍被广泛的应用着。另一种理论是二十世纪50年代提出的现代支护理论，或称“岩承理论”。其核心内容是：围岩稳定显然是岩体自身有承载自稳能力：不稳定围岩丧失稳定是有一个过程的，如果在这个过程中提供必要的帮助或限制，则围岩仍然能够进入稳定状态。这种理论体系的代表性人物有拉布西维兹、米勒-菲切尔、芬纳-塔罗勃和卡斯特奈等人。这是一种比较现代的理论，它已经脱离了地面工程考虑问题的思路，而更接近于地下工程实际，近半个世纪以来已被广泛接受和推广应用，并且表现出了广阔的发展前景。三种方法：新奥法、矿山法、浅埋暗挖法矿山法是一种传统的施工力法，是人们在长期的施工实践中发展起来的。它是以木或钢构件作为临时文撑，待隧道开挖成型后．逐步将临时文撑撤换下来，而代之以整体式厚衬砌作为永久性支护的施工方法。•先拱后墙法及先墙后拱法•漏斗棚架法、台阶法、上下导坑先墙后拱法新奥法新奥法(NATM)是新奥地利隧道施工方法的简称,在我国常把新奥法称为“锚喷构筑法”。工法原理：（1）边挖边支护，约束围岩变位，使围岩和支护结构共同形成支护环、实施稳定的人工掘进作业。（2）对于岩石地层，采用分步或全断面一次开挖，锚喷支护和锚喷支护复合衬砌，必要时可做二次衬砌;（3）对于土质地层，一般需对地层进行加固后再开挖支护、衬砌，在有地下水的条件下必须降水后方可施工。浅埋暗挖法浅埋暗挖法是中国人自己创造一种隧道修建方法。浅埋暗挖法是在距离地表较近的地下进行各种类型地下洞室暗挖施工的一种方法。造价低、拆迁少、灵活多变、无须太多专用设备及不干扰地面交通和周围环境等特点，浅埋暗挖法在全国类似地层和各种地下工程中得到广泛应用。具有重大的社会效益和环境效益，该方法在总体上到国际领先水平。铁路隧道：单线或双线，拱顶埋深小于：Ⅵ级围岩35～40m、Ⅴ级围岩18～25m、Ⅳ级围岩10～14m、Ⅲ级围岩5～7m为浅埋隧道；也可按实测压力P/垂直土柱重量γh来确定，当P/γh＞0.4～0.6为浅埋隧道。地铁暗挖隧道：由于环境要求高，断面变化大，仅用拱顶埋深是不妥的，按拱顶覆土厚度（H）与结构跨度（D）之比来考虑，即当0.6＜H/D≤1.5时，称为浅埋，当H/D≤0.6时称为超浅埋。浅埋隧道的确定原则矿山法与新奥法的区别•矿山法有它的理论基础、工程原理、技术方法和指导原则。矿山法是建立在经典的岩土力学基础之上的。经典岩土力学的理论精髓,库仑一莫尔及太沙基的理论和朗金的定律、用于深埋隧道的坍落拱普氏理论和用于浅埋隧道的沉降漏斗压力理论及全土柱压力理论成为隧道矿山法设计、施工的技术指导原则。•“新奥法施工的基本思想是充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时对围岩进行加固，约束围岩的松弛和变形，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道和地下工程设计施工。浅埋暗挖法与新奥法的关系浅埋暗挖法是在借鉴新奥法的某些理论基础上，针对中国的具体工程条件开发出来的一整套完善的隧道修建理论和操作方法。与新奥法的不同之处在于，它是适合于城市地区松散土介质围岩条件下，隧道埋深小于或等于隧道直径，以很小的地表沉降修筑隧道的技术方法。工艺原理：浅埋暗挖法沿用新奥法基本原理（1）利用土层在开挖过程中短时间的自稳能力，采取适当的支护措施，使围岩或土层表面形成密贴型薄壁支护结构；（2）初次支护按承担全部基本荷载设计；（3）二次模筑衬砌作为安全储备；（4）初次支护和二次衬砌共同承担特殊荷载。风险评估施工方案组织管理二、隧道安全管理的策划（一）、风评估与应急预案隧道危险源的识别和风险评估，是隧道安全管理的基础。必须创造条件让隧道施工者及参与各方参加风险评估和危险源识别。危险源识别及风险评估贯穿隧道施工全过程。1、发生灾害的原因主要体现在以下三个方面：未发现风险源，发现风险源，但技术方案不合理.发现风险源，但施工管理措施不到位。2、安全风险评估是隧道风险评估的重要内容和首要任务，在建设早期识别潜在因素并估计发生的概率和影响程度，通过早期的规避风险措施，并在施工中有目地的加以落实和监测将有效减少工程事故的发生和事故损失。3、安全风险评估及管理的基本流程。依据施工图中风险评估结果和相关数据资料汇总各隧道工点风险事件，确定潜在的主要风险事件;建立风险评估指标体系、风险接受准则和风险分级方法；根据施工进程对各隧道主要风险事件，逐段对初始风险进行再识别和监测；对初始风险进行估计，分析风险事件发生的概率和损失，评价初始风险等级；根据设计或施工应对措施对风险进行再评价，估计残留风险等级并进行监测；当残留风险在接受范围内时，隧道风险管理按预定计划执行，直至工程结束；当风险不可接受时，应对风险进行再评定和处理。4、隧道风险评估方法应根据各阶段风险特点采用定性、定性和定量相结合、定量的方法。5、隧道风险评估特别重视管理原因和人的因素对风险可能性影响的折减系数。6、事故应急预案是危机处理主要措施，应急预案分为总体应急预案、专项应急预案、现场应急预案。预案的基本要求科学性、实用性、权威性。23•风险识别的成果矿山法安全风险投资风险工期风险第三方风险环境风险施工方法层目标风险层—建立识别的风险评估指标体系24风险事件层•建立识别的风险评估指标体系（续）安全风险塌方岩爆瓦斯落石突水突泥25塌方地质开挖支护及衬砌施工管理隧道特征风险因素层风险评估•建立识别的风险评估指标体系（续）26地质设计地质核对监控量测超前地质预报岩性构造地下水不良地质特殊土断层溶蚀滑坡风险因素层•建立识别的风险评估指标体系（续）（二）、施工方案与技术交底。施工）专项方案是对分部分项工程安全管理的系统策划，从人、机、料、法、环多方面进行危险因素分析，提出安全总体要求、安全措施、重大施工步骤安全预案等。1、隧道项目技术负责人要根据《公路水运工程安全生产监督管理办法》（交通部令2007年第1号）、《危险性较大分部分项工程安全管理办法》（建质[2009]87号），按照标准规范和设计要求组织编制专项施工方案，确保按方案组织实施，严禁擅自改变施工方法。2、长大隧道、超大断面隧道、特殊结构形式隧道、不良地形、不良地质段的隧道，隧道穿越公路、临近铁路线、重要管线、建筑物等需编制专项施工方案，3、安全专项方案的编制审查要点.专项方案必须组织内部评审，必要时需经外部专家评审后组织实施。施工方案是根据一个施工项目指定的实施方案。其中包括组织机构方案，人员组成方案，技术方案，安全方案，材料供应方案，现场保卫方案、后勤方案等等而安全方案只是施工方案中的一部分，侧重于施工安全方面的要求、措施、预案等。专项施工方案是针对复杂的工艺及特定的部位（如跨度160m的现浇箱梁等）来进行是施工安排与配置。安全专项施工方案：指针对现场存在安全隐患的生产部位（如高压线下施工，既有线旁等）进行安全施工安排及配置。（1）、程序性审查专项方案签字手续齐全，报审程序应符合规定要求。超过一定规模的危险性较大项目的专项施工方案应有专家论证报告，专家提出的意见应在专项施工方案中落实；如专项方案需作重大修改的，施工单位应当重新组织专家论证。（2）、符合性审查：专项方案的内容应符合有关强制性标准的要求，不得有违反强制性条文的内容；需要进行验算的项目必须有设计计算书，设计依据应可靠，设计条件应符合实际情况,设计参数、荷载取值应合理，计算方法应正确，计算结果符合规定要求。（3）、针对性审查:专项方案应具有较强的针对性，采取的施工方法、技术措施应符合实际，充分考虑本工程的特点、施工条件、环境条件的影响。当实际情况、环境条件不能满足安全要求时，应采取必要的安全措施。4、在实施过程中，专项方案需要进行重大修改的，按规定程序重新编制、审核和审批。未经设计变更的，不得违背设计文件中规定的开挖工法；未编制专项方案的，严禁盲目组织施工；任何单位和个人无权擅自更改设计规定的开挖工法，无权擅自违反经审核批准的专项方案。5、安全交底坚持内业与外业相结合，理论与实际相结合。在交底内容上：坚持系统性与实用性相结合。力求有针对性，交底内容与对象相适应且适用；操作人员熟练掌握工序要点、注意事项、施工方法及工艺细