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公路隧道施工安全 安全工程系 施工安全概述 公路隧道施工及成就隧道施工安全技术典型事故案例分析事故处理塌方处理结束语 一 施工安全概述 土木工程施工业从业人数众多 同时它又是一个与工作相关的事故和疾病发生比例非常高的行业 在许多国家都是最危险的行业 带来了巨大的生命财产损失 风险无处不在 据国际劳工组织 InternationalLaborOrganization ILO 估计 2003年全球的重大职业安全事故总数为35 5万起 其中土木施工业的安全事故约6万起 占 16 9 也就是说该行业每10分钟就会发生一起致命事故 在工业化国家 发生在土木工程施工工地上的死亡人数在与工作相关的死亡中占据的比例高达25 40 而该行业雇佣的劳动力在全部劳动力中所占比例为6 l0 我国是发展中国家 一般而言 发展中国家建筑业的劳动力比发达国家更为密集 完成同样的工作量大概需要2 5 10倍的工人 事故的数量也比发达国家多得多 我国土木施工业的从业人数巨大 90年代初为2500万人 2003年为3893万人 2006年约4000万人 约占全世界施工建筑从业人数的25 我国高发的施工安全事故也造成了大量的人员伤亡 据国家安全生产监督管理局发布的数据 2004年建筑施工业死亡总人数达到了2789人 2005年施工建筑业发生伤亡事故2288起 死亡2607人 目前我国安全事故总量居高不下 随着我国经济的持续发展 安全事故问题会日益突出 而且在未来相对长的时间内 我国安全生产形势仍将十分严峻 事故发生率仍有可能在高位徘徊 2005年12月14日凌晨5点左右 贵开高等级公路第五标段在建的小尖山桥发生支架垮塌事故 当时 桥面共有22名施工人员 事故造成7人死亡 四川都江堰隧道爆炸造成44人遇难11人受伤 2005年12月22日下午 都汶高速公路董家山隧道瓦斯爆炸事故遇难人数最终确定为44人 同时有11人受伤 2003年5月22日上午7 30分 由甘肃省天地路桥工程有限公司 原名甘肃省张掖公路总段 负责施工的甘肃省兰州至临洮高速公路第11合同段K58 820米左侧上边坡发生坍塌 将8个正在施工的民工埋入土体中 造成7人死亡 1人受伤的重大事故 哈尔滨天恒山隧道入口坍塌 5人死亡两人失踪 2007年2月22日13时40分 春节期间一直在 施工建设的哈尔滨绕城公路天恒山隧道入 口处发生大面积坍塌 事故中7名工人被埋 2009年3月16日上午7时50分 中铁十四局集团正在连云港东疏港高速公路后云台山隧道进行右线掘进施工时 距离隧道洞口约962米处 拱顶正前方突然出现局部坍塌 导致7名施工人员被困 其中3名轻伤 1人重伤 另外3人抢救无效而死亡 在公路等重大基础设施建设中 必须要吸取以往的经验教训 牢固树立工程安全第一的指导思想 科学规划 科学设计 科学施工和管理 并进行科学的风险评估 工程质量安全必须在工程全过程中得到充分考虑 一些工程设施出现的安全问题 不少都是由于前期准备工作不足 调查研究不够 再加上规划 设计 施工各个阶段工作中有疏漏又缺少实时监测和风险评估造成的 安全生产是党和国家的一贯方针和基本国策 是保护人民生命安全 健康 促进社会生产力发展的基本保证 也是保证社会主义经济发展 进一步实行改革开放的基本条件 安全生产管理的方针是 坚持安全第一 预防为主 安全的内容与主要控制措施 安全包括 人身安全 健康和财产安全 安全控制的三大主要措施 安全法规 安全技术和工业卫生 职业安全健康方针 组织 计划与实施评价 改进是职业安全健康管理体系的核心要素 要坚持持续改进 安全法规又称劳动保护法规 是采用立法的手段制定保护职工安全生产的政策 规程 条例 制度 安全技术是在施工过程中为防止和消除伤亡事故或减轻繁重劳动所采取的措施 工业卫生是指在施工过程中为防止高温 严寒 粉尘 噪声 振动 毒气 废液 污染等对劳动者身体健康的危害而采取的防护和医疗措施 三大措施与控制对象和控制内容的关系是 安全法规侧重于对劳动者的管理 约束劳动者的不安全行为 因此 其控制的主要内容是安全生产责任制 安全教育 安全事故的调查处理 安全技术侧重于对劳动对象和劳动手段的管理 消除 减弱物的不安全状态 其控制的主要内容是安全检查和安全技术管理 工业卫生侧重于环境的管理 以形成良好的劳动条件 其控制的主要内容亦是安全检查和安全技术管理 安全控制管人 管物 管环境安全施工体系 人 物 环境 质量 进度 成本与安全的关系 四要素 质量 进度 成本与安全关系 密切相关 相互制约又相辅相成并有机地联系在一起 施工项目的质量与安全是工程建设的核心 是决定工程建设成败的关键 生产必须安全 安全为了生产 安全第一 与 质量第一 并不是矛盾的 而是辩证的统一 安全是为质量服务的 质量亦需以安全作保证 安全也是质量的特点之一 抓住质量与安全这两个环节 施工就能顺利进行 就能获得良好的社会效益 经济效益和环境效益 施工进度的实现 必须以安全为保证 这是显而易见的 为实现施工进度而不断发生安全事故 施工进度当然无法实现 投资和成本与安全亦是息息相关 如果施工中经常出安全事故 则进度 质量均受影响 投资效益受损 成本就要增加 安全生产的基本原则与要求 基本原则 安全第一 预防为主 和坚持 管生产必须管安全 二 公路隧道施工及成就 公路隧道的修建是形势的需要 中国地域辽阔 南北长约4000km 东西长约4500km 海拔地势高差达5000m左右 地表起伏很大 峡谷 丘陵 高山遍布在2 3国土上 平面投影面积960万平方公里 立体面积超过2000万平方公里 居住着56个民族 近13亿人口 所以公路一直 今后永远是我国人民出行的主要交通方式 随着生活节奏的加快和科学技术的进步 要求安全 舒适 快速 方便经济的运输方式已提到日程上来 尤其是公路更加满足不了乘客的需求 过去多用盘山绕行 挖深路堑修建公路 不仅增加了里程 降低了行车速度 增多耗油量 破坏了环境 而且行车很不安全 给汽车本身也带来了机械损耗 赶上冬季 线路多在冰冻线以上 山高 路滑 坡陡而翻车 封路的事件屡屡发生 深挖路堑形成高边坡 不仅损失了许多土地 也破坏了自然景观 常常带来大的滑坡 坍方等病害 所以从实施可持续发展战略出发 长大公路隧道像雨后春笋一样迅猛发展起来 到2000年底我国公路隧道已有1684座 总长有628km 其中有首座半横向通风自动化最高的深圳梧桐山隧道 板樟山隧道等一批城市公路隧道 有广州白云山双向三车道大跨度扁平率为0 6左右的隧道 有福州多连体四连拱象山隧道 宽 35 4m 高8 9m 有近距离四连拱宽45 6m 的科苑立交隧道 有应用最多 大跨 32 35m 双连拱 具有代表性的京珠高速公路五龙岭隧道 有首次采用竖井和纵向射流运营通风技术的中梁山隧道 有逆光照明不在洞口设光过渡段的猫狸岭隧道 有处于3800m高海拔 高寒 平均 7 最高达 35 地区施工的青海大板山隧道 有处于高地应力区的川藏公路二郎山隧道 有穿越高浓度 高压力煤层的华蓥山隧道 长4705m 以及双向分离式四车道国内最长18 4km终南山隧道和长度大于6km以上鹧鸪山隧道 泥巴山隧道 雪峰山隧道等 总之随着技术的不断发展和运营的需要 公路隧道趋势是隧道越修越长 隧道越修越宽 技术越来越难 越复杂 公路隧道的修建涉及到结构 防排水 岩土 地质 地下水 空气动力 光学 消防 交通工程 自动控制 环境保护 工程机械等多学科 综合复合技术 需要多学科进行联合研究 进行攻关 我国公路隧道已有长足的发展 对围岩动态量测反馈分析技术 组合式通风技术 运营交通简易监控技术 新型防水 排水 堵水技术 围岩稳定技术 支护及衬砌结构技术等都有许多工程实例 业绩和成果 其中大部分成果已处于国内领先水平 还有一些成果已达到国际先进水平 近年来我国隧道在设计和施工方面技术水平的进步和提高通过多年的发展 我国的隧道设计和施工技术水 平的取得了很大的进步 无论从长度 断面大小 施 工难道 涉及领域都进入了世界隧道修建的前列 1 隧道工程勘察设计水平的进步和提高 最大限度的利用周边围岩和支护功能 尽量减少对围 岩的扰动 要 爱护 和 保护 围岩 二次衬砌原则上 是在围岩与初期支护变形基本稳定的条件下修筑 围 岩与支护结构形成一个整体 提高支护结构的可靠 度 尽量使隧道断面周边轮廓圆顺 避免棱角突变处 应力集中 隧道工程设计理念的进步新奥法设计施工的灵魂 围岩是主要承载单元 长大隧道与复杂特殊地质隧道专项地质工作和施工期 间的隧道施工地质工作 越来越受到重视 施工地质超前预报工作是修正 完善前期地质勘察工作成果的一种重要手段 一方面它可以完善设计地质资料 优化设计方案 指导施工决策科学化 另一方面可以对勘察遗漏的不良地质体给施工带来的困难给予及时的预报 指导工程施工 同时超前地质预报可以降低地质灾害发生的机率 保证施工人员和设备的安全 提高了对地质工作的认识 增强了环保意识 符合环境要求 体现可持续发展的原则 现在的隧道工程 坚持减少对环境的破坏性影响 并尽可能使工程和环境相协调的原则 节约土地资源 减少对自然的破坏 多采用隧道工 程和特长隧道 环保设计 严格隧道早进晚出 减少洞口边仰坡大刷大挖 采用新型的环保洞门形式 保护地下水资源防止地下水流失 采用 以堵为主 限量 排放 的防排水设计理念 工程项目实施前应进行环境影响评价 工程的设计的同时 应进行环境保护设计 绿色环保洞门 和谐工程 新奥法及浅埋暗挖技术更加成熟 大跨度 浅埋隧道 海底 水底 隧道 地铁隧道越来 越多地被设计和施工 运用信息化设计和动态施工管理 隧道建设可分为调查 设计 监测和施工四个环节 在初步地质调查的基础上 根据经验方法 通过力学计算进行预设计 初步选定支护参数 然后在施工过程中根据监控量测所获得的关于围岩稳定和支护系统工作状态的信息 对施工过程和支护参数进行调整 2 隧道工程施工技术的提高 隧道施工的机械化水平 特别是特长隧 道和城市地下铁道的机械化水平的有了显著的提高 铣挖凿岩机 电脑台车 模板台车 有轨运输装碴施工 无轨运输设备 凿岩台车有轨运输混凝土施工 困难地质条件下的隧道修建技术水平有了进一步提高 积累了更为丰富的克服高瓦斯隧道 高地应力 大涌水等不良地质条件的经验 特长隧道的快速修建 随着隧道施工技术的突飞发展 采用辅助通道 实现长隧短打的设计和施工理念 特长隧道逐渐占领了隧道的发展舞台 新技术 新工艺 新材料 新设备的应用使隧道的施 工技术得到了突飞猛进的发展 新技术 新奥法设计和施工理论 浅埋暗挖施工技术 盾构施工技术 TBM施工技术 隧道防水技术 新工艺 CD CRD 双侧壁施工方法 预切槽开挖施 工 湿式喷射混凝土工艺 喷射纤维混凝土工艺 整体液压模版台车施工二次衬砌工艺的使用 新材料 新式防水材料 自进注浆锚杆 柔性通风管 锚杆锚固材料 混凝土外加剂等 新设备 GPS全球定位系统 电脑导引台车 隧道掘进机 盾构机 铣挖机 管棚钻机 电动铲装机 312装碴机 整体模板台车 全圆模版台车等 3 隧道建设取得的成就和涉及的领域 特长隧道 铁路隧道的特长隧道比较多 而且施工经验比较成熟 见下表 近几年公路隧道 引水隧洞超过10km的隧道也越来越多了 穿越秦岭的终南山公路隧道长18km 锦屏电站引水洞隧道17km 山西引黄工程南干隧洞42 57km 大伙房电站引水洞85km 特长隧道的施工考虑的主要因素有 施工工期 辅助 施工通道设置 隧道通风 机械配套和快速施工组织 其中隧道通风和快速施工组织是重点 中国铁路特长隧道表 大断面隧道 铁路双线隧道 公路隧道隧道断面一般在80 110m2 而海底隧道 高速公路三线 四线隧道及近来修建客运专线双线隧道 隧道断面又比铁路双线隧道 公路隧道大好多 最大达230m2 小浪底导流洞开挖面积220 320m2 二滩水电站导流洞断面尺寸为17 5 23m断面面积402 6m 湖北省巴东县清江水布垭导流洞23 8 20 93 大断面隧道开挖断面大 隧道跨度大 隧道围岩稳定性相对较差 一般多采用分部开挖法 施工进度相对较慢 二 四 高速公路多车道隧道 一 一 临时支撑 必要时 一 三 临时支撑 必要时 1 2 2 六 七 7 五4 7 6 3 8 5 5 1 4 9 9 9 9 9 8 龙头山隧道四车道 2 2 1 08 4 0 18 10 8 40 18 51 7 2 cm 客运专线双线隧道cmcm cmcmcm V级围岩复合式衬砌断面 近十年来修建的大断面公路隧道表 双向八车道龙头山隧道 20 8m 运用 双侧壁导坑法 修建国内第一大案跨双连拱的公路隧道 最大开挖跨度 米的京珠高速公路五龙岭隧道 采用 眼镜工法 工艺修建三线大跨 22米 软弱 偏压铁路隧道 全长1285米的襄渝线狗磨湾隧道 瓦斯隧道 瓦斯隧道是一种特殊的隧道 由于瓦斯对隧道施工 的特殊影响 安全性是瓦斯隧道的施工最基本要求 应该采取措施确保瓦斯隧道的施工安全 瓦斯隧道的施工组织设计 应有针对性 施工工具 设备及材料选用 根据瓦斯隧道的等 级选用施工机械设备 隧道内所用的爆破器材必须采用煤矿专用 爆破器材 施工通风 编制全隧道和各工区的施工通风设计 必须 要有专门机构进行通风 瓦斯预测警报 瓦斯预测 瓦斯防突 防爆及瓦斯检 测 安全管理制度及实施 制定相应的管理制度 工作流程 及岗位责任制度 安全培训 编制瓦斯隧道施工应急预案 包括技术 组织 安全 通风 抢险 救护等技术组织措施 b 侯月铁路云台山隧道 全长8144米 已建成的瓦斯隧道c 广渝高速公路华蓥山隧道全 长4705 95m a 南昆铁路家竹箐隧道全长4975米 隧道洞身有1085米是煤系地层 斯压力 测算值大多超过0 6Mpa 最高的达到 1 34Mpa 瓦斯涌出量最多达到每小时 349立方米 d 内昆铁路朱嘎隧道 隧道全长5194 米 瓦斯浓度为5 4 最大压力达1 3兆帕 富水隧道 高压隧道 由于地质构造的影响 隧道富含地下水 对隧道的施工形成很大的影响 有代表性的隧道有圆梁山隧道 歌乐山隧 道 锦屏电站引水隧洞水头压力700m 京广线南岭隧道 长梁山隧道5 斜井施工 每天涌水量4000m d 等 对于富水隧道一般采用采取地质超前预报 探明富水地质构造 然后采取红外线探水技术 探明前方地下水的发育情况然后采取合理治水的方案 一般采用帷幕注浆和小导管注浆堵水施工封堵地下水 50 17 55 17 55 第1段第2段第3段 35m50m70m 开挖长度 50m 1120 隧道中线 200 注浆方案帷幕注浆方案 隧道注浆 隧道注浆 海底 水底 隧道水底隧道有黄浦江越江交通隧道 盾构法施工 南京跨长江隧道广州市穿珠江水底隧道厦门海底隧道青岛黄岛海底隧道 盾构法施工 沉管法施工 钻爆法施工 钻爆法施工 主要工程风险 进出口段 浅埋段易产生大变形和坍塌 穿越水下段易出现高压突 涌水 水下断裂带及水下风化深槽易出现高压突 涌水和坍塌 易发生灾难性事故 施工措施 超前地质预报注浆技术超前支护 隧道施工技术双侧壁 CRD CD 上下导坑法防灾技术 防塌 放变形技术施工监测 防灾和紧急救援 隧道施工安全风险管理 黄土隧道 采用非爆破开挖技术a 超前支护技术 b 支护紧跟 及时封闭成环c 施工方法 CD法 CRD法 双侧壁法 弧形导坑法 d 施工变形量测 e 其它辅助方法 井点降水 地表加固处理等 岩溶隧道有岩溶存在的隧道有 渝怀线圆梁山隧道 11 68m 设计与施工的难题进行攻关 京广线南岭隧道 6060 33 m 南岭隧道洞身通过5处 较大的溶蚀洼地 为浅埋岩溶隧道 洞身岩溶发育 断裂 裂缝交错 岩溶洞穴串连成网状分布 雨季洞内总涌水量达每日87 11千吨 溶槽内充填大量软塑状粘泥 施工过程中洞内发生突水涌泥24次 地表陷坑52处 属国内罕见 渝怀线郁山隧道全长7205米 隧道内地质复杂 溶洞甚称全线之最 为国内长大隧道所罕见 全隧道11个大溶洞 位于隧道中央 最大溶洞长25米 宽100多米 高20米 沪蓉西高速齐岳山隧道8155米 溶洞沿隧道线路方向长40米 阔53 1米 最大空间高度24米 溶腔体积约1 6万立方 米 岩溶隧道 隧道中出现溶洞 岩溶隧道施工要点 超前地质预报 探溶洞 探水 防突水 突泥 注浆技术岩溶施工处理方案 隧道通过岩溶地区时 施工前应根据设计图结合施工现场情况 采用综合超前地质预报 探明溶洞的分布范围 类型 规模 发育程度 填充物 地下水的情况 有无长期补给来源 雨季水量有无增长等 及岩层的稳定程度等 按照 以疏为主 堵排结合 因地制宜 综合治理 的原则 分别以 疏导 堵填 注浆加固 跨越 绕避 渲泄 等措施进行处理 初期支护 隧 道 中线 新建排水暗管 溶管 发育 方向 溶管 发育 方向 隧道溶管侧壁处理示意 初期支护 隧道中线 溶管 发育 方向 溶管 发育 方 向混凝土 新建排水暗管 隧道顶板 溶管处理示 意 中线 隧道 梁桩柱 隧道底部深狭溶洞架梁处理示意 初期支护 中线 隧道 混凝 土墙 基 隧道一侧狭长较深溶洞加深边墙基础处理示意 隧道 掘 进方 向 水泄 洞 中线泄水洞处理岩溶示意 无充填物 50 沙袋堆填 浇注砼透水管 钢筋网 锚杆 砼回填 锚杆 拱腰以上无充填物的大溶洞 拱腰以上无充填物的小溶洞 地质探洞 泄水洞 迂回导洞 地质探洞 M7 5号浆砌片石 透水管 M7 5号浆砌片石 透水管 侧壁处无充填物的大溶洞处理方式 底板溶洞处理方式迂 回导洞绕行 处理溶洞方式 引大入秦盘道岭隧洞 长度15 728km 钻爆法引黄入晋南干隧洞 长度42 57km TBM和钻爆法引黄入晋北干11号洞 长度54 85km TBM和钻爆法掌鸠河引水供水工程 上公山隧洞 长度13 769km TBM 水工隧洞 城市地下铁路隧道特点 浅埋 地质情况复杂 围岩等级差 变形控制要求高 采用的施工工法多 施工技术 浅埋暗挖法施工超前预支护超前注浆小导管支护 管棚钢架超前支护 地 表注浆加固小导管周边注浆及围岩深孔注浆 稳定掌子面措施 喷射混凝土封闭开挖工作面 环形留 核心土开挖法 设置临时仰拱或临时支护 开挖施工方法 CD法 CRD法 双侧壁法 监控量测 盾构法施工 插刀盾构法 土压平衡盾构法 泥水盾构法 地下铁路隧道 隧道的施工方法 隧道的修建技术采用的方法主要有 钻爆法施工技术 快速双线150m 月 单线120m 月 应变能力强 浅埋 超浅埋暗挖法施工技术 穿越各种软岩 土质隧道 TBM全断面掘进机施工技术 开敞式 单护盾法 双护盾法大TBM 小TBM加钻爆法 主要用于硬岩 1 常用的隧道修建技术 盾构法施工技术 插刀盾构法 土压平衡盾构 法 泥水盾构法 复合式盾构法 顶管法 沉管法施工技术 沉埋管段法 悬浮管段法 辅助工法 注浆法 单液 双液 管棚法 超前小导管法 水平旋喷法 冻结法 降水法 轻型井点 深井泵降水 预切槽法 铣挖法等 2 钻爆法施工隧道的主要施工要点 1 超前地质预报 为了比较准确的探明前方的围岩地质情况 国内外一般采取 长短结合 物探和钻探结合 的综合超前地质预测预报技术 长距离超前地质预测预报的方法 地面地质调查法 断层参数素描法 TSP 深孔钻探法等 短距离超前地质预测预报的方法 掘进工作面地质素描法 地质雷达 红外线超前探水 短距离钻孔法等 超前地质预测预报的内容 断层及断层影响带的位置 规模及其性质 软弱夹层的位置 规模及其性质 岩溶的位置 规模及其性质 不同岩性 围岩级别变化界面的位置 工程地质灾害可能发生的位置和规模 含水构造的位置 规模及其性质 2 隧道支护施工 新奥法施工的灵魂是利用隧道支护充分发挥围岩的自稳定作用 所以隧道支护是最关键的一道工序 隧道支护有超前预支护和隧道初期支护 1 超前预支护是在隧道开挖前 对开挖工作面前方的围岩进行预加固的支护技术 主要用于自稳性较差的软弱围岩 超前支护的型式 管棚 短管棚 长管棚 插板 超前小导管注浆 超前锚杆 小钢管 超前水平旋喷桩 2 隧道支护施工 超前深孔帷幕注浆加固围岩和堵水 预注浆方法是先在掌子面前方的围岩中将浆液注 入 从而提高了地层的强度和稳定性 降低了渗透性 形成了较大范围的筒状封闭加固区 然后在其范围内进行开挖作业 注浆机理分为二种 第一种包括 浸透 注浆 裂缝 注浆和 空穴 注 浆 第二种是 劈裂 注浆 用预注浆加固围岩的方式 大致有以下两种 在开挖工作面上沿开挖轮廓线周围打超前长导管 或钻孔 进行注浆 在开挖工作面上打几圈超前钻孔 进行注浆 使之形成一个帷幕 50 17 55 17 55 第1段第2段第3段 35m50m70m 开挖长度 50m 200超前预注浆施工隧道中线1120 插板施工图 超前预注浆施工 超前锚杆施工 管棚施工 超前小导管施工 2 隧道的初期支护 初期支护主要由喷射混凝土 钢筋网 钢拱架 工字钢 网构钢拱架 锚杆组成 喷混凝土又分为干喷 潮喷 湿喷 也可以在喷射混凝土拌和物中加入钢纤维和化学纤维 初期支护和超前支护组成共同受力结构 隧道支护及时封闭成环是保证隧道施工围岩稳定的关键 2 隧道支护施工 根据隧道的断面大小 围岩的工程地质条件以 及机械的配置情况选择具体的隧道断面开挖型式 隧道的开挖型式有以下几种方式 全断面法 一般在隧道围岩比较好的地段采用 施工进度快 台阶法 下台阶 多台阶 施工方法比较灵活 可适用于 岩层频繁变化的围岩地段 施工进度较快 CD法 3 隧道开挖施工方式 7 9 3 5 11 1 1 3 5 7 9 11为开挖工序 为隧道支护 CD法 CRD法 7 1 3 9 5 双侧壁导坑法 的施工方法 按照围岩的跨度和不稳定性逐级选用 适用于地质条件差 对地表沉降有严格要求的地层 这些施工方法一般和超前支护及其它辅助施工方法配合施工 中洞法施工 一般用于双联拱隧道的施工 隧道开挖中的辅助措施 a 环形开挖留核心土 b 喷射混凝土封闭开挖控制面c 施工临时仰拱d 超前预支护 4 隧道的衬砌 现在的隧道衬砌多采用复合衬砌 复合式衬砌是地下工程中唯一符合岩土受力特点 初期支护承受全部地层荷载 二次模筑衬砌是承受流变荷载和安全储备 它可以做到不漏不渗 不开裂 二次衬砌一般在初期支护稳定即隧道围岩变 形趋于稳定后施工 但对隧道埋深浅 岩体流变特性明显 有地下水的软弱围岩 提前施作仰拱围岩变形仍不稳定且初期支护不宜加强时 应提前灌注二次衬砌 隧道的仰拱施工必须超前拱墙衬砌施工 隧道衬砌应采用液压整体模板台车 输送泵施工 隧道防排水 隧道工程防排水 应采取 防 排 截 堵相结合 因 地制宜 综合治理 的原则 在山岭无人区 一般采取以排为主 堵 排结合的方 式 在城市地铁隧道 海底隧道和地下水资源有特殊要求的隧道 采用以堵为主 限量排放的原则 A 注浆防水 对地质预测 预报有大量涌水的软弱地层地段 对围岩 进行预注浆 封堵地下水 阻止其进入隧道 以提高隧道衬砌防水效果 一般采用全封闭预注浆 采用小导管径向后注浆也可以提高隧道的防水效果 B 结构排水 排水纵 横 环向盲管 隧道两侧纵 横 向排水沟 中心排水管 沟 等属于结构排水设施 C 结构防水 结构防水措施有隧道防水板 止水带 条 防水 混凝土 包括喷混凝土和二衬混凝土 隧道通风 隧道通风也是隧道施工中的一个重要环节 制约着特 长隧道施工进度 西康线秦岭隧道实现有轨运输独头通风6000米的最高记录 西南线东秦岭双线铁路隧道实现无轨运输独头通风3100米的最高记录 隧道的通风型式有以下几个方式 A 管道式通风 现在采用最多的是采用柔性风管作为通风管道 通风型式有压入式通风 压出式通风 混合式通风 B 巷道式通风 不采用通风管 采用已经成型的平导 斜井 横洞等作为回风或送风道 进行通风的方式 在隧道施工中一般和管道式通风混合使用 C 风道式通风 当隧道断面比较大时 采用砖或其它材料在隧道侧墙部砌一通道作为专用通风道 压入式通风 通风管道过衬砌台车 双管路在长距离隧道中通风 双管路长距离独头施工通风 隧道开挖后 隧道周围的岩体在回弹应力和重分布应力作用下向隧道开挖临空面进行 移动 坑道相对侧壁的距离将产生变化 当围岩应力趋于平衡时 这种变化将逐渐趋于稳定 这种变化对隧道的稳定是至关重要的 对量测数据及时分析处理 用于判断围岩的稳定 性 并与工程类比法相结合 及时调整支护参数或施工决策 监控量测体系与信息反馈 隧道量测必测项目 隧道量测选测项目 周边位移量测测线数的布置 位移时程曲线分析 速度增加加速度大于0 正常曲线 加速度等于0速度不变加速度小于0速度减小反常曲线 位移量值 位移量值 速度 位移加速度 根据位移时态曲线的形态来判别 当围岩位移速率不断下降时 du2 d2t 0 围岩趋于稳定状态 当围岩位移速率保持不变时 du2 d2t 0 围岩不稳定 应加强支护 当围岩位移速率不断上升时 du2 d2t 0 围岩进入危险状态 必须立即停止掘进 加强支护 根据位移变化速度判别 净空变化速度持续大于5 0mm d时 围岩处于急 剧变形状态 应加强初期支护系统 净空变化速度小于0 2mm d时 围岩达到基本稳 定 在浅埋地段以及膨胀性和挤压性围岩等情况下 应采用其它指标判别 信息反馈的目的 就是进行施工管理和调整支护设计 以确保施工的安全性和设计的经济性 信息反馈修正设计的内容 施工方法变更的建议 施工工序的更改 预留变形量的修改或确认 设计参数的修改或确认 采用辅助施工措施的建议 量测数据的反馈 量测数据确定二次衬砌的施工时间 隧道收敛变形量测所用的仪器 收敛计 全站仪 隧道激光断面测量仪 目前国内应用较多的此类仪器有铁二局的非接触自动坐标 TAPS 激光断面仪 铁道部的SJC 1型激光断面仪 地矿部探矿工艺所的DMY I激光断面仪 北京光电技术研究所的BJSD 2激光隧道限界检测仪 三 施工安全技术 隧道工程事故的分类 及产生原因 1 按施工成因分类的伤亡事故有 落石 飞来物和倒塌 坍方和崩塌 机械系统 触电 爆破 火灾 搬运和装卸等 2 开挖事故 开挖事故率一般占隧道作业总事故的半 数 具有代表性和经常发生的事故 一是开挖后没有及时支护 由顶部落石引起的 二是围岩太差 临时支护没有达到施工设计要求 偷工减料或存在侥幸心理 造成坍方 三是洞口段开挖时 由于措施不当 盲目进洞 造成坍顶而引起严重事故 开挖中最危险的工作面是导坑 此外 在每循环开挖中 导坑中最危险的作业是钻眼和架立钢拱架 因为凿眼和撬挖容易使顶部 拱角产生震动 破坏了围岩的自稳能力从而造成塌落 3 洞内运输事故 据有关资料介绍 洞内运输作业事故约占隧道作业事故的25 由于隧道作业面的限制 在开车 乘车和机车的调度与衔接中 所发生的事故也较多 隧道施工中因运输设备引起的典型事故之一是接触事故 此事故可分为两类 一类是被机车 汽车或其他运行设备碰撞或牵挂 另一类是被接触运输设备而移动的材料所撞击与障碍物相撞 因受隧道内作业空间的限制 后者引起的事故可占总撞击事故的40 4 其他事故的分析 目前 我国隧道设计向长 宽方向发展 建设周期长 洞内临时铺设的电缆和高压软胶皮管 因长时间使用 使材料疲劳破损 触电 水风管打伤人的事故时有发生 隧道施工安全技术 1洞口 开挖 凿孔及爆破施工中的安全技术 1 洞口段安全施工技术 进洞前应先作好洞口工程 稳定好洞口的边坡和仰坡 作好天沟 边沟等排水设施 确保地表水不致危及隧道的施工安全 地表水的侵入和洞口的塌方落石是危及施工安全的重要方面 进洞前宜提前处理好 洞口各项工程应通盘考虑 妥善安排 尽快完成 为隧道洞身施工创造条件 隧道引道范围内的桥梁墩台 涵管 下挡墙等工程施工应与弃渣需要相协调 尽早完成 洞口开挖土石方应遵守下列规定 进洞前应尽早完成洞口排水系统 按设计要求进行边坡 仰坡放线 自上而下逐段开挖 不得掏底开挖或上下重叠开挖 清除洞口上方有可能滑塌的表土 灌木及 山坡危石等 不留后患 石质地层拉槽爆破后 应及时清除松动石 块 土质地层开挖后应及时夯实整平边 仰 坡 洞门端墙处土石方 应视地层稳定程度 洞口施工季节和隧道施工方法等选择施工时机和施工方法 洞口施工宜避开降雨期和融雪期 在 严寒地区施工 应按冬季施工的有关规定办理 不得采用深眼大爆破开挖边 仰 坡 开挖中应随时检查边坡和仰坡 如有滑动 开裂等现象 应适当放缓坡度 保证边 仰 坡稳定和施工安全 开挖的土石方不得弃在危害边坡及其它建筑物稳定的地点 并不得影响运输安全 洞口支挡工程应结合土石方开挖一并完成 当洞口可能出现地层滑坡 崩塌 偏压 时 应采取下列相应的预防措施 滑坡 可采取地表锚杆 深基桩 挡墙 土 袋或石笼等加固措施 崩塌 可采取喷射混凝土 地表锚杆 锚索 防落石棚 化学药液注浆加固等措施 偏压 可采取平衡压重填土 护坡挡墙或对偏压上方地层挖切等措施 以减轻偏压力 开挖中对地层动态应进行监控量测 检查 各种处理措施的可靠性 开挖进洞时 宜用钢支撑紧贴洞口开挖面进行支护 围岩差时可用管棚支护围岩 支撑作业应紧跟开挖作业 稳妥前进 2 开挖作业的安全技术 开挖人员到达工作地点时 应首先检查工作面是否安全 并检查支护是否牢固 顶板和两帮是否稳定 如有松动的石 土块或裂缝应先予以清除或支护 人工开挖土质隧道时 操作人员必须互相配合 并保持必要的安全操作距离 机械凿岩时 宜采用湿式凿岩机或带有捕尘器的凿岩机 可以降低粉尘对操作人员的危害 并按规定使用安全防护用品 如安全帽 口罩等 站在碴堆上作业时 应注意碴堆的稳定 防止滑塌伤人 开钻前对使用的机具详细检查 既能充分发挥机具效率 又能保证施工安全 风钻钻眼时 应先检查机身 螺栓 卡套 弹簧和支架是否正常完好 管子接头是否牢固 有无漏风 钻杆有无不直 带伤以及钻孔堵塞现象 湿式凿岩机的供水是否正常 干式凿岩机的捕尘设施是否良好 不符合要求者应予修理或更换 带支架的风钻钻眼时 必须将支架安置稳妥 风钻卡钻时应用板钳松动拔出 不可敲打 未关风前不得拆除钻杆 风钻支架安置稳妥可以防止断钎伤人 未关风前拆除和敲打钻杆均系违犯操作规程 极易发生事故 为防止电击事故 开钻前必须详细检查各部的绝缘装置 配戴必需的绝缘防护用品 电钻转速快 用手导引回转钢钎易被击伤 用电钻处理被夹住的钢钎极易增大电流 烧坏电钻发生电击事故 电钻钻眼应检查把手胶套的绝缘和防止电缆脱落的装置是否良好 电钻工必须手戴绝缘手套 脚穿绝缘胶鞋 并不得用手导引回转钢钎 不得用电钻处理被夹住的钎子 在工作面内不得拆卸 修理风 电钻 隧道施工场地狭窄 人员集中 能见度又差 在现场拆卸修理容易发生事故 严禁在残眼中继续钻眼 残眼中可能留有残药 继续在残眼中钻孔会发生爆炸事故 钻孔台车进洞时要有专人指挥 认真检查道路状况和安全界限 其行走速度不得超过25m min 台车在行走或待避时 应将钻架和机具都收拢到放置位置 就位后不得倾斜 并应刹住车轮 放下支柱 防止移动 3 爆破 装药与钻孔不宜平行作业 爆破工作涉及到洞内各工作人员和机械设备的安全 必须有人统一指挥 并负全责 爆破器材加工房应设在洞口50m以外的安全地点 严禁在加工房以外的地点改制和加工爆破器材 长隧道施工必须在洞内加工爆破器材时 其加工硐室的设置应符合国家现行的 爆破安全规程 GB6722 86 的有关规定 装药与钻孔平行作业时 炸药易受高温 振动及火花的影响 导致引爆 发生事故 爆破作业和爆破器材加工人员严禁穿着化纤衣物 进行爆破时 所有人员应撤离现场 其安 全距离为 独头巷道不少于200m 相邻的上下坑道内不少于100m 相邻的平行坑道 横通道及横洞间不 少于50m 全断面开挖进行深孔爆破 孔深3 5m 时 不少于500m 洞内每天放炮次数应有明确的规定 装药离放炮时间不得过久 装药应检查爆破工作面附近的支护是否牢固 炮眼内的泥浆 石粉应吹洗干净 刚打好的炮眼热度过高 不得立即装药 如果遇有照明不足 发现流砂 流泥未经妥善处理 或可能有大量溶洞涌水时 严禁装药爆破 隧道内各工种交叉作业 施工机械较多 故放炮次数宜尽量减少 放炮时间有明确规定 为减少爆破药包受潮引起 盲炮 放炮距装药时间不宜过久 洞内爆破不得使用黑色火药 火花起爆时严禁明火点炮 其导火索的长度保证点完导火索后 人员能撤至安全地点 但不得短于1 2m 一个爆破工一次点燃的根数不宜超过5根 如一人点炮超过5根或多人点炮时 应先点燃计时导火索 计时导火索的长度不得超过该次被点导火索中最短导火索长度的1 3 当计时导火索燃烧完毕 无论导火索点完与否 所有爆破工必须撤离工作面 为防止点炮时发生照明中断 爆破工应随身携带手电筒 严禁用明火照明 采用电雷管爆破肘 必须按国家现行的 爆破安全规程 GB6722 86 的有关规定进行 并应加强洞内电源的管理 防止漏电引爆 装药时可用投光灯 矿灯照明 起爆主导线宜悬空架设 距各种导电体的间距必须大于1m 爆破后必须经过15min通风排烟后 检查人员方可进入工作面 检查有无 盲炮 及可疑现象 有无残余炸药或雷管 顶板两帮有无松动石块 支护有无损坏与变形 在妥善处理并确认无误后 其他工作人员才可进入工作面 当发现盲炮时 必须由原爆破人员按规定处理 装炮时 应使用木质炮棍装药 严禁火种 无关人员与机具等均应撤至安全地点 两个工作面接近贯通时 两端应加强联系与统一指挥 岩石隧道两工作面距离接近15m 软岩为20m 一端装药放炮时 另一端人员应撤离到安全地点 导坑已打通的隧道 两端施工单位应协调放炮时间 放炮前要加强联系和警戒 严防对方人员误人危险区 土质或岩石破碎隧道接近贯通时 应根据岩性适当加大预留贯通的安全距离 此时 只准一端掘进 另一端的人员和机具应撤离至安全地点 贯通后的导坑应设专人看管 严禁非施工人员通行 2洞内运输作业的安全技术 2 1装卸渣作业安全技术要求 1 装渣设备应选用能在隧道开挖断面内发挥高效率的机械 其装渣能力应与每次开挖土石方量及运输车辆的容量相适应 2 装渣作业应符合下列要求 机械装渣作业应严格按操作规程进行 并不得损坏已有的支护及临时设备 漏斗装渣时 漏斗处应有防护设施和联系信号 渣满时及时发出停漏信号 并盖好滑渣口 接渣时 漏口下不得站人 行人 也不得进入漏斗扒渣 在台阶或栅架上向下扒渣时 渣堆应稳定 防止滑坍伤人 装载料具时 不得超出装载限界 装运大体积或超长料具时 应捆扎牢固 并加游车与保险绳和显示限界的红灯 还应专列运输和专人指挥 3 卸渣作业应符合下列要求 为提高卸渣速度 应根据弃渣场地形条件 弃渣利用情况 车辆类型 妥善布置卸渣线 卸渣应在布置的卸渣线上依次进行 卸渣宜采用自动卸渣或机械卸渣设备 卸渣时有专人指挥卸渣 平整 卸渣场地应修筑永久排水设施和其他防护工程 确保地表径流不致冲蚀弃渣堆 避免因弃渣堵塞造成排水不畅与过大土压引起山坡坍塌和对桥梁墩台 路基涵洞的偏压以及对建筑物的危害 若靠近交通道 路 应防止弃渣下滚危害车辆与人身安全 有害环境保护的弃渣方案 应征得当地环保部门的同意 2 2运输方案的选择 有轨式 无轨式和无轨装渣有轨运输 2 3运输安全的一般规定 1 进入隧道的内燃机械与车辆 必须选用带净化装置的柴油机 汽油机械与车辆不得进洞 但若通风能达到粉尘与有害气体不超过规定要求时 可不受此限 2 各种运输设备不得人 料混装 严禁非司机 非调车员搭乘非运人的车辆与行走机械 否则调车员与司机有权拒绝发车 3 超过4km的长隧道 工人上下班均应有载人 的车辆 并制订专门的保证安全的措施 4 人力装卸斗车 或各种矿车 应待车停稳并制动 严禁站在车斗内扒渣 解除制动应使用工具 以避免压手 起动前应鸣笛 吹哨 5 机械装渣 小型装渣机的电缆或高压胶管 应有专人收放 大型装载机工作场地 应设车辆机械调度与指挥人员 在掌子面装渣时 应先洒水 以减少粉尘 6 禁止使用装载机当 吊机 爬坡和当运输车用 以免违章发生事故 2 4运送人员的车辆 必须遵守下列规定 1 发车前应检查各车的连接装置 轮轴和车闸 车灯等是否正常 2 行车时速不超过10km 3 乘车人员应听从车长 调车员 司机指挥 车辆不得超载超员搭人 头与手和所携带工具等不得暴露车外 2 5运输 1 运输道路要能满足运输车辆的要求 按规定宽度做好路面和排水与养护工作 设置道路标志 2 洞外汽车卸渣点 路面 场地 应保持4 的上坡 并在渣堆边缘内80cm处设置挡木 以免车辆后退倾覆 3 施工人员在洞内行走 行人不得走道中 应走人行道 不准与车辆 机械抢道 不准扒车 追车 强行搭车 4 车辆行驶安全规定如下 进洞柴油汽车必须有净化装置 汽油车应严格限制进洞 洞内严禁超车 会车时 空车让重车 重车减速行驶 下坡车让上坡车 两车箱间安全距离至少为50cm 同向行车 前后两车间距至少为20m 洞内能见度差时 应加大距离 洞内车辆相近及发现行人时 应关闭大灯 开小灯或近光灯 车辆起动前 应进行嘹望与鸣笛 进出隧道时应鸣笛 但不得使用高音喇叭 3支护 衬砌作业中的安全技术 3 1一般规定 1 施工支护应配合开挖及时施作 确保施工安全 2 选择支护方式时 应优先采用锚杆 喷射混凝土或锚喷联合作为临时支护 在软弱围岩中采用锚喷支护时 应根据地质条件结合辅助施工方法综合考虑 3 对不同类别的围岩 应采用不同结构型式的支护 当地质条件差 围岩不稳定时 可采用构件支撑 3 2构件支护的架设安全技术要求 1 应根据中线 水平 坑道断面和预留沉落量等将构件支护架设在中线方向的垂直面上 并力求整齐 同时 支护之间应纵向连接牢固 构成整体 各排支撑间应用纵撑连接牢固 构成整体 支撑与围岩之间应以板 楔或背柴等填塞紧密 应根据地质条件采取不致使支护产生下沉的措施 支护柱脚下虚渣必须清除 地层松软时应加设垫板或垫托梁 必要时可用混凝土加固地基 导坑支护可用半框架式 松软地层具有底压力时应增设底梁 在洞口的导坑支护排架 应伸出洞外3 5m以上 并设纵向支护予以加固 构件支护构架的架设间距 宜取80 120cm 松软破碎地段可适当加密 当构件支护施工区段很短或可能发生纵向荷载时 应设置纵向斜撑 以防支护倾倒 在开挖漏斗孔时 应对该处下导坑支护进行临时加固 松软地层中的漏斗孔采用框架支护 并将框架外四周空隙填塞紧密 拱部扩大采用扇形构架支护时 应配合开挖分部架设 并随挖随护 如采用纵梁 应考虑施作衬砌时便于拆除 侵入衬砌设计厚度线的所有木料 在衬砌灌 注前应拆除 不得灌注于衬砌之中 2 仰拱开挖前 应架设横撑顶紧两侧墙脚 防止边墙内挤 横撑间距可采用1 0 1 2m 横撑应待仰拱混凝土达到设计强度70 时才能拆除 采用先拱后墙法施工时 应符合下列要求 在洞口地段和松软地层开挖中层或落底 前 必须用卡口梁加木楔顶紧拱脚 其间距一般为120cm 或在拱脚设锚杆 防止拱脚内移 在松软破碎的围岩中挖马口 应设置斜撑 立柱等支顶拱脚 马口岩壁临空面均应撑稳 当岩层层理向隧道内倾斜时 应采取措施防止岩层顺层滑坍 3 构件支护的加强及抽换应满足下列要求 支护应有专人经常进行检查 特别是每次放炮后 如发现杆件有破裂 倾斜 弯扭 变形以及接头松脱 填塞漏空等异常时 应立即用安全可靠的方法进行加固处理 支护变形非常明显必须抽换时 应从末端起逐排抽换 并应本着 先顶后拆 的原则进行 防止围岩松动坍塌 如施工中短期停止工作时 应将各部支护 架设至开挖面 开挖中层或落底前需拆除下导坑支护时 应由里向外倒退拆除 4 支撑应经常检查 发现杆件破裂 倾斜 弯扭 变形以及接头松脱 填塞漏空等异状 必须立即加固 检查的方法 一般是先看支撑是否变形 节点是否受力 构件有无扭曲 变形或折断 再看背柴和木楔是否紧密和有无其它不安全情况 还可以用小锤敲听声音是否正常 有施工经验者 可采取目测中线和抄平的办法检查支撑有五位移变形 经过检查 对有问题的支撑应及时采取措施 清除隐患 3 3喷锚支护作业安全技术 一 喷锚支护作业一般要求 1 作业前应认真检查 喷锚地段的危石是否处理 用高压水冲洗岩面清除岩粉是否符合要求 能否使喷层与岩面密贴 脚手架平台是否牢固可靠 是否设置防护栏杆 照明是否符合要求 作业范围是否布置警戒人员 2 采用干式喷射法喷射混凝土时 应坚持采用综合防尘措施 工作面应设置防尘水幕 加强施工通风 降低粉尘浓度 由于水泥和速凝剂对皮肤有腐蚀性 工作人员要加强个人防护 喷射手应配戴防护面罩 防水披肩 防护眼镜 防尘口罩 乳胶手套 其它工作人员也应配戴防尘口罩等防护用品 3 对所需喷射机械必须实行定机 定人 定岗位的 三定 制度 认真执行安全操作 保养和交接班制度 4 喷射机械设备应布置在安全地段 喷射机注浆罐 水箱 风包等均应安装压力表 安全阀 并在使用前进行耐压试验 合格后方可使用 5 搅拌输送车卸料地点及喷射作业场地要做到机械布置得当 运输道路畅通 风 水 电位置合理 线路顺直 互不干扰 管线路应不漏风 不漏水 不漏电 场地整洁无积水 加强交通管理 防止行人和车辆互相干扰而发生伤亡事故 6 向锚杆孔压注砂浆 压力应保持0 2MPa左右 不宜过大 并密切注视压力表 如发现压力过高 应立即停风 排除堵塞 注浆管喷嘴严禁对人放置 在未打开风阀前 不得移动或关启密封盖 以防高压喷射物喷出伤人 7 喷射机开始时应先给风 再开机 后送料 结束时待料喷完 先停机 后关风 工作中应经常检查输料管 出料弯管有无磨薄击穿及连接不牢的现象 发现问题应及时处理 当喷嘴不出料时 检查输料管是否堵塞 但一定要避开有人的地方 严防高压水 高压风及其它喷射物突然喷出伤人 8 喷锚作业中的事故 多数是由于掌子面产生表层岩石坍落 或由于喷射混凝土硬化不充分 产生剥落掉块而造成的 另外 由于锚杆钻孔的操作比较复杂 容易产生接触性事故 在注浆和插锚杆时 常用不正确姿式作业 造成跌倒和坠落事故 因此 施工中应指定检查人员 随机进行检查 指挥操作人员操作 9 在进行钢支撑支护时 应按高处作业要求 制订作业计划 根据作业环境 选定起吊设备 按作业程序 对构件倒塌 歪曲 落石掉块 人员坠落等不安全因素 制订相应的安全措施 并设专人指挥 检查 做到安全生产 10 在平台上工作时 上下传递 运输物料必须确定联络信号 严禁抛掷 11 在喷锚支护施工中 应按设计参数要求 建立严密的检验制度 以确保锚杆深度 锚杆间距和注浆符合拔力要求 确保喷射混凝土的设计厚度 强度和表面形状要求 确保钢筋网间距位置 接头尺寸 保护层厚度和粘结力要求 这些要求既是质量问题 也是安全问题 此外 应经常检查 及时修补混凝土的空臌 剥落部分 消除隐患 也非常重要 当发现已锚区段的围岩有较大变形或锚杆失效时 应立即在该段区增设加强锚杆 其长度宜不小于原锚杆长度的1 5倍 在不良地质隧道中施工 应有钢架支撑备品 必要时应用钢架支撑加强支护 当发现量测数据有不正常变化或突变 洞内或地表位移值等于或大于允许位移值 洞内或地面出现裂缝以及喷层出现异常裂缝 均应视为危险警告信号 必须立即通知现场作业人员撤离现场 待制订处理措施后才能继续施工 3 4复合衬砌的安全施工技术 1 初期支护应按照有关规定办理 在自稳时间短的软弱围岩中采用钢架支撑时 应按照规范办理 钢架与锚杆应焊接一体 使之共同起作用 2 复合式衬砌施工应根据对围岩和支护量测的变化规律 确定二次衬砌和仰拱的施作时间 并及时调整支护与衬砌设计参数 保证工程质量和施工安全 3 防水层应在初期支护变形基本稳定 二次衬砌灌注前进行 施作地段应在爆破安全距离以外 采用塑料防水板时 初期支护的喷层宜平顺 无钢筋或锚杆外露 若开挖面凸凹较大 应先设法大致找平再喷混凝土 以保证防水板与喷层能基本密贴 4 二次衬砌施作时间 应在围岩和喷锚支护变形基本稳定并具备以下条件时进行 位移速率有明显减缓趋势 水平收敛 拱脚附近 小于0 2mm d 已产生的位移量占总位移量80 以上 5 当围岩变形较大 流变特性明显 应及早施作仰拱及二次衬砌 6 二次衬砌灌注前 应将喷层或防水层表面除去尘粉并洒水润湿 灌注混凝土应振捣密实 防止收缩开裂 振捣时不得损坏防水层 若衬砌背后需压浆 应预留压浆孔 7 二次衬砌拆模时间 若为不承重结构 当混凝土强度达到2 5MPa时即可拆模 若为承重结构 则应在混凝土强度达到设计强度70 以上时方可拆模 施工辅助作业的安全技术瓦斯隧道防治技术 四 隧道施工 典型事故案例分析 1靠椅山隧道塌方 工程概况 京珠高速公路靠椅山隧道 位于广东省翁源县境内 分左 右线穿越靠椅山 全长5930m 采用单心圆曲墙式复合衬砌 最大开挖跨度17 04m 高度12 24m 最大开挖断面165 45m2 施工概况 右线隧道进洞为浅埋 覆盖层厚7 9m 设计18m明洞 采用40m长管棚辅助施工措施 配合SQ1复合衬砌型式进行施工 在进入暗洞管棚下开挖一个月后 初期支护开裂下沉严重 前方被迫采用开天窗形式 改暗洞为明洞 之后二次进洞 1999年9月4日 隧道右线进口YKl45 014 028段初期支护发生脆性破坏 突然发生大坍方 20000余m3泥流涌人隧道内 堵塞隧道长度达188m 其中101m空间被全部堵满 地表形成一长约70m 宽50m 深20m的陷穴 坍方原因分析 1 隧道YKl44 974 YKl45 014段为破碎的灰岩 坍方地段YKl44 014 028段出现亚粘土与破碎岩石互层 为不良地质地段 2 地下水与地表水的发育 YKl45 020处地表有一水塘 隧道开挖时亚粘土夹层中塌含有一定的毛细水渗入隧道 坍方前又连降暴雨 加上开挖扰动 使水的渗入量加大 加剧塌了坍方的形成 3 等待二次支护稳定时间过长 二次衬砌没有及时跟上 也是造成大坍方的一个主要 2可燃性气体灾害 工程概况 隧道长2410m 已开挖了2270m 混凝土衬砌完成了1314m 与邻近工区之间的开挖还剩140m未完成 通风方法 距洞1030m处设置排气竖井 L 70m 内径762mm 用大型风机进行500m3 分的通风 洞内 在竖井附近约30m的位置设置有纵向排列逆流式通风机 30kW 2台 500m3 分 500mmAq 使用600mm的风管 在掌子面的通风量有360m3 分左右 事故 事故发生时 洞内9人在作业 在17时10分左右 自动报警装置发出警报 随后爆炸 且原因不明 3缺氧灾害 事故 553m长隧道 由于地质变软 在预定导坑贯通的地方余下80m停止了开挖 到10月底 有3名调查员在距洞口220m处正在进行调查时 都因感到呼吸困难而自行跑了出去 此时只认为是因唯一的通风不足所致 此后 又有2名工人在气体采样中昏倒了 据事故后对洞内进行环境测定的结果 发现氧气为0 4 二氧化碳10 3 事故原因 洞内地层为中侏罗纪的鸟巢层群页岩 一旦暴露在空气中 就会因低温氧化吸收氧气 明显消耗空气中的氧气 4洞内火灾 事故前状况 在全长为4490m的隧道中 是北工区开挖了2840m的工程 开挖方式是采用侧壁导坑施工法 灾害发生时是开挖到超前导坑2418m及全断面2170m处 事故 当在距洞口1938m附近用气焊进行拱架的加固作业之际 由焊接飞溅的火花引燃了附近的易燃物品而成火灾 因洞内的侧壁导坑 底面中槽开挖 混凝土浇筑等作业 有74名作业者正在进行作业 其中有37名 自行脱险 还有37名被堵在洞内 而被堵在洞内的37名被迫躲避到距火灾地点470m的侧壁导坑掌子面 于上午11时30分将火熄灭 到下午4时左右才将人员全部救出 事故的原因 在进行焊接作业的拱架附近有直径lm的聚氯乙烯制风管 脚手架板 脱模等易燃物品 并且 在台架下的地面上放有用于焊接作业的3个乙炔瓶 2个氧气瓶 因此被判定为是由于焊接的火花引燃了这些易燃品而造成了火灾 5洞口灾害 事故概要 贯穿在标高为100m 200m的山地全长 243m 净空断面为54 4m2 穿过的地质为古第3纪层的页岩 砂岩 在隧道洞口附近因缓坡地形破碎了的页岩层发生滑动而发生了情况 在洞口部的上半部施工时发现支撑开始向洞口侧顷倒 从地表面龟裂及其他方面推断滑坡部分有宽80m 长约100m的范围 此外 该滑坡面通过隧道的下部 在洞内通过上部 距洞口60m附近认为滑坡横穿隧道 6膨胀性围岩崩坍事故 事故 在全长790