1、前言
??????? 當前,隨著新一輪鐵路客運專線的開工,長大隧道和高風險隧道的修建將會越來越多,隧道施工中存在的安全隱患應引起施工設計的高度重視,采取有效的管理和技術(shù)措施避免事故的發(fā)生是隧道工作者最為關(guān)心的問題。本文針對鐵路隧道的施工,從安全控制制度、安全風險評估、施工技術(shù)方案選擇、科技(施工方法)創(chuàng)新、安全生產(chǎn)投入和規(guī)范管理等六個方面談一些建議,以期對復雜地質(zhì)和高風險隧道的施工設計起到指導作用。
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??????? 2明確責任,健全機制,從制度上確保隧道施工安全
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??????? 2.1建立健全安全責任體系和管理制度
??????? (1)健全責任體系,建立安全生產(chǎn)責任制,做到“領(lǐng)導認識到位、管理到位、責任到位”,確?!邦I(lǐng)導重視,部門協(xié)調(diào),層層把關(guān),人人負責”的責任體系落實到現(xiàn)場,形成一個“人人講安全、事事為安全、時時想安全、處處要安全”的良好施工氛圍;
??????? (2)加強管理,貫徹“安全第一,預防為主”的方針,堅持“領(lǐng)導是關(guān)鍵,教育是前提,設施是基礎(chǔ),管理是保證”的做法;
??????? (3)明確安全生產(chǎn)目標,建立持證上崗制度和安全獎懲制度;
??????? (4)落實安全檢查制度和安全教育培訓制度;
??????? (5)堅持開展全員性的安全管理活動,實行安全一票否決權(quán);
??????? (6)嚴格執(zhí)行事故申報制度,及時處理,將損失降到最低。嚴格實施安全責任追究,堅決做到“四不放過”。
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??????? 2.2制定和落實隧道安全施工的技術(shù)措施
??????? 針對工程特點、施工環(huán)境、施工方法、施工工期、勞動組織、作業(yè)方法、使用的機械、動力設備以及各種安全防護措施等,制定切實可行的安全施工技術(shù)措施,完善安全生產(chǎn)內(nèi)業(yè)資料管理:
??????? (1)隧道開挖前編制施工安全技術(shù)措施,從技術(shù)工藝、設備器材、作業(yè)流程、風險應對等各個方面做好預控措施,并經(jīng)過審批后具有技術(shù)法規(guī)的作用,在施工中必須嚴格執(zhí)行;
??????? (2)編制施工安全作業(yè)指導書,并在隧道各關(guān)鍵工序施工前進行安全技術(shù)交底;
??????? (3)安全技術(shù)措施中的各種安全設施、防護設置的實施列入施工任務單,責任落實到工班或個人,實行驗收制度。
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??????? 3、實行重大技術(shù)方案審查和施工安全風險評估制度
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??????? 3.1突出重大施工技術(shù)方案和關(guān)鍵施工工序?qū)彶橹贫?br />
??????? 突出重大施工技術(shù)方案和關(guān)鍵施工工序的審查對確保隧道施工安全具有重要的意義,根據(jù)隧道的地質(zhì)特點和工期,對洞口施工、淺埋偏壓段施工、斷層破碎帶、巖溶、巖爆、突泥突水段、有害氣體段、客專大斷面軟巖斜井進入正洞挑頂、正洞施工方法等重點和關(guān)鍵施工技術(shù)方案以及CRD法或CD法的中壁拆除、開挖、支護、防排水、襯砌等關(guān)鍵工序,在施工前要組織設計、監(jiān)理、施工等單位的專家進行審查,集中集體智慧,發(fā)揮專家的技術(shù)優(yōu)勢和經(jīng)驗,對施工方案進行完善,為安全施工提供可靠的技術(shù)支撐。
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??????? 3.2實行隧道施工安全風險評估,建立安全預案和專家咨詢制度
??????? 在隧道施工中,常見的施工安全風險(或危險源)有不良地質(zhì)、地質(zhì)災害、有害氣體及高溫、慣性事故等。不良地質(zhì)有淺埋、斷層、溶腔、巖堆、滑坡、膨脹土(巖)、擠壓性地層、高水壓富水等;地質(zhì)災害有巖爆、巖溶、突泥涌水,暗河等;常見的有害氣體多為可以燃燒和爆炸的瓦斯與天然氣,以及有毒的硫化氫氣體等;隧道高溫則是因隧道較長、埋深較大所產(chǎn)生的比正常高的溫度;慣性事故多出于隧道坍塌、爆破作業(yè)、機械傷害、施工用電以及爆破后的危石傷人等。
??????? 在隧道施工前,對隧道的不良地質(zhì)和可能存在的地質(zhì)災害,組織專家進行風險評估,實施隧道風險等級管理,建立針對性的安全預案和防范應急機制并進行演練,狠抓方案預控,把安全風險規(guī)避在開工初期,主動采取并做好必要的安全監(jiān)控和防護措施,不斷強化施工過程中的安全保證措施。
??????? 為確保隧道施工安全,對有安全風險的隧道和重大技術(shù)難題,組織專家進行研討和咨詢,即建立專家研討和咨詢制度,力求從規(guī)避及控制風險的源頭上保證安全,運用科技手段、成熟技術(shù)、先進設備和可靠的經(jīng)驗,有效地降低隧道施工的工程成本和風險。
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??????? 4、選擇合理的施工技術(shù)方案,強化關(guān)鍵工序標準作業(yè),是保證隧道施工過程安全的核心
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??????? 4.1認真對待洞口工程施工安全
??????? 洞口工程是隧道施工的重中之重,嚴防洞口塌方,是展現(xiàn)隧道施工水平,增加企業(yè)信譽的重要保證。
??????? (1)貫徹隧道早進晚出原則,洞口邊仰坡盡量少刷方、少擾動,同時做好洞口周圍排水設施,對洞口松軟的邊仰坡,盡早錨噴加固;
??????? (2)進洞施工應遵循的安全原則是“先采取加固和防護措施再進洞開挖”,洞口開挖單線隧道一般采用臺階法,雙線和客專大斷面隧道一般采用孤形導坑臺階法、CRD法、CD法或雙側(cè)壁導坑法;
??????? (3)洞口段二襯及洞門應盡早施作,而襯砌臺車更應及早定制并使用,以確保洞口安全。
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??????? 4.2突出超前地質(zhì)預測預報的先導作用,為隧道安全施工提供可靠的技術(shù)支持
??????? (1)根據(jù)不同的地質(zhì)條件和隧道施工安全風險等級的劃分,采用綜合的超前地質(zhì)預測預報手段(物探、鉆探),及時準確提供預測預報結(jié)果,及時調(diào)整開挖方法、支護參數(shù),規(guī)避施工災害、降低工程風險,保證隧道的施工安全。
??????? (2)將超前地質(zhì)預測預報和掌子面地質(zhì)描述納入正常施工工序,按照“物探先行、綜合驗證,有掘必探,先探后掘”的原則組織施工。
??????? (3)施工前對地表構(gòu)筑物、水池、河流、溝谷、深大陷穴、地質(zhì)變化界等進行調(diào)查、分析和判識,及時改進施工設計方案,加強安全措施。
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??????? 4.3選擇合理的施工技術(shù)方案,規(guī)范關(guān)鍵工序的施工,是確保隧道施工安全的核心
??????? 隧道洞口段、淺埋段、偏壓段、軟弱圍巖段和大斷面黃土隧道,合理的施工方法和設計參數(shù)以及關(guān)鍵工序的施作到位是控制隧道施工安全的核心。
??????? (1)選擇合理的開挖方法和支護參數(shù)。按設計要求、斷面尺寸、地質(zhì)情況合理選擇全斷面法、臺階法、弧形導坑臺階法(或叫環(huán)形開挖留核心土法)、CRD法、CD法、雙側(cè)壁導坑法等進行開挖與支護,并結(jié)合掌子面揭示的地質(zhì)和超前預測預報的地質(zhì)情況調(diào)整開挖方法和設計參數(shù),是確保隧道施工安全的核心。
??????? 軟弱破碎圍巖應積極采用巖土控制變形分析法施工技術(shù)。
??????? 特別提出的是臺階法應采用短臺階,不宜采用長臺階法進行施工。
??????? 另外,CRD法、CD法、雙側(cè)壁導坑法,由于工序較多,操作管理不宜做到位,施工進度慢,不利于發(fā)揮機械施工優(yōu)勢,且臨時工程多,因此,建議采用超前預加固措施或?qū)⒊跗谥ёo加強而采用臺階法等方法施工,既能加強永久結(jié)構(gòu)工程,又能加快進度,降低成本,保證安全和質(zhì)量,方便管理
??????? (2)淺埋偏壓、大斷面黃土隧道的施工關(guān)鍵是控制沉降,而控制沉降的根本方法是盡早將初期支護封閉成環(huán),仰拱及早施作(距掌子面距離控制在20~30m之內(nèi)),二襯緊跟仰拱完成(距掌子面距離控制在60m之內(nèi)),當然,弧形導坑正面噴砼、加大拱腳、加設鎖腳錨管、鋼拱架下鋪設墊塊以及回填反壓(對偏壓段)等均是有效的手段,即按“短開挖、留核心;早封閉,快成環(huán);強支護,穩(wěn)拱腳;嚴控水,緊仰拱;勤量測、速反饋“的原則組織淺埋偏壓和大斷面黃土隧道的施工,控制安全。
??????? (3)洞口段、淺埋段、軟弱斷層段的施工關(guān)鍵是要按“預支護、短開挖;少擾動(弱爆破)、強支護;早封閉、實回填;嚴治水、勤量測”原則組織安全施工,同時對地表坑穴進行回填,并做好地表的防排水工程。
??????? 當掌子面處于土石或軟硬分界時,應對土質(zhì)(軟巖)部分先開挖、支護,并將支護立于巖石(硬巖)上,然后再進行巖石(硬巖)部分施工(弱爆破、短進尺),嚴禁采用爆破開挖巖石(硬巖)方法使土質(zhì)(軟巖)部分自然坍落的做法(易造成坍塌)。
??????? (4)富水巖溶隧道的施工,當需要保護地表的生態(tài)平衡時,采用“堵水限排”的設計理念,按照“先探水、預注漿、后開挖、補注漿、再襯砌”的原則組織施工,降低安全風險,保護生態(tài)環(huán)境。