張曉利

(遼寧水利土木工程咨詢(xún)有限公司，遼寧 沈陽(yáng)　110003)

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隧洞工程施工安全管理工作要點(diǎn)

張曉利

(遼寧水利土木工程咨詢(xún)有限公司，遼寧 沈陽(yáng)110003)

【摘要】水利工程中的隧洞工程施工，受施工條件、施工環(huán)境的限制，是生產(chǎn)安全事故多發(fā)領(lǐng)域。隧洞工程發(fā)生安全生產(chǎn)事故后，救援難度大、救援時(shí)間長(zhǎng)、傷亡率較高。因此應(yīng)重點(diǎn)做好隧洞工程安全生產(chǎn)管理工作，以預(yù)防為主，減少安全生產(chǎn)事故的發(fā)生。

【關(guān)鍵詞】隧洞； 施工； 安全

隧洞工程是水利工程中常見(jiàn)的一種工程，廣泛存在于樞紐、水電站及大中型引調(diào)水工程中，如：近年開(kāi)工建設(shè)的甘肅引大入秦工程、山西引黃入晉工程、陜西引漢濟(jì)渭工程、吉林引松供水工程，隧洞長(zhǎng)度從幾千米到上百千米不等。由于地下工程的地質(zhì)條件有很多不可預(yù)見(jiàn)因素，特別是特長(zhǎng)隧洞工程，線(xiàn)路長(zhǎng)且大多跨越崇山峻嶺。受諸多條件的限制，隧洞工程施工過(guò)程中極易發(fā)生群死群傷的安全生產(chǎn)事故。

為有效降低隧洞工程施工過(guò)程中的安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，做好事故預(yù)防工作，結(jié)合以往工作經(jīng)驗(yàn)，在隧洞工程施工安全管理過(guò)程中，應(yīng)注意以下工作要點(diǎn)。

1詳細(xì)、準(zhǔn)確的地質(zhì)勘查和預(yù)報(bào)

受施工條件所限，前期地質(zhì)勘查工作開(kāi)展非常艱難，也為隧洞工程的施工隱藏了地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)。在初步設(shè)計(jì)階段和工程建設(shè)期間，建議采用地面勘探、高密度電法、孔內(nèi)電視、跨孔波速測(cè)試、洞內(nèi)超前鉆孔及TSP超前地質(zhì)預(yù)報(bào)等一切可行的手段，查明工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，為設(shè)計(jì)和施工提供可靠的依據(jù)[1]。對(duì)大型的斷層、淺埋破碎帶、高應(yīng)力巖、軟巖(硬巖掘進(jìn)機(jī)施工)等不良地質(zhì)區(qū)域做出準(zhǔn)確的預(yù)判。重點(diǎn)做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作(原理見(jiàn)圖1)，以查明不良洞段的地質(zhì)條件，做好隧洞工程建設(shè)的動(dòng)態(tài)管理、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)施工，保證施工安全。

圖1　TSP探測(cè)原理

2切實(shí)可行、科學(xué)合理的施工技術(shù)措施

工程施工過(guò)程中的安全管理，除了必要的日常安全管理之外，最基本也是最關(guān)鍵的應(yīng)為施工技術(shù)措施。所確定的施工技術(shù)措施是否科學(xué)、合理、可行，是直接影響工程施工過(guò)程中能否保證安全生產(chǎn)的前提和保障。因此，在施工過(guò)程中應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)施工技術(shù)措施的管理工作。

首先是選擇適合的開(kāi)挖方式。在設(shè)計(jì)施工初期，應(yīng)結(jié)合隧洞規(guī)模(長(zhǎng)度、斷面形式、斷面尺寸等)、地質(zhì)情況選擇適合的開(kāi)挖方式。如選擇鉆爆法施工，應(yīng)在施工前進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)和爆破試驗(yàn)，確定準(zhǔn)確的爆破參數(shù)，并在施工過(guò)程中根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行必要的修正。充分考慮實(shí)際情況，根據(jù)圍巖類(lèi)別、斷面尺寸等因素選擇全斷面開(kāi)挖、臺(tái)階法開(kāi)挖、導(dǎo)洞開(kāi)挖等不同形式。

Ⅲ級(jí)以上圍巖采用全斷面開(kāi)挖；Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖采用正臺(tái)階開(kāi)挖法，臺(tái)階長(zhǎng)度必須小于洞跨，嚴(yán)禁半斷面超前施工而不及時(shí)落底封閉。

其次是根據(jù)隧洞不同地質(zhì)條件選擇有效的支護(hù)方式：

a.進(jìn)洞前。洞口圬工工程應(yīng)盡早安排施工，施工完畢后及時(shí)對(duì)排水系統(tǒng)和仰坡防護(hù)進(jìn)行再處理；Ⅲ、Ⅳ類(lèi)以上圍巖開(kāi)挖除對(duì)洞口進(jìn)行加固外，應(yīng)在洞口設(shè)置防護(hù)棚；洞口邊坡和洞室的浮石、危石應(yīng)及時(shí)處理，并按設(shè)計(jì)要求及時(shí)支護(hù)；當(dāng)發(fā)現(xiàn)洞口處有坍方、泥石流、落石、偏壓等危險(xiǎn)情況及邊坡、仰坡過(guò)高時(shí)，可提出變更設(shè)計(jì)，采取“早進(jìn)晚出”延長(zhǎng)洞口防護(hù)；交叉洞室在貫通前優(yōu)先安排鎖口錨桿的施工。

b.掘進(jìn)過(guò)程中。開(kāi)挖后進(jìn)行的初期支護(hù)，對(duì)工程施工安全防護(hù)起著決定性的作用。除了正常地質(zhì)洞段根據(jù)不同的圍巖類(lèi)別采取不同形式的錨噴支護(hù)外，應(yīng)重點(diǎn)選擇好不良地質(zhì)洞段的支護(hù)方式。如:某工程一施工段，集富水向斜構(gòu)造核部、地下水與地表水連通、三條斷層交叉切割及原位溶蝕大理巖風(fēng)化砂等各種災(zāi)害地質(zhì)條件為一體，既存在高壓涌水的威脅，也存在著突泥突沙的災(zāi)害，成為隧洞工程施工的瓶頸洞段。為此在施工過(guò)程中，采用超前預(yù)注漿技術(shù)，將地下壓力水屏蔽到洞周10m之外。同時(shí)還采用超前管棚支護(hù)方式，將溶蝕大理巖沙棚護(hù)在洞周管棚之外；最終采用兩種組合的支護(hù)方式(見(jiàn)圖2、圖3)，有效規(guī)避了單向施工可能造成的縱向突水突沙的風(fēng)險(xiǎn)。

圖2　預(yù)注漿對(duì)接布置

圖3　超前管棚對(duì)接

c.及時(shí)封閉仰拱。高或極高應(yīng)力區(qū)軟巖塑性變形嚴(yán)重，在此高應(yīng)力區(qū)的軟弱巖體內(nèi)開(kāi)挖隧洞，打破了原來(lái)的平衡狀態(tài)。在圍巖壓力作用下，四周洞壁均產(chǎn)生向洞內(nèi)的變形，以調(diào)整應(yīng)力重分布，初期支護(hù)防止圍巖松動(dòng)變形向深處發(fā)展，同時(shí)它也與圍巖一道共同承受?chē)鷰r壓力。在仰拱未封閉的情況下，該部位的巖體既承受固有的圍巖壓力，又額外承受來(lái)自邊頂拱初期支護(hù)傳遞的集中荷載，由于仰拱部位同屬軟弱巖體，拱腳部位在集中荷載作用下產(chǎn)生下沉，從而帶動(dòng)整個(gè)邊頂拱下沉。仰拱拱腳以外的自由面，在圍巖壓力和邊頂拱集中荷載擠壓作用下，必然向自由面方向產(chǎn)生起鼓或隆起；原本已成環(huán)的鋼拱架，沒(méi)有縱向連接和混凝土固定、支撐，在極大圍巖壓力作用下，像柔性桿件一樣產(chǎn)生“N”字形的變形，最終導(dǎo)致失穩(wěn)、發(fā)生坍塌事故。

在施工過(guò)程中，仰拱封閉的時(shí)機(jī)應(yīng)以設(shè)計(jì)預(yù)留的允許變形量為控制標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)為手段，以現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)資料的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果和趨勢(shì)為依據(jù)，將統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果和變形發(fā)展趨勢(shì)與允許的收斂變形量進(jìn)行比較做出判斷。在當(dāng)前的變形量已接近允許變形量或變形的發(fā)展趨勢(shì)將超過(guò)允許變形量時(shí)果斷做出決策，停止掘進(jìn)，封閉仰拱防止圍巖變形侵占設(shè)計(jì)斷面，確保施工安全順利進(jìn)行。

3及時(shí)、規(guī)范的監(jiān)控量測(cè)

隧洞工程施工期的監(jiān)控量測(cè)是采用新奧法施工的關(guān)鍵要素之一(見(jiàn)圖4)。通過(guò)監(jiān)控量測(cè)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)和圍巖變形特征，為實(shí)現(xiàn)隧洞工程施工的動(dòng)態(tài)管理提供信息，以保證施工安全。應(yīng)根據(jù)施工規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，開(kāi)展施工期的監(jiān)控量測(cè)工作。監(jiān)控量測(cè)的內(nèi)容一般包括：觀察洞內(nèi)圍巖地質(zhì)、支護(hù)狀況、洞外地表、邊坡穩(wěn)定、地表水滲透等；水平收斂位移量測(cè)；拱頂下沉位移量測(cè)；仰拱抬起量測(cè)；對(duì)洞口淺埋洞段和土洞段進(jìn)行地表下沉量測(cè)等。

圖4　現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)布置

將觀測(cè)數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比、分析，及時(shí)報(bào)告、反饋相關(guān)方。驗(yàn)證支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性和有效性，并據(jù)此修正設(shè)計(jì)指標(biāo)，總結(jié)地下工程的規(guī)律和特點(diǎn)。通過(guò)監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)判斷實(shí)測(cè)位移是否控制在允許范圍內(nèi)，判定實(shí)測(cè)水平收斂位移、拱頂下沉位移、回歸分析推算的最終位移是否均小于設(shè)計(jì)規(guī)定的允許位移值；根據(jù)位移時(shí)態(tài)曲線(xiàn)形態(tài)判別圍巖穩(wěn)定和支護(hù)結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)，當(dāng)判別圍巖處于不穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，應(yīng)視情況采取停止掘進(jìn)立即加強(qiáng)支護(hù)的措施。

4有效的施工期安全管理

除做好上述技術(shù)措施之外，還應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)安全管理工作，有效消除施工過(guò)程中的不安全因素。

a.做好現(xiàn)場(chǎng)人員管理。建立進(jìn)出洞管理制度，對(duì)進(jìn)出隧洞人員實(shí)行嚴(yán)格的登記制度。及時(shí)了解、掌握洞內(nèi)作業(yè)實(shí)況，保證通訊暢通。要求施工人員做好個(gè)人防護(hù)工作，配備必要的勞動(dòng)防護(hù)用具。

b.鉆爆破法施工時(shí)在裝藥、堵塞、網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)以及起爆等環(huán)節(jié)，由爆破負(fù)責(zé)人統(tǒng)一指揮，嚴(yán)格審核爆破作業(yè)單位資質(zhì)，操作人員應(yīng)經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)且持有爆破相關(guān)上崗資格證書(shū)，按爆破設(shè)計(jì)和爆破安全規(guī)程作業(yè)；爆破影響區(qū)采取相應(yīng)安全警戒和防護(hù)措施，并有專(zhuān)人現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控。

c.遇不良地質(zhì)構(gòu)造、易塌方地段及有害氣體逸出和地下涌水等突發(fā)事件，立即停工，并撤至安全地點(diǎn)。

d.洞內(nèi)照明、通風(fēng)、除塵滿(mǎn)足規(guī)范要求。制訂職業(yè)危害場(chǎng)所檢測(cè)計(jì)劃，定期對(duì)職業(yè)危害場(chǎng)所進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果存檔。采取有效措施保證隧洞內(nèi)粉塵、噪聲、毒物指標(biāo)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

e.做好預(yù)防、編制應(yīng)急預(yù)案體系。通過(guò)危險(xiǎn)源辨識(shí)、風(fēng)險(xiǎn)分析工作，識(shí)別隧洞施工過(guò)程中可能發(fā)生的各類(lèi)事故，尤其是可能導(dǎo)致人員傷亡、處置過(guò)程比較復(fù)雜的事故，分門(mén)別類(lèi)制訂應(yīng)急預(yù)案；對(duì)危險(xiǎn)性較大的重點(diǎn)作業(yè)崗位，制訂崗位應(yīng)急處置方案。如：坍塌、地質(zhì)災(zāi)害等應(yīng)急預(yù)案和現(xiàn)場(chǎng)處置方案，做好相關(guān)教育培訓(xùn)、日常演練等工作[2]。

綜上，在隧洞工程施工過(guò)程中應(yīng)綜合采取技術(shù)、管理等手段，多管齊下、多措并舉、多方參與，切實(shí)保證施工作業(yè)人員的健康與安全，保證工程的順利進(jìn)展。

參考文獻(xiàn)

[1]王竑，王海燕，王宏坤，等.水利工程施工監(jiān)理實(shí)務(wù)[M].北京:中國(guó)水利水電出版社.

[2]張曉利.水利工程施工安全監(jiān)理概述[J].水利建設(shè)與管理,2016(4).

Essentials of construction safety management in tunnel project

ZHANG Xiaoli

(Liaoning Water Resources Civil Engineering Consulting Co.,Ltd.,Shenyang 110003,China)

Abstract：Tunnel project construction in water resources engineering is restricted by construction condition and construction environment.It is the field with frequent production safety accidents.After safety production accidents are produced in tunnel project,the rescue difficulty is high,rescue time is long,and casualty rate is higher.Therefore,safety production management work of tunnel project should be mainly done well,and safety production accidents can be reduced based on prevention.

Key words：tunnel; construction; safety

DOI:10.16616/j.cnki.11-4446/TV.2016.06.005

中圖分類(lèi)號(hào)：TV513

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1005-4774(2016)06-0018-03