摘要:随着城市的快速发展,隧道的投入建设也相应的加大投入,数量也逐年增多,隧道修筑的规模、难度也在增大。隧道施工安全风险及事故比列也在逐年上升,在隧道安全事故中坍塌事故占到半数以上 。本文主要通过对隧道塌方原因进行分析,从勘探、施工管理等环节进行探讨,并以乌鲁木齐市华光街东延观岭街隧道的施工为工程背景在安全管理方面提出一系列措施。
关键词:隧道施工;防坍塌;安全管控
Abstract: With the rapid development of the city, the investment and construction of the tunnel also increases correspondingly, the number is increasing year by year, the scale and difficulty of tunnel construction is also increasing. The risk and accident ratio of tunnel construction are increasing year by year, and more than half of tunnel collapse accidents occur. This paper mainly analyzes the reasons of tunnel collapse, discusses the links of exploration, construction management, and puts forward a series of measures from the safety management.
1 隧道塌方现象的原因
(1)自然原因:隧道的岩石类型虽易判断,但断层节理发育情况却千差万别,存在岩层破碎、顺层、溶洞等多种不利因素,致使设计的支护措施无法满足实际地质支护需要。另外,随着季节性雨水的渗入,水沿岩体软弱面流动,破坏岩体组织,也是诱发隧道坍塌的重要因素。
(2)施工扰动:隧道施工开挖引起地质变化,破坏了隧道土体原有的天然应力状态,使岩体应力、变形重新分配和平衡,使围岩应力在隧道一定范围内产生了重新分布,支护不足时极易坍塌。
(3)管理原因:在施工组织时,经常存在一系列管控不到位的行为,这些都是造成隧道坍塌的主要原因,如地质勘探精度不够、作业队伍超资质承揽工程、擅自改变施工工艺、安全防措施不到位、支护不及时、施工中的偷工减料、开挖进尺和安全步距过大等。
2 预防隧道塌方的安全管理措施
以乌鲁木齐市华光街东延观岭街隧道的施工为工程背景在安全管理方面提出一系列措施
2.1精心勘察:提高隧道工程地质的判释精度。观岭街隧道在地质勘探的基础上,充分发挥超前地质预报,地质雷达探测地质构造,地质雷达结合瞬变电磁法探测岩溶的优势。详细查清各种不良地质的分布范围、影响程度,评价隧道可能发生的地质灾害,在对相关报告充分消化的基础上,根据实际地质情况,及时调整支护参数,采取相应的技术与安全措施,实行动态化、信息化管理。
观岭街隧道穿越雅玛里克、白杨南沟等断层和八道湾褶皱、乌鲁木齐7号向斜带,地质构造复杂、节理裂隙发育,围岩钙质泥质粉砂岩、含有机质粉砂岩泥灰岩、钙质粉砂岩、长石岩屑砂岩、炭质泥质粉砂岩和第四系上覆层组成,隧道围岩级别为V级。隧道洞身最大埋深40米,局部浅埋地段埋深不足5米。并组织召开专项地质工作专家评审会,对专项勘察资料和勘探成果进行评估验收,提高对不良地质的判释精度。
2.2精心施工,严格作业程序,落实安全措施。
2.2.1制定合理施工组织方案,严格作业程序,严格按照“管超前、严注浆、强支护、短开挖、早封闭、勤量测”的方针落实各项安全施工方案。不良地质段隧道的开挖作业,应在超前支护的保护下进行,确保超前小导管的数量及灌浆质量,开挖后,及时喷射混凝土封闭岩面,施作锚杆,安装钢拱架、钢筋网,复喷混凝土至设计厚度。
台阶开挖时,应使初期支护尽快封闭成环。严格确保台阶长度不超过洞径,初期支护封闭后,尽快施工仰拱和填充,并及时施作二次衬砌。
2.2.2认真做好隧道施工地质超前预报,华光街东延观岭街隧道通过发现开挖作业面前方的地质异常点,依据新奥法施工原理,洞身开挖过程中依据围岩特性进行动态调整,采取的技术措施:加强隧道的监控量测,通过监测数据进行分析来确定临时支护的拆除时间和拆除数量;坚持导洞成环后再拆除,同时为了确保施工安全,采用每榀拱架间隔拆除的方法。确保每循环作业安全可控。
2.2.3合理安排隧道工程的工期。由于隧道施工只能通过几个有限的工作面进行,施工场地狭小,各工序干扰大,如果工期太紧,可能会影响一些工序的施工质量,如锚杆注浆不饱满,初期支护背后的空洞不密实等,会给施工留下安全隐患。在工程计划的编排中,要确保超前预报的次数,保证超前地质预报的精度。杜绝冒进,确保进尺,避免因支护不及时造成围岩自稳时间不足而引起的坍塌。
2.3规范分包队伍管理,确保隧道专项措施费用足额投入。
2.3.1选用专业化的分包队伍。施工风险较高的隧道应采用专业化施工队伍。在选择分包队伍时,应重点审查施工队伍隧道专业技术水平和安全生产业绩,个别安全生产事故频发,隧道专业技术水平较低的分包队伍不允许承担隧道工程的施工。对一些地质条件复杂、施工风险较高的隧道应由经验丰富的隧道专业化施工队伍承担。
2.3.2规范专项措施费用的计量与投入。要加强对分包队伍的计量管理,确保各类专项措施费用足额投入,如果有些工程费用计列不足,分包队伍正常经营出现亏损时,一些保证施工安全的措施就难以实施,甚至会发生偷工减料现象,如私自减少锚杆施工的数量,加大钢拱架的间距,喷射混凝土厚度不足等,可能会直接影响隧道的施工安全。
2.4强化安全管控力度、竖立安全红线意识。
2.4.1健全安全监督体系,安全生产责任体系全覆盖。成立专职安全管理机构,设立安全总监,配备现场专职安全员,建立健全隧道主要灾害防治专业机构,配备专业技术人员,建立完善各级各类人员安全生产责任制、各工种岗位责任制、各工序操作规程、各类作业安全技术措施、作业规程,完善危险性较大分部分项工程安全施工专项方案等。
2.4.2强化现场安全管控,建立地质环境监控体系。各级安全管理人员按照各自职责分工,检查各项安全措施的落实情况,对各项安全保证措施实行有效的监督,及时反馈各种风险信息。一方面,对现场违章操作、制定的安全生产保证措施不落实的实行一票否决制,可随时签发安全生产不合格停工令,对现场的安全生产实行有效监督,消除各种安全隐患。另一方面,强化对日常施工环境的观察,发现围岩变形、支护开裂、地面沉降、涌水突泥、瓦斯、煤层等异常情况时必须立即停止施工,并制定相应的处置方案,经设计、监理单位等审查同意后方可恢复施工。
2.4.3加强应急管理,做好安全教育培训。对可能发生地质灾害的隧道作业工区,应配备防灾报警措施,配备逃生通道与应急物资,完善疏散标志、应急照明、应急排水、应急通信及电视监控等系统。不良地质条件的隧道施工,还要与救护队建立联动机制,落实专业救护保障措施。根据工程情况制定隧道坍塌预案,并经常组织逃生演练,对各项安全保证措施、应急疏散、逃生救生装备的使用,都要组织安全培训,使参加施工的所有人员都能了解和熟练应用这些安全知识。同时,要切实加强施工作业人员、技术与安全管理人员等的安全教育培训。电工、焊工、高处作业人员、爆破作业和指挥人员以及钻探操作人员等均必须持证上岗。
3 结语
在施工中始终坚持“管超前、严注浆、强支护、短开挖、早封闭、勤量测”的方针,利用新奥法施工原理,加强隧道监控量测、超前地质预报和掌子面围岩地质评价分析等工作,达到充分利用和有效控制围岩变形,确保隧道施工安全
参考文献:
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