中国水利水电第四工程局有限公司 青海西宁 810007
摘要：近年来，地下空间开发利用逐渐增多，而地下工程施工由传统的钻爆法开挖已逐渐被TBM施工法所取代，但由于我国采用TBM施工法的时间较短，对TBM设备的安全运行管理还存在着很多不足。该文主要对双护盾TBM运行中存在的安全管理难点进行了综合分析，并有针对性地提出了管理措施。
关键词：地下工程 双护盾TBM 安全 难点 措施
近年来TBM施工过程中的安全管理受到了越来越多的关注，很多企业已经认识到了TBM施工安全对企业效益和社会形象产生的巨大影响。双护盾TBM施工具有施工占线长、作业点、面和工序多等特点，但部分企业对双护盾TBM施工安全管理难点的分析及管控还存在很多漏洞，为避免或减少双护盾TBM施工中引发的安全生产事故，有效保障人员和设备的安全，提升双护盾TBM运行的安全管理工作也势在必行。
1工程背景
兰州市水源地建设工程将刘家峡水库作为引水水源地，向兰州市供水。该标段位于甘肃省临夏州永靖县境内红柳台村，距离永靖县越4.5km，施工内容主要为输水隧洞开挖与衬砌，输水隧洞为压力引水隧洞，施工以双护盾TBM为主，辅以钻爆法。该标段TBM(TBMZ)施工控制段长度14.1k m，掘进长度13.1k m滑行安装管片长度1.0km。采用管片衬砌，隧洞设计内径4.6m,开挖洞径约5.46m，人字坡设计，坡度分别为01 %和0.0485%。TBM施工段混凝土衬砌采用四边形管片(5+1)，管片厚度03m环宽15m管片与围岩之间的空隙，用豆砾石(5～10mm)充填并进行回填灌浆。
2 双护盾TBM运行中存在的安全管理难点
2.1TBM在不良地质段的施工
在TBM掘进过程中可能会遇到软弱破碎带和突泥涌水等不良地质段。
TBM掘进对原有围岩扰动较大，可能造成岩石坍塌、突泥涌水、有毒有害气体中毒等危害，对设备和人员安全造成威胁较大。
2.2长距离通风、洞内粉尘和有毒有害气体聚集
该标段隧洞施工长度14.1km最长通风距离约为14.2km。长距离的隧道通风，通风标准要求相对较高，在TBM掘进过程中电机和设备运转散发的热量较多，掘进产生的灰尘较大，且设计的洞径较小。在通风压力、风量不足时，可能导致CH、CO等气体及粉尘聚集，达到一定浓度时可能造成爆炸、人员中毒和尘肺病，对设备和施工人员的威胁较大。
2.3 管片安装作业
在TBM掘进一个行程后，开始进行管片拼装作业，在使用管片拼装机进行管片拼装作业过程中，由于拼装作业区域空间狭小，在管片拼装孔孔距超标和拼装机出现故障时，易发生管片滑落伤人事故。
2.4 管片运输作业
在使用小火车运输管片时，由于小火车超载、超宽和超速等情况下运输管片时，可能导致管片在运输途中滑落，造成设备损坏和人员伤亡。
2.5小火车安全运行
因TBM施工管片安装完成后洞径为4.6m,小火车在洞内和TBM上运行时不利于施工人员通行和躲避，小火车在TBM上运行时距离设备较近，因小火车司机违章操作或引导员指挥不得当可能引发车辆伤害事故。
2.6豆砾石回填和注浆作业
在使用高压风对豆砾石进行回填作业时，由于豆砾石形状不规则回填过程中对管路磨损较大，易造成豆砾石管路爆管伤人。在进行注浆作业时，可能因注浆压力表失效，造成注浆压力过大导致注浆管爆管，对施工人员造成伤害。
3管控措施
3.1针对TBM在不良地质段施工的管控措施
安排专业地质工程师跟班作业，加强掘进过程中对围岩和有毒有害气体的监控和检侧，当发现围岩坍塌、突泥涌水或有毒有害气体超标时，立即停止掘进，并组织人员撤离至安全区域。同时，储备必要的应急食物和设备，明确专人负责管理，做到定期检查和更换。有针对性地开展坍塌、突泥涌水和有毒有害气体中毒应急演练活动，提高员工应对突发事件的应急处置和自救互救能力。明确员 工 遇突发事件紧急避险的权利。
3.2针对长距离通风、洞内粉尘和有毒有害气体聚集的管控措施
制定TBM掘进通风管理方案，根据通风距离变化，适当调整通风压力和风量，在各传送皮带机转渣器处增设喷水降尘装置，为从业人员发放3M防尘口罩，并监督使用。在TBM设备主要部位设置气体检侧仪进行自动检侧，采用手持式“四合一”气体检侧仪进行人工检侧，并对检侧设备进行经常性效验。
3.3针对管片安装作业的管控措施
制定管片拼装作业安全操作规程，对管片拼装作业人员进行岗位安全交底。加强对进场管片拼装孔孔距的验收工作，对孔距超标的管片严禁使用。同时加强管片拼装机的日常检修和维护，严禁设备带病运行。
3.4针对管片运输作业的管控措施
制定小火车安全运行管理办法，对火车司机和引导员进行告知交底，严格要求火车司机按规定限速行驶。要求并明确规定小火车运输管片时叠放的管片不应超过3片。小火车运输前必须采用吊带对管片进行刹车处理，防止管片运输过程中受颠簸或急刹车惯性前移时滑落伤人。
3.5针对小火车安全运行的管控措施
在TBM开挖洞室内每间隔50m处设置一个应急避车平台，便于洞内行走人员及时躲避小火车。在洞内和TBM设备明显位置设置火车限速标识牌和安全警示牌。制定小火车司机、引导员安全操作规程和小火车安全运行管理办法，严格要求司机和引导人员正确使用对讲机和口哨，在火车运行过程中必须不间断地进行鸣笛警示。经常性组织司机和引导员进行安全教育培训。同时，安排专人对小 火车进行日常维护保养，严禁火车带病运行。
3.6针对豆砾石回填和注浆作业的管控措施
对豆砾石回填和注浆人员进行安全技术交底，严格要求作业人员按照豆粒石回填和注浆方案要求进行施工。每班作业前必须对豆砾石和注浆设备、管路及压力表进行检查维护，作业过程中安排专人对设备及管路进行巡视，发现异常及时停机处理。注浆作业后必须对注浆压力表进行清洗，防止压力表堵塞失效。
4结语
在今后的双护盾TBM施工安全管理过程中，要做到充分地了解和掌握TBM运行过程中的安全管理重点和难点，全面分析各作业工序中存在的危险因素和可能产生的 故危害；有针对性地采取安全管理和防范措施就能最大限度地保障施工人员的人身安全。
参考文献
【1】唐鹏、张志，隧道工程技术【M】，北京：中国水利水电出版社，2013。
【2】白万山、童广秀，长大深埋隧洞勘侧技术研究与实践【M】，郑州：黄河水利出版社，2013.