企业培训_隧道施工安全培训教材

中铁五局四公司工程项目标准化管理 隧道施工安全培训交流 税明东2015年1月 六个方面探讨隧道安全管理 一 隧道的工程特征与安全管理基本原则二 隧道安全管理的策划三 工序层面的安全管理 开挖 四 隧道安全管理方法 基础管理 全面管理 动态管理 危机管理 目标管理 五 工程案例及教训 思考六 隧道施工技术发展的展望 一 隧道的工程特征与安全管理基本原则 隧道安全管理是建筑施工企业安全管理的重要内容 随着我国铁路 公路等基础设施建设快速发展和科学技术的进步 隧道工程建设呈现建设规模快速增长 隧道结构更加大型化 多样化 隧道的工程地质与水文地质条件更加复杂化新特点 随之而来还有工程技术难度的加大 建设工期 质量标准要求不断提高 隧道安全管理的形势和条件正发生着深刻的变化 隧道安全风险和管理难度急剧加大 参建特长隧道 铁路隧道 太行山隧道公路隧道 秦岭终南山公路隧道独立承建的岩山隧道 壁板坡隧道大断面隧道新考塘隧道出口最大开挖宽度为30 26m 高度16 97m断面面积396m 跨度达30 26m青山车站大跨C段为24 13米315 47m 壁板坡隧道A断面宽25 34m 高16 28m 338 61m 大连地铁西安路车站最大开挖断面宽26 5m 高27 8m 670m 是目前亚洲最大暗挖地铁车站 隧道施工一旦发生安全事故 必将带来的工期延误 人身伤亡和巨大的经济损失 随着我国 以人为本 的建设理念深入人心 安全管理法律法规的逐步健全 安全事故已成为施工企业不能承受之重 面对安全管理中的种种的难题 一方面隧道建设者和管理者克服不能为力的消极情绪 要研究隧道安全规律 尊重规律 利用规律 不断提高认识问题和解决问题的能力 以系统管理为依托 按照 依靠科技要安全 依靠管理要安全 依靠设备要安全 的总体思路 建立全过程 多维度高效可靠的安全管控体系 另一方面要跳出安全看安全 必须把隧道安全管理放在隧道建设项目管理 企业管理 甚至行业管理大环境去思考和谋划 不断创新安全管理的方法和手段 适应新常态下隧道安全管理的新要求 一 隧道安全管理的基本特点 隧道工程特征和施工特点决定隧道安全管理的基本特点 一 隧道工程地质与水文地质的隐蔽性 复杂性 工程地质勘察手段的局限性决定了隧道施工管理要道循 石变我变 的动态管理原则 通过对围岩的判释 不断修正设计 不断改变施工工艺 信息化 二 隧道施工不断改变着隧道结构的应力状态和稳定状态 决定了隧道施工安全措施要道循 时变我变 及时有效 管理原则 三 隧道施工管理的最优结果是有限的空间和时间内实现安全 进度 成本等目标的有机统一 科学工期及进度安排 合理的成本计划是安全管理的保障 把安全管理纳入项目整合管理和平衡管理中去统筹考虑 四 隧道工程的单件性和多样性的特征 决定了隧道安全管理既要重视标准化的管理也要重视针对性的管理 五 隧道施工的高风险性特征决定了对安全措施的严密性和严格性 设计失误41 不可抗力及其它18 施工缺陷21 地质勘探不足12 信息缺乏8 9 各种灾害事故所占比例塌方64 突水突泥12 洞内火灾8 火工品爆炸8 其他8 近年隧道重大事故统计分析 10 隧道安全管理特征要求我们了解设计 精通施工一个对象 岩石分级方法两种理论 松弛荷载理论 岩承理论三种方法 隧道设计和施工的技术法则 而不是一般意义上的施工技术或施工方法四个阶段 调查 测绘 勘探 设计 围岩级别 项目整合管理和平衡管理针对性的管理 岩石分级的基本思路 两个理论 石变我变 时变我变 的理论基础及现实意义 隧道设计的两大理论体系及围岩分级理论一种理论是二十世纪20年代提出的传统的 松弛荷载理论 其核心内容是 稳定的岩体有自稳能力 不产生荷载 不稳定的岩体则可能产生坍塌 需要用支护结构予以支撑 这样 作用在支护结构上的荷载就是围岩在一定范围内由于松弛并可能塌落的岩体重力 这是一种传统的理论 其代表人物有泰沙基和普氏等人 它类似于地面工程考虑问题的思想 至今仍被广泛的应用着 另一种理论是二十世纪50年代提出的现代支护理论 或称 岩承理论 其核心内容是 围岩稳定显然是岩体自身有承载自稳能力 不稳定围岩丧失稳定是有一个过程的 如果在这个过程中提供必要的帮助或限制 则围岩仍然能够进入稳定状态 这种理论体系的代表性人物有拉布西维兹 米勒 菲切尔 芬纳 塔罗勃和卡斯特奈等人 这是一种比较现代的理论 它已经脱离了地面工程考虑问题的思路 而更接近于地下工程实际 近半个世纪以来已被广泛接受和推广应用 并且表现出了广阔的发展前景 三种方法 新奥法 矿山法 浅埋暗挖法 矿山法是一种传统的施工力法 是人们在长期的施工实践中发展起来的 它是以木或钢构件作为临时文撑 待隧道开挖成型后 逐步将临时文撑撤换下来 而代之以整体式厚衬砌作为永久性支护的施工方法 先拱后墙法及先墙后拱法漏斗棚架法 台阶法 上下导坑先墙后拱法 新奥法新奥法 NATM 是新奥地利隧道施工方法的简称 在我国常把新奥法称为 锚喷构筑法 工法原理 1 边挖边支护 约束围岩变位 使围岩和支护结构共同形成支护环 实施稳定的人工掘进作业 2 对于岩石地层 采用分步或全断面一次开挖 锚喷支护和锚喷支护复合衬砌 必要时可做二次衬砌 3 对于土质地层 一般需对地层进行加固后再开挖支护 衬砌 在有地下水的条件下必须降水后方可施工 浅埋暗挖法浅埋暗挖法是中国人自己创造一种隧道修建方法 浅埋暗挖法是在距离地表较近的地下进行各种类型地下洞室暗挖施工的一种方法 造价低 拆迁少 灵活多变 无须太多专用设备及不干扰地面交通和周围环境等特点 浅埋暗挖法在全国类似地层和各种地下工程中得到广泛应用 具有重大的社会效益和环境效益 该方法在总体上到国际领先水平 铁路隧道 单线或双线 拱顶埋深小于 级围岩35 40m 级围岩18 25m 级围岩10 14m 级围岩5 7m为浅埋隧道 也可按实测压力P 垂直土柱重量 h来确定 当P h 0 4 0 6为浅埋隧道 地铁暗挖隧道 由于环境要求高 断面变化大 仅用拱顶埋深是不妥的 按拱顶覆土厚度 H 与结构跨度 D 之比来考虑 即当0 6 H D 1 5时 称为浅埋 当H D 0 6时称为超浅埋 浅埋隧道的确定原则 矿山法与新奥法的区别 矿山法有它的理论基础 工程原理 技术方法和指导原则 矿山法是建立在经典的岩土力学基础之上的 经典岩土力学的理论精髓 库仑一莫尔及太沙基的理论和朗金的定律 用于深埋隧道的坍落拱普氏理论和用于浅埋隧道的沉降漏斗压力理论及全土柱压力理论成为隧道矿山法设计 施工的技术指导原则 新奥法施工的基本思想是充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用 采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段 及时对围岩进行加固 约束围岩的松弛和变形 并通过对围岩和支护的量测 监控来指导隧道和地下工程设计施工 浅埋暗挖法与新奥法的关系浅埋暗挖法是在借鉴新奥法的某些理论基础上 针对中国的具体工程条件开发出来的一整套完善的隧道修建理论和操作方法 与新奥法的不同之处在于 它是适合于城市地区松散土介质围岩条件下 隧道埋深小于或等于隧道直径 以很小的地表沉降修筑隧道的技术方法 工艺原理 浅埋暗挖法沿用新奥法基本原理 1 利用土层在开挖过程中短时间的自稳能力 采取适当的支护措施 使围岩或土层表面形成密贴型薄壁支护结构 2 初次支护按承担全部基本荷载设计 3 二次模筑衬砌作为安全储备 4 初次支护和二次衬砌共同承担特殊荷载 风险评估施工方案组织管理 二 隧道安全管理的策划 一 风评估与应急预案隧道危险源的识别和风险评估 是隧道安全管理的基础 必须创造条件让隧道施工者及参与各方参加风险评估和危险源识别 危险源识别及风险评估贯穿隧道施工全过程 1 发生灾害的原因主要体现在以下三个方面 未发现风险源 发现风险源 但技术方案不合理 发现风险源 但施工管理措施不到位 2 安全风险评估是隧道风险评估的重要内容和首要任务 在建设早期识别潜在因素并估计发生的概率和影响程度 通过早期的规避风险措施 并在施工中有目地的加以落实和监测将有效减少工程事故的发生和事故损失 3 安全风险评估及管理的基本流程 依据施工图中风险评估结果和相关数据资料汇总各隧道工点风险事件 确定潜在的主要风险事件 建立风险评估指标体系 风险接受准则和风险分级方法 根据施工进程对各隧道主要风险事件 逐段对初始风险进行再识别和监测 对初始风险进行估计 分析风险事件发生的概率和损失 评价初始风险等级 根据设计或施工应对措施对风险进行再评价 估计残留风险等级并进行监测 当残留风险在接受范围内时 隧道风险管理按预定计划执行 直至工程结束 当风险不可接受时 应对风险进行再评定和处理 4 隧道风险评估方法应根据各阶段风险特点采用定性 定性和定量相结合 定量的方法 5 隧道风险评估特别重视管理原因和人的因素对风险可能性影响的折减系数 6 事故应急预案是危机处理主要措施 应急预案分为总体应急预案 专项应急预案 现场应急预案 预案的基本要求科学性 实用性 权威性 23 风险识别的成果 施工方法层 目标风险层 建立识别的风险评估指标体系 24 风险事件层 建立识别的风险评估指标体系 续 25 风险因素层 风险评估 建立识别的风险评估指标体系 续 26 风险因素层 建立识别的风险评估指标体系 续 二 施工方案与技术交底 施工 专项方案是对分部分项工程安全管理的系统策划 从人 机 料 法 环多方面进行危险因素分析 提出安全总体要求 安全措施 重大施工步骤安全预案等 1 隧道项目技术负责人要根据 公路水运工程安全生产监督管理办法 交通部令2007年第1号 危险性较大分部分项工程安全管理办法 建质 2009 87号 按照标准规范和设计要求组织编制专项施工方案 确保按方案组织实施 严禁擅自改变施工方法 2 长大隧道 超大断面隧道 特殊结构形式隧道 不良地形 不良地质段的隧道 隧道穿越公路 临近铁路线 重要管线 建筑物等需编制专项施工方案 3 安全专项方案的编制审查要点 专项方案必须组织内部评审 必要时需经外部专家评审后组织实施 施工方案是根据一个施工项目指定的实施方案 其中包括组织机构方案 人员组成方案 技术方案 安全方案 材料供应方案 现场保卫方案 后勤方案等等而安全方案只是施工方案中的一部分 侧重于施工安全方面的要求 措施 预案等 专项施工方案是针对复杂的工艺及特定的部位 如跨度160m的现浇箱梁等 来进行是施工安排与配置 安全专项施工方案 指针对现场存在安全隐患的生产部位 如高压线下施工 既有线旁等 进行安全施工安排及配置 1 程序性审查专项方案签字手续齐全 报审程序应符合规定要求 超过一定规模的危险性较大项目的专项施工方案应有专家论证报告 专家提出的意见应在专项施工方案中落实 如专项方案需作重大修改的 施工单位应当重新组织专家论证 2 符合性审查 专项方案的内容应符合有关强制性标准的要求 不得有违反强制性条文的内容 需要进行验算的项目必须有设计计算书 设计依据应可靠 设计条件应符合实际情况 设计参数 荷载取值应合理 计算方法应正确 计算结果符合规定要求 3 针对性审查 专项方案应具有较强的针对性 采取的施工方法 技术措施应符合实际 充分考虑本工程的特点 施工条件 环境条件的影响 当实际情况 环境条件不能满足安全要求时 应采取必要的安全措施 4 在实施过程中 专项方案需要进行重大修改的 按规定程序重新编制 审核和审批 未经设计变更的 不得违背设计文件中规定的开挖工法 未编制专项方案的 严禁盲目组织施工 任何单位和个人无权擅自更改设计规定的开挖工法 无权擅自违反经审核批准的专项方案 5 安全交底坚持内业与外业相结合 理论与实际相结合 在交底内容上 坚持系统性与实用性相结合 力求有针对性 交底内容与对象相适应且适用 操作人员熟练掌握工序要点 注意事项 施工方法及工艺细则 工序质量标准 技术要求 抓好施工方案 施工组织设计的交底活动 使其既成为一次有效的技术交底 又成为一次广泛的技术交流 三 组织管理 1 人的因素始终是安全管理的核心因素 所有从事隧道施工和管理的人员都必须具有一定的安全知识 安全意识和从业资格 从事隧道施工的专业技术人员 必须按照 建筑法 要求 依法取得相应的执业资格证书 从事隧道施工的 三类人员 必须按照 中华人民共和国安全生产法 建设工程安全生产管理条例 国务院令第393号 建筑施工企业主要负责人 项目负责人和专职安全生产管理人员安全生产管理规定 住房和城乡建设部令第17号 要求 取得安全生产考核合格证书 2 必须使用具有相应合规资质 具备准入资格的施工劳务企业 必须保证把所有隧道施工参与者纳入安全管理体系 三级教育与三阶段教育 三级安全教育 是企业必须坚持的安全生产基本教育制度安全知识教育 使操作者了解 掌握在生产操作过程中潜在的危险因素及防范措施 安全技能培训 使操作者逐步掌握安全生产技能 获得完善化 自动化的行为方式 较少操作中的失误现象 安全意识教育 激励操作者自觉坚持实行安全技能 一切制度 措施的生命力就是符合实际和落到实处 基础管理和现场管理是确保隧道施工安全的保证 现场管理人员要熟悉施工现场情况 对现场施工条件 施工环境的变化 出现的事故苗头要具有敏锐的觉察能力 及时反馈各种风险信息 对各项安全保证措施实行有效的监督 及时消除各种安全隐患 三 开挖作业安全开挖是隧道施工的关键工序 不仅是隧道安全风险最大的工序 也直接决定着后续工序的施工安全 开挖安全管理的基本原则是认知地质 掌握围岩的地质特征 释判围岩级别 选择合适的开挖方法 爆破手段 其目的是保护围岩 充分发挥围岩自稳能力与承载功能 一 隧道开挖方法开挖方法是指隧道开挖成型的方法 关系到坑道稳定 掘进速度 选择开挖方法时应考虑以下方面 1 隧道断面大小 形状 2 围岩的工程地质条件 3 支护类型4 机械配备能力 5 工期要求 6 隧道长度 7 施工成本 主要方法 全断面台阶CDCRD双侧壁导坑中洞法侧洞法洞柱法复合法 全断面法Fullfaceexcavationmethod 下导洞超前法Bottomdriftexcavationmethod 台阶法Benchcutmethod 环形开挖预留核心土法Ringcutmethod 双侧壁导坑法Twosidedriftmethod 中隔壁法CenterDiaphragmmethod 交叉中隔壁法CRossDiaphragmmethod 3台阶7步开挖法SevenStep BenchCutmethod 3台阶7步开挖法透视图SevenStep BenchCutmethod 3台阶7步开挖法SevenStep BenchCutmethod 双侧壁导坑法 眼镜法 第一步 第二步 第三步 第四步 第五步 第六步 侧洞法 第一步 第二步 第三步 第四步 第五步 第六步 第七步 第八步 中洞法 中洞法施工工艺流程图 青年大街站双层三跨PBA工法施工步序图 几种方法的比较CD与CRD 中隔壁法 CD法 可适用于 级围岩的浅埋双线隧道 交叉中隔壁法 CRD 可适用于 级围岩浅埋的双线隧道或多线隧道 CD法与CRD法的区别 1 开挖顺序 CD法先开挖隧道的一侧 并施作中隔壁墙 然后再开挖另一侧的施工方法 CRD法先开挖隧道一侧的一或二部分 施作部分中隔壁和横隔板 再开挖隧道另一侧的一或二部分 完成横隔板施工 然后再开挖最先施工一侧的最后部分 并延长中隔壁 最后开挖剩余部分的施工方法2 临时支护 CD法是用钢支撑和喷射混凝土的隔壁分割开进行开挖的方法 一般临时仰拱没有横撑 CRD法用隔壁和仰拱把断面上下 左右分割进行开挖的方法 是在地质条件要求分部开挖及时封闭的条件下采用的 一般临时仰拱有横撑CRD和CD法的主要区别是在施工过程的每一步 都要求用临时仰拱 横撑 闭合 CRD法的临时支护较CD法要求高 侧洞法施工在处理中洞顶部荷载转移时 相对于中洞法要困难一些两侧洞施工时 中洞上方土体经受多次扰动 形成危及中洞的上小下大的梯形 三角形或楔形土体 该土体直接压在中洞上 中洞施工若不够谨慎就可能发生坍塌 中洞法施工工序复杂 但两侧洞对称施工 比较容易解决侧压力从中洞初期支护转移到梁柱上时的不平衡侧压力问题 施工引起的地面沉降较易控制 柱洞法施工的关键是如何确保两侧开挖后初期支护同步作用在顶纵梁上 而且柱子左右水平力要同时加上且保持相等 洞桩法就是先挖洞 在洞内制作挖孔桩 梁柱完成后 再施作顶部结构 然后在其保护下施工 实际上就是将盖挖法施工的挖孔桩梁柱等转地下进行 二 洞口工程1 隧道应遵循早进洞晚出洞的原则 不得大挖大刷 确保边坡及仰坡稳定 涮口开挖的原则是以尽量减少洞口刷坡 争取早进洞 晚出洞的原则 设计图纸提出的开挖洞位置仅作参考 隧道进洞前必须完成洞口工程 2 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 3 应根据围岩的完整性和稳定性来决定刷坡面积与坡率 只要方便洞口施工 保证隧道中线 断面和高程满足设计要求 尤其是遇到松散岩体的高边坡要做好开挖设计 确保现场施工有序进行 4 加强洞口工程的爆破防护 洞口石质边 仰坡的开挖应采用预留光爆层法或预裂爆破法 严禁采用深眼大爆破或集中药包爆破开挖 洞口邻近有建 构 筑物时 开挖爆破应采用控制爆破技术 并监测振动速度 其值应符合现行国家标准 爆破安全规程 GB6722的有关规定 洞口工程施工时应采取相应措施 加强对周围建 构 筑物 既有线 洞口附近交通道路的防护 5 洞口开挖及防护洞口土石方开挖必须按设计要求进行边 仰坡放线 自上而下分层开挖 分层支护 严禁掏底开挖或上下重叠开挖 严禁掏底开挖 洞门端墙处土石方开挖应结合地层稳定程度 施工季节和隧道施工方法进行 洞口开挖的土石方应避免因弃碴堵塞造成排水不畅 过大土压力引起山坡坍塌和对桥梁墩台的偏压 以及对其他建筑物的危害 并不应影响交通运输安全 处于陡峭 高边坡的洞口应增设安全棚 安全栅栏或安全网 危险段应采取加固措施 挖掘机 风动钻机等常用施工机械及机具在操作和使用时 应检查和观察其安全性能和安全状态 三 各开挖方法安全事项1 全断面法开挖 采用全断面法开挖隧道时 应控制一次同时起爆的炸药量 减少爆破振动对围岩的影响 在地质条件较差地段采用全断面法开挖隧道时 必须对围岩进行超前支护或预加固 并控制循环进尺 隧道开挖爆破后应先采用机械进行找顶 然后用人工找顶 隧道开挖使用的作业台架应进行强度 刚度和稳定性检算 经验收合格后方可使用 台架四周必须设置安全防护栏杆 2 台阶法开挖采用台阶法开挖隧道时 应根据围岩条件 合理确定台阶长度和高度 围岩稳定性较差时 台阶长度应控制在一倍洞径 台阶下部断面一次开挖长度应与上部断面相同 不得超过1 5m 当围岩地质较差 开挖工作面不稳定时 应采用短进尺或上下台阶错开开挖或预留核心土措施 必要时采用喷射混凝土或玻璃纤维锚杆对开挖工作面进行加固 台阶上部开挖循环进尺应根据围岩地质条件和初期支护钢架间距合理确定 并不得超过1 5m 当围岩地质较差 变形较大时 上部断面开挖后应立即施作锁脚锚管 杆 扩大拱脚 临时仰拱等措施 控制围岩及初期支护变形量 台阶下部开挖后 必须及时喷射混凝土进行封闭 当设有钢架时 必须及时安装下部钢架并喷射混凝土 严禁拱脚长时间悬空 仰拱开挖应控制一次开挖长度 开挖后应立即施作初期支护 封闭成环 软弱围岩隧道采用台阶法开挖时 级围岩中上台阶每循环开挖进尺不应大于1榀钢架间距 级围岩中不应大于2榀钢架间距 级围岩边墙每循环开挖进尺不得大于2榀钢架间距 仰拱开挖前必须完成钢架锁脚锚杆 管 每循环开挖进尺不得大于3m 3 三台阶七步开挖法施工应尽量缩短台阶长度 确保初期支护尽快闭合成环 仰拱和拱墙衬砌及时跟进 尽早形成稳定的支护体系 三台阶七步开挖法规避了侧壁导坑法 中隔壁法及交叉中隔壁法等需要拆除临时支护及受力转换造成不安全的因素 及时调整闭合时间 方便机械施工 利于施工工序转换 三台阶七步开挖法施工应做好工序衔接 工序安排应紧凑 尽量减少围岩暴露时间 避免因长时间暴露引起围岩失稳 初期支护应及时封闭成环 全断面初期支护闭合时间宜控制在15d左右 仰拱应超前施作铺设防水板 二次衬砌等后续工作应及时进行 对于土质隧道 衬砌应紧跟仰拱施工 一般为15 20m 对于岩石爆破隧道 衬砌距开挖掌子面距离须满足爆破距离要求 在满足作业空间和台阶稳定的前提下 应尽量缩短台阶长度 核心土长度应控制在3 5m 宽度宜为隧道开挖宽度的1 3 1 2 三台阶七步开挖法施工应严格控制开挖长度 根据围岩地质情况 合理确定循环进尺 每次开挖长度不得超过1 5m 开挖后立即初喷3 5cm混凝土 以减少围岩暴露时间 隧道周边部位应预留30cm人工开挖 其余部位宜采用机械开挖 局部需要爆破时 必须采用弱爆破 不得超挖 施工时应严格控制装药量 减少对围岩的扰动 中 下台阶左 右侧开挖应错开 严禁对开 左右侧错开距离宜为2 3m 4 分部法开挖 1 采用分部法开挖隧道时 应根据地质条件 隧道断面等情况合理进行分部 开挖进尺应控制在1 0m以内 分部开挖的各部 开挖后应及时进行初期支护及临时支护 并尽早封闭成环 采用分部法开挖 各部钢架基脚处应施做锁脚锚管 杆 或采用扩大拱脚等措施 减少拱脚下沉量 2 采用中隔壁法 交叉中隔壁法开挖隧道时 同层左 右两侧沿纵向应错开一定距离 错开距离应控制在10 15m范围内 同侧上 下层开挖工作面相距应保持3 5m 3 采用双侧壁导坑法开挖隧道时 应符合下列规定 侧壁导坑形状应近似椭圆形 导坑宽度不应大于0 3倍隧道宽度 侧壁导坑 中槽部位开挖应采用短台阶 台阶长度3 5m 必要时应预留核心土 侧壁导坑开挖应超前中槽部位10 15m 采用分部法开挖的临时支护应根据监控量测结果逐段拆除 每段拆除长度不得大于15m CRD和CD工法中的关键技术是中壁的拆除工艺 在中壁拆除作业的施工管理中 最重要的问题是判断中壁拆除时间和中壁拆除后的安全性 一般在隧道施工中维护断面的稳定基本上是通过拱顶下沉核净空收敛来判断的 因此 在中壁法中 中壁的拆除时间的确定和作业的安全性基准 也是以这种方法为依据 基准值 基准值 拆除中壁时一般参考 一周的位移增量在1mm以下 基准 基于实测数据决定管理基准 考虑前后台阶的进度 以拱顶下沉7d的增量在2mm以下 作为拆除中壁的基准 即 拱顶下沉量 7d的增量小于2mm 净空收敛值 7d增量小于4mm 软弱围岩如何保护围岩 控制围岩松弛掌子面的先行位移 挤出位移 后方位移稳定掌子面的方法 正面喷混凝土 超前支护 留核心土及时闭合方法 设临时仰拱和临时横撑 加固基脚 向底部地层注浆加固 改变施工方法加固地层 注浆加固 超前支护 地表面加固 四 开挖工艺研究与爆破安全管理 1 隧道施工要采用光面爆破 预裂爆破 微震爆破 形成规则的 较圆顺的轮廓 其结构受力好 应力集中少 有利于围岩稳定 维护自稳能力 提高了围岩的承载能力 同时对围岩的扰动范围小 有力保护围岩原有结构 有效地减少应力集中所引起的塌坍现象 2 隧道开挖质量控制是隧道施工的难点 从工艺设计 工艺人才 工装设备 工艺纪律等方面入手 按照严格管理 严格工艺 严格纪律 三严 的要求 抓好隧道开挖质量 3 要严格做好隧道爆破设计 采取理论计算 爆破成缝试验及工程类比的方法 爆破设计的主要控制指标 比钻眼量 比装药量 总装药量 单段最大起爆药量 周边眼装药参数 爆破允许最大震速 光面爆破爆破效果检查的四个考核指标 炮眼利用率 炮眼痕迹保存率 超 欠挖量和岩碴块度 4 钻孔 装药作业应符合下列规定 钻孔要准 直 平 齐 装药时应使用木质炮棍装药 严禁火种 无关人员与机具等应撤至安全地点 作业人员禁止穿戴化纤衣物 装药作业完成后 必须及时清理现场 清点火工产品数量 剩余的炸药和雷管必须由领取炸药 雷管的人员退回库房 使用电雷管时 装药前电灯及电线路应撤离开挖工作面 装药时应用投光灯 矿灯照明 开挖工作面不得有杂散电流 5 安全警戒与防护 爆破作业除应符合现行国家标准 爆破安全规程 GB6722有关规定外 还应符合下列规定 洞内爆破作业前 施工单位必须确定指挥人员 警戒人员 起爆人员 并确保统一指挥 安全警戒 a 独头坑道内不小于200米 b 相邻的平行坑道内不小于100米 c 相邻的平行坑道 横通道及横洞间距不小于50米 d 双线上半断面开挖时不少于400米 e 双线全断面开挖时不少于500米 洞内爆破作业时 指挥人员应指挥所有人员 设备撤离至安全地点 警戒人员负责警戒工作 设置警示标志 爆破时 爆破工应随身携带带有绝缘装置的手电筒 洞内爆破后必须经充分通风排烟 15min后安全检查人员方可进入开挖工作面 主要检查有无盲炮 有无残余炸药及雷管 顶板及两帮有无松动的岩块 支护有无变形或开裂等 当发现盲炮 残余炸药及雷管时 必须由原爆破人员按规定处理 6 贯通安全管理 隧道双向开挖接近贯通面时 两端施工应加强联系与统一指挥 当隧道两个开挖工作面距离接近15m时 必须采取一端掘进另一端停止作业并撤走人员和机具的措施 同时在安全距离处设置禁止入内的警示标志 7 瞎炮的处理 处理拒爆时 必须遵守下列规定 由于连线不良造成的拒爆 可重新连线起爆 在距拒爆炮眼0 3m以外另打与拒爆炮眼平行的新炮眼 重新装药起爆 严禁用镐刨或从炮眼中取出原放置的起爆药卷或从起爆药卷中拉出电雷管 不论有无残余炸药严禁将炮眼残底继续加深 严禁用打眼的方法往外掏药 严禁用压风吹拒爆 残爆 炮眼 处理拒爆的炮眼爆炸后 爆破工必须详细检查炸落的煤 矸 收集未爆的电雷管 在拒爆处理完毕以前 严禁在该地点进行与处理拒爆无关的工作 8 火工品的管理要符合相关管理规定 五 交叉施工管理 1 不同工区的交叉施工管理 两座平行的隧道开挖时 其两个同向开挖工作面应保持合理的纵向距离 间距小的隧道 必须采取措施防止后行洞开挖对先行洞产生不良影响2 隧道开挖台架多层同时施工时 掌子面要保持平齐 清理掉掌子面及两帮危石 3 严禁钻孔与装药的平行交叉作业 4 隧道同时存在掌子面开挖 仰拱开挖 支护 衬砌及各辅助工序等平行作业 交叉作业时 必须建立严密的组织管理体系 加强统一指挥和调度 六 隧道安全施工步距要求隧道安全施工步距是按照 以人为本 确保安全 为基本理念 在对研究隧道坍塌事故和隧道变形力学分析基础上 对大范围 大规模隧道建设采取的一种强制性安全管理规定 1 根据建技 2010 352号及铁建设 2010 120号文规定 铁路隧道应采用下述规定 1 级围岩封闭位置距离掌子面不得大于35m 级围岩地段仰拱距离掌子面不宜大于90m 2 二衬距离掌子面的距离要求 二次衬砌 级围岩不得大于90m V 级围岩不得大于70m 2 公路隧道执行以下标准 1 公路隧道施工时应优先采用项目所在地交通建设管理部门执行的标准 如当地交通建设管理部门无标准或标准低于本细则的 按照本细则执行 2 黄土和含水量较大 易风化的千枚岩隧道 洞口段 仰拱距掌子面距离不大于1 2大管棚长度 级围岩地段 仰拱距掌子面距离不大于30m 二车道 20m 三车道 级围岩地段 仰拱距掌子面距离不大于50m 二车道 40m 三车道 级围岩地段 二次衬砌距掌子面距离不大于50m 二车道 35m 三车道 级围岩地段 二次衬砌距掌子面距离不大于80m 二车道 70m 三车道 3 石质隧道 级围岩地段 仰拱距掌子面距离不大于50m 二次衬砌距掌子面距离不大于80m 级围岩地段 仰拱距掌子面距离不大于70m 二次衬砌距掌子面距离不大于120m 七 新奥法施工三要素光面爆破 工艺设计 工艺人才 工艺装备 工艺纪律 喷锚支护 原理 时机与极限平衡 监控量测 周边收敛 拱顶下沉与地表下陷 光面爆破 在隧道管理中施工方案与施工工艺管理不可偏废 我国工程建设领域 还存在重施工部署 施工方案 轻施工工艺的认识 在我国已形成较完备的施工方案的审批及专家论证制度 但还只在高速铁路施工等部分领域有工艺设计要求和对企业工艺能力的评估 事实上施工方案解决不了施工工艺的问题 施工部署是对整个建设项目全局统筹规划和全面安排 其主要解决影响建设项目全局的重大战略问题 八 隧道塌方的原因及处理隧道发生塌方除地质原因外 主要还是由于施工方法或措施不当造成的 针对隧道塌方形成的主要原因 提前做好预防方案和措施 有效预防塌方的发生 1 地质因素隧道开挖过程中应尤其加强对以下不良地质因素的观察 当这些因素出现时 应做好防坍塌的各项预案 隧道穿过断层及其破碎带 一经开挖 潜在应力释放 承压快 围岩失稳而坍塌 当通过堆积体时 由于结构松散 颗粒间无胶结或胶结差 开挖后引起坍塌 在挤压破碎带 岩脉穿插带 节理密集带等碎裂结构地层中 岩块间互相挤压牵制 一经开挖则失稳 出现围岩掉块 坍落 在软弱结构面发育的情况下 或泥质充填物过多 均易产生较大坍塌 薄弱岩体在构造运动的作用下形成的小褶曲 错动发育地段 施工中常常发生坍塌 岩层软硬相间或有软弱夹层的岩体 在地下水的作用下 软弱面的强度大大降低 因而发生滑塌 地下水的软化 浸泡 冲蚀 溶解等作用加剧岩体的失稳和坍落 凝灰岩遇水后强度很快降低 并易形成柱状坍塌 严重时可能塌至地面 多年冻土层受开挖扰动后上限发生改变 如果没有及时采取措施进行封堵 容易因冻土溶化而造成坍塌 2 施工方法和措施不当未按设计要求的方法进行施工 或设计的施工方法考虑不周全 支护 衬砌参数选择不合理 也会造成隧道坍塌 施工方法选择不当 或工序间距安排不合理 各工序间距拉得较长 地层暴露时间过久 引起围岩松动 风化 导致坍方的发生 喷射混凝土不及时或喷混凝土质量 厚度不符合要求钢架架设质量欠佳 支撑与围岩不密贴 两者间的空隙填塞不密实 或连接不够牢固 不能满足围岩压力所需要的强度要求 有时抽换支撑操作不当 或者当支撑已出现受力过大的现象而未及时加固 3 施工管理不规范 质量安全意识不强仰拱 二衬施作滞后 安全距离超标问题突出 很多项目和工点存在仰拱 二衬距掌子面距离超标现象支护结构偷工减料 背后脱空问题时有发现 如在超挖部位采用石棉瓦 土工布等遮挡后喷射混凝土 致使初支背后存在较大空洞 存在重大质量安全隐患 此外 不按设计要求设置超前小导管 初支背后填充片石 钢架间距超标 喷射混凝土厚度不足等问题也比较突出 擅自改变施工方法 一次开挖进尺过大 形成安全隐患 为了施工方便 不经变更批准 擅自改变设计的施工方法 如将设计给定的CD法 双侧壁导坑法改成台阶法 台阶法改成全断面开挖施工 设计给定的临时支撑擅自取消等 一些隧道工点一次开挖进尺过大 设计要求1米的 有的一次开挖达到2 3米 对围岩量测和超前地质预报工作依然重视不够 一些项目监控量测没有纳入工序管理 不落实专人实施 监测资料弄虚作假 对监测数据不进行分析 一些项目软弱围岩及不良地质隧道不进行超前地质预报专项设计 现场超前地质预报没有切实纳入关键工序管理 不落实专人负责 不按预报方案实施 有的工点甚至根本不按设计进行超前地质预报 混凝土施工不规范问题依然存在 主要表现为仰拱 仰拱填充混凝土一次施作的情况普遍存在 个别隧道存在仰拱结构偷工减料 仰拱填充混凝土侵入二衬范围的现象 此外 一些隧道施工中还存在喷射混凝土仍采用干喷作业的情况 个别隧道二衬混凝土局部厚度不足 4 塌方处理隧道发生塌方后应从地质因素 施工方法和措施 塌方前的征兆等方面进行原因分析 并尽可能摸清塌方的大小 范围及被困人员情况 根据调查分析制定塌方处理施工方案 经审定后再组织实施 一般按先采取措施防止塌方进一步扩大 再进行分步清理 加固的原则进行塌方处理 隧道工程已发生塌方地段施工必须经设计单位进行特殊设计 项目部必须根据设计编制专项施工方案 经审批后再组织实施 不得进行冒险作业 治坍先治顶 充分利用机械的作用 四 隧道安全管理方法管理 企业管理 项目管理 建筑项目管理 安全管理 管理是指通过计划 组织 指挥 协调 控制及创新等手段 结合人力 物力 财力 信息等资源 以期高效的达到组织目标的过程企业管理 企业管理 BusinessManagement 是对企业的生产经营活动进行组织 计划 指挥 监督和调节等一系列职能的总称 从管理对象来分 可以将管理分成业务管理和行为管理 战略管理 文化管理 融资管理 项目管理 项目管理是一个管理学分支的学科 指在项目活动中运用专门的知识 技能 工具和方法 使项目能够在有限资源限定条件下 实现或超过设定的需求和期望 项目管理是对一些与成功地达成一系列目标相关的活动 譬如任务 的整体 这包括策划 进度计划和维护组成项目的活动的进展 施工项目管理安全 质量 进度 效益 生态 科技 安全管理是企业生产管理的重要组成部分 是一门综合性的系统科学 安全管理的对象是生产中一切人 物 环境的状态管理与控制 安全管理是一种动态管理 安全管理 主要是组织实施企业安全管理规划 指导 检查和决策 同时 又是保证生产处于最佳安全状态的根本环节 施工现场安全管理的内容 大体可归纳为安全组织管理 场地与设施管理 行为控制和安全技术管理四个方面 分别对生产中的人 物 环境的行为与状态 进行具体的管理与控制 85 安全管理基础管理整合管理目标管理动态管理危机管理全面管理标准化管理 基础管理 1 制度体系的全面性2 规范 规程 标准 文件的识别获取 制度的执行力 制度执行的环境 制度的统一和协调 经济基础 外部环境3 人才基础 具备基本管理知识和管理思维的人来执行制度4 基础数据的记录 统计 分析 反馈5 个人的知识结构和企业的知识体系 目标管理 管理对象目标制定目标的特点明确 specific 可衡量 measurable 可达到 attainable 实际的 realistic 有时间规定 timespecific 动态管理 与实际相结合与时间 空间 具体的管理对象一劳永逸 仪器的标定 复核 特殊的地质结构 气候条件 地表形态 滑坡 边坡处理 结构物的受力 功能 全面管理 安全 质量 进度合同 成本 信息环保 科技 宣传协调统一 矛盾统一 阶段重点 手段与目的 协调发展 良性循环 标准化管理与合理化管理 作业层的标准化管理 敬业专业 主动合作 锋芒展露中层的合理化管理 业务理解 整合团队 担当责任高层的系统化管理 造形运势 识人用人 标准化管理出现的背景及需要注意的问题 危机管理 危机的预测第一阶段 在风险的潜伏阶段 风险尚未显现 但其可能性存在于各种征兆之中 这个阶段的风险管理重在预防 识别潜在的风险 规避和转移风险 准备风险应对方案和危机处理预案 危机的处理在风险的发生阶段 风险已经来临 风险将带来的损失已经不难预料 这个阶段的风险管理重在应对 选择和实施风险应对预案 采取权宜措施缓解风险 采取补救措施抵消损失 危机管理 危机的转化是在项目风险的后果阶段 风险造成的损失已经成为事实 形势危急 这个阶段的风险管理重在应急和善后资料存档总结教训 所有的风险和灾难留下的记录都是人类的遗产 选择和实施危机处理预案 实施灾难救助措施 五 施工安全事故案例 把别人的事当自己的事 才能引以为鉴把过去的事当现在的事 才能警钟长鸣把小事当大事 才能防微杜渐事故主要原因分析 设计问题 图纸会审过程控制问题 材料 方案 工艺 管理 事故诱因和征兆的处理不及时危机处理问题 96 97 2006年1月25上午在隧道正洞施工的有施工辅助人员14人 平导 与隧道正洞平行的辅助施工洞 施工人员8人 10时50分 平导突然涌水 几分钟后水通过平导和正洞之间的横通道涌入正洞 平导8名施工人员立即撤离 并向外报告涌水情况 11时许水涌出洞外 最大涌水量达每小时30万立方米左右 正洞施工辅助人员有3人随隧道涌水逃出洞外 宜万铁路马鹿箐隧道突发涌水 11名施工人员遇难 98 隧道突泥事故2人把命死亡 2011年6月26日0时左右 中铁七局施工的兰渝铁路 标古子山隧道进口发生突泥突水事故 造成2名施工人员死亡 部分施工设施受损 99 100 董家山隧道 12 22 特别重大瓦斯爆炸事故 101 残炮隐患未清理 违规作业把命丧 102 边钻眼边装药 三死又两伤 103 边钻眼边装药 三死又两伤 104 浙江省安全生产监督管理局和浙江省监察厅联合发布了 关于杭州地铁湘湖站 11 15 坍塌重大事故调查处理结果的通报 10名责任人被追究法律责任 另有11名责任人受到政纪处分 105 2011年10月29日7时30分 中铁十九局集团兰渝铁路项目部黑山隧道吕家滩斜井一辆拉料货车违规载人 因刹车失灵导致翻车事故 造成24人死亡 4人重伤 兰渝铁路隧道黑山隧道翻车事故 24亡4重伤 106 2011年12月9日零时36分 中铁二局承建的成渝铁路客运专线 永川区 大安隧道出口dk248 487处 在施工过程中发生可燃物燃烧 导致6人窒息 其中2人当场死亡 另4人在医院抢救无效死亡 中铁二局成渝铁路大安隧道发生燃烧6人死亡 107 108 2012年5月19日8时30分左右 在湖南省在建的炎汝 炎陵至汝城 高速