公路隧道工程的未来发展及安全质量案例总体分析

1、公路隧道工程的未来发展及安全质量案例总体分析一、公路隧道工程发展趋势 1、我国隧道工程发展状况 目前，我国大陆已经开通运行轨道交通通车线路总计30多条，通车里程。据规划，至2015年规划线路长度是2400km，投资规模近7000亿元。“十五”期间，我国铁路、公路等领域合计约有总长3000km的隧道工程已修建，隧道长度大于10km的约占10%左右。据规划，中国在21世纪前20年要建设6000km隧道，10年内建设155km长的城市公路隧道，其中许多是长、大和深埋隧道。我国已成为世界上隧道最多的国家。 特大断面隧道 二车道隧道断面开挖断面积90m2110m2 三车道隧道断面开挖断面积120m216

2、0m2 四车道隧道断面开挖断面积230 m2一、公路隧道工程发展趋势2、 公路隧道类型：按长度分为短隧道（全长500 m及以下）、中隧道（500 m以上至1000 m）、长隧道（10003000 m）和特长隧道（3000 m以上）四种； （铁路隧道）按长度分为短隧道（全长500 m及以下）、中隧道（500 m以上至3000 m）、长隧道（300010000 m）和特长隧道（10000 m以上）四种；按位置分为傍山隧道、越岭隧道、水底隧道和地下隧道；此外按隧道等级、隧道跨度、横断面布置形式等分类如下： 公路隧道等级分类隧道等级备注高等级公路隧道高速公路隧道一般为并行双洞一级公路隧道低等级公路隧道

3、二级公路隧道一般为单洞三级公路隧道四级公路隧道 单向行车双洞隧道分类指标描述小跨度隧道开挖跨度10m以下1 单车道公路隧道2 服务隧道3 行人横洞及行车横洞中跨度隧道开挖跨度1014m1 双车道公路隧道2 单车道公路隧道的错车带大跨度隧道开挖跨度1418m1 三车道公路隧道2 双车道公路隧道的紧急停车带特大跨度隧道开挖跨度18m以上1 四车道公路隧道2 连拱隧道公路隧道跨度分类公路隧道横断面布置型式分类分类描述双向行车单洞隧道一般指仅设置一个独立洞室的低等级公路单向行车双洞隧道高等级公路隧道的左右洞间距较大，设计施工基本可以忽略相互之间的影响小净距隧道高等级公路隧道的左右洞间距较小，设计施工必

4、须考虑相互之间的影响连拱隧道双洞隧道的内侧结构设置为整体的隧道分岔隧道由于特殊条件限制，高等级公路隧道由四车道大拱或连拱逐渐过渡为上下行分离双洞的一种隧道埋置方式连拱隧道分岔隧道小净距隧道一、公路隧道工程发展趋势3、近年来发展起来的新型公路隧道修筑技术： 围岩动态量测反馈分析技术 ； 组合式通风技术 ； 运营交通监控技术 ； 新型防水、排水、堵水技术 ； 围岩稳定技术 ； 支护及衬砌结构技术 。一、公路隧道工程发展趋势4、发展的一些趋势1）越修越长、越修越宽；如秦岭终南山隧道，大伙房输水工程隧道，列世界第一；此外六车道隧道大量出现，少量八车道隧道也开始出现。2）洞口越来越美化，越来越重视洞口与

5、周边环境的景观设计；3）洞门形式多样化，越来越多采用削竹式；4）由分离式隧道向小净距隧道发展；5）越来越重视综合超前地质预报，特别是岩溶地区；6）由形式设计向功能设计转变，如长沙营盘路湘江隧道设计。7）施工技术越来越难、越来越复杂。削竹式洞门二、 公路隧道施工新方法1、 公路隧道盾构新技术1）我国盾构技术的发展：1995年，只有上海、广州约十台盾构；2000年，北京、上海、广州和深圳约二十台盾构，当时展望盾构技术会在21世纪有爆发式发展；2010年，中国不仅有近300余台盾构，而且在长、大、深、难等方面取得突破。二、 公路隧道施工新方法长：跨江河湖海隧道掘进距离超长水下隧道公里中间的人工岛东京

6、湾盾构川崎的盾构机东京湾盾构隧道海底对接二、 公路隧道施工新方法大：公路隧道要求超大断面大直径公路盾构隧道长江崇明岛隧道世界最大的泥水盾构，直径盾构机大直径公路盾构隧道M30项目法国和西班牙采用盾构施工环城公路马德里M30环线工程示意图，计划展开隧道掘进（26km），力求缓解马德里M30环路的拥挤情况二、 公路隧道施工新方法武汉长江隧道盾构机直径南京长江隧道盾构直径二、 公路隧道施工新方法深：跨海、跨河穿越隧道，地下空间开发向深层发展项目名称穿越江河隧道长度（米） 隧道直径（外径米）最大埋深（米）工程状态西气东输南京三江口隧道长江19923.8652002年9月8日掘进，2003年7月26日贯

7、通武汉长江公路隧道长江254011.0572006年9月29日掘进，2008年1月20日一号隧道贯通上海崇明岛隧道长江717015.0552006年9月23日掘进，2008年5月28日一号隧道贯通南京长江公路隧道长江382514.8约502008年1月开始掘进南水北调中线隧道黄河42507.9约402007年7月8日开始掘进二、 公路隧道施工新方法地质复杂：随着掘进距离增加，各种复杂的地质情况不断挑战盾构工法广州地铁二、三、五、九号线穿越石灰岩溶洞地层广深港铁路狮子洋隧道穿越上软下硬地层盾构刀具损坏的“骨排效应”，面板和刀具都发生磨损硅质地层中盾构刀具的磨损二、 公路隧道施工新方法2）盾构施工

8、的经济效益直径米的盾构一台6000万元，资金沉积，周转太慢，要3.54年才可收回6000万元，第五年开始盈利，每年最多赚1000万元。直径15米每台亿元，价格昂贵且风险大。盾构搬家，一般城市之间每次要300400万元；与钻爆法、浅埋暗挖法相比，经济效益要低10倍左右，所以要合理慎重用盾构。二、 公路隧道施工新方法2、水下公路隧道施工沉管法 沉管法：即按照隧道的设计形状和尺寸，先在隧址以外的干坞中或船台上预制隧道管段，并在两端用临时隔墙封闭，然后舾装好拖运、定位、沉放等设备，将其拖运至隧址位置，沉放到江河中预先浚挖好的沟槽中，并连接起来，最后充填基础和回填砂石将管段埋入原河床中。用这种方法修建的

9、隧道又称水下隧道或沉管隧道。 沉管隧道 二、 公路隧道施工新方法1）沉管隧道的发展沉管法最早于1810年在伦敦的泰晤士河修筑水底隧道时进行了试验研究，1894年利用沉管法在美国波士顿正式建成一条城市排水隧道。1910年，底特律水底铁路隧道的建成，标志着沉管法修建水底隧道技术的成熟。1959年，加拿大迪斯（Deas）隧道采用水下压接法进行管段连接成功后，沉管隧道施工方法逐步在世界范围内得到应用，已建成隧道150多座。目前世界上最长的沉管隧道是美国（1970年）旧金山海湾地区快速交通隧道，全长5825米，由58节管段组成。管段最宽的隧道是比利时亚珀尔隧道，宽达，全长336m。单节管段最长的隧道是荷

10、兰海姆斯普尔隧道，最长一节管段长268m，宽重50000KN。日本第一座沉管隧道于1944年修建。二、 公路隧道施工新方法 我国应用沉管法修建水底隧道虽然起步较晚，但发展较快。1972年，香港修建了我国第一条跨港沉管隧道，1984年台湾修建了高雄海底隧道，1993年在广州珠江下建成了大陆第一条沉管隧道，1996年在浙江宁波成功修建了甬江沉管隧道，这两条隧道都是我国自行设计和施工的，标志着我国在这一领域进入一个新的发展阶段。到1997年，全国建成有8条沉管隧道（其中香港5座，台湾1座）。进入21世纪，我国内地又有宁波、杭州湾、上海外环路三条沉管隧道相继建成，其中2003年建成的上海外环路沉管隧道

11、2880m，结构为3孔、双向8车道（左右孔分别为单向3车道，中间一孔为两车道，这2条车道并不固定 ），宽44m、高（有3层楼高）、最大节长108m（共7节），单节管重达到万吨，当时号称亚洲第一世界第二沉管隧道。目前在广州、浙江等地有多座沉管隧道正在建设之中，初步估算，我国（含港台）已建和在建的沉管隧道至少在15座以上。另外，琼州海峡、长江流域等有多座隧道规划采用沉管法施工。二、 公路隧道施工新方法上海外环沉管隧道断面图二、 公路隧道施工新方法2）干坞干坞是坞底低于水面的水池式建筑物，是修建矩形沉管隧道的必需场所。通常是在隧址附近开挖一块低洼场地用于预制隧道管段。干坞是一项临时性工程，隧道施工结

12、束后便完成其使命。干坞沉管隧道内部二、 公路隧道施工新方法3）管段的制作沉管管段是在地面预制的，所以其基本工艺与地上制作其它大型钢筋混凝土构件类似。由于沉管预制管段采用浮运沉放的施工方式，而且最终是埋设在河底水中，因此对预制管段的对称均匀性和水密性要求很高。为保证浮运和下沉，管段上还要设置端封墙和压载设施。管段预制二、 公路隧道施工新方法4）沉管隧道的浚挖 沉管隧道的浚挖工作一般有沉管的基槽浚挖、航道临时改线浚挖、出坞航道浚挖、浮运管段线路浚挖、舾装泊位浚挖。其中沉管基槽的浚挖最重要，其挖深和土方量都最大。防锚层施工二、 公路隧道施工新方法5）管段沉放与连接 管段在干坞中预制好、沉管基槽开挖及

13、基础处理好后便可进行管段的出坞、浮运、沉放与水下连接工作，是沉管隧道难度最大的一道工序。 二、 公路隧道施工新方法6）基础处理及回填尽管沉管隧道基础所承受的荷载通常较低，对地质条件的适应性比较强，但由于在基槽开挖过程中，不论使用哪一种挖槽方法，槽底表面都不会太平整，槽底表面与沉管底面之间必将存在很多不规则的空隙，导致地基土受力不均匀而局部破坏，从而引起不均匀沉降，使沉管结构受到局部应力而开裂，故必须进行基础处理（基础填平）。二、 公路隧道施工新方法3、公路隧道施工的人工冻结法 地下隧道之间的连接通道冻结法施工是利用人工制冷技术，使地层中的水变冰，把天然土变成冻土，增加其强度和稳定性，隔绝地下水

14、与地下结构的联系，以便在冻结壁的保护下进行联络通道施工的一种特殊辅助施工方法。二、 公路隧道施工新方法制冷技术是用氟里昂作制冷剂的三大循环系统完成的。三大循环系统分别为氟里昂循环系统、盐水循环系统和冷却水循环系统。制冷三大循环系统构成热泵，将地热通过冻结孔由低温盐水传给氟里昂循环系统，再由氟里昂循环系统传给冷却水循环系统，最后由冷却水循环系统排入大气。 二、 公路隧道施工新方法随着低温盐水在地层中的不断流动，地层中的水逐渐结冰，形成以冻结管为中心的冻土圆柱，冻土圆柱不断扩展，最后相邻的冻结圆柱连为一体并形成具有一定厚度和强度的冻土墙或冻土帷幕。下图为冻结管安装实例图。二、 公路隧道施工新方法4

15、、顶管法顶管法与盾构法都是修建地下管道和隧道的重要方法。 1）简介采用液压千斤顶或具有顶进、牵引功能的设备，以顶管工作井作承压壁，将管子按设计高程、方位、坡度逐根顶入土层直至达到目的地。二、 公路隧道施工新方法2）适用情况特殊地质条件下的管道工程中 ：穿越江河、湖泊、港湾水体下的供水、输气、输油管道工程；穿越城市建筑群、繁华街道地下的上下水、煤气管道工程；穿越重要公路、铁路路基下的通讯、电力电缆管道工程；水库坝体涵管重建工程等。二、 公路隧道施工新方法3）发展趋势中继环接力顶推装置、触变泥浆减阻顶进技术，自动测斜纠偏技术、泥水平衡技术、土压平衡技术、气压保护技术和曲线顶管技术 。二、 公路隧道

16、施工新方法4）关键技术方向控制：与设计轴线一致，对顶力的影响，保证中继环正常工作 ；顶力大小及方向：管尾顶进方式，顶进距离必然受到限制 ，一般采用中继环接力；工具管开挖面正面土体的稳定性；承压壁后靠结构及土体的稳定性。泥水平衡式顶管工具管大刀盘土压平衡顶管机主顶设备三 、国内外典型公路隧道 1、简介 秦岭终南山特长隧道位于西康公路西安至柞水段，隧道全长，为东线、西线双洞四车道，中线间距30m。隧道建筑限界净高5m，净宽。 隧道横穿秦岭东西向构造带，地质构造和地层岩性复杂。通过的区域大断层3条，地区性断层15条，次级的小断层41条。预测全隧道正常总涌水量为，最大总涌水量约。可能发生的地质灾害主要

17、为岩爆、突涌水及围岩失稳。（一）秦岭终南山特长公路隧道工程三 、国内外典型公路隧道（一）秦岭终南山特长公路隧道工程 1、简介（续） 几个首次：（1）是世界上第一座最长的双洞高速公路隧道。（2）是目前世界口径最大、深度最高的竖井通风工程。（3）拥有全世界高速公路隧道最完备的监控技术。 隧道每125米设置一台视频监控摄像机，两洞共有摄像机288台，每250米设置一台视频事件检测器和火灾报警系统，对突发事件采用双系统全方位自动跟踪监控，并根据事件类型提供最有效的救援方案。（4）拥有目前世界上高速公路隧道最先进的特殊灯光带。 缓解驾驶员视觉疲劳，保证行车安全。通过不同的灯光和图案变化，可以将特长隧道演

18、化成几个短隧道，从而消除驾驶员的焦虑情绪和压抑心理，（5）首次创造性提出策略管理理论，并运用了首套策略自动生成软件，在高速公路隧道管理理念中处于国际领先水平。 对火灾、交通事故、养护等方面发生事件进行自动监测和管理，只要发生一个事件，策略自动生成软件就会自动生成相应的策略程序进行全方位联动指导，保证秦岭终南山高速公路隧道运营管理的准确性和可靠性。三 、国内外典型公路隧道（一）秦岭终南山特长公路隧道工程 该隧道是一座世界级的超长隧道，在山岭公路隧道中，其工程规模、主洞长度、主洞埋深、分段通风长度、竖井深度及直径均列全国第一位。 施工组织安排：利用铁路II线平导辅助1号公路隧道（下行线）施工，2号

19、公路隧道（上行线）同时用全断面法施工，待1号公路隧道贯通后，再辅助2号公 路隧道施工。两隧道由两端洞口相向同时施工，下行线利用铁路II线平导增开6个横通道作施工工作面，下行线贯通约需个月，上行线开挖利用下行线行车横通道增加4个工作面施工，两座隧道全部贯通时间为个月；竣工建成约年。 首次采用了“长隧短打”技术。相较于其它特长隧道，秦岭终南山公路隧道有一个得天独厚的优势，那就是距已全线贯通的公里的西康铁路秦岭隧道线仅120米，施工中，完全能利用西康铁路秦岭隧道线进行平导坑施工，从多个作业面开挖。 “长隧短打”技术将公里的隧道分为四段，分别由四个单位同时施工。 三 、国内外典型公路隧道（一）秦岭终南

20、山特长公路隧道工程 2、隧道施工关键技术（1）快速掘进。 秦岭终南山隧道采用自制简易钻爆台车钻眼,分四层共28 台风钻同时作业。周边眼间距较大，达到缩短循环时间的目的。 对于I、II级围岩完整，在实践中对周边眼采用加大药量，减少不耦合系数，以达到减少钻眼数量的目的。尽管这样对周边围岩增大了扰动，但没有对隧道岩石造成影响。 通过正确的爆破设计，炮眼利用率达到90%以上，炮痕保存率达到90%以上，节约了工程成本。终南山隧道在七月、十一月、一月分别打出了305米、365米、306米。 五月份岩爆频繁仍达到了202m，六月份受洪灾的影响，致使工地停工一个星期，仍达到221m。三 、国内外典型公路隧道（

21、一）秦岭终南山特长公路隧道工程 2、隧道施工关键技术 （1）快速掘进 采取全断面正向钻爆法施工，开挖直径为，开挖断面115.31m2 -188.69m2,循环采用“一掘一喷”直到井底。平均月进尺，2007年10月份创造了“大直径深竖井全断面开挖月进尺80m”的全国记录 三 、国内外典型公路隧道（一）秦岭终南山特长公路隧道工程 2、隧道施工关键技术（2）高效施工通风 秦岭终南山公路隧道采用长管路混合式通风方式，分别从公路隧道进口、铁路隧道的9通、11通、15通、20通架设风机。三 、国内外典型公路隧道（一）秦岭终南山特长公路隧道工程 2、隧道施工关键技术 （3）岩爆治理 该隧道地质为混合片麻岩及

22、花岗岩,地质构造和地层岩性复杂，存在岩爆。综合防治措施主要有： 锚喷网联合支护：有效地克服了轻微岩爆和中等岩爆对施工的影响，且施工简便 。 钢支撑锚喷网联合支护：在岩爆严重区，采取密排钢支撑（1 榀/ m） ，与锚喷网联合形成支护体系。 改进施工方法：采取“短进尺、多循环、密钻眼、弱爆破”的施工方法。 增设临时防护：在掌子面及其附近岩爆地段加挂铁丝帷幕，在台车上装设安全防护，防止突然发生岩爆飞石伤人和砸坏机器设备。三 、国内外典型公路隧道 （1）运行期通风 选用3竖井纵向分段式通风方案。确定设置三座通风竖井。最大井深661米，最大竖井直径达 ，竖井下方均设有大型地下风机厂房。其竖井的工程规模和

23、通风控制理论属国内首创，世界罕见。（一）秦岭终南山特长公路隧道工程 3、隧道营运的安全三 、国内外典型公路隧道 （1）运行期通风 用3竖井纵向分段式通风方案。 被形象地形容为地球上最大的“烟囱”。把东、西两线隧道分成了四个自成体系的送、排风区间，从北向南通风区间长度分别为3930m、4316m、4949m、4825m，从而缩短了送、排风距离，隧道顶部的射流风机与竖井的轴流风机相结合，形成了“接力传递”式的通风系统，能有效改善隧道内的空气质量。 通过这3个“烟囱” ，按车行驶的方向送风和抽风，不仅可以根据车流量大小，随时控制风量，在遇到火灾等险情时，还可很快切断事故点送风，阻止火势蔓延。（一）秦

24、岭终南山特长公路隧道工程 3、隧道营运的安全三 、国内外典型公路隧道（一）秦岭终南山特长公路隧道工程 3、隧道营运的安全 （2）消防设计 该隧道考虑的最大火灾规模为两辆大型汽车相撞，即具有300 L汽油的火灾，并依此制定相应的灭火方案，设计相应的消防系统。隧道内东、西向各铺设直径为200 mm 的消防干管，两干管通过人行横道连接，形成供水环网。消防供水量按照消防最大用水流量考虑，并满足最不利着火点(隧道人字坡顶部)的水压要求。 隧道内每200 m 设紧急报警 一处，每50 m设置手动火灾报警一个，火灾探测器一组，手提式灭火器两个。消防设备箱亦每50 m设置一个，箱内设有消火栓和供30 min灭

25、火使用的水成膜泡沫液储罐。任意消防设备箱的门被打开时，相应区域的摄像机即自动录像，并将视频信号显示在主控制台上。在隧道外的管理所内设有一个消防队，配备一辆泡沫消防车。另外，隧道内设有紧急照明和通信设备，能够满足火灾时的救援要求。 三 、国内外典型公路隧道（一）秦岭终南山特长公路隧道工程 3、隧道营运的安全 （3）火灾逃生方案 隧道内发生火灾后，对两条隧道进行车辆管制，打开发生火灾隧道的火灾点上风侧横通道。发生火灾的隧道内，火灾点下风侧的车辆应尽快驶出事故隧道，上风侧车辆通过横通道安全疏散到另一座隧道中，未发生火灾的隧道则改为双向行车。 这种疏散组织方式实际上是将两个隧道互为安全隧道，而将两个隧

26、道同时发生火灾的情况认为是小概率事件，不作考虑。秦岭终南山公路隧道及时处置隧道内一起火灾事故 2012年2月10日22时45分，隧道分公司监控中心发现隧道内西线15号车行横通道以南有一辆货车停在右道,该车左后方燃起大火。监控室迅速做出反应，向隧道内17号、8号横通道消防值班点、隧道南、北口消防大队、路政大队、守卫大队、养护科等救援部门发出救援指令，更改隧道内车道指示器为封道模式和隧道洞外可变情报板为封闭隧道通行信息，加强隧道照明，控制隧道风速。 隧道内17号横通道消防值班点值班员接到命令后，快速启动消防摩托，于22：48（约3分钟）到达事故现场，立即冲入火场实施灭火，不久明火被扑灭，火情得到初

27、步控制。约6分钟后，路政及8号横通道消防队员骑摩托赶至现场，此时车辆发生复燃，现场所有消防大队队员立即全力以赴进行二次灭火，当晚23；05，火灾被完全扑灭。整个事故救援过程仅用时20分钟。由于救援及时，无人员伤亡，无财产重大损失，隧道设施也未遭到破坏。事故后经调查发现起火原因，车辆左后轮刹车失灵，抱紧轮胎，巨大的摩擦导致左后轮迅速起火三 、国内外典型公路隧道（二）苏伊士运河Ahmed Hamdi 水下公路隧道 1、隧道简介 该隧道平面呈S形，与苏伊士运河斜交，埋深，采用圆形断面，全长1640m。隧道埋深，纵剖面呈V形，西岸（靠开罗端）隧道纵坡度最大取3.786%，东岸（靠西奈端）隧道纵坡度最大

28、取3.823%。 三 、国内外典型公路隧道 隧道断面为圆形断面，导洞采用半机械化盾构机施工，主洞采用ADS116CBV/CS敞胸式半机械化盾构机施工，盾构直径，长度。采用钢筋混凝土管片衬砌，内径，外径，隧道行车部位宽，净高。 由于该处地下水具有腐蚀性，衬砌采用耐酸水泥制作，并采用减水剂增加混凝土的和易性和密实度。三 、国内外典型公路隧道（二）苏伊士运河Ahmed Hamdi 水下公路隧道 2、隧道施工特点 （1）导洞与主洞的施工安排 在主隧道轴线上，距苏伊士运河西岸岸边约100m处开挖直径7米的临时施工竖井，以备安装小盾构，先开挖直径米的导洞。主隧道后开挖，两者在竖井外交会。导洞开挖完成、主隧

29、道通过竖井后，临时施工竖井即进行回填封堵。导洞为临时性结构物，待主隧道掘进到导洞位置后，将陆续拆除，所以混凝土管片之间的连接以木片塞缝处理。导洞于1977年9月15日正式开工，1978年5月，导洞穿过苏伊士运河，到达运河东岸50m处，全长330m，探明了河底段为不透水黏土层，有利于隧道的修建，因此即终止推进，开始主隧道施工。 三 、国内外典型公路隧道（二）苏伊士运河Ahmed Hamdi 水下公路隧道 2、隧道施工特点 （2）衬砌防水防腐蚀技术 管片本身的防水防腐措施：采用耐酸水泥，改变混凝土的和易性，提高混凝土管片密实抗渗性能，在混凝土中掺用了减水剂，并捣固密实、表面压实抹光、水中养护。管片

30、拼装前，在混凝土迎水面涂耐酸碱涂料。 管片接缝防水、防腐措施 A、安装密封防水橡胶衬垫：在管片拼装前，预先将橡胶衬垫安放在管片接缝预留槽内，依靠相邻管片的接触压力挤密之后便产生防水效能。 B、灌注密封防水胶浆：用泵沿着预留灌浆孔将胶浆注入预留密封沟槽内，排出沟槽中的滞留水分使混凝土基面有良好的粘结力。 它具有足够硬度和弹性，不会在压力水头作用下从注入孔或衬垫板的间隙流出，并不会失效或降低同混凝土的粘结力。 三 、国内外典型公路隧道2、隧道施工特点 （2）衬砌防水防腐蚀技术 管片接缝防水、防腐措施 C、粘贴隧道衬垫板 ：有弹性的乳胶混凝土隧道垫板嵌在混凝土管片环之间，当管片受压时，可以分散荷载避

31、免局部接触，起到减缓应力集中的作用，也减小了环向荷载的偏心距，让管片衬砌可适当变形，从而隧道衬砌可以按柔性衬砌考虑，同时衬垫板还应有助于防水，能抗地下水的侵蚀。 D、镶填嵌缝防水：管片与管片之间预留有嵌缝槽。逢内嵌填一种聚硫橡胶水泥嵌缝料，嵌缝方法是将嵌缝槽清理干净后，用嵌缝枪挤压到缝槽内。管片嵌缝防水是一道很重要的防线，要求一定的柔韧性，能在管片管片稍有变形时不会破坏失效。另外，为加强隧道防水防腐性能并使其与地层形成整体，在衬砌背后间隙还进行了回填灌浆，同时考虑在隧道内设置二次防水衬砌。四、隧道质量与安全典型案例分析 发生事故的是隧道旁通道工程，位于浦东南路至南浦大桥之间穿越黄浦江底约2公里

32、长的区间隧道内，距离浦西江边防汛墙53m，并且地处30m以下的地下深层，事故发生点位于地下土层第7层。旁通道工程采用冻结加固暗挖法施工，隧道区间的上下行线已经贯通，事故发生时离旁通道贯通尚余。 （一）上海地铁4号线隧道透水案例四、隧道质量与安全典型案例分析 2003年3月开始布置冻结管，安装制冷设备。 6月24日，开始旁通道开挖施工。 6月28日上午约8:30一台小型制冷机发生故障，下午约4:00修复，停止供冷达7小时30分，期间无其他设备供冷。当日下午约2:00，施工人员发现有压力水漏出。止水后当晚约8:30，决定停止旁通道冻土开凿，施工人员将掘进面用木板封住。 7月1日零时许，施工人员拆除

33、冻土前掘进面部分封板，用风镐凿出直径的孔洞，准备安装混凝土输送管。凌晨约4时，现场工人发现此孔洞下部有水流出，立即用水泥封堵。约10分钟后，发现流水不止，不久掘进面右下角开始出水，且越来越大，在场工人用棉被、泥土袋、水泥包等材料封堵。约6:00，隧道内发出异响，情况危险，施工人员撤出现场。随后，因大量水、流砂涌入旁通道，引起隧道受损及周边地区地面沉降，造成三幢建筑物严重倾斜，防汛墙由裂缝、沉降演变至塌陷。 （一）上海地铁4号线隧道透水案例四、隧道质量与安全典型案例分析事故原因： 1、施工单位擅自调整了施工组织设计。调整后的方案，降低了对冻土平均温度的要求，从原方案的-10减少到-8;旁通道处垂

34、直冻结管数量减少，从原方案的24根减少到22根，而原先为25米深的7根垂直冻结管，其中4根被缩短到米，3根被缩短到16米，造成旁通道与下行线隧道腰线以下交汇部冻土薄弱，导致冻结效果不足以抵御相应部位的水土压力。 （一）上海地铁4号线隧道透水案例四、隧道质量与安全典型案例分析事故原因2、在冻结条件不充分的条件下开挖。根据方案，要求冻结时间需要50天，而上行线5月11日开始冻结。旁通道6月20日开挖，冻结时间仅43天，小于施工方案冻结时间的要求。下行线冻结不充分，末满足开挖条件。6月24日下行线盐水去路温度为-23.9，回路温度为-21.1，去、回路温差为2.8，大于开挖时盐水去、回路温差的要求。

35、专家组认为：旁通道冻结开挖施工设计存在缺陷，施工中冻土结构局部区域存在薄弱环节，并又忽视了承压水对工程施工中的危害，导致承压水突涌，是事故发生的直接原因。 （一）上海地铁4号线隧道透水案例四、隧道质量与安全典型案例分析事故原因：3、管理方面的原因（1）施工单位对险情征兆没有采取有效制止措施。 停止供冷7小时30分。发现一直有压力水漏出。尽管采取了一定的措施，但效果不佳。6月29日凌晨约3:00，测得该处水压为cm2(与第7层承压水水压接近)，没有采取紧急降水降压措施。不仅险情征兆没有得到及时排除，而且未汇报，使险情逐步加剧。 （2）施工单位现场管理人员在险情征兆已经出现的情况下严重违章、擅自凿

36、洞。 项目副经理李某在冻土结构存在严重隐患、已停工情况下，擅自指挥拆除掘进面部分封板，用风镐凿孔洞。正是由此孔洞出水，其出水点逐渐下移，水砂从掘进面的右下角和侧墙下角不断涌出，以致封堵无效，酿成事故。 （一）上海地铁4号线隧道透水案例四、隧道质量与安全典型案例分析事故原因：3、管理方面的原因（3）监理单位现场监理人员失职。 现场监理部无冻结法施工专业技术监理人员。总监代表未对调整后的方案进行审定。6月24日到7月1日发生事故前的监理日记却记载“各项工作均正常”，发生事故时，现场无监理人员。 （4）总包单位现场管理人员对分包项目管理存在漏洞。 总包单位项目技术负责人未向隧道公司总工程师和盾构分公

37、司主任工程师汇报施工单位项目部编制的冻结法施工方案调整 ，致使隧道公司、盾构分公司未对此方案给予审批。质量员袁某竟一次也未去施工作业面进行技术、质量检查。在6月28日至30日的施工日记中，没有反映险情征兆的情况，却记载“一切正常”。 （一）上海地铁4号线隧道透水案例四、隧道质量与安全典型案例分析（一）上海地铁4号线隧道透水案例事故的预防对策 施工单位要完善冻结开挖施工组织设计，特别是从施工技术方面补充冻土结构局部区域存在的薄弱环节，高度重视和改善承压水对工程施工中的危害。建立健全企业安全生产责任制，明确生产管理各岗位管理人员的安全生产管理职责，建立项目工程生产安全事故应急救援预案，强化事故的防

38、范措施。 总包单位应依照建筑法的有关规定，严格履行总包单位的安全职责，杜绝以包代管，包而不管的行为。认真落实各项技术、质量和安全责任制和管理制度，加强日常的监督管理和技术管理。监理单位应认真履行监理单位的职责，对施工方案及变更调整后的方案严格组织监理审定；加强施工现场的监理旁站管理；对监理的工程实施有效的巡视检查，及时发现险情和防止事故。 四、隧道质量与安全典型案例分析1、事故经过 2005年12月22日白班先后有人进入右洞。有人于时分先后出洞。当班因接风筒于时起停风小时，时接好风筒,恢复拱风，当时风筒出风口距掌子面约，送风距离超过。时分，洞外人员突然听到从右洞传来巨大爆炸声，同时看到洞口一片

39、昏暗，爆炸冲击波将停放在距右洞口重达的模板台车冲出多米，洞口通风机错位、配电柜损坏，大幅宣传牌被掀飞，在洞外组装模板台车人员、门岗等有人死亡、人受伤。 （二）公路隧道瓦斯爆炸案例 2005年12月22日14日40分，四川省都江堰至汶川高速公路董家山隧道工程发生特别重大瓦斯爆炸事故，造成44人死亡，11人受伤，直接经济损失2035万元。四、隧道质量与安全典型案例分析2、事故原因分析（1）直接原因 由于掌子面处塌方，瓦斯异常涌出，致使模板台车附近瓦斯浓度达到爆炸界限，模板台车配电箱附近悬挂的三芯插头短路产生火花引起瓦斯爆炸。 （二）公路隧道瓦斯爆炸案例四、隧道质量与安全典型案例分析2、事故原因分析

40、（1）直接原因 另外，风筒出风口距掌子面30m左右，大于规范要求的15m，且只有1台风机在中档运行，无法完全稀释掌子面有害气体，易造成瓦斯聚集。 此外，该工程瓦斯检测员使用的是便携式瓦斯报警仪，在检测高处的瓦斯时一般将仪器绑在1根长2-3m的竹竿上举起来检测，达不到规定的检测高度，并且还 存在减少检测次数等违规情况。另外，右线隧道仅有的1台瓦斯传感器，安装高度也不符合规定要求， 10月19日至12月5日，右洞隧道掌子面拱顶 瓦斯浓度经常超过0.5%，最大值还曾达到4.12%，但这台瓦斯传感器自安装以来却从未报过警。 （二）公路隧道瓦斯爆炸案例四、隧道质量与安全典型案例分析2、事故原因分析 （2

41、）间接原因 一是施工企业中铁一局四公司，违规将劳务分包给无资质的作业队。施工中安全管理混乱；通风管理不善，右洞掌子面拱顶瓦斯浓度经常超限；部分瓦检员无证上岗，检查质量、次数不符合规定等。 二是监理单位铁科院（北京）工程咨询有限公司未正确履行职责，关键岗位人员无证上岗。 三是项目法人四川都汶公路有限责任公司对施工单位违规分包、现场管理混乱等问题未能加以纠正，对施工中出现的瓦斯隐患未采取有效措施。 四是设计单位四川省交通厅公路规划勘察设计研究院，对涉及施工安全的瓦斯异常涌出认识不足，防范措施不到位。 （二）公路隧道瓦斯爆炸案例四、隧道质量与安全典型案例分析隧道全貌四、隧道质量与安全典型案例分析3、

42、事故教训和防范措施 （1）瓦斯隧道必须按照设计文件、合同所指定采用的技术规范和相关安全规定，作出施工组织安排，制定各项安全规章制度，对瓦检、透风、防爆、防燃的措施要细化具体、严格规范施工，做到作业规范化、标准化。 （2）瓦斯隧道的施工，一定要及时喷锚，加强初期支护，衬砌紧跟，尽快封闭围岩，最大限度降低瓦期逸出，超前加回措施到位，避免坍方。 （3）瓦斯隧道施工，一定要留意低瓦斯隧道施工可能出现高瓦斯段，要加强观察和检测，防止瓦斯异常涌出和突出可能造成的灾难发生。施工中一旦发现瓦斯逸出出现异常与设计不符，应积极采取必要措施保证安全，同时向监理、设计、业主报告，提出修改设计的意见，重新制定施组，报业

43、主批准后实施。四、隧道质量与安全典型案例分析3、事故教训和防范措施 （4）瓦斯隧道施工必须加强治理，严格执行煤矿瓦斯防爆规定，在非衬砌地段，必须采用防爆、大功率透风、自动检测报警等措施。 （5）瓦斯隧道施工，必须制定防爆措施方案，除经建设、设计、监理三方签字确认外，尚需请有关专家论证，做到万无一失。 （6）隧道施工必须制定瓦斯突出抢险救援应急预案，一旦发生突发事件造成职员伤害时，要做到临危稳定、各负其责，全方位做好现场施救工作，最大限度降低影响和损失。 四、隧道质量与安全典型案例分析 5月19日上午8时30分许，中铁三局集团第五工程有限公司承建的湖南炎汝高速公路(炎陵汝城)十三标段八面山隧道，

44、一辆载有炸药的车辆在运输过程中在隧道内发生爆炸。事故发生时，隧道内有24人，其中20人死亡，4人生还，其中1人重伤，1人轻伤。（三）湖南炎汝高速八面山隧道爆炸案例四、隧道质量与安全典型案例分析（三）湖南炎汝高速八面山隧道爆炸案例 我作为湖南省政府事故调查组专家组成员参与了事故调查，现介绍所了解的并且上级允许讲的一些情况和教训，事故结论以政府发布的调查报告为准。五、隧道项目管理案例预备知识： 风险等级的评估方法 根据风险发生概率和风险损失的估测值，按照风险评价矩阵方法，查表确定风险等级。 具体确定方法是： （1）风险值=风险发生概率风险损失。“”表示风险发生概率和风险损失的级别的组合。 （2）由风险发生概率和风险损失的级别，查表3-5 确定风险等级，并参照表1，得到风险水平及与其相对应的要求。五、隧道项目管理案例五、隧道项