隧道施工中易发安全质量问题及其预防治理

隧道施工中易发安全质量问题及其预防治理——中铁隧道集团二处有限公司：何毅引言

隧道作为地下工程建设的重要组成部分，它虽然建设周期较长，工程投资较大，不可预见性因素较多，但随着科技的进步，机械化程度的提高，以及经过长期从事地下工程建设单位的探讨和总结，得出了大量而成功的施工工法和先进的管理经验。它不仅在铁路、公路、城市地铁等建设中广泛采用，而且在穿江过海建设中也取得了成功经验。隧道建设不但可以缩短城市之间的距离，提高行车速度，而且在土地资源日趋紧张时期，还具有节约土地资源，开发地下空间，不破坏环境等优点，越来越受到工程建设的欢迎。但隧道施工属于高危作业，安全风险高，出现安全事故的概率相对其它工程建设施工较高，同时隧道质量是否可控、施工方法是否合理对结构的耐久性、安全的可控性、运营时期的维护量大小等具有重要意义，下面我就隧道施工中也发生质量、安全环节及预防、控制的办法与各位领导、同人进行探讨，不足之处请大家指教！一、隧道洞口工程做好隧道口的防护，是确保隧道施工安全的必要条件。1、遵循的原则是少对隧道进行扰动以及“早进洞、晚出洞”，尽可能做到零开挖进洞，切忌对隧道口的边坡、仰坡进行大开挖。采取的措施：将隧道适当延长；增设明洞（可适当加长初期支护）；加快洞门施工并及时回填反压2、隧道洞口的防护内容：边坡、仰坡按设计刷坡并进行防护；做好边坡、仰坡的排水；做好隧道口施工场地的排水系统；根据设计做好隧道口的长管棚、短管棚、地表加固等措施。1、新奥法

二、隧道施工方法的选择隧道施工中，开挖方法影响围岩稳定、确保隧道施工安全的关键，因此必须合理选择隧道开挖方法。目前我国隧道施工的基本理念是采用新奥法，隧道的开挖方法的选择依据是：根据地质情况、隧道断面大小及形状、支护条件、工期要求、工程量、机械设备能力、经济性等因素进行综合分析可选择全段面、台阶法、CD法、CRD法。目的是控制围岩的变形，使隧道开挖少扰动、快封闭，安全成形。关键是利用监控量测进行信息反馈，调整支护强度和施工方法2、隧道开挖方法

⑴、Ⅱ、Ⅲ级围岩采用全断面法开挖。⑵、Ⅳ级围岩深埋地段采用台阶法开挖，Ⅳ级围岩浅埋或洞口地段采用CRD工法或CD工法。⑶、Ⅴ级围岩浅埋或洞口地段采用双侧壁导坑法，深埋地段采用环形开挖留核心土法或CD法、CRD工法。全断面开挖采用光面爆破一次成形；台阶法采用短台阶，上下台阶距离控制在5~8米，反对长台阶；

CD、CRD分部开挖，各部控制在一倍到一倍半洞泾范围内。3、开挖、支护、仰拱、二次衬砌等工序的合理布置初期支护要求紧跟开挖面(Ⅱ、Ⅲ围岩视围岩的完整性和爆破效果，可滞后支付，但控制在5米以为）；仰拱距开挖面：Ⅴ控制在40米，Ⅳ控制在50米，Ⅲ、Ⅱ控制在90米；二衬：Ⅴ控制在90米，Ⅳ、Ⅲ其它控制在120米；Ⅱ、Ⅰ控制在200米各种通道开挖支护在正洞开挖过去以后尽快施工。三、岁隧道质初期符支护筒的质协量控怎制方贿法初期门支护拍：初期骆支护仰是为系了及劲时封挠闭围林岩，宗充分那发挥椅围岩蜓自身云承载烫力，容控制颂围岩灾变形完。它隶主要雕由喷济射混关凝土腿、钢然筋网增、钢贝拱架暂（工烈字钢斑、网耀构钢躁拱架星）锚凤杆组切成，嫁并承这受全缎部地静层荷河载。央其施漆工方注法：①开挖圣后，立救即检查行围岩面捞和初喷仔砼，及慨时施作在锚杆。令从安全晶出发，责必须先叮喷后锚②在讽初喷惭砼后性及时宰安装授钢架袋，钢博架的增下端沃设在鬼稳固胖的地蜡层上赶。钢锣架与查围岩迎之间伐的间醋隙用U形和弹楔形庙砼预纲制块苗填塞构。③及时只复喷砼桃，喷射她作业分警段、分摔片、分悠层，由障下而上驱顺序进旧行。1、锚院杆施堂工控枕制要昨点（1）、类慢型（2）、煎作用（3）、控到制要点（1）类凝型1）端头锚镜固式（震内锚头条）机械竟式画楔缝威式楔头眉式胀壳眠式粘结式倒内锚头妈锚杆耽水深泥砂浆扰内锚头快硬据水泥幅卷内另锚头树脂内路锚头锚扭杆2）粘傍结式漏水脖泥砂活浆锚劳杆树脂小锚杆3）摩擦晕式渠缝管式奇锚杆楔管荣式锚逮杆4）弱应正力式描先岁拉后灌先灌后桂拉（2）作博用1）联结状作用，剖将不稳准定的各只部和岩打层用之绝串起来侨，伸入每到稳定份岩体中宜；2）组眠合作创用，士将一卷定厚疗度的远岩层滨组合炒在一杨起，仓形成慈组合兆拱，分通过暑错杆辽提供鱼抗剪苏。由脆于错蠢杆间祖的锚圈固力睡使岩设层间么的摩摔擦力绞增加蚀，阻竿止岩碎层的嚷滑移半，互斑相错治动，膜提高早岩石效梁（双拱）以的整迁体抗罢弯、戒抗剪孩能力肌。3）整呀体加画固作晌用，词通过剥有规绵律布扰置的详锚杆齿群将佛隧道艺四周宇一定堂深度捆的围缺岩进绍行挤捷压、袍粘结朵加固总，组羊成一互个承乘载环豆加固锐带。（3）锚雾杆施拆工控酒制要烫点a.在初喷死后及时倘进行b.按设荣计制彩作锚革杆c.钻孔注理意孔值超方向d.水泥傍砂浆型锚杆亏应大节于杆惕体直颂径15杜mme.砂浆竿配合纲比f.灌浆笛符合昼规范道，保黄证砂访浆饱决满，迫粘结出牢固g.安装逐后不钟准敲很击h.拉拔力猪试验i.砂浆辽锚杆所砂浆涌注满芬度检统测2、钢架渡格栅的叼控制要赖点3、超莲前小虾导管物及注挎浆的炕控制孝要点4、钢筋惭网施工篮的控制塑要点5、喷度射砼御控制旬的要堡点四、临二次仔衬砌戚的质催量控焦制二次黑衬砌甲主要尚作用余：美巧观、尝应力着储备遣、承树受部验分荷错载、毛防水黄。要求及拴时施作著二次衬恨砌，根变据不同李的围岩台级别控腔制与开饿挖面的视距离。叶整个工恨序包含埋仰拱填兄充砼、葡墙脚砼投、防水等层、盲期沟、预贸埋管线迅、预埋顷件安设姑、预留收洞室套闸模固定叛，拱墙诸砼浇注扎等工序谢。二次含衬砌采厘用长整沾体式钢检模衬砌摸台车，贵砼输送调车运送项砼，砼软输送泵肉泵送入凯模，进贱行全断纠面机械渐化配套遵作业。二次冻衬砌谦控制宇的要喇点：外观洋质量砼的秃强度拱顶砼扁的密实咬度防排水屋质量各种预芳留洞室盯、管线句的准确晌性1、外观脑质量控宪制要点启：模板台州车的加促工质量畅要高支模的惭加固要港强、要勤细模板外上表的及胜时清理砼的义塌落假度控术制砼捣吗固质凡量控服制2、缴砼的欢质量斩控制榨要点教：施工货配合夸比的诞及时老调整原材沃料的孟质量商控制过程旁爹站，严闪格按照验配合比道施工仰拱砼云要在无曾水状态望下实施3、拱顶配砼的密度实度控化制防水摔板的粱铺设杂要有巧合适揭的松煤弛度砼分暂窗灌陆注，排按照把靠先驼旧砼瓣一侧仰顺序陡入窗狐。4、防排水富的质量杰控制完善炉排水价体系纪，确配保排酒水畅慈通确保困防水捏材料趴的质行量严格按容照防水劫板的无屠钉铺设易原则，票进行施敢工和检买验防水层制铺设的用控制要枣点衬砌退台车暗洞明洞五、隧道通风的斤方法为了确浸保施工凉工作面耳的工作案环境，修隧道施剪工时必锤须加强判通风。佩按照风港道的类缩慧型和通建风安装患位置有姓如下几庸种通风侵方式：⑴、买风管慰式通炎风：竿风流多经由关管道关输送柄，分伤为压馒力式希、抽追出式界、混陪合式育三种蛙方式盗。此急种方菊法设滔备简轻单、危布置骂灵活钢，故络为一侦般隧皆道施听工采谎用。⑵、疗巷道圣式通召风：岭适用遍于平洲行坑石道的园长隧逃道，坊这种庭通风油方式球断面喉大、塑阻力览小，换可提守供较阿大的缓风量森，是厕目前炸解决喷长隧音道施镇工通冰风比滩较有衔效的佣方法趁。⑶、隆风墙县式通敲风：派适用静于较攀长隧袋道。脾当管丸道式悬通风交难以另解决体又无列平行煮导坑街可以跳利用砍的话昌，可碗以利叔用隧嘴道成幻玉洞部久分较吗大的尚断面汉，用典砖砌萍或木传板隔摆出一贴条2～3m2的风道获，以减埋少风管耕长度，私增大风齿量满足凤通风要盆求。六双连甩拱隧道拆施工按照揭导洞雕设置巡寿的不岭同可竿分为保：企方案绑一：事单导黄洞（隶中导涨洞）飞施工辽，中毒隔墙宣衬砌速完毕芹及回称填后漫，结亩构其览他部瘦分均锤采取乒正台释阶开砍挖，遇衬砌府采用场全断耐面衬闲砌；方案二阻：三导湾洞施工榜，中隔伐墙衬砌绣完成后尺回填，小正洞台到阶开挖辜，根据狮情况留煎设核心化土，同六双港桥坑隧道部缓分段落杂施工方沿案；示方案三半：三导损洞开挖恢，中隔浅墙衬砌障完成并猜回填后蓝，侧导历边墙衬捞砌完成元后，再素进行正洋洞开挖秀，同出椒口段方胶案；核方案四着：双导钢洞开挖忧，即开怨挖中导畅、一侧武导洞，休在一侧碍正洞衬垫砌完成脂后，再乘开挖另琴一侧正眯洞，台飘阶开挖亮；II类围虹岩施秃工方荐案步荡骤三导洞倡开挖纵盖断面正洞开切挖方案附图1附图2附表1附表2附表2附表3七、隧谜道安全标控制重携点1、一般订安全措退施（1）、隧煌道工程戴施工的揪一般安轰全措施①隧道施艇工前做返好施工蚂前期准曲备工作只，正确舟选用施切工方法柜，并结唇合地形跪、地质测等实际同情况，室编制施典工组织肿设计。②隧道芬施工劝各班冒组间伟，建缺立完蚀善的信交接柄班制读度。③在软岩宜或不良铅地质的忠隧道中当，施工释前必须奴制定切换实可行锹的施工获安全措灶施。④施工中栗加强对育围岩及洽支护的喊检测和箭量测，惠掌握围狂岩及支慰护的变貌形位移填情况。⑤所有捕进入鸟隧道挎工地埋的人胖员，和必须替按规卸定配箱带好涌安全厕防护烫用品湖，遵愿章守斩纪，纪听从两指挥控。⑥进洞伙前应低做好艺边仰倘坡防勤护和很排水喷设施。（2）、摸临时膝及辅钟助设饭施安渴全要六求①临时的设施直平面学布置追应科双学、必间距征合理塑，满岔足消骨防安壶全要辆求。②临时丙道路获的弃咽渣应里运至担指定启地点塘。③临时供哨电设施铺及线路牌满足用返电规范杜要求。④锅炉愁等压电力容余器的卡安装炕和适杯用应荐符合言国家喜有关焰规定栽。（3）、浇洞口绑工程①洞口路瘦基及边仍、仰坡犬断面应赢自上而挨下开挖晌，一次筐做完，丹上下不久得重叠毫作业。②边、私仰坡打以上刊山坡突危石糖应在她开工畜前清佛楚干诊净。③爆破后村应清楚寄边、仰敏坡松动唐石块后吐，方可侍继续施慨工。④端墙处红的土石孩方开挖屋后，对戚松动岩屿层进行叛支护。⑤隧道功门及贺端墙炊工程呈施工叼应符爱合相申关规行定。洞口施乒工2、开添挖、既凿孔豪及爆组破作意业安瓦全控于制要宫点（1）、开叶挖、凿扯孔（2）、爆泥破（3）、洞照内运输篮中的安系全控制廉要点3、支护锦与衬砌进安全控鲁制要点（1）、支行护的安精全控制刻要点（2）、衬胖砌的安究全控制疏要点704、骄特殊牛地质即施工毒安全外控制逼措施土（重或点介众绍沉挪降、柳坍方愁对安伟全的笋影响鞭）。坍方隧道开璃挖时，皇在土压梦、地下劫水等作座用下，说随着地括层出现恢临空面剧后的应平力调整嫂，在软年弱围岩拥内产生积裂缝或朵破坏，欺或者是阻由于围异岩内已击有的层热理和节紧理等松颂弛、剥铅离，使盗土体、郑岩石或胁泥砂等摩发生大诱量坍落葛的现象欠，称为岔坍方。坍方过刑程一般旗为：开奴挖→围壳岩塑性蠢变形→帖支护过馆大变形版→支护纹局部破牛坏→支胞护与围弱岩破坏榜失稳→技坍方。隧道鹿开挖鲁时、简开挖絮后、差施工甚支护样后，词甚至且在衬白砌之石后，漆都可脱能发卧生隧宏道坍那方。71沉降在地循下工叛程施冰工中磨，随仁着土蝴石方捉的开仗挖移减除、构地下无水的常排出告，地响层中亚原有胀的应支力平搁衡状附态被趟打破削，使蛋之处歇于非轧平衡顶状态俊。这神种非宇平衡例状态高需要悉一定欠时间护（短爱时间新或较淡长时努间）定进行瓶调整厕，调务整过布程中坛造成崖的地武层损良失或闲支护宁变形江（沉仔降或杯收敛律），聚表现拆出地渔面或末支护烟空间兰位置涌向下浓改变怖，称贫为沉笛降。原因耗分类引起想坍方机及沉辈降的镇原因茎有多磁种，拔概括患起来鬼可归克纳为墙：自然因拒素：工项程地质剥水文地广质条件盘及其它芬不可抗丙力原因遗；工程移因素仁：在誓原始吃地层窑中进外行隧舟道施裕工，平引起爽地层拉平衡搏状态圾的变岂化；人为海因素知：不夫适宜忙的合卡同环摔境、醋设计滋疏忽傲、不夕规范院的施典工管法理等神。73不利的瓣地形、差地貌因趣素如隧稳道穿过罗地面建过筑物，符而且埋串深浅；不良还的地尸质条落件如紫隧道糕穿过裹断层辅及其值破碎泼带，挪或在哗薄层塔岩体孙的小久曲褶蝇、错陕动发械育地蚕段，槐一经冲开挖俗，潜赔在应评力释晓放快殿、围茄岩失告稳，刊小则院引起判围岩汪掉块槐、坍脖落，夏大则扬引起孕坍方旗。富枯水砂吸层中仪也易谱引起释坍方袜。当通附过各隆种堆恒积体元时，稀由于驼结构聚松散既，颗报粒间顺无胶哗结或悉胶结天差，鹅开挖伤后多补引起造坍塌及。大量定的工乏程实睬践表轿明，底自然森的因渠素在幼设计宰施工除阶段营都是你可以醒搞清亏楚的皂，而帅且目巧前的味施工锋手段绸是可鹅以应铺对自害然条锣件带里来的菠威胁美。自然因短素74Ⅲ级围愁岩拱浇部无疏支护垄时，艇可产成生小黄坍方茎，爆苦破振专动过呼大易焦坍方洒；Ⅳ级围岩婆拱部无芽支护时收，可产由生较大规的坍方翼，侧壁唇有时失收稳；Ⅴ级围岩洽围岩易片坍方，蠢处理不晚当会出布现大坍纳方，侧熊壁常小津坍方；浅埋时查易出现举地表下薪沉和坍德方至地宜表；Ⅵ级围岩肾极易坍源方，极绳易变形列，有水亡时会发歉生流泥斥流砂，万浅埋时态易坍方衰至地表笑。地下水胸的软化蜻、浸泡虚、冲蚀积、溶解奖等作用抄加剧岩喝土体的穿失稳。岩层海软硬糟相间弱或有州软弱弄夹层来的岩岂体，球在地丧下水霞的作属用下龟，软镇弱面什的强意度大斧为降缴低，债因而轧发生淹滑坍蛮。工程疲因素75地层失航水引起碑的沉降帖：地层失筝水引起哨土层固擦结而压述密，导曲致地层浆收缩沉多降；地层字失水多使得乏地层寇中颗着粒的讲浮力破减小谎，引肢起颗很粒位路置的梯改变胁而形仪成沉慨降；地层失闲水后改雀变了地道层中的璃渗透压鞠力，渗股透压力芳表现为刘一种体难积力，赠具有方篮向性和姨地层压汤密的作欣用。失水律引起歇的沉命降表栗现为袭非弹部性永见久性西变形蛇。客观地灵讲，沉退降是不牌可避免爷的，但近是可以偏抑制的纹。工程因裂素不适商宜的真合同腰环境总包合侨同方面杆：招标劣办法中馅蕴含的想恶性竞记争、挂尝靠围标演、总包犬合同条盒款不恰耗当的转蚂嫁工程地风险等娇。分包诸合同茄方面朱：挂坐靠围凉标导槐致履扒约主屠体错侧位、桌恶性阵竞争护导致敲低价粉中标拼超低坟价分喜包等猛。事实迅上，密国内祝有的索地方诉（象痰重庆确）已缸经彻庙底改饿变了室这种周局面素。认拒真研周究招车投标侨办法蛇才能骄解决警这一激问题风。人为因取素77设计凉疏忽地质工蔑作不细或或不能攻做细，穷引起施暮工指导笛或施工标方案的立失误。支护生设计龄强度磁、刚捆度不纪够。设计与肿施工脱敏节，没装有根据锐围岩实泛际及时疫调整参丛数。设计聋时仅世考虑屈初期悔支护于或临孩时支厕护完荷成成困环闭题合后矩是安料全可驶靠，伸但是刊忽视饿不管火哪种辽支护将型式滑都不陆可能方一次侨完成悦，而钉是逐茄渐完绘成。雁在未滤成环奴闭合策前总膛是处腹在不北稳定朴与不粘安全槐状态蓬。当然设跑计疏忽虏的原因求有很多鹿，但总骂体来讲公，这些饥因素通标过人的降工作是陷可以避友免的。人为祝因素78人为因眉素施工管堪理不当工法选池择不当工作面椅封闭不巷及时支护加贡工安装俊不规范对地育下水蠢的预烘处理粮不到隆位超长开阀挖导致埋预支护字失效工序划安排索不当介，导稻致支帮护成槽环时歌间太踩长施工原中地柿质工刻作缺熔失，枪对地浓质变裤化预购见性拘不强监测不肆及时不度系统，乎或对监僚测资料陷反应不温敏感。施工管向理不当冶导致沉徐降过大站或坍方写的例子巨很多，穗而且表局现形式勺各异。79从该表临中可以沃看出：a、人的梅因素在内沉降坍阳方事故匹中占绝固大部分仆；b、有些厕因素是矿综合的息，同时学有人的竟因素也喷有物的咽因素；c、不可市抗力往蜡往在事鱼故的直兽接原因响仅占很逢小的比救例。正所存谓“三份诉天灾善、七倾份人泡祸”超前珠地质爽预报三岔赏口的斜处理溶蚀状脱况八、监浑控量测规范规聪定11种量测倘项目位移量居测的时塌间频率结束量荷测时间隧道游周边码允许症的相死对位完移值①规这范规巡寿定11种量测郑项目前4种必菠测后7种选测:地表下奴沉等地质草和支喷护状决况观氏察周边位丈移拱顶下焰沉锚杆内狭力及抗脾拔力②位默移量肢测的生时间岁频率1－15天16天－1月1月－3月＞3月1－2次/天1次/2天1－2次/周1－3次/月10mm以上/天10mm以上/天10mm以上/天10mm以上/天1－2次/天1次/天1次/2天1次/周0－1B1B－2B2B－5B5B规范卷规定戚方式：位移速法率控制菌方式：按工功作面庸距离失控制墓方式粥：③结刘束量昨测时辱间当围岩垒达到基柔本稳定懂后,按3天1次的阔频率轨测两音周，论无明垃显变澡形，励结束腹。对膨辅胀性上围岩卖，位芦移长厦期不恢能收调敛，围量测永至速始率＜1mm虎/月时结砌束。量测时嘴间取决浪于变形脖收敛的舞时间（态有长有岭短）④隧道篇周边允妹许的相耳对位移酿值隧道周举边任意蚕一点的待实测相叛对位移极值（或老用回归阳分析推傍算的最粒终位移斧值）均旗应小于乓表列数耻值，否范则应调秧整施工疤方法或就设计参帽数。隧道周什边允许雁相对位琴移值%允许相著对位移效值％

＜5050—300＞300Ⅳ0.10-0.300.20-0.500.40-1.20Ⅲ0.15-0.50.40-1.200.80-2.00Ⅱ0.20-0.80.60-1.601.00-3.00注:1纳.相对帐位移贿值是调指实律测的茧位移恰值与隶两测狭点间朝距离染之比厌，或板拱顶片位移炮与隧闹宽之摇比。2．脆性涝围岩取菜小指，啄塑性围浆岩取较啄大值。3．此发表可肉通过灾资料辛积累告进行昨修正睁。覆盖层霉厚度（m）围岩维类别九、TB据M和盾构鞭机的认榆识盾构胶机盾构法迷以其具圆有较高启的可靠秒性及对懂周边环扯境适应训性强的洲特点而销在国内团外地铁而建设中光得到了俭广泛应聋用，盾牙构法涉屡及多门峰学科，龙专业性蜂强，尤宿其是其舱施工过熊程完全功是工厂膛化的流坏水作业丹，机械兽化、自妖动化程屈度高，局其施工糖效率较跌其他方授法非常谋明显的云优势。软在国内驰地铁工换程中，杏我国上题海市六养十年代迷开始盾霜构法的序试验研秧究工作辉，并随羽着城市堵建设的浪发展，轿特别是乌近几年自来科学避技术的稍进步，佩新技术真、新工恰艺、新择材料、冶新设备酿的发展省广泛应喂用，盾皮构法施食工技术似也取得林较大的柳发展，淹至今已难使用过掩近五十凉余台盾匹构。配寒套施工蜡技术也苏相应在鸟逐步完蝴善，工惠程规模尚和应用衫范围也絮相应扩幻玉大。盾烦构施工就，首先吹需要决傅定盾构筋机的类睬型，盾所构的形赵式取决短于地质跪条件。补按结构驴模式盾贴构机分偏为泥水怕式盾构虽、敞开台式、土冷压平衡板式盾构柏、硬岩丈盾构四蹄类。1、盾构辱机图直径6.