隧道掘进施工安全防护技术措施

隧道掘进施工安全防护技术措施隧道掘进施工受地质条件复杂、作业空间封闭、环境因素多变等影响，安全风险贯穿施工全过程。坍塌、突水突泥、瓦斯爆炸、粉尘危害等事故隐患时刻威胁着施工人员生命与工程安全。科学系统的安全防护技术措施，是规避风险、保障施工顺利推进的核心支撑。本文结合隧道施工实践，从地质预报、开挖支护、通风防尘、用电防火、设备管理、人员防护及应急救援等维度，梳理实用型安全防护技术措施，为隧道施工安全管控提供参考。一、地质超前预报技术：筑牢风险预判防线隧道施工的安全隐患多源于未知地质条件，地质超前预报是“主动防控”的关键手段。针对不同地质类型，需组合运用多种预报技术：TSP隧道地震波法：通过在隧道边墙布置爆破点，接收反射波信号分析地质界面，可探测掌子面前方100~200m范围内的断层、破碎带、富水层等不良地质体，为施工方案调整提供宏观依据。地质雷达：利用高频电磁波反射原理，对掌子面前方30~50m范围进行精细化扫描，尤其适用于岩溶、裂隙水发育区域的超前探测，可直观识别围岩富水程度与空洞分布。超前水平钻探：通过钻机向掌子面前方钻孔（深度一般30~50m，循环搭接10~15m），直接获取岩芯样本与水文数据，验证物探成果的同时，提前释放掌子面水压，降低突水风险。施工中需根据地质复杂程度动态调整预报频率，如穿越断层带、富水层时，每循环开挖前均应开展超前预报，确保“未知地质零掘进”。二、开挖与支护作业：动态管控围岩稳定开挖与支护是隧道成型的核心工序，也是安全风险的高发环节，需遵循“短进尺、弱爆破、强支护、勤量测”原则：（一）开挖方法适配性选择根据围岩级别选择开挖工法：Ⅰ~Ⅱ级围岩可采用全断面开挖，循环进尺控制在3~5m；Ⅲ~Ⅳ级围岩优先选用台阶法（台阶长度控制在1~1.5倍洞径），软弱破碎围岩则采用CD法、CRD法等分部开挖工法，通过分部封闭、及时支护控制围岩变形。（二）开挖过程安全管控爆破作业前，需对炮眼位置、深度、装药量进行复核，周边眼采用光面爆破技术，减少对围岩的扰动；爆破后及时通风排烟，经气体检测（瓦斯、一氧化碳等）合格后方可进入掌子面。机械开挖时，掘进机、铣挖机等设备需由专人操作，作业前检查刀具、液压系统密封性，开挖过程中设专人观察围岩变形，发现掉块、裂隙增大等异常立即撤离人员。（三）支护及时性与质量控制初支紧跟掌子面：开挖后1~2h内完成初喷混凝土（厚度不小于4cm），封闭岩面防止风化剥落；拱架安装偏差控制在±5cm内，锚杆间距、长度符合设计要求，与拱架焊接牢固形成整体支护体系。监控量测动态调整：在拱顶、边墙布置沉降、收敛观测点，Ⅰ~Ⅲ级围岩每1~2天观测1次，Ⅳ~Ⅴ级围岩每天观测1~2次；当变形速率超过5mm/d或累计变形超设计值80%时，立即采取加强支护（如增设临时支撑、加密锚杆）等措施。三、通风与防尘系统：改善作业环境质量隧道封闭空间内，有害气体积聚、粉尘浓度超标易引发中毒、尘肺病等危害，需构建“通风+防尘”双控体系：（一）机械通风系统设计采用压入式通风为主，风管选用阻燃抗静电材料，距掌子面距离不超过15m（岩质隧道）或10m（土质隧道）；通风机功率根据隧道长度、断面大小匹配，确保掌子面风速不低于0.25m/s，换气次数每小时不少于3次。长隧道（＞1000m）可增设射流风机增强通风效果，斜井、竖井施工需同步设计垂直通风系统。（二）粉尘综合防控措施湿式作业：凿岩、爆破、装渣环节全程采用湿式操作，如湿式凿岩机、爆破后洒水降尘、装载机加装喷雾装置；土质地层开挖时，可向掌子面喷射固化剂减少扬尘。个人防护：施工人员佩戴符合GB2626标准的防尘口罩，作业时间超过4h时更换滤棉；定期组织职业健康检查，对粉尘暴露人员建立健康档案。粉尘监测：每月检测粉尘浓度（总粉尘、呼吸性粉尘），超标时增加通风量、优化喷雾系统或调整作业工序，确保粉尘浓度符合《工作场所有害因素职业接触限值》要求。四、用电与防火安全：消除电气火灾隐患隧道内用电设备密集，潮湿、粉尘环境易引发漏电、短路，需从配电、设备、动火三方面管控：（一）临时用电规范执行“三级配电、两级保护”，配电箱采用防雨、防尘、防机械损伤的密闭箱体，距地面高度1.2~1.5m；电缆沿侧壁架空敷设（高度≥2.5m）或穿管埋地，严禁拖地或浸泡在水中。照明系统分工作照明与应急照明，掌子面、台车等作业区采用防爆灯具，应急照明持续时间不少于90min；用电设备金属外壳可靠接地，每班作业前检查漏电保护器有效性。（二）易燃易爆品管理炸药、雷管分库储存，库房距隧道口、居民区≥30m，配备防爆门窗、消防砂、灭火器；爆破器材由专人押运，剩余炸药、雷管当日退库，严禁在隧道内留存。动火作业（如焊接、气割）需办理审批手续，作业区清除易燃易爆物，设专人监护并配备灭火器材；瓦斯隧道内严禁动火，确需作业时需经瓦斯检测（浓度＜0.5%）并采取防爆措施。五、施工机械安全：规范操作与维护隧道内机械（掘进机、装载机、运输车等）体积大、作业空间小，操作不当易引发碰撞、倾覆等事故：设备进场检验：机械进场前核查合格证、检测报告，重点检查制动系统、限位装置、警示标识；老旧设备需进行安全评估，禁止“带病”作业。操作与维护：操作人员持证上岗，作业前进行“三查”（查机油、查电路、查制动），掘进机作业时设专人指挥，台车移动前收回悬臂、关闭电源；每月开展设备维护，建立维修台账，液压油、钢丝绳等关键部件定期更换。运输安全管控：洞内运输车辆限速（一般≤15km/h），弯道、交叉口设反光镜与警示灯；渣土车加装防脱落挡板，禁止超载、人货混装，会车时提前鸣笛避让。六、人员安全防护与管理：强化个体与组织保障施工人员是安全管理的核心对象，需从防护装备、培训、制度三方面筑牢防线：个人防护装备：强制佩戴安全帽（符合GB2811标准）、反光背心、防滑鞋，高空作业（如拱架安装）系安全带，进入瓦斯隧道时携带便携式瓦斯检测仪。安全培训与交底：新工人入场开展“三级安全教育”，内容涵盖地质风险、设备操作、应急逃生；每班作业前召开班前会，交底当日施工风险与防护要点，留存影像记录。人员定位与应急管理：安装人员定位系统，实时监控人员位置与数量；制定“一人一档”安全档案，特殊工种（焊工、爆破工）持证率100%；每月组织应急逃生演练，确保人员熟悉逃生路线与自救互救技能。七、应急管理与救援：提升事故处置能力隧道施工突发事故具有“突发性强、救援难度大”特点，需构建“预防-预警-处置”闭环体系：应急预案编制：针对坍塌、突水突泥、瓦斯爆炸、火灾等事故，制定专项预案，明确应急组织、救援流程、物资清单；预案每半年评审修订，确保与现场实际匹配。应急物资储备：在隧道口、掌子面附近设置应急物资柜，储备逃生管道（直径≥80cm，每10m一节）、急救箱、抽水设备、防爆工具等，每月检查维护，确保物资完好可用。应急演练与联动：每季度组织实战化演练，模拟事故场景检验响应速度与处置能力；与属地消防、医疗、地质部门建立联动机制，突发事故时第一时间请求支援。结语隧道掘进施工安全防护是一项系统工程，需将“技术措施”与“管理机制”深度融合。施工中需根据地质变化、工序推进动态优化防护方案，通过超前预报预判风险、开挖支护控制变形、通