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铁路隧道施工安全控制措施
1、刖言
当前,随着新一轮铁路客运专线的开工,长大隧道和高风险隧道的修建将会越来越多,隧道施工中存在的安全隐患应引起施工设计的高度重视,采取有效的管理和技术措施,避免事故的发生,是隧道工人最关心的问题。本文针对铁路隧道的施工,从安全控制制度、安全风险评估、施工技术方案选择、科技(施工方法)创新、安全生产投入和规范管理等六个方面谈一些建议,以期对复杂地质和高风险隧道的施工设计起到指导作用。
2明确责任,健全机制,从制度上保证隧道施工安全
2.1建立健全安全责任制和管理制度
(1)健全责任体系,建立安全生产责任制,做到“领导认识到位、管理到位、责任到位”,确保“领导重视,部门协调,层层把关,人人负责”现场落实责任制,形成一个“人人讲安全、事事为安全、时时想安全、处处要安全”的良好施工氛围;
(2)加强管理,贯彻“安全第一,预防为主”的方针,坚持“领导力是关键,教育是前提,设施是基础,管理是保证”的做法;
(3)明确安全生产目标,建立持证上岗制度和安全奖惩制度;
(4)落实安全检查制度和安全教育培训制度;
(5)坚持为全体员工开展安全管理活动,实行安全一票否决权;
(6)严格执行事故申报制度,及时处理,将损失降到最低。严格实施安全责任追究,坚决做到“四不放过”。
2.2制定并实施隧道安全施工技术措施
针对工程特点、施工环境、施工方法、施工工期、劳动组织、作业方法、使用的机械、动力设备及各种安全防护措施等,制定切实可行的安全施工技术措施,完善安全生产内业资料管理:
(1)隧道开挖前编制施工安全技术措施,从技术工艺、设备器材、作业流程、风险应对等各个方面做好预控措施,并经过审批后具有技术法规的作用,在施工中必须严格执行;
(2)编制施工安全作业指导书,隧道各关键工序施工前应进行安全技术交底;
(3)安全技术措施中的各种安全设施、防护设置的实施列入施工任务单,责任落实到工班或个人,实行验收制度。
3、实施重大技术方案审查和施工安全风险评估制度
3.1突出重大施工技术方案和关键施工工序的审查制度
重点审查重大施工技术方案和关键施工工序,对确保隧道施工安全具有重要意义,根据隧道的地质特点和工期,对洞施工、浅埋偏压段施工、断层破碎带、岩溶、岩爆、突泥突水段、有害气体段、客专大断面软岩斜井进入正洞挑顶、正洞施工方法等重点和关键施工技术方案以及CRD法或CD法的中壁拆除、开挖、支护、防排水、衬砌等关键工序,在施工前要组织设计、监理、施工等单位的专家进行审查,集中集体智慧,发挥专家的技术优势和经验,对施工方案进行完善,为安全施工提供可靠的技术支撑。
3.2实行隧道施工安全风险评估,建立安全计划和专家咨询系统
在隧道施工中,常见的施工安全风险(或危险源)有不良地质、地质灾害、有害气体及高温、惯性事故等。不良地质有浅埋、断层、溶腔、岩堆、滑坡、膨胀土(岩)、挤压性地层、高水压富水等;地质灾害有岩爆、岩溶、突泥涌水,暗河等;大多数常见的有害气体是会燃烧和爆炸的气体和天然气,以及有毒的硫化氢气体等;隧道高温则是因隧道较长、埋深较大所产生的比正常高的温度;惯性事故多出于隧道坍塌、爆破作业、机械伤害、施工用电以及爆破后的危石伤人
在隧道施工前,对隧道的不良地质和可能存在的地质灾害,组织专家进行风险评估,实施隧道风险等级管理,建立有针对性的安全计划和应急预防机制,并进行演练,狠抓方案预控,把安全风险规避在开工初期,主动采取并做好必要的安全监控和防护措施,不断强化施工过程中的安全保证措施。
为确保隧道施工安全,对有安全风险的隧道和重大技术难题,组织专家进行研讨和咨询,即建立专家研讨和咨询制度,努力从规避和控制风险的源头确保安全,运用科技手段、成熟技术、先进设备和可靠的经验,有效地降低隧道施工的工程成本和风险。
4、选择合理的施工技术方案,强化关键工序标准作业,它是保证隧道施工安全的核心
4.1认真对待洞工程施工安全
洞工程是隧道建设的重中之重,严防洞塌方,是展现隧道施工水平,增加企业信誉的重要保证。
(1)贯彻隧道早进晚出原则,洞边仰坡尽量少刷方、少扰动,同时,完善洞周围的排水设施,对洞松软的边仰坡,尽早锚喷加固;
(2)进洞施工应遵循的安全原则是“先采取加固和防护措施再进洞开挖”,洞开挖单线隧道一般采用台阶法,单独导坑台阶法通常用于双线和客运专线大断面隧道、CRD法、CD法或双侧壁导坑法;
(3)洞段二衬及洞门应尽早施作,衬里台车应定制并尽快使用,以确保洞安全。
4.2突出超前地质预测预报的先导作用,为隧道安全施工提供可靠的技术支持
(1)根据不同地质条件划分隧道施工安全风险等级,采用综合的超前地质预测预报手段(物探、钻探),及时准确提供预测预报结果,及时调整开挖方法、支护参数,规避施工灾害、降低工程风险,保证隧道的施工安全。
(2)将隧道工作面的超前地质预测和地质描述纳入正常施工过程,按照“物探先行、综合验证,有掘必探,先探后掘”的原则组织施工。
(3)施工前对地表构筑物、水池、河流、沟谷、深大陷穴、地质变化边界等、分析和判识,及时改进施工设计方案,加强安全措施。
4.3选择合理的施工技术方案,规范关键工序的施工,它是保证隧道施工安全的核心
隧道洞段、浅埋段、偏压段、软弱围岩段和大断面黄土隧道,合理的施工方法、设计参数和关键工序的实施是隧道施工安全控制的核心。
(1)选择合理的开挖方法和支护参数。按设计要求、断面尺寸、地质情况合理选择全断面法、台阶法、弧形导坑台阶法(或叫环形开挖留核心土法)、CRD法、CD法、双侧壁导坑法等进行开挖与支护,结合掌子面揭示的地质条件和预先预测的地质条件,调整开挖方法和设计参数,它是保证隧道施工安全的核心。
软弱破碎围岩应积极采用岩土控制变形分析法施工技术。
尤其是台阶法应采用短台阶,不宜采用长台阶法进行施工。
另外,CRD法、CD法、双侧壁导坑法,由于工序较多,操作管理不宜做到位,施工进度慢,不利于发挥机械施工优势,且临时工程多,因此,建议采用先进的预加固措施或加强初期支护,采用台阶法施工,既能加强永久结构工程,又能加快进度,降低成本,保证安全和质量,方便管理
(2)浅埋偏压、大断面黄土隧道的施工关键是控制沉降,控制沉降的基本方法是尽快将初始支架密封成环,仰拱及早施作(距掌子面距离控制在20〜30m之内),二衬紧跟仰拱完成(距掌子面距离控制在60m之内),当然,弧形导坑正面喷砼、加大拱脚、加设锁脚锚管、钢拱架下铺设垫块以及回填反压(对偏压段)等均是有效的手段,即按“短开挖、留核心;早封闭,快成环;强支护,稳拱脚;严控水,
紧仰拱;勤量测、速反馈“的原则组织浅埋偏压和大断面黄土隧道的施工,控制安全。
(3)洞段、浅埋段、软弱断层段施工的关键是“预支护、短开挖;少扰动(弱爆破)、强支护;早封闭、实回填;严治水、勤量测”原则组织安全施工,同时对地表坑穴进行回填,并做好地表的防排水工程。
当隧道面位于土石或软硬边界时,应对土质(软岩)部分先开挖、支护,并将支护立于岩石(硬岩)上,然后再进行岩石(硬岩)部分施工(弱爆破、短进尺),严禁采用爆破开挖岩石(硬岩)方法使土质(软岩)部分自然坍落的做法(易造成坍塌)。
(4)富水岩溶隧道的施工,当需要保护地表生态平衡时,采用
“堵水限排”的设计理念,按照“先探水、预注浆、后开挖、补注浆、再衬砌”的原则组织施工,降低安全风险,保护生态环境。
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