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1、隧道施工安全问题与思考,内 容 提 要,一、近年来铁路隧道建设概况 二、当前铁路隧道建设安全问题 三、安全事故原因分析 四、安全问题思考 五、结语,一、近年来铁路隧道建设概况,近年来，铁路隧道建设迈入了快速发展阶段，平均每年新开工隧道建设长度超过500公里，特别是高速客运专线和一些速度目标值比较高的大断面隧道增长更快，据统计，截止到2007年底，在建铁路隧道总长度已超过3000km。与此同时，近几年隧道施工的安全事故也频频发生，造成了较多的人员伤亡和较大的经济损失，严重影响了工程工期。这不得不引起隧道建设者和广大技术人员的高度关注。,一、在建铁路隧道概况,2007年底在建铁路隧道共有2115座
2、3160km. 2010年在建设的铁路隧道数量约1300座，总长度超过2300km。 2013年在建和规划的铁路隧道总长约18000公里。,1、在建铁路隧道概况,二、当前铁路隧道建设安全问题,1、当前铁路隧道建设特点,数量多、规模大、长度长 技术难度大 高风险隧道较多 安全形式严峻 设计、施工、建设管理人员相对欠缺 其他（如：受拆迁等因素影响工期紧张）,2、安全事故种类,隧道灾害事故种类比例,三、安全事故原因分析,原因之一：突发性的地质灾害 原因之二：设计方面 原因之三：施工方面 原因之四：施工管理方面 原因之五：建设管理体制,原因之一：突发性的地质灾害主要是在施工过程中，隧道施工遇特大岩溶，
3、造成突水突泥地质灾害。另外富水断层、洞口边坡突然坍方或垮塌，灾害发生突然，造成作业人员伤亡最多、经济损失最大。,3、安全事故原因分析,马鹿箐隧道突水,马鹿箐隧道突水,野三关隧道岩溶突出,部分发生塌方的隧道，是由于在勘测设计阶段对影响围岩稳定性的工程地质情况认识不足，而在施工过程中又没有及时地进行变更设计，致使采用的支护措施偏弱，稍有不慎，就会发生大规模的塌方。,原因之二：设计地质与施工实际地质不符，设计支护措施不足,原因之三：施工技术方法不对，未能根据围岩实际变更施工工艺施工工序质量不合格，有的是偷工减料，有的是施工方法不当。,原因之四：施工管理不到位温福线某隧道由于风枪打眼时碰到了隧道内的哑
4、炮上，发生了爆炸造成人员伤亡，洛湛线某隧道是洞内火工品爆炸造成了安全事故。武广线某隧道斜井工区由于洞内漏电保护器失灵、电线过热引燃排架和防水板，石太线太行山隧道7号斜井因为电焊钢筋头引燃排水盲管和防水板造成火灾；另外有些隧道是由于洞口边坡滑塌造成安全事故。,高阳寨隧道进口塌滑事故,1#石,2#石,3#石,4#石,5#石,6#石,0#石,坍塌体复原图,高阳寨隧道口边坡垮塌过程,高阳寨隧道口边坡垮塌过程,安全对策建议,四、安全问题建议,1、加强地质选线 2、实行工程全过程安全风险管理 3、精心勘察,提高隧道工程地质精度 4、精心设计，在安全风险评估基础上有针对性的制 定工程措施 5、精心施工，严格
5、作业程序，落实安全措施 6、强化建设管理，及时消除安全隐患 7、合理工期、投资，制定科学的建设管理办法,1、在铁路建设的前期研究中，加强地质选线工作，确保工程安全可靠合理的勘察设计周期。工程建设勘察设计是灵魂，任何一个建设项目，勘察设计都有其合理的周期，人为压缩勘察设计周期，只会带来勘察设计质量的降低，为工程建设带来隐患。,安全对策建议1,2、 实行全过程安全风险管理（1）在项目可行性研究阶段，就应该对隧道工程的安全风险进行评估，对工程中各种风险发生的可能性及不利后果应该有充足的认识，为项目决策提供参考。,安全对策建议2,（2）在勘察设计阶段，主要是通过各种手段，查清各种风险源对隧道建设安全的
6、影响程度，有针对性的优化设计方案或采取工程措施，使安全风险控制在可以接受的范围之内。 （3）在施工阶段，主要是严格实施各种安全风险对策措施，并应在施工期间对风险实时监控，定期反馈，随时与相关单位沟通。,安全对策建议2,（4）运营阶段，主要是采取各种监测手段，及时掌握隧道工程结构和设施的运用状态，对可能影响运营的安全隐患和残余风险进行动态监控，并适时采取相关措施，保证隧道工程运营安全。,安全对策建议2,3、精心设计，在设计安全评估基础上，有针对性的制定工程措施（1）更新隧道设计理念，隧道设计除满足使用功能和耐久性外，更应重视施工安全。应制定合理的工期和施工进度指标，选择安全可靠的施工工法，为保证
7、工程安全采取相关措施的费用，应纳入总概算。,安全对策建议4,（2）合理选择隧道纵坡，尽量避开或减少不良地质体的影响，选择施工风险较低的的技术标准和方案。长和特长隧道的纵坡应尽量采用“人”字坡，方便施工排水。岩溶区和承压水较高的隧道，洞身的位置应尽量抬高，使隧道在岩溶垂直渗流带穿越，避开水平循环带，减小承压水的压力。在我国西北地区，地表有黄土覆盖，洞身位置应尽量走低，加大隧道覆盖层厚度，尽量避免在土石分界面通过。对于地质复杂的山区铁路，如果桥隧比例较高，应尽量选择纵坡较大的线路标准，以适应地形，减少高桥、长隧的比例，降低工程风险，节约工程投资。线路沿沟谷选线应尽量避开短隧道群，可采用地质条件相对
8、较好的长隧方案。,安全对策建议4,（3）选择合理洞口位置，制定保证安全进洞措施。隧道洞口位置的选择应尽量避开沟谷地形，减少富水、浅埋、偏压段的长度。在我国的南部和东南沿海地区，洞口要避开低洼处的全风化花岗岩地层，京九线的岐岭隧道进口、温福线的刘洋寨隧道进口、龙厦线的象山隧道出口等，都是在全风化花岗岩中进洞，开挖遇水呈流塑状，施工难度和风险极大。 应严格执行“早进洞，晚出洞”的原则，尽量减小边坡、仰坡开挖高度，防止洞口边坡滑塌，应先加固后开挖，必要时可以设置适当长度的明洞。在暗挖法施工的隧道洞口，应设置一环长度在2040m大管棚作为超前支护措施，确保进洞施工安全。,安全对策建议4,(4）选择有利
9、于施工和风险较低的施工辅助坑道。对于施工辅助坑道，应优先选择平行导坑、横洞和无轨运输斜井，条件适宜时，可设置有轨运输斜井和竖井作为施工辅助坑道。辅助坑道的位置应结合隧道区域地质情况确定，尽量避免小角度通过断层破碎带。辅助坑道的断面除应满足运输车辆和通风管的布置要求外，还应设置高压风、供水及排水管路，并留有一定宽度的人行安全通道，对可能发生突水的隧道辅助坑道内，还应布置逃生装备专用洞室。,安全对策建议4,（5）合理确定支护措施和参数，防止塌方隧道工程的支护措施和参数，设计不能简单的修正和套用通用参考图，而应根据超前地质预报的结果和施工实际揭示的围岩地质情况，适时进行调整。对于、级围岩局部破碎、裂
10、隙发育地段，也可设置部分钢架支护，防止围岩掉块；对于产状近似水平岩石地层，拱部轮廓难以控制，应加强拱部的初期支护。对于软质岩为主的级围岩单线隧道，也可以设置部分格栅拱架，防止坍塌。拱顶上方有不良地质体的隧道段初期支护，应采取加强一级支护措施。对于双线隧道的级围岩段，浅埋、偏压或可能发生较大变形的隧道段，初期支护应优先采用型钢拱架。部分特殊围岩段，支护参数难以确定时，应采取宁强勿弱的措施，确保施工安全。,安全对策建议4,（6）制定特殊不良地质的风险预案。对可能发生突水、突泥，瓦斯等不良气体，特殊软弱围岩等不良地质地段，在设计中应考虑风险预案。并根据可能发生灾害的程度进行风险分级，对评为级风险的隧
11、道，建议对设计方案进行专家评审，并纳入重点工程进行管理。,安全对策建议4,（7）根据隧道的地质条件，选择适宜的设计施工工法对工程地质和水文地质条件较好、施工场地和运输道路适宜的特长隧道应优先采用掘进机法施工。对于钻爆法施工的隧道，级围岩可采用全断面法施工，、级围岩采用台阶法施工，深埋级围岩隧道可采用微台阶法施工，部分大断面隧道的洞口浅埋、偏压段可采用双侧壁导坑法施工。,安全对策建议4,5、精心施工，严格作业程序，落实安全措施（1）隧道施工一定要把安全放在首位，所安排的各项作业，都要在确保安全的前提下进行。应严格按照施工工序和施工工艺的要求，认真落实各项安全保证措施，确保工序的施工质量。进行风险
12、高的作业时，应制定安全作业指导书，并制定应急预案。正确处理好安全与工期，安全与效益的关系。,安全对策建议5,（2）制定合理施工组织方案，严格作业程序，落实各项安全措施。不良地质段隧道的开挖作业，应在超前支护的保护下进行，开挖后，及时喷射混凝土封闭岩面，施作锚杆，安装钢拱架、钢筋网，复喷混凝土至设计厚度。分部开挖时，应使初期支护尽快封闭成环。台阶长度不应超过1.0倍洞径，初期支护封闭后，可尽快施工仰拱和填充，并尽早施作二次衬砌。,安全对策建议5,（3）加强设备投入，提高机械化施工作业水平，减少劳动力的使用。可购买高效率的超前钻机，进行超前探明地质；超前支护的管棚和爆破钻孔可采用钻孔台车打眼；锚杆
13、施工采用锚杆作业台车，安装钢拱架，使用钢拱架架设机，喷射混凝土采用混凝土喷射“机器人”，仰拱施工采用仰拱防干扰作业栈桥。这些措施可大大提高隧道机械化施工作业水平，提高作业效率，改善洞内的作业条件，减少劳动力的使用，可有效消除很多安全隐患。,安全对策建议5,（4）认真做好隧道施工地质超前预报，及时发现开挖作业面前方的地质异常点，确保每循环作业安全可控。应将施工地质预报工作纳入正常的施工工序，对工程地质、水文地质复杂的长隧道和特长隧道，可能存在诱发突水、突泥等地质灾害的隧道，地下水发育、围岩软弱、富水断层的隧道，高瓦斯、高地应力隧道，可委托经验丰富的专业队伍开展超前地质预报工作。,安全对策建议5,
14、（5）对可能发生地质灾害的隧道作业工区，应配备防灾报警措施，制定防灾预案。隧道施工防灾报警系统可设置声光报警、应急通信及电视监控、逃生通道及疏散标志、应急照明、逃生装备、应急排水等系统，制定防灾预案，并经常组织逃生演练。,安全对策建议5,6、强化隧道建设管理，及时消除安全隐患 （1）加强现场管理，对各项安全保证措施实行有效的监督，及时反馈各种风险信息，组织各层次的安全知识培训，加强现场的技术力量，充分发挥监理的作用，及时消除各种安全隐患。,安全对策建议6,（2）现场应成立专职安全管理机构，设立专职安全长、安全员。 建设单位、配合施工的设计人员、现场监理人员、施工单位均应配备专职安全长和安全员，
15、按照各自职责分工，检查各项安全措施的落实情况。,安全对策建议6,（3）组织安全知识培训。根据工程的特点，对各项作业的安全保证措施，各种防灾应急预案和防灾报警、疏散系统的有关要求，逃生、救生装备的使用、安全作业指导书等内容，都要组织安全培训，使参加施工的所有人员都能了解和熟练应用这些安全知识。,安全对策建议6,（4）加强现场技术管理，现场配备必要的消防器材。现场应配备经验丰富的技术人员，结合工程实际，进行安全事故“预想”、“预防”工作，并及时制定各种安全应急处理方案。在安放电器位置和主要施工工序的工作面，应配备必要的消防器材和防毒面具，发生火灾时，可迅速扑灭，作业人员可佩戴防毒面具逃生。,安全对
16、策建议6,（5）发挥监理的作用，实行安全生产一票否决制。监理对现场违章操作、制定的安全生产保证措施不落实的实行一票否决制，可随时签发安全生产不合格停工令，对现场的安全生产实行有效监督，消除各种安全隐患。,安全对策建议6,7、合理的安排工程工期，实事求是核定工程投资，制定科学的建设管理办法合理的工期和投资，是保证施工安全的前提条件，科学的建设管理办法，是规避施工风险，保证施工安全的有效手段，施工安全要从源头抓起。,安全对策建议7,（1）合理安排隧道工程的工期由于隧道施工只能通过几个有限的工作面进行，施工场地狭小，各工序干扰大，如果工期太紧，可能会影响一些工序的施工质量，如锚杆注浆不饱满，初期支护背后的空洞不密实等，会给施工留下安全隐患。工期太紧，还可能造成施工单位减少超前预报的次数，简化预报内容，这样超前地质预报的精度就会大大降低。另外，工期太紧，还可能造成冒进，如一个循环的爆破进尺可能比设计偏大，这样支护时间就比较长，围岩自稳时间不足时，会造成坍塌，影响施工安全。,
