引言:近年来,隧道建设迈入了快速发展阶段,特别是高速公路、高速铁路客运专线和地铁,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,仅2007年一年时间,就发生多起隧道安全事故,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。
隧道建设特点及存在的主要问题
(1)数量多、规模大、长度长
(2)技术难度大
(3)高风险隧道较多
(4)安全形势严峻
(5)设计、施工、建设管理人员相对欠缺
(6)其他(如:受拆迁等因素影响工期紧张)
安全事故原因分析
隧道灾害事故种类比例(铁路隧道)
突发性的地质灾害
主要是在施工过程中,隧道施工工作面前方或开挖轮廓外侧的特大岩溶溶腔突然压溃腔壁,造成突水突泥地质灾害。另外洞口边坡突然垮塌,砸伤施工或社会车辆。这种灾害发生突然,造成作业人员伤亡最多、经济损失最大。
马鹿箐隧道突水
野三关隧道岩溶突出
稳定性判释不准
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。
施工不到位
很多隧道在施工时,没有严格按照设计文件的要求采取工程措施,有的隧道是擅自改变工法,有的是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。例如某隧道原设计采用双侧壁导坑法施工,施工时改为CRD法,但横向支撑施工不及时,数量偏少,造成坍塌;有的隧道是由于拆换侵限的初期支护拱架时发生塌方;有些隧道是由于上台阶施工太长,没有及时进行封闭,衬砌滞后,造成坍塌。
施工安全措施不健全
对施工现场的爆破器材管理不善,用电线路、钢筋焊接等作业安全措施不到位,台车拼装和边坡刷方作业安全意识淡薄等。例如温福线某隧道由于风枪打眼时碰到了隧道内的哑炮上,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,石太线某隧道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
安全 对策建议
1、树立安全意识
(1)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;
(2)建设单位提前介入,发挥业主的主导作用,严格按照有关规定检查、督促勘察设计单位,协调外部关系,稳定线路方案。
2、 安全风险管理
所谓安全风险管理,是指参与工程建设的各方通过风险识别、风险评价、风险处理和风险监控,以求减少风险的影响,以最低的成本获得最大安全保障的管理行为。
(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。
(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)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。
3、 精心勘察
(1)隧道工程的地质勘察,应有足够的钻孔数量。隧道进出口附近应布置勘探孔,查清风化层的厚度和洞口地形的稳定情况。地质复杂、长度大于1000m的隧道,洞身应按不同地貌及地质单元布置勘察孔查明地质条件;主要的地层界限,重要的不良地质、特殊岩土地段等处应有钻孔控制。埋深小于100m的 较浅埋隧道或洞身段沟谷较发育的隧道,勘察点间距不宜大于500m。
(2)地质条件复杂的隧道应采用综合勘探方法。宜采用遥感图像地质解译、地质调绘、综合物探和钻探相结合的方法,详细查清各种不良地质的分布范围、影响程度、水压和隧道通过地段的井、泉、河流和水库分布情况,预测洞身最大及正常分段涌水量,评价隧道可能发生的地质灾害,在 岩溶发育区,应分析突水、突泥的危险,充分估计隧道施工诱发地面塌陷和地表水漏失等影响环境条件的问题,并提出相应工程措施意见。
4、 精心设计
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,为保证工程安全采取相关措施的费用,应纳入总概算。
(1)合理选择隧道纵坡,尽量避开或减少不良地质体的响,选择施工风险较低的的技术标准和方案。
(2)选择合理洞口位置,制定保证安全进洞措施。
(3)选择有利于施工和风险较低的施工辅助坑道。
(4)合理确定支护措施和参数,防止塌方。
(5)制定特殊不良地质的风险预案。
(6)根据隧道的地质条件,选择适宜的施工工法。
(7)密切配合施工,及时进行变更设计。
5、 精心施工
(1)制定合理施工组织方案,严格作业程序,落实各项安全措施。
(2)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。
(3)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。
6、 强化现场建设管理
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。
(1)现场应成立专职安全管理机构,设立专职安全长、安全员。
(2)组织安全知识培训。
(3)加强现场技术管理,现场配备必要的消防器材。
(4)发挥监理的作用,实行安全生产一票否决制。
7、 合理的安排工程工期
(1)合理安排隧道工程的工期
(2)实事求是的确定工程投资。
(3)施工风险较高的隧道应采用专业化施工队伍。
(4)完善隧道工程变更设计管理办法。
(5)重点工程实施信息化设计和动态施工管理。
加强安全教育。认真吸取事故教训,不断增强安全意识、责任意识和忧患意识,牢固树立“安全第一”的思想,切实摆正安全与效益、安全与工期的关系。健全安全保证体系,把领导负责、逐级负责、专业负责、岗位负责和要求全面落实到位。