隧道施工安全问题分析与建议

刘绍

【摘要】隧道施工安全关系到人民生命安全，确保隧道的施工安全对于整个工程项目的建设总体安全形势意义重大。作为铁路工程建设的重要组成部分，隧道施工具有施工难度大、施工环境条件差、施工人员素质参差不齐等特点，这些都给施工的安全管理增加了一定的难度。本文就以整个隧道施工管理过程为主线，阐述了各个阶段所需要采取的安全技术管理。

【关键词】隧道；施工安全；管理

引言

隧道工程施工作业在地下环境中开展，特殊的施工环境决定了隧道工程施工作业实施期间所面临的技术难度。现场通风、排水、对塌方的预防、对岩体开挖施工方案的选取等问题都会对隧道工程的施工质量产生相当深远的影响。隧道因其埋置于原地面之下且地面和地下环境都异常复杂而显得施工管理非常重要，若稍有不慎，就极易产生不可想象的后果。然而，尽管技术人员已尽力将技术方案做得非常细致人微，管理人员也亦将现场管理做得尽可能到位，但由于地下环境的复杂性，在施工中各类 问题还是频频发生。一、隧道工程施工特点

1、隐蔽性大，未知因素多

因为隧道工程施工中，虽然进行地质勘察，但地质勘察点并不是全线满布，在工程进程中，随时会发生意想不到的、与地质资料不完全吻合的情况。

2、作业空间有限，工作面狭窄，施工工序干扰大

隧道工程施工有施工机械、通风设备、照明设施、排水系统等，这些设备和施工人员都要在隧道进行施工中相互配合，按照各自的施工顺序完成作业任务。

3、施工过程作业的程序性强，不能随意变动

因隧道工程是纵长的，施工过程必须严格按照一定順序循环作业，是不可逆作业。如开挖就必须按照“钻孔—装药—爆破一通风一出渣”的顺序循环。

4、施工作业的综合性强

在同一工作环境条件下进行多工种的在同一施工平面作业（掘进、支护、通风换气、照明、出渣、排水等）

5、施工过程的地质状态是变化的

围岩的物理力学性质也是变化的，施工过程是动态的因此，施工过程中必须随时了解和掌握地质的变化、环境的变化和安全状态的稳定。

6.作业环境恶劣

在狭窄潮湿的施工空间里，施工噪声大，施工粉尘、烟雾、有害气体、潮湿、光线暗、地质条件差及用电安全问题等不利环境同时给施工人员构成了不利的工作、环境、健康等方面的威胁。

7、作业风险性大

隧道工程的施工风险是隐蔽性和动态性相关联的，随时都将有事故发生的可能。在施工过程中，施工人员必须随时关注隧道的施工风险。

二、安全事故原因分析

发生安全事故的原因主要有以下几方面：

突发性的地质灾害。主要是在施工过程中，隧道施工工作前方或开挖轮廓外侧的特大岩溶溶腔突然压溃腔壁，造成突水突泥地址灾害。这种灾害发生突然，造成作业人员伤亡最多、经济损失最大。

对围岩稳定性判断不准，设计支护措施偏弱，大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，而在施工中又没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。

施工方法不当，初期支护措施的力度不能满足围岩稳定性的要求。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。

三.施工中常见问题

1、塌方

开挖面前方工程岩体水文地质与工程地质条件复杂多变，遇到不良地质结构（如软弱破碎带、断层、溶洞等）不能及时采取应对措施，易导致塌方。

2、火工用品爆炸

火工用品爆炸事故多发生在爆破器材的存储、运输、使用过程中。库管员、爆破技术员必须经过专业部门培训并取得相关资质后方可持证上岗，要设专人运输，运输人员必须经过岗前培训。爆破器材在运输、使用、存储过程中，要严格执行有关火工品的安全管理规定，对库房，除按规定远离住宅区之外，还要设专人值守，并签订安全责任合同。运输火工用品，在任何情况下，雷管等起爆器材不得与炸药同车装运，或两车在同时、同地装卸。

3、火灾

隧道内一旦发生火灾，土工布、防水板等易燃并发出大量有毒气体，对隧道内的作业人员造成致命伤害。严禁土工布、防水板等材料直接运进隧道内存放，要在洞门外设专用场地存放。施工现场要消除一切可能造成火灾的事故根源，严格控制火源，易燃物旁应装设灭火器材，必须对作业人员进行灭火培训，一旦发生火情，要及时转移器材、迅速有序的疏散人员，及时组织灭火，并及时报警，以防火情扩大造成更大损失。

4、触电伤人

隧道施工既涉及到照明用电，又涉及到动力用电，而且用电设备又较多，所以用电量较大。但隧道施工空间相对狭窄、大量施工人员存在，各工序间往往存在着交叉，这些原因导致了触电可漏电事居高不下。同时不少隧道洞内排水系统不完善，洞内污泥浊水又增加了触电伤人的机率。

如何加强用电管理，防止触电伤人事故，笔者认为需要做好以下几点：

（1）规范架设、合理布置；规范架设能有效防止电线被硬质物体损伤，采用三相五线制可降低触电机率。

（2）电压设置要符合要求；在非成洞地段要使用36伏的照明灯具，特别潮湿地段要使用24伏照明灯具。

（3）要由专业电工操作，用电器要有专人操作，定期检修电气设备及线路；对电器设备外壳要进行防护性接地、保护性接零或绝缘。

5、涌水

隧道施工中涌水的处理方法，首先应根据设计文件中关于隧道防、排水构造设计资料对隧道可能出现涌水地段的涌水量大小、补给方式、变化规律及水质成分等进行详细调查、钻探及预报，提前结合工程实际请况因地制宜，选择及经济合理，又能确保环境稳定的治水方案，亦应便于初期支护的施工，其具体的各种防治方法简要介绍如下。

（1）采取超前钻孔或采用辅助坑道排水

（2）采用超前小导管预注浆法堵水、止水

（3）采用超前固岩预注浆堵水

（4）采用井点降水及深井降水施工等方法

6、机械伤害

隧道开挖、出渣过程中，交通事故、机械事故也时有发生，事故车辆主要集中在运渣车、装载机、挖掘机等。主要原因有：司机违章操作；管理人员违章指挥；视线不佳。避免交通和机械事故的发生，应作到如下几点：操作人员持证上岗，按操作规程操作机械；作业期间设专人指挥和导向。施工现场提供充足的照明灯具，保证洞内照明充足。采取通风、防尘措施，保证空气质量和视线宽敞。

四.针对塌方事故具体分析

（一）常见的发生塌方的地形与部位

1、 塌方地形

（1） 在高水位富水区段： 由于地下水丰富，围岩受地下水及地表水影响较大，若措施不当易发生坍方。

（2） 在石灰岩地层中： 岩溶呈无规律性分布，随时遇到意想不到的溶洞，若防备不及，溶洞内的填充物涌出或坍塌，也会给工程造成不利的影响。

（3） 断层破碎带及断层影响带： 因其围岩破碎，自稳能力差，并含有大量的填充物和地下水，如处理不当极易发生坍方。

（4） 岩层接触带： 因其岩层不同，且大多伴有小构造，若重视不够可能会发生坍方。

（5） 埋深较浅地段： 山岭隧道埋深在200 m以下时，围岩由于受到地表水侵蚀， 岩层风化严重，如施工不当易发生坍方。

（6） 高地应力段： 在软质围岩中，由于受到高地应力的影响围岩变形较大，若支护不力极易发生塌方 。

2、塌方易发生部位

（1） 隧道拱部： 当采用先拱后墙法施工或拱部变形较大、支护强度不足时， 易发生掉拱塌坍。

（2） 隧道与隧道的交叉部位，即主洞与支洞交叉的部位，也就是通常所说的交叉三角区，如果处理不当，支护不力，极易发生坍方。

（3） 在水平岩层或近似水平岩层中，拱部易发生掉顶 ； 在垂直岩层或近似垂直岩层中，边墙易发生偏帮。

（4） 隧道洞口： 隧道洞口集埋深浅、石质较差、受力结构复杂等不利因素于一体，处理不当极易发生坍方。

（5） 隧道拱脚： 当采用半断面法施工开挖下半断面时，若拱脚支护不力， 极易造成坍方。

（6） 隧道墙脚： 当进行检底施工时，措施不当墙脚悬空时，致使边墙失稳而发生偏帮。

（二）事故预防防治管理措施

1、进行隧道施工风险评估

根据此隧道的工程概况，此隧道在施工过程中存在涌水、坍塌、突水等问题，对施工的安全性造成了极大的危害，而通过风险评估，可以识别在施工阶段可能出现的潜在风险因素，确定风险等级，并针对各风险因素提出风险处理措施，将各类风险降低到可接受的水平，以达到保证施工安全的目的。

2、强化施工组织的安全设计

（1）施工安全设计

安全生产保证措施是实施性施工组织设计的重要内容。根据隧道设计文件的“施工安全设计”、施工阶段超前地质预报和风险评估意见，细化工程措施，必要时进行专题研究进行分析论证。尤其是对穿越断层破碎带、岩溶等不良地质和特殊岩土的隧道，必须编制专项施工方案及相应安全保证措施，编制有针对性的应急预案。

（2）隧道施工组织设计的审批和实施

①长度1000m及以下的一般地质隧道施工组织设计，由總监理工程师审批后实施

②长度1000m以上隧道和不良地质、特殊岩土、深埋隧道的施工组织设计，须经施工单位集团公司审查；总监理工程师审核后报工程部审批

③按经审查批准的施工方案组织实施。如需调整，一般隧道经总监理工程师组织设计、施工单位研究后报公司工程部批准；重点隧道重大施工方案调整须报铁道部批准

3、加强安全教育和制度约束。

提高施工人员的自我保护意识和风险识别能力；要加强安全监管，防止不安全行为的发生。坚持标准化作业，认真开展安全标准工地建设，积极推行作业标准化、规范化，建立良好的隧道施工环境和秩序，是实现安全生产的重要保证，项目部组织工程技术人员学习施工技术规范，掌握设计标准，正确指导施工；严格要求每个作业人员遵守操作规程，进行严格的安全技术交底，为安全生产创造有利条件。

4、采用正确的施工方法

（1）常用施工方法

如何选择安全、合理、实用的施工方法与围岩级别和隧道断面大小密切相关， 若施工方法选择不当，就有可能在施工时造成坍方。

（2）淘汰老旧施工不合理方法

随着隧道施工技术和机械化程度的不断提高和完善，有些施工方法过于陈旧老化，不利于施工速度和工程质量的提高，难于满足施工安全的需求，已在现代隧道施工中被逐步淘汰，如漏斗棚架法、半断面法、先拱后墙法、先墙后拱法等。

结束语

我们必须深入做好地质勘察工作，正确选择隧道施工方法，重点搞好不良地质段的施工工作；必须坚持标准化管理，强化现场作业安全控制；必须坚持标准化管理，文明施工；必须不断改善作业环境，做好个人安全防护。从而提高经济效益，确保安全生产，减少事故的发生。

参考文献：

[1]黄祥谈.福建省高速公路施工标准化管理指南（隧道）北京：人民交通出版社，2010.4.

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