浅谈国产双护盾TBM运行中的安全管理难点及管控措施

申选龙 王志昌

摘 要：近年来，地下空间开发利用逐渐增多，而地下工程施工由传统的钻爆法开挖已逐渐被TBM施工法所取代，但由于我国采用TBM施工法的时间较短，对TBM设备的安全运行管理还存在着很多不足。本文主要对双护盾TBM运行中存在的安全管理难点进行了综合分析，并有针对性的提出了管理措施。

关键词：地下工程 双护盾TBM 安全 难点 措施

中图分类号： TV53 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）05（c）-0000-00

近年来，TBM施工过程中的安全管理受到了越來越多的关注，很多企业已经认识到了TBM施工安全对企业效益和社会形象产生的巨大影响，双护盾TBM施工具有施工占线长、作业点、面和工序多等特点，但部分企业对双护盾TBM施工安全管理难点的分析及管控还存在很多漏洞，为避免或减少双护盾TBM施工中引发的安全生产事故，有效保障人员和设备的安全。因此，提升双护盾TBM运行的安全管理工作也势在必行。

1 工程背景

兰州市水源地建设工程将刘家峡水库作为引水水源地，向兰州市供水。本标段位于兰州市西固区柳泉乡寺儿沟内，距离兰州市西固区约4km，施工内容主要为输水隧洞开挖与衬砌，输水隧洞为压力引水隧洞，施工以双护盾TBM为主，辅以钻爆法。本标段TBM（TBM2）施工控制段长度14.1km，掘进长度12.1km，滑行安装管片长度2.0km。采用管片衬砌，隧洞设计内径4.6m，开挖洞径约5.46m，人字坡设计，坡度分别为0.1%和0.0485%。TBM施工段混凝土衬砌采用四边形管片（5+1），管片厚度0.3m，环宽1.5m，管片与围岩之间的空隙，用豆砾石（5 mm ～10mm）充填并进行回填灌浆。

2 双护盾TBM运行中存在的安全管理难点

2.1TBM在不良地质段的施工

在TBM掘进过程中可能会遇到软弱破碎带和突泥涌水等不良地质段。TBM掘进对原有围岩扰动较大，可能造成岩石坍塌、突泥涌水、有毒有害气体中毒等危害，对设备和人员安全造成威胁较大。

2.2长距离通风、洞内粉尘和有毒有害气体聚集

本标段隧洞施工长度14.1km，最长通风距离约为14.2km。长距离的隧道通风，通风标准要求相对较高，在TBM掘进过程中电机和设备运转散发的热量较多，掘进产生的灰尘较大，且设计的洞径较小。在通风压力、风量不足时，可能导致CH4、CO等气体及粉尘聚集，达到一定浓度时可能造成爆炸、人员中毒和尘肺病，对设备和施工人员的威胁较大。

2.3管片安装作业

在TBM掘进一个行程后，开始进行管片拼装作业，在使用管片拼装机进行管片拼装作业过程中，由于拼装作业区域空间狭小，在管片拼装孔孔距超标和拼装机出现故障时，易发生管片滑落伤人事故。

2.4管片运输作业

在使用小火车运输管片时，由于小火车超载、超宽和超速等情况下运输管片时，可能导致管片在运输途中滑落；造成设备损坏和人员伤亡。

2.5小火车安全运行

因TBM施工管片安装完成后洞径为4.6m，小火车在洞内和TBM上运行时不利于施工人员通行和躲避，小火车在TBM上运行时距离设备较近，因小火车司机违章操作或引导员指挥不得当可能引发车辆伤害事故。

2.6豆砾石回填和注浆作业

在使用高压风对豆砾石进行回填作业时，由于豆砾石形状不规则，回填过程中对管路磨损较大，易造成豆砾石管路爆管伤人。在进行注浆作业时，可能因注浆压力表失效，造成注浆压力过大导致注浆管爆管，对施工人员造成伤害。

3 管控措施

3.1针对TBM在不良地质段的施工的管控措施

安排专业地质工程师跟班作业，加强掘进过程中对围岩和有毒有害气体的监控和检测，当发现围岩坍塌、突泥涌水或有毒有害气体超标时，立即停止掘进，并组织人员撤离至安全区域。同时，储备必要的应急食物和设备，明确专人负责管理，做到定期检查和更换。有针对性的开展坍塌、突泥涌水和有毒有害气体中毒应急演练活动，提高员工应对突发事件的应急处置和自救互救能力。明确员工遇突发事件紧急避险的权利。

3.2针对长距离通风、洞内粉尘和有毒有害气体聚集的管控措施

制定TBM掘进通风管理方案，根据通风距离变化，适当调整通风压力和风量，在各传送皮带机转渣器处增设喷水降尘装置，为从业人员发放3M防尘口罩，并监督使用。在TBM设备主要部位设置气体检测仪进行自动检测，采用手持式“四合一”气体检测仪进行人工检测，并对检测设备进行经常性的效验。

3.3针对管片安装作业的管控措施

制定管片拼装作业安全操作规程，对管片拼装作业人员进行岗位安全交底。加强对进场管片拼装孔孔距的验收工作，对孔距超标的管片严禁使用。同时加强管片拼装机的日常检修和维护，严禁设备带病运行。

3.4针对管片运输作业的管控措施

制定小火车安全运行管理办法，对火车司机和引导员进行告知交底，严格要求火车司机按规定限速行驶。要求并明确规定小火车运输管片时叠放的管片不应超过3片。小火车运输前必须采用吊带对管片进行刹车处理，防止管片运输过程中受颠簸或急刹车惯性前移时滑落伤人。

3.5针对小火车安全运行的管控措施

在TBM开挖洞室内每间隔50m处设置一个应急避车平台，便于洞内行走人员及时躲避小火车。在洞内和TBM设备明显位置设置火车限速标识牌和安全警示牌。制定小火车司机、引导员安全操作规程和小火车安全运行管理办法，严格要求司机和引导人员正确使用对讲机和口哨，在火车运行过程中必须不间断的进行鸣笛警示。经常性组织司机和引导员进行安全教育培训。同时，安排专人对小火车进行日常维护保养，严禁火车带病运行。

3.6针对豆砾石回填和注浆作业的管控措施

对豆砾石回填和注浆人员进行安全技术交底，严格要求作业人员按照豆粒石回填和注浆方案要求进行施工。每班作业前必须对豆砾石和注浆设备、管路及压力表进行检查维护，作业过程中安排专人对设备及管路进行巡视，发现异常及时停机处理。注浆作业后必须对注浆压力表进行清洗，防止压力表堵塞失效。

4 结语

在今后的双护盾TBM施工安全管理过程中，我们要做到充分的了解和掌握TBM运行过程中的安全管理重点和难点，全面分析各作业工序中存在的危险因素和可能产生的事故危害；有针对性的采取安全管理和防范措施，就能最大限度的保障施工人员的人身安全。

参考文献

[1]唐鹏，张志.隧道工程技术[M].北京：中国水利水电出版社，2013.

[2]白万山，等.长大深埋隧洞勘测技术研究与实践[M].郑州：黄河水利出版社，2013.