某山区工程标段隧洞工程洞内施工布置及安全管理

王致远　杨木舜　朱文武　李洪涛

摘 要：针对某山区工程标段隧洞工程施工特点，在确保安全的前提下，对隧洞工程洞内施工布置等方面进行了方案优化实施；在总结很多隧洞工程洞内施工布置中存在的不足、解决方法，针对某山区工程标段隧洞工程的具体情况，比选具体实施方案、参数值等，以期对同类工程的实施，有更大的借鉴作用。

关键词：隧洞工程；方案优化实施；洞内施工布置；安全管理

中图分类号：TV52 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）23-0109-02

某山区工程标段施工作业面广，且工程项目较为分散，场内施工道路繁多，施工协调性较强，要求总体规划中的各关键节点必须严格按计划完成，各分部分项工程的施工方案稳妥可靠、抗风险能力高，确保按合同工期完成本标段施工。11标段工程施工重点及难点为隧洞工程洞内施工布置；隧洞开挖、砼浇筑、回填灌浆等施工，是工程能否按照合同工期完工的关键。

1 工程概况

本标段渠道包括本标段渠道包括4座隧洞，分别为水长坪隧洞长540.46m（其中水长坪隧洞取水口及隧洞进口100m属于金峰水库土建及安装工程（合同编号：WYEG-SG-JF）标段内容），葫芦山隧洞长1121.73m，庄子湾隧洞长2443.57m，五边寨隧洞长1575.78m，隧洞总长5581.53m。

隧洞断面型式选用圆拱直墙型，顶拱圆心角180°。隧洞采用全断面衬砌。临时支护：隧洞开挖后，应及时进行临时支护，防止岩石风化掉块及保障施工期围岩稳定安全；永久襯砌：Ⅲ类围岩的洞段采用底板和边墙分离的型式（分离式）衬砌，顶拱和边墙为25cm厚C20素砼，底板为C15素砼，厚20cm；Ⅳ类围岩洞段采用全封闭式C20钢筋砼结构衬砌，衬砌厚度为35cm；Ⅴ类围岩洞段采用全封闭式C20钢筋砼结构衬砌，衬砌厚度为40cm。隧洞进出口设渐变段与明渠连接，进口长15m，出口长20m。隧洞进出口段均设置2m长钢筋砼暗涵，洞脸顶部设挡土墙，墙后设排水沟，以确保洞脸的稳定；洞脸开挖时，对局部软弱及破碎地段进行喷锚支护及砼框格梁护坡，根据具体地形选择采用，岩石边坡喷锚支护，局部段布置钢筋网，覆盖层边坡采用砼框格梁护坡。隧洞永久衬砌后应在顶拱120°范围内进行回填灌浆，隧洞衬砌纵向每12m设一通缝，缝宽2cm并设橡胶止水带至拱顶排水孔处，分离式底板和边墙之间设置纵向橡胶止水带。

2 洞内施工布置

2.1 隧洞工程总体施工方案

（1）洞身开挖；隧洞开挖采用钻爆法全断面掘进，搭设简易操作平台，气腿式手风钻造孔，直眼掏槽，人工装药连线，毫秒微差非电雷管导爆索引爆，2#岩石炸药或乳化炸药爆破，周边采用光面爆破控制成型，无轨出渣，小型自卸汽车进行出渣。（2）洞身砼衬砌；砼衬砌采用先底板后边顶拱的衬砌顺序。为保证进度及隧洞施工质量，采用钢模台车浇筑。砼从砼拌和系统通过砼搅拌车运输至浇筑施工作业面。砼泵输送砼入仓，电动软轴插入式振捣器和附着式振捣器振捣密实。

2.2 隧洞施工工作面布置

本标段共4座隧洞，水长坪隧洞只有出口1个工作面，其余葫芦山、庄子湾、五边寨3个隧洞采用进出口工作面同时掘进的方式；混凝土衬砌时，水长坪隧洞从洞内到出口单向进行，其余葫芦山、庄子湾、五边寨3个隧洞由洞内向进出口双向进行。隧洞采用钻爆法开挖。

2.3 施工供水、供风、供电

在各条隧洞进出口修建一座50m3生产水池，从布置在洞口附近的水井抽水至生产水池，再通过DN75供水管抽至施工作业面，供水管线与隧洞供风管同侧布置，随开挖延伸。

根据本工程隧洞的开挖断面及供风距离，拟在隧洞进、出口分别布置一台20m3/min移动式电动空压机。隧洞采用φ150mm供风钢管进洞，φ75mm高压软管接至各用风点，为保证风压，考虑各工作面每500m左右增设一个3m3的储风罐。庄子湾隧洞洞身段长为2443.57m，需设置3m3贮风罐4个，五边寨隧洞洞身段长为1575.78m，需设置3m3贮风罐2个。

隧洞在开挖时用电对象主要为：供风、供排水、照明、通风、喷混凝土支护等；在隧洞混凝土衬砌时用电对象主要为：照明、排水、混凝土泵及混凝土振捣等。供电线路由布置在洞口的供电系统引入，动力线路布设高度距地面2.5m左右，采用150mm2铝芯线，照明电源采用行灯变压器降为36V安全电压。当供电距离较长时，由于电压降损，动力电器启动、运行困难，可将各洞口变压器调至最高档以弥补电压损失，但庄子湾隧洞单头控制长达1220m，需考虑高压进洞，当单头进尺到800m时打一旁洞设置一台200KV/A变压器。

2.4 洞内通讯、通风散烟、抽排水

各工作面控制距离较长，达540～1220m，采用有线电话与洞外进行联系，有线电话接入洞口及调度室，便于施工调度及联系。

各工作面控制距离较长，达540～1220m，洞内的通风散烟的问题比较突出，为此，各工作面均布置1台2×55KW轴流式风机，为保证通风的质量，每500m串联一台37Kw轴流通风机，通风管采用Φ1000mm带肋正负压软风筒，利用洞顶部锚杆或预埋螺栓固定，沿洞身上部安装至开挖工作面附近。爆破后在碛头附近采用水雾除尘，以降低掌子面的粉尘。

洞内排水主要排除施工时的地下水及施工废水。本标隧洞出口为顺坡，设置排水沟自流排水为主，排水沟尺寸为0.3×0.3m（宽×深）。进口段为倒坡，不利于施工排水，为避免工作面积水较多，影响正常施工，拟隧洞每左右100m设一2～3方的集水坑，采用排污泵接力抽排；碛头处采用潜水泵、软管抽排到附近集水坑；施工中应根据各工作面地下水量情况，每500m左右开挖旁洞设置10～20方的大集水坑，设置泵站集中排入洞外污水沉淀池内，经处理合格后排放。

2.5 地下管线及架空线保护

对公用管线的保护，首先采用开挖样洞等方法探测公用管线，摸清管线的位置、深度、直径，在施工图上明确标明，施工前必须进行开挖，使关键部位的管线情况完全暴露。在施工中，将采用适当的方法加以保护。

对于纵向平行的管线，如其中心线距基坑边距离较近，则在开挖基坑时，该部位的基坑支撑必须加强加固，如替换板桩或加密撑柱等，必要时管线搬迁。对地下管线及架空线，主要采取下列加固措施：（1）给水管等硬管：除对基坑加固支撑外，还应在基坑开挖前，要先在该位置人工挖出样洞摸清管线走向，管节的接口位置，再以钢板桩或桐木横架将要开挖的基坑上用钢丝绳将管子吊住。（2）通讯管、电力导管等，因这种管線的导管长度较短，安全可靠的方法是采用下托、上吊的措施，即在导管的背面用4×8寸板或板桩托着，上面用钢板桩等连同托板将管子一起吊牢。

3 安全防范重点及管理措施

3.1 安全防范重点

安全检查重点为重大危险源，设置专职安全工程师负责监控。根据以往的施工经验，结合本工程特点，本工程重大危险源主要集中在以下方面：（1）施工用电及火灾；（2）边坡滑塌及高空坠落；（3）工地大型施工机械；（4）火工材料及各类危险物品存放、使用；（5）防洪和安全度汛。

3.2 安全防范管理措施

施工现场安全措施严格按照招标文件要求和有关规程规范要求设置。

3.2.1 防火防范措施

（1）油系统及含油设备，当温度超过油的燃点会发生火灾危险，由于布置空间的限制，不能采用增加间距来满足防火的要求，采用防火防爆隔墙的办法并设置消防设施，从而避免对周围其他建筑物的影响。（2）电气设备短路、过电流或散热不良等引起绝缘物质燃烧。主要采用防火隔断及配备消防设施防止事态扩大。（3）现场的生产、生活区设置足够的消防水源和消防设备器材，经过地方政府消防部门检查认可。消防设备器材满足当地消防部门的要求，经常检查和保养，使其处于良好的待命状态，同时对职工进行消防安全训练，保证消防水源充足和供水系统工作正常，随时可满足消防要求。（4）各类房屋、库棚、料场等的消防安全距离符合公安部门的规定，室内不堆放易燃品；严禁在易燃易爆物品附近吸烟，现场的易燃杂物，应随时清除，严禁在有火种的场所或近旁堆放。（5）在各生产场所和主要设备处配备专用的消防设施，同时设置公用消防系统，作为辅助灭火手段。灭火介质以水为主，并配置一些泡沫、干粉或CO2手提或移动式灭火器材等。

3.2.2 防爆防范措施

工程防爆主要采用以下措施：（1）选择的压力容器，符合现行压力容器有关规定的产品。（2）油浸式变压器及压力油，汽罐设置泄压装置，泄压面避开工作部位。（3）油处理系统的通风系统满足相关标准和规程的规定，减少引起爆炸及火灾物质的浓度。（4）对易燃材料仓库采取直击雷、感应雷和防静电措施。（5）由于工程区位于高雷发区，对于现场组织爆破全部采用磁引爆的方式。

3.2.3 防机械伤害、坠落伤害

本标工程主要机械设备有空压机、风机、钻机等，为防止机械伤害，采取以下措施：（1）采用的机械设备符合国家安全有关标准的要求。（2）所有机械设备防护安全距离，机械设备防护罩和防护屏的安全要求均符合有关标准的规定。

凡坠落高度在2m以上的工作平台、人行通道（部位），在坠落面侧设置防护墙或固定式防护栏杆，以保证通行时的安全；靠近陡坡或高边坡的通行道路设置防护墙或防护栏杆，一方面防止滚石伤人，另一方面保证通行时的安全；楼梯、钢梯、平台均采取防锈、防滑措施。

4 结语

本工程重要部位包括隧洞开挖、衬砌，渠道衬砌等。隧洞开挖、砼衬砌控制措施：（1）采用预裂爆破、光面爆破控制好隧洞开挖质量。（2）严格隧洞混凝土施工程序，采用钢模台车和泵送混凝土进行隧洞衬砌，从混凝土的骨料检测、配合比的确定、混凝土拌合、入仓浇筑、成型养护个环节控制好混凝土的质量。针对某山区工程标段隧洞工程的特殊性，在确保安全前提下、明确质量方针、目标，从质量保证机构、人员等方面，进行质量。从实施效果各项指标统计、分析表明，达到甚至优于规范要求，取得了预期成效。

参考文献

[1]王波.隧洞施工安全管理及控制措施[J].山西水利科技，2017，（01）：87-88+93.

[2]刘华清.锦屏电站引水隧洞群工程施工优化管理探究[J].中国招标，2017，（16）：31-34.

[3]伍洋.大型水工隧洞群工程施工进度控制与优化管理研究[J].建筑机械，2017，（05）：100-104.

[4]李桧祥.盘道岭隧洞工程施工管理方法[A].中国土木工程学会隧道及地下工程学会.中国土木工程学会隧道及地下工程学会第七届年会暨北京西单地铁车站工程学术讨论会论文集（上）[C].中国土木工程学会隧道及地下工程学会：，1992：8.

[5]董剑，李宝菊.大连市引碧北段玉皇庙隧洞工程的施工管理[J].东北水利水电，2001，（04）：7-8+55.

[6]黄誉富.水利输水隧洞工程施工安全管理存在的隐患与应对措施初探[J].建材与装饰，2018，（21）：290-291.