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摘要:隧道工程最具潜在危险性,施工地质复杂、规模较为庞大,安全隐患突出,所以,铁路安全施工不可忽视。本文主要针对隧道施工安全问题以及隧道施工的安全管理与控制策略进行简要分析,仅供参考。
关键词:铁路隧道;施工安全;管理与控制
中图分类号:X731文献标识码: A
一、工程概况
新建兰渝铁路八标段熊洞湾隧道为200km/h双线隧道,位于广元市朝天区。隧道进口里程DK569+523,出口里程DK576+515,全长6992m。隧道内为人字坡,进口端为3‰上坡,出口为9‰和10‰的下坡。
隧道进口位于一深切沟槽,甘溪沟一侧,交通不便,引入较为困难,施工场地困难;出口交通条件较好,施工场地较好。但出口下穿绵广高速公路,施工时应注意做好防护工作。
隧道位于龙门山脉的南东翼,位于嘉陵江右岸,属中山构造侵蚀地貌,地形起伏较大,隧道穿越山形为单面山,海拔高程在470~1070m,相对高差达600m,一般自然坡度为15~30゜,局部成陡崖。区内植被茂密,山上人烟稀少,偶有零星住户。
二、隧道施工安全问题分析
1、没有制定有针对性的施工方案
施工方案不具体、不合理,施工方案只针对单一的影响因素制定措施,没有根据隧道不同地段的实际情况进行编制,往往是一个施工方案都可以用在不同的隧道上施工,现场施工可操作性不强;或者施工方案一成不变,未根据风险监测识别的风险因素,进行综合分析判别,及时调整施工方案。
2、安全意识薄弱
因为隧道施工地质情况复杂多变,熔岩、断层、黄土、软岩等分布较广,这加大了隧道作业难度,增加了施工工序。施工人员需做好地质预报,有效测量监控变形,管理围岩,及时变更设计方案。但是,现场施工不容乐观,随意施工、随意变更设计、擅自变动施工办法、偷工减料、臆断编制测量监控资料等屡见不鲜。另外,洞内用火、用电与机械运转时安全意识薄弱,安全敏感性缺乏,引发事故。
3、隧道施工的周围环境的复杂性
人们在城市采取隧道施工的主要原因,就是因为城市的用地紧张,到处都是高楼林立,这些城市原有的建筑物对城市的地下产生了很大压力,而且他们的林立也建立在地基的承载上而城市隧道工程则要对这些地基进行处理,施工,必然会对地表建筑产生一定影响,一个不小心可能导致地表建筑的倒塌,造成极大危害。而对于海底隧道、山间隧道施工的危险系数并不比城市隧道施工低,这些隧道的施工不但要克服很多自然挑战,像海底隧道要克服隧道在海底承受的海水给予隧道的超大水压,而在山间隧道则要预防山体的滑坡和泥石流等灾害。还要避免隧道施工对自然产生的影响,不能破坏生态平衡,危害本来在海底或者山区生存的动植物。
4、风险评估一成不变
风险评估仅停留在设计阶段,没有进行施工全过程的风险监测,或者对新出现的不良因素未进行评估,以致施工过程中出现的各种设计以外的风险因素时,由于未能及时采取措施,从而无法对风险进行有效控制。
5、作业人员专业素质低
铁路隧道施工因是洞内作业,工作环境恶劣,劳动强度大,空间狭窄,但工资却很难和工作强度相适应,这使得具有专业性的隧道建设者不会在企业里长期发展,离职情况多发。所以,临时工、农民工成为铁路隧道作业人员的主体,他们并无专业性知识,操作多凭借经验,专业文化素质整体低下,不了解施工技巧与要求,安全意识较差,防范措施不当。一旦发生安全事故,则很难逃生。
6、安全管理体系不能很好运作
建设单位在监督检查方面存在懈怠,不能很好落实生产责任制,所以,不可能充分发挥安全生产管理体系功能。监理方在安全自控与监控上并无完善体系,风险评估机制并不健全,对风险源头不能严格管理。施工方忽视了安全部位的重点检查,未及时排除安全隐患。设计单位与施工单位未全面沟通,技术交底不彻底。
三、隧道施工的安全管理与控制策略
1、科学编制并动态管理施工方案隧道施工前
施工单位应根据设计资料进行实地调查,分析、确定隧道风险事件的主要风险因素、各种风险存在范围的具体里程,形成包括风险事件、风险产生主要原因、险源类别及后果等主要内容的风险清单,根据风险清单中不同风险因素的组合情况详细编制每节段的施工方案。编制的施工方案要经参建单位专业工程师进行审查、论证,报项目管理机构审批后实施。施工过程中要随时将风险监测情况与风险清单进行对比,如实际风险因素与风险清单不一致,应立即进行施工方案调整,保证施工方案与现场实际一致。
2、安全管理爆破器材、机械设备与用电
2.1安全管理爆破器材
购买、入库、使用、保管与销毁爆破器材时,应严格按照专项制度。对于爆破器材管理主体,可成立由党政、爆破、物资、作业等组成的领导管理小组,组长为项目经理,负安全总责,各成员需责任心强、政治素质高,经安全培训后方可担任。与公安机关合作,协助单位监督检查爆炸物品,并督促整改。购买爆炸物品需具备“购买证”,由公安机关指定公司购买,与公安机关一同运输爆炸器材,确保安全押运。做好交接、清点工作,确保物品安全入库。重视爆炸物品安全管理,制定严格安全防范与库房管理制度。确保全天候人员值班,防止脱岗失控,未用尽爆炸物品必须清退入库,爆炸物品过期、变质要认真清点,及时出库,安全销毁,做好现场清理,保护环境。严禁单位或个人倒卖、私存、轉让爆炸物品。合理设置爆破参数,减少已完工建筑物受震动与飞石冲击的影响。
2.2安全管理机械设施
第一,确保车辆可有效制动,柴油机应安装净化装置;第二,车辆严禁超宽、超载、超高,当料具长度、体积过大,要以专人专车并配置红灯警示;第三,施工人员进出隧道要走行人道,严禁追车、搭车与扒车,为机械、车辆让道。
2.3安全用电措施
在作业处安设携带式变压器,以 36 V 替代 220 V 工作照明电压;在成洞地段,照明灯具可使用高压钠灯,在工作面、开挖面则适用低压卤钨灯,洞口场外照明则适用镐灯。为低压电气设施设置触电保安器,安设防护罩于传动与转动处。由专业维修员检查、调整电气设备,检查防爆电气设备合格后方可安装,并定期检查与测试。配电箱应在规定高度安装牢固,配置锁损与盖,配线要干净、整齐、无灰尘。
3、坍塌事故预防
铁路隧道施工中坍塌事故出现比例最高,引起后果非常严重,必须重点管理与控制。
3.1地质超前预报
工作人员要按规定做好地质超前预报工作,对不良地质段,如断层等,应提前预报、加强监测,以监测数据为支护参数、断面大小、施工方法、衬砌类型等选取提供参考。
3.2洞内勘察与监控测量
做好支护与围岩系统的稳定状况监测,为二次砼衬砌与喷锚支护提供调整参数,确保地铁隧道施工的安全、优质与高效。施工期间,技术人员要定期检查各支护,对不良地质段,更应专人专职检查。做好监控测量,若数据异变或突变,要告知负责人,做好应急处理,组织施工人员暂时撤离。严格依照设计方案,做好喷混凝土厚度、质量,锚杆长度、质量,钢拱架间距与安装位置等施工。如果锚杆失效或已锚地段出现变形,则应增设锚杆,且最小长度大于原锚杆的 1. 5 倍。若为临时支护,则在其底面加设垫梁与垫板,用木楔紧塞。另外还要检测异常喷层裂缝,保证喷层面平滑,防止应力集中导致开裂。
3.3开挖方法要合理
开挖方法要依据地质条件差异而定。如,土砂粘聚力很小,则可采取超前支护、喷射混凝土、安设锚杆等辅助法。若开挖明洞,要在洞口做好防排水与防护措施,遇降雨要停工,预防洞口坠石与滑坡。另外,把控开挖分布,逐渐进尺,支护与开挖要紧密衔接,避免围岩过大变形。
4、瓦斯隧道施工安全管理要点
1、加强通风
瓦斯隧道的通风是至关重要的,根据《规范》要求,隧道内瓦斯浓度一旦超过0.5%,需立即停工检查,找出原因加强通风使隧道内任意处瓦斯浓度降到0.3%以下方可恢复施工。通风方式主要有压入式通风和巷道式通风两种,条件允许的情况下可选用效果更好的巷道式通风方式。防爆型风机可根据洞内需风量的计算,配备合适型号的风机两台(一台备用),同时采用抗静电阻燃风管。掌子面至模板台车間可设置移动式局扇配合软风管供风,以增加风速,防止瓦斯聚集。在掌子面至模板台车地段死角、塌腔等部位应用高压风将瓦斯引出。
2、加强瓦斯预测、检测
该隧道瓦斯预测和检测工作主要是通过人工检测和利用瓦斯监控系统检测来实现的。对于人工检测,瓦斯检查员必须经过培训并持证上岗,要严格按确定的地点、频率、检查方法进行检查,严禁空班、漏检和假检。并严格执行和落实“一炮三检”制度。瓦斯监控系统结构主要由监控主机、数据接口、监控分站、各类传感器(如瓦斯传感器、一氧化碳传感器、开停传感器、硫化氢传感器等)、电缆、接线盒等设备组成。瓦斯自动监控系统使用瓦斯断电装置连续监测,隧道自动断电报警系统为声、光连动形式。在瓦斯浓度>0.5%时报警,瓦斯浓度>1%时切断电源实行瓦电闭锁。瓦斯监控系统为煤矿和瓦斯隧道安全管理起到了十分重要的作用。随着电子技术、计算机软硬件技术、网络技术的迅猛发展,国内各主要科研单位和生产厂家又相继推出了KJ90、KJ95、KJ101、KJF2000和KJG2000等监控系统,以及MSNM、WEBGIS等煤矿安全综合化和数字化网络监测管理系统。
3、施工设备防爆改型
目前隧道施工所使用的施工机电设备基本是通用型设备,这类设备不具防爆性能,只能用于无瓦斯的隧道。而瓦斯隧道就需要防爆型机电设备,将通用型机电设备改造为防爆型机电设备。本隧道主要对变压器、接线盒、电缆、控制器、灯具、插销开关、装载机、挖掘机、自卸汽车、混凝土输送泵、混凝土搅拌运输车等机电设备做了防爆改型。
结束语
隧道施工管理目的在于安全施工,这不仅关系施工人员与设备的安全,更重要的是工程质量的安全。随着我国铁路建设新时期的到来,隧道长度与日俱增,但因挖空作业,不确定性因素很难把握,稍有疏忽可能引起安全事故,造成不必要的损失,影响正常工期。所以,做好铁路隧道施工的安全管理与控制是杜绝安全隐患发生的前提,需引起各方的重视。
参考文献
[1]刘国买,戴小廷,刘建华,周理. 隧道施工安全管理与定位系统的设计和实现[J]. 武汉理工大学学报(信息与管理工程版),2014,02:163-166.
[2]杨功. 铁路隧道施工中常见问题及解决对策探讨[J]. 科技创新与应用,2014,11:161.
[3]朱红林. 论隧道工程施工设备安全管理[J]. 中国高新技术企业,2014,11:93-95.
[4]国贤博. 隧道施工工序阶段的安全及防范管理机制[J]. 中华民居(下旬刊),2014,03:400.
关键词:铁路隧道;施工安全;管理与控制
中图分类号:X731文献标识码: A
一、工程概况
新建兰渝铁路八标段熊洞湾隧道为200km/h双线隧道,位于广元市朝天区。隧道进口里程DK569+523,出口里程DK576+515,全长6992m。隧道内为人字坡,进口端为3‰上坡,出口为9‰和10‰的下坡。
隧道进口位于一深切沟槽,甘溪沟一侧,交通不便,引入较为困难,施工场地困难;出口交通条件较好,施工场地较好。但出口下穿绵广高速公路,施工时应注意做好防护工作。
隧道位于龙门山脉的南东翼,位于嘉陵江右岸,属中山构造侵蚀地貌,地形起伏较大,隧道穿越山形为单面山,海拔高程在470~1070m,相对高差达600m,一般自然坡度为15~30゜,局部成陡崖。区内植被茂密,山上人烟稀少,偶有零星住户。
二、隧道施工安全问题分析
1、没有制定有针对性的施工方案
施工方案不具体、不合理,施工方案只针对单一的影响因素制定措施,没有根据隧道不同地段的实际情况进行编制,往往是一个施工方案都可以用在不同的隧道上施工,现场施工可操作性不强;或者施工方案一成不变,未根据风险监测识别的风险因素,进行综合分析判别,及时调整施工方案。
2、安全意识薄弱
因为隧道施工地质情况复杂多变,熔岩、断层、黄土、软岩等分布较广,这加大了隧道作业难度,增加了施工工序。施工人员需做好地质预报,有效测量监控变形,管理围岩,及时变更设计方案。但是,现场施工不容乐观,随意施工、随意变更设计、擅自变动施工办法、偷工减料、臆断编制测量监控资料等屡见不鲜。另外,洞内用火、用电与机械运转时安全意识薄弱,安全敏感性缺乏,引发事故。
3、隧道施工的周围环境的复杂性
人们在城市采取隧道施工的主要原因,就是因为城市的用地紧张,到处都是高楼林立,这些城市原有的建筑物对城市的地下产生了很大压力,而且他们的林立也建立在地基的承载上而城市隧道工程则要对这些地基进行处理,施工,必然会对地表建筑产生一定影响,一个不小心可能导致地表建筑的倒塌,造成极大危害。而对于海底隧道、山间隧道施工的危险系数并不比城市隧道施工低,这些隧道的施工不但要克服很多自然挑战,像海底隧道要克服隧道在海底承受的海水给予隧道的超大水压,而在山间隧道则要预防山体的滑坡和泥石流等灾害。还要避免隧道施工对自然产生的影响,不能破坏生态平衡,危害本来在海底或者山区生存的动植物。
4、风险评估一成不变
风险评估仅停留在设计阶段,没有进行施工全过程的风险监测,或者对新出现的不良因素未进行评估,以致施工过程中出现的各种设计以外的风险因素时,由于未能及时采取措施,从而无法对风险进行有效控制。
5、作业人员专业素质低
铁路隧道施工因是洞内作业,工作环境恶劣,劳动强度大,空间狭窄,但工资却很难和工作强度相适应,这使得具有专业性的隧道建设者不会在企业里长期发展,离职情况多发。所以,临时工、农民工成为铁路隧道作业人员的主体,他们并无专业性知识,操作多凭借经验,专业文化素质整体低下,不了解施工技巧与要求,安全意识较差,防范措施不当。一旦发生安全事故,则很难逃生。
6、安全管理体系不能很好运作
建设单位在监督检查方面存在懈怠,不能很好落实生产责任制,所以,不可能充分发挥安全生产管理体系功能。监理方在安全自控与监控上并无完善体系,风险评估机制并不健全,对风险源头不能严格管理。施工方忽视了安全部位的重点检查,未及时排除安全隐患。设计单位与施工单位未全面沟通,技术交底不彻底。
三、隧道施工的安全管理与控制策略
1、科学编制并动态管理施工方案隧道施工前
施工单位应根据设计资料进行实地调查,分析、确定隧道风险事件的主要风险因素、各种风险存在范围的具体里程,形成包括风险事件、风险产生主要原因、险源类别及后果等主要内容的风险清单,根据风险清单中不同风险因素的组合情况详细编制每节段的施工方案。编制的施工方案要经参建单位专业工程师进行审查、论证,报项目管理机构审批后实施。施工过程中要随时将风险监测情况与风险清单进行对比,如实际风险因素与风险清单不一致,应立即进行施工方案调整,保证施工方案与现场实际一致。
2、安全管理爆破器材、机械设备与用电
2.1安全管理爆破器材
购买、入库、使用、保管与销毁爆破器材时,应严格按照专项制度。对于爆破器材管理主体,可成立由党政、爆破、物资、作业等组成的领导管理小组,组长为项目经理,负安全总责,各成员需责任心强、政治素质高,经安全培训后方可担任。与公安机关合作,协助单位监督检查爆炸物品,并督促整改。购买爆炸物品需具备“购买证”,由公安机关指定公司购买,与公安机关一同运输爆炸器材,确保安全押运。做好交接、清点工作,确保物品安全入库。重视爆炸物品安全管理,制定严格安全防范与库房管理制度。确保全天候人员值班,防止脱岗失控,未用尽爆炸物品必须清退入库,爆炸物品过期、变质要认真清点,及时出库,安全销毁,做好现场清理,保护环境。严禁单位或个人倒卖、私存、轉让爆炸物品。合理设置爆破参数,减少已完工建筑物受震动与飞石冲击的影响。
2.2安全管理机械设施
第一,确保车辆可有效制动,柴油机应安装净化装置;第二,车辆严禁超宽、超载、超高,当料具长度、体积过大,要以专人专车并配置红灯警示;第三,施工人员进出隧道要走行人道,严禁追车、搭车与扒车,为机械、车辆让道。
2.3安全用电措施
在作业处安设携带式变压器,以 36 V 替代 220 V 工作照明电压;在成洞地段,照明灯具可使用高压钠灯,在工作面、开挖面则适用低压卤钨灯,洞口场外照明则适用镐灯。为低压电气设施设置触电保安器,安设防护罩于传动与转动处。由专业维修员检查、调整电气设备,检查防爆电气设备合格后方可安装,并定期检查与测试。配电箱应在规定高度安装牢固,配置锁损与盖,配线要干净、整齐、无灰尘。
3、坍塌事故预防
铁路隧道施工中坍塌事故出现比例最高,引起后果非常严重,必须重点管理与控制。
3.1地质超前预报
工作人员要按规定做好地质超前预报工作,对不良地质段,如断层等,应提前预报、加强监测,以监测数据为支护参数、断面大小、施工方法、衬砌类型等选取提供参考。
3.2洞内勘察与监控测量
做好支护与围岩系统的稳定状况监测,为二次砼衬砌与喷锚支护提供调整参数,确保地铁隧道施工的安全、优质与高效。施工期间,技术人员要定期检查各支护,对不良地质段,更应专人专职检查。做好监控测量,若数据异变或突变,要告知负责人,做好应急处理,组织施工人员暂时撤离。严格依照设计方案,做好喷混凝土厚度、质量,锚杆长度、质量,钢拱架间距与安装位置等施工。如果锚杆失效或已锚地段出现变形,则应增设锚杆,且最小长度大于原锚杆的 1. 5 倍。若为临时支护,则在其底面加设垫梁与垫板,用木楔紧塞。另外还要检测异常喷层裂缝,保证喷层面平滑,防止应力集中导致开裂。
3.3开挖方法要合理
开挖方法要依据地质条件差异而定。如,土砂粘聚力很小,则可采取超前支护、喷射混凝土、安设锚杆等辅助法。若开挖明洞,要在洞口做好防排水与防护措施,遇降雨要停工,预防洞口坠石与滑坡。另外,把控开挖分布,逐渐进尺,支护与开挖要紧密衔接,避免围岩过大变形。
4、瓦斯隧道施工安全管理要点
1、加强通风
瓦斯隧道的通风是至关重要的,根据《规范》要求,隧道内瓦斯浓度一旦超过0.5%,需立即停工检查,找出原因加强通风使隧道内任意处瓦斯浓度降到0.3%以下方可恢复施工。通风方式主要有压入式通风和巷道式通风两种,条件允许的情况下可选用效果更好的巷道式通风方式。防爆型风机可根据洞内需风量的计算,配备合适型号的风机两台(一台备用),同时采用抗静电阻燃风管。掌子面至模板台车間可设置移动式局扇配合软风管供风,以增加风速,防止瓦斯聚集。在掌子面至模板台车地段死角、塌腔等部位应用高压风将瓦斯引出。
2、加强瓦斯预测、检测
该隧道瓦斯预测和检测工作主要是通过人工检测和利用瓦斯监控系统检测来实现的。对于人工检测,瓦斯检查员必须经过培训并持证上岗,要严格按确定的地点、频率、检查方法进行检查,严禁空班、漏检和假检。并严格执行和落实“一炮三检”制度。瓦斯监控系统结构主要由监控主机、数据接口、监控分站、各类传感器(如瓦斯传感器、一氧化碳传感器、开停传感器、硫化氢传感器等)、电缆、接线盒等设备组成。瓦斯自动监控系统使用瓦斯断电装置连续监测,隧道自动断电报警系统为声、光连动形式。在瓦斯浓度>0.5%时报警,瓦斯浓度>1%时切断电源实行瓦电闭锁。瓦斯监控系统为煤矿和瓦斯隧道安全管理起到了十分重要的作用。随着电子技术、计算机软硬件技术、网络技术的迅猛发展,国内各主要科研单位和生产厂家又相继推出了KJ90、KJ95、KJ101、KJF2000和KJG2000等监控系统,以及MSNM、WEBGIS等煤矿安全综合化和数字化网络监测管理系统。
3、施工设备防爆改型
目前隧道施工所使用的施工机电设备基本是通用型设备,这类设备不具防爆性能,只能用于无瓦斯的隧道。而瓦斯隧道就需要防爆型机电设备,将通用型机电设备改造为防爆型机电设备。本隧道主要对变压器、接线盒、电缆、控制器、灯具、插销开关、装载机、挖掘机、自卸汽车、混凝土输送泵、混凝土搅拌运输车等机电设备做了防爆改型。
结束语
隧道施工管理目的在于安全施工,这不仅关系施工人员与设备的安全,更重要的是工程质量的安全。随着我国铁路建设新时期的到来,隧道长度与日俱增,但因挖空作业,不确定性因素很难把握,稍有疏忽可能引起安全事故,造成不必要的损失,影响正常工期。所以,做好铁路隧道施工的安全管理与控制是杜绝安全隐患发生的前提,需引起各方的重视。
参考文献
[1]刘国买,戴小廷,刘建华,周理. 隧道施工安全管理与定位系统的设计和实现[J]. 武汉理工大学学报(信息与管理工程版),2014,02:163-166.
[2]杨功. 铁路隧道施工中常见问题及解决对策探讨[J]. 科技创新与应用,2014,11:161.
[3]朱红林. 论隧道工程施工设备安全管理[J]. 中国高新技术企业,2014,11:93-95.
[4]国贤博. 隧道施工工序阶段的安全及防范管理机制[J]. 中华民居(下旬刊),2014,03:400.