1、鐵路隧道施工安全控制措施和建議1、前言當前，隨著新一輪鐵路客運專線的開工，長大隧道和高風險隧道的修建將會越來越多，隧道施工中存在的安全隱患應引起施工設計的高度重視，采取有效的管理和技術(shù)措施避免事故的發(fā)生是隧道工作者最為關(guān)心的問題。本文針對鐵路隧道的施工，從安全控制制度、安全風險評估、施工技術(shù)方案選擇、科技（施工方法）創(chuàng)新、安全生產(chǎn)投入和規(guī)范管理等六個方面談一些建議，以期對復雜地質(zhì)和高風險隧道的施工設計起到指導作用。2明確責任，健全機制，從制度上確保隧道施工安全2.1建立健全安全責任體系和管理制度（1）健全責任體系，建立安全生產(chǎn)責任制，做到“領(lǐng)導認識到位、管理到位、責任到位”，確保“領(lǐng)導重視，部

2、門協(xié)調(diào)，層層把關(guān)，人人負責”的責任體系落實到現(xiàn)場，形成一個“人人講安全、事事為安全、時時想安全、處處要安全”的良好施工氛圍；（2）加強管理，貫徹“安全第一，預防為主”的方針，堅持“領(lǐng)導是關(guān)鍵，教育是前提，設施是基礎，管理是保證”的做法；（3）明確安全生產(chǎn)目標，建立持證上崗制度和安全獎懲制度；（4）落實安全檢查制度和安全教育培訓制度；（5）堅持開展全員性的安全管理活動，實行安全一票否決權(quán)；（6）嚴格執(zhí)行事故申報制度，及時處理，將損失降到最低。嚴格實施安全責任追究，堅決做到“四不放過”。2.2制定和落實隧道安全施工的技術(shù)措施針對工程特點、施工環(huán)境、施工方法、施工工期、勞動組織、作業(yè)方法、使用的機械

3、、動力設備以及各種安全防護措施等，制定切實可行的安全施工技術(shù)措施，完善安全生產(chǎn)內(nèi)業(yè)資料管理：（1）隧道開挖前編制施工安全技術(shù)措施，從技術(shù)工藝、設備器材、作業(yè)流程、風險應對等各個方面做好預控措施，并經(jīng)過審批后具有技術(shù)法規(guī)的作用，在施工中必須嚴格執(zhí)行；（2）編制施工安全作業(yè)指導書，并在隧道各關(guān)鍵工序施工前進行安全技術(shù)交底；（3）安全技術(shù)措施中的各種安全設施、防護設置的實施列入施工任務單，責任落實到工班或個人，實行驗收制度。3、實行重大技術(shù)方案審查和施工安全風險評估制度3.1突出重大施工技術(shù)方案和關(guān)鍵施工工序?qū)彶橹贫韧怀鲋卮笫┕ぜ夹g(shù)方案和關(guān)鍵施工工序的審查對確保隧道施工安全具有重要的意義，根據(jù)隧道的

4、地質(zhì)特點和工期，對洞口施工、淺埋偏壓段施工、斷層破碎帶、巖溶、巖爆、突泥突水段、有害氣體段、客專大斷面軟巖斜井進入正洞挑頂、正洞施工方法等重點和關(guān)鍵施工技術(shù)方案以及CRD法或CD法的中壁拆除、開挖、支護、防排水、襯砌等關(guān)鍵工序，在施工前要組織設計、監(jiān)理、施工等單位的專家進行審查，集中集體智慧，發(fā)揮專家的技術(shù)優(yōu)勢和經(jīng)驗，對施工方案進行完善，為安全施工提供可靠的技術(shù)支撐。3.2實行隧道施工安全風險評估，建立安全預案和專家咨詢制度在隧道施工中，常見的施工安全風險（或危險源）有不良地質(zhì)、地質(zhì)災害、有害氣體及高溫、慣性事故等。不良地質(zhì)有淺埋、斷層、溶腔、巖堆、滑坡、膨脹土（巖）、擠壓性地層、高水壓富水等

5、；地質(zhì)災害有巖爆、巖溶、突泥涌水，暗河等；常見的有害氣體多為可以燃燒和爆炸的瓦斯與天然氣，以及有毒的硫化氫氣體等；隧道高溫則是因隧道較長、埋深較大所產(chǎn)生的比正常高的溫度；慣性事故多出于隧道坍塌、爆破作業(yè)、機械傷害、施工用電以及爆破后的危石傷人等。在隧道施工前，對隧道的不良地質(zhì)和可能存在的地質(zhì)災害，組織專家進行風險評估，實施隧道風險等級管理，建立針對性的安全預案和防范應急機制并進行演練，狠抓方案預控，把安全風險規(guī)避在開工初期，主動采取并做好必要的安全監(jiān)控和防護措施，不斷強化施工過程中的安全保證措施。為確保隧道施工安全，對有安全風險的隧道和重大技術(shù)難題，組織專家進行研討和咨詢，即建立專家研討和咨詢

6、制度，力求從規(guī)避及控制風險的源頭上保證安全，運用科技手段、成熟技術(shù)、先進設備和可靠的經(jīng)驗，有效地降低隧道施工的工程成本和風險。4、選擇合理的施工技術(shù)方案，強化關(guān)鍵工序標準作業(yè)，是保證隧道施工過程安全的核心4.1認真對待洞口工程施工安全洞口工程是隧道施工的重中之重，嚴防洞口塌方，是展現(xiàn)隧道施工水平，增加企業(yè)信譽的重要保證。（1）貫徹隧道早進晚出原則，洞口邊仰坡盡量少刷方、少擾動，同時做好洞口周圍排水設施，對洞口松軟的邊仰坡，盡早錨噴加固；（2）進洞施工應遵循的安全原則是“先采取加固和防護措施再進洞開挖”，洞口開挖單線隧道一般采用臺階法，雙線和客專大斷面隧道一般采用孤形導坑臺階法、CRD法、CD法

7、或雙側(cè)壁導坑法；（3）洞口段二襯及洞門應盡早施作，而襯砌臺車更應及早定制并使用，以確保洞口安全。4.2突出超前地質(zhì)預測預報的先導作用，為隧道安全施工提供可靠的技術(shù)支持（1）根據(jù)不同的地質(zhì)條件和隧道施工安全風險等級的劃分，采用綜合的超前地質(zhì)預測預報手段（物探、鉆探），及時準確提供預測預報結(jié)果，及時調(diào)整開挖方法、支護參數(shù)，規(guī)避施工災害、降低工程風險，保證隧道的施工安全。（2）將超前地質(zhì)預測預報和掌子面地質(zhì)描述納入正常施工工序，按照“物探先行、綜合驗證，有掘必探，先探后掘”的原則組織施工。（3）施工前對地表構(gòu)筑物、水池、河流、溝谷、深大陷穴、地質(zhì)變化界等進行調(diào)查、分析和判識，及時改進施工設計方案，加

8、強安全措施。4.3選擇合理的施工技術(shù)方案，規(guī)范關(guān)鍵工序的施工，是確保隧道施工安全的核心隧道洞口段、淺埋段、偏壓段、軟弱圍巖段和大斷面黃土隧道，合理的施工方法和設計參數(shù)以及關(guān)鍵工序的施作到位是控制隧道施工安全的核心。（1）選擇合理的開挖方法和支護參數(shù)。按設計要求、斷面尺寸、地質(zhì)情況合理選擇全斷面法、臺階法、弧形導坑臺階法（或叫環(huán)形開挖留核心土法）、CRD法、CD法、雙側(cè)壁導坑法等進行開挖與支護，并結(jié)合掌子面揭示的地質(zhì)和超前預測預報的地質(zhì)情況調(diào)整開挖方法和設計參數(shù)，是確保隧道施工安全的核心。軟弱破碎圍巖應積極采用巖土控制變形分析法施工技術(shù)。特別提出的是臺階法應采用短臺階，不宜采用長臺階法進行施工。

9、另外，CRD法、CD法、雙側(cè)壁導坑法，由于工序較多，操作管理不宜做到位，施工進度慢，不利于發(fā)揮機械施工優(yōu)勢，且臨時工程多，因此，建議采用超前預加固措施或?qū)⒊跗谥ёo加強而采用臺階法等方法施工，既能加強永久結(jié)構(gòu)工程，又能加快進度，降低成本，保證安全和質(zhì)量，方便管理（2）淺埋偏壓、大斷面黃土隧道的施工關(guān)鍵是控制沉降，而控制沉降的根本方法是盡早將初期支護封閉成環(huán)，仰拱及早施作（距掌子面距離控制在2030m之內(nèi)），二襯緊跟仰拱完成（距掌子面距離控制在60m之內(nèi)），當然，弧形導坑正面噴砼、加大拱腳、加設鎖腳錨管、鋼拱架下鋪設墊塊以及回填反壓（對偏壓段）等均是有效的手段，即按“短開挖、留核心；早封閉，快成環(huán)

10、；強支護，穩(wěn)拱腳；嚴控水，緊仰拱；勤量測、速反饋“的原則組織淺埋偏壓和大斷面黃土隧道的施工，控制安全。（3）洞口段、淺埋段、軟弱斷層段的施工關(guān)鍵是要按“預支護、短開挖；少擾動（弱爆破）、強支護；早封閉、實回填；嚴治水、勤量測”原則組織安全施工，同時對地表坑穴進行回填，并做好地表的防排水工程。當掌子面處于土石或軟硬分界時，應對土質(zhì)（軟巖）部分先開挖、支護，并將支護立于巖石（硬巖）上，然后再進行巖石（硬巖）部分施工（弱爆破、短進尺），嚴禁采用爆破開挖巖石（硬巖）方法使土質(zhì)（軟巖）部分自然坍落的做法（易造成坍塌）。（4）富水巖溶隧道的施工，當需要保護地表的生態(tài)平衡時，采用“堵水限排”的設計理念，按照

11、“先探水、預注漿、后開挖、補注漿、再襯砌”的原則組織施工，降低安全風險，保護生態(tài)環(huán)境。4.4強化監(jiān)控量測指導隧道安全施工的作用對淺埋隧道地表、軟巖隧道、黃土隧道開挖后要及時進行變形監(jiān)控量測，要將其納入到正常的工序管理中，要強化監(jiān)控量測的指導作用。通過量測及時對圍巖變形段的變形速率、變形值和變形規(guī)律進行分析，對圍巖穩(wěn)定性提出報告，為調(diào)整支護參數(shù)（如調(diào)整預留沉落量、錨桿數(shù)量、噴砼厚度、鋼拱架間距等）提供充分依據(jù)，確保初期支護方案的安全可靠，同時也為二襯的施作及加強（變形穩(wěn)定前施作）提供可靠的信息，確保隧道的建設質(zhì)量和施工安全。對于淺埋、偏壓、洞口段、大斷面新黃土隧道，由于隧道內(nèi)的變形和地表沉降均較

12、大，而且地表一般發(fā)生沉降開裂、錯臺，所以，監(jiān)控量測工作更為重要，而且要對地表及早進行防排水處理。4.5規(guī)范隧道防排水施工工藝，加強施工質(zhì)量控制（1）隧道防排水施工以“防、堵、截、排，因地制宜，綜合治理“的原則，結(jié)合環(huán)境要求進行選擇具體的措施；（2）對富水隧道，在噴砼封閉圍巖前，須將墻拱滲流水用管引至墻角處排出或襯砌后封堵，反坡施工時，備足抽排水設備；（3）注重超前預測預報工作，防止突泥涌水，對大溶腔積水采用鉆孔引排等方法規(guī)避風險；（4）軟弱圍巖段要特別重視防排水工作，尤其是泥頁巖段和濕陷性黃土地層，洞內(nèi)積水應盡快疏排，要嚴格控制施工用水，防止意外跑水，導致泥頁巖遇水軟化發(fā)生坍塌及濕陷性黃土浸水

13、發(fā)生濕陷，采用合理的施工工藝、施工機具，減少施工用水；（5）對黃土隧道反坡施工時，洞口設置攔水壩，避免洞外水倒灌入隧道內(nèi)，浸泡軟化基底圍巖。嚴格控制施工用水，錨桿、超前鉆孔等均使用干式成孔法。富水黃土隧道，及時歸槽引排洞內(nèi)積水，要注重初期支護和二襯背后的回填注漿，防止型鋼拱架背后和二襯拱部空隙常年積水和流水，掏空黃土而形成大空洞。黃土隧道洞頂?shù)乇砹芽p采用三七灰土換填夯實封閉，防止雨水下滲；對地表陷穴提前夯填；完善淺埋段地表的截排水溝設施，對淺埋段有條件時地表采用全封閉防水處理措施。（6）規(guī)范隧道防水板、止水帶的施工工藝，加強施工質(zhì)量控制，嚴禁襯砌后還出現(xiàn)滲漏水，影響運營安全。5、注重科技攻關(guān)和

14、創(chuàng)新，積極推廣和探索隧道施工新方法長大隧道和地質(zhì)復雜的隧道，一般都是全線控制工期的重點工程，加快重點隧道工程的進度是實現(xiàn)全線工期目標的關(guān)鍵，依靠科技攻關(guān)和創(chuàng)新，在確保安全和質(zhì)量的前提下，積極推廣和探索隧道施工新方法以加快進度是確保建設目標得以實現(xiàn)的主要措施。5.1推廣應用成熟的施工技術(shù)和工法成熟的施工技術(shù)和工法都是經(jīng)過實踐證明能有效加快進度，保證安全和質(zhì)量的技術(shù)，在隧道施工中要加以推廣應用。5.2加強科技攻關(guān)，提升隧道安全快速施工能力針對復雜地質(zhì)條件下施工安全的難題，開展自主和聯(lián)合科技攻關(guān)，解決難題，才能提升全線隧道安全快速施工的能力，才能保證建設目標（工期）的實現(xiàn)。5.3注重科技創(chuàng)新，探索新

15、的施工方法，提高隧道安全快速施工技術(shù)水平創(chuàng)新是企業(yè)的靈魂，探索新的施工方法以提高隧道快速、安全施工技術(shù)水平是隧道工作者的責任，鄭西線在大斷面黃土隧道的施工方法上，在確保安全的前提下，為加快進度而進行的施工方法的創(chuàng)新取得了一定的成效。（1）弧形導坑臺階法的改進弧形導坑臺階法是鄭西線大斷面黃土隧道級圍巖段的主要施工方法，施工方法通過采取的一系列控制變形的措施，有效地加強了施工進度，確保了施工安全。在砂質(zhì)黃土隧道開挖中，弧形導坑臺階法一般是三臺階七（多）步開挖法，一個月的開挖進度可達70m以上。對自穩(wěn)能力較好的粘質(zhì)黃土，弧形導坑臺階法可以改進為二臺階四步開挖法，一個月的開挖進度可達90m以上，大大縮

16、短了各工序施工時間，提高了施工進度。（2）CRD法施工工藝的改進和方法的改變CRD法是鄭西客運專線淺埋黃土隧道V級圍巖段的主要施工方法，改進CRD法施工工藝，提高施工進度，對于保證全線工期具有重要意義。根據(jù)黃土隧道變形觀測以沉降為主，初期支護主要承受豎向荷載的情況，對CRD法的臨時仰拱普遍采用鋼橫撐而未噴砼、對一些只承受豎向荷載的曲墻式中隔壁改為直墻，極大地方便了施工，加快了進度。在淺埋粘質(zhì)黃土隧道施工中，通過規(guī)范管理，CRD法改為弧形導坑臺階法開挖后，在保證 安全質(zhì)量的前提下，平均進度提高到了60m/月左右。在淺埋砂質(zhì)黃土隧道施工中，通過采取仰拱（距掌子面的距離控制在1520m以內(nèi)）和二襯加

17、強后（距掌子面的距離控制在3040m以內(nèi)）的緊跟措施，而將CRD開挖法改為弧形導坑臺階開挖法，在確保安全和質(zhì)量的條件下，大大加快了施工進度，使開挖進度由CRD法的平均2530m/月，提高到4550m/月以上。（3）對于大斷面黃土隧道下穿公（鐵）路段，鄭西客專普遍采用了“長管棚預加固，雙側(cè)壁導坑開挖，雙層初期支護，二襯緊跟”新的理念和施工方法，有效地控制了施工過程中的地表和洞內(nèi)變形（已施工段地表下沉均能控制在30mm以內(nèi)），保證了公（鐵）路的安全。5.4積極引進新的設計理念和施工方法要引進目前國外比較成熟的先進設計理念和能保證安全及質(zhì)量的加快施工進度的施工方法，即引進和普及隧道掘進機的施工，以及

18、“新意法”的引進和其在軟巖隧道中的廣泛應用，全面提高國內(nèi)隧道施工技術(shù)水平。6、嚴格規(guī)范現(xiàn)場管理，以質(zhì)量保安全，實現(xiàn)隧道施工全過程的安全控制(1)優(yōu)化現(xiàn)場布局，實現(xiàn)安全有效作業(yè)。堅持“以隧道洞口為中心進行布置”，堅持“按照有利于形成流水作業(yè)進行布置”，堅持“充分考慮防洪、防墜、防滑、防爆等不安全因素進行布置”的三條原則進行隧道施工生產(chǎn)生活設施的建設和布置。(2)實行程序化管理，實現(xiàn)標準化作業(yè)，確保施工質(zhì)量，以質(zhì)量達標而保證施工的安全。(3)加強作業(yè)隊伍建設，提高專業(yè)化施工能力。(4)堅持技術(shù)培訓，提高員工技術(shù)素質(zhì)。(5)強化管理的現(xiàn)場監(jiān)控，確保隧道施工過程受控。(6)健全機械設備管理體系，保持良好的機械設備狀況。7、配強生產(chǎn)要素，加大安全生產(chǎn)投入，保證安全施工(1)合理配套隧道施工機械設備，適度超前，提升機械化作業(yè)能力，保證隧道的安全快速均衡施工。(2)配