高速公路隧道施工安全管理研究分析

高速公路隧道施工安全管理研究分析

王华荣

中铁一局集团第五工程有限公司 陕西宝鸡 721006

摘要:由于通行效率高、路面平整,隧道是高速公路的重要组成部分,因此被越来越多的有车族所选择。但是隧道施工常常伴随着一定的风险隐患，如坍塌、涌泥涌水、瓦斯（不明气体）爆炸或燃烧工品爆炸、触电、物体打击、高处坠落、机械伤害、车辆伤害、尘害等多种危险有害因素的高风险施工项目，造成的人员伤亡和财产损失较严重的特征。因次，隧道施工安全是当前高速公路施工安全生产管理工作的重中之重。《高速公路隧道施 工安全管理》结合作者多年来在施工安全管理工作中的经验,阐述了作者本人的一些看法和见解,以供大家参考和借鉴。

关键词：高速公路；隧道施工；安全管理

1引言

隧道施工是目前公路施工中的主要工程项目。隧道建设地质探查不清,挑战施工安全管理。隧道的施工安全关系到工程建设的成败，关系到个人、单位的安危及前途。如果隧道施工安全受控,无论是施工质量,还是工程无论是工程效益还是社会效益,都会有很大的好处。反之，隧道施工如果不能保证施工安全，隧道施工的风险将无限被放大，造成国家生命财产的巨大损失，对企业和个人造成恶劣影响，甚至影响到工程建设的成败。所以,坚定不移地把安全管理放在隧道建设的首位,确保项目建设圆满完成。

2隧道施工安全设施及“五大系统”建设

隧道配置"五大系统":隧道门禁系统、隧道视频监控系统、隧道人员定位系统、隧道应急通讯系统、隧道气体检测系统等。隧道按设置设置逃生通道、应急物资箱及物资输送管道、人车分离通道、监控式、LED展板等安全设施。

2.1逃生通道

要求开挖掌子面至二次衬砌之间应设置逃生通道，随开挖进尺不断前移，逃生通道距离开挖掌子面不得大于4m，距中台阶不大于4m，所用管材采用800mm的钢管或高密度聚乙烯管，管节间连接牢固。为保证管道承受坍塌体的压力，对采用的材质管材，必须确保其承压能力和连接头的牢固，并经试验室具体试验后，方可用于隧道中。

2.2应急照明

应急照明灯及应急逃生标志从距洞口 100m开始布设，之后每100m设置一个应急照明灯、一个应急逃生标志、一个声音警报器。设置在隧遒洞内照明灯同一侧、同一高度。

3隧道施工安全管理措施

3.1防落石安全管理

隧道爆破后，先通风排烟，检查爆破效果，然后由挖掘机清除危石，机械排险以后，施工队长组织人员再进行人工排险，检查每块可能松动的危石

并立即排除。尽力将危石清除干净。

3.2炸药库及爆破施工安全措施

爆破施工和炸药库管理执行国家《爆破安全规程》和《公路工程施工安全技术规范》有关规定。爆破工作必须有专人指挥，警戒区有明显标志，警戒四周和公路两端路口派警戒人员。爆破前警戒区内的人、畜必须撤离，施工机械采取妥善的安置措施。要对信号有明确规定,如预报、起爆和解除警戒等。爆破作业的人员一定要经过专业人员的培训,对爆破作业的经验要求一定要丰富。在购买爆破器材前,审批制度必须严格按要求执行,在专业持证人员保管前,必须经当地公安部门审核同意,才能进行爆破器材的采购和储存。保管人员必须严格按民爆制度执行。包括炸药库选址、规格大小、安全防护措施和应急预案等,储存爆破器材的炸药库也必须经公安部门审批后才能建立。运输炸药必须指定专人、专车,确定运输路线,严禁私自改变运输路线,未经批准,不得擅自改变运输路线。炸药运到工地后,对非爆破作业人员一律实行专人把守,禁止其进入工地。警戒人员应将爆破作业区内的施工人员和机械撤离至爆破安全区域，并爆破区域范围内的人员和车辆进行临时管制。起爆网络连接完成后,启动爆破预警信号,通知各部位警戒人员做好起爆前的警戒工作,各交通路口禁止通行,安全警戒线撤离警戒线外,待各部位警戒人员发回可起爆信号后,再启动爆破预警信号,并通知各部位警戒人员做好起爆准备,现场没有使用完的爆炸品，应立即安排专人分开运回炸药库存放，并做好退库炸药雷管的登记。

3.3通风与防尘安全技术措施

加强隧道施工通风，设计完善的通风系统，采用双电路的风机通电，保证通风系统工作的稳定、连续和有效。隧道通风符合设计和施工规范要求，隧道通风每个作业工班设专职人员管理。通风管道连接至距掌子面不大于15m。风带安装尽量顺直，减少弯道，避免增加风阻。通风管道破损后要及时修补，减少风损。

长隧道内的空气成分每月至少取样分析两次，风量、含尘量每月至少监测两次，个别地段做不定期的抽检。凿岩和装碴时，设置专用喷雾器，采取有效的防尘措施。安排专人对路面清扫，并配置洒水层定情洒水降尘。

4隧道常见地质灾害及处理措施

隧道通过不良地质地段，施工前根据设计提供的工程和水文地质情况，结合现场实际，制定有关施工技术要求，并采用超前地质预报、加强施工地质工作。同时，针对实际情况按先治水、管超前、短进尺、弱爆破、早支护、快封闭、勤量测的原则组织施工，力求稳步前进，严防塌方，快速通过。

4.1岩爆施工安全管理

岩爆隧道施工中应进行超前探孔为主，辅以地震波、电磁波、钻速测试等手段进行分析预报，结合开挖面附近岩体的观察及地质素描，分析岩石的动态特性。主要采取“以防为主,防治结合”的原则,应对施工中岩爆的发生。主要根据岩爆等级采取开挖超前导坑、超前钻孔爆破、超前钻孔注水、开挖面喷雾射水、径向钻孔注水、分部开挖、短进尺、光面爆破、钢架/网喷混凝土、超前锚杆及加长系统锚杆等措施，达到软化围岩、释放应力、保护人员及设备、保证结构安全等目的，并结合调整隧道施工工艺，尽量减小岩爆的危害。经验证有大变形可能时应采取如下施工措施：（1）短开挖、密支撑，环环封闭；(2)采取网喷(或钢纤混凝土)、锚杆加长、压浆与钢拱架相结合的方式对围岩进行加固,加强初期支护措施;(3)增加预留变形量,使刚开始支护时,容许较大的变形;(4)纵向槽缝,采用可缩式钢架等在喷涂混凝土层中设置;（5）掌子面设置玻璃纤维锚杆加固措施。另外应预先准备防护网及机具外包防护钢板，以备岩爆发生时保护人员及设备的安全。

4.2突水涌泥施工安全管理

针对涌水隧道,在施工过程中,一定要高度重视,超前超前考虑,认真研究图纸和地质资料,重点加强该段的超前地质预报工作,对可能出现的断层、构造带、沟谷段等进行长短地质超前预报相结合,对可能出现的掌子面前方地质、岩性以及地下水赋水探水、超前水平钻孔等进行综合预测,尽最大可能掌握地下水赋存情况,预测可能出现的涌突水,及时采取超前预注浆加固、周边径向注浆等措施,确保施工安全可靠。由于地下岩溶水发育的不规律性，即便采用了超前预测预报、超前探孔等手段对地下水进行探测，但有可能还存在个别盲区，这样在施工中将有可能出现涌水、突泥等情况。这时的堵漏灌浆一般应按下列步骤进行施工：钻设若干个与裂隙相交的灌浆孔，并镶上孔口管；漏水裂隙凿槽，先用棉纱、麻纱等对缝嵌塞，迫使渗水全部从管中流出，然后再用快凝砂浆将槽填平；应做混凝土止水墙,当涌水和突泥现象十分严重,不能用以上方法处理时。围堰和止水墙须封闭坑道全断面。当混凝土止水墙达到设计强度后，关闭预埋的导水管，同时观测止水墙的稳定性和止水性能。如止水墙的稳定性和止水效果不好，则打开导水管，在止水墙外侧进行再加固或对止水墙漏水处进行处理；如止水墙稳定且止水效果满足要求，则自下而上逐个对导水管进行顶水灌浆。顶水灌浆完成后，根据

超前灌浆设计及灌浆标准逐环灌浆通过。

4.3断层破碎带施工安全管理

隧道受断层历史活动影响，岩体挤压严重，节理、裂隙极为发育，破碎带岩体破碎，施工中可能产生塌方、衬砌变形等灾害。为防止开挖引起围岩塌坍，施工中要求严格控制隧道防水层的铺设工艺，确保不渗不漏，同时做好衬砌背后渗漏水的疏导、排放。隧道穿越断层破碎带,应在施工中对前方地质、地下水等情况进行提前打孔探查。超前/超前小导管注浆首先是根据地质超前预报探测的结果,对断层破碎带或接触带的围岩进行堵水加固,作为施工的辅助措施。如发现承压性地下水，应采用全断面超前帷幕注浆堵水方案，并在开挖后沿洞周设置一定数量的泄水孔。断层破碎带或接触带地段采用预留核心土三台阶分部开挖法施工；一般以机械开挖施工为主,以微量弱爆破为辅,针对土质段施工,实施开挖作业;针对岩石地段施工，一般在上台阶使用控制爆破技术开挖，每次开挖进尺不得大于1.0m。此外，施工中应及时封闭隧道初期支护和二次衬砌，加强隧道排水施工质量控制。

洞口围岩、断层及影响破碎带等软弱围岩地段，由于石质破碎，围岩稳定性差，采取短开挖、弱爆破、强支护的原则开挖。除个别大岩块及较硬层段采取弱爆破进行解体外，台阶法和环形开挖预留核心土法施工采用卡特320挖掘装载机进行装碴出碴。加强施工监测，根据监测和地质情况及时调整开挖方式和进尺指标，保证施工安全。当发现围岩变形量加大或变形量加快时，暂停开挖，分析原因并采取稳定围岩的有力措施。对于部分富水软弱围岩段加强防排水措施。排水盲沟在安装前平整岩面纵横向排水管在衬砌前完成，基底清理干净，确保排水通畅。衬砌混凝土按防水混凝土要求施工，施工缝、变形缝按设计施作，防水层铺设平顺，密贴喷射混凝土基面。在进行注浆达到止水目的后，方可铺设防水板。防水板铺设后，严禁在铺设防水层范围内压浆。

4.4岩溶施工安全管理

岩溶和岩溶水的超前探测以超前地质预报为主要手段，采用动态设计、动态施工的原则进行处治。根据溶洞发育的规模和与隧道主洞的关系,对溶洞和不良地质进行超前预报,如TSP、超前地质雷达等,对异常地段进行钻探和超前验证。查明岩溶分布状况、发育形态与发育规律，查明溶洞的填充状况及填充物的物理力学性质，查明溶洞内地下水发育状况及运动规律等，然后根据溶洞大小、所处位置、填充情况以及地下水发育状况区别对待。溶洞对隧道工程的影响主要集中在四个方面:溶洞破坏破坏,填充物和溶洞的崩塌,以及溶洞顶部地表的崩塌。治理岩溶处置措施如下：对岩溶洞穴的处理应根据洞穴大小及洞穴相对隧道的不同位置关系，采用梁拱跨越、填塞、护拱加固等处理措施。对岩溶水的处理原则是宜疏不宜堵。为防岩溶水突然袭击，施工中可采用超前钻孔探测，预备足够的抽水设备，以策施工安全，排水设施可采用排水沟、涵洞、泄水洞等建筑物。洞穴充填物一般松软、下沉量大、强度低、稳定性差，隧道穿越洞穴充填物地段时，可采用桩基加固、换填人工基础、超前管棚或超前注浆加固等措施处理。

4.5有害气体安全管理

施工中加强瓦斯监测及超前地质预报，如发现瓦斯，则以“先治气、短开挖、弱爆破、快封闭、早衬砌、勤检测、稳步前进”为指导原则；采用全断面提前幕布注浆方案,加固封闭瓦斯地层隧道掘进线外5米,施工中实施瓦斯监测,加强通风换气;二次衬砌采用带仰拱的全封闭断面，且衬砌混凝土的透气系数不应大于10-11cm/s；防水层全断面铺设作为瓦斯隔离板；二次衬砌施工缝及变形缝均采用中埋式橡胶止水带和背贴式止水带；隧道施工机械设备应采用防爆型，并加强爆破与用火管理；采取上下台阶法开挖,尽可能缩短工序间距,对密闭气段尽快进行衬砌开挖;开挖后要立即进行喷射混凝土封闭，喷射混凝土必须采用湿喷施工；

4.6瓦斯检测及排放

（1）超前地质预报

采取地质勘查法、物探法和钻探法三种手段,主要对隧道瓦斯工区进行超前地质预报。钻探超前钻孔直径为76mm,其孔底与相应里程处开挖轮廓线距离为3m.距离煤层位置前50～100m时，采用不少于2种的物探方法，初步查明煤层位置；距离煤层垂距20m的位置超前钻孔进行初探，距离煤层垂距10m的位置超前钻孔再次探测。根据钻孔探明隧道开挖工作面前方瓦斯赋存情况，预测瓦斯压力，瓦斯放散初速度来判断瓦斯是否具有突出危险性。开挖15米后应及时进行下一循环的超前探孔,探明前方地质情况后方可继续开挖施工,如发现前方瓦斯有突出危险时,应立即停止隧道开挖施工,并采取瓦斯外排等措施,一旦发现有突出危险,应立即采取

（2）瓦斯监控检测

采用人工和自动监控检测系统，即采用人工移动式检测和矿井安全综合监控系统分别对隧道洞口、二衬施工作业面、敷设防水层处、开挖工作面、距开挖工作面 20m 回风流处、局扇附近等地段进行监控。

5结束语

隧道施工必须持“靠科技保安全，靠结构保安全，靠质量保安全，靠综合治理保的管理原则，做到精心组织,科学施工，严格管理,规范作业，才能保证高速公路的正常施工安全。

参考文献

[1]方万堂；程宏；刘志宽；杨海涛；郑兵,高速公路隧道施工安全管理“54321”.云南水力发电. 2021,37(04) 2018；217-219.

[2]邬聪.公路隧道施工安全管理技术应用分析.智能城市. 2021,7(06);136-137.

[3]何赟龙.科技传播,论公路隧道施工中的安全管理.城市建设理论研究(电子版). 2023(18);37-39.