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1、公路隧道施工安全,施工安全概述,公路隧道施工及成就 隧道施工安全技术 典型事故案例分析 事故处理 塌方处理 结束语,一、施工安全概述,土木工程施工业从业人数众多， 同时它又是一个与工作相关的事故和 疾病发生比例非常高的行业，在许多 国家都是最危险的行业，带来了巨大 的生命财产损失。,风险无处不在,据国际劳工组织(International Labor Organization，ILO)估计：2003年全球的 重大职业安全事故总数为35.5万起，其中 土木施工业的安全事故约6万起，占,16.9%，也就是说该行业每10分钟就会发生 一起致命事故。,在工业化国家，发生在土木工程施工工地 上的死亡人数
2、在与工作相关的死亡中占据 的比例高达25%40%，而该行业雇佣的劳 动力在全部劳动力中所占比例为6%l0%。,我国是发展中国家。一般而言，发展中国家 建筑业的劳动力比发达国家更为密集，完成 同样的工作量大概需要2.510倍的工人，事 故的数量也比发达国家多得多。我国土木施 工业的从业人数巨大，90年代初为2500万 人，2003年为3893万人，2006年约4000万 人，约占全世界施工建筑从业人数的25%。我 国高发的施工安全事故也造成了大量的人员 伤亡，据国家安全生产监督管理局发布的数 据，2004年建筑施工业死亡总人数达到了 2789人，2005年施工建筑业发生伤亡事故 2288起，死亡
3、2607人。,目前我国安全事故总量居高不下， 随着我国经济的持续发展，安全事 故问题会日益突出，而且在未来相 对长的时间内，我国安全生产形势 仍将十分严峻，事故发生率仍有可 能在高位徘徊。,2005年12月14日凌晨5点左右,贵开高等级 公路第五标段在建的小尖山桥发生支架垮 塌事故。当时,桥面共有22名施工人员,事 故造成7人死亡。,四川都江堰隧道爆炸造成44人遇难11人受伤,2005年12月22日下午，都汶高速公路董家 山隧道瓦斯爆炸事故遇难人数最终确定为 44人，同时有11人受伤。,2003年5月22日上午730分，由甘肃省天 地路桥工程有限公司(原名甘肃省张掖公路 总段)负责施工的甘肃省
4、兰州至临洮高速公 路第11合同段K58+820米左侧上边坡发生坍 塌，将8个正在施工的民工埋入土体中，造 成7人死亡，1人受伤的重大事故。,哈尔滨天恒山隧道入口坍塌,5人死亡 两人失踪,2007年2月22日13时40分，春节期间一直在,施工建设的哈尔滨绕城公路天恒山隧道入,口处发生大面积坍塌，事故中7名工人被埋。,2009年3月16日上午7时50分，中铁十四局集 团正在连云港东疏港高速公路后云台山隧道 进行右线掘进施工时，距离隧道洞口约962米 处，拱顶正前方突然出现局部坍塌，导致7名 施工人员被困。,其中3名轻伤，1人重伤，另外3人抢救无效而 死亡。,在公路等重大基础设施建设中，必 须要吸取
5、以往的经验教训，牢固树 立工程安全第一的指导思想，科学 规划、科学设计、科学施工和管 理，并进行科学的风险评估，工程 质量安全必须在工程全过程中得到 充分考虑。,一些工程设施出现的安全问题，不少 都是由于前期准备工作不足、调查研 究不够，再加上规划、设计、施工各 个阶段工作中有疏漏又缺少实时监测 和风险评估造成的。,安全生产是党和国家的一贯方针和基 本国策，是保护人民生命安全、健 康，促进社会生产力发展的基本保 证，也是保证社会主义经济发展、进 一步实行改革开放的基本条件。,安全生产管理的方针是：坚持 安全第一、预防为主。,安全的内容与主要控制措施,安全包括：人身安全、健康和财产安全。,安全控
6、制的三大主要措施：安全法规、安 全技术和工业卫生。,职业安全健康方针、组织、计划与实施评 价、改进是职业安全健康管理体系的核心 要素，要坚持持续改进。,安全法规又称劳动保护法规，是采用立法的手段 制定保护职工安全生产的政策、规程、条例、制 度。,安全技术是在施工过程中为防止和消除伤亡事故 或减轻繁重劳动所采取的措施。,工业卫生是指在施工过程中为防止高温、严寒、 粉尘、噪声、振动、毒气、废液、污染等对劳动 者身体健康的危害而采取的防护和医疗措施。,三大措施与控制对象和控制内容的关系是：安 全法规侧重于对劳动者的管理、约束劳动者的 不安全行为，因此，其控制的主要内容是安全 生产责任制、安全教育、安
7、全事故的调查处理。 安全技术侧重于对劳动对象和劳动手段的管 理，消除、减弱物的不安全状态，其控制的主 要内容是安全检查和安全技术管理。工业卫生 侧重于环境的管理，以形成良好的劳动条件， 其控制的主要内容亦是安全检查和安全技术管 理。,安全控制管人、管物、管环境 安全施工体系：人、物、环境,质量、进度、成本与安全的关系,四要素：质量、进度、成本与安全 关系：密切相关、相互制约又相辅 相成并有机地联系在一起,施工项目的质量与安全是工程建设的核心， 是决定工程建设成败的关键。“生产必须安 全，安全为了生产”。“安全第一”与“质量第 一”并不是矛盾的，而是辩证的统一。安全是 为质量服务的，质量亦需以安
8、全作保证，安 全也是质量的特点之一。抓住质量与安全这 两个环节，施工就能顺利进行，就能获得良 好的社会效益、经济效益和环境效益。,施工进度的实现，必须以安全为保 证，这是显而易见的，为实现施工进 度而不断发生安全事故，施工进度当 然无法实现。投资和成本与安全亦是 息息相关，如果施工中经常出安全事 故，则进度、质量均受影响，投资效 益受损，成本就要增加。,安全生产的基本原则与要求,基本原则：“安全第一，预防为主” 和坚持“管生产必须管安全”,二、公路隧道施工及成就,公路隧道的修建是形势的需要,中国地域辽阔，南北长约4000km，东西长 约4500km，海拔地势高差达5000m左右，地表 起伏很大
9、，峡谷、丘陵、高山遍布在23国 土上，平面投影面积960万平方公里，立体面 积超过2000万平方公里，居住着56个民族， 近13亿人口，所以公路一直、今后永远是我 国人民出行的主要交通方式。,随着生活节奏的加快和科学技术的进步，要 求安全、舒适、快速、方便经济的运输方式 已提到日程上来。尤其是公路更加满足不了 乘客的需求，过去多用盘山绕行、挖深路堑 修建公路，不仅增加了里程，降低了行车速 度，增多耗油量、破坏了环境，而且行车很 不安全，给汽车本身也带来了机械损耗，赶 上冬季，线路多在冰冻线以上，,山高、路滑、坡陡而翻车、封路的事件屡屡 发生。深挖路堑形成高边坡，不仅损失了许 多土地，也破坏了自
10、然景观，常常带来大的 滑坡、坍方等病害。所以从实施可持续发展 战略出发，长大公路隧道像雨后春笋一样迅 猛发展起来，到2000年底我国公路隧道已有 1684座，总长有628km。其中有首座半横向 通风自动化最高的深圳梧桐山隧道、,板樟山隧道等一批城市公路隧道；有广州白 云山双向三车道大跨度扁平率为0.6左右的 隧道；有福州多连体四连拱象山隧道（宽,35.4m,高8.9m）；有近距离四连拱宽45.6m,的科苑立交隧道；有应用最多、大跨（32 35m）双连拱，具有代表性的京珠高速公路 五龙岭隧道；有首次采用竖井和纵向射流运 营通风技术的中梁山隧道；,有逆光照明不在洞口设光过渡段的猫狸岭隧 道；有处于
11、3800m高海拔、高寒（平均7 最 高 达 35 ） 地 区 施 工 的 青 海 大 板 山 隧 道；有处于高地应力区的川藏公路二郎山隧 道；有穿越高浓度、高压力煤层的华蓥山隧 道（长4705m），以及双向分离式四车道国内 最长18.4km终南山隧道和长度大于6km以上鹧 鸪山隧道、,泥巴山隧道、雪峰山隧道等，总之随着技 术的不断发展和运营的需要，公路隧道趋 势是隧道越修越长，隧道越修越宽、技术 越来越难、越复杂。,公路隧道的修建涉及到结构、防排水、 岩土、地质、地下水、空气动力、光学、 消防、交通工程、自动控制、环境保护、,工程机械等多学科、综合复合技术，需要多学 科进行联合研究、进行攻关。
12、我国公路隧道已 有长足的发展，对围岩动态量测反馈分析技术、 组合式通风技术、运营交通简易监控技术、新 型防水、排水、堵水技术、围岩稳定技术、支 护及衬砌结构技术等都有许多工程实例、业绩 和成果，其中大部分成果已处于国内领先水 平，还有一些成果已达到国际先进水平。,近年来我国隧道在设计和施工方面技术水 平的进步和提高 通过多年的发展，我国的隧道设计和施工技术水,平的取得了很大的进步，无论从长度、断面大小、施,工难道，涉及领域都进入了世界隧道修建的前列。,（1）隧道工程勘察设计水平的进步和提高,最大限度的利用周边围岩和支护功能，尽量减少对围,岩的扰动，要“爱护”和“保护”围岩。二次衬砌原则上,是在
13、围岩与初期支护变形基本稳定的条件下修筑，围,岩与支护结构形成一个整体，提高支护结构的可靠,度；尽量使隧道断面周边轮廓圆顺，避免棱角突变处,应力集中。,隧道工程设计理念的进步 新奥法设计施工的灵魂：围岩是主要承载单元，,长大隧道与复杂特殊地质隧道专项地质工作和施工期,间的隧道施工地质工作，越来越受到重视。,施工地质超前预报工作是修正、完善前期地质勘察工作成果的一 种重要手段，一方面它可以完善设计地质资料，优化设计方案，指导施 工决策科学化，另一方面可以对勘察遗漏的不良地质体给施工带来的困 难给予及时的预报，指导工程施工，同时超前地质预报可以降低地质灾 害发生的机率，保证施工人员和设备的安全。,提
14、高了对地质工作的认识,增强了环保意识,符合环境要求，体现可持续发展的原则。现在的 隧道工程，坚持减少对环境的破坏性影响，并尽可能使工程和 环境相协调的原则。,节约土地资源、减少对自然的破坏多采用隧道工,程和特长隧道。,环保设计，严格隧道早进晚出、减少洞口边仰坡大刷大挖,采用新型的环保洞门形式。,保护地下水资源防止地下水流失，采用“以堵为主、限量,排放”的防排水设计理念,工程项目实施前应进行环境影响评价，工程的设计的同时,应进行环境保护设计。,绿 色 环 保 洞 门,和谐工程,新奥法及浅埋暗挖技术更加成熟,大跨度、浅埋隧道、海底（水底）隧道、地铁隧道越来,越多地被设计和施工。,运用信息化设计和动
15、态施工管理,隧道建设可分为调查、设计、监测和施工四个环节，在 初步地质调查的 基础上，根据经验方法，通过力学计算进行 预设计，初步选定支护参数，然后在施工过程中根据监控量 测所获得的关于围岩稳定和支护系统工作状态的信息，对施 工过程和支护参数进行调整。,（2）隧道工程施工技术的提高,隧道施工的机械化水平，特别是特长隧,道和城市地下铁道的机械化水平的有了显著的 提高,铣挖凿岩机,电脑台车,模 板 台 车,有轨运输装碴施工,无轨运输设备,凿岩台车 有轨运输混凝土施工,困难地质条件下的隧道修建技术水平有了进一 步提高，积累了更为丰富的克服高瓦斯隧道、高地 应力，大涌水等不良地质条件的经验。,特长隧道
16、的快速修建,随着隧道施工技术的突飞发展，采用辅助通道，实现 长隧短打的设计和施工理念，特长隧道逐渐占领了隧道的 发展舞台。,新技术、新工艺、新材料、新设备的应用使隧道的施,工技术得到了突飞猛进的发展。,新技术新奥法设计和施工理论、浅埋暗挖施工技术、,盾构施工技术、TBM施工技术、隧道防水技术。,新工艺CD、CRD、双侧壁施工方法、预切槽开挖施,工，湿式喷射混凝土工艺、喷射纤维混凝土工艺、整体液压模 版台车施工二次衬砌工艺的使用、,新材料新式防水材料、自进注浆锚杆、柔性通风管、,锚杆锚固材料、混凝土外加剂等。,新设备GPS全球定位系统、电脑导引台车、隧道掘进 机、盾构机、铣挖机、管棚钻机、电动铲
17、装机、312装碴机、 整体模板台车，全圆模版台车等。,（3）隧道建设取得的成就和涉及的领域,特长隧道,铁路隧道的特长隧道比较多，而且施工经验比较成熟,（见下表）。近几年公路隧道、引水隧洞超过10km的隧道也 越来越多了，穿越秦岭的终南山公路隧道长18km，锦屏电站 引水洞隧道17km、山西引黄工程南干隧洞42.57km,大伙房电 站引水洞85km。,特长隧道的施工考虑的主要因素有：施工工期、辅助,施工通道设置、隧道通风、机械配套和快速施工组织。 其中 隧道通风和快速施工组织是重点。,中国铁路特长隧道表, 大断面隧道,铁路双线隧道、公路隧道隧道断面一般在80110m2， 而海底隧道、高速公路三线
18、、四线隧道及近来修建客运专线 双线隧道，隧道断面又比铁路双线隧道、公路隧道大好多， 最大达230 m2，小浪底导流洞开挖面积220320 m2， 二滩水电站导流洞断面尺寸为17.5*23m断面面积402.6m，湖 北省巴东县清江水布垭导流洞23.8*20.93。,大断面隧道开挖断面大，隧道跨度大，隧道围岩稳定性 相对较差，一般多采用分部开挖法，施工进度相对较慢。,二,四,高速公路多车道隧道,一,一,临时支撑(必要时),一,三,临时支撑(必要时),1,2,2,六,七,7,五 4,7,6,3,8,5,5,1,4,9,9,9,9,9,8,龙头山隧道四车道,2%,2%,1,08,4,0,18,10,8
19、,40,18,51 7 2,cm,客运专线双线隧道 cm cm,cm cm cm,V 级 围 岩 复 合 式 衬 砌 断 面,近十年来修建的大断面公路隧道表,双向八车道龙头山隧道 (20.8m),运用“双侧壁导坑法”修建国内第一大 案跨双连拱的公路隧道最大开挖跨度 .米的京珠高速公路五龙岭隧道。,采用“眼镜工法”工艺修建三线大 跨（22米）软弱、偏压铁路隧道 全长1285米的襄渝线狗磨湾隧道,瓦斯隧道,瓦斯隧道是一种特殊的隧道，由于瓦斯对隧道施工,的特殊影响，安全性是瓦斯隧道的施工最基本要求，应该 采取措施确保瓦斯隧道的 施工安全。 瓦斯隧道的施工组织设计应有针对性,施工工具、设备及材料选用根
20、据瓦斯隧道的等,级选用施工机械设备。,隧道内所用的爆破器材必须采用煤矿专用,爆破器材。,施工通风编制全隧道和各工区的施工通风设计，必须,要有专门机构进行通风 。,瓦斯预测警报瓦斯预测，瓦斯防突、防爆及瓦斯检,测。,安全管理制度及实施制定相应的管理制度、工作流程,及岗位责任制度、安全培训。,编制瓦斯隧道施工应急预案-包括技术、组织、安全、,通风、抢险、救护等技术组织措施。,b、侯月铁路云台山隧道。全长8144米。,已建成的瓦斯隧道 c、 广渝高速公路华蓥山隧道全,长4705.95m。,a、 南昆铁路家竹箐隧道全长4975米，,隧道洞身有1085米是煤系地层 ，斯压力,测算值大多超过0.6Mpa，
21、最高的达到,1.34Mpa ，瓦斯涌出量最多达到每小时,349立方米 。,d、 内昆铁路朱嘎隧道，隧道全长5194,米 ，瓦斯浓度为5.4，最大压力达1.3兆帕。,富水隧道、高压隧道,由于地质构造的影响，隧道富含地下水，对隧道的施工 形成很大的影响。有代表性的隧道有圆梁山隧道、歌乐山隧,道、锦屏电站引水隧洞水头压力700m，京广线南岭隧道,长梁 山隧道5#斜井施工（每天涌水量4000m/d）等。,对于富水隧道一般采用采取地质超前预报，探明富水地 质构造，然后采取红外线探水技术，探明前方地下水的发育 情况 然后采取合理治水的方案，一般采用帷幕注浆和小导管 注浆堵水施工封堵地下水。,50,17.5
22、5,17.55,第1 段 第2 段 第3 段,35m 50m 70m,开挖长度,50m,1120,隧 道 中 线,200,注浆方案 帷幕注浆方案,隧道注浆,隧道注浆,海底（水底）隧道 水底隧道有黄浦江越江交通隧道盾构法施工,南京跨长江隧道 广州市穿珠江水底隧道 厦门海底隧道 青岛黄岛海底隧道,盾构法施工 沉管法施工 钻爆法施工 钻爆法施工,主要工程风险,进出口段、浅埋段易产生大变形和坍塌。,穿越水下段易出现高压突、涌水。,水下断裂带及水下风化深槽易出现高压突、,涌水和坍塌。,易发生灾难性事故。,施工措施,超前地质预报 注浆技术 超前支护,隧道施工技术双侧壁、CRD、CD、上下导坑法 防灾技术,
23、防塌、放变形技术 施工监测,防灾和紧急救援,隧道施工安全风险管理,黄土隧道,采用非爆破开挖技术 a、超前支护技术,b、支护紧跟、及时封闭成环 c、施工方法：,CD法、CRD法、双侧壁法、弧形导坑法,d、施工变形量测,e、其它辅助方法：井点降水、地表加固处理等,岩溶隧道 有岩溶存在的隧道有： 渝怀线圆梁山隧道（11.68m）设计与施工的难题进行攻 关。,京广线南岭隧道（6060.33,m）南岭隧道洞身通过5处,较大的溶蚀洼地，为浅埋岩溶隧道。洞身岩溶发育，断裂、 裂缝交错，岩溶洞穴串连成网状分布，雨季洞内总涌水量达 每日87.11千吨,溶槽内充填大量软塑状粘泥。施工过程中洞 内发生突水涌泥24次
24、，地表陷坑52处，属国内罕见。,渝怀线郁山隧道全长7205米，隧道内地质复杂，溶洞甚 称全线之最，为国内长大隧道所罕见，全隧道11个大溶洞， 位于隧道中央，最大溶洞长25米、宽100多米、高20米。 沪蓉西高速齐岳山隧道8155米。溶洞沿隧道线路方向长 40米，阔53.1米，最大空间高度24米，溶腔体积约1.6万立方,米。,岩溶隧道,隧 道 中 出 现 溶 洞,岩溶隧道施工要点,超前地质预报探溶洞、探水、 防突水、突泥注浆技术 岩溶施工处理方案：,隧道通过岩溶地区时，施工前应根据设计图结合施工现 场情况，采用综合超前地质预报，探明溶洞的分布范围、类 型、规模、发育程度、填充物、地下水的情况（有
25、无长期补 给来源、雨季水量有无增长等）及岩层的稳定程度等，按照 “以疏为主、堵排结合、因地制宜、综合治理”的原则”分别 以“疏导、堵填、注浆加固、跨越、绕避、渲泄”等措施进行 处理。,初期支护,隧,道,中 线,新建排水暗管,溶管,发育,方向,溶管,发育,方向,隧道溶管侧壁处理示意,初期支护,隧 道 中 线,溶管,发育,方向,溶管,发育,方,向 混凝土,新建排水暗管,隧 道 顶 板,溶 管 处 理 示,意,中 线,隧 道,梁 桩 柱,隧道底部深狭溶洞架梁处理示意,初期支护,中 线,隧 道,混 凝,土 墙,基,隧道一侧狭长较深溶洞 加深边墙基础处理示意,隧道,掘,进方,向,水 泄,洞,中线 泄水洞
26、处理岩溶示意,无充填物,50,沙袋堆填,浇注砼 透水管,钢筋网,锚杆,砼回填,锚杆,拱腰以上无充填物的大溶洞,拱腰以上无充填物的小溶洞,地质探洞,泄水洞,迂回导洞,地质探洞,M7.5号浆砌片石,透水管,M7.5号浆砌片石,透水管,侧壁处无充填物的大溶洞处理方式,底板溶洞处理方式 迂,回 导 洞 绕 行,处 理 溶 洞 方 式,引大入秦盘道岭隧洞，长度15.728km钻爆法 引黄入晋南干隧洞，长度42.57kmTBM和钻爆法 引黄入晋北干11号洞，长度54.85kmTBM和钻爆法 掌鸠河引水供水工程上公山隧洞，长度13.769km,TBM,水工隧洞,城市地下铁路隧道 特点 浅埋 地质情况复杂、
27、围岩等级差、 变形控制要求高 采用的施工工法多。 施工技术 浅埋暗挖法施工 超前预支护 超前注浆小导管支护、管棚钢架超前支护、,地,表注浆加固小导管周边注浆及围岩深孔注浆、,稳定掌子面措施,喷射混凝土封闭开挖工作面、环形留,核心土开挖法、 设置临时仰拱或临时支护,开挖施工方法,CD法、CRD法、双侧壁法,监控量测,盾构法施工,插刀盾构法；土压平衡盾构法；泥水盾构法,地下铁路隧道,隧道的施工方法,隧道的修建技术采用的方法主要有：,钻爆法施工技术：快速双线150m月、单线120m,月，应变能力强。,浅埋、超浅埋暗挖法施工技术：穿越各种软岩、,土质隧道。,TBM全断面掘进机施工技术：开敞式、单护盾法
28、、 双护盾法大TBM；小TBM加钻爆法；主要用于硬岩。,1、常用的隧道修建技术,盾构法施工技术：插刀盾构法；土压平衡盾构,法；泥水盾构法；复合式盾构法；顶管法。 沉管法施工技术：沉埋管段法；悬浮管段法。 辅助工法：注浆法（单液、双液）；管棚法；超 前小导管法；水平旋喷法；冻结法；降水法（轻 型井点、深井泵降水）。,预切槽法铣挖法等,2、钻爆法施工隧道的主要施工要点,（1）超前地质预报,为了比较准确的探明前方的围岩地质情况，国内外一般 采取“长短结合，物探和钻探结合”的综合超前地质预测预报 技术。,长距离超前地质预测预报的方法：地面地质调查法、,断层参数素描法、TSP、深孔钻探法等。,短距离超前
29、地质预测预报的方法：掘进工作面地质素 描法，地质雷达、红外线超前探水、短距离钻孔法等。,超前地质预测预报的内容：,断层及断层影响带的位置、规模及其性质。 软弱夹层的位置、规模及其性质。 岩溶的位置、规模及其性质。,不同岩性、围岩级别变化界面的位置。 工程地质灾害可能发生的位置和规模。 含水构造的位置、规模及其性质。,（2）隧道支护施工,新奥法施工的灵魂是利用隧道支护充分发挥围岩的自稳定 作用，所以隧道支护是最关键的一道工序。隧道支护有超前预 支护和隧道初期支护。,1）超前预支护是在隧道开挖前，对开挖工作面前方的围 岩进行预加固的支护技术，主要用于自稳性较差的软弱围岩。 超前支护的型式：,管棚（
30、短管棚、长管棚、插板） 超前小导管注浆,超前锚杆、小钢管 超前水平旋喷桩,（2）隧道支护施工,超前深孔帷幕注浆加固围岩和堵水,预注浆方法是先在掌子面前方的围岩中将浆液注,入，从而提高了地层的强度和稳定性，降低了渗透性， 形成了较大范围的筒状封闭加固区，然后在其范围内进 行开挖作业。,注浆机理分为二种：,第一种包括“浸透”注浆、“裂缝”注浆和“空穴”注,浆。,第二种是“劈裂”注浆,用预注浆加固围岩的方式，大致有以下两种： 在开挖工作面上沿开挖轮廓线周围打超前长导管,（或钻孔）进行注浆。,在开挖工作面上打几圈超前钻孔，进行注浆，,使之形成一个帷幕。,50,17.55,17.55,第1 段 第2 段
31、 第3 段,35m 50m 70m,开挖长度,50m,200 超前预注浆施工 隧 道 中 线 1120,插板施工图,超前预注浆施工,超前锚杆施工,管棚施工,超前小导管施工,2）隧道的初期支护,初期支护主要由喷射混凝土、钢筋网、钢拱架（工字钢、,网构钢拱架）锚杆组成。,喷混凝土又分为干喷、潮喷、湿喷，也可以在喷射混凝 土拌和物中加入钢纤维和化学纤维。初期支护和超前支护组 成共同受力结构。隧道支护及时封闭成环是保证隧道施工围 岩稳定的关键，,（2）隧道支护施工,根据隧道的断面大小、围岩的工程地质条件以,及机械的配置情况选择具体的隧道断面开挖型式。隧 道的 开挖型式有以下几种方式。,全断面法,一般在
32、隧道围岩比较好的地段采用，施工进度快。 台阶法,下台阶、多台阶，施工方法比较灵活，可适用于,岩层频繁变化的围岩地段。施工进度较快。,CD法,（3）隧道开挖施工方式,7,9,3,5,11, 1,1、3、5、7、9、11为开挖工序 、为隧道支护,CD法,CRD法,7,1 ,3 ,9 , , , 5,双侧壁导坑法,的施工方法，按照围岩的跨度和不稳定性 逐级选用，适用于地质条件差，对地表沉降有严格 要求的地层。这些施工方法一般和超前支护及其它 辅助施工方法配合施工。,中洞法施工，一般用于双联拱隧道的施工,隧道开挖中的辅助措施：,a、环形开挖留核心土,b、喷射混凝土封闭开挖控制面 c、施工临时仰拱 d、
33、超前预支护,（4）隧道的衬砌,现在的隧道衬砌多采用复合衬砌、复合式衬砌是 地下工程中唯一符合岩土受力特点，初期支护承受全 部地层荷载，二次模筑衬砌是承受流变荷载和安全储 备 ，它可以做到不漏不渗，不开裂。,二次衬砌一般在初期支护稳定即隧道围岩变,形趋于稳定后施工。,但对隧道埋深浅，岩体流变特性明显，有地 下水的软弱围岩，提前施作仰拱围岩变形仍不稳定且 初期支护不宜加强时，应提前灌注二次衬砌。,隧道的仰拱施工必须超前拱墙衬砌施工。,隧道衬砌应采用液压整体模板台车、输送泵施工。,隧道防排水,隧道工程防排水，应采取“防、排、截、堵相结合，因,地制宜，综合治理”的原则 。,在山岭无人区，一般采取以排为
34、主，堵、排结合的方,式，在城市地铁隧道、海底隧道和地下水资源有特殊要求的 隧道，采用以堵为主，限量排放的原则。,A、注浆防水,对地质预测、预报有大量涌水的软弱地层地段，对围岩,进行预注浆，封堵地下水，阻止其进入隧道，以提高隧道衬砌 防水效果，一般采用全封闭预注浆，采用小导管径向后注浆也 可以提高隧道的防水效果。,B、结构排水,排水纵、横、环向盲管、隧道两侧纵（横）向排水 沟、中心排水管（沟） 等属于结构排水设施。,C、结构防水,结构防水措施有隧道防水板、止水带（条）、防水,混凝土（包括喷混凝土和二衬混凝土）,隧道通风,隧道通风也是隧道施工中的一个重要环节，制约着特,长隧道施工进度。,西康线秦岭
35、隧道实现有轨运输独头通风6000米的最高 记录，西南线东秦岭双线铁路隧道实现无轨运输独头通风 3100米的最高记录。,隧道的通风型式有以下几个方式： A、管道式通风,现在采用最多的是采用柔性风管作为通风管道，通风 型式有压入式通风、压出式通风、混合式通风。,B、巷道式通风,不采用通风管，采用已经成型的平导、斜 井、横洞等作为回风或送风道，进行通风的方 式，在隧道施工中一般和管道式通风混合使用。,C、风道式通风,当隧道断面比较大时，采用砖或其它材料 在隧道侧墙部砌一通道作为专用通风道。,压入式通风,通风管道过衬砌台车,双管路在长距离隧道中通风,双管路长距离独头施工通风,隧道开挖后，隧道周围的岩体
36、在回弹应力和重分布 应力作用下向隧道开挖临空面进行“移动”，坑道相对侧 壁的距离将产生变化，当围岩应力趋于平衡时，这种变 化将逐渐趋于稳定。这种变化对隧道的稳定是至关重要 的。,对量测数据及时分析处理，用于判断围岩的稳定,性，并与工程类比法相结合，及时调整支护参数或施工 决策。,监控量测体系与信息反馈,隧道量测必测项目,隧道量测选测项目,周边位移量测测线数的布置,位移时程曲线分析,速度增加 加速度大于0,正常曲线,加速度等于0 速度不变 加速度小于0 速度减小 反常曲线,位移量值,位移量值，速度,位移加速度,根据位移时态曲线的形态来判别： 当围岩位移速率不断下降时（du2/d2t0），围岩趋于
37、稳定状态； 当围岩位移速率保持不变时（du2/d2t0），围岩不稳定，应加强支护； 当围岩位移速率不断上升时（du2/d2t0），围岩进入危险状态，必须立 即停止掘进，加强支护。,根据位移变化速度判别：,净空变化速度持续大于5.0mm/d时，围岩处于急,剧变形状态，应加强初期支护系统。,净空变化速度小于0.2mm/d时，围岩达到基本稳,定。,在浅埋地段以及膨胀性和挤压性围岩等情况下，,应采用其它指标判别。,信息反馈的目的，就是进行施工管理和调整支护设计，,以确保施工的安全性和设计的经济性。,信息反馈修正设计的内容：施工方法变更的建议；施 工工序的更改；预留变形量的修改或确认；设计参数的修 改或
38、确认；采用辅助施工措施的建议。,量测数据的反馈,量测数据确定二次衬砌的施工时间。,隧道收敛变形量测所用的仪器,收敛计,全站仪,隧道激光断面测量仪,目前国内应用较多的此类仪器有铁二局的非接触自 动坐标（TAPS）激光断面仪，铁道部的SJC1型激光断 面仪，地矿部探矿工艺所的DMYI激光断面仪，北京光 电技术研究所的BJSD-2激光隧道限界检测仪。,三、施工安全技术,隧道工程事故的分类,及产生原因,（1）按施工成因分类的伤亡事故有：落石、 飞来物和倒塌、坍方和崩塌、机械系统、触电、 爆破、火灾、搬运和装卸等。,（2）开挖事故,开挖事故率一般占隧道作业总事故的半,数，具有代表性和经常发生的事故，一是
39、开挖 后没有及时支护，由顶部落石引起的；二是围 岩太差，临时支护没有达到施工设计要求，偷 工减料或存在侥幸心理，造成坍方；三是洞口 段开挖时，由于措施不当，盲目进洞、造成坍 顶而引起严重事故。,开挖中最危险的工作面是导坑。此外，在 每循环开挖中，导坑中最危险的作业是钻 眼和架立钢拱架，因为凿眼和撬挖容易使 顶部、拱角产生震动，破坏了围岩的自稳 能力从而造成塌落。,（3）洞内运输事故,据有关资料介绍，洞内运输作业事故约占 隧道作业事故的25。由于隧道作业面的限 制，在开车、乘车和机车的调度与衔接中，所 发生的事故也较多。,隧道施工中因运输设备引起的典型事故之 一是接触事故，此事故可分为两类：一类
40、是被 机车、汽车或其他运行设备碰撞或牵挂；另一 类是被接触运输设备而移动的材料所撞击与障 碍物相撞。因受隧道内作业空间的限制，后者 引起的事故可占总撞击事故的40。,（4）其他事故的分析,目前，我国隧道设计向长、宽方向发展， 建设周期长。洞内临时铺设的电缆和高压 软胶皮管，因长时间使用，使材料疲劳破 损，触电、水风管打伤人的事故时有发生。,隧道施工安全技术,1 洞口、开挖、凿孔及爆破施工 中的安全技术,（1）洞口段安全施工技术,进洞前应先作好洞口工程，稳定好洞口的边坡 和仰坡，作好天沟，边沟等排水设施，确保地 表水不致危及隧道的施工安全。地表水的侵入 和洞口的塌方落石是危及施工安全的重要方 面
41、，进洞前宜提前处理好。,洞口各项工程应通盘考虑，妥善安排， 尽快完成，为隧道洞身施工创造条件。,隧道引道范围内的桥梁墩台、涵管、下 挡墙等工程施工应与弃渣需要相协调，尽 早完成。,洞口开挖土石方应遵守下列规定： 进洞前应尽早完成洞口排水系统。,按设计要求进行边坡、仰坡放线，自上而 下逐段开挖，不得掏底开挖或上下重叠开挖。,清除洞口上方有可能滑塌的表土、灌木及,山坡危石等，不留后患。,石质地层拉槽爆破后，应及时清除松动石,块；土质地层开挖后应及时夯实整平边(仰)坡。,洞门端墙处土石方，应视地层稳定程度、 洞口施工季节和隧道施工方法等选择施工时机 和施工方法。,洞口施工宜避开降雨期和融雪期。在,严
42、寒地区施工，应按冬季施工的有关规定 办理。,不得采用深眼大爆破开挖边(仰)坡。 开挖中应随时检查边坡和仰坡，如有滑 动、开裂等现象，应适当放缓坡度，保证 边(仰)坡稳定和施工安全。,开挖的土石方不得弃在危害边坡及其 它建筑物稳定的地点，并不得影响运输安 全。,洞口支挡工程应结合土石方开挖一并完成。,当洞口可能出现地层滑坡、崩塌、偏压,时，应采取下列相应的预防措施：,滑坡：可采取地表锚杆、深基桩、挡墙、土,袋或石笼等加固措施。,崩塌：可采取喷射混凝土、地表锚杆、锚索、,防落石棚、化学药液注浆加固等措施。,偏压：可采取平衡压重填土、护坡挡墙或 对偏压上方地层挖切等措施，以减轻偏压力。,开挖中对地层
43、动态应进行监控量测，检查,各种处理措施的可靠性。,开挖进洞时，宜用钢支撑紧贴洞口开挖 面进行支护，围岩差时可用管棚支护围岩，支 撑作业应紧跟开挖作业，稳妥前进。,（2）开挖作业的安全技术,开挖人员到达工作地点时，应首先检查 工作面是否安全，并检查支护是否牢 固，顶板和两帮是否稳定，如有松动的 石、土块或裂缝应先予以清除或支护。 人工开挖土质隧道时，操作人员必须互 相配合，并保持必要的安全操作距离。 机械凿岩时，宜采用湿式凿岩机或带有 捕尘器的凿岩机，可以降低粉尘对操作 人员的危害，并按规定使用安全防护用 品(如安全帽、口罩等)。,站在碴堆上作业时，应注意碴堆的稳 定，防止滑塌伤人。,开钻前对使
44、用的机具详细检查，既能充 分发挥机具效率，又能保证施工安全。 风钻钻眼时，应先检查机身、螺栓、卡 套、弹簧和支架是否正常完好；管子接 头是否牢固，有无漏风；钻杆有无不直、 带伤以及钻孔堵塞现象；湿式凿岩机的 供水是否正常；干式凿岩机的捕尘设施 是否良好。不符合要求者应予修理或更 换。,带支架的风钻钻眼时，必须将支架安置稳妥。 风钻卡钻时应用板钳松动拔出，不可敲打， 未关风前不得拆除钻杆。风钻支架安置稳妥 可以防止断钎伤人；未关风前拆除和敲打钻 杆均系违犯操作规程，极易发生事故。,为防止电击事故，开钻前必须详细检查各部 的绝缘装置，配戴必需的绝缘防护用品。电 钻转速快，用手导引回转钢钎易被击伤。
45、用 电钻处理被夹住的钢钎极易增大电流，烧坏 电钻发生电击事故。,电钻钻眼应检查把手胶套的绝缘和防止电 缆脱落的装置是否良好。电钻工必须手戴 绝缘手套，脚穿绝缘胶鞋，并不得用手导 引回转钢钎，不得用电钻处理被夹住的钎 子。,在工作面内不得拆卸、修理风、电钻。隧 道施工场地狭窄，人员集中，能见度又 差，在现场拆卸修理容易发生事故。,严禁在残眼中继续钻眼。残眼中可能留有 残药，继续在残眼中钻孔会发生爆炸事故。,钻孔台车进洞时要有专人指挥，认真检 查道路状况和安全界限，其行走速度不 得超过25mmin。台车在行走或待避 时，应将钻架和机具都收拢到放置位 置，就位后不得倾斜，并应刹住车轮， 放下支柱，防
46、止移动。,（3）爆破,装药与钻孔不宜平行作业。爆破工作涉 及到洞内各工作人员和机械设备的安 全，必须有人统一指挥，并负全责。,爆破器材加工房应设在洞口50m以外的安全 地点。严禁在加工房以外的地点改制和加 工爆破器材。长隧道施工必须在洞内加工 爆破器材时，其加工硐室的设置应符合国 家现行的爆破安全规程(GB672286)的 有关规定。装药与钻孔平行作业时，炸药 易受高温、振动及火花的影响，导致引 爆，发生事故。,爆破作业和爆破器材加工人员严禁穿着化 纤衣物。,进行爆破时，所有人员应撤离现场，其安,全距离为：,独头巷道不少于200m；,相邻的上下坑道内不少于100m；,相邻的平行坑道，横通道及横
47、洞间不,少于50m；,全断面开挖进行深孔爆破(孔深3-5m),时，不少于500m。,洞内每天放炮次数应有明确的规定，装药离 放炮时间不得过久。,装药应检查爆破工作面附近的支护是否牢 固；炮眼内的泥浆，石粉应吹洗干净；刚 打好的炮眼热度过高，不得立即装药，如 果遇有照明不足，发现流砂、流泥未经妥 善处理，或可能有大量溶洞涌水时，严禁 装药爆破。,隧道内各工种交叉作业，施工机械较 多，故放炮次数宜尽量减少，放炮时间有 明确规定。为减少爆破药包受潮引起“盲 炮”，放炮距装药时间不宜过久。,洞内爆破不得使用黑色火药。,火花起爆时严禁明火点炮，其导火索的 长度保证点完导火索后，人员能撤至安 全地点，但不
48、得短于1.2m。,一个爆破工一次点燃的根数不宜超过5根。 如一人点炮超过5根或多人点炮时，应先 点燃计时导火索，计时导火索的长度不 得超过该次被点导火索中最短导火索长 度的13，当计时导火索燃烧完毕，无 论导火索点完与否，所有爆破工必须撤 离工作面。,为防止点炮时发生照明中断，爆破工应 随身携带手电筒。严禁用明火照明。,采用电雷管爆破肘，必须按国家现行的 爆破安全规程(GB 6722-86)的有关 规定进行，并应加强洞内电源的管理， 防止漏电引爆。装药时可用投光灯、矿 灯照明。起爆主导线宜悬空架设，距各 种导电体的间距必须大于1m。,爆破后必须经过15min通风排烟后，检查 人员方可进入工作面
49、，检查有无“盲炮” 及可疑现象；有无残余炸药或雷管；顶 板两帮有无松动石块；支护有无损坏与 变形。在妥善处理并确认无误后，其他 工作人员才可进入工作面。,当发现盲炮时，必须由原爆破人员按规定处理,装炮时，应使用木质炮棍装药，严禁火种。无 关人员与机具等均应撤至安全地点。,两个工作面接近贯通时，两端应加强联系与统 一指挥。岩石隧道两工作面距离接近15m(软岩 为20m)，一端装药放炮时，另一端人员应撤离 到安全地点。导坑已打通的隧道，两端施工单 位应协调放炮时间。放炮前要加强联系和警 戒，严防对方人员误人危险区。,土质或岩石破碎隧道接近贯通时，应 根据岩性适当加大预留贯通的安全距 离，此时，只准一端掘进，另一端的人 员和机具应撤离至安全地点。贯通后的 导坑应设专人看管，严禁非施工人员通