隧道坍塌風險預防措施

隧道坍塌風險預防措施隧道施工中防止坍塌發(fā)生能有效地保證工程質(zhì)量、加快施工進度、減少維修費用，須成為隧道施工管理的一個重要指標。在施工過程中，須根據(jù)監(jiān)控量測以及超前地質(zhì)預報出現(xiàn)的異常情況及圍巖變化等，變更設計，確保施工安全，并要制定坍塌處置應急預案。大坪隧道坍塌事故從前期調(diào)查、開挖作業(yè)、支護方式、監(jiān)控量測、二次襯砌、安全設施及教育等方面分別制定具體措施，分述如下。（一）前期調(diào)查（1）收集相關地質(zhì)資料及周邊工程施工記錄、事故記錄（包括自然災害）等。（2）洞口段須加強有關滑坡、巖體崩塌等觀測。（3）接近斷層、破碎帶時，須采用超前地質(zhì)預報等方式進行確認。（4）針對大坪隧道進出口巖體破碎，裂隙發(fā)育，坡體較陡，洞口開挖易坍塌，洞口施工時須做好防排水設計。（5）對于淺埋段須加強地表沉降、拱頂下沉等觀測，開挖前須進行預加固，開挖短進尺。（二）開挖作業(yè)（1）嚴格按照設計要求，禁止超挖、欠挖。（2）在淺埋偏壓、洞身溝谷淺埋處、圍巖變化處、斷層破碎帶地段開挖時采用“短進尺、弱爆破，多循環(huán)，初期支護緊跟掌子面”的原則進行施工，初期支護須緊跟掌子面，環(huán)環(huán)相扣；靠近洞口淺埋地段、洞身埋深較淺地段及斷層破碎帶須采用人工開挖、嚴禁放炮。（3）控制爆破，優(yōu)化炮孔布置、裝藥方式、裝藥量、起爆方式等，減少對圍巖的擾動。（4）遇有巖爆等類似不良地質(zhì)地段時，采取鉆孔釋放圍巖應力、巖面灑水、加強監(jiān)視等措施。（5）須分段仔細檢查爆破段并清除危石；鉆孔作業(yè)前后、爆破后、廢渣處理時及處理后，仔細檢查去除。（6）Ⅲ級及以上等級的圍巖開挖后的拱頂和邊墻部位須及時進行初噴封閉，噴射混凝土厚度不宜小于3cm，防止掉塊、開裂、滲水、變形。（7）臺階法開挖時，臺階長度不宜超過隧道開挖寬度的1.5倍，臺階不宜多分層，上臺階開挖高度不得超過隧道凈高的2/3；當設有型鋼拱架或鋼格柵時，臺階兩側馬口錯開距離不小于2m，上部斷面及下部斷面一次開挖長度須相同，一次開挖長度嚴禁超過1.5m，且須在4小時內(nèi)接順鋼架并落底穩(wěn)固。（8）環(huán)形開挖留核心土法、CD法施工，工序多，各施工工序之間須連貫，開挖后須及時進行初期支護及臨時支護并盡早封閉成環(huán)。（9）隧道開挖須連續(xù)循環(huán)作業(yè)，若因故停工，停工前須對掌子面進行檢查并制定專項措施予以封閉，停工7天以上時，復工前項目部須組織人員對掌子面安全狀態(tài)進行核查確認。（三）支護（1）隧道通過淺埋段、圍巖變化處、斷層破碎帶，開挖前先施工超前錨桿、超前小導管或超前管棚等對圍巖進行預加固。圍巖破碎時須先進行預注漿，改良圍巖。（2）支護前須清除爆破后危石，噴錨支護的工作平臺須牢固可靠，噴射手須佩戴必要的防護用品。噴射施工時噴嘴前端嚴禁站人，錨桿（管）注漿作業(yè)時須安裝壓力表，杜絕壓力超限；注漿管接頭要牢固，防止爆管傷人。（3）嚴格按照設計施工，圍巖開挖后及時封閉初期支護，形成完整的受力體系。（4）在洞口淺埋段、洞身淺埋段及斷層破碎帶，圍巖巖性較差，初期支護完成后，仰拱須緊跟施作，盡快形成初期支護閉合環(huán)，并要求二次襯砌緊跟。（5）鋼架安裝須確保兩側拱腳必須放在牢固的基礎上安裝前須將底腳處的虛渣及其他雜物徹底清除干凈；腳底超挖、拱腳高程不足時，須用噴射混凝土填充。（6）施工期間，現(xiàn)場施工負責人須會同有關人員定期對支護各部進行檢查，在不良地質(zhì)地段每班須設專人隨時檢查；當發(fā)現(xiàn)支護變形或損壞時須立即整修或加固；當發(fā)現(xiàn)已噴錨區(qū)段的圍巖有較大變形或錨桿失效時，須立即在該區(qū)段增設加強錨桿或其他加固措施，情況嚴重時須先撤離施工人員，再行加固。（四）二次襯砌（1）二襯在澆注過程中，振搗密實，拱部預留注漿孔及時補漿，養(yǎng)護要到位。保證二襯的施工質(zhì)量、強度與厚度。（2）二次襯砌與掌子面距離不宜過長，須選擇恰當?shù)囊r砌時機。一般地段施作襯砌須在圍巖和初期支護變形穩(wěn)定后進行，在洞身淺埋、斷層破碎帶等不良地質(zhì)須盡早施作襯砌。（3）二襯臺車模板及支架須具有足夠的剛度、強度和穩(wěn)定性，須滿足自動行走要求，并有閉鎖裝置；須對臺車的各種伸縮構件、液壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)進行嚴格的調(diào)試，確保使用狀態(tài)良好；臺車爬梯須由同一廠家配套生產(chǎn)，并安裝牢固。（4）支護和襯砌使用工作臺車平臺須滿鋪，設安全防護欄、爬梯、防滑等設施，安全防護欄高度為1.2m，立桿間距不得大于1.5m，橫桿與上下件之間距離不得大于60cm，立桿和扶桿宜采用Φ48mm鋼管制作。（5）在軟弱、破碎的圍巖地段，仰拱須隨開挖及時施作，盡快使初期支護形成封閉環(huán)，及時施作二襯；二襯距掌子面的距離IV級圍巖不得大于90m，V級圍巖不得大于70m；其他地段，待初期支護位移和變形穩(wěn)定后施工二次襯砌。（6）仰拱超挖時，須按設計要求進行回填，不得用洞渣隨意回填，嚴禁片石侵入仰拱斷面。（五）監(jiān)控量測（1）須根據(jù)不同地質(zhì)條件和施工情況由專門的量測小組制定有針對性的現(xiàn)場監(jiān)控量測計劃。通過監(jiān)控量測了解各施工階段地層與支護結構的動態(tài)變化，施工結構物的安全狀態(tài)和對環(huán)境的影響并進行全面的監(jiān)控，以判定圍巖穩(wěn)定性，支護、襯砌可靠性。并把監(jiān)測結果反饋設計、指導施工。（2）超前地質(zhì)預報和監(jiān)控量測須作為必要工序統(tǒng)一納入施工組織管理。施工過程中必須落實超前地質(zhì)預報各項規(guī)定，監(jiān)控量（探）測數(shù)據(jù)達到預警值時須進行核查、組織評估，出現(xiàn)危險征兆時須立即停工處置，嚴禁冒險施工作業(yè)。（3）監(jiān)控量測項目、方法和頻率及測點布置嚴格按施工圖紙的要求施作，除必測項目外，還備齊選測項目所用儀器、設備等，有必要時，立即實施選測項目。（4）將量測結果迅速、正確地反饋到設計及施工中去，并在整個隧道施工中積極、連續(xù)地進行量測，以達到指導施工的目的。（5）根據(jù)監(jiān)控量測、觀察的結果，變形超過允許值時，須采取有效的加固措施。（6）發(fā)現(xiàn)被監(jiān)測點的位移有突變的趨勢時，被指定部門或?qū)Ｈ隧毩⒓聪蛑鞴茴I導及施工現(xiàn)場負責人匯報。同時與技術人員溝通，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)確定相應加強支護方案。情況緊急時，須立即組織人員、機械設備撤離，并做好啟動應急預案的準備。（六）安全設施（1）通風管理①必須對有毒有害氣體進行監(jiān)測監(jiān)控，加強通風管理，嚴禁濃度超標施工作業(yè)。②大坪隧道施工時須進行機械通風，通風須納入工序管理，由專人負責。配備足夠的檢測有害氣體設備，并且為檢測試驗人員提供合格的防毒面罩。③通風管與掌子面的距離須根據(jù)隧道斷面尺寸確定，風管底面高度不宜小于2.5m，風管過臺車臺架時，臺架須預留風管專用通道，避免彎折造成風損。④嚴禁人員在風管的進出口附近停留。通風機停止運轉(zhuǎn)時，任何人員不得靠近通風軟管行走和在軟管旁停留，不得將任何物品放在通風管或管口上。⑤供風管須敷設平順，接頭嚴密，不漏風。軟管與鋼風管的連接必須牢固可靠，風管拆卸必須在空壓機停機或關閉閘閥后進行。⑥對隧道進行全天候交叉巡回檢測，由洞外向洞內(nèi)，選擇機電設備集中地點、二次襯砌工作面、隧底作業(yè)面、開挖作業(yè)面和有可能存在有毒氣體聚集的斷面作為檢測斷面。對拱頂、兩側拱腳處嚴密檢測，取濃度最大記錄(氧氣取濃度最小值)，并逐級上報。⑦專人負責通風設備的安裝、維護，洞內(nèi)風速、風量、風壓的定期測試，以及定期檢查通風設備的供風能力和動力消耗。根據(jù)施工狀況調(diào)整通風設計并采取相應的安全技術措施。（2）逃生通道①必須按照規(guī)定設置逃生管道，嚴禁在安全設施不到位的情況下施工作業(yè)。②在隧道開挖掌子面至二次襯砌之間須設置逃生通道，并隨著開挖進尺不斷前移，逃生通道距離開挖掌子面不大于20m。逃生通道的剛度、強度和抗沖擊能力須滿足安全要求，內(nèi)徑不宜小于0.8m。采用鋼管作為逃生通道時，鋼管壁厚不小于10mm，每節(jié)管長宜為5m，在每節(jié)鋼管距端頭1.5m處各設一個吊環(huán)，焊接在同一縱斷面上，鋼管間采用連接鋼板和U型插銷連接，推廣使用輕質(zhì)、高強的新