[分享]铁路隧道施工的特点及安全风险控制技术

发表于2018-07-27     1224人浏览     1人跟帖     总热度:190  


铁路隧道施工的特点及安全风险控制技术-Snap8.jpg


一、前言

随着中国经济的快速发展,铁路十二五规划新线建设和投资,未来铁路建设将以高速铁路为主骨架的快速铁路网按三个速度等级来建设。当前中国建成的铁路隧道总长度已经超过7000km,在建铁路隧道总长约4600km到2020年前,规划建设5000座隧道,长度超过9000km,总量已经远远超过世界其他国家,目前大量的铁路工程建设向西部等山岭高原地区延伸,而由于隧道工程与其他工程相比具有其隐蔽性施工周期长,施工技术复杂性地层条件不可预见性周围环境的不确定性等特点,加大了隧道施工技术的难度,再加上工期紧任务重,技术和管理力量不能充分保证,风险管理不到位,从而增加了施工过程中的风险性,如何提高铁路隧道施工的安全风险管理水平,建立可操作性强又符合施工实际的应急抢险救援体系,是广大铁路建设者面对的课题,也是必须迅速解决的课题,这样才能保证人民生命财产安全,才能适应中国铁路规模大发展快的要求。

二、隧道施工安全风险管理的特点

(1)由于隧道开挖围岩性质工程水文地质条件复杂,隧道施工的风险是客观存在的;(2)由于勘察设计资料有限,设计计算理论不完善和在隧道施工中会不可避免地遇到一些突发偶然事件等原因,使得隧道施工的风险具有发生的偶然性和大量发生的必然性;(3)在隧道施工过程中,由于试验数据离散性大,勘察报告提供的场地性质资料有限,地下情况的不可预知性,施工风险的可变性就更加明显;(4)由于隧道施工对场地周围土体的扰动大,造成了对场地周围建(构)筑物地下管网(线)居民生活和环境的影响,除本身的技术因素影响外,隧道施工还不得不与外部环境发生关系,这样使得隧道施工风险不但具有内部因素的多样性,而且还具有鲜明的层次性,同时也使得隧道工程风险更加复杂化。

三、软弱围岩隧道施工安全风险控制要点

软弱围岩一般是指岩质软弱承载力低节理裂隙发育结构破碎的围岩,工程地质特点有:岩体破碎松散粘结力差;围岩强度低遇水易软化;岩体结构面软弱易滑塌而高速铁路大断面隧道较以往普通铁路单线或双线隧道开挖跨度大,高度更高受当前勘察技术手段限制,开挖前难以准确判定隧道(特别是长大或特长隧道)的地质条件和围岩特性。因此,为保证软弱围岩地质隧道施工安全,在隧道施工中必须牢固树立施工安全风险管理理念。

3.1软弱围岩隧道施工风险控制技术要点

(1)施工方案确定根据现场洞口地质地貌和开挖掌子面暴露出地质情况,详细进行地质勘察水文调查及环境调查,并作出正确的施工方案和加固方案,选择科学合理的工程措施。

(2)超前地质预报技术通过地质分析法超前水平钻孔法物探法及特殊灾害地质预测方法和手段判明掌子面前方的水文地质情况,并根据判断和预报结果提出相应的预防和处理措施。

(3)围岩监控量测按照现行铁路隧道监控量测技术规程(TB10121-2007)的规定和要求设置围岩量测点,准确掌握洞内水平收敛拱顶沉降和洞顶地表沉降的数值和速率,建立等级管理信息反馈和报告制度。

3.2软弱围岩隧道塌方风险预防与控制要点

如何提高软弱围岩隧道施工水平,预防变形和坍方,确保施工安全,其核心是抓住软弱围岩隧道工程特点。同时提出三超前四到位一加强施工技术关键环节即:三超前:超前预报超前加固超前支护;四到位:工法选择到位支护措施到位快速封闭到位衬砌跟进到位;一强化:强化量测预防隧道坍塌从以下几个方面进行加强:

(1)工程地质方面:软弱不良地质隧道施工,应首先核对设计文件,详细调查工程地质及水文地质情况,做好相应的准备,采取与之相适应的施工控制措施。

(2)采取正确的支护手段和方法:软弱围岩隧道施工本着宁强勿弱的原则,必须严格按照设计的初期支护参数进行施工,初期支护必须在隧道开挖后及时施作,及时封闭成环;特别是下部(边墙)开挖后钢架及时落底接长,及时封闭成环隧道内施工当断面围岩发生突变时,围岩必须提高一级处理,设计单位对衬期支护参数要发生相应调整。

(3)采取严格的现场管理措施:现场工程技术人员首先要掌握领会图纸设计意图,熟悉施工技术规范和设计标准,正确指导施工严格要求每个作业人员遵守操作规程,按标准作业,规化施工同时,对于不良地质特殊岩土浅埋软弱隧道施工过程中可能出现的重大地质灾害等开展专项风险评估,并依据专项评估意见完善施工技术方案,改进和加强安全生产及防范风险的具体技术措施,制订风险防范及突发安全事故应急预案等。

四、隧道施工应急救援技术

4.1应急救援预案的编制

由于隧道施工本身不可预见因素多,一旦发生重大事故,往往造成惨重的生命财产损失和环境破坏通过编制隧道施工风险事故基本应急预案,可保证应急预案足够灵活,对那些事先无法预料到的突发事件或事故,也可以起到基本的应急指导作用,成为开展应急救援的底线应急救援预案经项目施工单位评审后,报建设单位和监理单位核查,并经项目第一负责人签署发布。

4.2应急救援体系的建立和工作程序

严格遵守有关安全生产的法律法规和规章制度,建立安全生产保障体系,落实各项安全生产措施,加强和改进安全生产管理,成立安全应急救援组织机构,配备应急救援人员器材设备,一旦隧道施工现场灾害事故发生后,应立即按规定启动现场应急预案,成立现场救援指挥部并及时按程序上报现场救援抢险指挥部,建立应急救援指挥领导小组,由现场救援小组施救方案组量测监控。围绕救援方案和总策划的要求,开展相关工作。

五、安全风险管理措施

(1)建立隧道重大危险源管理台帐,与施工进展同步实施施工风险动态管理在监控台帐中明确风险危害程度预控措施各级管理责任人,注重现场施工管理,严格执行各项风险管理制度同时在每座隧道洞口树立隧道施工风险告示,主要向现场作业告知各种风险描述应急预案现场紧急处置联系责任人。

(2)建立风险监测和现场巡视机制根据风险评估报告,隧道超前地质预报工作主要针对软弱地质及特殊地质灾害突发地段进行全隧随时探测预报实施方案是:掌子面的地质素描;长距离TSP203距离120m;超前水平钻孔,不小于距离30m,超长炮眼3~5孔,距离4~6m;异常处富水断层及岩溶发育层面增加地质雷达或红外探水对于软弱围岩地质的隧道,监控量测工作必须紧跟开挖支护作业进行布点和监测使用徕卡全站仪可以精确测量变形参数,测量人员可以利用计算机快速对数据进行处理,指导现场施工此外,通过现场技术人员每天巡视检查作业面地质情况,与风险监测结果相印证,提前识别和预测地质风险因素,保证施工安全。

(3)及时做好隧道优化设计工作由于地质条件的复杂性和不确定性,根据风险监控量测工作,准确分析量测数据,判定风险等级,做到岩变我变并及时上报围岩变更。由于隧道地质情况复杂多变,工法转换频繁,且设计图中地质资料与现场实际存在一定偏差,项目因地制宜采取了根据掌子面围岩超前地质预报情况及监控量测情况等因素及时进行工法变更,采取最适合现有地质情况下的工法进行施工,保证施工安全和施工进度。

六、几点结论

(1)结合软弱围岩隧道施工管理的特点和工程实例,对软弱围岩隧道施工安全风险管理技术理论和关键技术进行了深入的研究和论述,在工程实践中采取风险控制和应急管理等技术措施和管理措施,主要是按照设计规范施工,技术措施工序工艺机械配置各种保障手段等要坚决做到位;不得擅自改变施工过程的开挖支护方式;严格认真做好超前地质预报工作和围岩量测评估工作,从而降低了隧道施工安全风险。

(2)建立专家治理机制,隧道施工风险管理涉及面广,包括施工安全风险识别、安全风险评估、安全风险管控等多方面在隧道施工中出现复杂重大的安全风险问题时,施工单位应该邀请科研院校工程技术专家组织评审,通过现场查看进行咨询评估。落实施工期间的安全措施,既保证了隧道安全,又提高了风险控制管理水平。

(3)建议进一步增强工程保险与隧道施工过程的结合,铁路隧道工程施工总是处于多种风险的环境之中,诸多的不确定性事件都会对工程预期目标产生影响和危害,并可能导致生命财产的损失。目前铁路工程保险已经列入铁路施工总价承包工招标文件中,施工单位通过花费高额购买工程保险,目的就是在施工过程中所发生的各种意外风险能得到保险保障,减少对施工企业的损失,当意外发生时将部分风险损失转移给保险公司承担。虽然隧道施工建设中实行了强制性保险,但是并不能意味着购买了保险,施工安全风险就降低了工程保险还具有不确定性,仍要经常注意各种潜在的风险征兆,如社会负面影响工期延误善后处理等其他风险,所以不能全部依赖保险公司进行全部经济损失理赔,项目仍然要采取各种有力措施,防止事故和灾害的发生,并阻止受灾后损失的继续扩大,所以工程技术管理人员要熟悉和运用保险合同条款风险索赔的程序,争取在工程理赔中取得更大的风险效益。


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