隧道工程防坍塌施工的安全管理措施

时间：2024-07-28

谭香

（广西民族大学相思湖学院，广西南宁 530008）

我国经济持续性的发展推动了交通运输行业的进程，公路工程中的隧道工程规模也越来越大，其具有开挖断面、隧道长、埋深大等特点，加上穿越区域的地址构造各不相同，并且受到自然环境、勘查科技手段、安全观念以及经济投入等多方面制约，在隧道工程建设中，坍塌事故屡见不鲜，给建设工程的管理工作造成了极大的考验[1]。所以，当今如何降低塌方事件的出现已经成为了隧道工程的施工重点。本文通过对广西贺州至巴马高速公路的石磨岭隧道施工项目的分析，探讨了如何加强隧道工程坍塌预防工作和施工管理工作。

1 工程概况

广西贺州至巴马高速公路（K54+500～K89+406.315）石磨岭隧道入口地处贺州市昭平县昭平镇寨顶村北西约1200m 处，出口处地处昭平县文竹镇丹竹口村南东约100m 处，为分离式越岭特长隧道；隧道整体朝向约295º，左洞起止桩一号ZK57+438～ZK61+505，设计长度为4067m，最大埋深约552.304m；右洞起止桩号YK57+425～YK61+478，设计长度为4053m，最大埋深约559.533m 。隧道净空为11m×5m。进、出口端采用削竹式洞门。

2 隧道坍塌因素分析

2.1 客观原因

（1）地质条件复杂

隧道工程施工过程中区域内地质结构改变，横穿岩层断裂带和破裂带。表面岩层发育纵横，小褶皱频发，岩层释放出来的能量会破坏周围岩石的稳定度从而导致隧道发生坍塌事故。另外，隧道常常横穿结构散乱的岩层，其构造之间粘结力低，经受的负荷值和抵抗震动能力低，也可能致使隧道坍塌[2]。

（2）地形因素

隧道项目的选址通常会遇上一些不利的地段，例如地表覆盖层薄、隧道上方的地表水源以及隧道顶部重载道路等，这些也会诱发隧道崩塌事故的发生。

（3）地下水作用

岩层中水的侵蚀、浸泡和溶解、季节性雨水的渗入，水沿岩体软弱面流动，破坏岩体组织，会减小隧道的岩层硬度值以及隧道构造表层的抗剪切强度。另外，隧道工程施工中有可能会碰上暗河等，地下水挟带沙土冲进隧道内，造成隧道表层压力急剧升高，从而导致隧道发生塌陷事故。

2.2 主观原因

（1）设计勘查不到位

在隧道进行设计之初未深入勘察本地的地质状况、围岩支护措施设计不当、对施工阶段可能存在岩层破碎、顺层、溶洞等多种不利因素预测不到位、对岩体载重预测不清等情形都有可能会造成隧道坍塌的事故发生。

（2）施工原因

在施工阶段由于不合理施工方法、施工预防措施不当、支护不及时、地表水不及时引流、施工材料不合格、开挖进尺和安全步距过大等不利因素引起事故的发生。另外，由于施工监管不到位、安全理念和低下、监管职责不落实等管理缺失因素也可能造成隧道倒塌[3]。

3 隧道坍塌预防措施

根据石磨岭隧道现场勘察设计资料和设计图纸，以及对石磨岭隧道现场的实地考察，对其危险单元展开划定及对其危险性进行研究，最后得出的风险评估结论是开掘隧道洞身导致坍塌事故的可能性高。因此，针对隧道洞身易坍塌区段制定的对策措施如下：

（1）提高超前地质预测技术。对开凿面推进方向的岩层开展预测工作，获知岩层和含水状况，根据探测状况设置超前支护和降水措施。特别是在隧道开挖靠近富水带的时候，需要谨慎适时的分析和辨别开掘工作面岩层的变动情况，如果碰到特殊不利情况，要第一时间修改施工方案。

（2）增强施工数据的动态性监控，施工采用信息化方式。对测量数据实时进行整合对比，并将结果向设计单位和施工单位进行反馈，以便改进施工方式和最佳化结构参数。当测量数值显示围岩形变趋向于标准规定的警戒值时，应尽早对围岩进行巩固，控制其变形的进程，以防最终导致坍塌事故的发生。

（3）钻孔安全保证措施

进行钻孔之前，先确保操作面状况良好，照明充足，支撑、顶板及边帮稳固，且没有松动的岩块。为了避免产生大量的粉尘，使用湿式凿岩机进行钻孔。钻眼前，确保各类机具设备状况良好，无缺陷无损坏。采用有支架的凿岩机进行钻孔时，保证已经将支架牢固架设。站在石渣上进行钻孔时，确保渣堆的平稳。禁止在残眼中再次打钻，禁止在操作上上维修相关的工具设备。进入隧道操作的工人必须穿戴齐全劳保用品，如安全帽、防护手套、工作服；电工及凿岩机操作工人穿戴绝缘手套及绝缘鞋，以防电击事故。

（4）爆破施工安全保证措施

爆破加工房应该设立在距离隧道口五十米开外的安全区域内。除了爆破加工房，禁止在别的场所加工爆破用品。爆破作业和爆破器材加工人员必须穿棉质工作服，严禁穿化纤衣物。在对炮眼进行转药前，核查爆破操作面周边的支护措施是不是坚固；炮眼里是否还有岩石粉等杂物；才钻好的炮眼温度太高，禁止马上装药。另外，如果工作面照度过低、没有正常的处置流沙和流泥、或者有可能出现大规模涌水现象时，禁止往炮眼装药。

隧道内采用统一指示讯号进行爆破作业，所有人员和车辆一律撤离至安全区域以外，保证不受爆破产生的冲击波的伤害。由获得安全技术合格证的爆破工进行放炮作业，放炮过程中，按照规定的安全距离，设立爆破警戒线。完成爆破程序十分钟后，作业人员方可进入施工现场进行危石清理和喷锚支护作业，完成该项工作后才能进行后续施工。

依据施工现场条件确定每天爆破的时间和次数，爆破时间和装药时间不宜间隔太久。爆破工要按照操作规范核查爆破条件，保证能一次成功。如果发生以下状况禁止进行爆破作业，如隧道内操作面岩层支护不到位、照明不够、可能出现涌水和涌泥情况。爆破后需进行通风除尘十五分钟，且进行下述各种检验及妥善处置以后，工人方可进入工作地点：有没有瞎炮，如有则由爆破工进行妥善处置；有没有未引爆的火药或雷管；围岩有没有松动的石头；支护有没有损毁等。装炮时禁止用明火点炮，禁止装药和打眼同步进行。

在确保爆破施工顺利安全进行的基础上，还要做到文明施工，维持现场施工秩序。做到照明充足、道路平整、没有积水、易燃易爆化学品存放妥当等。按规对爆破器材进行发放，遏止重大伤亡事故，降低一般事故的发生。

（5）初期支护安全保证措施

隧道进行开挖后，除了围岩完整稳定，以及设计文件中规定的不需支护者外，其他部位都需要依据围岩状况和工艺方法对其进行牢固的支护。施工中，现场技术负责人及相关人员会对支护情况展开定期安全检查，并设置专人对不利地质区域进行巡视，一旦发现支护受到挤压或者破坏时，马上对其进行修复，若情况严重时，将现场人员撤出危险区域，然后再进行修复。

隧道内进行支护时，边开挖边支护，支护面相距开挖面通常最多四米；如果开挖面岩土性质不良时，尽可能缩小支护面。对支护面进行喷射混凝土时，脚手架应搭设牢靠，操作人员穿戴好个人防护用品，确保设备无异常。