公路隧道工程的未來發(fā)展及安全質(zhì)量案例總體分析

1、公路隧道工程的未來發(fā)展及安全質(zhì)量案例總體分析一、公路隧道工程發(fā)展趨勢 1、我國隧道工程發(fā)展?fàn)顩r 目前，我國大陸已經(jīng)開通運(yùn)行軌道交通通車線路總計(jì)30多條，通車?yán)锍?。?jù)規(guī)劃，至2015年規(guī)劃線路長度是2400km，投資規(guī)模近7000億元?！笆濉逼陂g，我國鐵路、公路等領(lǐng)域合計(jì)約有總長3000km的隧道工程已修建，隧道長度大于10km的約占10%左右。據(jù)規(guī)劃，中國在21世紀(jì)前20年要建設(shè)6000km隧道，10年內(nèi)建設(shè)155km長的城市公路隧道，其中許多是長、大和深埋隧道。我國已成為世界上隧道最多的國家。 特大斷面隧道 二車道隧道斷面開挖斷面積90m2110m2 三車道隧道斷面開挖斷面積120m216

2、0m2 四車道隧道斷面開挖斷面積230 m2一、公路隧道工程發(fā)展趨勢2、 公路隧道類型：按長度分為短隧道（全長500 m及以下）、中隧道（500 m以上至1000 m）、長隧道（10003000 m）和特長隧道（3000 m以上）四種； （鐵路隧道）按長度分為短隧道（全長500 m及以下）、中隧道（500 m以上至3000 m）、長隧道（300010000 m）和特長隧道（10000 m以上）四種；按位置分為傍山隧道、越嶺隧道、水底隧道和地下隧道；此外按隧道等級、隧道跨度、橫斷面布置形式等分類如下： 公路隧道等級分類隧道等級備注高等級公路隧道高速公路隧道一般為并行雙洞一級公路隧道低等級公路隧道

3、二級公路隧道一般為單洞三級公路隧道四級公路隧道 單向行車雙洞隧道分類指標(biāo)描述小跨度隧道開挖跨度10m以下1 單車道公路隧道2 服務(wù)隧道3 行人橫洞及行車橫洞中跨度隧道開挖跨度1014m1 雙車道公路隧道2 單車道公路隧道的錯車帶大跨度隧道開挖跨度1418m1 三車道公路隧道2 雙車道公路隧道的緊急停車帶特大跨度隧道開挖跨度18m以上1 四車道公路隧道2 連拱隧道公路隧道跨度分類公路隧道橫斷面布置型式分類分類描述雙向行車單洞隧道一般指僅設(shè)置一個獨(dú)立洞室的低等級公路單向行車雙洞隧道高等級公路隧道的左右洞間距較大，設(shè)計(jì)施工基本可以忽略相互之間的影響小凈距隧道高等級公路隧道的左右洞間距較小，設(shè)計(jì)施工必

4、須考慮相互之間的影響連拱隧道雙洞隧道的內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)設(shè)置為整體的隧道分岔隧道由于特殊條件限制，高等級公路隧道由四車道大拱或連拱逐漸過渡為上下行分離雙洞的一種隧道埋置方式連拱隧道分岔隧道小凈距隧道一、公路隧道工程發(fā)展趨勢3、近年來發(fā)展起來的新型公路隧道修筑技術(shù)： 圍巖動態(tài)量測反饋分析技術(shù) ； 組合式通風(fēng)技術(shù) ； 運(yùn)營交通監(jiān)控技術(shù) ； 新型防水、排水、堵水技術(shù) ； 圍巖穩(wěn)定技術(shù) ； 支護(hù)及襯砌結(jié)構(gòu)技術(shù) 。一、公路隧道工程發(fā)展趨勢4、發(fā)展的一些趨勢1）越修越長、越修越寬；如秦嶺終南山隧道，大伙房輸水工程隧道，列世界第一；此外六車道隧道大量出現(xiàn)，少量八車道隧道也開始出現(xiàn)。2）洞口越來越美化，越來越重視洞口與

5、周邊環(huán)境的景觀設(shè)計(jì)；3）洞門形式多樣化，越來越多采用削竹式；4）由分離式隧道向小凈距隧道發(fā)展；5）越來越重視綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，特別是巖溶地區(qū)；6）由形式設(shè)計(jì)向功能設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變，如長沙營盤路湘江隧道設(shè)計(jì)。7）施工技術(shù)越來越難、越來越復(fù)雜。削竹式洞門二、 公路隧道施工新方法1、 公路隧道盾構(gòu)新技術(shù)1）我國盾構(gòu)技術(shù)的發(fā)展：1995年，只有上海、廣州約十臺盾構(gòu)；2000年，北京、上海、廣州和深圳約二十臺盾構(gòu)，當(dāng)時展望盾構(gòu)技術(shù)會在21世紀(jì)有爆發(fā)式發(fā)展；2010年，中國不僅有近300余臺盾構(gòu)，而且在長、大、深、難等方面取得突破。二、 公路隧道施工新方法長：跨江河湖海隧道掘進(jìn)距離超長水下隧道公里中間的人工島東京

6、灣盾構(gòu)川崎的盾構(gòu)機(jī)東京灣盾構(gòu)隧道海底對接二、 公路隧道施工新方法大：公路隧道要求超大斷面大直徑公路盾構(gòu)隧道長江崇明島隧道世界最大的泥水盾構(gòu)，直徑盾構(gòu)機(jī)大直徑公路盾構(gòu)隧道M30項(xiàng)目法國和西班牙采用盾構(gòu)施工環(huán)城公路馬德里M30環(huán)線工程示意圖，計(jì)劃展開隧道掘進(jìn)（26km），力求緩解馬德里M30環(huán)路的擁擠情況二、 公路隧道施工新方法武漢長江隧道盾構(gòu)機(jī)直徑南京長江隧道盾構(gòu)直徑二、 公路隧道施工新方法深：跨海、跨河穿越隧道，地下空間開發(fā)向深層發(fā)展項(xiàng)目名稱穿越江河隧道長度（米） 隧道直徑（外徑米）最大埋深（米）工程狀態(tài)西氣東輸南京三江口隧道長江19923.8652002年9月8日掘進(jìn)，2003年7月26日貫

7、通武漢長江公路隧道長江254011.0572006年9月29日掘進(jìn)，2008年1月20日一號隧道貫通上海崇明島隧道長江717015.0552006年9月23日掘進(jìn)，2008年5月28日一號隧道貫通南京長江公路隧道長江382514.8約502008年1月開始掘進(jìn)南水北調(diào)中線隧道黃河42507.9約402007年7月8日開始掘進(jìn)二、 公路隧道施工新方法地質(zhì)復(fù)雜：隨著掘進(jìn)距離增加，各種復(fù)雜的地質(zhì)情況不斷挑戰(zhàn)盾構(gòu)工法廣州地鐵二、三、五、九號線穿越石灰?guī)r溶洞地層廣深港鐵路獅子洋隧道穿越上軟下硬地層盾構(gòu)刀具損壞的“骨排效應(yīng)”，面板和刀具都發(fā)生磨損硅質(zhì)地層中盾構(gòu)刀具的磨損二、 公路隧道施工新方法2）盾構(gòu)施工

8、的經(jīng)濟(jì)效益直徑米的盾構(gòu)一臺6000萬元，資金沉積，周轉(zhuǎn)太慢，要3.54年才可收回6000萬元，第五年開始盈利，每年最多賺1000萬元。直徑15米每臺億元，價(jià)格昂貴且風(fēng)險(xiǎn)大。盾構(gòu)搬家，一般城市之間每次要300400萬元；與鉆爆法、淺埋暗挖法相比，經(jīng)濟(jì)效益要低10倍左右，所以要合理慎重用盾構(gòu)。二、 公路隧道施工新方法2、水下公路隧道施工沉管法 沉管法：即按照隧道的設(shè)計(jì)形狀和尺寸，先在隧址以外的干塢中或船臺上預(yù)制隧道管段，并在兩端用臨時隔墻封閉，然后舾裝好拖運(yùn)、定位、沉放等設(shè)備，將其拖運(yùn)至隧址位置，沉放到江河中預(yù)先浚挖好的溝槽中，并連接起來，最后充填基礎(chǔ)和回填砂石將管段埋入原河床中。用這種方法修建的

9、隧道又稱水下隧道或沉管隧道。 沉管隧道 二、 公路隧道施工新方法1）沉管隧道的發(fā)展沉管法最早于1810年在倫敦的泰晤士河修筑水底隧道時進(jìn)行了試驗(yàn)研究，1894年利用沉管法在美國波士頓正式建成一條城市排水隧道。1910年，底特律水底鐵路隧道的建成，標(biāo)志著沉管法修建水底隧道技術(shù)的成熟。1959年，加拿大迪斯（Deas）隧道采用水下壓接法進(jìn)行管段連接成功后，沉管隧道施工方法逐步在世界范圍內(nèi)得到應(yīng)用，已建成隧道150多座。目前世界上最長的沉管隧道是美國（1970年）舊金山海灣地區(qū)快速交通隧道，全長5825米，由58節(jié)管段組成。管段最寬的隧道是比利時亞珀?duì)査淼?，寬達(dá)，全長336m。單節(jié)管段最長的隧道是荷

10、蘭海姆斯普爾隧道，最長一節(jié)管段長268m，寬重50000KN。日本第一座沉管隧道于1944年修建。二、 公路隧道施工新方法 我國應(yīng)用沉管法修建水底隧道雖然起步較晚，但發(fā)展較快。1972年，香港修建了我國第一條跨港沉管隧道，1984年臺灣修建了高雄海底隧道，1993年在廣州珠江下建成了大陸第一條沉管隧道，1996年在浙江寧波成功修建了甬江沉管隧道，這兩條隧道都是我國自行設(shè)計(jì)和施工的，標(biāo)志著我國在這一領(lǐng)域進(jìn)入一個新的發(fā)展階段。到1997年，全國建成有8條沉管隧道（其中香港5座，臺灣1座）。進(jìn)入21世紀(jì)，我國內(nèi)地又有寧波、杭州灣、上海外環(huán)路三條沉管隧道相繼建成，其中2003年建成的上海外環(huán)路沉管隧道

11、2880m，結(jié)構(gòu)為3孔、雙向8車道（左右孔分別為單向3車道，中間一孔為兩車道，這2條車道并不固定 ），寬44m、高（有3層樓高）、最大節(jié)長108m（共7節(jié)），單節(jié)管重達(dá)到萬噸，當(dāng)時號稱亞洲第一世界第二沉管隧道。目前在廣州、浙江等地有多座沉管隧道正在建設(shè)之中，初步估算，我國（含港臺）已建和在建的沉管隧道至少在15座以上。另外，瓊州海峽、長江流域等有多座隧道規(guī)劃采用沉管法施工。二、 公路隧道施工新方法上海外環(huán)沉管隧道斷面圖二、 公路隧道施工新方法2）干塢干塢是塢底低于水面的水池式建筑物，是修建矩形沉管隧道的必需場所。通常是在隧址附近開挖一塊低洼場地用于預(yù)制隧道管段。干塢是一項(xiàng)臨時性工程，隧道施工結(jié)

12、束后便完成其使命。干塢沉管隧道內(nèi)部二、 公路隧道施工新方法3）管段的制作沉管管段是在地面預(yù)制的，所以其基本工藝與地上制作其它大型鋼筋混凝土構(gòu)件類似。由于沉管預(yù)制管段采用浮運(yùn)沉放的施工方式，而且最終是埋設(shè)在河底水中，因此對預(yù)制管段的對稱均勻性和水密性要求很高。為保證浮運(yùn)和下沉，管段上還要設(shè)置端封墻和壓載設(shè)施。管段預(yù)制二、 公路隧道施工新方法4）沉管隧道的浚挖 沉管隧道的浚挖工作一般有沉管的基槽浚挖、航道臨時改線浚挖、出塢航道浚挖、浮運(yùn)管段線路浚挖、舾裝泊位浚挖。其中沉管基槽的浚挖最重要，其挖深和土方量都最大。防錨層施工二、 公路隧道施工新方法5）管段沉放與連接 管段在干塢中預(yù)制好、沉管基槽開挖及

13、基礎(chǔ)處理好后便可進(jìn)行管段的出塢、浮運(yùn)、沉放與水下連接工作，是沉管隧道難度最大的一道工序。 二、 公路隧道施工新方法6）基礎(chǔ)處理及回填盡管沉管隧道基礎(chǔ)所承受的荷載通常較低，對地質(zhì)條件的適應(yīng)性比較強(qiáng)，但由于在基槽開挖過程中，不論使用哪一種挖槽方法，槽底表面都不會太平整，槽底表面與沉管底面之間必將存在很多不規(guī)則的空隙，導(dǎo)致地基土受力不均勻而局部破壞，從而引起不均勻沉降，使沉管結(jié)構(gòu)受到局部應(yīng)力而開裂，故必須進(jìn)行基礎(chǔ)處理（基礎(chǔ)填平）。二、 公路隧道施工新方法3、公路隧道施工的人工凍結(jié)法 地下隧道之間的連接通道凍結(jié)法施工是利用人工制冷技術(shù)，使地層中的水變冰，把天然土變成凍土，增加其強(qiáng)度和穩(wěn)定性，隔絕地下水

14、與地下結(jié)構(gòu)的聯(lián)系，以便在凍結(jié)壁的保護(hù)下進(jìn)行聯(lián)絡(luò)通道施工的一種特殊輔助施工方法。二、 公路隧道施工新方法制冷技術(shù)是用氟里昂作制冷劑的三大循環(huán)系統(tǒng)完成的。三大循環(huán)系統(tǒng)分別為氟里昂循環(huán)系統(tǒng)、鹽水循環(huán)系統(tǒng)和冷卻水循環(huán)系統(tǒng)。制冷三大循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)成熱泵，將地?zé)嵬ㄟ^凍結(jié)孔由低溫鹽水傳給氟里昂循環(huán)系統(tǒng)，再由氟里昂循環(huán)系統(tǒng)傳給冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，最后由冷卻水循環(huán)系統(tǒng)排入大氣。 二、 公路隧道施工新方法隨著低溫鹽水在地層中的不斷流動，地層中的水逐漸結(jié)冰，形成以凍結(jié)管為中心的凍土圓柱，凍土圓柱不斷擴(kuò)展，最后相鄰的凍結(jié)圓柱連為一體并形成具有一定厚度和強(qiáng)度的凍土墻或凍土帷幕。下圖為凍結(jié)管安裝實(shí)例圖。二、 公路隧道施工新方法4

15、、頂管法頂管法與盾構(gòu)法都是修建地下管道和隧道的重要方法。 1）簡介采用液壓千斤頂或具有頂進(jìn)、牽引功能的設(shè)備，以頂管工作井作承壓壁，將管子按設(shè)計(jì)高程、方位、坡度逐根頂入土層直至達(dá)到目的地。二、 公路隧道施工新方法2）適用情況特殊地質(zhì)條件下的管道工程中 ：穿越江河、湖泊、港灣水體下的供水、輸氣、輸油管道工程；穿越城市建筑群、繁華街道地下的上下水、煤氣管道工程；穿越重要公路、鐵路路基下的通訊、電力電纜管道工程；水庫壩體涵管重建工程等。二、 公路隧道施工新方法3）發(fā)展趨勢中繼環(huán)接力頂推裝置、觸變泥漿減阻頂進(jìn)技術(shù)，自動測斜糾偏技術(shù)、泥水平衡技術(shù)、土壓平衡技術(shù)、氣壓保護(hù)技術(shù)和曲線頂管技術(shù) 。二、 公路隧道

16、施工新方法4）關(guān)鍵技術(shù)方向控制：與設(shè)計(jì)軸線一致，對頂力的影響，保證中繼環(huán)正常工作 ；頂力大小及方向：管尾頂進(jìn)方式，頂進(jìn)距離必然受到限制 ，一般采用中繼環(huán)接力；工具管開挖面正面土體的穩(wěn)定性；承壓壁后靠結(jié)構(gòu)及土體的穩(wěn)定性。泥水平衡式頂管工具管大刀盤土壓平衡頂管機(jī)主頂設(shè)備三 、國內(nèi)外典型公路隧道 1、簡介 秦嶺終南山特長隧道位于西康公路西安至柞水段，隧道全長，為東線、西線雙洞四車道，中線間距30m。隧道建筑限界凈高5m，凈寬。 隧道橫穿秦嶺東西向構(gòu)造帶，地質(zhì)構(gòu)造和地層巖性復(fù)雜。通過的區(qū)域大斷層3條，地區(qū)性斷層15條，次級的小斷層41條。預(yù)測全隧道正?？傆克繛?，最大總涌水量約。可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害主要

17、為巖爆、突涌水及圍巖失穩(wěn)。（一）秦嶺終南山特長公路隧道工程三 、國內(nèi)外典型公路隧道（一）秦嶺終南山特長公路隧道工程 1、簡介（續(xù)） 幾個首次：（1）是世界上第一座最長的雙洞高速公路隧道。（2）是目前世界口徑最大、深度最高的豎井通風(fēng)工程。（3）擁有全世界高速公路隧道最完備的監(jiān)控技術(shù)。 隧道每125米設(shè)置一臺視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)，兩洞共有攝像機(jī)288臺，每250米設(shè)置一臺視頻事件檢測器和火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，對突發(fā)事件采用雙系統(tǒng)全方位自動跟蹤監(jiān)控，并根據(jù)事件類型提供最有效的救援方案。（4）擁有目前世界上高速公路隧道最先進(jìn)的特殊燈光帶。 緩解駕駛員視覺疲勞，保證行車安全。通過不同的燈光和圖案變化，可以將特長隧道演

18、化成幾個短隧道，從而消除駕駛員的焦慮情緒和壓抑心理，（5）首次創(chuàng)造性提出策略管理理論，并運(yùn)用了首套策略自動生成軟件，在高速公路隧道管理理念中處于國際領(lǐng)先水平。 對火災(zāi)、交通事故、養(yǎng)護(hù)等方面發(fā)生事件進(jìn)行自動監(jiān)測和管理，只要發(fā)生一個事件，策略自動生成軟件就會自動生成相應(yīng)的策略程序進(jìn)行全方位聯(lián)動指導(dǎo)，保證秦嶺終南山高速公路隧道運(yùn)營管理的準(zhǔn)確性和可靠性。三 、國內(nèi)外典型公路隧道（一）秦嶺終南山特長公路隧道工程 該隧道是一座世界級的超長隧道，在山嶺公路隧道中，其工程規(guī)模、主洞長度、主洞埋深、分段通風(fēng)長度、豎井深度及直徑均列全國第一位。 施工組織安排：利用鐵路II線平導(dǎo)輔助1號公路隧道（下行線）施工，2號

19、公路隧道（上行線）同時用全斷面法施工，待1號公路隧道貫通后，再輔助2號公 路隧道施工。兩隧道由兩端洞口相向同時施工，下行線利用鐵路II線平導(dǎo)增開6個橫通道作施工工作面，下行線貫通約需個月，上行線開挖利用下行線行車橫通道增加4個工作面施工，兩座隧道全部貫通時間為個月；竣工建成約年。 首次采用了“長隧短打”技術(shù)。相較于其它特長隧道，秦嶺終南山公路隧道有一個得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，那就是距已全線貫通的公里的西康鐵路秦嶺隧道線僅120米，施工中，完全能利用西康鐵路秦嶺隧道線進(jìn)行平導(dǎo)坑施工，從多個作業(yè)面開挖。 “長隧短打”技術(shù)將公里的隧道分為四段，分別由四個單位同時施工。 三 、國內(nèi)外典型公路隧道（一）秦嶺終南

20、山特長公路隧道工程 2、隧道施工關(guān)鍵技術(shù)（1）快速掘進(jìn)。 秦嶺終南山隧道采用自制簡易鉆爆臺車鉆眼,分四層共28 臺風(fēng)鉆同時作業(yè)。周邊眼間距較大，達(dá)到縮短循環(huán)時間的目的。 對于I、II級圍巖完整，在實(shí)踐中對周邊眼采用加大藥量，減少不耦合系數(shù)，以達(dá)到減少鉆眼數(shù)量的目的。盡管這樣對周邊圍巖增大了擾動，但沒有對隧道巖石造成影響。 通過正確的爆破設(shè)計(jì)，炮眼利用率達(dá)到90%以上，炮痕保存率達(dá)到90%以上，節(jié)約了工程成本。終南山隧道在七月、十一月、一月分別打出了305米、365米、306米。 五月份巖爆頻繁仍達(dá)到了202m，六月份受洪災(zāi)的影響，致使工地停工一個星期，仍達(dá)到221m。三 、國內(nèi)外典型公路隧道（

21、一）秦嶺終南山特長公路隧道工程 2、隧道施工關(guān)鍵技術(shù) （1）快速掘進(jìn) 采取全斷面正向鉆爆法施工，開挖直徑為，開挖斷面115.31m2 -188.69m2,循環(huán)采用“一掘一噴”直到井底。平均月進(jìn)尺，2007年10月份創(chuàng)造了“大直徑深豎井全斷面開挖月進(jìn)尺80m”的全國記錄 三 、國內(nèi)外典型公路隧道（一）秦嶺終南山特長公路隧道工程 2、隧道施工關(guān)鍵技術(shù)（2）高效施工通風(fēng) 秦嶺終南山公路隧道采用長管路混合式通風(fēng)方式，分別從公路隧道進(jìn)口、鐵路隧道的9通、11通、15通、20通架設(shè)風(fēng)機(jī)。三 、國內(nèi)外典型公路隧道（一）秦嶺終南山特長公路隧道工程 2、隧道施工關(guān)鍵技術(shù) （3）巖爆治理 該隧道地質(zhì)為混合片麻巖及

22、花崗巖,地質(zhì)構(gòu)造和地層巖性復(fù)雜，存在巖爆。綜合防治措施主要有： 錨噴網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)：有效地克服了輕微巖爆和中等巖爆對施工的影響，且施工簡便 。 鋼支撐錨噴網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)：在巖爆嚴(yán)重區(qū)，采取密排鋼支撐（1 榀/ m） ，與錨噴網(wǎng)聯(lián)合形成支護(hù)體系。 改進(jìn)施工方法：采取“短進(jìn)尺、多循環(huán)、密鉆眼、弱爆破”的施工方法。 增設(shè)臨時防護(hù)：在掌子面及其附近巖爆地段加掛鐵絲帷幕，在臺車上裝設(shè)安全防護(hù)，防止突然發(fā)生巖爆飛石傷人和砸壞機(jī)器設(shè)備。三 、國內(nèi)外典型公路隧道 （1）運(yùn)行期通風(fēng) 選用3豎井縱向分段式通風(fēng)方案。確定設(shè)置三座通風(fēng)豎井。最大井深661米，最大豎井直徑達(dá) ，豎井下方均設(shè)有大型地下風(fēng)機(jī)廠房。其豎井的工程規(guī)模和

23、通風(fēng)控制理論屬國內(nèi)首創(chuàng)，世界罕見。（一）秦嶺終南山特長公路隧道工程 3、隧道營運(yùn)的安全三 、國內(nèi)外典型公路隧道 （1）運(yùn)行期通風(fēng) 用3豎井縱向分段式通風(fēng)方案。 被形象地形容為地球上最大的“煙囪”。把東、西兩線隧道分成了四個自成體系的送、排風(fēng)區(qū)間，從北向南通風(fēng)區(qū)間長度分別為3930m、4316m、4949m、4825m，從而縮短了送、排風(fēng)距離，隧道頂部的射流風(fēng)機(jī)與豎井的軸流風(fēng)機(jī)相結(jié)合，形成了“接力傳遞”式的通風(fēng)系統(tǒng)，能有效改善隧道內(nèi)的空氣質(zhì)量。 通過這3個“煙囪” ，按車行駛的方向送風(fēng)和抽風(fēng)，不僅可以根據(jù)車流量大小，隨時控制風(fēng)量，在遇到火災(zāi)等險(xiǎn)情時，還可很快切斷事故點(diǎn)送風(fēng)，阻止火勢蔓延。（一）秦

24、嶺終南山特長公路隧道工程 3、隧道營運(yùn)的安全三 、國內(nèi)外典型公路隧道（一）秦嶺終南山特長公路隧道工程 3、隧道營運(yùn)的安全 （2）消防設(shè)計(jì) 該隧道考慮的最大火災(zāi)規(guī)模為兩輛大型汽車相撞，即具有300 L汽油的火災(zāi)，并依此制定相應(yīng)的滅火方案，設(shè)計(jì)相應(yīng)的消防系統(tǒng)。隧道內(nèi)東、西向各鋪設(shè)直徑為200 mm 的消防干管，兩干管通過人行橫道連接，形成供水環(huán)網(wǎng)。消防供水量按照消防最大用水流量考慮，并滿足最不利著火點(diǎn)(隧道人字坡頂部)的水壓要求。 隧道內(nèi)每200 m 設(shè)緊急報(bào)警 一處，每50 m設(shè)置手動火災(zāi)報(bào)警一個，火災(zāi)探測器一組，手提式滅火器兩個。消防設(shè)備箱亦每50 m設(shè)置一個，箱內(nèi)設(shè)有消火栓和供30 min滅

25、火使用的水成膜泡沫液儲罐。任意消防設(shè)備箱的門被打開時，相應(yīng)區(qū)域的攝像機(jī)即自動錄像，并將視頻信號顯示在主控制臺上。在隧道外的管理所內(nèi)設(shè)有一個消防隊(duì)，配備一輛泡沫消防車。另外，隧道內(nèi)設(shè)有緊急照明和通信設(shè)備，能夠滿足火災(zāi)時的救援要求。 三 、國內(nèi)外典型公路隧道（一）秦嶺終南山特長公路隧道工程 3、隧道營運(yùn)的安全 （3）火災(zāi)逃生方案 隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)后，對兩條隧道進(jìn)行車輛管制，打開發(fā)生火災(zāi)隧道的火災(zāi)點(diǎn)上風(fēng)側(cè)橫通道。發(fā)生火災(zāi)的隧道內(nèi)，火災(zāi)點(diǎn)下風(fēng)側(cè)的車輛應(yīng)盡快駛出事故隧道，上風(fēng)側(cè)車輛通過橫通道安全疏散到另一座隧道中，未發(fā)生火災(zāi)的隧道則改為雙向行車。 這種疏散組織方式實(shí)際上是將兩個隧道互為安全隧道，而將兩個隧

26、道同時發(fā)生火災(zāi)的情況認(rèn)為是小概率事件，不作考慮。秦嶺終南山公路隧道及時處置隧道內(nèi)一起火災(zāi)事故 2012年2月10日22時45分，隧道分公司監(jiān)控中心發(fā)現(xiàn)隧道內(nèi)西線15號車行橫通道以南有一輛貨車停在右道,該車左后方燃起大火。監(jiān)控室迅速做出反應(yīng)，向隧道內(nèi)17號、8號橫通道消防值班點(diǎn)、隧道南、北口消防大隊(duì)、路政大隊(duì)、守衛(wèi)大隊(duì)、養(yǎng)護(hù)科等救援部門發(fā)出救援指令，更改隧道內(nèi)車道指示器為封道模式和隧道洞外可變情報(bào)板為封閉隧道通行信息，加強(qiáng)隧道照明，控制隧道風(fēng)速。 隧道內(nèi)17號橫通道消防值班點(diǎn)值班員接到命令后，快速啟動消防摩托，于22：48（約3分鐘）到達(dá)事故現(xiàn)場，立即沖入火場實(shí)施滅火，不久明火被撲滅，火情得到初

27、步控制。約6分鐘后，路政及8號橫通道消防隊(duì)員騎摩托趕至現(xiàn)場，此時車輛發(fā)生復(fù)燃，現(xiàn)場所有消防大隊(duì)隊(duì)員立即全力以赴進(jìn)行二次滅火，當(dāng)晚23；05，火災(zāi)被完全撲滅。整個事故救援過程僅用時20分鐘。由于救援及時，無人員傷亡，無財(cái)產(chǎn)重大損失，隧道設(shè)施也未遭到破壞。事故后經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)起火原因，車輛左后輪剎車失靈，抱緊輪胎，巨大的摩擦導(dǎo)致左后輪迅速起火三 、國內(nèi)外典型公路隧道（二）蘇伊士運(yùn)河Ahmed Hamdi 水下公路隧道 1、隧道簡介 該隧道平面呈S形，與蘇伊士運(yùn)河斜交，埋深，采用圓形斷面，全長1640m。隧道埋深，縱剖面呈V形，西岸（靠開羅端）隧道縱坡度最大取3.786%，東岸（靠西奈端）隧道縱坡度最大

28、取3.823%。 三 、國內(nèi)外典型公路隧道 隧道斷面為圓形斷面，導(dǎo)洞采用半機(jī)械化盾構(gòu)機(jī)施工，主洞采用ADS116CBV/CS敞胸式半機(jī)械化盾構(gòu)機(jī)施工，盾構(gòu)直徑，長度。采用鋼筋混凝土管片襯砌，內(nèi)徑，外徑，隧道行車部位寬，凈高。 由于該處地下水具有腐蝕性，襯砌采用耐酸水泥制作，并采用減水劑增加混凝土的和易性和密實(shí)度。三 、國內(nèi)外典型公路隧道（二）蘇伊士運(yùn)河Ahmed Hamdi 水下公路隧道 2、隧道施工特點(diǎn) （1）導(dǎo)洞與主洞的施工安排 在主隧道軸線上，距蘇伊士運(yùn)河西岸岸邊約100m處開挖直徑7米的臨時施工豎井，以備安裝小盾構(gòu)，先開挖直徑米的導(dǎo)洞。主隧道后開挖，兩者在豎井外交會。導(dǎo)洞開挖完成、主隧

29、道通過豎井后，臨時施工豎井即進(jìn)行回填封堵。導(dǎo)洞為臨時性結(jié)構(gòu)物，待主隧道掘進(jìn)到導(dǎo)洞位置后，將陸續(xù)拆除，所以混凝土管片之間的連接以木片塞縫處理。導(dǎo)洞于1977年9月15日正式開工，1978年5月，導(dǎo)洞穿過蘇伊士運(yùn)河，到達(dá)運(yùn)河?xùn)|岸50m處，全長330m，探明了河底段為不透水黏土層，有利于隧道的修建，因此即終止推進(jìn)，開始主隧道施工。 三 、國內(nèi)外典型公路隧道（二）蘇伊士運(yùn)河Ahmed Hamdi 水下公路隧道 2、隧道施工特點(diǎn) （2）襯砌防水防腐蝕技術(shù) 管片本身的防水防腐措施：采用耐酸水泥，改變混凝土的和易性，提高混凝土管片密實(shí)抗?jié)B性能，在混凝土中摻用了減水劑，并搗固密實(shí)、表面壓實(shí)抹光、水中養(yǎng)護(hù)。管片

30、拼裝前，在混凝土迎水面涂耐酸堿涂料。 管片接縫防水、防腐措施 A、安裝密封防水橡膠襯墊：在管片拼裝前，預(yù)先將橡膠襯墊安放在管片接縫預(yù)留槽內(nèi)，依靠相鄰管片的接觸壓力擠密之后便產(chǎn)生防水效能。 B、灌注密封防水膠漿：用泵沿著預(yù)留灌漿孔將膠漿注入預(yù)留密封溝槽內(nèi)，排出溝槽中的滯留水分使混凝土基面有良好的粘結(jié)力。 它具有足夠硬度和彈性，不會在壓力水頭作用下從注入孔或襯墊板的間隙流出，并不會失效或降低同混凝土的粘結(jié)力。 三 、國內(nèi)外典型公路隧道2、隧道施工特點(diǎn) （2）襯砌防水防腐蝕技術(shù) 管片接縫防水、防腐措施 C、粘貼隧道襯墊板 ：有彈性的乳膠混凝土隧道墊板嵌在混凝土管片環(huán)之間，當(dāng)管片受壓時，可以分散荷載避

31、免局部接觸，起到減緩應(yīng)力集中的作用，也減小了環(huán)向荷載的偏心距，讓管片襯砌可適當(dāng)變形，從而隧道襯砌可以按柔性襯砌考慮，同時襯墊板還應(yīng)有助于防水，能抗地下水的侵蝕。 D、鑲填嵌縫防水：管片與管片之間預(yù)留有嵌縫槽。逢內(nèi)嵌填一種聚硫橡膠水泥嵌縫料，嵌縫方法是將嵌縫槽清理干凈后，用嵌縫槍擠壓到縫槽內(nèi)。管片嵌縫防水是一道很重要的防線，要求一定的柔韌性，能在管片管片稍有變形時不會破壞失效。另外，為加強(qiáng)隧道防水防腐性能并使其與地層形成整體，在襯砌背后間隙還進(jìn)行了回填灌漿，同時考慮在隧道內(nèi)設(shè)置二次防水襯砌。四、隧道質(zhì)量與安全典型案例分析 發(fā)生事故的是隧道旁通道工程，位于浦東南路至南浦大橋之間穿越黃浦江底約2公里

32、長的區(qū)間隧道內(nèi)，距離浦西江邊防汛墻53m，并且地處30m以下的地下深層，事故發(fā)生點(diǎn)位于地下土層第7層。旁通道工程采用凍結(jié)加固暗挖法施工，隧道區(qū)間的上下行線已經(jīng)貫通，事故發(fā)生時離旁通道貫通尚余。 （一）上海地鐵4號線隧道透水案例四、隧道質(zhì)量與安全典型案例分析 2003年3月開始布置凍結(jié)管，安裝制冷設(shè)備。 6月24日，開始旁通道開挖施工。 6月28日上午約8:30一臺小型制冷機(jī)發(fā)生故障，下午約4:00修復(fù)，停止供冷達(dá)7小時30分，期間無其他設(shè)備供冷。當(dāng)日下午約2:00，施工人員發(fā)現(xiàn)有壓力水漏出。止水后當(dāng)晚約8:30，決定停止旁通道凍土開鑿，施工人員將掘進(jìn)面用木板封住。 7月1日零時許，施工人員拆除

33、凍土前掘進(jìn)面部分封板，用風(fēng)鎬鑿出直徑的孔洞，準(zhǔn)備安裝混凝土輸送管。凌晨約4時，現(xiàn)場工人發(fā)現(xiàn)此孔洞下部有水流出，立即用水泥封堵。約10分鐘后，發(fā)現(xiàn)流水不止，不久掘進(jìn)面右下角開始出水，且越來越大，在場工人用棉被、泥土袋、水泥包等材料封堵。約6:00，隧道內(nèi)發(fā)出異響，情況危險(xiǎn)，施工人員撤出現(xiàn)場。隨后，因大量水、流砂涌入旁通道，引起隧道受損及周邊地區(qū)地面沉降，造成三幢建筑物嚴(yán)重傾斜，防汛墻由裂縫、沉降演變至塌陷。 （一）上海地鐵4號線隧道透水案例四、隧道質(zhì)量與安全典型案例分析事故原因： 1、施工單位擅自調(diào)整了施工組織設(shè)計(jì)。調(diào)整后的方案，降低了對凍土平均溫度的要求，從原方案的-10減少到-8;旁通道處垂

34、直凍結(jié)管數(shù)量減少，從原方案的24根減少到22根，而原先為25米深的7根垂直凍結(jié)管，其中4根被縮短到米，3根被縮短到16米，造成旁通道與下行線隧道腰線以下交匯部凍土薄弱，導(dǎo)致凍結(jié)效果不足以抵御相應(yīng)部位的水土壓力。 （一）上海地鐵4號線隧道透水案例四、隧道質(zhì)量與安全典型案例分析事故原因2、在凍結(jié)條件不充分的條件下開挖。根據(jù)方案，要求凍結(jié)時間需要50天，而上行線5月11日開始凍結(jié)。旁通道6月20日開挖，凍結(jié)時間僅43天，小于施工方案凍結(jié)時間的要求。下行線凍結(jié)不充分，末滿足開挖條件。6月24日下行線鹽水去路溫度為-23.9，回路溫度為-21.1，去、回路溫差為2.8，大于開挖時鹽水去、回路溫差的要求。

35、專家組認(rèn)為：旁通道凍結(jié)開挖施工設(shè)計(jì)存在缺陷，施工中凍土結(jié)構(gòu)局部區(qū)域存在薄弱環(huán)節(jié)，并又忽視了承壓水對工程施工中的危害，導(dǎo)致承壓水突涌，是事故發(fā)生的直接原因。 （一）上海地鐵4號線隧道透水案例四、隧道質(zhì)量與安全典型案例分析事故原因：3、管理方面的原因（1）施工單位對險(xiǎn)情征兆沒有采取有效制止措施。 停止供冷7小時30分。發(fā)現(xiàn)一直有壓力水漏出。盡管采取了一定的措施，但效果不佳。6月29日凌晨約3:00，測得該處水壓為cm2(與第7層承壓水水壓接近)，沒有采取緊急降水降壓措施。不僅險(xiǎn)情征兆沒有得到及時排除，而且未匯報(bào)，使險(xiǎn)情逐步加劇。 （2）施工單位現(xiàn)場管理人員在險(xiǎn)情征兆已經(jīng)出現(xiàn)的情況下嚴(yán)重違章、擅自鑿

36、洞。 項(xiàng)目副經(jīng)理李某在凍土結(jié)構(gòu)存在嚴(yán)重隱患、已停工情況下，擅自指揮拆除掘進(jìn)面部分封板，用風(fēng)鎬鑿孔洞。正是由此孔洞出水，其出水點(diǎn)逐漸下移，水砂從掘進(jìn)面的右下角和側(cè)墻下角不斷涌出，以致封堵無效，釀成事故。 （一）上海地鐵4號線隧道透水案例四、隧道質(zhì)量與安全典型案例分析事故原因：3、管理方面的原因（3）監(jiān)理單位現(xiàn)場監(jiān)理人員失職。 現(xiàn)場監(jiān)理部無凍結(jié)法施工專業(yè)技術(shù)監(jiān)理人員?？偙O(jiān)代表未對調(diào)整后的方案進(jìn)行審定。6月24日到7月1日發(fā)生事故前的監(jiān)理日記卻記載“各項(xiàng)工作均正?！?，發(fā)生事故時，現(xiàn)場無監(jiān)理人員。 （4）總包單位現(xiàn)場管理人員對分包項(xiàng)目管理存在漏洞。 總包單位項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人未向隧道公司總工程師和盾構(gòu)分公

37、司主任工程師匯報(bào)施工單位項(xiàng)目部編制的凍結(jié)法施工方案調(diào)整 ，致使隧道公司、盾構(gòu)分公司未對此方案給予審批。質(zhì)量員袁某竟一次也未去施工作業(yè)面進(jìn)行技術(shù)、質(zhì)量檢查。在6月28日至30日的施工日記中，沒有反映險(xiǎn)情征兆的情況，卻記載“一切正常”。 （一）上海地鐵4號線隧道透水案例四、隧道質(zhì)量與安全典型案例分析（一）上海地鐵4號線隧道透水案例事故的預(yù)防對策 施工單位要完善凍結(jié)開挖施工組織設(shè)計(jì)，特別是從施工技術(shù)方面補(bǔ)充凍土結(jié)構(gòu)局部區(qū)域存在的薄弱環(huán)節(jié)，高度重視和改善承壓水對工程施工中的危害。建立健全企業(yè)安全生產(chǎn)責(zé)任制，明確生產(chǎn)管理各崗位管理人員的安全生產(chǎn)管理職責(zé)，建立項(xiàng)目工程生產(chǎn)安全事故應(yīng)急救援預(yù)案，強(qiáng)化事故的防

38、范措施。 總包單位應(yīng)依照建筑法的有關(guān)規(guī)定，嚴(yán)格履行總包單位的安全職責(zé)，杜絕以包代管，包而不管的行為。認(rèn)真落實(shí)各項(xiàng)技術(shù)、質(zhì)量和安全責(zé)任制和管理制度，加強(qiáng)日常的監(jiān)督管理和技術(shù)管理。監(jiān)理單位應(yīng)認(rèn)真履行監(jiān)理單位的職責(zé)，對施工方案及變更調(diào)整后的方案嚴(yán)格組織監(jiān)理審定；加強(qiáng)施工現(xiàn)場的監(jiān)理旁站管理；對監(jiān)理的工程實(shí)施有效的巡視檢查，及時發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情和防止事故。 四、隧道質(zhì)量與安全典型案例分析1、事故經(jīng)過 2005年12月22日白班先后有人進(jìn)入右洞。有人于時分先后出洞。當(dāng)班因接風(fēng)筒于時起停風(fēng)小時，時接好風(fēng)筒,恢復(fù)拱風(fēng)，當(dāng)時風(fēng)筒出風(fēng)口距掌子面約，送風(fēng)距離超過。時分，洞外人員突然聽到從右洞傳來巨大爆炸聲，同時看到洞口一片

39、昏暗，爆炸沖擊波將停放在距右洞口重達(dá)的模板臺車沖出多米，洞口通風(fēng)機(jī)錯位、配電柜損壞，大幅宣傳牌被掀飛，在洞外組裝模板臺車人員、門崗等有人死亡、人受傷。 （二）公路隧道瓦斯爆炸案例 2005年12月22日14日40分，四川省都江堰至汶川高速公路董家山隧道工程發(fā)生特別重大瓦斯爆炸事故，造成44人死亡，11人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失2035萬元。四、隧道質(zhì)量與安全典型案例分析2、事故原因分析（1）直接原因 由于掌子面處塌方，瓦斯異常涌出，致使模板臺車附近瓦斯?jié)舛冗_(dá)到爆炸界限，模板臺車配電箱附近懸掛的三芯插頭短路產(chǎn)生火花引起瓦斯爆炸。 （二）公路隧道瓦斯爆炸案例四、隧道質(zhì)量與安全典型案例分析2、事故原因分析

40、（1）直接原因 另外，風(fēng)筒出風(fēng)口距掌子面30m左右，大于規(guī)范要求的15m，且只有1臺風(fēng)機(jī)在中檔運(yùn)行，無法完全稀釋掌子面有害氣體，易造成瓦斯聚集。 此外，該工程瓦斯檢測員使用的是便攜式瓦斯報(bào)警儀，在檢測高處的瓦斯時一般將儀器綁在1根長2-3m的竹竿上舉起來檢測，達(dá)不到規(guī)定的檢測高度，并且還 存在減少檢測次數(shù)等違規(guī)情況。另外，右線隧道僅有的1臺瓦斯傳感器，安裝高度也不符合規(guī)定要求， 10月19日至12月5日，右洞隧道掌子面拱頂 瓦斯?jié)舛冉?jīng)常超過0.5%，最大值還曾達(dá)到4.12%，但這臺瓦斯傳感器自安裝以來卻從未報(bào)過警。 （二）公路隧道瓦斯爆炸案例四、隧道質(zhì)量與安全典型案例分析2、事故原因分析 （2

41、）間接原因 一是施工企業(yè)中鐵一局四公司，違規(guī)將勞務(wù)分包給無資質(zhì)的作業(yè)隊(duì)。施工中安全管理混亂；通風(fēng)管理不善，右洞掌子面拱頂瓦斯?jié)舛冉?jīng)常超限；部分瓦檢員無證上崗，檢查質(zhì)量、次數(shù)不符合規(guī)定等。 二是監(jiān)理單位鐵科院（北京）工程咨詢有限公司未正確履行職責(zé)，關(guān)鍵崗位人員無證上崗。 三是項(xiàng)目法人四川都汶公路有限責(zé)任公司對施工單位違規(guī)分包、現(xiàn)場管理混亂等問題未能加以糾正，對施工中出現(xiàn)的瓦斯隱患未采取有效措施。 四是設(shè)計(jì)單位四川省交通廳公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院，對涉及施工安全的瓦斯異常涌出認(rèn)識不足，防范措施不到位。 （二）公路隧道瓦斯爆炸案例四、隧道質(zhì)量與安全典型案例分析隧道全貌四、隧道質(zhì)量與安全典型案例分析3、

42、事故教訓(xùn)和防范措施 （1）瓦斯隧道必須按照設(shè)計(jì)文件、合同所指定采用的技術(shù)規(guī)范和相關(guān)安全規(guī)定，作出施工組織安排，制定各項(xiàng)安全規(guī)章制度，對瓦檢、透風(fēng)、防爆、防燃的措施要細(xì)化具體、嚴(yán)格規(guī)范施工，做到作業(yè)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。 （2）瓦斯隧道的施工，一定要及時噴錨，加強(qiáng)初期支護(hù)，襯砌緊跟，盡快封閉圍巖，最大限度降低瓦期逸出，超前加回措施到位，避免坍方。 （3）瓦斯隧道施工，一定要留意低瓦斯隧道施工可能出現(xiàn)高瓦斯段，要加強(qiáng)觀察和檢測，防止瓦斯異常涌出和突出可能造成的災(zāi)難發(fā)生。施工中一旦發(fā)現(xiàn)瓦斯逸出出現(xiàn)異常與設(shè)計(jì)不符，應(yīng)積極采取必要措施保證安全，同時向監(jiān)理、設(shè)計(jì)、業(yè)主報(bào)告，提出修改設(shè)計(jì)的意見，重新制定施組，報(bào)業(yè)

43、主批準(zhǔn)后實(shí)施。四、隧道質(zhì)量與安全典型案例分析3、事故教訓(xùn)和防范措施 （4）瓦斯隧道施工必須加強(qiáng)治理，嚴(yán)格執(zhí)行煤礦瓦斯防爆規(guī)定，在非襯砌地段，必須采用防爆、大功率透風(fēng)、自動檢測報(bào)警等措施。 （5）瓦斯隧道施工，必須制定防爆措施方案，除經(jīng)建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理三方簽字確認(rèn)外，尚需請有關(guān)專家論證，做到萬無一失。 （6）隧道施工必須制定瓦斯突出搶險(xiǎn)救援應(yīng)急預(yù)案，一旦發(fā)生突發(fā)事件造成職員傷害時，要做到臨危穩(wěn)定、各負(fù)其責(zé)，全方位做好現(xiàn)場施救工作，最大限度降低影響和損失。 四、隧道質(zhì)量與安全典型案例分析 5月19日上午8時30分許，中鐵三局集團(tuán)第五工程有限公司承建的湖南炎汝高速公路(炎陵汝城)十三標(biāo)段八面山隧道，

44、一輛載有炸藥的車輛在運(yùn)輸過程中在隧道內(nèi)發(fā)生爆炸。事故發(fā)生時，隧道內(nèi)有24人，其中20人死亡，4人生還，其中1人重傷，1人輕傷。（三）湖南炎汝高速八面山隧道爆炸案例四、隧道質(zhì)量與安全典型案例分析（三）湖南炎汝高速八面山隧道爆炸案例 我作為湖南省政府事故調(diào)查組專家組成員參與了事故調(diào)查，現(xiàn)介紹所了解的并且上級允許講的一些情況和教訓(xùn)，事故結(jié)論以政府發(fā)布的調(diào)查報(bào)告為準(zhǔn)。五、隧道項(xiàng)目管理案例預(yù)備知識： 風(fēng)險(xiǎn)等級的評估方法 根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率和風(fēng)險(xiǎn)損失的估測值，按照風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)矩陣方法，查表確定風(fēng)險(xiǎn)等級。 具體確定方法是： （1）風(fēng)險(xiǎn)值=風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率風(fēng)險(xiǎn)損失?！啊北硎撅L(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率和風(fēng)險(xiǎn)損失的級別的組合。 （2）由風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率和風(fēng)險(xiǎn)損失的級別，查表3-5 確定風(fēng)險(xiǎn)等級，并參照表1，得到風(fēng)險(xiǎn)水平及與其相對應(yīng)的要求。五、隧道項(xiàng)目管理案例五、隧道項(xiàng)